近三年材料科學(xué)基礎(chǔ)試題

1、西北工業(yè)大學(xué)2011年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（A卷） 試題編號(hào)：832說(shuō) 明：所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè)一、 簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1. 請(qǐng)從原子排列、彈性應(yīng)力場(chǎng)、滑移性質(zhì)、柏氏矢量等方面對(duì)比刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)的主要特征。2. 何謂金屬材料的加工硬化？如何解決加工硬化對(duì)后續(xù)冷加工帶來(lái)的困難？3. 什么是離異共晶？如何形成的？4. 形成無(wú)限固溶體的條件是什么？簡(jiǎn)述原因。5. 兩個(gè)尺寸相同、形狀相同的銅鎳合金鑄件，一個(gè)含90%Ni，另一個(gè)含50%Ni，鑄造后自然冷卻，問(wèn)哪個(gè)鑄件的偏析嚴(yán)重？為什么？二、 作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）1、 寫出1

2、12晶面族的等價(jià)晶面。2、 請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行：3、 已知某晶體在500時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問(wèn)該晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)a0.0539，波耳滋曼常數(shù)K1.381×10-23 J / K）4、 單晶銅拉伸，已知拉力軸的方向?yàn)?01，=106 Pa，求(111)面上柏氏矢量的螺位錯(cuò)線上所受的力（）三、 綜合分析題（共40分）1. 經(jīng)冷加工的金屬微觀組織變化如圖a所示，隨溫度升高，并在某一溫度下保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)發(fā)生圖b-d的變化，請(qǐng)分析四個(gè)階段微觀組織、體系能量和宏觀性能變化的機(jī)理和原因。2. 根據(jù)Ag-Cd二元相圖：1) 當(dāng)溫度為736、

3、590、440和230時(shí)分別會(huì)發(fā)生什么樣的三相平衡反應(yīng)？寫出反應(yīng)式。2) 分析Ag-56%Cd合金的平衡凝固過(guò)程，繪出冷卻曲線，標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)。3) 分析Ag-95%Cd合金的平衡凝固與較快速冷卻時(shí)，室溫組織會(huì)有什么差別，并討論其原因。西北工業(yè)大學(xué)2011年碩士研究生入學(xué)考試試題參考答案 試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（A卷） 試題編號(hào)：832說(shuō) 明：所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁(yè) 共 7 頁(yè)四、 簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）6. 請(qǐng)從原子排列、彈性應(yīng)力場(chǎng)、滑移性質(zhì)、柏氏矢量等方面對(duì)比刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)的主要特征。答：刃型位錯(cuò)：1) 1晶體中有一個(gè)額外原子面，形如刀刃插入晶體2) 2刃位錯(cuò)引

4、起的應(yīng)力場(chǎng)既有正應(yīng)力又有切應(yīng)力。3) 3位錯(cuò)線可以是折線或曲線, 但位錯(cuò)線必與滑移（矢量）方向垂直4) 4滑移面惟一5) 5位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向平行（一致）6) 6位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直螺型位錯(cuò)：1) 1上下兩層原子發(fā)生錯(cuò)排，錯(cuò)排區(qū)原子依次連接呈螺旋狀2) 2螺位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)為純切應(yīng)力場(chǎng)3) 3螺型位錯(cuò)與晶體滑移方向平行，故位錯(cuò)線一定是直線4) 4螺型位錯(cuò)的滑移面是不惟一；5) 5位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向相互垂直。6) 6位錯(cuò)線與柏氏矢量平行7. 何謂金屬材料的加工硬化？如何解決加工硬化對(duì)后續(xù)冷加工帶來(lái)的困難？答：隨變形量增大，強(qiáng)度硬度升高，塑形下降的現(xiàn)象。軟化方法是再結(jié)晶退火。8.

5、 什么是離異共晶？如何形成的？答：在共晶水平線的兩個(gè)端部附近，由于共晶量少，領(lǐng)先相相依附在初生相上，另一相獨(dú)立存在于晶界，在組織學(xué)上失去共晶體特點(diǎn)，稱為離異共晶。有時(shí)，也將端部以外附近的合金，在非平衡凝固時(shí)得到的少量共晶，稱為離異共晶。9. 形成無(wú)限固溶體的條件是什么？簡(jiǎn)述原因。答：只有置換固溶體才可能形成無(wú)限固溶體。且兩組元需具有相同的晶體結(jié)構(gòu)、相近的原子半徑、相近的電負(fù)性、較低的電子濃度。原因：溶質(zhì)原子取代了溶劑原子的位置，晶格畸變較小，晶格畸變?cè)叫。芰吭降?。電?fù)性相近不易形成化合物。電子濃度低有利于溶質(zhì)原子溶入。10. 兩個(gè)尺寸相同、形狀相同的銅鎳合金鑄件，一個(gè)含90%Ni，另一個(gè)含5

