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福州大学材料学院 材料科学与工程 专业（班）2年级 材料科学基础 课程 2005 — 2006学年 第2学期（A ）卷 期末考试题（120分钟） 考生姓名 学 号 考试时间2006年7月5日 题号 得分 分数 主考教师： 阅卷教师： 一、名词解释（18分，每个3分） 晶体缺陷 反应扩散 非均匀形核 伪共晶 成分过冷 再结晶 二、填空（22分，第10题每个2分，其余每个1分） 1.空位平衡浓度的数学表达式是 。温度越高，空位浓度 第一页，共3页 9?下图为A-B-C三元共晶投影图，合金ni,n2,n3的室温组织分别为: 10.位错反应的条件是：1） 2） 三、问答题（60分）（6、7两题任选一题） 1 ?分析实际晶体强度低于理论强度的原因。提高晶体强度的原则是什么？具体 的方法有哪些？其中哪些方法可以提高纯金属的强度？ 10钢（含碳0.1%在930C渗碳，渗层厚度定义为从表面测量至碳含量为 0.3% 的位置，求渗层厚度和时间的关系式。 [表面碳浓度达到碳在奥氏体中的饱和值 Cs=1.3%,此时 Dc 3.6 10 2mm2/ h , erf （ ） 0.86 ] 根据下图所示的二元合金相图，指出： 1） 各水平线的反应类型。 2） 分析合金I、II的冷却过程，画出冷却曲线，指出室温时组织组成物和相组成物。 nt 2 1 I 1 1 2/ X L / 第二页，共3页 A— B合金相图如下所示。某课题组有很多含 B40%的A— B合金。因研究急需 少量纯共晶合金（含B60%）,请设计一种实验方案，利用现有的合金制备这种 纯共晶合金。 有一 70MPa应力作用在 fee晶体的［001］方向上，求作用在 （111）［彳01］和 （111）［110］滑移系上的分切应力。 （以下两题，任选一题） 6 .塑性变形对金属组织结构和性能有何影响？如何消除这些影响？ 将一契型铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制，如下图所示。 1） 画出此铜片经完全再结晶后沿片长度方向晶粒大小变化的示意图。 并说明原 因。 2） 如果在较低温度退火，何处先发生再结晶？为什么？ 第三页，共 第三页，共3页 标准答案及评分标准（A卷） 一、 名词解释（每个3分） 晶体中微区原子排列不规则或不完整。 伴随有新相形成的扩散。 晶胚依附在其它基体表面形成核心。 共晶点附近非共晶成分的合金非平衡凝固后得到的共晶组织。 合金凝固时在液-固界面前沿，由溶质重新分布引起的过冷。 在塑性变形组织加热过程中，形成新的等轴晶粒取代变形组织的过程。 二、填空（22分，第10题每个2分，其余每个1分） C Coe Q/KT ，高 刃型位错， 螺型位错 化学位梯度 fcp2 ， fcp1 (恒压) 液相与固相体积自有能差，固相与液相界面能 6.Kd 6. Kd 1 /2 {111},<110> (111), [112], 二次渗碳体，三次渗碳体 A+(A+B+C), B+(B+C)+(A+B+C), (A+B+C) 11. 1）几何条件：反应后各位错柏氏矢量之和 b后等于反应前各位错柏氏矢量之和 2）能量条件：反应后各位错的总能量b 2）能量条件：反应后各位错的总能量 b2 应小于反应前各位错能量之和 b2 三、问答题（每体10分） 1.1）实际晶体存在位错，位错在晶体中逐步运动所需的应力比整体刚性滑移低得多 （2分） 2）阻碍位错的萌生和运动，或制备不含位错的晶体（2分） 3）固溶强化，细晶强化，弥散相强化（沉淀相强化），加工硬化（应变强化）（每 个1 分）4）加工硬化，细晶强化（2 分）2. CCs（Cs将有关数据代入得（5 分）x0.3 1.3 （1.3 0.1）erf （ ）2jDtx0.83 0.86 个1 分） 4）加工硬化，细晶强化 （2 分） 2. C Cs （Cs 将有关数据代入得 （5 分） x 0.3 1.3 （1.3 0.1）erf （ ） 2jDt x 0.83 0.86 —— 2jDt x 0.37、t （mm） （3分） （1分） （1 分） 3. 1）包晶转变 L 共晶转变 L 2） 冷却过程： I合金： 1 — 2 L— , 2 L （1 分） （1 分） 3 — 4 L , 4 — 5 , 5— 6 （1 分） 室温组织: （1分）组成相 （1 分） II 合金：2— 3 L ,3 L （ ） , 3以下不变 （1 分） 室温组织: （ ）（1分）组成相 （1 分） （各 1 （各 1 分） 4?合金的小于1,合金熔化后在瓷舟中从一端开始凝固，先凝固为 a固溶体，剩余液 体溶质浓度不断升高，使溶质完全混合，当剩余液体溶质浓度达到共晶成分 60 %时, 剩余液体同时发生共晶转变，瓷舟后面的固体即为（a+B）共晶，将a固溶体切除, 即得（a + B ）共