当前位置：文档库 › 材料科学基础十套试题含答案

材料科学基础十套试题含答案

“材料科学基础（下）”试题（A）

适用于金属材料工程、材料成型与控制工程专业

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）

1、马氏体转变

是一种固态相变，是通过母相宏观切变，原子整体有规律迁移完成的无扩散相变。

2、TTT曲线

是过冷奥氏体等温转变图，是描述过冷奥氏体等温转变形为，即等温温度、等温时间和转变产物的综合曲线。

3、反稳定化

以下，热稳定程度随温度的升高而增加；但有些钢，当温度达到某在热稳定化上限温度M

一温度后稳定化程度反而下降的现象。

4、时效硬化

时效合金随第二相的析出，强度硬度升高而塑性下降的现象称为时效硬化。

5、珠光体晶粒

在片状珠光体中，片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团

二、说出下符号的名称和意义（6分）

1、M

马氏体点，马氏体转变的开始温度，母相与马氏体两相的体积自由能之差达到相变所需最小驱动值时的温度。

2、S

片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

3、M

奥氏体热稳定化的上限温度，超过此温度奥氏体将出现热稳定化现象。

三、简答下各题（每题8分，共40分）

1、何谓奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度。钢中弥散析出的第二相对奥氏体晶粒的长大有何影响。

起始晶粒度：指临界温度以上奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚互相接触时的晶粒大小。

实际晶粒度：指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。

本质晶粒度：是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3~8小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。

晶粒的长大主要表现为晶界的移动，高度弥散的、难熔的非金属或金属化合物颗粒对晶粒长大起很大的抑制作用，为了获得细小的奥氏体晶粒，必须保证钢中有足够数量和足够细小难熔的第二相颗粒。

2、片状珠光体可分为几类，片间离不同的珠光体在光学显微镜和电子显微镜下的形态特征。

通常所说的珠光体是指在光学显微镜下能清楚分辨出片层状态的一类珠光体，而当片间距离小到一定程度后，光学显微镜就分辨不出片层的状态了。根据片间距离的大小，通常把珠光体分为普通珠光体、索氏体和屈氏体。

=1500~4500 ?，光学显微镜下能清晰分辨出片层结构；

普通珠光体P：S

=800~1500 ?，光学显微镜下很难分辨出片层结构；

索氏体S： S

=800~1500 ?，光学显微镜下无法分辨片层结构。

屈氏体T： S

但是在电子显微镜下观察各类片状珠光体是没有区别的，只是片间距离不同而已。

3、钢中马氏体的晶体结构如何？碳原子在马氏体点阵中的分布与马氏体点阵的正方度有何关系？

Fe-C合金的马氏体是C在中的过饱和间隙固溶体。X-射线衍射分析证实，马氏体具有体

心正方点阵。

通常假设马氏体点阵中的C原子优先占据八面体间隙位臵的第三亚点阵，即C原子平行于[001]方向排列。结果使c轴伸长，a轴缩短，使体心立方点阵的α-Fe变成体心正方点阵的马氏体，研究表明，并不是所有的C原子都占据第三亚点阵的位臵，通过中子辐照分析的结论是近80%的C原子优先占据第三亚点阵，而20%的C原子分布其他两个亚点阵，即在马氏体中，C原子呈部分有序分布。

4、CCT曲线与等温转变曲线有何不同？

1、共析碳钢和过共析碳钢的连续冷却转变图，只有高温区的P转变和低温区的M转变，而无中温区的B转变，亚共析碳钢可以有B转变。亚共析钢和过共析钢有先共析相F和Cem 析出线，由于先共析相的析出，可以改变A的C含量，从而使随后在低温区发生M转变的Ms 发生相应的变化。

2、合金钢的CCT图，可以有P转变无B转变或只有B转变无P转变等多种不同的情况，具体的情况由加入的合金元素种类和数量而定。

3、在等温条件下合金元素推迟过冷A的等温转变，在连续冷却条件下，合金元素也降低过冷A的转变速度，使CCT曲线右移。

4、A晶粒度对CCT图的影响规律是，A晶粒粗大CCT图移向右下方。

5、连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方。这说明连续冷却转变的温度低，孕育期长。

6、不论P转变，还是B转变的连续冷却转变曲线，都只有相当于C曲线的上半部分。

7、连续冷却时，在一定的冷却条件下，A在高温区的转变不能完成，余下的A则在中温区及低温的M转变区继续转变，最终得到混合组织。由于在高温和中温区的转变，会改变余下A的C含量，从而使Ms发生相应的变化。

5、何谓二次硬化和二次淬火？以以W18Cr4V钢的热处理工艺为例说明二者间的区别。

由于A′本身的稳定性高或在P和B区之间A′比较稳定的区域保持时， A′可以不发生分解，而在随后冷却时转变为M，这种现象称为二次淬火。

通常淬火钢回火时，硬度随回火温度的升高是逐渐下降的，但当钢中含有某些特殊类型碳化物形成元素时，回火温度达到某一温度后，硬度反而随回火温度的升高而升高的现象，称为二次硬化。

W18Cr4V钢的正常热处理工艺为1280℃加热淬火，560℃1小时三次高温回火，淬火时由于奥氏体的稳定性较，组织中有大量的残余奥氏体，在回火时保温时残余奥氏体不发生分解，但是钢中含有W、V等碳化物形成元素，将由马氏体中析出大量弥散分布的碳化物，使钢的硬度升高，出现二次硬化。而在随后劲的冷却过程中残余奥氏体将转变为马氏体，出现二次淬火。可见二次硬化是在回火保温过程中由于特殊碳化物析出抽至，而二次淬火则是由于残余奥氏体在回火冷却过程中转变为马氏体所至。

四、叙述下列各题（共44分）

1、以共析碳钢为例说明奥氏体向珠光体转变的过程，并分析当三相共存时碳的扩散规律？（20分）

珠光体相变的领先相

珠光体相变符合一般的相变规律，是一个形核及核长大过程。由于珠光体是由两个相组成，因此成核有领先相问题。某些研究认为，珠光体形成的领先相，可以随相变发生的温度和奥氏体成分的不同而异。过冷度小时渗碳体是领先相；过冷度大时铁素体是领先相。在亚共析钢中铁素体是领先相，在过共析钢中渗碳体是领先相，而在共析钢中渗碳体和铁素体作领先相的趋势是相同的。但是，一般认为共析钢中珠光体形成时的领先相是渗碳体。

珠光体的形成机理

(0.77%C) →α

(~0.02%C)

+ cem

(6.67%C)

(面心立方) （体心立方）（复杂单斜）

可以看出，珠光体的形成过程，包含着两个同时进行的过程，一个是碳的扩散，以生成高碳的渗碳体和低碳的铁素体；另一个是晶体点阵的重构，由面心立方的奥氏体转变为体心立方点阵的铁素体和复杂单斜点阵的渗碳体。

形核

条件：同样需要满足系统内的“结构起伏、成分起伏和能量起伏”。

部位：晶核多半产生在奥氏体的晶界上（晶界的交叉点更有利于珠光体晶核形成），或其它晶体缺陷（如位错）比较密集的区域。当奥氏体中碳浓度很不均匀或者有较多未溶解的渗碳体存在时，珠光体的晶核也可以在奥氏体晶粒内出现。

形状：片状形核。首先在奥氏体晶界上形成一小片渗碳体，这就可以看成是珠光体转变的晶核。片状形核的原因是：1新相产生时引起的应变能较小；2片状伸展时获得碳原子的面积增大；3片状形核时碳原子的扩散距离相对缩

短。

长大

由于能量、成分和结构的起伏，首先在奥

氏体晶界上产生了一小片渗碳体（晶核）。这种

片状珠光体晶核，按非共格扩散方式不仅向纵

的方向长大，而且也向横的方向长大。渗碳体

横向长大时，吸收了两侧的C 原子，而使其两

侧的奥氏体含碳量降低，当碳含量降低到足以形成铁素体时，就在渗碳体片两侧出现铁素体

片。新生成的铁素体片，除了伴随渗碳体片向纵向长大外，也向横向长大。铁素体横向长大时，必然要向两侧的奥氏体中排出多余的C ，因而增高侧面奥氏体的C 浓度，这就促进了另一片渗碳体的形成，出现了新的渗碳体片。如此连续

进行下去，就形成了许多铁素体-渗碳体相间的片层。

珠光体的横向长大，主要是靠铁素体和渗碳体片不断

增多实现的。这时在晶界的其它部分有可能产生新的

晶核（渗碳体小片）。当奥氏体中已经形成了片层相

间的铁素体与渗碳体的集团，继续长大时，在长大着

的珠光体与奥氏体的相界上，也有可能产生新的具有

另一长大方向的渗碳体晶核，这时在原始奥氏体中，

各种不同取向的珠光体不断长大，而在奥氏体晶界上

和珠光体-奥氏体相界上，又不断产生新的晶核，并

不断长大，直到长大着的各个珠光体晶群相碰，奥氏

体全部转变为珠光体时，珠光体形成即告结束。由上述珠光体形成过程可知，珠光体形成时，纵

向长大是渗碳体片和铁素体片同时连续向奥氏体中延伸；而横向长大是渗碳体片与铁素体片交替堆叠增多。

珠光体转变时碳的扩散规律

当珠光体刚刚出现是时，在三相共存的情况下，过冷奥氏体的C 浓度是不均匀的，C 浓度分布情况可由Fe-Fe 3C 相图得到，如图所示，即与铁素体相接的奥氏体C 浓度C r-a 较高，与

