简述题：（4./小题，共40.） （1.滑移临界分切应力（2.金属键（3.中间相（4）布喇菲点阵（5.再结晶温度（6.滑移系（7.位错（8.二次再结晶（9.偏析（10）马氏体相变2.单相金属或合金各晶粒间的界面一般称之为晶界，通常晶界又分为小角度晶界和大角度晶界两大类，试问：划分为两类晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型。（10分）3.分别画出立方晶系晶胞内的（110）、（112）晶面和[110]、[111]晶向。（10分）4.讨论晶体结构和空间点阵之间的关系（10分）5.什么是固溶体？讨论影响固溶体溶解度的主要因素。（10分）6.分析和讨论冷加工金属或合金变形后回复再结晶过程中组织和性能的变化特征。（10分）7.画出Fe-Fe3C相图，分析含碳量为1.1wt%（重量百分比）的铁碳合金从液相平衡凝固到室温时的转变过程，画出组织转变示意图，并计算出室温撕各组织的相对含量。（20分）8.分析和讨论影响金属或合金中原子扩散的主要因素。（10分）9.以Al-4.5%Cu合金为例，分析过饱和固溶体的脱溶分解过程（脱溶贯序），并讨论脱溶温度对脱溶贯序的影响。（10分）10.金属的固态相变与金属的结晶过程基本一样，大多也包括形核和生长两个基本阶段，但在固态相变过程中新、旧两相的比容不同，使系统[1]额外增加了应变能以及由相界面上的原子不匹配而引起的弹性应变能，因此固态相变在许多方面与结晶过程有着显著的差别。试分析固态相变的一般特点。（10分）11.写出所附Au－Ｈｆ体系相图（图１）中的三相反应，并划出虚线框内部分的相平衡关系局部扩大示意图。（10分）12.分析固态相变和回复再结晶过程的驱动力。13.叙述钢锭中常见的宏观组织缺陷，消除或改善方法。14.叙述常见的金属晶体的内外界面。答案：一，1，滑移临界分切应力：滑移系开动所需的最小分切应力；它是一个定值，与材料本身的性质有关，与外力取向无关。2，金属键：自由电子与原子核之间静电作用产生的键合力。3，中间相：合金中组元之间形成的、与纯组元结构不现的相。在相图的中间区域。4，布喇菲点阵：除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵。或：除考虑旋转对称性外，还考虑平移对称性，经有心化后构成的全部阵点。5，再结晶温度：形变金属在一定时间内刚好完成再结晶的最低温度。6，滑移系：晶体中一个可滑移面及该面上一个滑移晶向合称一个滑移系。7，位错：是晶体内的一种线缺陷，其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排，这种缺陷用一线方向和一个柏氏矢量共同描述。8，二次再结晶：不规则结晶结束后，正常长大过程被抑制而发生的少数晶粒反常长大的现象。9，偏析：合金中化学成分的不均匀性。10，马氏体相变：其过程遵循无扩散、切变方式的相转变。二，依据是按界面两侧晶粒间的取向差，<15的称小角度晶界，>15的称大角度晶界。小角度晶界的结构模型是位错模型，比如对称倾转晶界用一组平等的刃位错来描述。三，见图四，两者之间的关系可用“空间点阵+基元=晶体结构”来描述。空间点阵只有14种，基元可以是无穷多种，因面构成的具体的晶体结构也是无穷多种。五，溶质原子以原子态溶入溶剂点阵中而组成的单一均匀固体；溶剂的点阵类型被保留。影响固溶度的因素有：1，原子尺寸因素。