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一、名词解释

1． 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。

2． 热塑性和热固性高分子材料

【答案】高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。高分子材料按其性能可分为热塑性和热固性高分子材料，其中，热塑性高分子材料可溶、可熔；热固性高分子材料不溶、不熔。利用加热和溶解的方法可将热固性和热塑性材料分辨出来，常用的识别高分子材料的简便方法有经验法、燃烧法、溶解法、仪器分析法等。

二、简答题

3． 写出FCC 晶体在室温下所有可能的滑移系统（要求写出具体的晶面、晶向指数）。 【答案】共有12个可能的滑移系统：

4． 画出一个六方晶胞，并标注出坐标原点和基矢面。

【答案】如图所示。

然后在晶胞中画出（1212）晶

图

5． 在FCC 晶体的滑移面上画出螺型Shockley 分位错附近的原子组态。 【答案】如图所示

。

图 晶体中螺型Shockley 分位错附近的原子组态

6． 以低碳钢的拉伸曲线为例，运用位错理论说明屈服现象及加工硬化现象。

【答案】低碳钢的屈服是由于低碳钢中的碳是间隙原子，它与铁素体中的位错交互作用形成溶质原子气团，即所谓的柯氏气团。该气团对位错有钉扎作用，只有在较大的应力作用下，位错才能脱离溶质原子的钉扎，表现为应力-应变曲线上的上屈服点。而一旦位错脱钉，继续滑移，就不需要那么大应力了，表现为应力-应变曲线上的下屈服点和水平台阶。当继续变形时，由于位错数量的大大増加，导致应力又出现升高的现象，称为加工硬化现象。这是由于冷变形金属在塑性变形过程中形成大量位错，这些位错部分成为不可动位错，从而导致其对可动位错的阻力增大，引起材料继续变形困难，形成加工硬化或形变强化。

7． 图为一连铸坯低倍组织照片，说明各晶区的名称及成因；若想得到更多的等轴晶粒，可采用哪些方法或措施？

图

【答案】（1）该照片显示出激冷区、柱状晶区和粗等轴晶区。因铸模温度低造成激冷而形成细等轴晶区；因正的温度梯度和固定的散热方向而形成平行的柱状晶区；因中心液相区内的过冷或冲刷过来的碎枝晶而独立形核形成中心粗等轴晶。

（2）扩大等轴晶区的方法：①加强电磁或机械搅拌；②加入非均匀形核剂或孕育剂；③预热钢模快冷。

8． 试说明在正温度梯度下为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式成长，而纯金属则得不到树枝状晶。

【答案】由于溶质原子再分配造成成分过冷，使固溶体合金正温度梯度下凝固时也可以呈树枝状方式成长；而纯金属则需要在负温度梯度下才能得到树枝状晶。

三、计算题

9． 在晶格常数为a 的体心立方单晶体的[123]方向进行压缩变形，已知其屈服强度为（1）写出晶体的始滑移系及其可能的交滑移系。 （2）计算晶体开始滑移的临界分切应力动的方向。

（4）若该压缩试样的一个自由表面为应力

施密特因子

写出该面上滑移线的方向。

根据作用在滑移系上的分切

最大的滑移系为始滑移系。也可以使用立方晶系的标准

【答案】（1）体心立方晶体共有12

个可能的滑移系投影图进行判断。结果如下：始滑移系为

不同滑移面的那些滑移系，由此可以得出如下结果：（2）

（3）晶体的滑移实际上是晶体滑移面内柏氏矢量与晶体滑移方向相同的位错线滑移运动的结果。因此，可得如下结果： 刃位错：位错线方向为螺位错：位错线方向为交线便是滑移线。

故滑移线的方向为：

10．已知晶体中两不平行晶面带，其中根据晶带定理

可得

（3）分别写出屈服时晶体中所开动的刃位错和螺位错的位错线方向及柏氏矢量，以及它们滑移运

可能的交滑移系为:始滑移系可能的交滑移系是所有12个滑移系中与始滑移系有相同滑移方向但

柏氏矢量为柏氏矢量为

滑移运动方向为滑移运动方向为

（4）晶体的滑移面与晶体外表面的交线是可能的滑移线，其中，与晶体的滑移方向不平行的那些

证明晶面

所属晶带的晶带轴为

属于同一晶

【答案】由于两不平行晶面属于同一晶带，设