材料科学基础试卷

北京工业大学2013——2014学年第1 学期

《材料科学基础（金属）》考试试卷A卷

考试说明：考试时间95分钟，闭卷，考试工具：笔，计算器

承诺：

本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。若有违反，愿接受相应的处分。

承诺人：学号：班号：。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

注：本试卷共 4 大题，共 7 页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸和草稿纸。

一、名词解释（每题2分，共20分）

1．临界变形度2．交滑移3．稳态扩散4．储存能5．索氏体6．晶界偏析7．时效8．调幅分解9．惯习面10．形状记忆效应

二、填空（每空0.5分，共10分）

1.晶体表层结构与内部结构的主要不同包括：（1）和（2）。

2.发生在固体表面的吸附可分为（3）和（4）两种类型。

3.钢中马氏体转变产物主要有（5）和（6）两种组织形态。

4.多晶结构金属材料的晶粒越细小，其强度（7），塑性、韧性（8）。

5.面心立方晶格金属中最主要的不全位错有（9）和（10）不全位错。

6.晶体材料中的体扩散主要有三种机制，即（11）扩散、（12）扩

散、（13）扩散。

7.再结晶完成后晶粒长大可分为（14）晶粒长大和（15）晶粒

长大。

8.小角度晶界中对称倾转晶界由（16）构成，扭转晶界由（17）

构成。

9.金属材料高于再结晶温度的变形叫（18）变形，再结晶度以下进

行的变形叫（19）变形。

10.若相变时，Gα＝Gβ，μαi=μβi，并且自由焓的一阶偏导数也相等，

但自由焓的二阶偏导数不相等，这种相变称为（20）。

三、判断题（每题1分，共10分）

1.以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迁移总是向着晶

界曲率中心方向。（）

2.晶体中刃型位错的位错线一定为直线。（）

3.产生单位体积新相应变能大小与新相的几何形状有关，球状应变

能最高，针状其次，片状应变能最低。（）

4.扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低

的地方扩散。（）

5.由于以置换方式溶入的溶质原子半径大于以间隙方式溶入的溶质

原子半径，所以置换溶入的溶质原子可以产生更大的固溶强化效果。（）

6.非扩散相变中，相变原子没有产生任何运动。（）

7.当新相与母相界面结构为共格或半共格时，新相与母相间必存在

一定的晶体学取相关系。（）

8.通过加快母相奥氏体冷却速度，可以使其全部转变为马氏体组织。

（）

9.通过在固溶体基体弥散均匀分布细小第二相颗粒，可同时提高材

料的强度和塑性、韧性。（）

10.金属晶体滑移系数量越多，其塑性变形能力越强。（）

四、问答题（共60分）

1. 说明冷加工对变形金属材料显微组织、结构及机械性能的影响。（10分）

2. （1）说明通过时效处理产生强化的原因。（2）实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法？为什么？（12分）

3. 冷变形纯铁加热进行再结晶处理，再结晶刚完成时晶粒平均直径为0.016mm ，其σs =250MN/m 2。继续保温16.5min 后σs 降至150MN/m 2。试问再保温多长时间可使σs 降至100MN/m 2。已知

金属恒温下的晶粒长大服从关系式： 其中D 为晶粒平均直径;t 为保温时间；对于纯铁K=0.0001mm 2/min （12分）

4. 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表面向内部扩散的热处理方法。分析说明：（1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？（2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在γ-Fe 中的扩散温度由927℃提高到1027℃，扩散系数将增加几倍？（已知碳在γ-Fe 中的扩散常数D 0=2.0×10-5m 2/s ，扩散激活能Q=140×103J/mol ）（12分）

5. （1）钢中马氏体转变的主要特征有哪些？（2）说明板条马氏体的亚结构特征。（3）其性能特点及产生原因。（14分）

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答题纸姓名：学号：