西安工業(yè)大學碩士材料科學基礎真題2009年

1、西安工業(yè)大學碩士材料科學基礎真題 2009 年（ 總分： 150.00 ，做題時間： 90 分鐘 ）一、B 名詞解釋 /B（ 總題數(shù)： 5，分數(shù)： 10.00）1. 晶帶軸定律（分數(shù)： 2.00 ） 正確答案： （）解析：所有平行于同一方向的晶面 （hkl） 構成一個晶帶，該方向 uvw 就稱為晶帶軸，則有 hu+kv+lw=0 ，這 就是晶帶軸定律。2. 非均勻形核（分數(shù)： 2.00 ） 正確答案： （） 解析：如果金屬熔體中存在著高熔點的固相夾雜物，晶胚有可能依附這些固相夾雜物的現(xiàn)成界面形核，這 種現(xiàn)象就稱為非均勻形核。3. 柯氏氣團（分數(shù)： 2.00 ） 正確答案： （） 解析：間隙原子

2、與位錯線進行彈性交互作用時，間隙原子將在位錯線附近聚集，形成小原子集團，稱為柯 氏氣團。4. 多系滑移（分數(shù)： 2.00 ） 正確答案： （） 解析：金屬晶體在一定方向受力時，可以使多個等同滑移系同時開動，這稱為多系滑移5. 動態(tài)再結晶（分數(shù)： 2.00 ） 正確答案： （） 解析：金屬材料在一定溫度下變形加工時，同時也發(fā)生再結晶，這種與形變同時發(fā)生的再結晶就稱為動態(tài) 再結晶。二、B 是非判斷題 /B（ 總題數(shù)： 5，分數(shù)： 20.00）6. 置換固溶體和間隙固溶體都有可能形成無限固溶體。（分數(shù)： 4.00 ）A. 正確B.錯誤 V解析：只有置換固溶體才有可能形成無限固溶體，而間隙固溶體只能形

3、成固溶度很小的有限固溶體。7. 密排六方結構是純金屬的基本晶體結構之一，也是布拉菲點陣中的一種。 （分數(shù)： 4.00 ）A. 正確B. 錯誤 V解析：密排六方結構是純金屬的基本晶體結構之一，但不是布拉菲點陣中的一種，它屬于布拉菲點陣中的 簡單六方結構。8. 位錯線的滑移和攀移都可以使金屬晶體在滑移面產生塑性變形。（分數(shù)： 4.00 ）A. 正確B.錯誤 V 解析：位于滑移面上的位錯線在切應力的作用下可以滑移，從而使金屬晶體在滑移面產生塑性變形；刃型 位錯在一定條件下可以沿垂直于滑移面的方向運動，刃型位錯的這種運動就稱為攀移。刃型位錯的攀移將 導致多余半原子面的擴大或縮小，與滑移面產生塑性變形無

4、關。9. 高溫萊氏體和室溫萊氏體都是鑄鐵中主要組成相，且其組織形貌完全相同。(分數(shù)： 4.00 )A. 正確B. 錯誤 V 解析：萊氏體不是組成相，而是由幾個相組成的組織組成物。高溫萊氏體和室溫萊氏體的組織形貌是不同 的，高溫萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，而室溫萊氏體中沒有奧氏體，由鐵素體，滲碳體和二次、三次滲 碳體組成。10. 形變織構是金屬材料塑性變形過程中產生的，它對金屬材料有著明顯的強化作用。 (分數(shù)： 4.00 )A. 正確B. 錯誤 V 解析：形變織構是金屬材料塑性變形過程中產生的，但會引起金屬材料力學性能和物理性能的明顯各向異 性，且對金屬材料沒有明顯的強化作用。三、B 計算題 /

5、B( 總題數(shù)： 1，分數(shù)： 20.00)11. 一個簡單立方晶系的雙晶，它們的滑移系原為100 < 100>，雙晶的取向及力軸的取向如圖 21-1所示(提示：晶界兩側的取向不同 )，試確定哪一個晶體首先開始滑移，所開動的具體滑移系是什么。(分數(shù)： 20.00 )正確答案： () 解析：這是一個雙晶體，不是單晶體。左邊晶體的取向可由方向 100 和0 所確定。含有這兩個方向的晶 面為(011) ，即施加在左邊晶體作用力的方向與 (011) 面垂直， 其方向為 011 。而施加在右邊晶體作用力的 方向與(010) 面垂直，其方向為 010 。 在簡單立方晶系中， (011) 面和滑移面