渗碳体接触处的奥氏体的C 浓度C r-cem 较低。因此在奥氏体中就产生了C 浓度差，从而引起了

C 的扩散，其扩散示意图如图所示。

2、试述淬火钢回火脆性的特征、产生的原因、抑制和消除的方法。（12分）

(一)第一类回火脆性

特征:（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。产生的原因

片状珠光体形成过程示意图

片状珠光体形成时C 的扩散示意图

到目前为止有很多种不同的说法，尚无定论，很可能是多种因素综合作用的结果，而对于不同的钢材来说，也可能是不同因素所致。大致有以下三种观点：

（1）残余A转变理论

根据第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时残余A转变的温度范围相对应。但有些钢第一类回火脆性与残余A转变并为完全对应，故残余A转变理论，不能解释各种钢的第一类回火脆性。

（2）碳化物析出理论

钢回火时，ε-Fe

X C转变为χ-Fe

或θ-Fe

C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，

而新形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M的板条间、板条束的边界或片状M的孪晶带或晶界上析出，从而使材料的脆性增加。回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。

（3）杂质偏聚理论

也有人认为，S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。

防止方法

目前，第一类回火脆性是无法消除的。没有一个有效的热处理方法能消除钢中这种回火脆性，除非不在这个温度范围内回火，也没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素。但可以采取以下措施减轻第一类回火脆性。

（1）降低钢中杂质元素的含量；

（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；

（3）加入Mo、W等可以减轻；

（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；

（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。

（二）第二类回火脆性

1、温度范围内

450~650℃之间，也称为高温回火脆性。

2、特征

（1）具有可逆性；（2）与回火后的冷却速度有关；回火保温后，缓冷出现，快冷不出现，出现脆化后可重新加热后快冷消除。（3）与组织状态无关，但以M的脆化倾向大；（4）在脆化区内回火，回火后脆化与冷却速度无关；（5）断口为沿晶脆性断口。

3、产生的机理

Sb、Sn、P等杂质元素向原A晶界偏聚是产生第二类回火脆性的主要原因，而Ni、Cr不仅促进杂质元素的偏聚，且本身也偏聚，从而降低了晶界的断裂强度，产生回火脆性。

4、防止方法

（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；

（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；

（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；

（4）采用亚温淬火（A1~A3）：

（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。

3、说明钢中板条状马氏体和片状马氏体的形态特征，并指出它们的性能差异。（12分）(1)、板条状马氏体

板条状马氏体是低、中碳钢，马氏体时效钢，不锈钢等铁系合金中形成的一种典型的马氏体组织。马氏体呈板条状，一束束排列在原奥氏体晶粒内。因其显微组织是由许多成群的板条组成，故称为板条马氏体。对某些钢因板条不易浸蚀显现出来，而往往呈现为块状，所以有时也之为块状马氏体。又因为这种马氏体的亚结构主要为位错，通常也称为位错型马氏体。这种马氏体是由若干个板条群组成的，也有群状马氏体之称。每个板条群是由若干个尺

寸大致相同的板条所组织，这些板条成大致平行且方向一定的排列。板条马氏体与母相奥氏体的晶体学位向关系是K—S关系，惯习面为（111）

，

(2)片状马氏体

是铁系合金中出现的另一种典型的马氏体组织，常见于淬火高、中碳钢及高Ni的Fe-Ni 合金中。高碳钢中典型的片状马氏体组织如图16所示。这种马氏体的空间形态呈双凸透镜片状，所以也称之为透镜片状马氏体。因与试样磨面相截而在显微镜下呈现为针状或竹叶状，故又称之为针状马氏体或竹叶状马氏体。片状马氏体的亚结构主要为孪晶，因此又称其为孪晶型马氏体。

片状马氏体的显微组织特征是，马氏体片大小不一，马氏体片不平行，互成一定夹角。第一片马氏体形成时贯穿整个奥氏体晶粒而将奥氏体分割成两半，使以后形成的马氏体片大小受到限制，后形成的马氏体片逐渐变小，即马氏体形成时具有分割奥氏体晶粒的作用。马氏体片的大小几乎完全取决于奥氏体晶粒的大小。片状马氏体的惯习及位向关系与形成温度有关，形成温度高时，惯习面为（225）

，与奥氏体的位向关系为K—S关系；形成温度低时，

为，位向关系西山关系，可以爆发形成，马氏体片有明显的中脊。

惯习面、（259）

(3)两种马氏体性能的差异

钢中马氏体的性能主要表现为高强度、高硬度的特点。但是，由于钢在淬火时所得马氏体的形态不同，其力学性能的表现也是有差异的，通常高碳片状马氏体具有高的强度和硬度，但是非常脆，而低碳板条马氏体具有较高的强度硬度和韧性，特别是韧性较高是低碳板条马氏体的一大特点。

“材料科学基础（下）”试题（B）

适用于金属材料工程、材料成型与控制工程专业

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）

1、组织遗传；

指非平衡组织重新加热淬火后，其奥氏体晶粒大小仍然保持原奥氏体晶粒大小和形状的现象。

2、相遗传；

母相将其晶体学缺陷遗传给新相的现象称为相遗传。

3、独立形核

原碳化物回溶到母相中，而新的、更稳定的碳化物在其他部位重新形核长大。

4、调幅分解

某些固溶体合金，在一定条件下，能够不经过形核过程，分解为晶体结构相同成份在一定范围内连续变化的两相，即溶质原子富集与溶质原于贫化的两相，这种固态相变称为调幅分解。

5、形变马氏体

由形变诱发马氏体转变生成的马氏体称为形变马氏体。

二、说出下符号的名称和意义（6分）

1、M

形变马氏体点，能够形成形变诱发马氏体转变的上限温度

2、S

高碳片状马氏体显微裂纹敏感度，单位体积马氏体组织中，显微裂纹的面积。

3、S

片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

三、简答下各题（每题8分，共40分）

1、钢在连续加热时珠光体向奥氏体转变有何特点。

（1）在一定的加热速度范围内，临界点随加热速度增大而升高

（2）相变是在一个温度范围内完成的

（3）可以获得超细晶粒

（4）钢中原始组织的不均匀使连续加热时的奥氏体化温度升高

（5）快速连续加热时形成的奥氏体成分不均匀性增大C

r-a 降低，C

r-cem

升高。

（6）在超快速加热条件下，铁素体转变为奥氏体的点阵改组属于无扩散型相变。

2、试从经典结晶理论说明奥氏体向珠光体转变动力学曲线具有“C”字形。

按经典结晶理论，奥氏体向珠光体转变是通过形核长大完成的。奥氏体向珠光体转变时随过冷度增大临界形核功减小，这将促进奥氏体向珠光体转变，使转变的孕育期缩短，转变速度加快。但是奥氏体向珠光体转变属于扩散型相变，而随温度的降低原子的活动下降，这又将阻碍奥氏体向珠光体的转变，使转变的孕育延长，转变速度下降。两个影响因素互相矛盾，过冷度较小时，转变温度较高，临界形核功的变化起主导作用，随过冷度增大，孕育期缩短，当转变温度达到某一温度后碳原子扩散能力的影响将起主导作用，这又将使孕育期延长。在这两个相互矛盾综合作用下使奥氏体向珠光体转变曲线呈现出“C”字形。

3、钢中马氏体相变的热力学特点是什么？并说明为什么Md点的上限温度是T

。

钢中马氏体转变热力学特点是，1、热滞很大，奥氏体只有在很大的过冷度下才能转变成

马氏体；2、马氏体转变有一固定的温度，称为马氏体点，用M

表示；3、通常马氏体只能在不断的降温过程中才能形成，等温停留转变将立即停止。当温度低于某一温度后，马氏体转变将不能进行，此点称为马氏体转变终了点，此时组织中将保留一定数量的未转变奥氏体，

称为残余奥氏体；4、M

点可以通过对奥氏体的塑性变形而升高，使马氏体转变提前发生，称为形变诱发马氏体转变，能够发生形变诱发马氏体转变的上限温度称为形变诱发马氏体转变的开始温度，简称形变马氏体点。

从奥氏体与马氏体两相系统的吉布斯自由曲线来看，两条曲线的交点温度为T

，即两相

自由能平衡点，奥氏体向马氏体转变必须要在T

温度以下的一定温度才能发生，但可以通过

引入塑性变形使M

S 点升高，通过合适的变形方式能使M

升高到T

温度，但不能超过T

温度，

因为在T

温度以上，奥氏体是稳定相，而马氏体的不稳定相，换言之，奥氏体如果向马氏体转变将使系统的自由能升高，这是不可能的。

4、钢中贝氏体组织有那几种主要形态？其特征如何？

钢中主要的贝氏体组织有无碳化物贝氏体、上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体等。其中无碳化物贝氏体板条铁素体束及未转变的奥氏体组成，在铁素体之间为富碳的奥氏体，铁素体与奥氏体内均无碳化物析出，故称为无碳化物贝氏体，是贝氏体的一种特殊形态。是一种单相组织，由大致平行的铁素体板条组成。铁素体板条自奥氏体晶界处形成，成束地向一侧晶粒内长大，铁素体板条较宽，板条之间的距离也较大。上贝氏体是一种两相组织，由铁素体和渗碳体组成。成束大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界向一侧或两侧奥氏体晶内长入。渗碳体（有时还有残余奥氏体）分布于铁素体板之间，整体在光学显微镜下呈羽毛状，故可称上贝氏体为羽毛状贝氏体。下贝氏体也是一种两相组织，是由铁素体和碳化物组成。但铁素体的形态及碳化物的分布均不同于上贝氏体。下贝氏体铁素体的形态与马氏体很相似，亦与奥氏体碳含量有关。含碳量低时呈板条状，含碳量高时呈透镜片状，碳含量中等时两种形态兼有。形核部位大多在奥氏体晶界上，也有相当数量位于奥氏体晶内。碳化物为渗碳体或-ε碳化物，碳化物呈极细的片状或颗粒状，排列成行，约以55~60°的角度与下贝氏体的长轴相交，并且仅分布在铁素体的内部。粒状贝氏体块状铁素体基体和富碳奥氏体区所组成。由于基中的富碳奥氏体区一般呈颗粒状，因而得名。实际上富碳奥氏体区一般呈小岛状、小河状等，形状是很不规则，在铁素体基体呈不连续平行分布。

