物理冶金原理 复习题汇总
金属学原理复习思考题金属学原理复习思考题 2009 年 11 月 8 日 3601 大班荣誉出品大班荣誉出品 | 金属学原理考研复习资料 1 版权所有，请勿用于商业用途版权所有，请勿用于商业用途 2008 年度物理冶金原理复习思考题 （据大三同学说红色斜体部分为王老师最后一节课点评的题目，大家注意一下） 晶体学基础、金属及合金相结构、固体金属原子扩散 1 1、简述题及基本概念：、简述题及基本概念： 金属键及金属的性能特点；金属晶体金属键及金属的性能特点；金属晶体、金属非晶金属非晶的结构的结构及性能特点；材料分类方法及性能特点；材料分类方法及各类材料的有缺点；复合材料性能特点及存在的问题；及各类材料的有缺点；复合材料性能特点及存在的问题； 空间点阵、晶胞及点空间点阵、晶胞及点阵常数；阵常数； 晶体结构符号（晶体结构符号（PearsonPearson 符号）；晶面指数及晶向指数的求法；晶面符号）；晶面指数及晶向指数的求法；晶面族与晶向族；晶带、族与晶向族；晶带、 晶带轴及晶带定理；配位数、致密度、原子半径晶带轴及晶带定理；配位数、致密度、原子半径; ; 间隙、间隙、间隙半径；间隙半径； 合金、组元合金、组元、相相及合金及合金分类分类； 固溶体（置换、间隙及有序固溶体）；固溶体（置换、间隙及有序固溶体）；固溶强化；固溶强化； 中间相（正常价化合物、电子化合物、间隙相、间隙化合物、拓扑中间相（正常价化合物、电子化合物、间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相密堆相TCPTCP 相相 ）的结构及其性能特点；同素异构转变及意义；）的结构及其性能特点；同素异构转变及意义； 2 2、 在面心立方晶胞中，、 在面心立方晶胞中， ABCDABCD 四点构成一个正四面体， 四点的坐标分别为四点构成一个正四面体， 四点的坐标分别为 A (0, 1/2, 1/2), A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面写出该四面体中四个面的晶面指数及六条边的晶向指数；的晶面指数及六条边的晶向指数； 3 3、求体心立方（、求体心立方（BCCBCC）、面心立方（）、面心立方（FCCFCC）及密排六方（）及密排六方（HCPHCP）晶胞的原子数、原子半径、）晶胞的原子数、原子半径、配位数、致密度、间隙半径；配位数、致密度、间隙半径； 4 4、 碳在、 碳在- -FeFe （BCCBCC） 及） 及- -FeFe （FCCFCC） 中的最大固溶度 （原子百分数） 分别为） 中的最大固溶度 （原子百分数） 分别为 0.1%0.1%和和 8.9%8.9%，若碳原子均位于八面体间隙中，试分别计算若碳原子均位于八面体间隙中，试分别计算- -FeFe 及及- -FeFe 中八面体间隙被碳原中八面体间隙被碳原子占据的百分数；子占据的百分数； 5 5、试述置换式固溶体与间隙式固溶体的形成条件、影响固溶度的主要因素及性能特点。、试述置换式固溶体与间隙式固溶体的形成条件、影响固溶度的主要因素及性能特点。 6 6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因素；、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因素； 7 7、试比较间隙固溶体与间隙相的结构特征及性能特点、试比较间隙固溶体与间隙相的结构特征及性能特点 8 8、组元、组元 A A 具有面心立方晶体结构，组元具有面心立方晶体结构，组元 B B 固溶于固溶于 A A 中形成置换式固溶体，试问中形成置换式固溶体，试问 A A3 3B B 还还是是 A A2 2B B 成分的固溶体更易形成有成分的固溶体更易形成有序固溶体？序固溶体？ 