发布时间 : 星期一 文章西安交通大学硕士材料科学基础真题2007年更新完毕开始阅读5153cdde76a20029bd642ddb
一、根据图25-1所示回答下列问题。
1．如图25-1a所示边长为a的立方晶胞中，ABCD晶面及AC晶向是晶体的一个滑移系。 (1) 写出ABCD晶面及AC晶向的密勒指数。 (2) 该晶体为何种立方结构? (3) 写出ABCD晶面的面问距。 (4) 当分别在晶体的、、[123]方向拉伸时，其中哪一个方向的拉应力能使ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动?
(5) 当ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动后，下一个开动的滑移系是什么?
(6) 当ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动后，若晶体发生交滑移，写出可能的交滑移系。 2．写出图25-1b所示六方晶胞中MNPQM晶面、QM晶向、MN晶向、NP晶向的密勒-布拉菲指数。
二、立方形晶体中的位错环ABCDA如图25-2所示。AB段和CD段平行于Z轴，AD段和BC段平行于X轴，位错环的柏氏矢量b平行于Y轴，AD=d。刃位错的应力场σe和螺位错的应力场σs公式如下：
1．指出各段位错线是什么性质的位错(如为螺位错，指出其是左旋或右旋；如为刃位错，指出其半原子面)。
2．AB段对CD段单位长度的作用力是多大，在什么方向?
3．在外应力τxy作用下，单位长度各段位错所受的力各是多大，在什么方向? 三、回答下列问题。
1．写出平衡态T12钢在室温时的相组成物，并计算各相组成物的质量百分数。
2．写出平衡态T12钢在室温时的组织组成物，并计算各组织组成物的质量百分数。
3．假设将T12钢工件在780℃进行长时间加热时发生严重脱碳，工件表面碳质量分数wC=0。试画出780℃时工件表面至心部的碳质量分数分布曲线示意图，并在图中标出不同区间的组成相。
4．图25-3所示为四种不同碳含量的碳钢的室温平衡组织，试估计它们各自的碳质量百分数wC。
四、A-B二元合金相图如图25-4所示。在固相不扩散、液相完全混合条件下，水平放置的质量分数wC=20%的A-B二元合金熔液从左至右定向凝固成长为L的横截面均匀的合金棒。
1．计算棒中单相α固溶体段占棒长的分数
。
提示：正常凝固方程为
2．画出合金棒中组织沿棒长分布及合金棒中B组元浓度沿棒长分布曲线示意图。3．计算合金棒中单相α固溶体段的平均B含量。 4．该棒单相α固溶体段是否会生长成树枝晶?为什么? 六、从材料组织结构对性能影响的角度，定性分析比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在力学性能方面的差异。 标准答案 一、 1． (1) ABCD晶面：(101)。 AC晶向：
。 (2) 体心立方
结构。 (3) 。 (4) 解法一：在方向拉伸时，有6个滑移系首先同时开动；在
方向拉伸时，有2个滑移系首先同时开动；在[123]方向拉伸时，只有1个滑移系首先开
动。故在[123]方向的拉伸使ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动。 解法二：根据作用在滑移系上的分切应力系上无分切应力，因而不能开动。在(101)(101)
不能开动；在
，当
方向拉伸时，
方向拉伸时，
或λ=0时，τ=0，该滑移·[101]=0，故滑移系
，故滑移系≠0，故滑移系
不能开动；在[123]方向拉伸时，[123]·[101]≠0，[123]
(101)首先开动。
(5) 单晶体拉伸时，在只有一个滑移系首先开动的情况下，力轴会向滑移方向转动，从而引起双滑移。在本题中，当力轴转动到[034]方向时，开始发生双滑移，因此，开动的下一个滑移系是。
(6) 始滑移系可能的交滑移系是所有12个滑移系中与始滑移系有相同滑移方向但不同滑移面的那些滑移系，由此可以得出如下结果：
和
2．MNPQM晶面：。 QM晶向：。 MN晶向：。 NP晶向：
。
二、 1．AB、BC、CD、DA段均为刃位错，位错环外的平面为半原子面。
2．方向。
3．AB段：τb，-y方向。 BC段：不受力。 CD段：τb，y方向。 DA段：不受力。 二、
1．相组成物：α+Fe3C。
2．组织组成物：P+Fe3CⅡ。
3．如图25-6所示。
4．a)：wC≈0.2% b)：wC≈0.4% C)：wC≈0.77% d)：wC≈1.2% 四、
1．
CS=30% CO=20%
故
2．如图25-7所示。