东北大学21秋《材料科学导论》离线作业2答案第33期

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1、东北大学21秋材料科学导论离线作业2-001答案1. 现有两块金属，一块是HTl50，另一块是45钢，可采用哪些方法将它们区分开来?现有两块金属，一块是HTl50，另一块是45钢，可采用哪些方法将它们区分开来?正确答案：断口宏观分析；观察金相组织；用榔头砸碎易破碎者为HTl50。断口宏观分析；观察金相组织；用榔头砸碎,易破碎者为HTl50。2. 认识矿物的产状有助于了解矿物的成因和富集过程，不但有利于地质找矿，而且对工程技术人员来说，冶炼一种金属后被废弃的炉渣，可能是另一种与之共生的金属或非金属的富集矿。( )A.错误B.正确参考答案：B3. 简述晶体长大机制和界面形态。简述晶体长大机制和界面

2、形态。长大机制有两种：(1)二维晶核长大机制，(2)螺型位错长大机制。 晶体生长的界面形态：(1)正温度梯度下以平面状态的长大形态，(2)负温度梯度下以树枝状长大。 4. Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_。Q235一A.F钢的牌号中，屈服强度为_。正确答案：235 MPa235MPa5. 图5-14为三元系中两种三相区在不同温度下截得的共轭三角形在成分三角形中的投影。试判断两种三相平衡转变的图5-14为三元系中两种三相区在不同温度下截得的共轭三角形在成分三角形中的投影。试判断两种三相平衡转变的类型，并说明理由。在此类投影图中，可以利用不同温度下截得的共轭三角形相对位置的变化分析其移动方

3、向，来判断三相平衡转变的类型。三相平衡共晶转变的特征是：由高温到低温，不同温度下的共轭三角形是以三角形的一个顶点为先导(一个顶点在前)向降温方向(箭头指向)移动，所以图中(a)为三相平衡共晶转变。三相平衡包晶转变的特征是：由高温到低温，不同温度下的共轭三角形是以三角形的一个边为先导(一个边在前)向降温方向(箭头指向)移动，所以图中(b)为三相平衡包晶转变。 6. 5CrNiMo和3Cr2W8V同属热作模具钢，使用上是否有区别?为什么?5CrNiMo和3Cr2W8V同属热作模具钢，使用上是否有区别?为什么?有区别，5CrNiMo主要用于制作热锻模，3Cr2W8V主要用于制作热挤压模、压铸模等。它

4、们使用上有区别的原因是由于含合金元素的种类及数量不同，致使其高温强度、耐磨性、热稳定性、韧性等均不相同。相比较而言，5CrNiMo钢有高的淬透性和良好的综合力学性能，而3Cr2W8钢具有更高的高温强度、耐磨性和热稳定性等故应用不同。7. 汽车板簧应选用( )材料。 A45钢 B60Si2Mn C2Cr13 DQ345汽车板簧应选用()材料。A45钢B60Si2MnC2Cr13DQ345B8. 制造精密量具、长铰刀应用( )钢。AGCrl5B9SiCrCCrWMnD9Mn2V制造精密量具、长铰刀应用( )钢。AGCrl5B9SiCrCCrWMnD9Mn2V正确答案：C9. 低于912时，金属铁具

5、有的晶格类型是( )。A密排六方晶格B体心立方晶格C面心立方晶格D斜方晶低于912时，金属铁具有的晶格类型是( )。A密排六方晶格B体心立方晶格C面心立方晶格D斜方晶格正确答案：B10. 用高炉作为炼铁的方法，迄今也有( )多年的历史。A.600B.800C.500D.1000参考答案：D11. 不论晶核大小，形成晶核时都需要形核功。不论晶核大小，形成晶核时都需要形核功。错误晶核半径在rkr0之间时需要形核功，rr0不需要形核功。12. 金属材料的性能是机械零件设计中选材的主要依据，也是在加工过程中合理选择加工方法、切削用量、刀金属材料的性能是机械零件设计中选材的主要依据，也是在加工过程中合理

6、选择加工方法、切削用量、刀具几何参数的重要保证。此题为判断题(对，错)。正确答案：13. A-B二元系固态在液态和固态均完全互溶(a相)，并存在溶解度间隙。溶解度间隙的最高临界温度=800K。在550K以及BA-B二元系固态在液态和固态均完全互溶(a相)，并存在溶解度间隙。溶解度间隙的最高临界温度=800K。在550K以及B的摩尔分数=0.4时，自由能一成分曲线的二阶导数，测得在该成分下。若调幅分解的=100nm，问以多大的冷却速度从高温850K冷却下来才可以避免在550K发生调幅分解?解因为调幅分解的=100nm，调幅分解所需的扩散距离就是100nm/2=50nm。根据估计扩散距离x和所需的

