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《材料科学醐》作业
(一)
1.写出立方晶系的{112}晶面族所包含的所有晶面
2.在立方晶系的四面体中,画图并表示出四面体所包含的{111}晶面族的四组晶面
3.
(110)和
(112)晶面是否属于同一晶带?为什么?画图表示出晶带轴和晶带面
4.分别在三个晶胞中画图表示[ill]与
(110)、[lil]与(iOl)、
(211)与|211]晶向和晶面
5.标出下列各晶面和晶向指数
6.试绘图说明hep结构不是一种空间点阵的原因
7.求fee结构中面间距d(m)、d⑴°)、山侦)的大小,并指出面间距最大的晶面第二章一.填空题
1._____________________________________位错线与柏氏矢量垂直,该位错为___;位错线与柏氏矢量平行时为_______________________________位错O
2.无限固溶体永远___________________;间隙固溶体永远_______________
3.位错线在品体内部可以_________,可以形万________,但不可以中止于_________o
4.NaCL CaF2晶体各属于_____________________空间点阵
5.影响置换固溶体溶解度的因素主要有_______________________________________o
6.在面心立方结构的单胞中,碳原了可以存在位置的坐标是__________________,单位晶胞内最多能有____个碳原子可以溶入单胞内
7.间隙相和间隙化合物都是由原了半径较小的非金属元素和过渡族元素组成,它们的主要区别/_o
8.刃型位错在切应力的作用下町以进行_________运动;在垂直于半原子面的正应力的作用下可以进行—,即半原子面的_______和____运动;正攀移机制是_____________,负攀移机制为________o
9.在切应力的作用下,当位错在晶体中滑移运动时,刃位错运动方向与b方向_____,与■方向____,与位错_________;螺型位错线的运动方向与b________,与[方向______,与位错线方向_____
010.可滑移面是________,刃型位错的可滑移面有____________个,这是因为_______;螺型位错的可滑移面有________个,因为___________________________________O二.写出b=[(x)i],位错线运动方向为[110]位错的可滑移面,并指出是何种类型的位错?一.判断是非题,对的在括号中划“V”,错的划“X”
1.布拉非点阵与晶体结构是同一概念,因此不管离子晶体,分子晶体,还是原子晶体,晶体结构类型共有14种()
2.如果某晶面(hkl)平行于某晶向[uvw],晶向与晶面之间存在hu+kv+lw=l的关系()
3.fee结构中,四面体间隙数是单胞原了数的1倍()
4.温度相同时,碳原子在o-Fe中的溶解度小于在/.Fe中的溶解度,这是因为a-Fe的致密度小于〉・Fe的致密度()5・fee结构的晶体中(ill)晶面上含有[110]、[101]、[011]三个最密排方向()二.填空题
1.111晶向族包括----------------------------------组晶向
2.(110}晶面族包括---------------------------------组晶面
3.晶面
(123)和(10i)为共带面,其晶带轴的晶向指数为---------------o
4.fee结构晶体的滑移面(密排晶面)是——,滑移方向(密排晶向)是——;bee结构晶体的滑移面是-----,滑移方向为-----;hep结构的滑移面是------,滑移方向为------O
5.某晶体的致密度为74%,该晶体的晶体结构为------------------o第三章1填空1-----------------------------------------------------扩散系数D的物理意义是---------------------o2菲克第一定律的数学表达式为-----------------o3菲克第二定律的数学表达式为----------o4扩散系数与温度之间关系的表达式是一一o5上坡扩散是指_______________o下坡扩散是指____________________o反应扩散是__________________原子扩散是_____________________6扩散通量为________________________2试说明公式D=『P「的物理意义;并比较间隙扩散和空位扩散两者D表达式的区别3含碳量为