5、过冷奥氏体连续冷却转变曲线有何特点和用途？

（1）、共析碳钢和过共析碳钢的连续冷却转变图，只有高温区的P转变和低温区的M转变，而无中温区的B转变，亚共析碳钢可以有B转变。亚共析钢和过共析钢有先共析相F和

Cem 析出线，由于先共析相的析出，可以改变A 的C 含量，从而使随后在低温区发生M 转变的Ms 发生相应的变化。

（2）合金钢的CCT 图，可以有P 转变无B 转变或只有B 转变无P 转变等多种不同的情况，具体的情况由加入的合金元素种类和数量而定。

（3）连续冷却转变曲线位于等温转变曲线的右下方。这说明连续冷却转变的温度低，孕育期长。

（4）不论P 转变，还是B 转变的连续冷却转变曲线，都只有相当于C 曲线的上半部分。

（5）连续冷却时，在一定的冷却条件下，A 在高温区的转变不能完成，余下的A 则在中温区及低温的M 转变区继续转变，最终得到混合组织。由于在高温和中温区的转变，会改变余下A 的C 含量，从而使Ms 发生相应的变化。

用途主要有1、预计热处理后的组织和硬度；2、选择冷却规范、确定淬火介质

四、叙述下列各题（共44分）

1、何谓珠光体团、珠光体晶粒。以Fe3C 为领先相说明珠光体团的形成过程，并说明奥氏体向珠光体转变过程中碳的扩散规律。（20分）

在片状珠光体中，片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团或珠光体晶粒。

珠光体的形成机理

γ(0.77%C) → α(~0.02%C) + cem (6.67%C)

(面心立方) （体心立方）（复杂单斜）

形核

条件：同样需要满足系统内的“结构起伏、成分起伏和能量起伏”。

短。

长大

由于能量、成分和结构的起伏，首先在奥

氏体晶界上产生了一小片渗碳体（晶核）。这种

片状珠光体晶核，按非共格扩散方式不仅向纵

的方向长大，而且也向横的方向长大。渗碳体

横向长大时，吸收了两侧的C 原子，而使其两

侧的奥氏体含碳量降低，当碳含量降低到足以形成铁素体时，就在渗碳体片两侧出现铁素体

片。新生成的铁素体片，除了伴随渗碳体片向纵向长

大外，也向横向长大。铁素体横向长大时，必然要向

两侧的奥氏体中排出多余的C ，因而增高侧面奥氏体

的C 浓度，这就促进了另一片渗碳体的形成，出现了

新的渗碳体片。如此连续进行下去，就形成了许多铁

素体-渗碳体相间的片层。珠光体的横向长大，主要

是靠铁素体和渗碳体片不断增多实现的。这时在晶界

的其它部分有可能产生新的晶核（渗碳体小片）

。当

片状珠光体形成过程示意图

片状珠光体形成时C 的扩散示意图

奥氏体中已经形成了片层相间的铁素体与渗碳体的集团，继续长大时，在长大着的珠光体与奥氏体的相界上，也有可能产生新的具有另一长大方向的渗碳体晶核，这时在原始奥氏体中，各种不同取向的珠光体不断长大，而在奥氏体晶界上和珠光体-奥氏体相界上，又不断产生新的晶核，并不断长大，直到长大着的各个珠光体晶群相碰，奥氏体全部转变为珠光体时，珠光体形成即告结束。

由上述珠光体形成过程可知，珠光体形成时，纵向长大是渗碳体片和铁素体片同时连续向奥氏体中延伸；而横向长大是渗碳体片与铁素体片交替堆叠增多。

珠光体转变时碳的扩散规律

当珠光体刚刚出现是时，在三相共存的情况下，过冷奥氏体的C浓度是不均匀的，C浓

度分布情况可由Fe-Fe

3C相图得到，如图所示，即与铁素体相接的奥氏体C浓度C

r-a

较高，与

渗碳体接触处的奥氏体的C浓度C

r-cem

较低。因此在奥氏体中就产生了C浓度差，从而引起了C的扩散，其扩散示意图如图所示。

2、钢中马氏体高强度和高硬度的本质。（12分）

（1）相变强化

马氏体相变的特性造成在晶体内产生大量微观缺陷（位错、孪晶及层错等），使马氏体强

化，即相变强化。无碳马氏体的屈服极限为284MPa与强化F的σ

S 很接近，而退火的F的σ

仅为98~137MPa，也就是说相变强化，使强度提高了147~186MPa。

（2）固溶强化

C原子溶入M点阵中，使扁八面体短轴方向上的Fe原子间距增长了36%，而另外两个方向上则收缩4%，从而使体心立方变成了体心正方点阵，由间隙C原子所造成的这种不对称畸变称为畸变偶极，可以视其为一个强烈的应力场，C原子就在这个应力场的中心，这个应力场与位错产生强烈的交互作用，而使M的强度提高。当C%超过0.4%后，由于碳原子靠得太近，使相邻碳原子所造成的应力场相互重迭，以致抵消而降低了强化效应。

（3）时效强化

理论计算得出，在室温下只要几分钟甚至几秒钟即可通过C原子扩散而产生时效强化，在-60℃以上，时效就能进行发生碳原子偏聚现象，是M自回火的一种表现，C原子含量越高时效强化效果越大。

（4）动态应变时效：

M 本来比较软，在外力作用下通过应变时效才能使强度显著提高，碳含量越高，应变时

效作用越明显。σ

0.2几乎与C%无关且数值也不高只有196MPa，而σ

则随C%增加而急剧增加。

3、试述淬火钢回火脆性的特征、产生的原因、抑制和消除的方法。（12分）

(一)第一类回火脆性

特征:（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。

产生的原因

（1）残余A转变理论

（2）碳化物析出理论

钢回火时，ε-Fe

X C转变为χ-Fe

或θ-Fe

C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，

（3）杂质偏聚理论

也有人认为，S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。

防止方法

（1）降低钢中杂质元素的含量；

（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；

（3）加入Mo、W等可以减轻；

（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；

（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。

（二）第二类回火脆性

1、温度范围内

450~650℃之间，也称为高温回火脆性。

2、特征

3、产生的机理

4、防止方法

（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；

（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；

（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；

（4）采用亚温淬火（A1~A3）：

（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。

“材料科学基础（下）”试题（C）

适用于金属材料工程、材料成型与控制工程专业、无机非金属材料工程

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）

1、回火抗力

在合金钢中，由于合金元素的作用，M分解温度将推向高温，即在较高温度下回火，仍然可以保持α相具有一定的过饱和度和细小的碳化物，使钢保持较高的强度和硬度。通常把这种性质称为回火稳定性。

2、原位形核

在原碳化物基础上发生成分变化和点阵重构，形成更稳定的碳化物。

3、奥氏体本质晶粒度

是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3~8小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。

4、调幅分解

某些固溶体合金，在一定的条件下，能够不经过形核过程，分解为晶体结构相同，成分在一定范围内连续变化的两相，即溶质原子原子富集与溶质原子贫化的两个相，这种固态相变称为调幅分解。也叫亚稳分解、增幅分解。

5、二次硬化

通常淬火钢回火时，硬度随回火温度的升高是逐渐下降的，但当钢中含有某些特殊类型

碳化物形成元素时，回火温度达到某一温度后，硬度反而随回火温度的升高而升高的现象，

称为二次硬化。

二、说出下符号的名称和意义（6分）

1、A

马氏体逆转变的开始温度，低于此温度马氏体不能向奥氏体转变，即马氏体逆转变的下限温度。

2、M

马氏体点，马氏体转变的开始温度，母相与马氏体两相的体积自由能之差达到相变所需最小驱动值时的温度。

3、S

片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

三、简答下各题（每题8分，共40分）

1、何谓马氏体显微裂纹敏感度？它受那些因素影响？

是由于M形成时互相碰撞形成的，M形成速度极快，相互碰撞或与A晶界相撞时，将因冲击而形成相当大的应力场，又因为高碳片状M很脆不能通过滑移或孪生变形来消除应力，因此容易形成撞击裂纹，这种先天性的缺陷使高碳附加了脆性。

钢中M显微裂形成的难易程度用马氏体显微裂纹敏感度来表示。以单位M体积中出现裂

纹的面积作为马氏体内形成显微裂纹的敏感度，用S

（mm-1）表示。

影响显微裂纹敏感度的因素

（1）碳含量的影响：是影响SV的主要因素，C%小于1.4%时随C%的增加SV急剧增加，当C%大于1.4%时SV随C%的增加反而下降。C%小于1.4%，M为{225}惯习面，而当C%大于1.4%，后M为{259}惯习面。

