材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)試題與答案-資料下載頁

　　

【正文】 滲碳體。GS線：不同含碳量的奧氏體冷卻時(shí)析出鐵素體的開始線稱A3線，GP線則是鐵素體析出的終了線，所以GSP區(qū)的顯微組織是。PQ線：碳在鐵素體中的溶解度曲線，隨溫度的降低，碳在鐵素體中的溶解度減少，多余的碳以形式析出，從中析出的稱為三次滲碳體，由于鐵素體含碳很少，析出的很少，一般忽略，認(rèn)為從727℃冷卻到室溫的顯微組織不變。PSK線：共析轉(zhuǎn)變線，在這條線上發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，產(chǎn)物（P）珠光體，～%的鐵碳合金冷卻到727℃時(shí)都有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生。 % 、 % 、 % 、 % 的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的結(jié)晶過程和室溫組織.答：%C:在1~2點(diǎn)間合金按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出A，在2點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。冷到3點(diǎn)時(shí)（727℃），在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)全部為珠光體P，珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，珠光體中鐵素體溶碳量減少，其成分沿固溶度線PQ變化，析出三次滲碳體，它常與共析滲碳體長在一起，彼此分不出，且數(shù)量少，可忽略。室溫時(shí)組織P。% C：合金在1~2點(diǎn)間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出A，在2點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。冷到3點(diǎn)時(shí)開始析出F，34點(diǎn)A成分沿GS線變化，鐵素體成分沿GP線變化，當(dāng)溫度到4點(diǎn)時(shí)，奧氏體的成分達(dá)到S點(diǎn)成分（%），便發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時(shí)，原先析出的鐵素體保持不變，稱為先共析鐵素體，%C，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束后，合金的組織為先共析鐵素體和珠光體，當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，鐵素體的溶碳量沿PQ線變化，析出三次滲碳體，同樣量很少，可忽略。%的亞共析鋼的室溫組織為：F+P% C：合金在1~2點(diǎn)間按勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)晶出奧氏體，2點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束，合金為單相奧氏體，冷卻到3點(diǎn)，開始從奧氏體中析出二次滲碳體，沿奧氏體的晶界析出，呈網(wǎng)狀分布，34間不斷析出，奧氏體成分沿ES線變化，當(dāng)溫度到達(dá)4點(diǎn)（727℃）時(shí)，%，在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，此時(shí)先析出的保持不變，稱為先共析滲碳體，所以共析轉(zhuǎn)變結(jié)束時(shí)的組織為先共析二次滲碳體和珠光體，忽略。室溫組織為二次滲碳體和珠光體。材料科學(xué)基礎(chǔ)一. 填空題（22分）1. 對于小角度晶界結(jié)構(gòu)而言，對稱側(cè)晶界由__一列平行的刃形位錯(cuò)__構(gòu)成，非對稱側(cè)晶界由_兩組柏氏矢量相互垂直的刃形位錯(cuò)_構(gòu)成，扭轉(zhuǎn)晶界由_螺型位錯(cuò)_構(gòu)成。