《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
第1页（共11页）
########2018-2019学年第二学期
########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷
（后附参考答案及评分标准）
考试时间：120分钟 考试日期：2019年6月 题 号
一 二 三 四 五 六 总 分
得 分
评卷人 复查人
一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分） 题号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案
1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（ ）。
A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒
B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒
C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒
D. 视具体情况而定，以上都有可能
2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（ ）。
A. 有相变潜热改变，无体积改变
B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变
C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变
D. 无相变潜热改变，无体积改变
得分 专业 年级 姓名 学号
装订线
3. 以下不是材料变形的是（）。
A. 弹性变形
B. 塑性变形
C. 粘性变形
D. 刚性变形
4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（）
A. 2
B. 3
C. 1
D. 4
5. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。
A. 肖特基缺陷
B. 弗伦克尔缺陷
C. 螺位错
D. 色心
6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。
A. 可逆与突变
B. 不可逆与渐变
C. 可逆与渐变
D. 不可逆与突变
7. 下列说法错误的是（）。
A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的
B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松
C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道
D. 晶界易受腐蚀
8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。（）
A. 越长；越低
B. 越长；越高
C. 越短；越低
D. 越长；不变
9. 下列说法正确的是（）。
A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升
B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降
C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升
D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降
10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是（）。
A. 陶瓷
B. 金属
C. 玻璃
D. 聚合物
第2页（共11页）
11. 下面关于回复与再结晶机制的差别中，正确的是（）。
A. 回复不需要孕育期，而再结晶需要孕育期
B. 回复不需要激活能，而再结晶需要激活能
C. 回复不能降低形变态的应变能，而再结晶将降低形变态的应变能
D. 以上说法都不正确
12. 下面关于对再结晶温度影响的说法中，错误的是（）。
A. 冷形变程度越小则再结晶温度越高
B. 在相同冷形变程度下，原始晶粒尺寸越小则再结晶温度越低
C. 第二相粒子分布越弥散则再结晶温度越低
D. 以上说法都正确
13. 在相同条件下，非均匀成核与均匀成核比较，非均匀成核（）
A. 晶核数目更多
B. 晶核大小更均匀
C. 需要更大的过冷度
D. 以上都不对
二、填空题（本题7小题，共10空，每空2分，共20分）
14. 写出菲克第一定律的表达式：。
15. 位错的运动有和两种形式。
16. 我们称原子在晶体表面、晶界、位错处的扩散为扩散。
17. 按相变过程中的结构变化，可将固态相变分为和位移型相变两类；根据相变过程的涨落发生的范围和程度不同，固态相变也可分为两类，一类是，另一类是连续型相变。
18. 固态相变的相变阻力比液态结晶多了一项，因此固态相变阻力更大。
19. 液态金属结晶时，形核方式有均匀形核和非均匀形核两种。而实际结晶时，大多数是以的方式进行。液态金属结晶时，写出均匀形核过程导致系统自由能的变化公式： G = 。
20. 金属在回复阶段电阻率会显著（填上升或下降）。
第3页（共11页）
第4页（共11页）
三、判断题（正确的请在表中相应题号处打“√”，错误的打“×”，本题12小题，每小题1分，共12分）
