皖西学院材料科学基础试卷与参考答案
更新时间:2023-11-15 20:42:01 阅读量: 教育文库 文档下载
- 皖西学院材料科学基础试卷推荐度:
- 相关推荐
??????????? 皖西学院 2010–2011 学年度第1学期期末考试试卷(B卷)
机电学院 电气工程及其自动化专业 本科2012级 材料科学基础课程
一、名词解释(每小题1分,共10分)
1.晶胞
2.间隙固溶体 3.临界晶核 ? 线 ? ? ? ? ? 号?学?? ? ? ? ? 封 ? ? ? 名?姓?? ? ? ? ? ? ? 密 ? 级?班? ?????????4.枝晶偏析 5.离异共晶 6.反应扩散
7.临界分切应力 8.回复 9.调幅分解
10. 二次硬化
二、判断正误(每小题1分,共10分)
正确的在括号内画“√”, 错误的画“×”
1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( )2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 ( ) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶,间隙固溶体则 不能。 ( ) 4. 金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵 值减小,因此是一个自发过程。 ( ) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB <0、结构起伏和能量
起伏。 ( )6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 ( ) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) 8. 塑性变形时,滑移面总是晶体的密排面,滑移方向也总是密排 方向。 ( ) 9. 和液固转变一样,固态相变也有驱动力并要克服阻力,因此两 种转变的难易程度相似。 ( )
10.除Co以外,几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线 左移,从而增加钢的淬透性。 ( )
三、作图题(每小题5分,共15分)
1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:a)立方晶系(421),(123),[211];b)六方晶系(2111),[2113]。
1
2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面,位错滑移后的滑移矢量为
a[110]。 2(1)在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。
(2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向,并写出此二位错线的晶向指数。
3. 如下图所示,将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。
四、相图分析(共20分)
(1) 就Fe-Fe3C相图,回答下列问题:
1. 默画出Fe-Fe3C相图,用相组成物填写相图;
2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程,并绘出室温组织 示意图。
3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
4.已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体,铁素体占
82%,试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。
(2) 右图为固态有限互溶三元共晶相
图的投影图,请回答下列问题: 1. 指出三个液相面的投影区; 2. 指出e3E线和E点表示的意义;
3. 分析合金N的平衡结晶过程。
2
五、在870℃比在930℃渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶粒,
碳在γ铁中的D0=2.0×10-5m2/s,Q=140×103J/mol,请计算:(10分) (a) 870℃时碳在γ铁中的扩散系数; (b) 将渗层加深一倍需多长时间?
(c) 若规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度,则在930℃渗碳10小时的渗层厚
度为870℃渗碳10小时的多少倍?
(气体常数R=8.314J/mol·K, 渗层厚度???Dt)
六、简答题(每题4分,共20分)
1. 说明柏氏矢量的确定方法,如何利用柏氏矢量和位错线来判断位
错的类型?
2. 简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。 3. 为什么晶粒细化既能提高强度,也能改善塑性和韧性?
4. 共析钢的奥氏体化有几个主要过程?合金元素对奥氏体化过程有什么影响?
5. 提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些?为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金元素?
七、45钢的过冷奥氏体连续转变曲线如图所示,请回答下列问题:(共15分)
1. 说明图中A1线、Ms、1线、2线、3线表示的意义。
2. 过冷奥氏体转变产物有哪些?写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点;
3. 在V1、V2、V3、V4 冷却速度下,各得到何种组织?
4. 指出与V1、V2、V3、V4相对应的热处理工艺名称是什么?
3
参考答案
八、名词解释(每小题1分,共10分)
1.晶胞: 能完全反映晶格特征的最小几何单元.
2.间隙固溶体: 溶质原子占据溶剂晶格间隙形成的固溶体.
3.临界晶核: 半径为rK的晶胚(r
晶内成分不均匀的现象(或树枝晶晶轴含高熔点组元较多,晶枝间低熔点组元较多的现象).
5.离异共晶: 两相分离的共晶组织.
6.反应扩散: 通过扩散使溶质组元超过固溶极限而不断生成新相的扩散过
程称为反应扩散.
7.临界分切应力: 作用于滑移系上并使其沿滑移方面开始滑移的最小分切
应力.
