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材料科学导论试题 必作题（每题10分，共50分） 材料的组织结构与其性能之间有什么样的关系? 材料的性能往往取决于材料组分，结构。材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性、不同性能的材料。材料的组织结构通常由自身原料和后期加工决定的。材料的加工成型不是单纯的物理过程，而是决定材料最终结构和性能的重要环节。材料的加工有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响，导致材料降解、交联以及其他化学反应，使材料的化学结构发生变化，从而影响材料的性能。 金属材料是由晶体组成的，常见的金属晶体结构点阵有哪些种类，试举例说明之。 最典型的是面心立方点阵(A1)、体心立方点阵(A2)和密排六方点阵(A3) 面心立方点阵：面心立方点阵的每个阵点上只有一个金属原子，结构很简单。 体心立方点阵：体心立方结构晶胞除了晶胞的8个角上各有一个原子外， 在晶胞的中心尚有一个原子。因此体心立方晶胞原子数为2。 密排六方结构可看成是由两个简单六方晶胞穿插而成。密排六方结构亦是原子排列最密集的晶体结构之一。 什么是碳钢，合金钢？它们的主要区别在哪里？钢的强度是由什么因素决定的？ 碳钢：主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素 的钢。有时也称为普碳钢或碳素钢。指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。 合金钢：钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢。 在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。 区别：合金钢含有一种或多种特意加入的合金元素。 因素：钢的含碳量。含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低。钢的强度认定标准是屈服强度和抗拉强度，而影响屈服强度的内在因素有：结合键、组织、结构、原子本性。 实际的金属当中存在哪些缺陷，它们的特点是什么?这些特点对钢的性能产生了什么样的影响？人们怎样利用这些特点来发展金属材料？ 点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷。其中点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。线缺陷包括刃型位错、螺型位错。面缺陷包括晶体的表面、晶界、亚晶界、相界。 他们对力学性能的影响：使得金属塑性、硬度以及抗拉压力显著降低等等 通过硬度低的性能发展可塑性高的金属。 什么是相变？钢的淬火工艺是一种相变吗？它对提高钢的强度与硬度有什么帮助？其本质的原因是什么？ 物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相，其间物理特性和分子结构发生了明显变化。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相。 不是一种相变 淬火通常是对工件的整体处理（也有表面淬火），以提高硬度，改变了其原始状态。 通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度 常用的钢在加热到临界温度以上时，原有在室温下的组织将全部或大部转变为奥氏体。随后将钢浸入水或油中快速冷却，奥氏体即转变为马氏体。与钢中其他组织相比，马氏体硬度最高。钢淬火的目的就是为了使它的组织全部或大部转变为马氏体，获得高硬度 二、专题报告，共50分 试选取本课程中某一专题，联系自己的专业，在阅读一定的参考资料的前提下，写一篇专题报告。要求：必做题及选做题的答案均手写；读书报告不超过2000字，不能长篇copy，加注参考文献。 材料是人类生活和生产的物质基础，是人类认识自然和改造自然的工具，材料的历史与人类史一样久远。从考古学的角度，人类文明曾被划分为旧石器时代、新石器时代、青铜器时代、铁器时代等，由此可见人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的，材料也被视为人类社会进化的里程碑。任何工程技术都离不开材料的设计和制造工艺，一种新材料的出现，必将促进当时社会文明的发展和技术的进步。也就是说，对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。从人类的出现到20世纪的今天，人类的文明程度不断提高，材料及材料科学也在不断发展。 在人类文明的进程中，材料大致经历了以下几个发展阶段： 1．使用纯天然材料的初级阶段 在原古时代，人类只能使用天然材料（如兽皮、甲骨、羽毛、树木、草叶、石块、泥土等），也就是人们通常所说的旧石器时代。这一阶段，人类所能利用的材料都是纯天然的，在这一阶段的后期，虽然人类文明的程度有了很大进步，在制造器物方面有了种种技巧，但是都只是纯天然材料的简单加工。 2．人类单纯利用火制造材料的阶段 这一阶段主要是人类利用火来对天然材料进行煅烧、冶炼和加工的时代。 金属材料 金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。 无机非金属材料 无机非金属材料是除