当溶剂、溶质原子直径尺寸相对差小于15%时，有利于大的代位固溶体溶解度；当两组元的直径相对差大于41%时，有利于高的间隙固溶体的溶解度。2，负电性因素。溶剂、溶质的负电性差越小溶解度越大，一般小于0.4~0.5会有圈套溶解度。3，电子浓度因素。有两方面的含义：一是原子价效应，即同一溶剂金属中，溶质原子价越高，溶解度越小；二是相对价效应，即高价溶质溶入低价溶剂时的溶解度高于相反的情况。六，随退火温度的升高或时间延长，出现亚晶合并长大，再结晶形核及长大，无位错的等轴再结晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒，然后是晶粒正常长大。储存能逐渐释放，特别是再结晶阶段释放的最显著；硬度及强度下降，伸长率上升；电阻降低，密度提高。再结晶时各种性能变化都比回复时强烈得多。七，铁碳相图略。1.1%的钢由液相冷却时先进入L+γ奥氏本两相区，形成枝晶或等轴状γ奥氏相，然后进入奥氏体单相区；继续冷却到~760℃剩余的奥氏体转变为珠光体，最后的组织是珠光体+网状二次渗碳体，如图所示珠光体的相对含量：(6.67-1.1)/(6.67-0.77)=94.4%网状渗碳体相对含量：(1.1-0.77)/(6.67-0.77)=5.6%影响扩散的因素有：1，温度；2，界面、表面及位错：3，第三组元：4，晶体结构：5，熔点：同一合金系中，同一温度下熔点高的合金扩散慢，熔点低的扩散快。九，Al-4.5%Cu合金固溶处理后，在最佳时效温度~150时效，会出现脱溶贯序：过饱和固溶体→GP区→θ’’→ θ’→ θ其中GP区是铜原子富集区：θ’’、θ’是四方结构亚稳相，圆盘状，沿基体的(100)面析出，具有共格/半共格界面，与基体存在特定的取向关系；θ是四方结构稳定相[2]，不规则形状。提高时效温度，脱溶加快，但过饱和度减少，相变驱动力减少，可能导致辞直接析出平衡相，时效强化能力减弱；时效温度过低则情况相反，达到最佳性能的时间过长。十，1，相变阻力中多了应变能一项。2，形核方面：非均匀形核为主：具有特定的取向关系；相界面常为共格或半共格的。3，生长方面：具有惯习现象，有特定的组织形态，如片状、针状。4，有亚稳相。十一，L+Au5Hf→FCC(Au)L+Au4Hf→Au5HfL+Au3Hf→Au4HfL+Au2Hf→Au3HfL→Au2Hf+β-AuHfAu2Hf+β-AuHf→Au10Hf7β-AuHf→Au10Hf7+α-AuHfL→β-AuHf+AuHf2β-AuHf+AuHf2→α-AuHfL→AuHf2+BCC(Hf)BCC(Hf) →AuHf2+HCP(Hf)十二，固态相变的驱动力是新、旧两相间的自由能差，回复再结晶的驱动力是形变储存能。十三，宏观缺陷有：宏观偏析（如正常偏析、反常偏析、毕生偏析）和带状组织以及缩孔、疏松、气泡等。严格来讲，也包括三晶区的组织不均匀性。宏观缺陷（化学不均匀性、物理不均匀性和组织不均匀性）往往是相互联系的，一般希望尽可能多而细的中心等轴晶，可采用加孕育剂、加大冷速、这样，与柱状晶/枝状晶区相伴随的宏观偏析和缩孔、气泡也就明显改善了。十四，它们包括晶界、相界、表面、孪晶界、层错。晶界是同种晶粒之间的交界面；相界是结构、成分不，同的相间的交界面；表面是晶体与大气或外界接触的界面；孪晶界是发生孪生后产生的新界面，是特殊的大角晶界，可是共格的或半共格的；低能层错是单相晶体内因堆垛[3]顺序反常变化后出现的新界面，也是低能界面，与孪晶界能量相近。2005年试题答案

