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1、材料科学基础作业：第2章 固体结构1 画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：（1），（31）晶面和1,12晶向。2 写出立方晶系中属于 110 的所有晶面和属于的所有晶向。3 求（121）和（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。4 分别计算面心立方晶格与体心立方晶格的 100 ， 110 ， 111 晶面族的晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面（设两种晶格的点阵常数均为a）。5 分别计算面心立方晶格与体心立方晶格的100，110，111晶面上原子的面密度及，晶向上原子的线密度，并指出其中最密面和最密方向（设两种晶格点阵常数均为a）。6 Cu的晶
2、体结构为面心立方结构，其原子半径为r0.1278nm，摩尔质量为63.54g/mol。试求Cu的晶格常数和原子体密度。（已知NA6.021023原子/mol）7 Cr的晶格常数a0.2884nm，密度7.19g/cm3，试确定此时Cr的晶体结构。第3章1 试从晶体结构的角度，说明间隙固溶体、间隙相及间隙化合物之间的区别。2 某单晶体受到一均匀切应力的作用，其滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环，如图所示。（假设位错环线的方向为ABCD） 1）分析该位错环中各段位错的类型； 2）指出刃型位错半原子面的位置； 3）求各段位错线所受力的大小和方向； 4）在切应力的作用下，该位错环将如何运动？其运动结果如
3、何？3 在如图所示的面心立方晶体的（111）滑移面上有两条弯折的位错线05和05，其中05位错的台阶垂直于（111）面，它们的柏氏矢量如图中箭头所示。 1）判断位错线上各段位错的类型。 2）有一切应力施加于滑移面，且与柏氏矢量平行时，两条位错线的滑移特征有何差异？4 判断下列位错反应能否进行（1） （2） 5 若面心立方晶体中有的单位位错及的不全位错，此两位错相遇产生位错反应。1） 此反应能否进行？为什么？2） 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。6 已知单位位错能与肖克莱不全位错相结合，形成弗兰克不全位错，试说明：（1） 新生成的弗兰克不全位错的柏氏矢量；（2） 判断此反应能否进行
4、；（3） 这个位错为什么是固定位错。第4章 固体中原子及分子的运动（ 扩散）1 要想在800下使通过Fe 箔的氢气通气量为210-8 mol/(m2s),铁箔两侧氢浓度分别为 310-6mol/m3 和 810-8 mol/m3，若D=2.210-6m2/s,试确定： （1） 所需浓度梯度； （2） 所需铁箔厚度。2 若将钢在870下渗碳，欲获得与927下渗碳 10h 相同的渗层厚度需多少时间（忽略927和870下碳的溶解度差异）？若两个温度下都渗10h，渗层厚度相差多少？第5章 材料的形变和再结晶1 已知bcc的滑移方向为，在一定条件下滑移面是112，这时bcc晶体的滑移系数目是多少？（写出
5、具体的滑移系）2 有一bcc晶体的（1T0）111滑移系的临界分切应力为60MPa，试问：在001和010方向必须施加多少的应力才会产生滑移？3 什么是单滑移、多滑移、交滑移？三者滑移线的形貌各有何特征？4 给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式，说明为什么晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向。5 试比较晶体滑移和孪生变形的异同点。6 用金相分析如何区分“滑移带”、“机械孪晶”、“退火孪晶”。7 试用多晶体塑性变形理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高，塑性也越好的现象。8 试用位错理论解释低碳钢的屈服现象。举例说明吕德斯带对工业生产的影响及防止方法。9 通常强化金属材料的方法有哪些？试
6、述它们强化金属的微观机理，并指出其共同点。10 试比较单晶铝（或铜）和多晶铝（或铜）的加工硬化特性。第6章 纯晶体凝固 1.设想液体在结晶时形成的临界晶核是边长为a的立方体形状, 已知液/固界面能和固相、液相之间单位体积自由能差GV，推导出均匀形核时临界晶核边长a*和临界形核功G*的表达式。2 证明：任意形状晶核的临界晶核形核功G*与临界晶核体积V*的关系为：GV液固相单位体积自由能差3 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件。4 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。第7章 二元合金相图及其凝固1 已知A（熔点600）与B（熔点500）在液态无限互溶，固态时A在B中的最大固溶度
7、（质量分数）为A0.30，室温时为A0.10；但B在固态和室温时均不溶于A。在300时发生共晶反应L(B0.40)A（B0.70）。试绘出A-B合金相图，并分析A0.20，A0.45，A0.80的合金在室温下组织组成物和相组成物的相对量。2 求出珠光体中铁素体和渗碳体的质量分数，已知铁素体的硬度为80HB，渗碳体的硬度为800HB，估算珠光体的硬度。3 绘出含碳0.4% 和1.2的钢的冷却曲线和组织示意图，并计算其在室温下的相组成物和组织组成物的相对含量。第8章 作业1 在图示成分三角形中：（1） 写出P、R、S的成分；（2） 设有2kg P，4kg R，2kg S，求它们混熔后的液体成分点X；（3） 定出含C80，A、B组元浓度比与S相同的合金成分点Y；（4） 若有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。2 已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80A、10B、10C的O合金在冷却过程中将进行二元共晶反应和三元共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60A、20B、20C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50A、10B、40C。(1) 试计算A初、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。(2) 写出图中I和P合金的室温平衡组织。
材料科学基础作业-2013
