材料人考 間90-120分鐘 材料人教 材料人考2材料人考2014 、解析講主講人：李春川大19年材料考 材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基一、填空（每空2分，共40分

材料人考1 是在置換固溶體中由于兩組元的原子以不同的速率相對(duì)擴(kuò)散而引起標(biāo)記面漂移的象。若Cu-Al組成的擴(kuò)散偶發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，標(biāo)記物會(huì) 方向移動(dòng)【解析】柯肯達(dá)爾效Cu-Al組成的擴(kuò)散偶發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，由于JCu>JAl，因此標(biāo)記線會(huì)向著擴(kuò)散速度較大的一方移動(dòng)2 是指晶體的滑移在兩組或 的滑移面上同時(shí)進(jìn)行或交替進(jìn)行【解析】交滑材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基3、配位數(shù)是指晶體結(jié)構(gòu)中，與任一原子 并 相等的原子數(shù)【解析】鄰近，距FCC、HCP——12，BCC——配位數(shù)與致密度反應(yīng)

材料人考4、相交和平行于某一晶向直線的所有晶面的組合稱(chēng) ，此直線叫 【解析】晶帶，晶帶屬此晶帶的晶面稱(chēng)為共帶面晶帶定律：凡滿足hu+kv+lw=0的晶面（hkl）都屬于以[uvw]為晶帶軸的兩個(gè)晶面（h1k1l1）和（h2k2l2）決定的晶帶軸[uvw h1： 材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基5 是指晶核長(zhǎng)大所需的界面過(guò)冷度，是材料凝固的必要條件【解析】動(dòng)態(tài)過(guò)冷晶體長(zhǎng)大所需的的動(dòng)態(tài)過(guò)冷度遠(yuǎn)小于形核所需的臨界過(guò)冷度

材料人考6、正常價(jià)化合物是由兩 差值較大的元素按通常 規(guī)律形成的化合物【解析】電負(fù)性，原子材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基7、二次固溶體是指 為基形成的固溶體【解析】化合中間相可以是化合物，也可以是以化合物為基的固溶體（稱(chēng)為第二類(lèi)固溶或稱(chēng)二次固溶體。

材料人考8、具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的合金可以通 這兩種熱處理工藝來(lái)細(xì)化晶?！窘馕觥吭俳Y(jié)晶退火，正沒(méi)有固態(tài)相變——只能擴(kuò)散退溶解度變化——時(shí)效強(qiáng)共析轉(zhuǎn)變——先加熱后快冷，抑制共析，發(fā)生非平衡轉(zhuǎn)變獲得不同組材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考GmC01RD9、滲碳處理常在Fe-Fe3C相圖中 組織區(qū)中GmC01RD 組織中的大【解析】奧氏體，奧氏體，鐵素10、合金凝固過(guò)程中，由 中溶質(zhì)的分布發(fā)生變化而改變 溫度 中的實(shí)溫度低于由溶質(zhì)分布所決定 溫度時(shí)產(chǎn)生的過(guò)冷，稱(chēng)為成分過(guò)冷【解析】液相，凝固，界面前沿液體，凝熱過(guò)冷：液態(tài)金屬中的實(shí)際溫度低于Tm引起的過(guò)冷成分過(guò)冷能否產(chǎn)生及其程度取決于液-固界面前沿液體中的溶質(zhì)質(zhì)量濃度分布和實(shí)際分布這兩個(gè)因素產(chǎn)生成分過(guò)冷的臨界條件材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基二、判斷正誤：正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”（每個(gè)2分，共24相互平行【解析】前提，同一個(gè)晶體中。比如說(shuō)在多晶體中，因?yàn)?向不同，一晶體的[111]可能和另一個(gè)晶體的[110]平行