判断题（共20题，100.0分）7. (5.0分) 石墨稳定性高于金刚石A 对B 错

钻石具有（ ）光泽。A. 金刚光泽B. 金属光泽C. 玻璃光泽D. 油脂光泽

44. 钢材的海运特性不包括____。A. 忌潮湿B. 易变形C. 耐腐蚀性较差D. 积载因数大

白炽灯 "下岗"，钨会"失业"吗①在人们的印象里，钨是与灯泡灯丝联系在一起的。正是"钨丝文明"，把人类带进了电气照明的新时代。如今白炽灯"下岗"了，那钨是不是该"失业"了呢?灯丝应用，"我的地盘我做主"②1879年，爱迪生发明了白炽灯，但美中不足的是，灯丝发光效率不高，寿命也不长。原来，第一个取得商业化应用的白炽灯采用的是碳化纤维灯丝，在电流的作用下仅能持续燃烧14小时。选择高电阻的耐热材料来充当灯丝材料是当时的研究方向。为了延长灯丝的使用寿命，爱迪生费尽周折。他用18个月做了1200次实验，测试了6000多种纤维材料，找到一种可燃烧1200小时的碳化竹纤维灯丝。寻找合适灯丝材料的竞赛还在进行，目标是让电灯更明亮、更耐久。柯立芝就是探索队伍中的一员，1911年，他发明的钨丝灯照亮了世界。③柯立芝是在元素周期表中寻找突破口的，钨不是他的第一个目标，不过很快他就锁定了钨。由于钨极耐高温(熔点3422℃)，并且具有极低的蒸气[1]压，因此可以提高灯泡的亮度和寿命。不过，要把纯钨制成灯丝并不是一件容易的事。按照惯例，要制成金属丝需要把金属加热软化后再拉制。可是拉制钨丝就没有那么简单了，钨本身是一种坚硬易碎的金属，并且一般工具都难以存在于软化钨的温度条件下。柯立芝采用钨粉冶金和加入掺杂剂的方法，成功驯服了这个"叛逆"的金属。他先把钨金属粉末压制、烧结并锻造成细棒，然后再用这些棒拉出纤细的韧性钨丝，并赋予了灯丝在白热温度下(1200℃~1500℃)不下垂的特性。④如今，即便白炽灯已经下岗了，但钨丝仍是照明、电子等行业的关键材料。像碘钨灯、投影仪、泛光灯、汽车灯、反射灯以及医疗设备和光纤系统[2]等仍在使用钨丝材料。硬质合金，用"牙齿"说话⑤硬质合金以硬见长，具有高韧性、高强度、高硬度的特点。说到钨基硬质合金，不能不说碳化钨。那可是一种硬度极高的钨碳化合物，几乎像钻石一样坚硬。圆珠笔笔尖上的球珠，最初是由不锈钢制成的，从1961年开始改用碳化钨制作。单一的碳化钨材料脆性大、韧性低，所以往往通过加入黏结剂金属(铁、镍、钴等)来改善合金的性能。硬质合金的制造，一般是先制得钨粉，再通过与炭黑混合、碳化等工序制成碳化钨。然后以碳化钨为硬质相，钴等为黏结相，经一系列工艺制得硬质合金。按照含钴量的不同，硬质合金可分为高钴(20%～30%)、中钴(10%～15%)和低钴(3%～8%)三类。⑥被誉为"工业牙齿"的钨基硬质合金，一直是钨的最大消费领域。它主要应用于切削工具、冲压工具、模具、采矿机械和筑路工程机械等领域。特种钨钢，"量力求才"是王道⑦钨作为最重要的合金元素，极大地促进了特种钢的发展。钨特钢具有良好的耐高温力学性能，被广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。⑧高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢。高速钢中添加的金属元素一般是钨、钼、铬、钴、钒等，其中含钨9%~24%。高速钢也称空气硬化钢，淬火时在空气中冷却也能使其硬化。含有钨、钴和铬的合金具有优异的耐磨性能，可应用于轴承、活塞[3]等耐磨场合。含有钨、铜或者含有钨、银的合金，具有耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、导电好、导热好的特性，可应用于高压开关、断路器、点焊电极以及微电子材料等。在钨合金中加入铼可以提高钨的高温性能，并具有良好的耐磨性和焊接性，可作为空间站的核反应堆材料。某些含钨合金还可用作火箭发动机的喷嘴[4]挡板，其燃烧温度可达3400℃以上。