2009-2010学年第一学期材料科学基础1试题及答案.docVIP

成绩 西安交通大学考试题 课 程 材料科学基础1 学 院 材料科学与工程 考 试 日 期 2010 年 01 月 22 日 专业班号 材料71、72、73、74、材料（硕）71 姓 名 学 号 期中 期末 一、判断下列论点正确或错误（每小题1分，共20分） 1. 结构不同的晶体可能有相同的晶体点阵。 一个简单正交晶体的。 根据立方晶系晶面间距的计算公式，计算得纯铜晶体的。 、、三个晶面属于同一个晶带。 Zn是密排六方结构，属简单六方点阵。 晶体中的不全位错一定与层错区相连，但层错区不一定与不全位错相连。 位错线的运动方向总是垂直于位错线。 位错运动所引起的晶体滑移方向总是垂直于其柏氏矢量。 的位错是密排六方晶体中柏氏矢量最小的全位错。 平行的刃位错线与螺位错线之间没有互作用力。 高层错能晶体的扩展位错平衡宽度较小。 根据相率f=C－P+2,恒压下二元合金三相平衡时f=0，这意味着合金系中只有某一个成分的合金在确定的温度下才能处于三相平衡。 若三元合金等温截面图中有三条液相单变量线汇聚于一点，意味着该合金系中会发生有液相参与的四相平衡反应，但成分为该汇聚点的合金不一定都能发生该四相平衡反应。 铁素体与α-Fe的晶体结构相同，但前者的晶格常数一定大于后者。 合金系中某温度下各相的成分-自由能曲线（面）上的极小值所对应的成分就是该相的平衡成分。 在平衡结晶条件下，合金中绝不会出现成分过冷现象。 第 1 页 共晶成分的合金具有最好的铸造性能。 在固相不扩散、液相完全混合条件下凝固时，合金中也有可能出现成分过冷现象。 快速冷却凝固时，过共析钢的室温组织中有可能出现变态莱氏体。 均匀形核与非均匀形核的临界形核功都等于表面能的三分之一。 二、（共16分） 1. (8分) 在一个立方晶胞内画出下列指数的晶面和晶向： ， ， ， 2. (8分) 写出图1中六方晶胞内ABCDEFA晶面的密勒-布拉菲指数，并按图中箭头方向写出ABCDEFA晶面与晶胞表面交线的密勒-布拉菲指数。 三、（共24分） 1. (6分) 画出两幅Fe-Fe3C平衡相图，分别按相组成物和组织组成物填写。 2. (8分) 写出T12钢室温下的平衡相并计算相组成物的质量百分数；写出T12钢室温下的平衡组织并计算组织组成物的质量百分数。 3. (10分) 有一形状为立方体的T13钢钢锭，假定它是在固相不扩散、液相完全混合条件下凝固而成，凝固时散热方向垂直于六个外表面且散热条件相同，Fe-Fe3C相图的液相线和固相线均为直线。计算该铸锭中莱氏体所占的体积分数。 四、（共20分） 1. （8分）W-Cr-Ni三元合金800℃等温截面图如图2所示。A合金的成分。 （2）确定A合金在该温度时的相组成物及各相的成分。 第 2 页 （3）用组元含量计算各A合金中各相组成物的质量百分数。 2. （12分）某三元合金的一个四相平衡平面如图3所示。 （1）写出该四相反应的名称及反应式。 （2） 写出该温度下四相反应前O合金中的平衡相，并计算各相组成物的质量百分数（用字母列式即可）。 （3） 写出该温度下四相反应后O合金中的平衡相，并计算各相组成物的质量百分数（用字母列式即可）。 （4）哪些成分的合金在该四相反应中反应相能完全耗尽？ 第 3 页 五、（10分）假设纯金属熔液按均匀形核方式形核，晶核形状为立方体。试证明：临界形核功等于临界晶核表面能的三分之一，即 式中，为临界晶核表面积，为晶核的比表面能。 六、（10分）晶体中两柏氏矢量都等于b的刃型位错的相对位置如图4所示，且两位错的滑移面相互垂直。计算位错1对于位错2单位长度上的滑移力及攀移力的大小及方向。刃位错的应力场公式如下： 第 4 页 F E a3 a2 o D A B a1 C O c 图1 第二题第2小题图 b 图3 第四题第2小题图 c d a Aa 图2 第四题第1小题图 图4 第六题图 √ d 30° X Y 1 2 L