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材料科学基础作业第2章固体结构1画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向
(1),
(31)晶面和
[1]
[12]晶向2写出立方晶系中属于{110}的所有晶面和属于110的所有晶向3求
(121)和
(100)决定的晶带轴与
(001)和
(111)所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数4分别计算面心立方晶格与体心立方晶格的{100},{110},{111}晶面族的晶面间距,并指出晶面间距最大的晶面(设两种晶格的点阵常数均为a)5分别计算面心立方晶格与体心立方晶格的{100},{110},{111}晶面上原子的面密度及100,110,111晶向上原子的线密度,并指出其中最密面和最密方向(设两种晶格点阵常数均为a)6Cu的晶体结构为面心立方结构,其原子半径为r=
0.1278__,摩尔质量为
63.54g/mol试求Cu的晶格常数和原子体密度(已知NA=
6.02×1023原子/mol)7Cr的晶格常数a=
0.2884__,密度ρ=
7.19g/cm3,试确定此时Cr的晶体结构第3章1试从晶体结构的角度,说明间隙固溶体、间隙相及间隙化合物之间的区别2某单晶体受到一均匀切应力τ的作用,其滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环,如图所示(假设位错环线的方向为ABCD)1)分析该位错环中各段位错的类型;2)指出刃型位错半原子面的位置;3)求各段位错线所受力的大小和方向;4)在切应力的作用下,该位错环将如何运动?其运动结果如何?3在如图所示的面心立方晶体的
(111)滑移面上有两条弯折的位错线05和0’5’,其中0’5’位错的台阶垂直于
(111)面,它们的柏氏矢量如图中箭头所示1)判断位错线上各段位错的类型2)有一切应力施加于滑移面,且与柏氏矢量平行时,两条位错线的滑移特征有何差异?4判断下列位错反应能否进行
(1)
(2)5若面心立方晶体中有的单位位错及的不全位错,此两位错相遇产生位错反应1)此反应能否进行?___?2)写出合成位错的柏氏矢量,并说明合成位错的类型6已知单位位错能与肖克莱不全位错相结合,形成弗兰克不全位错,试说明
(1)新生成的弗兰克不全位错的柏氏矢量;
(2)判断此反应能否进行;
(3)这个位错___是固定位错第4章固体中原子及分子的运动(扩散)1要想在800℃下使通过α-Fe箔的氢气通气量为2×10-8mol/m2·s铁箔两侧氢浓度分别为3×10-6mol/m3和8×10-8mol/m3,若D=
2.2×10-6m2/s试确定
(1) 所需浓度梯度;
(2) 所需铁箔厚度2若将钢在870℃下渗碳,欲获得与927℃下渗碳10h相同的渗层厚度需多少时间(忽略927℃和870℃下碳的溶解度差异)?若两个温度下都渗10h,渗层厚度相差多少?第5章材料的形变和再结晶1已知bcc的滑移方向为111,在一定条件下滑移面是{112},这时bcc晶体的滑移系数目是多少?(写出具体的滑移系)2有一bcc晶体的(1T0)
[111]滑移系的临界分切应力为60MPa,试问在
[001]和
[010]方向必须施加多少的应力才会产生滑移?3什么是单滑移、多滑移、交滑移?三者滑移线的形貌各有何特征?4给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式,说明___晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向5试比较晶体滑移和孪生变形的异同点6用金相分析如何区分“滑移带”、“机械孪晶”、“退火孪晶”7试用多晶体塑性变形理论解释,室温下金属的晶粒越细强度越高,塑性也越好的现象8试用位错理论解释低碳钢的屈服现象举例说明吕德斯带对工业生产的影响及防止方法9通常强化金属材料的方法有哪些?试述它们强化金属的微观机理,并指出其共同点10试比较单晶铝(或铜)和多晶铝(或铜)的__硬化特性第6章纯晶体凝固
1.设想液体在结晶时形成的临界晶核是边长为a的立方体形状已知液/固界面能σ和固相、液相之间单位体积自由能差△GV,推导出均匀形核时临界晶核边长a*和临界形核功△G*的表达式2证明任意形状晶核的临界晶核形核功△G*与临界晶核体积V*的关系为△GV——液固相单位体积自由能差3试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件4根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径第7章二元合金相图及其凝固1已知A(熔点600℃)与B(熔点500℃)在液态无限互溶,固态时A在B中的最大固溶度(质量分数)为ωA=
0.30,室温时为ωA=
0.10;但B在固态和室温时均不溶于A在300℃时发生共晶反应LωB=
0.40→A+β(ωB=
0.70)试绘出A-B合金相图,并分析ωA=
0.20,ωA=
0.45,ωA=
0.80的合金在室温下组织组成物和相组成物的相对量2求出珠光体中铁素体和渗碳体的质量分数,已知铁素体的硬度为80HB,渗碳体的硬度为800HB,估算珠光体的硬度3绘出含碳
0.4%和
1.2%的钢的冷却曲线和组织示意图,并计算其在室温下的相组成物和组织组成物的相对含量第8章作业1在图示成分三角形中
(1)写出P、R、S的成分;
(2)设有2kgP,4kgR,2kgS,求它们混熔后的液体成分点X;
(3)定出含ωC=80%,A、B组元浓度比与S相同的合金成分点Y;
(4)若有2kgP,问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金2已知A、B、C三组元固态完全不互溶,成分为80%A、10%B、10%C的O合金在冷却过程中将进行二元共晶反应和三元共晶反应,在二元共晶反应开始时,该合金液相成分a点为60%A、20%B、20%C,而三元共晶反应开始时的液相成分E点为50%A、10%B、40%C1试计算A初%、A+B%和A+B+C%的相对量2写出图中I和P合金的室温平衡组织。