（2）奥氏体晶粒大小的影响：随A晶粒直径的增大SV急剧增加。

（3）淬火冷却温度的影响：冷却温度越低，M转变量越多，残余奥氏体量越少，S

越大。

（4）马氏体转变量的影响：随M量的增加SV增大，但当M的体积份数f大于0.27后，S

V 不再随f增大。

（5）马氏体片长度的影响：S

随M片长度（即片的最大尺寸）的增大而升高。

2、试从经典结晶理论说明奥氏体向珠光体转变动力学曲线具有“C”字形。

3、钢中马氏体相变的热力学特点是什么？并说明为什么M

d 点的上限温度是T

。

钢中马氏体转变热力学特点是，1、热滞很大，奥氏体只有在很大的过冷度下才能转变成

马氏体；2、马氏体转变有一固定的温度，称为马氏体点，用M

称为残余奥氏体；4、M

从奥氏体与马氏体两相系统的吉布斯自由曲线来看，两条曲线的交点温度为T

，即两相

自由能平衡点，奥氏体向马氏体转变必须要在T

温度以下的一定温度才能发生，但可以通过

引入塑性变形使M

S 点升高，通过合适的变形方式能使M

升高到T

温度，但不能超过T

温度，

因为在T

温度以上，奥氏体是稳定相，而马氏体的不稳定相，换言之，奥氏体如果向马氏体转变将使系统的自由能升高，这是不可能的。

4、钢中上贝氏体和下贝氏体的显微组织特征。

上贝氏体是一种两相组织，由铁素体和渗碳体组成。成束大致平行的铁素体板条自奥氏体晶界向一侧或两侧奥氏体晶内长入。渗碳体（有时还有残余奥氏体）分布于铁素体板之间，整体在光学显微镜下呈羽毛状，故可称上贝氏体为羽毛状贝氏体。下贝氏体也是一种两相组织，是由铁素体和碳化物组成。但铁素体的形态及碳化物的分布均不同于上贝氏体。

下贝氏体铁素体的形态与马氏体很相似，亦与奥氏体碳含量有关。含碳量低时呈板条状，含碳量高时呈透镜片状，碳含量中等时两种形态兼有。形核部位大多在奥氏体晶界上，也有相当数量位于奥氏体晶内。碳化物为渗碳体或-ε碳化物，碳化物呈极细的片状或颗粒状，排列成行，约以55~60°的角度与下贝氏体的长轴相交，并且仅分布在铁素体的内部。

5、何为临界冷却速度？影响临界冷却速度的因素有那些？

临界冷却速度：连续冷却时，在某几个特定的冷却速度下，所得到的组织将发生突变，这些冷却速度称为临界冷却速度。通常所说的临界冷却速度是指获得100%马氏体转变的最小的冷却速度。

凡影响A稳定性、影响CCT曲线形状的因素均影响V

C ，使曲线右移的均降低V

，左移的

均使V

提高。

（1）碳含量：低碳钢随C含量增加，VC显著降低，但在0.3~1.0%范围内，V

下降的不多。

C%>1.0%后，随C含量的增加， V

增高。

（2）合金元素的影响：除Co以外，大部分合金元素溶入A中，都增加A的稳定性，使V

下

降；若未溶入A中，以碳化物形式存在，则会使V

升高。

（3）A晶粒度的影响：随A晶粒尺寸增大，V

C 减小，对受P转变制约的V

影响较大，而对

受B转变制约的V

影响较小。

（4）A化温度的影响：A化温度升高，A的合金化程度增大，稳定性升高，从而使V

降低。（5）A中非金属夹杂物和稳定碳化物：硫化物、氧化物、氮化物及难溶的稳定碳化物，在A

化时，能阻碍A晶粒的长大，促进非M组织的形成，使V

增大。

四、叙述下列各题（共44分）

1、以共析碳钢为例说明奥氏体的形成过程，并讨论为什么奥氏体全部形成后还会有部分渗碳体未溶解？（20分）

从珠光体向奥氏体转变的转变方程，

α + Fe

C →γ

C% 0.0218 6.69 0.77

晶格类型体心立方复杂斜方面心立方

我们可以看出：珠光体向奥氏体转变包括铁原子的点阵改组，碳原子的扩散和渗碳体的溶解。实验证明珠光体向奥氏体转变符合一般的相变规律，是一个晶核的形成和晶核长大过程。共析珠光体向奥氏体转变包括奥氏体晶核的形成、晶核的长大、残余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化等四个阶段。

1、奥氏体的形核

（1）形核条件

奥氏体晶核的形成条件是系统的能量、结构和成分起伏。

（2）形核部位

奥氏体晶核通常优先在铁素体和渗碳体的相界面上形成，此外，在珠光体团的边界，过冷度较大时在铁素体内的亚晶界上也都可以成为奥氏体的形核部位。

2、奥氏体的长大

奥氏体晶核形成后便开始长大。奥氏体长大的机制可做如下的解释。在A C1以上某一t 1形成一奥氏体晶核。奥氏体晶核形成之后，将产生两个新的相界面，一个是奥氏体与渗碳体相界面，另一个是奥氏体与铁素体相界面。为讨论问题的方便，我们假定两个相界面都是平直的（参见图）。根据Fe-Fe3C 相图可知，奥氏体与铁素体相邻的边界处的碳浓度为C γ-α，奥氏体与渗碳体相邻的边界处的碳浓度为C γ-c 。此时，两个边界处于界面的平衡状态，这是系

统自由能最低的状态。由于C γ-c >C γ-α，因此，在奥氏体出现碳的浓度梯度，从而引起碳在奥

氏体中由高浓度向低浓度的扩散，使奥氏体内部的碳的分布驱于均匀分布，即使奥氏体与铁素体相邻的边界处碳浓度升高，而奥氏体与渗碳体相邻的边界处碳浓度降低。从而破坏了相界面处的碳浓度平衡，使系统自由能升高。为了恢复平衡，渗体体势必溶入奥氏体，使它们

相邻界面的碳浓度恢复到C γ-c ，与此同时，另一个界面上将发生铁素体向奥氏体的晶格改组，

使其相邻边界的碳浓度恢复到C γ-α，从而恢复界面的平衡，降低系统的自由能。这样相当于

奥氏体的晶核分别向渗碳体和铁素体中推移，奥氏体晶核得以长大。由于界面处碳浓度的恢复又增加了奥氏体中的碳浓度分布梯度，又会引起碳在奥氏体中的扩散，破坏界面处碳浓度的平衡，引起渗碳体的溶解和铁素体的转变，再次恢复平衡。此过程循环往复地进行，奥氏体便不断地向铁素体和渗碳体中长大。直到将铁素体和渗碳体消耗完了奥氏体晶核的长大结束。

由图，在铁素体内，铁素体与渗碳体和铁素体与奥氏体两个相界面之间也存在着碳浓度差C α-c -C α-γ，因此，当碳在奥氏体中进行扩散的同时，在铁素体中也进行着扩散。扩散的结

果，也将促进铁素体向奥氏体的转变，从而促进奥氏体的长大。

3、剩余渗碳体的溶解

实验表明在珠光体向奥转变过程中，铁素体和渗碳体并不是同时消失，而总是铁素体首先消失，将有一部分渗碳体残留下来。这部分渗碳体在铁素体消失后，随着保温时间的延长或温度的升高，通过碳原子的扩散不断溶入奥氏体中。一旦渗碳体全部溶入奥氏体中，这一阶段便告结束。

为什么铁素体和渗碳体不能同时消失，而总有部分渗碳体剩余？

按相平衡理论，从Fe-Fe 3C 相图可以看出，在高于A C1温度，刚刚形成的奥氏体，靠近Cem

的C 浓度高于共析成分较少，而靠近F 处的C 浓度低于共析成分较多（即ES 线的斜率较大，GS 线的斜率较小）。所以，在奥氏体刚刚形成时，即F 全部消失时，奥氏体的平均C 浓度低于共析成分，这就进一步说明，共析钢的P 刚刚形成的A 的平均碳含量降低，低于共析成分，必然有部分碳化物残留，只有继续加热保温，残留碳化物才能逐渐溶解。

碳化物溶入A 的机理，现在还不十分清楚，有人认为是通过碳化物中的碳原子向奥氏体中扩散和Fe 原子向贫碳的渗碳体区扩散，以及Fe 3C 向A 晶体点阵改组来完成的。

4、奥氏体成分均匀化

珠光体转变为奥氏体时，在残留渗碳体刚刚完全溶入奥氏体的情况下，C

在奥氏体中的共析钢奥氏体长大示意图

分布是不均匀的。原来为渗碳体的区域碳含量较高，而原来是铁素体的区域，碳含量较低。这种碳浓度的不均匀性随加热速度增大而越加严重。因此，只有继续加热或保温，借助于C 原子的扩散才能使整个奥氏体中碳的分布趋于均匀。

