18． 已知烧结氧化铝的孔隙度为5％时，其弹性模量为370 GPa，若另一烧结氧
化铝的弹性模量为270 GPa，试求其孔隙度。
19． 为什么高聚物在冷拉过程中细颈截面积保持基本不变?将已冷拉高聚物加热
到它的玻理化转变温度以上时，冷拉中产生的形变是否能回复? 20． 银纹与裂纹有什么区别? 第七章
1．设计一种实验方法，确定在一定温度( T )下再结晶形核率N和长大线速度G （若N和G都随时间而变）。
2．金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒?
3．固态下无相变的金属及合金，如不重熔，能否改变其晶粒大小?用什么方法可以改变?
4．说明金属在冷变形、回复、再结晶及晶粒长大各阶段晶体缺陷的行为与表现，并说明各阶段促使这些晶体缺陷运动的驱动力是什么。 5．将一锲型铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制，如图7—4所示。
(1) 画出此铜片经完全再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图； (2) 如果在较低温度退火，何处先发生再结晶?为什么?
6．图7—5示出。—黄铜在再结晶终了的晶粒尺寸和再结晶前的冷加工量之间的关系。图中曲线表明，三种不同的退火温度对晶粒大小影响不大。这一现象与通常所说的“退火温度越高，退火后晶粒越大”是否有矛盾?该如何解释? 7．假定再结晶温度被定义为在1 h内完成95％再结晶的温度，按阿累尼乌斯
QgQn
??RT(Arrhenius)方程，N＝N0exp()，G＝G0exp(RT)可以知道，再结晶温
度将是G和向的函数。
(1) 确定再结晶温度与G0，N0，Qg，Qn的函数关系； (2) 说明N0，G0，Qg，Q0的意义及其影响因素。
8．为细化某纯铝件晶粒，将其冷变形5％后于650℃退火1 h，组织反而粗化；增大冷变形量至80％，再于650℃退火1 h，仍然得到粗大晶粒。试分析其原因，指出上述工艺不合理处，并制定一种合理的晶粒细化工艺。 9．冷拉铜导线在用作架空导线时(要求一定的强度)和电灯花导线(要求韧性好)时，应分别采用什么样的最终热处理工艺才合适?
10． 试比较去应力退火过程与动态回复过程位错运动有何不同。从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶?
11． 某低碳钢零件要求各向同性，但在热加工后形成比较明显的带状组织。请提出几种具体方法来减轻或消除在热加工中形成带状组织的因素。 12． 为何金属材料经热加工后机械性能较铸造状态为佳?
13． 灯泡中的钨丝在非常高的温度下工作，故会发生显著的晶粒长大。当形成横跨灯丝的大晶粒时，灯丝在某些情况下就变得很脆，并会在因加热与冷却时的热膨胀所造成的应力下发生破断。试找出一种能延长钨丝寿命的方法。 14． Fe-Si钢(Wsi为0.03)中，测量得到MnS粒子的直径为0.4?m，每1 mm2
内的粒子数为2×105个。计算MnS对这种钢正常热处理时奥氏体晶粒长大的影响(即计算奥氏体晶粒尺寸)。 15． 判断下列看法是否正确。
(1) 采用适当的再结晶退火，可以细化金属铸件的晶粒。
(2) 动态再结晶仅发生在热变形状态，因此，室温下变形的金属不会发生动
态再结晶。
(3) 多边化使分散分布的位错集中在一起形成位错墙，因位错应力场的叠
加，使点阵畸变增大。
(4) 凡是经过冷变形后再结晶退火的金属，晶粒都可得到细化。 (5) 某铝合金的再结晶温度为320℃，说明此合金在320℃以下只能发生回
复，而在320℃以上一定发生再结晶。
(6) 20#钢的熔点比纯铁的低，故其再结晶温度也比纯铁的低。
(7) 回复、再结晶及晶粒长大三个过程均是形核及核长大过程，其驱动力均
为储存能。
(8) 金属的变形量越大，越容易出现晶界弓出形核机制的再结晶方式。 (9) 晶粒正常长大是大晶粒吞食小晶粒，反常长大是小晶粒吞食大晶粒。 (10) 合金中的第二相粒子一般可阻碍再结晶，但促进晶粒长大。 (11) 再结晶织构是再结晶过程中被保留下来的变形织构。
(12) 当变形量较大、变形较均匀时，再结晶后晶粒易发生正常长大，反之易
发生反常长大。
(13) 再结晶是形核—长大过程，所以也是一个相变过程。 第八章
1．分析固态相变的阻力。 2．分析位错促进形核的主要原因。
3．下式表示含n个原子的晶胚形成时所引起系统自由能的变化。
?G??bn(?Gv?Es)?an2/3??/?)
