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一、名词解释（共10分） 1. 相起伏 ：液态金属中规则排列的原子集团时聚时散的现象叫做相起伏，又叫结构起伏。 2. 几何硬化：若某一滑移系的取向处于软取向，在拉伸时随着晶体取向的改变，滑移面的法向与外力轴的夹角越来越远离45°，从而使滑移越来越困难，该现象即为几何硬化。 3. 刃型位错：在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面又如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。这种线缺陷称为刃型位错。半原子面在上面的称正刃型位错，半原子面在下面的称负刃型位错。 4. 滑移带：将表面抛光的单晶体金属试样进行拉伸，当试样经适量的塑性变形后，在金相显微镜下可以观察到，在抛光的表面上出现许多互相平行的线条，这些线条称为滑移带。 5. 下坡扩散：沿浓度降低的方向进行扩散，使浓度趋于均匀化。 6. 临界晶核半径：当晶粒半径等于Rk时，这种晶胚既可能消失，也可能长大成为稳定的晶核，此时半径为Rk的晶核称为临界晶核，Rk即为临界晶核半径。 7. 上坡扩散：沿浓度升高的方向进行扩散，使浓度趋于两极化。 8. 加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。 9. 能量起伏：能量起伏是指体系中每个微小体积所实际具有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。 10. 滑移系：晶体中一个滑移面及该面上一个滑移方向的组合称一个滑移系。 11. 固溶强化：融入固溶体中的原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使塑性变形更加困难，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过形成固溶体使金属强化的现象称为固溶强化。 反应扩散：通过扩散使固溶体内的溶质组元超过固溶极限而不断形成新相的扩散过程，称为反应扩散。 12.成分过冷：在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。 相律：相律是表示在平衡条件下，系统的自由度数、组元数和相数之间的关系，是系统的平衡条件下的数学表达式。 13. 弥散强化：许多材料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在材料内使材料强度增加的现象称为弥散强化。 二、请作图画出立方晶系的(101)、(111) 、(112)和(100)晶面以及[101]、[112]和[100]晶向（共8分） 三、请说明金属材料在热加工后的组织和性能是如何变化的。（8分） 答：（1）改变铸锭组织，金属在高温下变形抗力低塑性好，热加工易变形，变形量大，通过热加工，是铸锭组织缺陷得到明显改善，使金属材料的力学性能有明显提高。（2）形成纤维组织，纤维组织使材料的力学性能呈各向异性，沿着流线方向具有较高力学性能，垂直于流线方向性能则较低。（3）形成带状组织，带状组织使金属材料的力学性能产生方向性，特别是横向塑性和韧性明显降低，使材料切削性能恶化。（4）改变晶粒大小。合理选择加工温度，变形量及加工后的冷却速度，以获得细小均匀晶粒，提高材料性能。 四、为什么液态金属结晶时，晶胚的尺寸必须达到临界晶核半径的要求？（8分） 答：由公式 可以看出,当 时，随着晶胚尺寸r的增大，系统自由能增加，这个过程不能自动进行，这种晶胚不能成为稳定的晶核，而是瞬时形成瞬时消失；但当 时，随着晶胚尺寸r的增大，伴随着系统的自由能降低，这一过程可以自动进行，晶胚可以自发的长大成为稳定的晶核而不再消失。 五、液态金属结晶时为什么必须过冷？（8分） 答：由 知系统的自由能随着温度的升高而降低， 由图可知，当温度低于理论结晶温度Tm时 ，即固态金属自由能才低于液态金属的自由能，液态金属可以自发地转变为固态金属，如果温度高于Tm，液态金属自由能低于固态金属自由能，此时固态金属要熔化成液态金属自由能才能降低。因此，一定要使实际结晶温度低于理论结晶温度才能满足结晶热力学条件。过冷度越大，固液两相自由能差值越大，即相变驱动越大，结晶速度越大，因此液态金属结晶时必须过冷。（液态金属与固态金属自由能之差为结晶驱动） 六、某三元合金，组元分别为A,B,C，请在成分三角形内标注：（共8分） 1．A=20%、B=30%的三元合金成分点O； 2．A、B两组元成分之比固定为A:B=1:2的所有三元合金成分点。 七、请画出铁碳合金相图，标注其相组成。试分析C=0.5 %的铁碳合金的结晶过程，并计算其室温下的组织组成物的相对含量。（共20分） 八、何谓钢的热处理?钢件为什么要进行热处理?钢件进行热处理的依据是什么?（12分） 答：热处理是将钢在