2006西北工業(yè)大學(xué)考研題答案

1、一、簡答題（每題 10 分，共 50 分） 1. 試從結(jié)合鍵的角度，分析工程材料的分類及其特點。 答：金屬材料：主要以金屬鍵為主，大多數(shù)金屬強度和硬度較高，塑性較好。 陶瓷材料：以共價鍵和離子鍵為主，硬、脆，不易變形，熔點高。 高分子材料：分子內(nèi)部以共價鍵為主，分子間為分子鍵和氫鍵為主。 復(fù)合材料：是以上三中基本材料的人工復(fù)合物，結(jié)合鍵種類繁多。性能差異很大。 2. 位錯密度有哪幾種表征方式？ 答：有兩種方式：體密度，即單位體積內(nèi)的位錯線長度；面密度，即垂直穿過單位面積的位錯線根數(shù)。 3. 陶瓷晶體相可分為哪兩大類？有何共同特點？ 答：氧化物陶瓷和硅酸鹽陶瓷。特點： 1. 結(jié)合鍵主要是離子鍵，

2、含有一定比例的共價鍵； 2. 有確定的成分，可以用準確的分子式表達； 3. 具有典型的非金屬性質(zhì)。 4. 冷軋純銅板，如果要求保持較高強度，應(yīng)進行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時，又應(yīng)進行何種熱處理？ 答：保持較高強度則應(yīng)進行低溫退火，使其只發(fā)生回復(fù)，去除殘余應(yīng)力；要繼續(xù)冷變形則應(yīng)進行高溫退火，使其發(fā)生再結(jié)晶，以軟化組織。 5. 擴散激活能的物理意義為何？試比較置換擴散和間隙擴散的激活能的大小。 答：擴散激活能的物理意義是原子躍遷過程中必須克服周圍原子對其的阻礙，即必須克服勢壘。相比而言，間隙擴散的激活能較小。 二、作圖計算題（每題 15 分，共 60 分） 1. 已知碳在 Fe 中擴散時，

3、D 0 2.0 10 5 m 2 /s ， Q 1.4 10 5 J/mol 。當溫度由 927 上升到 1027 時，擴散系數(shù)變化了多少倍？（ R 8.314 J/(mol.K) ） 答： 2. 已知某低碳鋼 0 =64KPa ， K=393.7 ，若晶粒直徑為 50m ，該低碳鋼的屈服強度是多少？ 答：由霍爾配奇公式得： 3. 試計算 BCC 晶體最密排面的堆積密度。 答： BCC 密排面為 110 面，其面積為： 110 面上被原子占據(jù)的面積為（兩個原子）： 堆積密度： 4. 和 均位于 Fcc 鋁的 (111) 晶面上，因此理論上 和 的滑移均是可能的。 （ 1 ）畫出 (111) 晶

4、面及單位滑移矢量 和 。 （ 2 ）比較具有此二滑移矢量的位錯的能量。 答：（ 1 ） （ 2 ） 兩位錯位于同一滑移面，因此 G 相同，故： 三、綜合分析題（每題 20 分，共 40 分） 1. 試從晶界的結(jié)構(gòu)特征和能量特征分析晶界的特點。 答：晶界結(jié)構(gòu)特征：原子排列比較混亂，含有大量缺陷。 晶界能量特征：原子的能量較晶粒內(nèi)部高，活動能量強。 晶界特征： 晶界畸變晶界能向低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化晶粒長大、晶界變直晶界面積減小 阻礙位錯運動 b 細晶強化 位錯、空位等缺陷多晶界擴散速度高 晶界能量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜容易滿足固態(tài)相變的條件固態(tài)相變首先發(fā)生地 化學(xué)穩(wěn)定性差晶界容易受腐蝕 微量元素、雜質(zhì)富集 2. 試分析冷塑性變形對合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。 答： 組織結(jié)構(gòu)：（ 1 ）形成纖維組織：晶粒沿變形方向被拉長；（ 2 ）形成位錯胞；（ 3 ）晶粒轉(zhuǎn)動形成變形織構(gòu)。 力學(xué)性能：位錯密度增大，位錯相互纏繞，運動阻力增大，造成加工硬化。 物理化學(xué)性能：其變化復(fù)雜，主要對導(dǎo)電，導(dǎo)熱，化學(xué)活性，化學(xué)電位等有影響。 體系能量：包括兩部分：（ 1 ）因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點陣畸變，使畸變能增大；（ 2 ）因晶粒間變形不均勻和工件各部分變形不