四川大学材料科学习题

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?4. 温度为189C时,Sb-10%Pb-40%Sn合金的平衡组织中包含?、?、?三个

相。这三个相的成分分别为:

??5%Pb?50%Sn、??3%Pb?40%Sn、??65%Pb?15%Sn。求该合金在上

述温度下所含三个平衡相所占的分数。

5. 二元与三元固溶体转变与共晶转变的自由度有无区别?如何解释

6. 为什么三元相图的一般垂直截面的两相区内,杠杆定律不适用,举例说明之。 7. 在三元相图中,是否只有单析溶解度曲面或双析溶解度曲面投影内的合金,才有一个次生相或两个次生相析出?

8. 在三元相图中,液相面投影图十分重要,是否根据它就可以判断该合金系凝固过程中所有的相平衡关系?

9. 在实际应用中一般不直接使用完整的三元相图,而是使用其等温截面图或变温截面图。那么,这两种图各有什么特点和作用?

习题

第六章 固体中的扩散

1. 试分析空位扩散和间隙扩散两种扩散机制。 2. 试分析影响固体扩散的主要因素及其影响规律。

3. 扩散第一定律和第二定律之间有什么联系?适用条件是什么?

4. 为什么钢件渗碳要在γ相区温度进行?若在α+γ两相区渗碳会有什么结果?

5. 奥氏体中碳原子扩散系数与铁原子扩散系数有何区别?

6. 经变质处理和未经变质处理的铸件,若其他条件相同,何者扩散时间可以短些?为什么?

7. 试分析扩散第二定律在渗碳、脱碳及扩散退火过程中的解在形式上有什么特点,可以解决哪些实际问题。

8. 说明扩散系数扩散常数及扩散激活能的物理意义及其影响因素。

9. 一根T8钢棒臵于强脱碳气氛中由一端脱碳,若棒足够长,脱碳温度为820℃,脱碳端面碳浓度保持为零;

(1)画出当脱碳时间为t1、t2及t3(t1

线示意图;

(2)画出在820℃脱碳t2时间时棒中的金相组织示意图;

(3)画出在820℃脱碳t2时间后缓冷至室温的棒中金相组织示意图。 10. 在827℃和927℃两种温度渗碳,试求

(1)碳在两种温度下的奥氏体中扩散系数的差值;

(2)870℃渗碳需用多长时间才能获得927℃渗碳10h的渗碳层厚度; (3)870℃渗碳10h后,其渗碳层厚度为927℃渗碳10h的渗碳层厚度的百

分之几?(自表面至含0.3%C处的距离为渗碳层厚度)

习题

第七章 合金凝固及铸件组织

1. 试分析区域熔炼原理。

2. 绘图分析成分过冷的形成。

习题

第八章 晶体缺陷

1. 什么是柏氏矢量?柏氏矢量和刃型位错及螺型位错的位错线之间有什么位向关系?

2. 假定某面心立方晶体可以开动的滑移系为(111)[011],试回答: (1) 给出引起滑移的单位位错的柏氏矢量,并说明之; (2) 如果滑移是由纯刃位错引起的,试指出位错线的方向;

3. 在一个简单立方的二维晶体中,画出一个正刃型位错和一个负刃型位错,并 (1) 用柏氏回路求出正、负刃型位错的柏氏矢量;

(2) 若将正、负刃型位错反向时,其柏氏矢量是否也随之反向; (3) 具体写出该柏氏矢量的大小和方向; (4) 求出此两位错的柏氏矢量和。

4. 用作图法证明柏氏矢量与回路起点的选择及回路的具体途径无关。 5. 在晶体中有一平面环状位错线,请问此位错环能否各部分都是刃型位错?或各部分都是螺型位错?为什么?

6. 试说明在面心立方晶体中,用在密排面中插入两层原子面的方法可以得到与

抽出一层相同的堆垛层错。

7. 已知在面心立方结构中堆垛层错中的堆垛次序为:ABC?ABAB?CAB。试绘图表明在密集六方结构堆垛中层错的堆垛次序为:ABAB?ABCA?CACA。 8. 试分析在相交的?111?界面上的各种不全位错之间可能发生哪些位错反应? 9. 若已知堆垛层错能为10erg/m

?2,剪切模量为7?1011dyn/cm2,点阵常数为

13.0?,泊桑比为3,试确定

a???a112?6???和6????211????两个不全位错之间的平衡距离。

10. 证明保持位错线的曲率半径为R所需的切变力

T???TbR,式中T 为位错的线

?b22张力,因此,如,证明使长度为L的弗-瑞源开始活动所需的临界应

?b力的数量级为L。

13?211. 直接观察铝试样发现,在晶体内部位错密度为5?10m,如亚晶粒间的角度

?为5,试计算界面上的位错间距和亚晶粒的平均尺寸。 12. 如果铜在受交变载荷时产生的空位浓度为5?10?4,并假定这些空位都在

?111?面上聚集成直径为200cm3?A的蝶状空穴而后崩塌成为位错环,试计算每

中位错环的数目,求出以环状形式出现的位错密度是多少?

D?b2sin??b13. 证明式

?也代表形式扭转晶界的两个平行的螺型位错之间的距

离,这个扭转晶界是绕晶界的垂直线转动了?角而形成的。提示:单独研究每一组位错。

?yx?eyxly14. 用式给出的切应变定义,证明原子由位臵

I0移到IT所产生的应变可

由式s?2ctg2给出。

15. 在一个铜晶体的标准(001)极射赤面投影上标明K1、K2和?1、?2的位臵,同时标明孪晶晶体中

K2'和

?2'的位臵(已知铜晶体的孪生要素为:K1??111?,

????1??112???,K2??111?,?2?112)。

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第九章 材料的塑性变形

1. 分析多晶体塑性变形的特点。

2. 分析塑性变形对金属组织和性能的影响。 3. 滑移线与滑移带有何区别?

4. 作图表示三种典型金属结构的最重要滑移系。哪种晶体的塑性最好,哪个次之,为什么?

5. 试区别单滑移、多滑移和交滑移,三者的滑移线形貌各有什么特点?怎样解释?

6. 影响临界分切应力的主要因素有哪些?单晶体屈服强度与外力轴方向有关吗?为什么?

7. 位错线和滑移线相同吗?为什么? 8. 试区别位错运动的派—纳力和组态力。

9. 多晶体变形有什么特点?与单晶体相比哪个强度高?为什么?

10. 孪生与滑移主要异同点是什么?为什么在一般条件下进行塑性变形时锌中易出现孪晶,而纯铁中易出现滑移带? 11. 工业纯铁拉伸时是否会出现屈服现象?

12. 固溶强化的实质是什么?螺型位错附近是否会形成柯氏气团? 13. 试区别沉淀强化和弥散强化。

14. 纤维组织及织构是怎样形成的?它们有何不同?对金属的性能有什么影响? 15. 加工硬化的实质是什么?典型的单晶体加工硬化曲线有何特征?三种典型金属结构的加工硬化曲线有什么不同?

16. 假定有一铜(面心立方结构)单晶体,其表面恰好平行于晶体的?100?晶面。若令该晶体在所有可能的滑移面上产生滑移,而且在上述表面出现相应的滑移线,试预计在表面上可能看到的滑移线形貌,指出滑移线之间的夹角。

????????111??111??面含有几个密排方向???面含有几个密排方向?共17. 面心立方晶体的?组成几个滑移系?能否发生数个滑移系共同发生作用的情况?提示:用极射

赤面投影研究这个问题最为方便。

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