材料人考 P24.晶向指數(shù)表示著所有相 【解析PB239.粗糙界面在晶體生長(zhǎng)時(shí)，液態(tài)原子可在界面上的任意位置轉(zhuǎn)移到粗糙界面（roughinterface）：液固界面上的原子排列比較 材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考大多數(shù)固相反應(yīng)是由擴(kuò)散速率所控制的 【解析】√固態(tài)相變時(shí)，新相與母相的化學(xué)成分或晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，所以轉(zhuǎn)變過(guò)程通常需要原子散進(jìn)行重新相通過(guò)母相原子擴(kuò)散而形核，擴(kuò)散決定轉(zhuǎn)變速率和形成產(chǎn)物因?yàn)楣滔嘀性訑U(kuò)散可以理解為木桶效做判斷題時(shí)，注意“大多數(shù)”、“一般”、“通常”的限定。 說(shuō)法 材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考從理論上來(lái)說(shuō)，正常凝固也能起到提純合金作用，但提純效果不如區(qū)域熔煉 【解析】√P297點(diǎn)缺陷的存在會(huì)造成點(diǎn)陣畸變，使晶體的內(nèi)能升高，降低晶體的熱力學(xué)穩(wěn)定性 【解析】√。P85。①點(diǎn)陣畸變②熵值增大另一方面，由于增大了原子排列的程度，并改變了周?chē)拥恼駝?dòng)頻率，引起組態(tài)熵和振動(dòng)材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考柯垂?fàn)枤鈭F(tuán)是指溶質(zhì)原子在刃型位錯(cuò)線周 的現(xiàn)象。這是有些金屬出現(xiàn)屈服現(xiàn)象的原 【解析】√。由otrell相律只能表示體系中組元和相的數(shù)目，不能指明組元或相的類(lèi)型和含量 【解析】√。吉布斯相律f=C- f：自由度數(shù)，溫度、壓力、成分；C：組元；P：相數(shù)P283.相圖只能給出體系在平衡條件下存在的相和相對(duì)量，并不能表示出的形狀、大小和分布材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考合金中的固溶體的固溶度隨溫度升高而升高 【解析】對(duì)于有限型固溶體如Fe-C相圖中，C在α-Fe中溶解度在727℃時(shí)ω（c）=0.0218%為最大溶解度擴(kuò)散原子近旁如果存在空位，就可以實(shí)現(xiàn)空位擴(kuò)散 【解析】原子擴(kuò)散需要擴(kuò)散激活能，在空位擴(kuò)散機(jī)制中Q＝ΔU（原子遷移能）＋ΔＵＶ（空位形成能空位的存在只滿足了空位形成能，原子擴(kuò)散還需要原子遷移材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變是指晶體與非晶體之間的轉(zhuǎn)變 【解析】×。有序、合金溶液在非平衡凝固條件下，先結(jié)晶的樹(shù)枝晶枝干含 組元多，后結(jié)晶的樹(shù)枝晶間含 組元較多，造成晶內(nèi)偏析 【解析先結(jié)晶的樹(shù)枝晶枝干含 組元如Ni多，后結(jié)晶的樹(shù)枝晶枝間含 組元如Cu先結(jié)晶部分富 組元是非平衡凝固的特征之一材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考與高溫下共晶轉(zhuǎn)變產(chǎn)物L(fēng)d相比 萊氏體Ld‘的組成相和組織形態(tài)特征都發(fā)生了變 【解析】 萊氏體保持原萊氏體的形態(tài)，只是共晶奧氏體已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣馊R氏體Ld：含碳量4.3%的鐵碳合金在1148℃發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變L4.30→γ2.11+Fe3C氏體Ld 材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基三、簡(jiǎn)答題（每個(gè)8分，共56分

材料人考1101【思路】再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是經(jīng)回復(fù)而未被釋放 放置過(guò)程中位錯(cuò)的運(yùn)位錯(cuò)密度降低儲(chǔ)能減少材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考【解析】8月5日軋制后的試樣的再結(jié)晶溫度較能量增大（）。再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力（經(jīng)回復(fù)而未被釋放 能)越大，再結(jié)晶溫度越低兩批工業(yè)純鋁經(jīng)過(guò)相同量變形量的軋制后，位錯(cuò)密度增加，位錯(cuò)之間的距離減小，交互作用加 的能量增加。8月5日軋制后的純鋁放置了一段時(shí)間，組織中原子擴(kuò)散，位錯(cuò)滑移（且鋁層錯(cuò)能高，擴(kuò)展位錯(cuò)寬度窄，易于束集成螺型位錯(cuò)滑移），異號(hào)位錯(cuò)抵消后位錯(cuò)密度減小的能量降低，因而其再結(jié)晶溫度要高一些材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基2、畫(huà)出并敘述金屬變形過(guò)【解析

材料人考克-里德源（Frank-ReadSource）P109材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基【解析】位錯(cuò)的增值機(jī)制有多種，其中一種主要方式 克-里德源（a）若某滑移面上有一段刃性位錯(cuò)AB，它的兩端被位錯(cuò)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)釘住

材料人考現(xiàn)沿位錯(cuò)b方向加切應(yīng)力，使位錯(cuò)沿滑移面向前滑移運(yùn)動(dòng)。但由于AB兩端固定，所以只能位錯(cuò)線發(fā)生彎曲F。當(dāng)兩端彎曲出來(lái)的線段相互靠近彎曲的位錯(cuò)線 錯(cuò)的增值，并使晶體材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基【解析】位錯(cuò)的增殖機(jī)制還有雙交滑移增殖、攀移增殖等