8.回复: 组织(晶粒外形)改变前在晶粒内发生的某些结构和性能的变化过
程.
9.调幅分解: 通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成分不
同的两种固溶体.
10. 二次硬化: 高温回火时回火硬度高于淬火硬度的现象.
九、判断正误(每小题1分,共10分)
正确的在括号内画“√”, 错误的画“×”
1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。(×)
2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 (√) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶,间隙固溶体则 不能。 (√) 4. 金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵 值减小,因此是一个自发过程。 (×) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB <0、结构起伏和能量
起伏。 (×) 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 (√) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 (×) 8. 塑性变形时,滑移面总是晶体的密排面,滑移方向也总是密排 方向。 (√) 9. 和液固转变一样,固态相变也有驱动力并要克服阻力,因此两 种转变的难易程度相似。 (×)
10.除Co以外,几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线 左移,从而增加钢的淬透性。 (×)
4
十、作图题(每小题5分,共15分)
1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:a)立方晶系
(421),(123),[211];b)六方晶系(2111),[2113]。 (略)
2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面,位错滑移后的滑移矢量为
a[110]。 2(1)在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。|b|=√2 a/2 (2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向,并写出此二位错线的晶向指数。 刃型位错: (112),螺型位错(110) 3. 如下图所示,将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。(略)
十一、 相图分析(共20分)
(1) 就Fe-Fe3C相图,回答下列问题:
1. 默画出Fe-Fe3C相图,用相组成物填写相图;(略)
2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程,并绘出室温组织 示意图。
L?L+γ?γ?γ+Fe3CⅡ?P+Fe3CⅡ
3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 Fe3CⅡ=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=22.6%
Fe3CⅢ=(0.0218-0.00001)/(6.69-0.00001)=0.325%
4.已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体,铁素体占
82%,试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 wc=1.2% , P=92.7%, Fe3C=7.3%
(3) 右图为固态有限互溶三元共晶相
图的投影图,请回答下列问题: 4. 指出三个液相面的投影区; 5. 指出e3E线和E点表示的意义;
6. 分析合金N的平衡结晶过程。
5
答:1. Ae1Ee3A、 Be2Ee1B、 Ce3Ee2C
2.e3E线:α与γ的共晶线, E点:三元(四相)共晶点。 3.N点合金:L?L?γ?L?β+γ? L?α+β+γ
十二、 在870℃比在930℃渗碳有一定优越性,淬火变形小又可得到较细的晶
粒,碳在γ铁中的D0=2.0×10-5m2/s,Q=140×103J/mol,请计算:(10分) (a) 870℃时碳在γ铁中的扩散系数; (b) 将渗层加深一倍需多长时间?
(c) 若规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度,则在930℃渗碳10小时的渗层厚
度为870℃渗碳10小时的多少倍?
(气体常数R=8.314J/mol·K, 渗层厚度???Dt)
(a) D870℃=7.98×10-12 m2/s (b) 4倍时间 (c) 1.44倍
十三、 简答题(每题4分,共20分)
1. 说明柏氏矢量的确定方法,如何利用柏氏矢量和位错线来判断位
错的类型? 答:首先在位错线周围作一逆时针回路,然后在无位错的晶格内作同
样的回路,该回路必不闭合,连接终点与起点即为柏氏矢量. 位错线与柏氏矢量垂直的是刃型位错,平行的是螺型位错.
2. 简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
答: 固溶体凝固时,由于溶质原子在界面前沿液相中的分布发生变化
而形成的过冷.
3. 为什么晶粒细化既能提高强度,也能改善塑性和韧性?
答: 晶粒细化减小晶粒尺寸,增加界面面积,而晶界阻碍位错运动,提
高强度; 晶粒数量增加,塑性变形分布更为均匀,塑性提高; 晶界多阻碍裂纹扩展,改善韧性.
4. 共析钢的奥氏体化有几个主要过程?合金元素对奥氏体化过程有什么影响?
答: 共析钢奥氏体化有4个主要过程: 奥氏体形成、渗碳体溶解、奥
氏体均匀化、晶粒长大。合金元素的主要影响通过碳的扩散体现,碳化物形成元素阻碍碳的扩散,降低奥氏体形成、渗碳体溶解、奥氏体均匀化速度。
5. 提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些?为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金元素?
