2016年河海大学力学与材料学院883金属学(同等学力加试)之材料科学基础复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、名词解释
1. 相图中的自由度
【答案】相图中的自由度是指在相平衡系统中,在一定范围内可以任意改变而不引起旧相消失或新相产生的独立变量。
2. 金属键
【答案】金属键是金属正离子与自由电子之间的相互作用所构成的金属原子间的结合力。
3. 成分过冷
【答案】成分过冷是指合金溶液在凝固时,理论凝固温度不变,过冷度完全取决于溶质成分的分布的现象。
4. 间隙固溶体
【答案】间隙固溶体是指若溶质原子比较小时可以进入溶剂晶格的间隙位置之中而不改变溶剂的晶格类型所形成的固溶体。
5. 空间点阵
【答案】为了便于分析研宄晶体中质点的排列规律性,可将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化,将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何质点,称之为阵点。这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境,这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵。
6. 共价健
【答案】共价健是指由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键,具有饱和性和方向性。
二、简答题
7. 什么是金属的加工硬化现象?
【答案】金属材料在塑性变形过程中,所施加的流变应力随应变量的增大而不断增大的现象,称为加工硬化。或金属材料经冷塑性变形后,其强度、硬度升高,塑性、韧性下降的现象,称为加
工硬化。
8. 简述原子间四种结合键各自的特点,并从结合键的角度讨论金属的力学特性。
【答案】各种键的特点如表所示。
表
金属键由于没有方向性和饱和性,对原子也没有选择性,在受外力作用下原子发生相对移动时,金属正离子仍处于电子气的包围中,金属键不会受到破坏,因此金属能够经受变形而不断裂,具有较好的塑性变形性能。
9. 用位错理论分析纯金属与两相合金在冷形变加工时,在产生加工硬化机理上有何区别?
【答案】(1)对于纯金属单晶体,使其产生加工硬化的机理主表现在位错增殖、位错运动及位错的交互作用、以及位错反应三个方面:首先,对于位错増殖来说,位错源开动,位错增殖使位错密度增大;其次,位错运动时会受到点阵阻力,并且在位错之间发生交互作用的情况下,会形成割阶、缠结等,也会使其运动阻力增大;第三,位错之间还会发生位错反应,形成如洛玛位错、L-C 位错等的固定位错,从而造成位错塞积,使位错运动阻力进一步增大。综上三个方面使位错运动阻力增大从而产生加工硬化。
(2)对于纯金属多晶体而言,在纯金属单晶体加工硬化的机理的基础上多出了晶界造成的位错塞积作用,其位错运动阻力进一步增大。
(3)对于两相合金而言,首先,若基体相为固溶体,其加工硬化机理又比纯金属多晶体多出了固溶强化方面的作用,即一方面溶质原子会与位错发生弹性交互作用,形成柯垂尔气团,另一方面溶质原子会与位错发生化学交互作用形成铃木气团,这两个方面的原因使位错运动阻力进一步增大;其次,若第二相为硬的颗粒相,其加工硬化机理与固溶体合金相比,还存在分散强化机制,即奥罗万机制和位错切割第二相机制使位错运动阻力更进一步增大。
10.如何区分金属的热变形和冷变形?
【答案】根据变形温度与再结晶温度的高低关系来区分。高于再结晶温度的为热变形,反之为冷变形。
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