式中：?Gv —— 形成单位体积晶胚时的自由能变化；
γ
α/β
—— 界面能；
Es —— 应变能；
a、b —— 系数，其数值由晶胚的形状决定。 试求晶胚为球形时，a和b的值。若?Gv，γ晶核的形核功?G*。
α/β
，Es均为常数，试导出球状
4．A1-Cu合金的亚平衡相图如图8-5所示，试指出经过固溶处理的合金在T1，T2温度时效时的脱溶顺序；并解释为什么稳定相一般不会首先形成呢? 5．xCu＝0.046的Al-Cu合金(见图4-9)，在550℃固熔处理后。α相中含xCu＝0.02，然后重新加热到100℃，保温一段时间后，析出的θ相遍布整个合金体积。设θ粒子的平均间距为5 nm，计算： (1) 每立方厘米合金中大约含有多少粒子?
(2) 假设析出θ后，α相中的xCu＝0，则每个θ粒子中含有多少铜原子(θ
相为fcc结构，原子半径为0.143 nm)?
6．连续脱熔和不连续脱熔有何区别?试述不连续脱熔的主要特征?
7．试述Al-Cu合金的脱熔系列及可能出现的脱熔相的基本特征。为什么脱溶过程会出现过渡相?时效的实质是什么?
8．指出调幅分解的特征，它与形核、长大脱溶方式有何不同?
9．试说明脱熔相聚集长大过程中，为什么总是以小球熔解、大球增大方式长大。 10． 若固态相变中新相以球状颗粒从母相中析出，设单位体积自由能的变化为108J/m2，比表面能为1J/m2，应变能忽略不计，试求表面能为体积自由能的1％时的新相颗粒直径。 11． 试述无扩散型相变有何特点。
12． 若金属B熔入面心立方金属A中，试问合金有序化的成分更可能是A3B还是A2B？试用20个A原子和B原子作出原子在面心立方金属(111)面上的排列图形。
13． 含碳质量分数wc＝0.003及wc＝0.012的甲5 mm碳钢试样，都经过860℃加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分。若将两种钢在860℃加热淬火后，将试样进行回火，则回火过程中组织结构会如何变化? 第九章复合材料与界面
1．增强体、基体和界面在复合材料中各起什么作用?
2．涂有碳化硅涂层的硼纤维增强铝合金是一种耐高温的轻质航空、航天复合材料，纤维和基体的主要性能参数如表9-1所示。当纤维体积分数为0.40时，试计算复合材料的密度、纵向和横向模量及纵向强度、热膨胀系数。
表9-1 硼纤维及铝合金的某些性能参数
材料 硼纤维 铝合金
3．比较弥散增强、粒子(颗粒)增强和纤维增强的作用和机理。 4．简述复合材料中的尺寸效应。
5．比较连续纤维和短纤维增强复合材料的临界体积分数，说明临界体积分数的意义。
6．说明L 7．证明单向复合材料受到垂直于纤维的应力时，其横向弹性模量的计算公式为 密度 g/cm3 2.36 2.70 弹性模量 GPa 379 69 抗拉强度 MPa 2759 345 热膨胀系数 10-6/℃ 8.30 23.4 1． ?f?m1??ETEfEm 8．对复合有何要求，是否任意两种材料复合后都能制成复合材料? 9．导出甲。。的关系表达式(包括连续纤维和随机定向排列短纤维复合材料)。 10． 若单向连续纤维排列不均匀，但都是方向性很好的平行排列，是否会对弹性模量有影响，请予说明。 11． 短纤维复合材料强度达到连续复合材料强度的95％时，计算L,c·。 12． 单向连续复合材料受纵向应力纤维断裂时，纤维会断裂成什么样的长度，分析为什么会出现这种断裂。