7、时间t的关系，其中是互扩散系数，它等于 扩散距离为50nm所需时间为 若从800K冷却到550K的时间小于173.6s就没有足够的时间发生调幅分解，故冷却速度v应大于 上面的分析是过低估计的，因为采用的是550K的扩散系数，而冷却是从800K到550K，整个过程的扩散都比550K时快。 14. 某工厂某年发生汽轮机叶片飞出的严重事故。该汽轮机由多段转子组成。检查发现，飞出叶片转子的槽发生了明显的某工厂某年发生汽轮机叶片飞出的严重事故。该汽轮机由多段转子组成。检查发现，飞出叶片转子的槽发生了明显的变形，而未飞出叶片的转子的槽没有变形。因此可断定，失效转子的钢材用错了。()错误15. 模锻深度与宽

8、度比值越大，模锻斜度越大。( )模锻深度与宽度比值越大，模锻斜度越大。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：16. 下列选项中，属于不锈钢的是( )。AGCrl5B9SiCrC20CrD4Crl3下列选项中，属于不锈钢的是( )。AGCrl5B9SiCrC20CrD4Crl3正确答案：D17. 使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能。此题为判断题(对，错)。正确答案：18. 求含碳质量分数小于等于0.02%的铁碳合金在室温下的各组织的含量。求含碳质量分数小于等于0.02%的铁碳合金在室温下的各组织的含量。含碳质量分数为0.02%铁碳

9、合金室温下的组织为F+Fe3C F=(6.69-0.02)/(6.69-0.008)100% Fe3C=(0.02-0.008)/(6.69-0.008)100% 19. 灰铸铁的b、S、e、均比钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的灰铸铁的b、S、e、均比钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的结果。()正确20. 反射炉操作方便，适用于小型有色金属熔炼。( )反射炉操作方便，适用于小型有色金属熔炼。( )参考答案：21. 钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。钢的最终热处理一般安排在半精加工之后进行。此题为判

10、断题(对，错)。正确答案：22. 氩弧焊主要适合于低碳钢的焊接。( )氩弧焊主要适合于低碳钢的焊接。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：23. 螺杆压出机的开发与应用使橡胶压出生产效率及自动化程度大大提高它可将大块的橡胶料不断地喂进压出机，并被压制成为半成品形状。( )A.错误B.正确参考答案：A24. 钢材的0.2和S分别表示的是硬钢的_和软钢的_。钢材的0.2和S分别表示的是硬钢的_和软钢的_。条件屈服强度$屈服强度25. 导向刮板造型是以导板为基准，使刮板沿导板_而刮制砂型的一种造型方法。A.转动B.螺旋式转动导向刮板造型是以导板为基准，使刮板沿导板_而刮制砂型的一种造型方法。A.转

11、动B.螺旋式转动C.来回移动D.波浪式移动参考答案：C26. 焊补小型薄壁铸件的最适宜的焊接方法是( )。A电弧焊B电渣焊C埋弧焊D气焊焊补小型薄壁铸件的最适宜的焊接方法是( )。A电弧焊B电渣焊C埋弧焊D气焊正确答案：A27. 过共析钢的正常淬火加热温度是( )。 AAccm+(3050) BAc3+(3050) CAc1+(3050) DAc1-(3050)过共析钢的正常淬火加热温度是()。AAccm+(3050)BAc3+(3050)CAc1+(3050)DAc1-(3050)C28. 纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程。纯金属的结晶与同素异构转变都有一个恒温的过程。此题为判断

12、题(对，错)。正确答案：29. 金属材料最适合的切削加工硬度约在_HBW。金属材料最适合的切削加工硬度约在_HBW。正确答案：渗碳渗碳30. 列出三斜、单斜、正交及四方系中210面族包含面的数目及其指数；列出六方系中面族包含面的数目及其指数。列出三斜、单斜、正交及四方系中210面族包含面的数目及其指数；列出六方系中面族包含面的数目及其指数。210)面族： 三斜系的对称性最低，210)面族只含1个(210)晶面。 单斜系的abc，a=90。，hkl晶面族中的等效晶面指数遵守的规则是：h和可以同时换号，3个指数不能交换位置；(210)面中2和1同时换号的结果是一样的，所以210面族只含1个(210