材料人考螺型位錯(cuò)經(jīng)雙交滑移后可形成刃型割接，由于此割階不在原位錯(cuò)的滑移面上，因此它不能隨位錯(cuò)線一起向前運(yùn)動(dòng)，使其對(duì)原位錯(cuò)產(chǎn)生“釘扎”作用，并使原位錯(cuò)在滑移面上滑移時(shí)成克-里德源雙交滑移的位錯(cuò)增殖（111）上滑移時(shí)成為一 克-里德源個(gè)11出來(lái)位錯(cuò)又可過(guò)交滑移轉(zhuǎn)移到第三個(gè)111增。從而使它比上的 德源制。材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基3、什么是形變織構(gòu)？有哪

材料人考【解析】金屬在塑性變形過(guò)程中，隨著變形程度的增加，各個(gè)晶粒的滑移面和滑移方向都要向主變形方向轉(zhuǎn)動(dòng)空間取向形變織構(gòu)由于加工變形方式不同，可分為兩類(lèi)：拔絲形成的織構(gòu)——絲織構(gòu)，其主要特征是晶向大致與相平行；軋板形成的織構(gòu)——板織構(gòu)某一晶面和晶向分別趨向于軋面與軋向相平行。絲織構(gòu)用各晶粒在該空間取向的晶向族<uvw>表示，而板織構(gòu)用各晶粒在該空間取向的晶族{hkl}和晶向族<uvw>表示材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考用變形金屬的極射赤面投影圖來(lái)描述它的織構(gòu)及各晶粒向織構(gòu)取向的集中程織構(gòu)的形成使多晶體金屬出現(xiàn)各向異性在沖壓復(fù)雜形狀零件（如汽車(chē)覆蓋件等）時(shí)，產(chǎn)生不均勻塑性變形而可能導(dǎo)致工件報(bào)廢一般不希望金屬板材存在織構(gòu)，特別是用于深沖壓成型不均勻性，使工件的邊緣出現(xiàn)高低不平，產(chǎn)生了所謂的“制耳”但在某些情況下，織構(gòu)也有好處，例使其在用于制造變壓材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基材料人考4、比較平衡冷卻狀態(tài)的45鋼（0.45%C)與T8鋼（0.77%C）的硬度與塑性，簡(jiǎn)述原因【解析】T8鋼含碳量0.77%，45鋼含碳量0.45%。T8鋼較45鋼的含碳量高，其硬度較45鋼高塑性較45鋼低相對(duì)量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。含碳量很低的純鐵是由單相構(gòu)成，其性能就是性能，即塑性良好，硬度平衡冷卻凝固后的4鋼室溫組織是軟韌的先共析α和綜合力學(xué)性能優(yōu)良的P，隨著碳含量的增加，組織中的P數(shù)量相應(yīng)增加，T8鋼碳含量達(dá)到共析鋼成分，室溫組織則全是P，鋼的硬度和材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考鋼鐵分鋼白口組織與純鐵亞共析過(guò)共析亞共晶白口過(guò)共晶白口成分及組織特 高溫固態(tài)組織為單相固溶組織中有共晶萊氏組織組成物相對(duì)組織組成物相對(duì) 0

α α材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考α相是軟韌的相，F(xiàn)e3C是硬脆的相。隨著含碳量的增加，合金中Fe3C相的重量增加，合金也隨之增含碳量很低的工業(yè)純鐵，由于是由單相α構(gòu)成，因此其性能就是α的性能，即塑性好，硬度和度都很低亞共析鋼的組織是由不同數(shù)量的α與P組成的。隨著含碳量的增加，組織中鋼的硬度、強(qiáng)度直線上升，而塑性指標(biāo)（δ、ψ）共析鋼的緩冷組織是由片層狀的P構(gòu)成。由于Fe3C是一個(gè)強(qiáng)化相，它以細(xì)片狀分散地分的α基體上，起到了強(qiáng)化作用，因而使P具有較高的強(qiáng)度和硬度，但塑性較差過(guò)共析鋼緩冷后的組織由和Fe3CI所組成。隨著含碳量的增加，F(xiàn)e3CI的數(shù)量逐漸增加。當(dāng)含碳量大于10%以后，因Fe3C，故使材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基材料人考含碳2.11%～6.69%的鐵碳合+織特征是均含有萊氏體碳含量由211%增至43%時(shí)，萊氏體含量由0%增至100%。進(jìn)一步增高碳含量至669%，雖然萊氏體含量由100%減至00%增至100由于滲碳體很脆，而萊氏體又是以滲碳體為基的共晶體，因此，這類(lèi)合金都具有很大的脆是，這類(lèi)合金的硬度和耐磨性都很高，在某些條件下可用于制造表面要求性材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考5【解析】中間相是由兩組元A和B組成的，晶體結(jié)構(gòu)不同于A、B組元的新相，多數(shù)又是不同物、間隙相、間隙化合物等。兩組元電負(fù)性相近時(shí)，形成中間相以金屬鍵為主，有金屬性。相差較大時(shí)，傾向于以離子結(jié)合，具有很高的硬度和 。中間相中各組元間的結(jié)合方式含有金屬的結(jié)合方式，所以表示它們組成的化學(xué)分子式并不定符合化合價(jià)規(guī)律。材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基材料人考6、分析層錯(cuò)能對(duì)熱塑性變【解析】層錯(cuò)能主要1對(duì)于錯(cuò)能金屬，其擴(kuò)展位錯(cuò)很窄，螺型位錯(cuò)的交滑移和刃型位錯(cuò)的攀移均較易進(jìn)行，這樣位錯(cuò)就容易從結(jié)點(diǎn)和位錯(cuò)網(wǎng)中解脫出來(lái)而與異號(hào)位錯(cuò)相互抵消，因此亞組織中位錯(cuò)密度較低，2攀移而發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù)，而在熱加工時(shí)，各個(gè)局部地區(qū)積累足夠高的位錯(cuò)密度便可發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，因此層錯(cuò)材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基

