北京工业大学2013——2014学年第1 学期
《材料科学基础（金属）》考试试卷A卷
考试说明：考试时间95分钟，闭卷，考试工具：笔，计算器
承诺：
本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。

若有违反，愿接受相应的处分。

承诺人：学号：班号：。

注：本试卷共 4 大题，共 7 页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸和草稿纸。

一、名词解释（每题2分，共20分）
1．临界变形度2．交滑移3．稳态扩散4．储存能5．索氏体6．晶界偏析7．时效8．调幅分解9．惯习面10．形状记忆效应
二、填空（每空0.5分，共10分）
1.晶体表层结构与内部结构的主要不同包括：（1）和（2）。

2.发生在固体表面的吸附可分为（3）和（4）两种类型。

3.钢中马氏体转变产物主要有（5）和（6）两种组织形态。

4.多晶结构金属材料的晶粒越细小，其强度（7），塑性、韧性（8）。

5.面心立方晶格金属中最主要的不全位错有（9）和（10）不全位错。

6.晶体材料中的体扩散主要有三种机制，即（11）扩散、（12）扩
散、（13）扩散。

7.再结晶完成后晶粒长大可分为（14）晶粒长大和（15）晶粒
长大。

8.小角度晶界中对称倾转晶界由（16）构成，扭转晶界由（17）
构成。

9.金属材料高于再结晶温度的变形叫（18）变形，再结晶度以下进
行的变形叫（19）变形。

10.若相变时，Gα＝Gβ，μαi=μβi，并且自由焓的一阶偏导数也相等，
但自由焓的二阶偏导数不相等，这种相变称为（20）。

三、判断题（每题1分，共10分）
1.以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迁移总是向着晶
界曲率中心方向。

（）
2.晶体中刃型位错的位错线一定为直线。

（）
3.产生单位体积新相应变能大小与新相的几何形状有关，球状应变
能最高，针状其次，片状应变能最低。

（）
4.扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低
的地方扩散。

（）
5.由于以置换方式溶入的溶质原子半径大于以间隙方式溶入的溶质
原子半径，所以置换溶入的溶质原子可以产生更大的固溶强化效果。

（）
6.非扩散相变中，相变原子没有产生任何运动。

（）
7.当新相与母相界面结构为共格或半共格时，新相与母相间必存在
一定的晶体学取相关系。

（）
8.通过加快母相奥氏体冷却速度，可以使其全部转变为马氏体组织。

（）
9.通过在固溶体基体弥散均匀分布细小第二相颗粒，可同时提高材
料的强度和塑性、韧性。

（）
10.金属晶体滑移系数量越多，其塑性变形能力越强。

（）
四、问答题（共60分）
1. 说明冷加工对变形金属材料显微组织、结构及机械性能的影响。

（10分）
2. （1）说明通过时效处理产生强化的原因。

（2）实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法？为什么？（12分）
3. 冷变形纯铁加热进行再结晶处理，再结晶刚完成时晶粒平均直径为0.016mm ，其σs =250MN/m 2。

继续保温16.5min 后σs 降至150MN/m 2。

试问再保温多长时间可使σs 降至100MN/m 2。

已知
金属恒温下的晶粒长大服从关系式： 其中D 为晶粒平均直径;t 为保温时间；对于纯铁K=0.0001mm 2/min （12分）
4. 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表面向内部扩散的热处理方法。

分析说明：（1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？（2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在γ-Fe 中的扩散温度由927℃提高到1027℃，扩散系数将增加几倍？（已知碳在γ-Fe 中的扩散常数D 0=2.0×10-5m 2/s ，扩散激活能Q=140×103J/mol ）（12分）
5. （1）钢中马氏体转变的主要特征有哪些？（2）说明板条马氏体的亚结构特征。

（3）其性能特点及产生原因。

（14分）
2202t D D Kt
-=
答题纸姓名：学号：
答题纸姓名：学号：
答题纸姓名：学号：
草稿纸姓名：学号：。