6、0%Ni，鑄造后自然冷卻，問(wèn)哪個(gè)鑄件的偏析嚴(yán)重？為什么？答：50%Ni的偏析嚴(yán)重，因?yàn)橐汗滔嗑€差別大，說(shuō)明液固相成分差別大，冷速較快不容易達(dá)到成分均勻化。五、 作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）1、 寫出112晶面族的等價(jià)晶面。答：2、 請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行：答：幾何條件： ，滿足幾何條件能量條件： 不滿足能量條件，反應(yīng)不能進(jìn)行。3、 已知某晶體在500時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問(wèn)該晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)A0.0539，波耳滋曼常數(shù)K1.381×10-23 J / K）答：4、 單晶銅拉伸，已知拉力軸的方向?yàn)?01，=106 Pa，求(111)

7、面上柏氏矢量的螺位錯(cuò)線上所受的力（）答：外力在(111)上的分切應(yīng)力為：作用在位錯(cuò)線上的力為：六、 綜合分析題（共40分）3. 經(jīng)冷加工的金屬微觀組織變化如圖a所示，隨溫度升高，并在某一溫度下保溫足夠長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)發(fā)生圖b-d的變化，請(qǐng)分析四個(gè)階段微觀組織、體系能量和宏觀性能變化的機(jī)理和原因。答：圖a：晶粒拉長(zhǎng)，缺陷數(shù)量增大形成位錯(cuò)亞結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生變形織構(gòu)；存儲(chǔ)能升高；位錯(cuò)纏結(jié)導(dǎo)致加工硬化，強(qiáng)度硬度升高，塑形下降，組織取向明顯導(dǎo)致各向異性。圖b：回復(fù)。晶?；静蛔?，位錯(cuò)發(fā)生滑移、攀移等，位錯(cuò)重排，數(shù)量略有減少，空位大量減少。內(nèi)應(yīng)力得到消除。加工硬化基本保留。圖c：再結(jié)晶。形成新的無(wú)畸變新晶粒。存儲(chǔ)能

8、全部釋放，變形產(chǎn)生的點(diǎn)陣畸變消除。加工硬化消除，力學(xué)性能基本恢復(fù)到冷變形前的水平。圖d：晶粒長(zhǎng)大。晶粒粗化。體系能量因界面能的下降而下降。強(qiáng)度下降，塑形也下降。4. 根據(jù)Ag-Cd二元相圖：1) 當(dāng)溫度為736、590、440和230時(shí)分別會(huì)發(fā)生什么樣的三相平衡反應(yīng)？寫出反應(yīng)式。2) 分析Ag-56%Cd合金的平衡凝固過(guò)程，繪出冷卻曲線，標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)。3) 分析Ag-95%Cd合金的平衡凝固與較快速冷卻時(shí)，室溫下組織組成會(huì)有什么變化，并討論其原因。答：736：包晶反應(yīng)，L+Ag 590：包晶反應(yīng)，L+ 440：共析反應(yīng)，Ag+ 230：共析反應(yīng)， 2）LLL+3）Ag-95%Cd合金的

9、平衡凝固到室溫：Cd包II較快速冷卻到室溫：初Cd包II，且II相數(shù)量相對(duì)較少，尺寸相對(duì)細(xì)小。原因：快速冷卻時(shí)，由于固態(tài)中擴(kuò)散較慢，使本應(yīng)該在包晶反應(yīng)中消失的初有剩余，既產(chǎn)生包晶轉(zhuǎn)變不完全。另外，由于冷速快，使得II相變得細(xì)小，析出數(shù)量減少。西北工業(yè)大學(xué) 2010年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（A卷） 試題編號(hào)：832 說(shuō) 明：所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè) 一、          簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1.   