13、)晶面。 正交系的abc，=90。，hkl晶面族中的等效晶面指数遵守的规则是：3个指数不能交换位置，但可以单独换号；又因0的正号和负号是相同的，所以210面族含2个晶面：(210)和(210)。 四方系的a=6c，=90。，hkl)晶面族中的等效晶面指数遵守的规则是：h和k可以交换位置，3个指数可以单独换号；又因0的正号和负号是相同的，所以210面族含4个晶面：(210)、(210)、(120)和(120)。 六方系中hkil)面族：六方系中的等效晶面指数遵守的规则是：h、k和i三个指数可以交换位置，但仍要保持h+k+i=0的条件。2130面族中的l=0，其正号和负号相同，故2130面族含6个

14、晶面：(2130)、(2310)、(3120)、(3210)、(1230)和(1320)。 31. 球墨铸铁常用的热处理方法有_。球墨铸铁常用的热处理方法有_。正确答案：正火、去应力退火、淬火+回火等；正火、去应力退火、淬火+回火等；32. 固溶体的强度、硬度高，而塑性、韧性低。固溶体的强度、硬度高，而塑性、韧性低。错误固溶体的强度、硬度较低，而塑性、韧性较好。33. 有一矩形交联的橡胶样条长100mm，宽40mm，厚度为5mm，在26.85时，用10N的力可将其沿长度方向拉伸至原长的两倍，有一矩形交联的橡胶样条长100mm，宽40mm，厚度为5mm，在26.85时，用10N的力可将其沿长度方

15、向拉伸至原长的两倍，如果该橡胶的密度为900kg/m3，计算该橡胶网链的平均分子量。已知l=100mm，=40mm，t=5mm，T=26.85=300K，F=10N，=900kg/m3，=2，k=1.3810-23J/K 橡胶的状态方程为 得 又 得 34. 设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm。若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，长度为直径的两设母相(fcc结构)的，最近邻原子间距为0.14nm。若在刃位错上形核，如果简单地假设核心是圆柱状，长度为直径的两倍，又设位错密度为(简单地认为都是刃位错)，每原子面长度位错线上包含10个原子。大致估计ln(/)，利用题的结果

16、，求核心的临界直径。在位错上形成圆柱状核心的临界半径为 式中，。利用第104题的数据，形核驱动力。临界半径为 上式得及。=6.2m是临界半径，3.80m大小相当位错的。临界形核功为 单位长度位错所占的体积，n为原子体积。现在是fcc结构，点阵常数，1个晶胞含有4个原子，原子体积是 故单位长度位错所占的体积。单位体积中位错所占的体积Vd匀 按10-4题数据，温度为600K，在晶内形成非共格核心所需的形核功，故在位错上形核率与在晶内形核率之比 这个结果说明在位错上形核是主要的，在晶内均匀形核可以忽略。 35. 汽车发动机活塞销要求有较高的疲劳强度和冲击韧性且表面耐磨，一般应选用20Cr材料，并进行

17、渗碳+淬火+低温回火汽车发动机活塞销要求有较高的疲劳强度和冲击韧性且表面耐磨，一般应选用20Cr材料，并进行渗碳+淬火+低温回火处理。()正确36. 60Si2Mn钢中平均含碳量为_。60Si2Mn钢中平均含碳量为_。正确答案：0.60%60%37. 渗碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火即可获得高硬度与耐磨性。渗碳后，由于工件表面含碳量提高，所以不需要淬火即可获得高硬度与耐磨性。错误渗碳后工件表面为高碳，只有进行淬火回火才能发挥高碳的潜力，获得高硬度和耐磨性。38. 渗碳钢零件必须用低碳钢或低碳合金钢来制造。渗碳钢零件必须用低碳钢或低碳合金钢来制造。此题为判断题(对，错)。正确答案：

18、39. 共析线是指_线，常称_线。共析线是指_线，常称_线。正确答案：PSK A1PSKA140. 建筑石膏是指低温煅烧石膏中的( )。A-CaSO4.12H2OB-CaSO4.12H2OCCaSO4.2H2O建筑石膏是指低温煅烧石膏中的( )。A-CaSO4.12H2OB-CaSO4.12H2OCCaSO4.2H2O正确答案：B41. LY12的( )。 A耐蚀性好 B铸造性能好 C时效强化效果好 D压力加工性好LY12的()。A耐蚀性好B铸造性能好C时效强化效果好D压力加工性好C42. 只有切应力才能产生滑移和孪生，并导致塑性变形。( )只有切应力才能产生滑移和孪生，并导致塑性变形。()正