以上共析碳钢珠光体向奥氏体等温形成过程，可以用下图形象地表示出来。

2、何谓时效？与回火有何异同？（12分）

在析出过程中，合金的机械性能、物理性能、化学性能等随之发生变化，这种现象称为时效。

时效与回火过程都是过饱和固溶体析出第二相的过程，两者之间即有相同之处，也有各自的特点，主要表现在以下几个方面：1、过饱和固溶体的获得方式各不相同，马氏体是由晶体结构不同的母相通过相变转变而成的，而时效合金中的过饱和固溶体在获得时是不发生晶体结构变化的；2、两者都是过饱和固溶体的析出过程，第二相析出的过程基本上是相同的，都具有溶质偏聚、过渡相析出、最后析出平衡相等不同的阶段；3、在析出过程中，随第二相的析出，固溶体的性能变化规律也基本上是相同的；4、两者的目的是不同的，时效的目的主要是为了提高合金的强度和硬度，而回火的目的主要为了降低脆性、稳定组织，通常随回火温度的升高强度和硬度下降，而塑性和韧性升高；5、回火时组织中的残余奥氏体将发生相应的转变，这是时效合金中不存在的。

3、试述淬火钢回火脆性的特征、产生的原因、抑制和消除的方法。（12分）

(一)第一类回火脆性

特征:（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。产生的原因

（1）残余A 转变理论

根据第一类回火脆性出现的温度范围正好与碳钢回火时残余A 转变的温度范围相对应。但有些钢第一类回火脆性与残余A 转变并为完全对应，故残余A 转变理论，不能解释各种钢的第一类回火脆性。

（2）碳化物析出理论

钢回火时，ε-Fe X C 转变为χ-Fe 5C 2或θ-Fe 3C 的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，

而新形成的碳化物呈薄片状，且沿板条M 的板条间、板条束的边界或片状M 的孪晶带或晶界上析出，从而使材料的脆性增加。回火温度如进一步提高，薄片状碳化物将聚集长大和球化，将导致脆性降低，冲击韧性升高。

（3）杂质偏聚理论

也有人认为，S 、P 、Sb （锑）、As （砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。

防止方法

珠光体向奥氏体等温转变过程示

（1）降低钢中杂质元素的含量；

（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；

（3）加入Mo、W等可以减轻；

（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；

（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。

（二）第二类回火脆性

1、温度范围内

450~650℃之间，也称为高温回火脆性。

2、特征

3、产生的机理

4、防止方法

（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；

（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；

（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；

（4）采用亚温淬火（A1~A3）：

（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。

“材料科学基础（下）”试题（D）

适用于金属材料工程、材料成型与控制工程、无机非金属材料工程专业

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）

1、二次珠光体转变

由于贝氏体转变的不完全性，当转变温度较高时，未转变的奥氏体在随后的保温过程中有可能会发生珠光体转变，此时的珠光体转变称为二次珠光体转变。

2、相变冷作硬化

马氏体形成时的体积效应会引起周围奥氏体产生塑性变形，同时马氏体相变的切变特性，也将在晶体内产生大量微观缺陷，如位错、孪晶、层错等。这些缺陷在马氏体逆转变过程中会被继承，结果导致强度明显升高，而塑性韧性下降，这种现象被称为相变冷作硬化。

3、回火抗力

4、时效硬化

一般情况下，在析出过程中，合金的硬度或强度会逐渐升高，这种现象称为时效硬化或时效

5、应变诱发再结晶

在等温条件下，由于应力和应变不断增加而诱发的再结晶称为应变诱发再结晶。

二、说出下符号的名称和意义（6分）

1、M

马氏体转变的终了温度，此温度发下奥氏体向马氏体转变将不再继续进行。

2、S

片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

3、M

马氏体转变的爆发点，在此温度瞬间有大量马氏体形成，

三、简答下各题（每题8分，共40分）

1、根据片间距离不同可以把片状珠光体分为几类？片间距离不同的珠光体在光学显微镜和电子显微镜下的形态特征。

普通珠光体P：S

=1500~4500 ?，光学显微镜下能清晰分辨出片层结构；

索氏体S： S

=800~1500 ?，光学显微镜下很难分辨出片层结构；

屈氏体T： S

=800~1500 ?，光学显微镜下无法分辨片层结构。

但是在电子显微镜下观察各类片状珠光体是没有区别的，只是片间距离不同而已。

2、何谓奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度。钢中弥散析出的第二相对奥氏体晶粒的长大有何影响。

起始晶粒度：指临界温度以上奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚互相接触时的晶粒大小。

实际晶粒度：指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。

本质晶粒度：是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3~8小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。

3、M

S 点的物理意义，影响M

点的主要因素有那些？

母相与马氏体两相之间的体积自由能之差达到相变所需的最小驱动力值时的温度。

影响因素：

1、奥氏体化学成分的影响

（1）碳的影响

随奥氏体碳含量的增加，M

S 和M

均显著下降，但二者下降的趋势不同。

氮（N）对M

S 和M

的影响与碳的影响规律基本相似。

（2）合金元素的影响

钢中常见的合金元素，除Al和Co可以提高M

S 外，其它合金元素均使M

点降低。

2、加热规范的影响

加热温度高保温时间长，有利于奥氏体的合金化，可以提高奥氏体的合金化程度，使M

S 点下降；但是，温度高时间长奥氏体晶粒粗大、晶体学缺陷减少，这又会导致M

点的升高。

在完全奥氏体化的前提下，提高加热温度、延长保温时间，将使M

有所提高。

3、冷却速度的影响

在生产条件下，冷却速度一般对M

S 点无影响。在高速淬火时，M

随淬火速度增大而升高。

4、塑性变形的影响

在M

d ~M

之间对奥氏体进行塑性变形，可使M

点升高，马氏体转变提前发生。

5、应力的影响

单向的拉应力或压应力可使进马氏体转变，使M

升高。而多向压应力则阴阻碍马氏体的

形成，使M

点下降。

6、磁场的影响

磁场的存在可使M

S 点升高，在相同的温度下马氏体转变量增加，但对M

点以下的转变行

为无影响。

4、何谓形变诱发马氏体转变？并说明M

的物理意义。

如果在M S 点以上对奥氏体进行塑性变形，会诱发马氏体转变而引起M S 点升高到M d ，同样塑性变形也可以使A S 下降到点。M d 和A d 分别称为形变马氏体点和形变奥氏体点。因形变诱发

马氏体转变而产生的马氏体，常称为形变马氏体，同样形变诱发马氏体逆转变而产生的奥氏体称为形变奥氏体。

M d 的物理意义：可以获得形变马氏体的最高温度。若在高于M d 点的温度对奥氏体进行塑

性变形，就会失去诱发马氏体转变的作用。

5、何谓二次硬化和二次淬火？以以W18Cr4V 钢的热处理工艺为例说明二者间的区别。由于A ′本身的稳定性高或在P 和B 区之间A ′比较稳定的区域保持时， A ′可以不发生分解，而在随后冷却时转变为M ，这种现象称为二次淬火。

W18Cr4V 钢的正常热处理工艺为1280℃加热淬火，560℃1小时三次高温回火，淬火时由于奥氏体的稳定性较，组织中有大量的残余奥氏体，在回火时保温时残余奥氏体不发生分解，但是钢中含有W 、V 等碳化物形成元素，将由马氏体中析出大量弥散分布的碳化物，使钢的硬度升高，出现二次硬化。而在随后劲的冷却过程中残余奥氏体将转变为马氏体，出现二次淬火。可见二次硬化是在回火保温过程中由于特殊碳化物析出抽至，而二次淬火则是由于残余奥氏体在回火冷却过程中转变为马氏体所至。

四、叙述下列各题（共44分）

1、何谓珠光体团、珠光体晶粒。以Fe3C 为领先相说明珠光体团的形成过程，并说明奥氏体向珠光体转变过程中碳的扩散规律。（20分）

在片状珠光体中，片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团或珠光体晶粒。

珠光体的形成机理

γ(0.77%C) → α(~0.02%C) + cem (6.67%C)

(面心立方) （体心立方）（复杂单斜）

可以看出，珠光体的形成过程，包含着两个同

时进行的过程，一个是碳的扩散，以生成高碳的渗

碳体和低碳的铁素体；另一个是晶体点阵的重构，

由面心立方的奥氏体转变为体心立方点阵的铁素

体和复杂单斜点阵的渗碳体。

形核

条件：同样需要满足系统内的“结构起伏、成

分起伏和能量起伏”。

部位：晶核多半产生在奥氏体的晶界上（晶界

的交叉点更有利于珠光体晶核形成），或其它晶体

缺陷（如位错）比较密集的区域。当奥氏体中碳浓度很不均匀或者有较多未溶解的渗碳体存在时，珠光体的晶核也可以在奥氏体晶粒内出现。

形状：片状形核。首先在奥氏体晶界上形成一小

片渗碳体，这就可以看成是珠光体转变的晶核。片状

形核的原因是：1新相产生时引起的应变能较小；2

片状伸展时获得碳原子的面积增大；3片状形核时碳

原子的扩散距离相对缩短。

长大

由于能量、成分和结构的起伏，首先在奥氏体晶

界上产生了一小片渗碳体（晶核）。这种片状珠光体

晶核，按非共格扩散方式不仅向纵的方向长大，

而且

片状珠光体形成过程示意图

片状珠光体形成时C 的扩散示意图

也向横的方向长大。渗碳体横向长大时，吸收了两侧的C原子，而使其两侧的奥氏体含碳量降低，当碳含量降低到足以形成铁素体时，就在渗碳体片两侧出现铁素体片。新生成的铁素体片，除了伴随渗碳体片向纵向长大外，也向横向长大。铁素体横向长大时，必然要向两侧的奥氏体中排出多余的C，因而增高侧面奥氏体的C浓度，这就促进了另一片渗碳体的形成，出现了新的渗碳体片。如此连续进行下去，就形成了许多铁素体-渗碳体相间的片层。珠光体的横向长大，主要是靠铁素体和渗碳体片不断增多实现的。这时在晶界的其它部分有可能产生新的晶核（渗碳体小片）。当奥氏体中已经形成了片层相间的铁素体与渗碳体的集团，继续长大时，在长大着的珠光体与奥氏体的相界上，也有可能产生新的具有另一长大方向的渗碳体晶核，这时在原始奥氏体中，各种不同取向的珠光体不断长大，而在奥氏体晶界上和珠光体-奥氏体相界上，又不断产生新的晶核，并不断长大，直到长大着的各个珠光体晶群相碰，奥氏体全部转变为珠光体时，珠光体形成即告结束。