10、0;   請(qǐng)解釋-Fe與-Fe溶解碳原子能力差異的原因。2.       請(qǐng)簡(jiǎn)述位向差與晶界能的關(guān)系，并解釋原因？3.       請(qǐng)簡(jiǎn)述在固態(tài)條件下，晶體缺陷、固溶體類型對(duì)溶質(zhì)原子擴(kuò)散的影響。4.       請(qǐng)分析、解釋在正溫度梯度下凝固，為什么純金屬以平面狀生長(zhǎng)，而固溶體合金卻往往以樹枝狀長(zhǎng)大？5.       鐵碳合金中可能出現(xiàn)的

11、滲碳體有哪幾種？它們的成分有何不同？平衡結(jié)晶后是什么樣的形態(tài)？  二、          作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）1.       寫出附圖的簡(jiǎn)單立方晶體中ED、CF的晶向指數(shù)和ACH、FGD的晶面指數(shù)，并求ACH晶面的晶面間距，以及FGD與ABCD兩晶面之間的夾角。（注：G、H點(diǎn)為二等分點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為三等分點(diǎn)）   2.      

12、; 請(qǐng)判斷圖示中和兩位錯(cuò)各段的類型，以及兩位錯(cuò)所含拐折（bc、de和hi、jk）的性質(zhì)？若圖示滑移面為fcc晶體的（111）面，在切應(yīng)力的作用下，兩位錯(cuò)將如何運(yùn)動(dòng)？（繪圖表示）  3.       某合金的再結(jié)晶激活能為250KJ/mol，該合金在400完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，請(qǐng)問(wèn)在390下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間。（氣體常數(shù)R=8.314L/mol·K） 4.       請(qǐng)分別繪出fcc和bcc晶體中的最短單位位錯(cuò)，并比較二者哪一個(gè)引起

13、的畸變較大。  三、          綜合分析題（共40分）1、      請(qǐng)分析對(duì)工業(yè)純鋁、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用的強(qiáng)化機(jī)制，并闡述機(jī)理。（15分）       2、      請(qǐng)根據(jù)Cu-Zn相圖回答下列問(wèn)題：(25分)1)      若在500下

14、，將一純銅試樣長(zhǎng)期置于鋅液中，請(qǐng)繪出擴(kuò)散后從表面至內(nèi)部沿深度方向的相分布和對(duì)應(yīng)的濃度分布曲線。2)      請(qǐng)分析902、834、700、598、558各水平線的相變反應(yīng)類型，及其反應(yīng)式。3)      請(qǐng)繪出Cu-75%Zn合金的平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)或相組成。4)      請(qǐng)計(jì)算Cu-75%Zn合金平衡結(jié)晶至200時(shí)的相組成含量。    2010年碩士研究生入學(xué)考試試題 參考答案 

15、0; 一、          簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1.       請(qǐng)解釋-Fe與-Fe溶解碳原子能力差異的原因。答：-Fe為體心立方晶體，其八面體間隙為扁八面體，相比而言四面體間隙較大；-Fe為面心立方，其八面體間隙大。體心立方的四面體間隙比面心立方的八面體間隙小很多，因此溶解小原子的能力小很多。 2.       請(qǐng)簡(jiǎn)述位向差與晶界能的關(guān)系，并解釋原因？

16、答：位向差越大晶界能越高；隨位向差增大，晶界能先快速增大，后逐漸趨于穩(wěn)定。原因：位向差越大，缺陷越多（小角晶界位錯(cuò)密度越大），畸變?cè)絿?yán)重，因此能量越高。 3.       請(qǐng)簡(jiǎn)述在固態(tài)條件下，晶體缺陷、固溶體類型對(duì)溶質(zhì)原子擴(kuò)散的影響。答：晶體缺陷處的原子具有較高能量，且原子排列比較雜亂，有利于擴(kuò)散。間隙原子擴(kuò)散激活能比置換原子擴(kuò)散激活能低，因此間隙原子擴(kuò)散速度高。 4.       請(qǐng)分析解釋在正溫度梯度下凝固，為什么純金屬以平面狀方式生長(zhǎng)，而固溶體合金卻

17、往往以樹枝晶方式長(zhǎng)大？答：正溫度梯度下，純金屬的液固界面是等溫的，小突起處的過(guò)冷度小，生長(zhǎng)受到抑制，因此液固界面保持平直，以平面狀生長(zhǎng)。固溶體合金由于溶質(zhì)原子再分配，產(chǎn)生成分過(guò)冷，液固界面處的小突起將獲得更大過(guò)冷度，因此以樹枝狀生長(zhǎng)。5.       鐵碳合金中可能出現(xiàn)的滲碳體有哪幾種？它們的成分有何不同？平衡結(jié)晶后是什么樣的形態(tài)？答：一次滲碳體（規(guī)則的、粗大條狀）、共晶滲碳體（萊氏體的連續(xù)基體）、二次滲碳體（沿奧氏體晶界分布，量多時(shí)為連續(xù)網(wǎng)狀，量少時(shí)是不連續(xù)網(wǎng)狀）、共析滲碳體（層片狀）、三次滲碳體（鐵素體晶界處）。它們成分沒有區(qū)別。

