答：
A
L+A+B L+A
L L+C
L+B
B
L
L+C
L+A
L+B+C L+A+C
A+B+C
L+B+C
C
A
E
三、综合分析题（每题15分，共30分）
1. 请以层片状共晶组织为例，论述二元共晶时如何满足成分条件。
答：首先通过成分起伏获得某一组元的富集并形成共晶中的某一相（领先相），此时会在其周围形成另一组元的富集，比较容易满足另一相的形成条件，从而形成共晶中的另一相。如此反复，满足成分条件，交替形核，而形成共晶。 形核后，两相与液相的界面处均会形成溶质原子的富集，溶质原子通过横向扩散，满足两相生长所需的成分条件，实现液固界面的推进。
2. 根据Al-Zr二元相图回答：
1) 写出1490℃、1250℃、975℃、940℃的相变反应，并判断反应类型。 2) 画出x＝50.0％合金平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应。 3) 计算x＝30.0％合金平衡结晶到室温下的相组成。 答：
1) 1490℃：L → Al3Zr + Al2Zr 共晶反应
1250℃：Al3Zr4 + Al3Zr2 → AlZr 包析反应 975℃：β-Zr + AlZr2 → AlZr3 包析反应 940℃：β-Zr + AlZr3 → α-Zr 包析反应
2)
L
L→Al3Zr2
L → Al3Zr2 + Al3Zr4
Al3Zr2 + Al3Zr4
Al3Zr4 + Al3Zr2 → AlZr
AlZr
3) x＝30.0％合金室温下相组成为： AlZr3 ＋ AlZr2
AlZr3中含Al＝25％，AlZr2中含Al＝33.3％
简答题（每题5分，共30分）
12. 什么是柏氏矢量？它有哪些特征？
答：柏氏矢量是描述晶体中位错性质及其引起畸变方向、程度的一种数学方法。 它具有唯一性、同一性和可加性。
13. 固溶体的固溶度受哪些因素的影响？ 答：原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。
14. 请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区各相成分的变化规律。 答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；
双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化； 三相区：三相具有确定成分，且不随结晶过程变化。
15. 什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？
答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。 应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
16. 何为固溶强化？请简述其强化机制。
答：固溶强化就是溶质原子通过某种方式阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。其主要机制包括：（1）柯氏气团，即溶质原子与基体原子尺寸不同，产生的弹性应力场对位错运动产生阻碍；（2）玲木气团，即溶质原子降低了基体的层错能，使位错分解称为扩展位错，阻碍位错运动；（3）电交互作用，即溶质原子为带电粒子，与位错形成静电作用力，阻碍位错运动。
17. 室温下对某种金属材料进行塑性变形，能发生动态再结晶吗？为什么？ 答：可能。若再结晶温度低于室温，则室温下的变形属于热变形，就可能发生动态再结晶。
二、作图计算题（每题8分，共40分）
10. 请比较FCC晶体中答：
故：b1能量较低。
和
两位错的畸变能哪个较大。
11. 面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。 答：可能开动的有8个。分别是：
、
、
12. 假设某合金平衡结晶时形成的临界晶核为边长为a的立方体。已知该合金体
、 、
系液固界面能为σ，单位体积自由能差为ΔGB。请推导均匀形核时临界晶核边长a*和临界形核功ΔG*的表达式。
答：ΔG = a3ΔGB + 6a2σ
13. 500℃时，Al在Cu中的扩散系数为2.6×10-17 m2/s；1000℃时则为1.6×10-12 m2/s。计算该扩散偶的D0和扩散激活能Q。（R=8.314J/mol·K） 答：
Q=180435.396 J/mol =3×10-19 J/atom D0=4.056×10-5 m2/s
14. 请根据附图作出简单三元共晶相图中AF所代表的垂直截面，并标明各个相区的相组成；绘出合金X的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成
A
B
X
e F C
L
L+A
L+C
L L→B
L+A
A+B
A
L+BL→L→
A+BF
三、综合分析题（每题15分，共30分）
3. 请分析回复、再结晶、正常长大、二次再结晶的热力学驱动力和动力学特征。 答： 热力学驱动力 动力学特征