2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础(金属材料)考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、简答题
1． 根据图1所示铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题：
图1
（1）分析氢、氮、碳、硼在中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元
素的原子半径如下：氣0.046nm , 氮0.071nm ，碳0.077nm ，硼0.091nm
，
（2）标注相图中平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。
（3）分析的铁碳合金平衡凝固到室温过程的组织变化。
（4）指出相的晶体结构、密排方向、密排面、致密度、配位数、晶胞中原子数和通常情况下的滑移系；画出其中一个滑移系，并标明指数。
（5）结合你所学的有关知识，说明如何提高Fe-C 合金的强度。
（6）
（7）
图；渗碳在【答案】（1）:的铁碳合金在拉伸中，一种情况是在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载；另的铁碳合金制作成齿轮，对齿轮气体渗碳强化。画出钢在渗碳后的组织分布示意中进行而不在中进行，即渗碳温度选择要高于温度，为什么？渗碳温度，四面体间隙半径
：中一般会溶入八面体间隙中心，形成间隙一种情况是去载后时效再加载。试解释前者无屈服现象后者有屈服现象的原因。 高于1100°C 会出现什么问题？ 为FCC 结构，八面体间隙半径。可见氢、氮、碳原子在
固溶体，固溶度较小；
硼在
也可以形成置换固溶体
（2）图1中平衡反应成分、温度和反应式如下（三条水平线，从上到下）：
B 、H 和J 点成分分别为：
第 2 页，共 24 页 ：中一般也是位于八面体间隙中心，形成间隙固溶体，但是有时
C 、E 点和
，S 、P
点和成分分别为：
成分分别为：
（3）合金平衡凝固到室温过程的组织变化为：
（4）为FCC 结构，其密排方向、密排面、致密度、配位数、晶胞中原子数分别为<110>、{111}、0.74、12和4；通常情况下的滑移系为{111}<110>, 其中一个滑移系为（111）.
所示。
，指数如图2
图2
（5）提高Fe-C 合金的强度方法有多种，主要有加工硬化、微合金强化、固溶强化、细化晶粒强化、热处理强化（马氏体相变强化等）。
（6）合金中由于C 原子与Fe 的弹性交互作用，形成称柯氏气团，柯氏气团与位错的交互作用导致合金出现屈服现象，在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载是已经克服了柯氏气团对位错的阻碍，立即再加载不会重新出现屈服现象，而卸载后时效再加载会使溶质原子重新聚集形成与位错的新的交互作用，从而使合金再次出现屈服现象。
（7）合金齿轮渗碳后的组织分布示意图如图3所示。 渗碳在温度范围中（A3温度以上）进行而不在温度范围中进行的主要原因是，温度较高，渗碳速度可以较快，同时在温度范围中进行渗碳，可以得到较大的含碳量，但是渗碳温度高于ll00°C 会导致基体合金晶粒粗大，力学性能下降，同时对渗碳设备也会提出更高要求。
图3
2．
画一个四方晶胞，然并标注出坐标原点和三个基矢（a 、b 、c ）后：（1）在晶胞中画出（210）晶面；（2）画出和一个与（210）晶面和（100）晶面同属一个晶带的晶面，标出它的晶面指数，并写出该晶带轴的晶向指数。
第 3 页，共 24 页
【答案】如图所示。
图
3． 分析M 点的析晶路程（表明液、固相组成点的变化，并在液相变化的路径中注明各阶段的相变化和自由度数）。
【答案】液相：
固相：
4． 根据如下给出的信息，绘制出A 和B 组元构成的在600°C 到1000°C 之间的二元相图：A 组元的熔点是940°C ；B 组元在A 组元中的溶解度在所有温度下为零；B 组元的熔点是830°C ；A 在B 中的最大溶解度是在700°C 为12wt%；600°C 下A 在B 中的溶解度是8wt%；700°C 时在成
B 有一个共晶转变；730°C 时在成分点A-60B 有另一个共晶转变；755°C 分点A-75（wt%）（wt%）
时在成分点A-40（wt%）B 还有一个共晶转变；在780°C 时在成分点A-49（wt%）B 有一个稳定金属间化合物凝固发生；在755°C 时在成分点A-67（wt%）B 有另一个稳定金属间化合物凝固发生。
【答案】如图所示。
图
第 4 页，共 24 页