18、   二、          作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）1.       寫出附圖的簡(jiǎn)單立方晶體中ED、CF的晶向指數(shù)和ACH、FGD的晶面指數(shù)，并求ACH晶面的晶面間距，以及FGD與ABCD兩晶面之間的夾角。（注：G、H點(diǎn)為二等分點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為三等分點(diǎn)）答：ED：，CF：ACH：，F(xiàn)Gd：ACH的晶面間距：FGD與ABCD之間的夾角：    2.  &

19、#160;    請(qǐng)判斷圖示中和兩位錯(cuò)各段的類型，以及兩位錯(cuò)所含拐折（bc、de和hi、jk）的性質(zhì)？若圖示滑移面為fcc晶體的（111）面，在切應(yīng)力的作用下，兩位錯(cuò)將如何運(yùn)動(dòng)？（繪圖表示）   答：ab：螺位錯(cuò)；bc：刃位錯(cuò)；cd：螺位錯(cuò)；de：刃位錯(cuò)；ef：螺位錯(cuò)gh：螺位錯(cuò)；hi：刃位錯(cuò)；ij：螺位錯(cuò)；jk：刃位錯(cuò)；kl：螺位錯(cuò)bc、de為扭折，hi、jk為割階運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)為直線，上的h、i、j、k為固定點(diǎn)，形成位錯(cuò)源 3.       某合金的再結(jié)晶激活能為250KJ/

20、mol，該合金在400完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，請(qǐng)問(wèn)在390下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間。（氣體常數(shù)R=8.314L/mol·K）答：所以t21.96小時(shí) 4.       請(qǐng)分別繪出fcc和bcc晶體中的最短單位位錯(cuò)，并比較二者哪一個(gè)引起的畸變較大。答：BCC晶體中為：（1分），F(xiàn)CC晶體中為：                     

21、0;故：FCC中的b2引起的畸變較小。    bcc：                  fcc：  三、          綜合分析題（共40分）1、      請(qǐng)分析對(duì)工業(yè)純鋁、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用

22、的強(qiáng)化機(jī)制，并解釋機(jī)理。（15分）答：工業(yè)純鋁：細(xì)晶強(qiáng)化利用晶界和位向差對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化；加工硬化利用冷變形后纏結(jié)位錯(cuò)之間的相互作用進(jìn)行強(qiáng)化。 Fe-0.2%C：固溶強(qiáng)化利用碳原子引起鐵的晶格畸變對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。加工硬化同上細(xì)晶強(qiáng)化同上沉淀強(qiáng)化利用碳化物對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。 Al-5%Cu：沉淀強(qiáng)化（時(shí)效強(qiáng)化）利用沉淀相對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。加工硬化同上細(xì)晶強(qiáng)化同上  2、      請(qǐng)根據(jù)Cu-Zn相圖回答下列問(wèn)題：(25分)1)  

23、60;   若在500下，將一純銅試樣長(zhǎng)期置于鋅液中，請(qǐng)繪出擴(kuò)散后從銅棒表面至內(nèi)部沿深度方向的相分布和對(duì)應(yīng)的濃度分布曲線。2)      請(qǐng)分析902、834、700、598、558的相變反應(yīng)類型，并寫出反應(yīng)式。3)      請(qǐng)繪出Cu-75%Zn合金的平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)或相組成。4)      請(qǐng)計(jì)算Cu-75%Zn合金平衡結(jié)晶至200時(shí)的相組成含量。     

24、;  902：包晶 L+834：包晶L+700：包晶L+598：包晶L+558：共析+   西北工業(yè)大學(xué)2009年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（B卷） 試題編號(hào)：832 說(shuō) 明：所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁(yè) 共 3 頁(yè)1. <!endif> 簡(jiǎn)答題（每題10分，共60分） 1. 在位錯(cuò)發(fā)生滑移時(shí)，請(qǐng)分析刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)和混合位錯(cuò)的位錯(cuò)線l與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力與位錯(cuò)線l之間的夾角關(guān)系，及位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向。（請(qǐng)繪表格作答，答案務(wù)必寫在答題冊(cè)上） 混合位錯(cuò)螺位錯(cuò)刃位錯(cuò)位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向與 l