9 9、基本概念：扩散，扩散激活能，扩散驱动力，扩散系数。、基本概念：扩散，扩散激活能，扩散驱动力，扩散系数。 1010、试述固体合金中原子扩散的微观机制及影响金属原子扩散的主要因素。试述固体合金中原子扩散的微观机制及影响金属原子扩散的主要因素。 纯金属的凝固、二元合金、三元合金相图及凝固纯金属的凝固、二元合金、三元合金相图及凝固 1 1、简述液态金属的结构特点简述液态金属的结构特点及性质及性质； 2009 年 11 月 8 日 金属学原理复习思考题金属学原理复习思考题 2 金属学原理考研复习资料 | 3601 大班荣誉出品大班荣誉出品 版权所有，请勿用于商业用途版权所有，请勿用于商业用途 2 2、何谓液态金属的、何谓液态金属的过冷过冷现象？影响液态金属凝固现象？影响液态金属凝固过冷度过冷度的主要因素有哪些？的主要因素有哪些？ 3 3、简述通过控制合金凝固过程细化金属晶粒的主要方法及机理；简述通过控制合金凝固过程细化金属晶粒的主要方法及机理； 4 4、简述、简述平整界面、粗造界面平整界面、粗造界面晶体晶体液固界面结构与液固界面结构与晶体晶体生长生长机制机制、晶体生长晶体生长形态形态的关系；的关系； 5 5、分别简述影响纯金属与单相合金凝固时凝固平界面稳定性的主要因素；、分别简述影响纯金属与单相合金凝固时凝固平界面稳定性的主要因素； 6 6、相图相图、相、相律律；建立合金相图的基本方法及基本原理建立合金相图的基本方法及基本原理。合金相图与合金组织、力。合金相图与合金组织、力学性能及工艺性能（铸造性能、热处理及塑性加工性能等）的关系。学性能及工艺性能（铸造性能、热处理及塑性加工性能等）的关系。平衡凝固平衡凝固与与非平衡凝固非平衡凝固；杠杆定律杠杆定律、溶质元素再分配、分配系数、溶质元素再分配、分配系数、凝固偏析、晶内凝固偏析、晶内偏析、枝晶偏析、宏观偏析偏析、枝晶偏析、宏观偏析；产生产生凝固偏析的凝固偏析的原因及减小凝固偏析的原因及减小凝固偏析的基本基本方法方法； 7 7、组成组成过冷过冷、组成、组成过冷产生的条件及其过冷产生的条件及其对对合金合金凝固界面形态及凝固界面形态及合金合金凝固组织凝固组织的影的影响；响； 8 8、伪共晶、离异共晶伪共晶、离异共晶、共生生长。、共生生长。包晶转包晶转变的特点及非平衡包晶转变在材料科学与变的特点及非平衡包晶转变在材料科学与工程中的应用。工程中的应用。 9 9、画出铁碳二元合金状态图。含碳量为、画出铁碳二元合金状态图。含碳量为3 3的的 FeFe- -C C 合金按合金按 FeFe- -Fe3CFe3C 亚稳系平衡亚稳系平衡凝凝固凝固，固凝固，分析其凝固组织形成过程并画出其分析其凝固组织形成过程并画出其冷却曲线冷却曲线及其凝固组织示意图，及其凝固组织示意图，计算共晶反应结束时出生奥氏体树枝晶与共晶组织的计算共晶反应结束时出生奥氏体树枝晶与共晶组织的相对含量相对含量及室温组织中及室温组织中组织组成与相组成的重量百分数组织组成与相组成的重量百分数。 1010、成分三角形、成分三角形、直线法则、重心法则直线法则、重心法则。三元相图中水平投影图、。三元相图中水平投影图、水水平截面图及垂平截面图及垂直截面图直截面图的特点及用途。的特点及用途。 1111、三元合金两相平衡、三、三元合金两相平衡、三相相平衡、四项平衡的特点。平衡、四项平衡的特点。 1212、分析固态下完全不互溶三元共晶相图水平投、分析固态下完全不互溶三元共晶相图水平投影图中各典型成分合金的凝固过程，画出过影图中各典型成分合金的凝固过程，画出过 ghgh、AbAb 等线的垂直截面图、标明各相区的相组成、分等线的垂直截面图、标明各相区的相组成、分析各标明合金的凝固过程（画出冷却曲线及凝固析各标明合金的凝固过程（画出冷却曲线及凝固组织形成过程示意图）并计算组织形成过程示意图）并计算 a a、b b、c c、d d 各合各合金凝固组织组织组成及相组成的相对重量百分金凝固组织组织组成及相组成的相对重量百分数。