2. 按原子排列情況和吻合程度分類，界面可分為_共個(gè)界面_、_非共格界面_、_半共格界面_和復(fù)雜半共格界面。3. 界面遷移與原子運(yùn)動(dòng)方向_相反_（相同/相反），速度方向_相同_（相同/相反）。4. 晶界能的來源有_彈性能_、_核心能_、_化學(xué)鍵能_。5. 熱力學(xué)穩(wěn)定的液—固界面微觀結(jié)構(gòu)主要有_粗糙界面_和_光滑界面_。6. 純金屬及金屬凝固后得到的典型鑄錠組織由_表面細(xì)晶區(qū)_、_柱晶取_、__中心等軸晶區(qū)__三個(gè)區(qū)域構(gòu)成。7. 晶體材料中質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的微觀機(jī)制主要有__空位機(jī)制__、_間隙機(jī)制__及其他（亞間隙機(jī)制、環(huán)易位機(jī)制等），擴(kuò)散系數(shù)D阿累尼烏斯公式可寫成__D=D0*eQ/RT_，對于空位擴(kuò)散機(jī)制，擴(kuò)散活化能有_空位形成能__、_空位遷移能__對于間隙擴(kuò)散機(jī)制，擴(kuò)散活化能只包括_間隙原子的遷移能__。8. 從熱力學(xué)角度看，燒結(jié)的基本驅(qū)動(dòng)力是___系統(tǒng)表面能、界面能的減少____，動(dòng)力學(xué)上的表現(xiàn)為___各種復(fù)雜的船只過程___，燒結(jié)后宏觀上的表現(xiàn)為__坯體收縮、致密化與強(qiáng)度增大___，微觀上的表現(xiàn)為__發(fā)生晶粒尺寸與形狀、氣孔的尺寸形狀變化__。9. 固態(tài)相變的驅(qū)動(dòng)力___新相與母相的自由焓之差__，阻力__界面能__和__應(yīng)變能___。10. 金屬固態(tài)相變的三種基本變化__結(jié)構(gòu)____、__成分___、___有序程度變化__。11. 奧氏體是碳在__a固溶體__中的間隙固溶體。12. 奧氏體形成的熱力學(xué)條件是奧氏體自由能__小于__（大于/小于）珠光體自由能。13. 貝氏體轉(zhuǎn)變時(shí)，溫度較高存在__碳__的擴(kuò)散。14. 球化處理由片狀向粒狀轉(zhuǎn)變可降低__表面能__，為自發(fā)過程。15. 和單晶體的塑性形變相比，多晶體塑性形變的微觀特點(diǎn)表現(xiàn)為__多方式__、__多滑移__和__不均勻性__，由于上述特點(diǎn)，多晶體的塑性變型產(chǎn)生__內(nèi)應(yīng)力__、__加工硬化__現(xiàn)象和形成纖維組織、形變組織。16. 金屬的再結(jié)晶過程特征有：①組織方面_由冷變形的伸長晶粒變?yōu)樾碌牡容S晶粒_②力學(xué)性能方面__強(qiáng)度硬度急劇降低，塑性提高，恢復(fù)至變形前狀態(tài)__③變形儲能方面_變形儲能再結(jié)晶過程中全部釋放_。二. 名詞解釋（18分）均勻形核：液體結(jié)構(gòu)中不穩(wěn)定的進(jìn)程排列的原子集團(tuán)在一定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的固相晶核的過程胞狀偏析：晶體以胞狀方式生長，胞晶內(nèi)部溶質(zhì)濃度低，胞界部位富集溶質(zhì)的現(xiàn)象克根達(dá)爾效應(yīng)：若將擴(kuò)散偶一端固定，則擴(kuò)散的進(jìn)行、焊接面標(biāo)記物將出現(xiàn)反擴(kuò)散方向移動(dòng)二次再結(jié)晶：燒結(jié)過程中，少數(shù)大晶粒在消耗小晶粒的同時(shí)出現(xiàn)的異常長達(dá)過程液相燒結(jié)：顆粒之間的液相產(chǎn)生的毛細(xì)管力，使顆粒容易滑動(dòng)，導(dǎo)至顆粒重排而改善堆積結(jié)構(gòu)，毛細(xì)管壓力可引起固體顆粒的溶解和再沉淀，使顆粒在接觸部位變得扁平，胚體發(fā)生收縮形變織構(gòu)：多晶體材料由塑性變形導(dǎo)致的各晶粒呈擇優(yōu)取向的組織 加工硬化：隨變形量的增加，材料強(qiáng)度硬度增加，塑性韌性下降的現(xiàn)象應(yīng)變時(shí)效：塑性變形時(shí)或變形后剛中溶質(zhì)組元與位錯(cuò)彈性相互作用而引起的性能變化晶界：取向不同，但晶體結(jié)構(gòu)和成分相同的界面三. 