二、是非判断并改错题1. 奥氏体和珠光体都是碳在具有体心立方结构α-Fe中的固溶体。
错！奥氏体是碳在具有面心立方结构γ-Fe中的固溶体，而珠光体是由铁素体和渗碳体组合而成的两相组织。
2. 刃型位错和螺型位错的柏氏矢量随着位错线方向矢量的改变而改变。
错！刃型位错的柏氏矢量与位错线方向矢量垂直；螺型位错的柏氏矢量与位错线方向矢量平行。
3. 溶质原子的扩散总是由浓度高的部位向浓度低的部位进行。
错！确切地说法是溶质原子的扩散总是由化学位高的部位向化学位低的部位进行。只有这样，才能圆满地解释反应扩散的驱动力问题。
4. 铁-碳相图中发生共析的水平线上下都是两相区，不符合相区接触法则。
错！铁-碳相图中发生共析的水平线表示的是三相平衡反应，实际上就是三相区。这样，与水平线上下的两相区的相数差仍然为1，仍然符合相区接触法则。
5. 马氏体相变和贝氏体相变都属于无扩散性固态相变。
错！马氏体相变属于无扩散性固态相变，而贝氏体相变既有无扩散性的切变过程，又有扩散性的原子传输过程，两者是不一样的。
三、计算题1. 画出纯铜晶体的一个晶胞，并完成下列工作：
(1)计算(001)、(110)、(111)晶面的原子密度，并作以比较。
(2)计算[001]、[110]、[111]晶向的原子密度，并作以比较。
(3)在图上画出发生滑移的一个晶面以及这个晶面上所发生滑移的晶向。
纯铜晶体具有面心立方结构，铜晶体的一个晶胞如图所示，其原子半径为
。
(1)(001)的原子密度
(110)的原子密度
(111)的原子密度
可见，(001)、(110)、(111)三个晶面中，(111)面的原子密度最高，是滑移面；(001)面次之；(110)面最低。
(2)[001]晶向的原子密度
[110]晶向的原子密度
[111]晶向的原子密度
可见，[001]、[110]、[111]三个晶向的原子密度[110]最高，是滑移方向；[001]次之；[111]最低。由此可见，滑移系由密排面和密排方向构成。
(3)见下图。
2. 若含碳量为0.8%高碳钢的原始晶粒度为0.05mm，试完成下列工作：
(1)计算在760℃和870℃温度下保温1小时晶粒的晶粒度及其长大值。
(2)说明在这两个温度下晶粒长大的特点以及工程上的应用。
(计算时可采用公式
，760℃和870℃下，常数c分别为6×10
-16和2×10
-8，n分别为0.1和0.2，D和D
0为晶粒度，单位为mm，t是时间，单位为min)。
(1)760℃保温1h时：
3.6×10
-14=9.77×10
-14+3.6×10
-14=13.4×10
-14 
mm=0.0516mm
870℃保温1h时：
(2)760℃保温1h时，晶粒只长大为0.0516mm。0.0516mm与0.05mm相比，说明在此情况下，变化不大，晶粒基本上没有长大。而870℃保温1h时，晶粒长大为0.069mm。0.069mm与0.05mm相比，晶粒长大了37%，说明在此情况下，出现了明显长大。所以，在比较高的温度下加热，特别要注意晶粒长大。
四、完成下列各题1. 以晶格常数为单位，计算BCC、FCC及HCP晶体结构中的原子直径分别为多少。
BCC结构的密排方向为[111]，在单位晶胞中，[111]方向上有两个原子，故原子直径为
；FCC结构的密排方向为[110]，在单位晶胞中，[110]方向上也有两个原子，故原子直径为
；HCP结构的密排方向为
，在此方向上，排有一个原子，故原子直径就为a。
2. 试在六方晶系的完整晶胞上画出
晶面的交线，画出
、
晶向交线，并列出
晶面族中所有晶面的米勒指数。
晶面与六方晶系的完整晶胞的交线如图所示，其中画影线的晶面就是
面，它与晶胞的交线为ABCDEF。
图中OB即为
，
如图中OG所示。
晶面族包括有
、
、
、
，
以及
六个面。
五、完成下列各题1. 画出按组织分区的Fe-Fe
3C的平衡相图，并填写相区和组织分区。
2. 具体说明相图中有几个单相区、几个两相区和几个三相平衡反应。
相图中有五个单相区、七个两相区、三个三相平衡反应。
3. 说明相图中各水平线的相变过程，相变产物及反应条件。
包晶转变线HJB (1495℃)：LB+δH→γJ，即B点成分的L相与H点成分的δ相，在1495℃反应生成J点成分的γ相。
共晶转变线ECF(1148℃)：LC→γE+Fe3C，即C点成分的液相在1148℃反应生成了由E点成分的γ相和Fe3C组成的莱氏体。
共析转变线PSK(727℃)：γS→αP+Fe3C，即S点成分的γ相在727℃反应生成了由P点成分的α相和Fe3C组成的珠光体。
4. 绘图说明含15%C铁-碳合金平衡冷却到室温时的相变过程和组织示意图，并计算各个相的相对含量。
含0.15%C铁-碳合金平衡冷却到室温时的相变过程和组织示意图如图所示。
含0.15%C铁-碳合金平衡冷却到室温后，组织中只有两个相，即α相和渗碳体Fe
3C相，其分别为：
α相的相对含量
渗碳体Fe
3C相的相对含量=1-97.8%=2.2%
六、完成下列各题1. 试作出低碳钢退火试样的静拉伸曲线，说明转折点的物理变化，并用位错理论来说明拉伸曲线的变化机制。
低碳钢退火试样的静拉伸曲线示意于下图。曲线上最明显的特点是出现上下屈服点，这可以用位错理论中的柯氏气团来解释。试样静拉伸时，一些小尺寸的间隙原子，如C、H、O、N等会聚集在位错线的下方，形成柯氏气团，对位错线起着钉扎作用，故形变材料要在较高的应力下位错线才能脱钉而开始运动，当位错线脱钉时应力会突然有所下降，于是就出现了上屈服点。一旦位错线挣脱了柯氏气团的钉扎，就会在较低的应力下继续运动，于是就出现了下屈服点。
2. 试用相律说明为什么三元合金可以出现四相平衡，三元平衡相图的水平截面可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量，而垂直截面却不能。
相律公式是f=c-p+1，式中f、c、p分别表示自由度、成分数和相数。对于三元合金来说，当f为最小值0时，相数p为4，说明可以出现四相平衡。但这时自由度f为0，表示各个相成分以及温度都是确定的，故三元平衡相图的水平截面(即四相平衡面)可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量。但是，三元平衡相图的垂直截面是一个伪二元相图，在此垂直截面上，无法确定平衡相的成分点。因此，三元平衡相图的垂直截面上是不能使用杠杆定律进行各个相相对含量计算的。
深色：已答题 浅色：未答题