2013年材料科学基础真题

材料科学基础二O一三年试题

1、对比解释下列概念（50 分）

1.1 晶体、非晶体、准晶

1.2 比强度、屈服强度

1.3 脆性断裂、韧性断裂

1.4 点缺陷、面缺陷、线缺陷

1.5结晶、再结晶

1.6均匀形核、非均匀形核

1.7自然时效、人工时效、过时效

1.8弹性变形、滞弹性

1.9冷加工、热加工

1.10共晶反应、共析反应

2、 简答下列问题（40 分）

2.1分析画出刃型位错线、螺型位错线与柏氏矢量关系图，并说明在外加切应力 作用下位错线滑移方向、晶体滑移方向。

2.2比较分析液态物质凝固的结晶和玻璃化过程的异同，说明在这两种方式凝固后组织结构和性能特点。

2.3分析比较金属晶体、陶瓷晶体、聚合物晶体之间结构、性能上的异同。

2.4画出面心立方晶胞，写出原子半径r与晶格常数a的关系式，回答其滑移系数量以及滑移系的晶面、晶向组成，分析比较与密排六方晶体的塑性变形的能力及其原因。

3、论述题（30 分）

3.1 考虑Fe-0.2% C合金渗碳工艺改进的影响：原工艺采用900度加热渗碳20小时获得的渗层1.2mm,现在采用1050度加热渗碳，获得同样的渗层所需加热时间。（γ-Fe的扩散系数D0为2.3x10-5cm2/s,扩散激活能Qd=1481KJ/mol）

3.2 在同一坐标系中画出金属盒半结晶态高分子材料拉伸变形至断裂的工程应力 -工程应变曲线，两曲线个可以划分哪几个阶段？对比分析材料硬化和软化机理； 说明每个阶段材料内部发生哪些变化？

4、画出完整Fe-Fe3C相图（30 分）

（1）标出各关键点温度和成分。

（2）写出各个相区相组成物和组织组成物。

（3）写出含碳1.0%合金从液相到室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和主要阶段组织示意图，并计算二次渗碳体的含量。