珠光体转变时碳的扩散规律

当珠光体刚刚出现是时，在三相共存的情况下，过冷奥氏体的C浓度是不均匀的，C浓

度分布情况可由Fe-Fe

3C相图得到，如图所示，即与铁素体相接的奥氏体C浓度C

r-a

较高，与

渗碳体接触处的奥氏体的C浓度C

r-cem

较低。因此在奥氏体中就产生了C浓度差，从而引起了C的扩散，其扩散示意图如图所示。

2、试述淬火钢回火脆性的特征、产生的原因、抑制和消除的方法。（12分）

(一)第一类回火脆性

特征:（1）具有不可逆性；（2）与回火后的冷却速度无关；（3）断口为沿晶脆性断口。

产生的原因

（1）残余A转变理论

（2）碳化物析出理论

钢回火时，ε-Fe

X C转变为χ-Fe

或θ-Fe

C的温度与产生第一类回火脆性的温度相近，

（3）杂质偏聚理论

也有人认为，S、P、Sb（锑）、As（砷）等杂质元素在回火时向晶界、亚晶界上偏聚，降低了晶界的断裂强度，引起了第一类回火脆性。

防止方法

（1）降低钢中杂质元素的含量；

（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化A晶粒；

（3）加入Mo、W等可以减轻；

（4）加入Cr、Si调整温度范围（推向高温）；

（5）采用等温淬火代替淬火回火工艺。

（二）第二类回火脆性

1、温度范围内

450~650℃之间，也称为高温回火脆性。

2、特征

3、产生的机理

4、防止方法

（1）提高钢材的纯度，尽量减少杂质；

（2）加入适量的Mo、W等有益的合金元素；

（3）对尺寸小、形状简单的零件，采用回火后快冷的方法；

（4）采用亚温淬火（A1~A3）：

（5）采用高温形变热处理，使晶粒超细化，晶界面积增大，降低杂质元素偏聚的浓度。

3、说明钢中板条状马氏体和片状马氏体的形态特征，并指出它们的性能差异。（12分）(1)、板条状马氏体

，

体的晶体学位向关系是K—S关系，惯习面为（111）

(2)片状马氏体

，与奥氏体的位向关系为K—S关系；形成温度低时，有关，形成温度高时，惯习面为（225）

惯习面、（259）

为，位向关系西山关系，可以爆发形成，马氏体片有明显的中脊。

(3)两种马氏体性能的差异

“材料科学基础（下）”试题（E）

适用于金属材料工程、材料成型与控制工程、无机非金属材料工程专业

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）

1、原位形核

在原碳化物基础上发生成分变化和点阵重构，形成更稳定的碳化物。

2、独立形核

原碳化物回溶到母相中，而新的、更稳定的碳化物在其他部位重新形核长大。

3、K-S关系

在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学位向关系，例如：奥氏体向马氏体转变时新

旧两相之间就维持这种位向关系（111）

γ∥（110）

，〈110〉

∥〈111〉

4、时效硬化

一般情况下，在析出过程中，合金的硬度或强度会逐渐升高，这种现象称为时效硬化或时效

5、马氏体异常正方度

“新形成的马氏体”，正方度与碳含量的关系并不符合公式给出的关系，这种现象称为马氏体的异常正方度。

二、说出下符号的名称和意义（6分）

1、S

高碳片状马氏体显微裂纹敏感度，单位体积马氏体组织中，显微裂纹的面积。

2、S

片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

3、θ

滞后温度间隔度，奥氏体热稳定化程度，由于C、N原子钉札位错，而要求提供附加的化学驱动力以克服C、N原子的钉札力，为获得这个附加的化学驱动力所需的过冷度，即θ为值。

三、简答下各题（每题8分，共40分）

1、钢在连续加热时珠光体向奥氏体转变有何特点?

（1）在一定的加热速度范围内，临界点随加热速度增大而升高

（2）相变是在一个温度范围内完成的

（3）可以获得超细晶粒

（4）钢中原始组织的不均匀使连续加热时的奥氏体化温度升高

（5）快速连续加热时形成的奥氏体成分不均匀性增大C

r-a 降低，C

r-cem

升高。

（6）在超快速加热条件下，铁素体转变为奥氏体的点阵改组属于无扩散型相变。

2、简述影响珠光体转变动力学的因素。

1、钢的内在因素

（1）碳含量的影响，亚共析钢随碳含量的增加孕育期延长，过共析钢随碳含量增加孕育期缩短。

（2）合金元素的影响，自扩散的影响，对碳原子扩散速度的影响，改变了γ→α转变速度，改变了临界点，对γ/α相界面的拖曳作用

（3）奥氏体成分均匀性和过剩相溶解情况的影响，成分均匀、合金化程度高，孕育期长，转变速度下降。

（4）奥氏体晶粒度的影响，晶粒细小形核部位多，孕育期短转变速度快，

2、外界影响因素

（1）加热温度和保温时间的影响，温度高保温时间长奥氏体成分均匀，孕育期长，转变速度。（2）应力和塑性变形的影响，在奥氏体状态下承受拉应力或进行塑性变形，有加速度珠光体转变的作用。

（3）等向压应力的影响，对奥氏体施加等向压应力，有降低珠光体形成温度、共析点移向低碳和减慢珠光体形成速度的作用。

3、钢和铁合金中马列氏体相变动力学有那几种主要类型？各种类型的特点如何？

（一）马氏体的降温形成（变温瞬时形核、瞬时长大）

是碳钢和低合金钢中最常见的一种马氏体转变。其动力学特点为：马氏体转变必须在连

续不断的降温过程中才能进行，瞬时形核，瞬时长大，形核后以极大的速度长大到极限尺寸，

相变时马氏体量的增加是由于降温过程中新的马氏体的形成，而不是已有马氏体的长大，等温停留转变立即停止。

（二）马氏体的爆发式转变（自触发形核，瞬时长大）

这种转变在M

以下某一温度突然发生，具有爆发性，并且一次爆发中形成一定数量的马氏体，爆发转变伴有响声，转变时急剧放出相变潜热引起试样温升。

（三）马氏体的等温形成（等温形核，瞬时长大）

马氏体的晶核可以等温形成，形核需要一定的孕育期，形核率随过冷增大，先增后减，动力学曲线具有“S”形，等温形成图具有“C”形，符合一般的热激活形核规律，等温转变不能进行到底，只能有一部分奥氏体可以等温转变为马氏体。

（四）表面马氏体

在稍高于M

点的温度下等温，往往会在试样表面层形成马氏体，其组织形态，形成

速度，晶体学特征都和M

点温度以下试样内部形成的马氏体为同，这种只产生于表面层的马氏体称为“表面马氏体”。

4、何谓临界冷却速度？影响临界冷却速度的因素有哪些？

凡影响A稳定性、影响CCT曲线形状的因素均影响V

C ，使曲线右移的均降低V

，左移的

均使V

提高。

（1）碳含量：低碳钢随C含量增加，VC显著降低，但在0.3~1.0%范围内，V

下降的不多。

C%>1.0%后，随C含量的增加， V

增高。

（2）合金元素的影响：除Co以外，大部分合金元素溶入A中，都增加A的稳定性，使V

下

降；若未溶入A中，以碳化物形式存在，则会使V

升高。

（3）A晶粒度的影响：随A晶粒尺寸增大，V

C 减小，对受P转变制约的V

影响较大，而对

受B转变制约的V

影响较小。

（4）A化温度的影响：A化温度升高，A的合金化程度增大，稳定性升高，从而使V

降低。（5）A中非金属夹杂物和稳定碳化物：硫化物、氧化物、氮化物及难溶的稳定碳化物，在A

化时，能阻碍A晶粒的长大，促进非M组织的形成，使V

增大。

5、时效合金在时效时硬度变化的规律如何？

1、冷时效（自然时效）

是指在较低温度下进行的时效，一般是指室温

下搁臵时所发生的情况。硬度-时间关系曲线大致

可分为三段：孕育期（某些合金的孕育期不明显）、

快速反应阶段以及慢速反应阶段。在慢速反应阶段

的后期，硬度基本上保持常数。一般认为，冷时效

所反应的性能变化是由G.P.区形成所致。

2、温时效（人工时效）

是指在较高温度下进行的时效。硬度-时间关系曲线大致可分为三段：孕育期、硬化阶段（上升阶段）以及软化阶段（下降阶段）。软化阶段又称为过时效，需要避免，一般认为，是从析出平衡相开始的。温度愈高，出现极大值或开始出现过时效的时间愈短。温时效可以反映析出的全过程甚至析出物的粗化和球化的情况。

