西华大学材料科学基础2012考试题大概的答案2012汇总

1、一、名词解释4、位错： 晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。6、 位错密度 ：单位体积中所含位错线的总长度。 =穿过单位截面积的位错线的数目。8、滑移的临界分切应力 ：滑移开始时，在滑移面上沿滑移方向的分切应力。11、 柏氏矢量 ：用来揭示位错本质，描述位错行为的矢量。13、堆垛层错 ：晶体中某一区域堆垛顺序差错而产生的晶面错排的面缺陷。（简称层错）14、位错的应变能 ：晶体中因位错周围弹性应力场的存在而导致的能量增量。16、全位错 ：柏氏矢量为单位点阵矢量或其倍数的位错。单位位错是全位错的一种。 单位位错 ： 柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错。17、弗兰克尔空位 ：离位原子跳入晶

2、体点阵间隙中，形成一个空位的同时，还形成了一个间隙原子。18、层错能 ：产生单位面积层错所需要的能量。2、交滑移 ：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移的现象。3、冷拉 ：聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。5、柯氏气团 ：溶质原子与位错发生交互作用，集聚在位错线附近，以降低体系的畸变能所 形成的溶质原子气团。9、加工硬化 ：金属冷变形时，随变形量增加，其强度、硬度上升，而塑性、韧性下降的现 象。12、多滑移 ：滑移在两组或多组滑移系上同时或交替进行的滑移。1、再结晶 ：冷变形金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的 等轴晶粒取代变形晶粒的过程。7、 二次再结

3、晶（异常长大） ：少数晶粒突发性的、不均匀的长大。10、热加工 ：金属在再结晶温度以上的加工变形。 冷加工 ：形变时只发生加工硬化的加工变形。15、回复 ：冷变形金属加热时， 在光学显微组织发生变化之前， 所产生的某些亚结构及性能 的变化过程。19、表面热蚀沟 ：金属在高温下长时间加热时，晶界与金属表面相交处，为了达到表面张力 间的平衡，通过表面扩散产生的沟状形态。20、动态再结晶 ：金属在较高温度下变形时，也能发生回复和再结晶。二、填空题1、两个平行的同号螺位错之间的作用力为 （排斥力），而两个平行的异号螺位错之间的作用 力为 （吸引力）。2、小角度晶界能随位向差的增大而 （增大）；大角度晶

4、界能与位向差 （无关）。3、柏氏矢量是一个反映由位错引起的 （点阵畸变） 大小的物理量；该矢量的 （模） 称为位 错强度。4、金属的层错能越低，产生的扩展位错的宽度越（宽），交滑移越 （难） 进行。5、螺型位错的应力场有两个特点，一是没有（正应力） 分量，二是 （切应力） 对称分布。6、冷拉铜导线在用作架空导线时，应采用（去应力） 退火，而用作电灯花导线时，则应采用（再结晶） 退火。7、为了保证零件具有较高的力学性能，热加工时应控制工艺使流线与零件工作时受到的最 大（正应力） 的方向一致，而与外加的 （切应力） 方向垂直。8、位错的应变能与其柏氏矢量的 （模的平方） 成正比，故柏氏矢量越小的位

5、错，其能量越 （小），在晶体中越稳定。小），交滑移越 （容易） 进行。9、金属的层错能越高，产生的扩展位错的宽度越10、当晶粒长大的驱动力为畸变能差时，晶界的移动方向为（背向其） 曲率中心，当晶粒长大的驱动力为界面能差时，晶界的移动方向为 （指向） 曲率中心。11、由于两者的滑移 （方向） 数不同，导致体心立方晶格金属与面心立方晶格金属在塑性上 的差别。12、聚合型两相合金，第二相为硬脆相，它呈细片状分布在基体上，合金的（综合力学）性能最好，它呈较粗颗粒状分布于基体上，合金的 （塑性） 最好。13、位错的柏氏矢量越小，其能量 （低），在晶体中越 （稳定）。14随冷变形量的增加，金属的强度（上升

6、），塑性 （下降）。15、对于冷变形度较小的金属，再结晶核心一般采用（晶界凸出形核） 方式形成。多滑移），出现了（交滑移） 。 方向与位错线的正方向一致，（左螺） 位错。该位错为 （右螺） 位错，16、晶体经过塑性变形后，出现了交叉的滑移带，则晶体中一定发生了波纹状的滑移带，则晶体中一定发生了17、某位错的柏氏矢量与位错线平行，方向与位错线的正方向相反，该位错为18、如果两个平行螺位错之间的作用力为吸引力，则它们是（异号） 螺位错，如果两个平行螺位错之间的作用力为排斥力，则它们是 （同号） 螺位错。19、柏氏矢量是一个反映由 （位错） 引起的点阵畸变大小的物理量；该矢量的模称为 （位错 强度）

