线 名 姓 题 答 号 学 要 封 不 班 内 级 线 封 业 密专 密 系 四川理工学院试卷（2010至2011学年第1学期）
课程名称： 材料科学基础（参考答案） 命题教师： 唐杰
适用班级：2008级材料专业
考试(考查) 年 月 日 共 页 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分）教师 满分 10 10 10 10 20 15 25 100 注意事项： 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。
2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否
则视为废卷。
3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。
4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷
分别一同交回，否则不给分。
试 题
得分 评阅教师
一、判断题：（10分，每题1分，对V错X ） 1 因为晶体是排列有序的，所以非晶体排列无序。（X） 2 刃型位错有正负之分，他们之间有本质区别。（X） 3 珠光体由奥氏体相和渗碳体相组成。（X）
4 先共析铁素体是间隙固溶体，其性质硬而脆。（X） 5 陶瓷的抗压强度通常比抗拉强度高。（V） 6 冷拉后的钢条的硬度会增加。（V）
7 共晶成分的合金熔体凝固后就得到共晶合金。（X） 8 根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行（X）9 热塑性聚合物应力与应变呈线性关系主要是由链段运动引起。（X） 10 复合材料由基体和增强体两部分组成。 (X )
得分 评阅教师
二、选择题：（10分，每空1分）
1 一个面心立方晶胞含有（C）个原子。 （A）3 （B）2 （C）4 （D）1 2 固溶体的不平衡凝固可能造成（A）
（A）晶内偏析 （B）晶间偏析 （C）集中缩孔 （D）缩松
3 热膨胀的本质是（C）
（A） 原子间平均距离随温度升高而减少。 （B） 原子直径增大。
（C） 原子间平均距离温度升高而增大。 （D） 晶体结构发生变化，点阵常数增大。 4 蠕变的正确说法是（B）
（A） 物体在恒定应力作用下形变随温度升高逐渐增大的现象。 （B） 物体在恒定应力作用下形变随时间逐渐增大的现象。 （C） 物体在恒定应力作用下变形很小。 （D） 物体在恒定应力下变形不规则。 5 固溶体宏观偏析最小的工艺条件是（A）
（A）快速结晶 （B）中速结晶 （C）缓慢结晶 6 根据Hall―Pectch公式可知（A,D）
（A） 在常温下,晶粒越细,强度越大。 （B） 在常温下,晶粒越细,强度越小。 （C） 在常温下,晶粒大小与强度无关。 （D） 在常温下,晶粒越细,冲击韧性越高。 7 强冷变形金属的再结晶形核方式一般是（B） （A） 凸出形核
（B） 亚晶直接形核长大形核 （C） 亚晶合并形核 （D） 其他方式
8 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？（C） （A） 由钢板切出圆饼
（B） 由合适的圆钢棒切下圆饼 （C） 由较细的钢棒热镦成饼 9 复合材料不具备的特征是： （D）
(A) 可设计性 （B）各向异性 （C）材料结构一次成型性 （D）可重组性 10复合材料界面的不当说法是：（A） （A）基体与增强体之间的隔离面 (B) 基体与增强体之间的过渡区域 (C) 界面是有层次的
(D) 能在基体与增强体之间传递载荷
得分 评阅教师
三、改错：（10分，每题2.5分）
1金属发生变形时，正离子之间的相对位置发生改变，键结构方向随之改变。 改：金属键以电子云方式存在，（1分）键结构没有方向性。（1.5分）
2 根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。 改：刃型位错的正负之分没有本质区别，（1.5分）只在讨论位错性质时有用。（1分） 3 晶体的滑移方向与所受外力方向相同。 改：晶体的滑移方向与所受外力方向无关，（1分）而是晶体密排面上的密排方向。（1.5分） 4复合材料由两种以上固体材料组成。性能等于单一组分的性能的加权平均值。 改：复合材料由基体、增强体及其界面组成，（1.5分）性能高于单一组分的性能的简单求和。（1分）
