晶体的配位数(金属学试题)

Posted 2023-05-29

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晶体的配位数(金属学试题)

金属学试题

1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题：

分析氢，氮，碳，硼在a-Fe 和g-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，a-Fe：0.124nm，g-Fe ：0.126nm。

标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。

分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化；

指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系；

结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度；

Fe－0.1％C合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因；

固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火过程有那些可能的影响？

Fe－0.1％C合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的组织分布示意图；

渗碳为什么在g-Fe中进行而不在a-Fe中进行，即渗碳温度选择要高于727℃，为什么？

渗碳温度高于1100e 会出现什么问题？

2.就你所学所有知识，谈谈如何控制和改善金属材料中的组织。

金属学

在面心立方晶胞中画出晶面和晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的方向。在hcp晶胞的（0001）面上标出晶面和晶向。

根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。

图1 图2

A为金属元素，B为非金属元素，形成二元相图如图1：

画出Ⅱ合金平衡冷却曲线以及平衡结晶后组织示意图，计算其室温下相组成物及组织组成物相对含量。

试分析不同冷却速度对图中Ⅰ合金凝固后显微组织的影响。

合金Ⅰ在工业条件冷凝后如对合金进行扩散退火，应如何制定退火工艺。

如图2是A-B-C三元系合金凝固时各相区、界面的投影图；

写出p’P’，E1P’和P’E2单变量线的三相平衡反应式；

写出图中的四相平衡反应式。

说明O合金凝固平衡凝固所发生的相变。

为什么金属材料经热加工后机械性能较铸造态好。

叙述金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化。

退火纯Fe，其晶粒尺寸d=1/4mm时，其屈服点ss=100MNm-2；d=1/64mm时ss=250MNm-2。d=1/16mm时，根据霍尔-----配奇公式求其ss为多少？

画出下面显微组织示意图：1）经严重冷变形后单相合金组织；2）该合金经回复退火后的组织；3）该合金经再结晶退火处理后的组织

试述晶界的特性。

何谓上坡扩散，举两个实例说明金属中上坡扩散现象。

金属学试题

写出bcc晶体中配位数、致密度、原子半径r与点阵常数a的关系，在一个bcc晶胞中画出其密排面和密排方向。（10分）

简述合金凝固时晶粒细化的原理和工艺措施。（10分）

简述金属晶体的缺陷类型和这些缺陷对金属性能的影响。（10分）

影响原子扩散的因素有那些。（10分）

举例说明材料制备加工新技术在提高材料性能方面的应用。？（15分）

就你所知，说明金属强化的原理和措施。（20分）

就你所知，描述新材料及加工制造方法的所有最新进展，这些进展对材料性能的影响如何？

如何获得高性能的铸件？

绘出钢在渗碳中的组织分布示意图，渗碳对钢的性能有何影响？

解释细化晶粒对材料性能的影响

为什么过饱和固溶体经过适当时效处理后强度比室温平衡组织高？什么合金有明显时效强化效果，固溶处理后合金经过变形再时效，讨论变形对时效过程的影响。

对钢进行热处理，已知铁的空位形成能为105kj/mol，问从20度加热至850度，空位浓度提高多少倍？淬火至室温后，多余空位对材料性能有何影响？

分析0.45％C的钢在平衡凝固到室温过程中的组织变化。若合金在不同温度等温转变，其组织如何，淬火至室温后再加热到550度，此材料的组织变化如何？

单相纯金属经过冷变形后为什么位错密度大量增加。

2003年“材料学基础”试题 A卷

画出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（5分）

解释什么是组织组成与相组成，根据Pb-Bi相图回答下列问题：（15分）

设X合金平衡凝固完毕时的相组成物为b和(Bi)，其中b相占80%，则X合金中Bi组元的含量是多少？Pb-42%Bi合金非平衡凝固后得到何种非平衡组织？

如图所示的三元相图的投影图：（10分）

写出这个三元系的四相平衡反应式；指出这个三元系中1合金的成分并分析其结晶过程；

固溶体合金的性能与纯金属比较有何变化？（5分）

位错对材料性能有何影响。（10分）

解释大角晶界，晶界非平衡偏聚。晶界能对材料性能有何影响？（10分）

解释滑移与孪生，写出FCC单晶体的一个滑移系，如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化？变形后金属组织与性能变化如何？（15分）

9. 什么是再结晶织构与再结晶全图，冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的驱动力是什么，铜的熔点为1083e ，在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样，第一个试样加热到200e ，第二个试样加热到500e ，第三个试样加热到800e ，各保温一小时，然后空冷。试画出各试样热处理后的显微组织示意图，说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。（20分）

10. 固体材料中原子扩散驱动力是什么，温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响？（10分）