25、與 bb 與 l類型2. 什么是置換固溶體？影響置換固溶體溶解度的因素有哪些？形成無(wú)限固溶體的條件是什么？ 3. 置換擴(kuò)散與間隙擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)有何不同？在擴(kuò)散偶中，如果是間隙擴(kuò)散，是否會(huì)發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)？為什么？ 4. 在室溫下對(duì)鐵板（其熔點(diǎn)為 1538 ）和錫板（其熔點(diǎn)為 232 ），分別進(jìn)行來(lái)回彎折，隨著彎折的進(jìn)行，各會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ 5. 何為固溶強(qiáng)化？請(qǐng)簡(jiǎn)述其強(qiáng)化機(jī)制。 6. 請(qǐng)比較二元共晶轉(zhuǎn)變與包晶轉(zhuǎn)變的異同。 二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分） 1. 請(qǐng)比較FCC晶體中 和 兩位錯(cuò)的畸變能哪個(gè)較大。 2. 面心立方晶體沿001方向拉伸，可能有幾個(gè)滑移系開動(dòng)？請(qǐng)寫出各滑移

26、系指數(shù)，并分別繪圖示之。 3. 在Al單晶中，（111）面上有一位錯(cuò) ， 面上另一位錯(cuò) 。若兩位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)繪出新位錯(cuò)，并判斷其性質(zhì)。 4. 請(qǐng)分別寫出立方晶系中110和100晶面族包括的晶面。 1) 綜合分析題（每題25分，共50分） 1. 請(qǐng)分析影響回復(fù)和再結(jié)晶的因素各有哪些，以及影響因素的異同，并請(qǐng)分析其原因。 2335  2. 附圖為Ti-Al二元合金相圖： 1） 請(qǐng)分析并分別寫出1285、1125和665三個(gè)恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式，以及882時(shí)發(fā)生兩相恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式。 2） 請(qǐng)繪出w31%合金平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并注明各階段的主要相變反應(yīng)。 3） 請(qǐng)分析500時(shí)，

27、w31%的合金平衡結(jié)晶的相組成物和組織組成物，并計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 （注：1125時(shí)，waTi27%，w Ti3Al26%，w TiAl35%；500時(shí)，w Ti3Al23%，w TiAl35%） 2009年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案 七、 簡(jiǎn)答題（每題10分，共60分） 1. 在位錯(cuò)發(fā)生滑移時(shí)，請(qǐng)分析刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)和混合位錯(cuò)的位錯(cuò)線l與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力與位錯(cuò)線l之間的夾角關(guān)系，及位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向。（請(qǐng)繪表格作答，答案務(wù)必寫在答題冊(cè)上） 答： 一定角度 / 法線 一定角度 / / 法線 / / 法線 位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向 與 l 與 b b 與 l 2. 什么是

28、置換固溶體？影響置換固溶體溶解度的因素有哪些？形成無(wú)限固溶體的條件是什么？ 答：溶質(zhì)原子取代溶劑原子，并保持溶劑結(jié)構(gòu)的合金相稱為置換固溶體。 影響因素有：1）原子尺寸；2）晶體結(jié)構(gòu)；3）電負(fù)性；4）電子濃度 兩組元晶體結(jié)構(gòu)相同是形成無(wú)限固溶體的必要條件。 3. 置換擴(kuò)散與間隙擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)有何不同？在擴(kuò)散偶中，如果是間隙擴(kuò)散，是否會(huì)發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)？為什么？ 答：間隙擴(kuò)散系數(shù)與空位濃度無(wú)關(guān)，而置換擴(kuò)散系數(shù)與空位濃度有關(guān)（可用公式表示）。一般地，間隙擴(kuò)散系數(shù)大于置換擴(kuò)散系數(shù)。 不會(huì)發(fā)生。因?yàn)殚g隙擴(kuò)散中考慮間隙原子定向流動(dòng)，未考慮置換互溶式擴(kuò)散。 4. 在室溫下對(duì)鐵板（其熔點(diǎn)為 1538 ）和錫板

