9. 动态再结晶是金属材料在较高温度进行形变加工同时发生的再结晶、其形变硬化与再结晶软化交替进行。 （ √ ）

10. 金属-非金属型共晶具有粗糙-光滑型界面，所以它们多为树枝状、针状或螺旋状形态。 （ √ ）

11. 孪生变形的速度很快是因为金属以孪生方式变形时需要的临界分切应力小。

（ × ）

12. 相图的相区接触法则是相邻相区相数差1。 （ √ ） 三、简答题（28分）

1. 试述孪生和滑移的异同，比较它们在塑性过程中的作用。（10分）

答：相同点：

a.宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形； （1分）

b. 微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程； （1分）

c. 不改变晶体结构。 （1分）

不同点：

a. 晶体中的取向

滑移：晶体中已滑移部分与未滑移部分的位向相同。

孪生：已孪生部分和为孪生部分的位向不同，且两者之间具有特定的位向关

系。（1分）

b. 位移的量

滑移：沿滑移方向上原子间距的整倍数，且在一个滑移面上的总位移较大。

孪生：原子的位移小于孪生方向的原子间距，一般为孪生方向原子间距的1/n。

（1分）

c. 变形方式

滑移：不均匀切变 孪生：均匀切变 （1分）

d. 对塑性变形的贡献

滑移：对塑性变形的贡献很大，即总变形量大。

孪生：对晶体塑性变形有限，即总变形量小。 （1分）

e. 变形应力

滑移：有确定的临界分应力。

孪生：所需临界分切应力一般高于滑移所需的临界分切应力。 （1分）

f. 变形条件

滑移：一般情况先发生滑移变形

孪生：当滑移变形难以进行时，或晶体对称性很低、变形温度较低、加载速率较高时。 （1分）

g. 变形机制

滑移：全位错运动的结果。 孪生：不全位错运动的结果。 （1分）

2. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？ （8分）

答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。（2分）

间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。 （2分）

影响扩散的主要因素有：温度（温度约高，扩散速度约快）；晶体结构与类型（包括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）。（4分）

3. 简述材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。(10分)

1.答案：加工硬化：是随变形使位错增殖而导致的硬化； (2分)

细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。 (2分)

弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。 (2分)

复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。 (2分)

固溶强化：由于溶质原子对位错运动产生阻碍。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 (2分)

四、作图与计算题（40分，每题10分）

1、氧化镁（MgO）具有NaCl型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： （1）若其离子半径（2）如果

2?rMg2?=0.066nm，

rO2?

＝0.140nm，则其原子堆积密度为多少？

rMg2?r/O＝0.41，则原子堆积密度是否改变？

[110]。 2、某面心立方晶体的可动滑移系为(111)、（1）请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量； （2）若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向； （3）请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向；

（4） 假设在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试计算单位刃位错线

受力的大小和方向（取点阵常数为a＝0.2nm）。

3. 画出Fe-Fe3C相图，并根据Fe-Fe3C相图，(1)分别求ω（C)=2.11%，ω（C)=4.30%的二次渗碳体的析出量。(2)画出ω（C)=4.30%的冷却曲线。

4. 图(a)为固态互不溶解的三元共晶相图的浓度三角形，其中三元共晶点E的成分为ω(A)=20%，ω(B)=30%，ω(C)=50%。图(b)为某一温度(高于TE)的水平截面图。问：

(1)A，B和C三组元的熔点谁最低？

(2)若有一液态成分为ω(A)=60%，ω(B)=15%，ω(C)=25%的合金(其B/C成分比三元共晶合金相同)平衡凝固到室温，试分析室温平衡组织并画出平衡冷却曲线。

(3)计算该合金中共晶组织在铸锭中的质量分数。

《材料科学基础》 试卷Ⅴ答案

四、作图与计算题（40分，每题10分）

1、氧化镁（MgO）具有NaCl型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： （1）若其离子半径（2）如果

2?rMg2?=0.066nm，

rO2?＝0.140nm，则其原子堆积密度为多少？

rMg2?r/O＝0.41，则原子堆积密度是否改变？

a?2(rMg2??rO2?)?0.412nm （3

答：（1） 点阵常数分）