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专业 级 班 学号 姓名 密 封 线 密 封 线 内 不 要 答 题 得分 评阅教师 系 四、作图题：（10分，每小题2分）
1 在简立方晶胞中画出[010 ]，[101 ]， [11 ī ]和（201），（02ī）。 [11 ī ] （201） （02 ī） [101 ] [010 ] 得分 评阅教师 五、简答题：（20分，每题5分）
1体心立方金属比面心立方金属的滑移系多，为什么塑性却比面心立方金属差？ 答：滑移系的多少，滑移面原子密排程度及滑移方向数目决定了金属塑性的好坏。（1分）体心立方的滑移系虽多于面心立方，但滑移方向（2个）比面心立方（3个）少，（2分）滑移面上的原子密排程度也较低，（2分）所以体心立方金属的塑性比面心立方金属差。 2如何区别多滑移和叫滑移。 答：晶体中两组或多组滑移系在同一外力作用下同时或交替发生滑移叫多滑移；（2分）两个或多个滑移面沿共同方向同时或交替滑移叫交滑移；（2分）多滑移会在晶体表面出显交叉的滑移带，而交滑移会在晶体表面曲折或波纹状滑移带。（1分） 3细晶强化的特点。 答：由霍尔-配奇公式可知，晶粒越细材料强度越高；（1分）晶粒越细，一定体积内的晶粒数越多，变形分散越均匀；晶粒中位错塞积少，应力集中小，引起开裂的机会少，具有更大的变形承受量，材料塑性更好；（2分）细小晶粒的应力集中小，小晶粒聚集体的晶界曲折多，小裂纹不易传播，断裂过程中能吸收更多能量，表现出更高的韧性。（2分）
4例举碳钢的化学成分、组织、性能之间的关系。
答：亚共析钢为铁素体和珠光体的混合物，珠光体强度高于铁素体，含碳量增加则珠光体量增加，合金强度提高；（2分）过共析钢由二次渗碳体和珠光体构成，含碳量增加则二次渗碳体量增加，合金强度增加变缓；（1分）含碳量达到0.009时，二次渗碳体呈网状分布，合金强度开始快速下降；（1分）含碳量达到0.0211时，出现莱氏体组织，合金强度降到很低值。（1分） 得分 评阅教师 六、计算题（15分） 1 已知纯铜的临界分切应力为1MPa,问： (1) 要使(111)面上产生[101]方向的滑移，应在[001]方向上施加多大的拉应力？ (2) 同样条件能使(111)面上产生[1ī0]方向的滑移么？
解：（1）cos?=1/2（3分）；cos?=2/3（3分） ?s＝?c /cos?cos?=2.45 MPa（3分） （2）?=90°，cos?=0（3分）； 由?s＝?c /cos?cos? 可知?s=∞，（3分）
即作用力方向为 [001]时，在[1ī0]方向不会产生滑移。（3分）
七、综合题（25分）
根据铁碳相图完成下列内容：
（1）写出下列线段的名称：(5分。各1分)
HJB: ；GS:； ES: ；ECF:； PSK:
（2）写出所有平衡转变式。(3分。各1分) （3）亚共析钢是常用的工程材料钢种，写出wc=0.6%的亚共析钢的亚稳态结晶过程。并计算其室温时组织组成物的相对含量。（17分） 答：（1）写出下列线段的名称：(各1分)
HJB: 三相平衡包晶转变线。 GS: 先共析铁素体开始析出线。
ES: 次生渗碳体开始析出线。
ECF: 三相平衡共晶转变线。 PSK: 三相平衡共析转变线。 PQ：三次渗碳体开始析出线。
（a）包晶转变 L =r-Fe +Fe3C
（b）共析转变：r-Fe =α-Fe +Fe3C （c）包晶转变：L+δ-Fe= r-Fe
（3）结晶过程：随着熔体的缓慢降温，先生成初生奥氏体A，直到液相消耗完；然后析出先共析铁素体F；再发生共析转变生成珠光体P；到室温后F中有少量三次渗碳体Fe3CⅢ析出。室温组织为：F+P+ Fe3CⅢ。（7分）
P=（0.6-0.0218）/（0.77-0.0218）=77.28%（4分）
F=[（6.69-0.0218）/（6.69-0.008）]*（1-77.3%）=22.67% (3分) Fe3CⅢ=1-77.3%-22.3%=0.05% （3分）
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