二、填空1. 在离子晶体结构中,正负离子构成______,正负离子间的距离取决于______,配位数取决于正负离子的______。
2. 高分子链中由于______而产生的分子在空间的不同形态称为构象,高分子能够改变构象的性质称为______。
3. 形成置换固溶体的影响因素有______、______、______和______。
4. 扩散系数与扩散激活能和扩散温度的关系表达式是______。
5. 马氏体相变的两个基本特点是______和______。
6. 常用的强化金属材料的方法有:______、______、______和______。
7. 典型铸锭组织通常有______、______和______。
四、论述题1. 画出:体心立方堆积的原子密排面

和原子密排方向

;六方紧密堆积的原子密排面(0001)和原子密排方向

。
如图所示。

2. 面心立方晶体中全位错b
1是否可以分解为不全位错b
2、b
3?已知

,写明理由。
几何条件:

能量条件:

反应符合几何条件和能量条件,可以进行。
3. Fe-Fe
3C相图如图所示。

1.分析含碳量为0.65%成分的合金平衡冷却过程,说明室温时组织组成和相组成。
2.确定室温组织组成和相组成的相对含量。
1.

组织组成:先共析铁素体(F)+珠光体(P)
相组成:α+Fe
3C
2.组织组成:

w
P=1-16.0%=84.0%
相组成:

w
Fe3C=1-90.6%=9.4%
4. 已知GaAs的密度为5.307g/cm
3,Ga和As的原子量分别为69.72和74.92,其晶体结构为立方ZnS型,求CaAs的晶胞参数。
GaAs晶体结构为立方ZnS型,故晶胞中有4个Ga和4个As。
晶胞重

晶胞体积

晶胞参数

5. Pb-Cd-Sn三元相图如图所示。

1.找出Pb(29%)-Cd(39%)-Sn(32%)的位置M。
2.判断M的熔点。
3.写出M的析晶过程。
4.计算组成为M的物质冷却至143℃液相含量。
1.M点如图中所示。
2.T
m=200℃
3.

S:

4.

6. 欲将一批齿轮进行渗碳,每炉装500件。在900℃渗10小时可以达到规定的深度。假定在900℃渗碳每炉每小时生产成本为1000元,而在1000℃渗碳为1500元。问在哪一温度渗碳成本较低?已知Q=32900cal/mol,R=1.987cal。
900℃=1173K
1000℃=1273K
D1273t1273=D1173t1173
t1273=D1173t1173/D1273=10exp[-32900/(1.987×1173)]/exp[-32900/(1.987×1273)]h
=10×exp(-14.1156)/exp(13.0068)h
=10×exp(-1.5089)h
=10×0.3299h
=3.299h
900℃渗碳,一炉齿轮需1000元/h×10h=10000元;
1000℃渗碳,一炉齿轮需1500元/h×3.299/h=4948.5元,在1000℃渗碳成本较低。
7. 以位错理论说明纯金属冷变形强化的原因。如何完全消除加工硬化?说明所用的热处理方法、发生的变化及大致工艺参数。
强化原因:位错交割产生扭折和割阶,位错反应产生不可动位错,位错增殖使位错密度增加。
消除加工硬化的方法:再结晶退火。
发生的变化:退火过程中位错密度降低,变形的晶粒变为等轴晶粒,残余应力消除,强度硬度降低。
工艺参数:加热温度T=0.4Tm以上100~200℃,加热时间根据具体装炉量和工件大小而定。
8. 什么是粗糙界面和光滑界面?它们对晶体生长方式和形态有何影响?
粗糙界面:是一种固一液界面,固相界面上的原子排列高高低低、粗糙不平,不显示晶体学的任何晶面特征。
光滑界面:是另一种固,液界面,固相界面上的原子排列成平整的原子平面,即晶体学的某一定晶面。
生长方式:对粗糙界面,连续长大;对光滑界面,侧向长大,包括二维形核长大和螺位错长大等。
生长形态:对粗糙界面,在正温度梯度下,平面生长。在负温度梯度下,枝晶生长;对光滑界面,在正温度梯度下,平面生长。当等温面与最低表面能晶面不平行时,界面分割成一系列小台阶,长大过程为原子添加到台阶处。小台阶面即为最低表面能晶面。在负温度梯度下,晶体生长成具有各自特性的多面体或带有小平面的枝晶。
9. 说明片状马氏体与板条马氏体在金相组织、立体形态、亚结构和力学性能方面的区别。
列于下表。
|
金相组织 |
立体形貌 |
亚结构 |
力学性能 |
片状 马氏体 |
最先生成的马氏体针贯穿奥氏 体晶粒,后生成者逐渐变小。片 间互不平行。C%>1.4%者有中 脊 |
双凸透镜状 |
马氏体中部有大量 孪晶,边部有位错。 中脊是精细孪晶 |
硬而脆 |
板条 马氏体 |
原奥氏体晶粒分为若干块,每 块由若干板条束组成,每个板条 束由许多平行板条马氏体组成 |
具有椭圆形截面的 长柱状 |
马氏体内部有高密 度的位错,形成位错 胞 |
强而韧 |
|