四、叙述下列各题（共44分）

1、以共析碳钢为例说明奥氏体的形成过程，并讨论为什么奥氏体全部形成后还会有部分渗碳体未溶解？（20分）

从珠光体向奥氏体转变的转变方程，

材料科学基础试题库

《材料科学基础》试题库一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分） 2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐

蚀如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近 5、什么是交滑移为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类固溶体在材料中有何意义 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在 8、应变硬化在生产中有何意义作为一种强化方法，它有什么局限性 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的如何消除 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点 14、临界晶核的物理意义是什么形成临界晶核的充分条件是什么 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行若不在γ-Fe相区进行会有什么结果 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理 19、位错密度有哪几种表征方式 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征（12分） 23、加工硬化的原因（6分） 24、柏氏矢量的意义（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数，（011）晶面间距是多少（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分） 31、某晶体的原子位于四方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2，有一晶面在x，y，z轴的截距分别为6个原子间距、2个原子间距和4个原子间距，求该晶面的

材料科学基础练习题

练习题第三章晶体结构，习题与解答 3-1 名词解释（a ）萤石型和反萤石型（b ）类质同晶和同质多晶（c ）二八面体型与三八面体型（d ）同晶取代与阳离子交换（e ）尖晶石与反尖晶石答：（a ）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。（b ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。（c ）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。（d ）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。（e ）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石；反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 3-2 （a ）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？（b ）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，其中：（1）所有八面体间隙位置均填满；（2）所有四面体间隙位置均填满；（3）填满一半八面体间隙位置；（4）填满一半四面体间隙位置。并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。解：（a ）参见2-5题解答。1:1和2:1 （b ）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定的结构所需电价离子及实例如下：（1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO ；（2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O ；（3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2；（4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO 。 3-3 MgO 晶体结构，Mg2+半径为0.072nm ，O2-半径为0.140nm ，计算MgO 晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？

材料科学基础试题

材料科学基础试题库一填空： 1 固体中的结合键分为离子键，共价键和金属键3种化学键以及分子键、氢键等物理键。2 3 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。 4 么宏观上完全相同，要么呈连续变化而没有突变现象。 5 扩散是固体中质量传输的唯一途径。 6 一、判断题： 1. 匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。（T） 2. 刃型位错有正负之分，他们之间有本质区别。（F） 3. 珠光体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（F） 4. 因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。（F） 5. 陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。（F） 6. 单相组织一般具有良好的延展性，而共晶合金则具有良好的铸造性能。（T） 7. 扩散是固体中质量传输的唯一途径。（T） 8. 在实际系统中，纯金属的凝固是非均匀形核。（T） 9. 在空位机制中，原子的扩散可以看作是空位的移动。（T） 10. 晶体长大微观界面为粗糙时，宏观表现为光滑界面。（T） 11. 热膨胀的本质是原子半径的胀大。（F） 12. 二元合金中不可能有四相共存。(F ) 13. 根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行（F） 14. 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。(T )

15. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。（T） 16. 枝晶偏析不可以通过退火的方法消除。（F） 17. 莱氏体和珠光体都是混合物。（T） 18. 把一根导线反复的缠绕后其电阻将会增加。（T） 19. 陶瓷的抗拉强度通常是抗压强度的5-10倍。（F） 20. 先共析渗碳体是间隙固溶体，其性质硬而脆。（F） 21. 在实际系统中，纯金属的凝固是均匀形核。（F） 22. Fick第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比，其方向与浓度降落方向一致。（T） 23. 临界形核尺寸与其形状有密切关系。（F） 24. 高分子化合物的大分子由链节构成，链节的重复次数称为聚合度。（T） 25. 缩聚反应就是大分子变成小分子的反应，不一定有副产物。( F) 26. 将薄板在冲压之前进行一道微量冷轧工序，可以消除吕德斯带。（T） 27. 热塑性聚合物应力与应变呈线性关系主要是由链段运动引起。（F） 28. 晶体滑移的滑移是通过位错的运动来实现的。（T） 29．热膨胀的本质是原子间距离的增大。（T） 30．陶瓷的抗压强度通常比抗拉强度高。（T） 31．两相之间的自由能差值是发生相变的驱动力。（T）选择题： 1．属于<100>晶向族的晶向是（ABC）（A）[010] （B）[010] （C）[001] （D）[110] 2．体心立方结构每个晶胞有（B）个原子。

十套数据结构试题及答案55426知识讲解

十套数据结构试题及答案55426

数据结构试卷（一）一、单选题（每题 2 分，共20分） 1.栈和队列的共同特点是( a )。 A.只允许在端点处插入和删除元素 B.都是先进后出 C.都是先进先出 D.没有共同点 2.用链接方式存储的队列，在进行插入运算时( d ). A. 仅修改头指针 B. 头、尾指针都要修改 C. 仅修改尾指针 D.头、尾指针可能都要修改 3.以下数据结构中哪一个是非线性结构？( d ) A. 队列 B. 栈 C. 线性表 D. 二叉树 4.设有一个二维数组A[m][n]，假设A[0][0]存放位置在644(10)，A[2][2]存放位置在676(10)，每个元素占一个空间，问A[3][3](10)存放在什么位置？脚注(10)表示用10进制表示。c A．688 B．678 C．692 D．696 5.树最适合用来表示( c )。 A.有序数据元素 B.无序数据元素 C.元素之间具有分支层次关系的数据 D.元素之间无联系的数据 6.二叉树的第k层的结点数最多为( d ). A．2k-1 B.2K+1 C.2K-1 D. 2k-1 7.若有18个元素的有序表存放在一维数组A[19]中，第一个元素放A[1] 中，现进行二分查找，则查找A［3］的比较序列的下标依次为( c d ) A. 1，2，3 B. 9，5，2，3 C. 9，5，3 D. 9，4，2，3 8.对n个记录的文件进行快速排序，所需要的辅助存储空间大致为 c n） D. O A. O（1） B. O（n） C. O（1og 2 （n2） 9.对于线性表（7，34，55，25，64，46，20，10）进行散列存储时，若选用H（K）=K %9作为散列函数，则散列地址为1的元素有（ c d）个， A．1 B．2 C．3 D．4 10.设有6个结点的无向图，该图至少应有( a )条边才能确保是一个连通图。 A.5 B.6 C.7 D.8 二、填空题（每空1分，共26分） 1.通常从四个方面评价算法的质量：____时间正确性_____、____占用内存_ 易读性____、____复杂度__强壮性___和_____准确度_ 高效率___。

材料科学基础试题及答案考研专用

一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。

三、书后习题 1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。2）溶质原子扩散能力，溶质原子扩散能力大，则偏析程度较小；反之，则偏析程度较大。3）冷却速度，冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。对金属性能的影响：使合金的机械性能下降，特别是使塑性和韧性显著降低，

北京科技大学材料科学基础真题大全

1999年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 金属学适用专业: 科学技术史冶金物理化学钢铁冶金有色金属材料加工工程说明:统考生做1~10题,单考生做1~7题和11~13题。 1、名词解释10分) (1)点阵畸变(2)组成过冷 (3)再结晶温度 (4)滑移和孪生(5)惯习现象 2、说明面心立方、体心立方、密排六方(c/a≥1.633)三种晶体结构形成的最密排面,最密排方向和致密度。(10分) 3、在形变过程中,位错增殖的机理是什么?(10分) 4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因,以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。(10分) 5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程(包括相变转换和成分转换)。(10分) 6、选答题(二选一,10分) (1)铸锭中区域偏析有哪几种?试分析其原因,并提出消除区域偏析的措施。 (2)固溶体结晶的一般特点是什么?简要描述固溶体非平衡态结晶时产生显微偏析的原因,说明消除显微偏析的方法。 7、简述金属或合金冷塑性变形后,其结构、组织和性能的变化。(10分) 8、简述经冷变形的金属或合金在退火时其显微组织,储存能和性能的变化规律。(10分) 9、选答题(二选一,10分) (1)为了提高Al-4.5%Cu合金的综合力学性能,采用了如下热处理工艺制度,在熔盐浴中505℃保温30分钟后,在水中淬火,然后在190℃下保温24小时,试分析其原因以及整个过程中显微组织的变化过程。 (2)什么叫固溶体的脱溶?说明连续脱溶和不连续脱溶在脱溶过程中母相成分变化的特点。 10、简述固溶强化,形变强化,细晶强化和弥散强化的强化机理。(10分) 11、简述影响再结晶晶粒大小的因素有哪些?并说明其影响的基本规律。(10分) 12、画出铁碳相图,并写出其中包晶反应,共晶反应和共析反应的反应式。(10分) 13、选做题(二选一,10分) (1)如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下,铸件中晶粒大小,并分析原因。 a.水冷模浇铸和砂模浇铸 b.低过热度浇铸和高过热浇铸 c.电磁搅拌和无电磁搅拌 d.加入,不加入Al-Ti-B铅合金。 (2)什么叫形变织构?什么叫再结晶织构?简要说明形变织构,再结晶织构的形成机理。 2000年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 金属学适用专业: 材料加工工程科学技术史说明:统考生答1-10题,单考生答1-7题和11-13题。 1.名词解释(10分) 1相界面2相律3过渡相④菲克第一定律⑤退火织构 2.什么是固溶体?在单相合金中,影响合金元素的固溶度的因素有哪些?固溶体与组成固溶体