19、确43. 弹簧用60Si2Mn制造，其最终热处理是( )。A调质B淬火C淬火+中温回火D淬火+低温回火弹簧用60Si2Mn制造，其最终热处理是( )。A调质B淬火C淬火+中温回火D淬火+低温回火正确答案：C44. 黑色金属和大多数有色金属都具有定的塑性，均可在热态下进行变形加工。( )A.错误B.正确参考答案：A45. 含碳质量分数wC=03及wC=12的5mm碳钢试样，都经过860加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态含碳质量分数wC=03及wC=12的5mm碳钢试样，都经过860加热淬火，试说明淬火后所得到的组织形态、精细结构及成分?若将两种钢在860加热淬火后，将试样进行回火，则回火过程

20、中组织结构会如何变化?正确答案：860加热两种钢均在单相区(见Fe-Fe3C相图)淬火后均为MwC=12的碳钢中有一定量的残余奥氏体。rn wC=03的碳钢其马氏体成分为wC=03形态为板条状精细结构为位错。rn wC=12的碳钢其马氏体成分为wC=12形态为针状精细结构为孪晶。rn wC=03的碳钢在200以下回火时组织形态变化较小硬度变化也不大。但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大。当回火温度高于250时渗碳体在板条间或沿位错线析出使强度、塑性降低；当回火温度达300400时析出片状或条状渗碳体硬度、强度显著降低塑性开始增高当400700回火时发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶。

21、此时硬度、强度逐渐降低塑性逐渐增高。rn wC=12的碳钢低于100回火时碳原子形成富碳区；100200回火时析出大量细小碳化物因此硬度稍有提高；200300回火时残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高但同时马氏体的硬度降低因此总体上硬度变化不大；高于300回火时碳化物继续析出随后便是碳化物长大及球化而a相发生回复、再结晶使硬度降低韧性增高。860加热,两种钢均在单相区(见Fe-Fe3C相图),淬火后均为M,wC=12的碳钢中有一定量的残余奥氏体。wC=03的碳钢,其马氏体成分为wC=03,形态为板条状,精细结构为位错。wC=12的碳钢,其马氏体成分为wC=12,形态为针状,精细结构

22、为孪晶。wC=03的碳钢,在200以下回火时,组织形态变化较小,硬度变化也不大。但碳原子向位错线附近偏聚倾向增大。当回火温度高于250时,渗碳体在板条间或沿位错线析出,使强度、塑性降低；当回火温度达300400时,析出片状或条状渗碳体,硬度、强度显著降低,塑性开始增高,当400700回火时,发生碳化物的聚集、长大和球化及a相的回复、再结晶。此时,硬度、强度逐渐降低,塑性逐渐增高。wC=12的碳钢,低于100回火时,碳原子形成富碳区；100200回火时,析出大量细小碳化物,因此,硬度稍有提高；200300回火时,残留奥氏体转变为回火马氏体(或贝氏体)使硬度升高,但同时,马氏体的硬度降低,因此,总

23、体上硬度变化不大；高于300回火时,碳化物继续析出,随后便是碳化物长大及球化,而a相发生回复、再结晶,使硬度降低,韧性增高。46. T8A钢在常态下的室温组织是_。T8A钢在常态下的室温组织是_。正确答案：P+Fe3CP+Fe3C47. 高分子材料组分的迁移特征，加速了其性能的退化，也对环境(尤其是室内环境)造成损害。( )A.错误B.正确参考答案：B48. 新型建材逐步替代传统材料，对于减重、节能、节土、节木、抗震、保护生态环境、隔音、保温、改善建筑功能都具有十分重要的作用。( )A.错误B.正确参考答案：B49. 所有金属和非金属受环境作用产生的劣化变质都是腐蚀。( )A.错误B.正确参考

24、答案：B50. 在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子在A卜Ag合金中从Al为基的固溶体中析出富Ag相，在Al-Cu合金中从A1为基的固溶体中析出富Cu相。A1、Ag和Cu的原子半径分别为1.43nm、1.44nm和1.28nm。若简单地由原子半径估计错配度，并简单地认为析出物的非共格界面能为0.5J/m2，共格界面能为0.05J/m2。A1的切变模量，又设析出物自的切变模量和Al的相同，估计这两种析出物丧失共格的尺寸。对于Al-Ag合金，析出物与基体间的错配度为- 因析出物的错配度为 对于A1-cu合金，析出物与基体间的错配度为 因析出物的错配度0.05，它是圆片状，按10-6题导出的式子，丧失共格的尺寸为