簡答題（45分）1. 分析簡述關(guān)于大角晶界的主要晶界結(jié)構(gòu)模型。 即重合點(diǎn)陣模型：設(shè)想兩個(gè)晶粒（存在θ的位向差角）的點(diǎn)陣，彼此通過晶界向?qū)Ψ窖由欤瑒t其中一些原子將出現(xiàn)有規(guī)律性的重合。這些原子重合位置所組成的比原來晶體點(diǎn)陣大的新點(diǎn)陣，稱為重合位置點(diǎn)陣。2. 什么是成分過冷？畫出其形成示意圖并寫出形成條件，說明成分過冷對金屬凝固時(shí)生長形態(tài)的影響。答：成分過冷是在（不平衡）凝固時(shí)，由于成分不均勻引起的過冷。在有小的成分過冷時(shí)，將導(dǎo)致組織發(fā)生胞狀偏析，當(dāng)成分過冷很大時(shí)，組織將發(fā)生樹枝狀偏析。圖P5049303. 分析并簡述純金屬生長形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系。正溫度梯度金屬平面方式長大；負(fù)溫度梯度晶體樹枝狀方式長大。在正溫度梯度下，宏觀以平面方式推進(jìn)，界面宏觀形態(tài)有兩種，對金屬型粗糙微觀界面具有光滑或平直宏觀界面對于平整型光滑微觀界面則具有曲折的小平面狀宏觀界面；在負(fù)溫度梯度下，微觀粗糙界面以樹枝狀方式生長。4. 從熱力學(xué)角度說明菲克定律的局限性，說明何謂擴(kuò)散熱力學(xué)因子。A）由菲克第一定律 擴(kuò)散體系中出現(xiàn)宏觀物質(zhì)流的驅(qū)動(dòng)力是濃度梯度，擴(kuò)散總是朝負(fù)梯度方向進(jìn)行；不能解釋在溫度或其它外場下存在的質(zhì)點(diǎn)定向遷移運(yùn)動(dòng)、以及失穩(wěn)分解過程中物質(zhì)從低濃度區(qū)向高濃度區(qū)的爬坡擴(kuò)散；B）擴(kuò)散發(fā)生的根本驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)勢梯度，擴(kuò)散沿化學(xué)勢降低的方向進(jìn)行；恒溫恒壓下，固溶體自由能變化DG0是擴(kuò)散的真正原因；濃度梯度為0并非擴(kuò)散消失的普遍有效條件，化學(xué)勢恒定是擴(kuò)散達(dá)到平衡的必要條件。熱力學(xué)因子：5. 簡述固態(tài)相變的基本特點(diǎn)。相變的阻力增大、新相晶核與母相之間存在一定晶體學(xué)定位關(guān)系、慣習(xí)現(xiàn)象、母相晶體缺陷促進(jìn)相變、易出現(xiàn)過渡相、彈性應(yīng)變能6. 簡述奧氏體的形成過程。奧氏體的形成為形核長大的擴(kuò)散性相變，其形成過程可分為四個(gè)階段：奧氏體形核、奧氏體長大、滲碳體的溶解、奧氏體均勻化1. 若不給自己設(shè)限，則人生中就沒有限制你發(fā)揮的藩籬。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。在紛雜的塵世里，為自己留下一片純靜的心靈空間，不管是潮起潮落，也不管是陰晴圓缺，你都可以免去浮躁，義無反顧，勇往直前，輕松自如地走好人生路上的每一步3. 花一些時(shí)間，總會看清一些事。用一些事情，總會看清一些人。有時(shí)候覺得自己像個(gè)神經(jīng)病。既糾結(jié)了自己，又打擾了別人。努力過后，才知道許多事情，堅(jiān)持堅(jiān)持，就過來了。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。歲月是有情的，假如你奉獻(xiàn)給她的是一些色彩，它奉獻(xiàn)給你的也是一些色彩。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時(shí)，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。只有你自己才能把歲月描畫成一幅難以忘懷的人生畫卷。學(xué)習(xí)參