《材料科學(xué)基礎(chǔ)》a卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

《《材料科學(xué)基礎(chǔ)》a卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》A卷參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、名詞解釋1.成分過冷：界面前沿液體中的實(shí)際溫度低于由溶質(zhì)分布所決定的凝固溫度時(shí)產(chǎn)生的過冷。（3分）2.致密度：晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)。（3分）3.上坡擴(kuò)散：原子由低濃度處向高濃度處進(jìn)行的擴(kuò)散。（3分）4.加工硬化：金屬材料經(jīng)冷加工變形后，強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性很快下降的現(xiàn)象。（3分）5.全位錯(cuò)：實(shí)際晶體中，柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量或其整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為全位錯(cuò)。（3分）二、判斷分析題1.此說法錯(cuò)誤。（1分）空間點(diǎn)陣中的各陣點(diǎn)的周圍環(huán)境必須相同（1分），而密排六方晶體結(jié)構(gòu)中位于晶胞內(nèi)的

2、原子與晶胞角上的原子具有不同的周圍環(huán)境（1分），因此密排六方晶體結(jié)構(gòu)不能視為一種空間點(diǎn)陣。2.此說法錯(cuò)誤。（1分）碳鋼只有共析轉(zhuǎn)變而沒有共晶轉(zhuǎn)變（1分），而對(duì)于鑄鐵而言，它既有共晶轉(zhuǎn)變也具有共析轉(zhuǎn)變（1分）。3.此說法錯(cuò)誤。（1分）因?yàn)槿鄨D的垂直截面不能反映相濃度隨溫度而變化的關(guān)系（1分），只能用于了解冷卻過程中的相變溫度。（1分）4.此說法錯(cuò)誤。（1分）一個(gè)位錯(cuò)環(huán)不可能處處都是螺型位錯(cuò)，但可能處處都是刃型位錯(cuò)（2分）。三、問答題1、答：+=（1分）反應(yīng)前的能量：（2分），反應(yīng)后的能量：（1分）反應(yīng)前的能量高于反應(yīng)后的能量（1分），滿

3、足位錯(cuò)反應(yīng)的能量條件，因此位錯(cuò)反應(yīng)可以進(jìn)行。分別是全位錯(cuò)、肖克利不全位錯(cuò)、弗蘭克不全位錯(cuò)（3分）2、得球形核胚的臨界形核功：（4分）邊長為a的立方形晶核的臨界形核功：（4分）將兩式比較可見球形晶核的臨界形核功僅為形成立方形晶核的1/23、（2分）式中，x為滲碳層厚度；D為擴(kuò)散系數(shù)；t為擴(kuò)散時(shí)間；A為常數(shù)。因此，要得到4cm厚的滲碳層需要16小時(shí)。（2分）選擇在面心立方晶體結(jié)構(gòu)g-Fe中滲碳，而不在體心立方晶體a-Fe中滲碳的原因有：盡管碳在體心立方晶體a-Fe中的擴(kuò)散速度快；但面心立方晶體結(jié)構(gòu)g-Fe溫度高，而面心立方晶體結(jié)構(gòu)g-Fe中碳

4、的固溶度比體心立方晶體a-Fe中碳的固溶度高。綜合各因素，應(yīng)該選擇在面心立方晶體結(jié)構(gòu)g-Fe中滲碳。（6分）4、晶體滑移和孿生的比較（10分）1）相同點(diǎn)：①宏觀上，都是切應(yīng)力作用下發(fā)生的剪切變形；②微觀上，都是晶體塑性變形的基本形式，是晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)另一部分的移動(dòng)過程；③兩者都不會(huì)改變晶體結(jié)構(gòu)；④從機(jī)制上看，都是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)結(jié)果。2）不同點(diǎn)：①滑移不改變晶體的位相，孿生改變了晶體位向；②表面形貌不同；③滑移是全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，原子的位移是滑移方向的原子間距的整數(shù)倍，而孿生是不全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，原子的位移小于孿生方向的原子間距

5、；④滑移是不均勻切變過程，而孿生是均勻切變過程；⑤滑移比較平緩，應(yīng)力應(yīng)變曲線較光滑、連續(xù)，孿生則呈鋸齒狀；⑥兩者發(fā)生的條件不同，孿生所需臨界分切應(yīng)力值遠(yuǎn)大于滑移，因此只有在滑移受阻情況下晶體才以孿生方式形變；⑦而孿生對(duì)塑性變形的直接貢獻(xiàn)沒有滑移大，但由于孿生改變位向可能會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)滑移。5、繪圖略（4分）。11.8%（1分）四、分析計(jì)算題β→αⅡ1、答：（1）由液相凝固，首先析出初晶β，當(dāng)溫度降到200℃時(shí)，剩余液相發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變，生成共晶組織（α+β），繼續(xù)冷卻會(huì)從初晶β中析出二次α相。（3分）圖（3）分（2）相為a、ba％＝(90-65

6、)/(90-5)=29.4%（2分）b%=(65-5)/(90-5)=70.6%（1分）組織為(a+b)+b+aⅡ共晶反應(yīng)后：(a+b)％＝(80-65)/(80－40)=37.5%（2分）b%=(65-40)/(80-40)=62.5%（1分）室溫下aⅡ%=（90-80）/（90-5）*b%=7.4%（2分）則室溫下b%=62.5--aⅡ%=55.1%（1分）2、（1）x:80%A、10%B、10%C(2分)y:30%A、10%B、60%C(2分)z:20%A、40%B、40%C(2分)（2）W點(diǎn)：當(dāng)合金W冷卻到與液相面相交的溫度時(shí)，開

7、始結(jié)晶出初晶C（1分），隨溫度降低，晶體C不斷增加，液相數(shù)量不斷減少（1分）。C為純組元，成分不變，當(dāng)液相成分變化到與共晶轉(zhuǎn)變線的交點(diǎn)時(shí)，開始發(fā)生L→C+B二元共晶轉(zhuǎn)變（2分）。隨溫度繼續(xù)降低，二元共晶體（C+B）↑，液相進(jìn)一步減少，此時(shí)液相成分沿二元共晶線變化（1分）。當(dāng)液相成分變?yōu)槿簿c(diǎn)時(shí)，發(fā)生L→A+B+C三元共晶轉(zhuǎn)變，直至液相全部凝固（2分）。隨后溫度降低，組織不再變化。合金W在室溫的平衡組織為初晶C+二元共晶（C+B）+三元共晶（A+B+C）。（2分）