7、。20、晶界能随位向差的增大而增大的晶界一般是（小角晶界） ；而晶界能与位向差无关的晶界一般是 （大角晶界） 。21、在三种典型的金属晶体结构中，金属晶体的晶格类型为（ FCC） 时，其塑性最好，晶格类型为 （ HPC） 时，其塑性最差。22、螺型位错的运动方式是只可 （滑移），不可 （攀移）。23、多晶体的晶粒越细，则其强度 （高），塑性 （越好）。24、对于冷变形度较大的金属，相邻亚晶的取向差较小时，再结晶核心一般采用 （亚晶合并形核） 方式形成， 相邻亚晶的取向差较大时， 再结晶核心一般采用 （亚晶直接长大形核） 方式形成。25、动态再结晶的组织与静态再结晶的组织比较晶粒更（细小），晶粒

8、内部还有 （位错缠结）26、某位错的柏氏矢量与位错线垂直，将其顺时针旋转90后，方向与位错线的正方向一致，该位错为 （正刃型），方向与位错线的正方向相反，该位错为 （负刃型）。27、在金属中，当分散相粒子的体积分数 （越大），粒子尺寸 （越小），金属晶粒的极限平均 晶粒尺寸越小。28、冷变形金属在要求保持其较高硬度时，应采用（去应力） 退火，而在要求恢复塑性以便于进一步变形时，则应采用 （再结晶） 退火。29、为了保证零件具有较高的力学性能， 热加工时应控制工艺使流线与零件工作时受到的最 大拉应力的方向 （一致），而与外加的剪应力方向 （垂直）。30、当晶粒长大的驱动力为 （畸变能差） 时，晶

9、界的移动方向为背向率中心，当晶粒长大的 驱动力为 （界面能差） 时，晶界的移动方向为向着曲率中心。三、问答题1、加工硬化、细晶强化、固溶强化及弥散强化在本质上有何异同?答：加工硬化是由于位错塞积、缠结及相互作用，阻止了位错的进一步运动。 细晶强化是由于晶界上的原子排列不规则，且杂质和缺陷多，能量较高，阻碍位错的通过； 且晶粒细小时，变形均匀，应力集中小，裂纹不易萌生和传播。 固熔强化是由于位错与熔质原子交互作用，即柯氏气团阻碍位错运动。弥散强化是由于位错绕过、切过第二相粒子，需要增加额外的能量 （如表面能或错排能 ）；同时，粒子周围的弹性应力场与位错产生交互作用，阻碍位错运动。 2、什么是加工

10、硬化、细晶强化、固溶强化及弥散强化，它们在本质上有何异同?答：加工硬化是指金属冷变形时，随着型变量的增加，其强度、硬度上升，塑性、韧性下降 的现象。细晶强化是指随着晶粒细化，金属材料力学性能(强度 )提高的现象。固熔强化是指熔质原子融入基体后，使其强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。 弥散强化是指细小弥散分布的第二项质点显著提高材料强度的现象。本质见上题4、若面心立方晶体中有 b1= a 01/的2单位位错及 b2= a12 /6的不全围错，此二位错相 遇后产生位错反应。解：(1)位错反应式： b= b1+ b2=a 01/2+ a12 /6 = a 11/3 因为 squareb1+squ

11、areb2squareb所以此反应能进行。(2) 合成位错的柏氏矢量为 b= a11/3。11晶向上的原子间距为 a3，|b|=a3/3纯（ 镁）+Mg2Ni（54.6Wt.%Ni） ，如图所示。设 C1为亚共晶合金， C2 为过共晶合 金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C1合金中的 总量为C2合金中的 总量的 2.5倍，试计算 C1和 C2的成分。 b解：C1和 C2合金的先共晶相分别为 -Mg和 Mg2Ni，Mg先 23.5 C1 100%， Mg 2Ni C2 23.5 100%23.5 2 54.6 23.523.5 C1 C2 23.5根据题意有：(1)23.5 54.6

12、23.5C1 和 C2 合金中的 总量分别为-Mg1 和-Mg254.6 C1 54.6 C2Mg1 100% ， Mg2 100%54.6 54.6根据题意有： 54.6 C1 2.5 (54.6 C2)(2) 联立( 1)、(2)两式可得：C1=12.7% ； C2=37.8%1. 在 950下对纯铁渗碳，希望在 0.1mm的深度得到 w1(c)=0.9%的碳含量。假 设表面碳浓度保持在 w2(c)=1.20% ，扩散系数 D Fe=10-10m2/s。计算为达到 次要求至少要渗碳多少时间？2. 一块含 0.1%C 的碳钢在 930、1%碳浓度的气氛中进行渗碳处理，经过 11 个小时后在 0.05cm的地方碳的浓度达到 0.45% ，若要在 0.08cm的深度达到 同样的渗碳浓度，则