03年金属学大作业

发布 2022-09-02 07:24:28 阅读 4422

测验题(20分满分)

一、 列举你所知道的金属晶体的强化途径,试用位错理论说明其强化机理。(3分)——10章。

二、 有一合金试样其晶界能为0.5j/m2,在退火前原始晶粒直径为2.6×10-3cm,屈服强度为108mpa。

对该合金在700℃退火2小时处理后其屈服强度降为82mpa。在退火过程中保温1小时时测得该合金放出热量为0.021j/cm3,继续保温1小时测得该合金又放出热量0.

014j/cm3。求如果合金只在700℃保温1小时后的屈服强度。(已知合金单位体积内界面面积sv与直径d之间的关系为sv=2/d,且放出的热量完全由于晶粒长大、界面总面积减少所致)(4分——10章)

三、 已知a-b二元共晶合金的共晶温度为600℃,共晶点成分为60%b,固态下b在a中的最大溶解度为30%b,纯金属a的熔点为900℃,将20%b的合金在固相无扩散、液相完全不混合的条件下凝固,若要形成胞状液-固界面,合金在凝固过程中液-固界面处液相的温度梯度的最大值是多少?在什么情况下液-固界面在整个凝固过程中处于平直状态?(3分——7章)

四、 将原子尺寸相近的a金属和b金属制成的棒对焊起来构成一扩散偶,并在焊接面上镶嵌一列惰性金属丝作为界面的标记,然后加热至高温使之充分扩散(忽略焊接时引起的扩散)。(2分——8章)

1) 如果扩散系数da>db,画图并说明扩散前后金属丝的位置;(0。5)

2) 用扩散机制解释这种现象;(0。6)

3) 指出构成这种扩散偶的两种金属应具备什么样的条件?(0。5)

4) 举出几对可能和不可能出现这种现象的扩散偶的例子。(每例0。2分—0。4)

五、 在面心立方晶体中存在三个单位位错l1、l2和l3,若l1和l3的柏氏矢量∥[-110]晶向,l1位错线方向∥[11-2],l2∥[-110], l3位错线方向∥[111],其柏氏矢量∥[110]晶向。(3分章)

1) 判断三个位错的性质,写出他们的柏氏矢量,求出它们可能滑移的晶面指数和多余原子面指数(若存在多余原子面),并图示之(1分);

2) 若l2位错发生分解形成扩展位错,写出可能的位错反应并图示(1分);

3) 在l3位错的滑移面上作用一与其柏氏矢量平行的切应力,该位错能否运动?为什么?(1分)

六、 指出下列金属元素可能形成那些合金相(每种合金相0.5分)?并说明所列每种合金相的形成条件和相的成分、结构、性能特点。(—3章)

fe c cu al n au li cr mg si

七、 (3分)ab二元合金系含有如下转变:

共晶转变:l50%b——55%+40%(1340℃)

共析转变:35%——28%b+58%b(1180℃)

组元a:熔点1900℃,同素异形转变点1800℃,组元b:熔点1500℃

相在700℃时溶解度为8%b,相在700℃时溶解度为65%b

1) 示意绘出ab二元合金相图(大于700℃),并注明各相区;

2) 绘出47%b合金的平衡冷却曲线;

3) 计算47%b合金在700℃下相组成物的相对量和组织组成物的相对含量;(4-6章)

4) 试提出一种测定相固溶度曲线的方法。

八 (2分)fe-3%si合金(bcc)结构的点阵常数a=0.3nm,经形变后研究其回复再结晶机制。回复退火时材料发生多边形化过程,观察到三个亚晶(oa,ob和oc,其长度均为0.

2mm)的刃型位错总数为1.198104,设它们均匀分布构成亚晶界,(=120,=80)

1) 求相邻亚晶间的位相差;

2) 若经再结晶后这些亚晶界在原来位置转变为大角晶界,且测得oa的晶界能为0.8j/m2,求其他两个晶界的晶界能。(11章)

08年金属材料学试题

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