东南大学十套数据结构试题及答案

数据结构试卷（一）三、计算题（每题 6 分，共24分） 1.在如下数组A中链接存储了一个线性表，表头指针为A [0].next，试写出该线性表。 A 0 1 2 3 4 5 6 7 dat a nex t 2. 3.已知一个图的顶点集V和边集E分别为：V={1,2,3,4,5,6,7}; E={(1,2)3,(1,3)5,(1,4)8,(2,5)10,(2,3)6,(3,4)15, (3,5)12,(3,6)9,(4,6)4,(4,7)20,(5,6)18,(6,7)25}; 用克鲁斯卡尔算法得到最小生成树，试写出在最小生成树中依次得到的各条边。 4.画出向小根堆中加入数据4, 2, 5, 8, 3时，每加入一个数据后堆的变化。四、阅读算法（每题7分，共14分） 1.LinkList mynote(LinkList L) {//L是不带头结点的单链表的头指针 if(L&&L->next){ q=L；L=L－>next；p=L； S1： while(p－>next) p=p－>next； S2： p－>next=q；q－>next=NULL； } return L； } 请回答下列问题：（1）说明语句S1的功能；（2）说明语句组S2的功能；（3）设链表表示的线性表为（a 1,a 2 , …,a n ）,写出算法执行后的返回值所表示的线性表。 2.void ABC(BTNode * BT) {

if BT { ABC (BT->left); ABC (BT->right); cout<data<<' '; } } 该算法的功能是：五、算法填空（共8分）二叉搜索树的查找——递归算法: bool Find(BTreeNode* BST,ElemType& item) { if (BST==NULL) return false; //查找失败 else { if (item==BST->data){ item=BST->data;//查找成功 return ___________;} else if(itemdata) return Find(______________,item); else return Find(_______________,item); }//if } 六、编写算法（共8分）统计出单链表HL中结点的值等于给定值X的结点数。 int CountX(LNode* HL,ElemType x)

材料科学基础试题库

材料科学基础试题库材料科学基础》试题库一、选择 1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中________ 。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于________ 。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无______ 。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是_____ 。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_______ 。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为________ 。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的 c/a 为_____ 。 A、1.6 B、2 XV (2/3) C、“ (2/3) 8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_________ o(其中Ko是平衡分配系数)

A、 1

材料科学基础试题库

一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中，选出一个最佳答案，共10小题；每小题2分，共20分) 1、材料按照使用性能，可分为结构材料和。 A. 高分子材料； B. 功能材料； C. 金属材料； D. 复合材料。 2、在下列结合键中，不属于一次键的是： A. 离子键； B. 金属键； C. 氢键； D. 共价键。 3、材料的许多性能均与结合键有关，如大多数金属均具有较高的密度是由于： A. 金属元素具有较高的相对原子质量； B. 金属键具有方向性； C. 金属键没有方向性； D.A 和C 。 3、下述晶面指数中，不属于同一晶面族的是： A. (110)； B. (101)； C. (011- ）；D. (100)。 4、面心立方晶体中，一个晶胞中的原子数目为： A. 2； B. 4； C. 6； D. 14。 5、体心立方结构晶体的配位数是： A. 8； B.12； C. 4； D. 16。 6、面心立方结构晶体的原子密排面是： A. {111}； B. {110}； C. (100)； D. [111]。 7、立方晶体中（110）和（211）面同属于晶带 A. [110]； B. [100]； C. [211]； D. [--111]。 6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是： A. <100>； B. [111]； C. <111>； D. (111)。 6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带，则： A. 这些晶面必定是同族晶面； B. 这些晶面必定相互平行； C. 这些晶面上原子排列相同； D. 这些晶面之间的交线相互平行。 7、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 6 7、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为： A. 肖脱基缺陷； B. 弗兰克缺陷； C. 线缺陷； D. 面缺陷 7、两平行螺旋位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力：

材料科学基础试题

第一章原子排列本章需掌握的内容：材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp；晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb 非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构分子相结构 1. 填空 1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，把原子视为刚性球时，原子的半径是____________；bcc结构的密排方向是_______，密排面是_____________致密度为___________配位数是________________ 晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________；hcp结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______，致密度为___________配位数是________________，晶胞中原子数为 ___________，原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种，铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________， -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________， 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指数是__________，CD的晶向指数分别是___________，AC所在晶面指数是--------------------。

【考研】材料科学基础试题库答案

Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库郑举功编

东华理工大学材料科学与工程系一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。

数据结构试题(含答案)

数据结构试题（含答案） 1．数据逻辑结构包括线性结构、树形结构和图状结构三种类型，树形结构和图状结构合称非线性结构 2．数据的逻辑结构分为集合、线性结构、树形结构和图状结构 4种。 3．在线性结构中，第一个结点没有前驱结点，其余每个结点有且只有 1 个前驱结点；最后一个结点没有后续结点，其余每个结点有且只有 1 个后续结点。 4．线性结构中元素之间存在一对一关系，树形结构中元素之间存在一对多关系，图形结构中元素之间存在多对多关系。 5．在树形结构中，树根结点没有前驱结点，其余每个结点有且只有 1 个前驱结点；叶子结点没． 6．数据结构的基本存储方法是顺序、链式、索引和散列存储。有后续结点，其余每个结点的后续结点可以任意多个。 7．衡量一个算法的优劣主要考虑正确性、可读性、健壮性和时间复杂度与空间复杂度。8．评估一个算法的优劣，通常从时间复杂度和空间复杂度两个方面考察。 9．算法的5个重要特性是有穷性、确定性、可行性、输入和输出。 10．在单链表中，要删除某一指定的结点，必须找到该结点的前驱结点。 11．在单链表中，要删除某一指定的结点，必须找到该结点的前驱结点。 12．在双链表中，每个结点有两个指针域，一个指向前驱结点，另一个指向后继结点。13．在顺序表中插入或删除一个数据元素，需要平均移动 n 个数据元素，移动数据元素的个数与位置有关 14．当线性表的元素总数基本稳定，且很少进行插入和删除操作，但要求以最快的速度存取线性表的元素是，应采用顺序存储结构 15．根据线性表的链式存储结构中每一个结点包含的指针个数，将线性链表分成单链表和双链表。 16．顺序存储结构是通过下标表示元素之间的关系的；链式存储结构是通过指针表示元素之间的关系的 17．带头结点的循环链表L中只有一个元素结点的条件是 L->next->next=L 18．栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表，其运算遵循后进先出的原则。19．空串是零个字符的串，其长度等于零。空白串是由一个或多个空格字符组成的串，其长度等于其包含的空格个数。 20．组成串的数据元素只能是单个字符。 21．一个子串”str”在主串”datastructure”中的位置是 5 。 22．字符串中任意个连续字符构成的部分称为该串的子串。 23．二维数组M的每个元素是6个字符组成的串，行下标i的范围从0到8，列下标j的范围从1到10，则存放M至少需要 540个字节；M的第8列和第5行共占108个字节24．稀疏矩阵一般的压缩存储方法有两种，即三元组表和十字链表。 25．广义表（（a），（（b），c），（（（d））））的长度是 3 ，深度是 4 。 26．在一棵二叉树中，度为零的结点的个数为n0，度为2 的结点的个数为n2，则有n0＝ n2+1 。 27．在有n个结点的二叉链表中，空链域的个数为__n+1__。 28．一棵有n个叶子结点的哈夫曼树共有__2n-1_个结点 29．深度为5的二叉树至多有 31 个结点。 30．若某二叉树有20个叶子结点，有30个结点仅有一个孩子，则该二叉树的总结点个数为69 。

材料科学基础试题库答案 (1)

Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库郑举功编一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时

间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。 0026.离子晶体生成Schttky缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。0027.多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。 0028.系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl与H2O都是组元。而Na+、Cl－、H+、OH－等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。 0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP为正值。 0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。水泥生产中

材料科学基础试卷(一)与答案

材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。任选六题，每小题3分，共18分） 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题（任选两题。每题6分，共12分） 1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。三、简答题（任选6题，回答要点。每题5分，共30 分） 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？ 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律？ 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？ 5 材料结晶的必要条件有哪些？ 6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？ 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？ 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？ 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析题（任选1题。10分） 1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分） (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。（点阵常数a=0.2nm)。六、论述题（任选1题，15分） 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。

材料科学基础试题及答案

第一章原子排列与晶体结构 1. fcc 结构的密排方向是，密排面是，密排面的堆垛顺序是，致密度为，配位数是 ,晶胞中原子数为，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是；bcc 结构的密排方向是，密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是；hcp 结构的密排方向是，密排面是，密排面的堆垛顺序是，致密度为，配位数是 ,，晶胞中原子数为，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是。 2. Al 的点阵常数为0.4049nm ，其结构原子体积是，每个晶胞中八面体间隙数为，四面体间隙数为。 3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从结构转变为结构，配位数，致密度降低，晶体体积，原子半径发生。 4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[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）（0121晶面和]0121[晶向。 5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。 6 在铅的（100）平面上，1mm 2有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径R=0.175×10-6mm 。第二章合金相结构一、填空 1）随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度，塑性，导电性，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数。 2）影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1）；（2）；（3）；（4）和环境因素。 3）置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。 4）按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为和。 5）无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度，塑性，导电性。 6）间隙固溶体是，间隙化合物是。二、问答 1、分析氢，氮，碳，硼在?-Fe 和?-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 ，?-Fe ：0.124nm ，?-Fe ：0.126nm 。 2、简述形成有序固溶体的必要条件。第三章纯金属的凝固 1. 填空 1. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要起伏和起伏。 2 液态金属均质形核时，体系自由能的变化包括两部分，其中自由能