0.8%的碳钢,在900C的脱碳气氛中保温,此时与气氛相平衡的表面碳浓度为
0.2%,已知在保温3小时后,脱碳层厚度为
0.3mm,若保温时间改为7小时,试问脱碳层厚度应是多少?4有一块含碳量.1%的碳钢,在930°C渗碳,渗到
0.05cm处时,碳浓度为.45%,且t〉的全部时间内,渗碳气氛始终保持表面成分含碳量为1%,今设D=
1.4X107cm2/s
①试计算渗碳所需的时间
②计算渗碳层增加一倍所需的时间5现对纯铁在54笆进行普通渗氮,炉内氮势足以形成,相Fe/N,试根据Fe—N相图,画出渗层的氮浓度分布曲线并说明钢的渗N与钢的渗C在扩散类型上有何不同第
四、五章一.是非题对的答(+),错的答(X)并改正错误1)在任何温度下,液态金属中出现的相起伏都是晶胚()2)在过冷的液态金属中,凡是出现大于或等于临界晶核的晶胚都是晶核()3)不论晶胚大小,凡是体积自由能的减少不能补偿表面自由能的增高,就是有足够高的形核功提供,也不能形核()4)所谓临界晶核,就是形成晶胚时体积自由能的减少正好补偿三分之二表面自由能增加时的晶胚大小()5)纯金属均匀形核时,形核率随过冷度的增加而增加()6)实际金属凝固时,过冷度很小,这主要是由于非均匀形核的原因()7)临界晶核半径主要取决于过冷度,过冷度越大,临界晶核半径越小()8)非均匀形核功大小主要取决于过冷度,过冷度越大,临界形核功越小()9)纯金属凝固时,要得到枝晶组织,界面前沿液体中的温度梯度必须是正的温度梯度.()10)在实际生产中,纯金属凝固后形成具有三个晶区的铸锭组织()11)实际金属凝固时过冷度越大,形核率越大()T3三.综述金属结晶的热力学条件、能量条件、结构条件和动力学条件四.根据凝固理论,试述工业中细化晶粒的基本措施及其机理五.简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程
1.铜和镣固态完全互溶,它们的熔点分别是TCu=1083°C,LF1452°C,问Ni—10%Cu及Ni—5O9(Cu两种合金在浇铸和凝固条件相同的条件下,哪种合金形成柱状晶的倾向大?哪种合金的枝晶偏析严重?为什么?
2.画图并说明共晶成分的AL-Si合金在快冷条件下得到亚共晶组织a+(o+Si)的原因
3.画出Pb-Sb相图,求1)分析过共晶合金的平衡结品过程(写出反应式)、画出冷却曲线及组织示意图、写出结晶后的室温组织2)求室温组织中组织组成物的相对重量、共晶组织中的共晶及共晶月的相对重量(二次相忽略不计)3)求室温组织中组成相的相对重量《铁碳合金状态图》一章课堂讨论思考题12背画Fe-FsC相组成物相图和组织组成物相图,在相图中标出
1、A
3、Am线并说明该线的意义3说明相图中三条水平线的意义写出纯铁的同素异晶转变线(常压),并指出该线在相图中是如何表示的4说明铁碳合金在固态下的基本相F、A、$、FesC的1)合金类型及晶体结构2)比较F与A的含碳量大小,并说明理由53)比较D,与DY的大小,试从晶体结构因素分析其原因试分析亚共晶及过共晶合金白口铁完全无混合凝固时,初晶A呈树枝状、初晶Fe3G呈规则的白色条状6的原因7钢可以锻造而白口铁不可以锻造,为什么?(钢的始锻温度在固相线以卜般质〜300°C)钢和白口铁平衡结品室温组织的本质区别是什么?8试比较45钢和20钢;T10钢和T12钢力学性能好坏,并说明原因9分析45钢、T8钢、T12钢、
3.()%C、
4.3%C、
5.0%C铁碳合金平衡结晶过程及组织,画出冷却曲线及室温组织示意图10求铁碳合金中Fe’Cn和Fe3C1IlfiJ最大百分含量,并指出各属于何种类型的铁碳合金11求共晶闩曰铁Ld组织中P、FC3G、Fe3Cg,和Fe3Cj斯的百分含量12求45钢、T10钢、
3.0%C、
5.0%C的铁碳合金平衡结晶室温组织中各相及组织组成物相对重量13有一含碳星
2.0%的铁碳合金试样,室温组织中观察到少量莱氏体,试分析其原因14有•一含碳量
2.2%的铁碳合金室温组织为珠光体和厚网状渗碳体,没有发现莱氏体,试分析其原因15有一过共析钢,其平衡组织中Fe.©的重量百分数为7%,试判断其钢的含碳量16试分析铁一碳合金,随含碳量的增加对其组织及性能的影响。