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一、名词解释

1． 全位错与不全位错

【答案】全位错是指柏氏矢量等于晶体点阵矢量的位错；不全位错是指柏氏矢量不等于晶体点阵矢量的位错。

2． 晶族

【答案】按晶体含轴次（高于2）的高次轴或反轴的情况可将晶体划分为高、中、低三类晶族。只含唯一一个高次主轴（含反轴）的晶体属于中级晶族，包括三方晶系、四方晶系、六方晶系三种晶系；无高次轴或反轴的晶体属低级晶族，包括三斜晶系、单斜晶系和正交晶系三种晶系；含多个高次轴的晶体属高级晶族，只有立方晶系一种。立方晶系必有与立方体对角线方向对应的4个三重轴或反轴。

二、简答题

3． 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？它的性质如何递变？

【答案】同一周期元素具有相同原子核外电子层数，但从左一右，核电荷依次增多，原子半径逐渐减小，电离能増加，失电子能力降低，得电子能力增加，金属性减弱，非金属性増强；同一主族元素最外层电子数相同，但从上一下，电子层数增多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能力降低，金属性増加，非金属性降低。

4． 对于固体材料将其晶粒细化后其力学性能会有何种变化? 解释原因。并回答对于铸件能否采用再结晶的方法细化晶粒，为什么？

【答案】固体材料将其晶粒细化后，会出现细晶强化的现象，即材料的强度、硬度、塑性、韧性同时提高。这是因为：由于晶粒细小，可供塞积位错的滑移面较短，塞积位错的数目较少，由位错塞积引起的应力集中分散于各个晶粒中，使其屈服强度升高。

另一方面，由于晶粒细小，在相同的外力作用下，处于滑移有利方向的晶粒数较多，应力分散在各晶粒中，即使在受到大的塑性变形时，仍然保持其较好的性能，而不致开裂，从而提高材料的軔性。

对于金属铸件则不能采用再结晶的方法细化晶粒，这是因为：一方面再结晶过程需要在一定的形变基础上，由储存能提供一定的能量进行晶粒的重新形核、长大，铸件没有进行过形变。另一方面，由于再结晶温度过低，铸件也不可能通过重结晶相变细化晶粒。

5． 若面心立方晶体中有行位错反应？为什么？

【答案】能够发生反应。

几何条件：

能量条件： 的单位位错及的不全位错，此二位错相遇能否进

几何条件和能量条件均满足。

6． 简述形变金属在退火过程中显微组织、储存能及其力学性能和物理性能的变化。

【答案】随退火温度的升高或时间延长，出现亚晶合并长大，再结晶形核及长大，无位错的等轴再结晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒，然后是晶粒正常长大。储存能逐渐被释放；硬度及强度下降，伸长率上升；电阻降低，密度提高。再结晶时各种性能变化都比回复时强烈得多。

7． 高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包含的内容是什么？

【答案】

8． 有错误的A-B 二元系平衡相图如图（a ）所示。

（1）在改动量最少的前提下改正图中的错误。

（2）说明错误的理由。

【答案】（1）经改正的相图如图（b ）所示。

（2）根据相律及相区接触法则，原图中有4处错误：

①e 、d 两点应重合。因为对组元A ，它相当于一元系，

由度为零，温度不变；

②kin 线应该水平。既然有三个两相区及三个单相区与之相接，它就应该是一个三相平衡区，故为一条水平线；

③与fghij 线相接的应是三个而不是四个单相区；

④水平线cb 应是三相平衡（包晶反应）线。 两相平衡（同素异构转变）时，自

a ）有错误的；b ）经改正的

图A-B 二元平衡相图

三、计算题

9． Pb-Sb-Sn 三元合金常用作滑动轴承内衬。图1是某机车Pb-Sb-Sn 轴瓦内衬的铸态金相组织，其中图a 合金的成分为74.07%Pb-16.30%Sb-9.63%Sn，组织中自色多角形块状物为初生晶SnSb

++SnSb）化合物，其余为（（Pb ）（Sb ）共晶体；图b 合金的成分为80.36%Pb-14.63%Sb-5.01%Sn,

组织中黑色树枝状物为初生的（Pb ）固溶体，其余为（（Pb ）+（Sb ）+SnSb）共晶体。使用结果表明，图a 合金的寿命明显低于图b 合金的寿命，其失效方式主要是衬层大块剥落。

a ）74.07%Pb-16.30%Sb-9.63%Sn；b ）80.36%Pb-14.63%Sb-5.01%Sn

图1 两种Pb-Sb-Sn 三元合金的铸态组织

（1）从组织的角度分析这两种合金使用寿命的不同。

（2）借助图2所示的Pb-Sb-Sn 三元合金液相面投影图，分析a 、b 两种合金组织中初生晶不同的原因。