21. 成分点位于通过浓度三角形顶点的任一直线上的合金，它们含的由另两个顶点所代表的两组元的浓度相等。 （ ） 22. 间隙固溶体的两个组元之间可以无限互溶。 （ ） 23. 忽略压强的影响，三元合金具有三个独立参数。 （ ） 24. 体心立方与密排六方结构具有相同的配位数。 （ ） 25. 晶界比晶内更容易氧化和优先腐蚀。 （ ） 26. 金属具有正的电阻温度系数。 （ ） 27. 三元合金浓度三角形的三条边分别代表三个纯组元。 （
） 28. α-Fe 为体心立方结构。
（ ） 29. 在二元相图中，两个两相区之间必定是单相区。 （ ） 30. 螺型位错线与滑移方向平行。 （ ） 31. 共晶合金的两组元在液态可无限互溶。 （ ） 32. 晶体中主要的点缺陷是肖脱基空位。 （ ） 四、名词解释（本题6小题，每小题3分，共18分）
33. 晶带
第5页（共11页）
34. 派-纳力
35. 熔晶转变
36. 扩散
37. 铁素体
38. 滞弹性应变
五、简答与作图题（本题3小题，每小题4分，共12分）
39. 在简单立方晶胞中画出以下晶向：[110]， [121]。
得分
专业 年级 姓名 学号
装订线
40. 什么是上坡扩散？扩散的驱动力是什么？
41. 以下是三元合金的浓度三角形：（1）写出1和2两成分点代表的合金的成分；（2）在图中标出含A50%，B30%的三元合金成分点P的位置。
第6页（共11页）
六、综合题（本题1小题，共12分）
42. 已知A（熔点720℃）与B（熔点620℃）在液态时无限互溶，固态时B在A 中的最大固溶度（质量分数）为W B=20%，固态时A在B中的最大固溶度（质量分数）为W A=10%，在280℃时，含W B=51%的液态合金发生共晶反应形成α与β相，试完成以下题目：
1）绘出A-B合金相图并标出相区；（4分）
2）绘出含量为W B=51%的合金冷却时的冷却曲线；（2分）
3）刚好完全形成共晶合金时，计算共晶合金中α与β相的质量百分数；（4分）
4）合金含量为W B=30%时，写出其室温平衡组织。（2分）
第7页（共11页）
########2018-2019学年第二学期
########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷
参考答案及评分标准
一、单项选择题（本题13小题，每小题2分，共26分）
二、填空题（本题7小题，共10空，每空2分，共20分）
14. J = -D dc
dx
15. 滑移，攀移
16. 短路
17. 重构型相变；形核-长大型相变
18. 弹性应变能
19. 非均匀形核，4
πr3?G v + 4πr2σ
3
20. 下降
分）
三、判断题（本题12小题，每小题1分，共12
第8页（共11页）
四、名词解释（本题6小题，每小题3分，共18分）
33. 晶带：相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一晶带。
34. 派-纳力：位错移动时，需要一个力克服晶格阻力，越过势垒，此力称为派-纳力。
35. 熔晶转变：一个固相在恒温下转变为一个液相和另一个固相的转变称为熔晶转变。
36. 扩散：扩散是物质内部由于热运动而导致原子或分子迁移的过程。
37. 铁素体：碳溶解于α铁或δ铁中形成的固溶体为铁素体。
38. 滞弹性应变：在弹性范围内加载或去载应力，若应变不是瞬间达到平衡值，而是通过一种驰豫过程来完成，这种弹性应变叫滞弹性应变。
五、简答与作图题（本题3小题，每小题4分，共12分）
39. 在简单立方晶胞中画出以下晶向：[110]，[121]。
答：作图如下：------------------（评分标准：作对一个晶向给2分）
第9页（共11页）
40. 什么是上坡扩散？扩散的驱动力是什么？
答：由低浓度处向高浓度处进行的扩散称为上坡扩散。------------2分
扩散的驱动力是化学位梯度，扩散总是向化学位减少的方向进行的。-----------2分
41. 以下是三元合金的浓度三角形：（1）写出1和2两成分点代表的合金的成分；（2）在图中标出含A50%，B30%的三元合金成分点P的位置。
答：合金的成分分别为：
1点：A 10%, B 20%, C 70% -------------- 1分
2点：A 30%, B 30%, C 40% -------------- 1分
成分点P的位置如图-------------------------- 2分
六、综合题（本题1小题，共12分）
42. 已知A（熔点720℃）与B（熔点620℃）在液态时无限互溶，固态时B在A 中的最大固溶度（质量分数）为W B=20%，固态时A在B中的最大固溶度（质量分数）为W A=10%，在280℃时，含W B=51%的液态合金发生共晶反应形成α与β相，试完成以下题目：
1）绘出A-B合金相图并标出相区；（4分）
2）绘出含量为W B=51%的合金冷却时的冷却曲线；（2分）
3）刚好完全形成共晶合金时，计算共晶合金中α与β相的质量百分数；（4分）4）合金含量为W B=30%时，写出其室温平衡组织。（2分）
第10页（共11页）
第11页（共11页）
解：1）如图 --------------- 4分
2）如图 --------------- 2分
3）FG 9051
α%=
55.7%EG 9020
FF 5120β%=44.3%
EG 9020
-==--==- --------------- 4分
4）W B =30%时，其室温平衡组织为：(α+β)共，α初，βII ---------- 2分