2021材料科学基础期终考试试卷(B)

2021材料科学基础期终考试试卷(B)材料科学基础期终考试试卷(B)第一部分，闭卷姓名_________学号______一、选择题(单项选择)（24分）1、纯金属均匀形核时，a)当过冷度?T很小时，原子可动性低，相变驱动力低，因此，形核率低；b)当过冷度?T很小时，原子可动性高，相变驱动力高，因此，形核率低；c)当过冷度?T很小时，原子可动性低，相变驱动力高，因此，形核率低；d)当过冷度?T很小时，原子可动性高，相变驱动力低，因此，形核率低。2、单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析，a)若冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b)若过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c)若两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d)若固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小。3、对金属-金属型共晶，决定共晶组织形貌的一个重要因素是单位面积界面能的大小，若(a)单位面积的界面能越小，形成片状共晶的倾向越大；(b)单位面积的界面能越大，形成片状共晶的倾向越大；(c)单位面积的界面能越小，形成棒状共晶的倾向越大；(d)单位面积的界面能越小，形成针状共晶的倾向越大。4、在下列那一种情况下平衡分配系数k0和有效分配系数ke相等：a、正常凝固；b、快速凝固；c、平衡凝固；d、边界层与液相区部分混合条件下的凝固。5、在三元系中，四相平衡共晶相图和四相平衡包晶相图的四相平衡区都是三角形，两者区别是：a、共晶相图四相区中液相成分点在三角形内，而包晶相图四相区液相成分点在三角形顶角上；b、包晶相图四相区中液相成分点在三角形内，而共晶相图四相区液相成分点在三角形顶角上；c、共晶相图四相区是等边三角形；包晶相图的四相区不是等边三角形；d、包晶相图四相区是等边三角形；共晶相图的四相区不是等边三角形。6、当?P＝0时，根据相律，a、单元系中两相平衡反应可以在某个温度区间内进行；b、二元系中的三相平衡反应可以在某个温度区间内进行；c、三元系中的三相平衡反应可以在某个温度区间内进行；d、三元系中的四相平衡反应可以在某个温度区间内进行。7、从液相形成非晶的条件与玻璃化温度Tg与平衡凝固温度Tf有关，a、Tg/Tf的值越大，越易形成非晶；b、Tg/Tf的值越小，越易形成非晶；c、TgTf,则易形成非晶；d、Tg＝Tf,则易形成非晶。8、纳米晶体与与一般的多晶体的区别在于，a、纳米晶的纯度比一般多晶体高；b、纳米晶体中晶界所占的体积分数比一般多晶体高；c、纳米晶体的密度比一般多晶体高；d、纳米晶体中含有准晶，而一般多晶体中没有准晶。9、下列组织中的哪一个可能不是亚稳态？a、铁炭合金中的马氏体；b、铁炭合金中的珠光体＋铁素体；c、铝铜合金中的α+GPZ；d、铁炭合金中的奥氏体＋贝氏体。10、形变马氏体点（温度）Md与马氏体开始转变温度Ms之间的关系是：a、Mdb、MdMs;c、Md＝Ms;；d、Md可以大于Ms，也可以小于Ms。11、非均匀形核时形核功的大小和接触角θ的大小有关，而接触角又与形核基底与晶核的界面能σnW，液相的表面能σnL以及液相与形核基底的界面能σLW有关，若a、σnW越小，则θ就越小，形核功也越小，形核越容易；b、σnL越大，则θ就越小，形核功也越小，形核越容易c、σnW越大，则θ就越小，形核功也越小，形核越容易；d、σLW越小，则θ就越小，形核功也越小，形核越容易。12、对于片状共晶，片间距λ是一个重要参数，若凝固时a、过冷度越大，凝固速率越高，则λ越大，共晶材料的强度越高；b、过冷度越大，凝固速率越高，则λ越小，共晶材料的强度越高；c、过冷度越小，凝固速率越低，则λ越大，共晶材料的强度越高；d、过冷度越大，凝固速率越高，则λ越小，共晶材料的强度越低。材料科学基础期终考试试卷(B)第二部分，开卷姓名_________学号______二、根据单相固溶体凝固的一维模型回答下列问题（可以用图解说明）：（16分）1、为什么在凝固过程中会出现边界层？2、分别叙述平衡分配系数和有效分配系数的物理意义；3、什么情况下出现正常凝固？什么情况下凝固后的铸锭内成分最均匀？什么情况下最不均匀？4、用图解说明出现成分过冷的临界条件，并解释如果是正常凝固会不会出现成分过冷。二、回答以下问题：1、叙述纯元素均匀形核时，临界晶核和临界半径、形核功和形核率的物理意义；2、对于均匀形核，形核功为：此式表示形核功为晶核表面能的三分之一，即表面能的三分之一靠系统能量起伏提供，请回答：表面能的另外三分之二的由何处提供；（8分）四、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1、写出在1495℃、1154℃、1148℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式；2、按亚稳态相图，分别画出含碳量为0.4％、0.77％、1.2％的碳钢在室温下组织的示意图；3、用热分析曲线表示含碳量为0.2的低碳钢平衡冷却过程；并画出该合金在730?C和720?C时的组织示意图；4、计算含碳量为1.0％的Fe－C合金中二次渗碳体的百分数。（12分）五、在如图所示的Ag-Cd二元相图中当温度为736℃、640℃、440℃和230℃时分别会发生什么样的三相平衡反应？写出反应式。（6分）σ**=?AG31七、图中所示的含Pb为15％的Sn－Sb－Pb三元相图的垂直截面中，温度为200℃的水平线上发生什么样的平衡反应？写出反应式。在水平线的上方和下方各有几个三相区？写出每个三相区的组成相。（6分）01020304050607080Sb%150°200°250°300°350°400°450°500°550°600°15%PbL(Sb+L)SbSn+L(Sb)+(Pb)SbSn+(Pb)(β-Sn)+(Pb)(β-Sn)+L七、根据下图所示的三元相图的投影图，回答以下问题：（12分）1、该相图中的四相平衡区在什么范围内？（用字母表示）2、组成该三元系的三个二元系中是否都有三相平衡反应？若有，则写出每个二元系中三相平衡反应的反应式；3、写出图中成分为Q的合金在平衡冷却过程中发生四相平衡反应的反应式；并说明在四相平衡反应后合金所在的相区及发生的平衡转变的反应式；4、图中成分为R的合金在平衡冷却过程中是否会发生四相和三相平衡反应？若有则写出相应的反应式；八、根据下图所示的Fe-C-W液相面投影图写出在P和Q点发生的四相平衡反应的反应式。（4分）题八图题九图九、在所示Fe-C-Cr三元系的8500C水平截面图中、含碳量为3%，含Cr量为15%和20%的Fe-Cr-C合金由几相组成，分别写出这两个合金的组成相。（5分）十、指出下列各二元相图中的错误，说明为什么是错的，并在图上予以纠正（7分）