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一、填空题

1． 根据相图可以推断合金的性能，相图上的成分间隔越大，_____越严重；结晶间隔越大，铸件凝固完了越易产生_____。

【答案】偏析；分散缩孔（疏松）

2． 通常把晶体的界面分为_____、_____和_____三类。

【答案】晶界；相界；表面

3． 小角度晶界是相邻两晶粒的位向差_____的晶界，它主要可以分为_____和_____两种，前者是

由_____位错构成，后者是由_____位错构成，小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能_____。

【答案】

4．

倾斜晶界；扭转晶界；刃型；螺型；小 相图中含碳量小于_____为钢，大于_____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由_____和_____两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是_____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是_____；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为_____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C1是从_____中析出的

，

是从_____中析出的，它们的含碳量为_____。

；渗碳体【答案】2.11%C；2.11%C；铁素体（a ）

体和珠光体； 珠光体和液相；奥氏体；铁素体；6.69%

5． 图（a ）、（b ）为立方晶系的晶格本意图，在图（a ）中，AHED 为_____晶面，AHFC 为_____

晶面，BHF 为_____晶面；在图（b ）中，KLF 为_____晶面，FIJ 为_____晶面，0B 为_____晶面。

FCC ；2.11%；0.77%；4.3%；铁素是从_____中析出的

，

图 【答案】

6． 晶胞是_____。

【答案】能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元

二、简答题

7． 如图所示，为测出的钍在不同温度下以不同方式扩散时扩散系数与温度的关系，从该实验数据图中能得出哪些信息？

图

【答案】（1）由图知，横坐标为温度的倒数纵坐标为扩散系数D 。

（2）表面扩散速度是三者中最快的，其次是晶界扩散，再次是晶内扩散。

（3）随温度升高，三者的扩散速度都加快。同时晶内扩散的增长速率较大，晶界扩散的增长速率其次，表面扩散的增长速率最慢。

（4）扩散系数£>与温度r 是指数关系，

即该图是对数处理的结果；利用直线关系可求常数和激活能

8． 指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有哪些主要措施？

【答案】（1）影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素有：变形程度、微量杂质和合金元素、金属晶粒度、加热时间、加热速度。

（2）要获得尺寸细小的再结晶晶粒主要措施有：加大冷变形程度，加入微量合金元素，提高加热速度，采用细晶粒金属。

9． 何为上坡扩散？形成上坡扩散的热力学条件是什么？

【答案】物质从低浓度区向高浓度区扩散，扩散的结果提高了浓度梯度。例如铝铜合金时效早期形成的富铜偏聚区，以及某些合金固溶体的调幅分解形成的溶质原子富集区等，这种扩散称为“上坡扩散”。上坡扩散的真正驱动力是化学位梯度，而非浓度梯度，虽然扩散导致浓度梯度上升，但化学位梯度却是下降的。据此，形成上坡扩散的热力学条件是

10．纯铁在950°C渗碳，表面浓度达到0.9%C，缓慢冷却后，重新加热到800°C继续渗碳，试列出：（1）达到800°C 时，工件表面到心部的组织分布区域示意图；（2）在800°C 长时间渗碳后（碳气氛为1.5%C）, 工件表面到心部的组织分布区域示意图，并解释组织形成的原因；（3）在800°C 长时间渗碳后缓慢冷却至室温的组织分布区域示意图。[武汉科技大学2009研]

【答案】（1）工件表面到心部的组织分布区域如图1所示。

（2）工件表面到心部的组织分布区域如图2所示:。

图1 图2

800°C 时奥氏体的最大溶解度为0.9%C，表面渗碳体的形成：由于渗碳气氛为1.5%C, 大大超过奥氏

体的溶解度，因此表面将形成渗碳体。原有的奥氏体区在扩散中扩大，原有的二相区将完全消失。这是因为随扩散进行，奥氏体/铁素体边界奥氏体的碳浓度将增加，超过0.4%C不再与铁素体保持平衡。奥氏体中的碳将向铁素体扩散，当铁素体的碳浓度达到0.4%C后及转变为奥氏体。 （3）室温的组织分布区域如图3所示。

图3

11．请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC 、BCC 和HCP 晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。

【答案】全位错是指柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍。

不全位错是指柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。

12．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。