答:提高钢材耐蚀性的主要方法有:在表面形成致密氧化膜、提高基
体电极电位、形成单相组织。Cr可形成表面致密氧化膜Cr2O3,可提高电极电位,可形成单相铁素体。
十四、 45钢的过冷奥氏体连续转变曲线如图所示,请回答下列问题:(共15分)
1. 说明图中A1线、Ms、1线、2线、3线表示的意义。
6
2. 过冷奥氏体转变产物有哪些?写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点;
3. 在V1、V2、V3、V4 冷却速度下,各得到何种组织?
4. 指出与V1、V2、V3、V4相对应的热处理工艺名称是什么?
答:1. A1线—共析线;Ms—马氏体转变开始线;1线—过冷奥氏体
向铁素体转变开始线;2线—珠光体转变终了线;3线—贝氏体转变开始线。
2. 过冷奥氏体转变产物:
珠光体,扩散型相变,片状组织,强度较高,塑性较好; 铁素体,扩散型相变,块状组织,强度低,塑性好; 马氏体,非扩散型相变,板条或片状,强度高,脆性大; 贝氏体,兼有扩散与非扩散相变特点,上贝氏体,羽毛状,
脆性大,下贝氏体,片状,强度高,韧性好。
3.V1—铁素体、珠光体;V2—铁素体、珠光体;
V3—铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体;V4—马氏体。
4.V1、V2—退火,V3—正火,V4—淬火
7
正在阅读:
皖西学院材料科学基础试卷与参考答案11-15
温泉相关知识09-26
小学生时事评论文章12-10
如何设计全绵衬衫项目可行性研究报告(技术工艺+设备选型+财务概算+厂区规划)投资方案10-28
ZedBoard Linux开发 - GPIO驱动详解11-14
华东理工管理会计网上作业答案11-27
XX公路改建工程第X合同段施工组织设计05-05
八2班学生请假制度08-17
《信息安全技术与应用》试题2AD-A410-21
通关学习网学生端、家长端操作使用手册01-19
- exercise2
- 铅锌矿详查地质设计 - 图文
- 厨余垃圾、餐厨垃圾堆肥系统设计方案
- 陈明珠开题报告
- 化工原理精选例题
- 政府形象宣传册营销案例
- 小学一至三年级语文阅读专项练习题
- 2014.民诉 期末考试 复习题
- 巅峰智业 - 做好顶层设计对建设城市的重要意义
- (三起)冀教版三年级英语上册Unit4 Lesson24练习题及答案
- 2017年实心轮胎现状及发展趋势分析(目录)
- 基于GIS的农用地定级技术研究定稿
- 2017-2022年中国医疗保健市场调查与市场前景预测报告(目录) - 图文
- 作业
- OFDM技术仿真(MATLAB代码) - 图文
- Android工程师笔试题及答案
- 生命密码联合密码
- 空间地上权若干法律问题探究
- 江苏学业水平测试《机械基础》模拟试题
- 选课走班实施方案
- 皖西学院
- 材料科学
- 试卷
- 答案
- 参考
- 基础
- 行政许可及非许可类行政审批工作相关制度
- 高中散文 - 句子的表达效果 - 图文
- 关于印发《市园林管理局在建园林绿化工程养护考核办法(试行)》的通知 - 图文
- 优势谈判读后感 三篇
- 敏捷开发的常见误区
- 县级市“十一五”宣传思想工作总结及“十二五”规划
- 外研版七年级下7BM4U3教学案 - 图文
- 幼儿园区域活动中大班幼儿同伴互动的研究 - 图文
- 17秋川农《管理学(专科)》17年12月作业考核
- 流体力学练习题1
- 流量计+中国石油大学(华东)流体力学实验报告
- 2 南充市顺庆区商贸服务业发展规划-基础资料20100810
- 重庆邮电大学专利申请流程
- 4花卉树木试题答案
- 旅游星级饭店设计与建设指南(摘抄)
- 2017步步高《单元滚动检测卷》高考化学(人教,全国)精练—第十一章 有机化学基础(选考)
- 计算机应用基础 第二章 操作系统
- 洛阳市人民政府关于加强砂石资源管理的意见
- 论英语演讲教学中跨文化思辨能力的培养
- C30水泥混凝土配合比设计