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一、名词解释

1． 位错

【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。

2． 相图

【答案】金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

3． 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。

4． 再结晶

【答案】再结晶是指形变金属在一定的加热条件下，通过新的可移动大角度晶界的形成及随后移动，从而形成无应变新晶粒组织的过程。

5． 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。

二、简答题

6． 如何改善钢的初性？

【答案】主要措施有：①尽量减少钢中第二相的数量；②提高基体组织的塑性；③提高组织的均匀性；④细化晶粒；⑤加入Ni 可以降低冷脆转折温度；⑥防止溶质原子沿晶界分布与第二相沿晶界析出。

7． 简述固态相变的一般特点。

【答案】（1）相变阻力中多了应变能一项。

（2）形核方面：非均匀形核，存在特定的取向关系，共格或半共格界面。

（3）生长方面：出现惯习现象，即有脱溶贯序；特殊/规则的组织形态，如片状、针状。

（4）新相以亚稳方式出现以减少相变阻力。

8． 试述针对工业纯铝、Al-5%Cu合金、

来进行强化。 复合材料分别可能采用哪些主要的强化机制

【答案】（1）对工业纯铝主要的强化机制为加工硬化、细晶强化；

（2）Al-5%Cu合金的强化机制为固溶强化、沉淀强化、加工硬化、细晶强化；

（3）复合材料的强化机制为加工硬化、细晶强化、弥散强化。

9． 已知某铜单晶试样的两个外表面分别是（001）和（111）。请分析当此晶体在室温下滑移时，在上述每个外表面上可能出现的滑移线彼此成什么角度？

【答案】可能的滑移面为{111}晶面族，它们与（001）面的交线只可能有[110]和

线彼此平行或垂直。滑移面与（111

）面的交线可能有，所以滑移，所以滑移线彼此平行或成60°角。

10．请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]、

【答案】如图所示。

晶向。

图

11．影响陶瓷晶体塑性变形能力的因素都有哪些？

【答案】陶瓷晶体有共价键晶体、离子键晶体和共价-离子混合晶体。因此影响因素主要有以下几个方面：（1）由于共价键具有饱和性，所以位错运动有很高的点阵阻力；（2）而对于离子键晶体，位错运动通常都受到同号离子的巨大斥力，只在某些特定的方向上运动才较容易进行；（3）陶瓷晶体中的滑移系少，塑性变形能力差；（4）在陶瓷晶体中一般柏氏矢量较大，因而位错运动阻力大；（5）共价键晶体价键方向性、离子键晶体的静电作用力都对陶瓷晶体滑移系的可动性起决定性的影响。

12．请根据相图分析回答下列问题：

（1）请分析2.0wt%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。

（2）请分析2.0wt%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。

（3）假设将一无限长纯铁棒置于930°C 渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图1

，试分析并标出930°C 和缓冷至室温时的组织分布情况（绘制在答题纸上）所示）。

【答案】⑴

相组成：

甚至不析出。

组织组成： 的析出将受到抑制，（2）根据冷速不同，可能出现共晶反应，得到Ld ；得到的P 层片细小；

图1

（3）如图2所示。

图2

13．高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。

【答案】热塑性：具有线性和支化高分子链结构，加热后会变软，可反复加工再成形；热固性：具有体型（立体网状）高分子链结构，不溶于任何溶剂，也不能熔融，一旦定型后不能再改变形状，无法再生。

14．何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。

【答案】陶瓷主要是由无机非金属作为基体组分组成的。以共价键或离子键为主，在共价键结合的陶瓷中，原子之间是通过共用电子对形式进行键合的，具有方向性和饱和性，且键能相当高，陶瓷主要是由高硬度高脆性的特殊氧化物、碳化物、氮化物等化合物为主要组成相的一类材料。 由于这些化合物中的结合键以共价键或离子键为主，键合力稳定并且很强，故陶瓷材料具有熔点高，热膨胀系数小，硬度高，抗氧化、耐腐蚀，高温强度高，良好的光学特性和绝缘性等特性；但由于烧结及制备工艺等原因，陶瓷材料中难免存在气孔或微裂纹，故陶瓷材料的脆性大，强度低且易存在缺陷。