⑨钨不但硬度很高，而且密度也很高，是生产钨基高密度合金的理想材料。所谓钨基高密度合金，是以钨为基体(含钨85%-99%)加入少量镍、铁、铜、钴、钼、铬等元素组成的合金，密度可达16.5-19.0克每立方厘米⑩高密度钨合金在医学上可用作辐射屏蔽材料，因此是保证人们免受辐射危害的新型材料。金属材料吸收X射线及γ射线的能力与其密度大小成正比。之前多选用铅作为医用防辐射材料，其密度大约为11.3克每立方厘米。高密度钨合金的密度要比铅高出许多，意味着具有更高的吸收和阻挡射线的能力。不同元素组成的钨基高密度合金具有不同的密度，可用作电动机的减震器、手机的振动器、某些工具的振动阻尼块、自动手表的摆锤、加速传感器的惯性质量块等。⑪看过飞镖比赛的朋友是否想过，飞镖是用什么材料制成的?在飞镖专业比赛中，飞镖主体部分就是用钨基高密度合金材料制造的。这种材质的飞镖具有密度大、体积小、耐腐蚀、抗氧化等优点。⑫在航空航天工业中，钨基高密度合金可用作平衡块、减震器和升降控制器[5]等。如卫星、火箭、导弹、飞机等的导航陀螺仪的外缘转子[6]就是用钨基高密度合金制作的，可以提高陀螺仪的稳定性和控制精度。为了芯片，钨元素在行动⑬制造芯片离不开超高纯溅射靶材。溅射靶材体量虽小，但却是制备太阳能板、半导体、平板显示器的核心材料之一。溅射靶材的作用就是给半导体穿一层"衣服"(镀膜)，不过这不是为了保护，而是为了导电。集成电路领域的溅射靶材纯度要求在99.999%以上。⑭溅射靶材的种类很多，可以依据不同的标准进行分类。其中，钨溅射靶材按照化学成分不同可分为纯钨溅射靶材、钨合金溅射靶材和氧化钨溅射靶材。电子特种气体是制造大规模集成电路的关键材料，一向被称作电子工业的"血液"，具有不可替代的作用。我国研制的高纯六氟化钨就属于电子特种气体，并打破了国外长达十几年的垄断。在钨的氟化物中，六氟化钨是唯一稳定并被工业化生产的品种。在电子工业中，六氟化钨可作为金属钨化学气相沉积[7](CVD)工艺的原材料，特别是用它制成的硅化钨可用作大规模集成电路的配线材料。此外，六氟化钨还被广泛用作氟化剂、聚合催化剂及光学材料的原料等。⑮我国是钨资源第一大国，储量占全球总量的58%。赣南是中国钨业的发祥地，被誉为"世界钨都"，是我国乃至全球钨的主产区。现在，钨产品已被广泛应用于机械制造、钢铁工业、航空航天、采油开矿和信息产业等诸多领域，是一种不可替代的重要战略资源。选自《百科知识》19.从选文看，当白炽灯"下岗"时，钨在哪些方面发挥了巨大作用?20.选文⑨段运用了哪种说明方法?有什么作用?21.选文⑬段加点词"之一"如何体现说明文语言特点的?22.谈谈选文题目的作用。23.结合选文内容，选出下列说法不符文意的一项()A.要把纯钨制成灯丝需要把金属加热软化后再拉制。但钨本身是一种坚硬易碎的金属，并且一般工具都难以存在于软化钨的温度条件下。柯立芝采用钨粉冶金和加入掺杂剂的方法，成功驯服了这个"叛逆"的金属。B.钨特钢具有良好的高韧性、高强度、高硬度的特点，被广泛应用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等行业。C.溅射靶材的种类很多，可以依据不同的标准进行分类。其中，钨溅射靶材按照化学成分不同可分为纯钨溅射靶材、钨合金溅射靶材和氧化钨溅射靶材。D．白炽灯虽然"下岗"了，但钨产品已被广泛应用于机械制造、钢铁工业、航空航天、采油开矿和信息产业等诸多领域，是一种不可替代的重要战略资源。

超导材料具有 和 两个基本特性。

腐蚀是材料与周围环境因素发生()变化而遭受破坏的现象。A. 化学B. 物理C. 生物D. 以上都是

树脂锚固剂凝固（）后方可进行涨拉和顶紧上托盘工作。A. |1B. |2C. |3D. |5

属于材料力学基本变形的是()。A. 强度,刚度和稳定性B. 弯曲C. 轴向拉伸或压缩D. 扭转

216.为了促使炉帮形成，新启动槽一般会在装炉时向人造伸腿处撒一层。A. 冰晶石B. 氟化铝C. 氟化钠D. 氟化钙