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材料科学基础试卷（二）与参考答案
一、名词解释(每小题1分，共10分)
1．晶胞
2．间隙固溶体 3．临界晶核 4．枝晶偏析 5．离异共晶 6．反应扩散
7．临界分切应力 8．回复 9．调幅分解
10． 二次硬化
二、判断正误(每小题1分，共10分)
正确的在括号内画“√”， 错误的画“×”
1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( 2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 ( ) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则 不能。 ( ) 4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵 值减小，因此是一个自发过程。 ( ) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB ＜0、结构起伏和能量
起伏。 ( 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 ( ) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) 8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排 方向。 ( ) 9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两 种转变的难易程度相似。 ( )
10.除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线 左移，从而增加钢的淬透性。 ( )
))
三、作图题(每小题5分，共15分)
1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系
(421)，(123)，[211]；b)六方晶系(2111)，[2113]。
2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为
a[110]。 2(1)在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。
(2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。 3. 如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。
四、相图分析(共20分)
(1) 就Fe-Fe3C相图，回答下列问题：
1. 默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图；
2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织 示意图。
3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。
4．已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占
82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。
(2) 右图为固态有限互溶三元共晶相
图的投影图，请回答下列问题： 1. 指出三个液相面的投影区； 2. 指出e3E线和E点表示的意义；
3. 分析合金N的平衡结晶过程。
五、在870℃比在930℃渗碳有一定优越性，淬火变形小又可得到较细的晶粒，
碳在γ铁中的D0=2.0×10-5m2/s,Q=140×103J/mol,请计算：(10分) (a) 870℃时碳在γ铁中的扩散系数； (b) 将渗层加深一倍需多长时间？
(c) 若规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10小时的渗层厚
度为870℃渗碳10小时的多少倍？
(气体常数R=8.314J/mol·K, 渗层厚度???Dt)
六、简答题(每题4分，共20分)
1. 说明柏氏矢量的确定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来判断位
错的类型？
2. 简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。 3. 为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？
4. 共析钢的奥氏体化有几个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什么影响？
5. 提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些？为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金元素？
七、45钢的过冷奥氏体连续转变曲线如图所示，请回答下列问题：（共15分）
1. 说明图中A1线、Ms、1线、2线、3线表示的意义。
2. 过冷奥氏体转变产物有哪些？写出各种转变产物的名称、相变类型、组织形态和性能特点；
3. 在V1、V2、V3、V4 冷却速度下，各得到何种组织？
4. 指出与V1、V2、V3、V4相对应的热处理工艺名称是什么？
参考答案
一、名词解释(每小题1分，共10分)
2．晶胞: 能完全反映晶格特征的最小几何单元.
3．间隙固溶体: 溶质原子占据溶剂晶格间隙形成的固溶体.
4．临界晶核: 半径为rK的晶胚(r
枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝
晶内成分不均匀的现象(或树枝晶晶轴含高熔点组元较多，晶枝间低熔点组元较多的现象).
6．离异共晶: 两相分离的共晶组织.
7．反应扩散: 通过扩散使溶质组元超过固溶极限而不断生成新相的扩散过
程称为反应扩散.
8．临界分切应力: 作用于滑移系上并使其沿滑移方面开始滑移的最小分切
应力.
9．回复: 组织(晶粒外形)改变前在晶粒内发生的某些结构和性能的变化过
程.
10． 调幅分解: 通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成
分不
同的两种固溶体.
11． 二次硬化: 高温回火时回火硬度高于淬火硬度的现象.
二、判断正误(每小题1分，共10分)
正确的在括号内画“√”， 错误的画“×”
1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。(×)
2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 (√) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则 不能。 (√) 4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵 值减小，因此是一个自发过程。 (×) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔGB ＜0、结构起伏和能量
起伏。 (×) 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 (√) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 (×) 8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排 方向。 (√) 9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两 种转变的难易程度相似。 (×)
10.除Co以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线 左移，从而增加钢的淬透性。 (×)
三、作图题(每小题5分，共15分)