21．(11分)(1)(2019·全国卷Ⅰ)图(a)是MgCu2的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见，Cu原子之间最短距离x＝________pm，Mg原子之间最短距离y＝________pm。设阿伏加德罗常数的值为NA，则MgCu2的密度是________g·cm－3(列出计算表达式)。O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)(2)(2019·全国卷Ⅱ)一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________________，通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：ρ＝________________g·cm－3。以晶胞参数为单位长度建立坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为____________、____________。(3)(2018·全国卷Ⅰ)①Li2O是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的BornHaber循环计算得到。O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)可知，Li原子的第一电离能为________kJ·mol－1，O===O键的键能为________kJ·mol－1，Li2O晶格能为________kJ·mol－1。②Li2O具有反萤石结构，晶胞如图(b)所示。已知晶胞参数为0.4665 nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为____________g·cm－3(列出计算式)。O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)(4)(O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)2018·全国卷Ⅱ)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为anm、FeS2相对分子质量为M、阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为________________g·cm－3；晶胞中Fe2＋位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为________nm。(5)(2018·全国卷Ⅲ)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示，这种堆积方式称为________。六棱柱底边边长为acm，高为ccm，阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为________g·cm－3(列出计算式)。O x-|||-O O bigcirc bigcirc )(-|||-o O-|||-9 a pm a pm 么-|||-O-|||-.Cu OMg bigcirc bigcirc bigcirc bigcirc -|||-(a) (b)

不易淬火钢焊接热影响区不包括()。A. 过热区B. 不完全重结晶区C. 回火区D. 相变重结晶区

硅胶薄层板活化最适宜的条件是A. 100℃/60minB. 100-150℃/60minC. 100-110℃/30minD. 120-130℃/30min

下列共聚物中属于无规共聚物的是()。A. 苯乙烯-马来酸酐共聚物B. 丁腈橡胶C. 高抗冲聚苯乙烯(HIPS)D. 乳聚丁苯橡胶

Q 235 A表示普通碳素结构钢,其屈服强度235MPa。A. 正确B. 错误

五、材料及选材题（20 分）1、下列七种材料中，写出其中任意四种材料的牌号的名称及数字、字母的含义（共 8 分，每题 2 分）①20CrMoTi:②9SiCr：③HT200：④QT600－3: ⑤45：⑥H70：⑦Zl201（ZALCu5Mn）：2、从下列五种钢号中选取合适的三种钢号填入表中，并说明其热处理工艺（12 分，每空 2 分）。65Mn、20CrMnTi、GCr9、45、Q345零件名称 钢号 热处理弹簧滚动轴承机床主轴