29、（其熔點(diǎn)為 232 ），分別進(jìn)行來(lái)回彎折，隨著彎折的進(jìn)行，各會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ 答：根據(jù)T再（0.350.45）Tm可知 Fe在室溫下加工為冷加工，Sn在室溫下加工為熱加工 因此隨著彎曲的進(jìn)行，鐵板發(fā)生加工硬化，繼續(xù)變形，導(dǎo)致鐵板斷裂 Sn板屬于熱加工，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，彎曲可不斷進(jìn)行下去 5. 何為固溶強(qiáng)化？請(qǐng)簡(jiǎn)述其強(qiáng)化機(jī)制。 答：固溶強(qiáng)化就是溶質(zhì)原子阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使合金強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。 主要機(jī)制包括：1）柯氏氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子的彈性應(yīng)力場(chǎng)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；2）玲木氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子降低基體層錯(cuò)能，使位錯(cuò)分解為擴(kuò)展位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)交滑移或攀移；3）電交互作用，即帶電溶質(zhì)原子與位錯(cuò)形成靜電交互作

30、用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。 6. 請(qǐng)比較二元共晶轉(zhuǎn)變與包晶轉(zhuǎn)變的異同。 答：相同點(diǎn)：恒溫、恒成分轉(zhuǎn)變；相圖上均為水平線。 不同點(diǎn)：共晶為分解型反應(yīng)，包晶為合成型反應(yīng)；共晶線全是固相線，包晶線只有部分是固相線；共晶三角在水平線上，包晶三角在水平線下。 二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分） 4. 請(qǐng)比較FCC晶體中 和 兩位錯(cuò)的畸變能哪個(gè)較大。 答： 故：b1的畸變能較小。 5. 面心立方晶體沿001方向拉伸，可能有幾個(gè)滑移系開動(dòng)？請(qǐng)寫出各滑移系指數(shù)，并分別繪圖示之。 答：共12個(gè)滑移系，其中可能開動(dòng)的有8個(gè)。分別是： 、 、 、 、 6. 在Al單晶中，（111）面上有一位錯(cuò) ， 面上另一位錯(cuò) 。若兩

31、位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)繪出新位錯(cuò)，并判斷其性質(zhì)。 b1b2b'2b3答：新位錯(cuò)為 。 位錯(cuò)線為（111）面與 面的交線 。 兩者垂直，因此是刃型位錯(cuò)。 4. 請(qǐng)分別寫出立方晶系中110和100晶面族包括的晶面。 答： 1) 綜合分析題（每題25分，共50分） 1. 請(qǐng)分析影響回復(fù)和再結(jié)晶的因素各有哪些，以及影響因素的異同，并請(qǐng)分析其原因。 回復(fù) 再結(jié)晶 原因 溫度（升） 促進(jìn) 促進(jìn) 促進(jìn)原子擴(kuò)散 冷變形量（增） 促進(jìn) 促進(jìn) 提供驅(qū)動(dòng)力 溶質(zhì)原子 阻礙 阻礙 阻礙位錯(cuò)和晶界的運(yùn)動(dòng) 第二相粒子 促進(jìn) 促進(jìn)或阻礙 即可能提高驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)阻礙位錯(cuò)和晶界運(yùn)動(dòng) 原始晶粒（細(xì)?。?促進(jìn) 促進(jìn) 增大再結(jié)晶驅(qū)

32、動(dòng)力 晶粒位向 無(wú)影響 無(wú)影響 熱蝕溝 無(wú)影響 一般無(wú)影響 尚未形成熱蝕溝 2. 附圖為Ti-Al二元合金相圖： 4） 請(qǐng)分析并分別寫出1285、1125和665三個(gè)恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式，以及882時(shí)發(fā)生兩相恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式。 5） 請(qǐng)繪出w31%合金平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并注明各階段的主要相變反應(yīng)。 6） 請(qǐng)分析500時(shí)，w31%的合金平衡結(jié)晶的相組成物和組織組成物，并計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 （注：1125時(shí)，waTi27%，w Ti3Al26%，w TiAl35%；500時(shí)，w Ti3Al23%，w TiAl35%） 答： 1）1285：包析反應(yīng)，TiTiAlaTi 1125：共析反應(yīng)，aTiTi3AlTiAl 665： 包晶反應(yīng)，L+TiAl3Al 882： 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，TiaTi LLTi Ti TiTiAl TiTiAlaTiTiaTiaTiaTiTiAl aTiTi3AlTiAlTi3AlTiAl相組成：Ti3Al、TiAl 組織組成：TiAl、（Ti3AlTiAl）共 23 35 八、  &