数。 位错基本理论、界面位错基本理论、界面 1.1. 位错的定义，位错的基本性质位错的定义，位错的基本性质。 b 金属学原理复习思考题金属学原理复习思考题 2009 年 11 月 8 日 3601 大班荣誉出品大班荣誉出品 | 金属学原理考研复习资料 3 版权所有，请勿用于商业用途版权所有，请勿用于商业用途 2.2. 刃位错刃位错、螺位错螺位错的基本特征及其运动特点。的基本特征及其运动特点。 3.3. 基本概念：基本概念： 位错的位错的应变能应变能及及线张力线张力; ; 刃位错及刃位错及螺位错的应力场特点螺位错的应力场特点及其与及其与溶质原子的交互溶质原子的交互作用作用特点特点; ; 攀移，攀移，交滑移交滑移; ; 割阶割阶对位错运动的影响对位错运动的影响; ; 扩展位错，层错能扩展位错，层错能，全位错全位错与分位错（与分位错（Shockley, FrankShockley, Frank 分位错的特征及其性质）分位错的特征及其性质）; ; 位错在应力场中位错在应力场中的受力及位错间的交互作用的受力及位错间的交互作用; ; 位错反应的条件位错反应的条件，LomerLomer 位错，位错，LomerLomer- -CotrellCotrell位错，位错，CottrellCottrell 气团气团、SuzukiSuzuki 气团气团 4.4. 根据位错理论，简述细晶强化、加工硬化、固溶强化及粒子强化（饶过粒根据位错理论，简述细晶强化、加工硬化、固溶强化及粒子强化（饶过粒子及切割粒子两种情况）的微观机制。子及切割粒子两种情况）的微观机制。 5.5. 简述位错的起源机制及简述位错的起源机制及增殖机制增殖机制与观察位错的基本方法。与观察位错的基本方法。小角度晶界、大角度小角度晶界、大角度晶界晶界，小角度晶界的位错模型，大角度晶界的小角度晶界的位错模型，大角度晶界的CSLCSL模型，模型，晶界偏析晶界偏析。 6.6. 试述晶界对金属材料常温及高温力学性能的影响规律并分析其机理。试述晶界对金属材料常温及高温力学性能的影响规律并分析其机理。 7.7. 晶界迁晶界迁移的驱动力及影响晶界运动的主要因素。移的驱动力及影响晶界运动的主要因素。 8.8. 共格共格、半共格及、半共格及非共格相界面非共格相界面结构及相界面结构对结构及相界面结构对合金组织合金组织形态形态及力学性能及力学性能的的影响。影响。 9.9. 从原子扩散及晶界运动观点出发， 试述强化高温金属结构材料可采取的主从原子扩散及晶界运动观点出发， 试述强化高温金属结构材料可采取的主要方法要方法 金属的塑性变形金属的塑性变形 、 滑移、滑移系滑移、滑移系、滑移线、滑移带、滑移线、滑移带、交滑移交滑移、多滑移、多滑移 、 分切应力与分切应力与临界分切应力临界分切应力、影响临界分切应力的主要因素影响临界分切应力的主要因素 、 比较比较滑移滑移与与孪晶塑性变形孪晶塑性变形的主要特点的主要特点 、 比较单晶与多晶金属塑性变形的特点比较单晶与多晶金属塑性变形的特点 、 何谓加工硬化、固溶强化、细晶强化与粒子强化（弥散强化、沉淀强何谓加工硬化、固溶强化、细晶强化与粒子强化（弥散强化、沉淀强化）？从位错理论出发简述其强化的微观机制。化）？从位错理论出发简述其强化的微观机制。 、 画出金属单晶体的典型加工硬化曲线，画出金属单晶体的典型加工硬化曲线，简述该曲线三个阶段的基本特征简述该曲线三个阶段的基本特征及其位错机制，分析晶体位相、晶体结构等因素对单晶体加工硬化曲线的影响。及其位错机制，分析晶体位相、晶体结构等因素对单晶体加工硬化曲线的影响。 、 简述金属塑性变形后的组织简述金属塑性变形后的组织特征特征与性能变化与性能变化 、 写出写出 HallHall- -PetchPetch 关系式。简述金属材料的细