工业上常用的载体有( )。A. 氧化铝B. 氧化硅C. 活性炭D. 硅酸铝

烧结过程中,氢氧化钙如果没有分解或者分解后没有造渣,烧结矿带有“白点”影响烧结矿的品质。A. 正确B. 错误

(2分)在研究拉伸与压缩应力应变时，我们把杆件单位长度的绝对变形称为（ ）A. 应力B. 线应变C. 变形D. 正应力

第三章 材料的凝固与结晶3-1为什么金属结晶时必须过冷由热力学第二定律可知:在等温等压条件下,过程自动进行的方向总是向着系统自由能降低的方向。即ΔG=GS-GL<0;只有当温度低于理论结晶温度 Tm 时,固态金属的自由能才低于液态金属的自由能,液态金属才能自发地转变为固态金属,因此金属结晶时一定要有过冷度。3-2为什么金属结晶时常以枝晶方式长大在不平衡凝固过程中,固相中溶质浓度分布不均匀,凝固结束时,晶体中成分也不均匀,即有成分偏析现象。而当成分过冷很大时,固溶体晶体以树枝状生长时,先结晶的枝晶主干溶质浓度低,枝晶外围部分溶质浓度高,形成树枝状偏析。3-3常用的管路焊锡为成分w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金。若该合金以及慢速度冷却至室温,求合金显微组织中相组成物和组织组成物的相对量。图3-1 Pb-Sn合金相图 图3-2 w(Pb=50%)Pb-Sn合金室温组织由相图(图3-1)可知,成分为w(Pb=50%)、w(Sn=50%) 的Pb-Sn合金(亚共晶合金)以慢速度冷却至室温时发生的结晶过程为:先进行匀晶转变(L→α), 匀晶转变剩余的液相再进行共晶转变。极慢冷却至室温后形成的组织为先共晶固溶体α和共晶组织(α+β)。由于α固溶体的溶解度随温度变化较大,所以先共晶固溶体α中有点状βII析出(图3-2)。相组成:先共晶α相的相对量为:1-()/共晶组织中的α相占全部合金的相对量:()/ 共晶组织中的β相相对量为%=%3-4请根据图分析解答下列问题:(1)分析合金1、2的平衡结晶过程,并会出冷却曲线;(2)说明室温下1、2的相和组织是什么,并计算相和组织的相对含量;(3)如果希望得到的组织为:共晶组织和5%的ß初,求该合金的成分。解(1)(2):合金的冷却曲线如图3-3所示。图3-3 合金I的冷却曲线其结晶过程为:1以上,合金处于液相;1~2时,L→α,L和α的成分分别沿液相线和固相线变化,到达2时,全部凝固完毕;2时,为单相α;2~3时,α→β。α→β室温下,I合金由两个相组成,即α和β相,其相对量为Mα= Mα=18%I合金的组织为α+β,其相对量与组成物相同。II合金的冷却曲线如图3-4所示。图3-4 合金II的冷却曲线其结晶过程如下:1以上,合金处于均匀的液相;1~2时,进行匀晶转变L→β;2时,两相平衡共存,==β;2~2时,剩余液相发生共晶反应:==α+β2~3时,发生脱溶转变,α→β室温下,II合金由两个相组成,即α相和β相,其相对量为:Mα= Mα=88%II合金的组织为:β+(α+β);组织组成物的相对量为:m初=共晶=1- m=25%解(3):设合金的成分为w=x,由题意知:mB=/所以x=,即该合金成分为w=.3-5画出相图,标出相区及各主要点的成分和温度,并回答下列问题:(1)45、60、T12钢的室温平衡组织分别是什么它们从高温平衡冷却到室温要经过哪些转变45钢室温平衡组织: 铁素体 + 珠光体P冷却过程:匀晶转变→ + δ,包晶转变 + δ → γ,同素异晶转变γ→ α + γ,共析转变γ → (α +Fe3C)。60钢室温平衡组织:铁素体 + 珠光体P冷却过程:匀晶转变→ + δ,包晶转变 + δ → γ,同素异晶转变γ→ α + γ,共析转变γ → (α +Fe3C)。T12钢室温平衡组织:珠光体P + 渗碳体FeC冷却过程:过共析钢在液态到室温的冷却过程中,首先进行匀晶转变,形成单相固溶体γ;当温度到达ES线以下时,过饱和的固溶体γ中析出渗碳体(二次渗碳体Fe3CII),奥氏体γ的成分变到共析点S%C);共析转变γ → (α+Fe3C),形成珠光体P。(2)画出纯铁 45钢 T12钢的室温平衡组织,并标注其中的组织。图3-3 45钢的室温平衡组织(铁素体 + 珠光体P)图3-4 T12钢的室温平衡组织(珠光体P + 渗碳体FeC)(3)计算室温下45钢 T12钢的平衡组织中相组成和组织组成物的相对量。应用杠杆定律计算45钢中铁素体α和珠光体P的相对量,选择α +γ二相区,共析温度727ºC。T12钢的Q=Q=%=%(4)计算鉄碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体最大的相对量。WFeα= W FeP=*100%=33%二次渗碳体的最大百分含量为%,三次渗碳体的最大百分含量为%(5)应用相图解释下列现象:①钢柳丁一般用低碳钢合成;钢柳丁一般要求具有良好的塑性和韧性,所以钢柳丁一般要求用低碳钢合成。②绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物时却用钢丝绳(60钢 65钢 70刚等组成);亚共析钢(碳的质量分数在%~%)室温下的组织为铁素体加珠光体,低碳钢丝(碳的质量分数在%~%)组织中铁素体的比例大,所以低碳钢丝塑性、韧性好,绑扎物件时,易于操作;而60钢、65钢、70钢等组织中珠光体的量多,所以强度,适于作起重机吊重物用的钢丝绳。③T8钢的强度高于T12钢的强度。强度>T12钢,因为强度是一个组织敏感量,当含碳量超过%以后,二次渗碳体呈网状分布,将珠光体分割开,因此强度下降。3-6现有两种鉄碳合金,其中一种合金的显微组织中珠光体量占75%,铁素体量占25%;另一种合金的显微,组织中珠光体量占92%,二次渗碳体量占8%,这两种合金各属于哪一类合金其含碳量各为多少