材料人考低層錯(cuò)能胞狀亞結(jié)構(gòu)、亞晶形核中亞晶合并、雙交滑移增殖、動(dòng)態(tài)回復(fù)、易交滑材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基六方晶系指1、為什么用四軸

材料人考例：六方晶系的六個(gè)柱11,∞,-(1010)2∞,1,-(0110)3-1,1,∞,11,∞,-(1010)2∞,1,-(0110)3-1,1,∞,(1100)?）4-(1010)?）5∞,-(0110)?）61,-1,∞,(1100)（1?0）晶體學(xué)上等價(jià)的晶面和晶向，指數(shù)卻不相類(lèi)同，往往看不出它們之間的等價(jià)關(guān)系。2、怎么標(biāo)晶面四軸（hkil）用a1，a2，a3，c確三軸轉(zhuǎn)四軸加上i材料人教

六個(gè)柱面歸并為晶面族{101 大學(xué)-848-材料科學(xué)基3、晶向指數(shù)怎么只能用a1，a2，c確定三然后三軸轉(zhuǎn)四u12UV

u

材料人考3 3 v12VU

v

[2110] t t1UV 3

w四軸轉(zhuǎn)三軸

UutVvt

[100][2110] [110]W材料人教 W 大學(xué)-848-材料科學(xué)基a1=a2=a3 ,c=

材料人考Plane

1/a1=1/a2=1/a3=0,1/c=Plane

a1=1,a2=1,a3=-1/2,c=1/a1=1,1/a2=1,1/a3=-2,1/c=

DirectionTwoTwopointsare0,0,1，and1,0,(0,0,1)–(1,0,0)=-DirectionTwopointsare0,1,0and1,0,(0,1,0)–(1,0,0)=-1,1, 大學(xué)-848-材料科學(xué)基材料人考四、綜合題（共38分1（10分）標(biāo)出圖1所示HCP晶胞中晶面ABCDEF面、ABO‘面的晶面指數(shù)，OC方向、OC’方向晶向指數(shù)。這些晶面與晶向中，哪些可構(gòu)成滑移系 最容易產(chǎn)生滑移的滑移系【解析】ABCDEF面——(0001) （10?1）OC——[010]或] OC'——[011]或]晶面ABCDEF(0001)可與晶向構(gòu)成滑移晶面ABO‘(10?1)可與晶向構(gòu)成滑移與[11?0]10?1}或{10?11?0>材料人教 大學(xué)-848-材料科學(xué)基2、（12分）什么是面角位錯(cuò)？試分析并畫(huà)出FCC晶體中面角位錯(cuò)的形

材料人考【解析】面角位錯(cuò)是在FCC晶體中形成兩個(gè){111}面的夾角上，由三個(gè)不全位錯(cuò)和兩個(gè)層錯(cuò)成的不能運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)組態(tài)FCC晶體中面角位錯(cuò)形在（111）與（11?）面上分別有全位錯(cuò)??[10?]和??[011]，它們?cè)诟髯曰泼嫔戏纸鉃閿U(kuò) ?? 112? 該兩擴(kuò)展位的滑移面上相向移動(dòng)的交截線BC，就會(huì)通過(guò)位錯(cuò)反應(yīng)，生成新的先導(dǎo)位錯(cuò)??? 6δ→α??110]是純?nèi)行偷?，其伯氏矢量位于?01）面上，其滑移面是（001），但fcc6滑移面應(yīng)是{111}，因此，這個(gè)位錯(cuò)是固定位錯(cuò)，它還帶著兩片分別位于（111）和上的層錯(cuò)區(qū)，以及??[112]和??[11?]兩個(gè)不全位錯(cuò)。這種形成與兩個(gè){111}面之間的面角上，由