6、 (010)、(001) 以及滑移方向 010、001的夾角均為45°。左邊晶體作用力 b在滑移系上分力為 b sin45 ° cos45°，而右邊晶體作 用力b在滑移系上分力為0。因此，左邊晶體首先開始滑移，所開動的滑移系分別為：(001)010和(010)001 。四、B 完成下列各題 /B( 總題數(shù)： 1，分數(shù)： 30.00)設一長為200mm橫截面積為400mrh的金屬棒，上端固定，下端加以一個與長度方向平行且指向下方、大 小為98kN的力，如圖21-2所示。(分數(shù)： 30.00 )(1).試求出與力軸方向分別成0°、30°、45

7、76;以及9的各截面上的正應力和切應 力。(分數(shù)： 15.00 ) 正確答案： ()解析：與力軸方向分別成 0°、 30°、 45°以及 9 各截面上的正應力和切應力求解如下：設試樣的原始截面積為A。，與力軸方向分別成0。、30。、45°以及9后，試樣的截面積分別為A、A、A、A，而力F在這些截面的垂直分量分別為F1、F2、F3、F4，水平分量分別為R、P2、P%P4。則：與力軸方向成 0°時與力軸方向成 30°時與力軸方向成 45°時與力軸方向成9角時（2）.畫出切應力與 9 的關系曲線，并求出切應力為最大時的 9 為多少

8、。（分數(shù)： 15.00 ） 正確答案： （）解析：由上面的計算結果可見，切應力與 9 角的關系為 29 的正弦函數(shù)。顯然，當 9 為 45°時，切應力 達到最大值。根據這個關系式，很容易作出切應力與 9 的關系曲線。 （ 關系曲線省略 ）五、B 完成下列各題 /B（ 總題數(shù)： 4，分數(shù)： 40.00）12. 畫出 Fe-Fe3C 的平衡相圖，并填寫相區(qū)。 （分數(shù)： 10.00 ） 正確答案： （）解析：Fe-FesC平衡相圖略。該相圖由5個單相區(qū)（鐵素體F、奧氏體A、滲碳體F&C液相L及高溫鐵素體）、 7個兩相區(qū)（L+ 5、L+A、L+FesCC A+S、A+F、A+F6C和

9、 F+F&C）和三個等溫反應區(qū)（L+ 5 A LA+FesC iF+FesC） 組成。13. 說明相圖中各水平線上下的相區(qū)分布，并用相區(qū)接觸法則予以解釋。 （分數(shù)： 10.00 ） 正確答案： （）解析：Fe-Fe3C的平衡相圖中有三條水平線，分別代表三個三相等溫反應區(qū)。表面上看，三條水平線的兩側 都是和兩相區(qū)以線接觸的方式相鄰，好像不符合“相鄰相區(qū)的相數(shù)差為1”的相區(qū)接觸法則。然而，三條水平線實際上是三個等溫反應區(qū)，是三相區(qū)。于是，這就完全符合相區(qū)接觸法則了。14. 計算wC=0.20%的鐵-碳合金平衡冷卻到室溫時的相和組織的相對含量。（分數(shù)： 10.00 ） 正確答案： （）解析：

10、wC=0.20%的鐵-碳合金平衡冷卻到室溫時的相為鐵素體F和滲碳體FesC,其相對含量分別為wC=0.20%的鐵-碳合金平衡冷卻到室溫時的相為鐵素體F和珠光體P,其相對含量分別為15. 若上述合金要進行滲碳處理，請確定合適的滲碳溫度，并予以解釋。（分數(shù)： 10.00 ） 正確答案： （）解析：若上述合金要進行滲碳處理，合適的滲碳溫度應該是950C左右。這是因為在這個溫度范圍內，該合金處于單相奧氏體區(qū)。奧氏體中碳的最大質量分數(shù)可達2.11%，是鐵素體中最大碳質量分數(shù)的 100倍左右。在這個溫度范圍下，合金可以溶入更多的碳。而且，這時溫度很高，也有利于碳原子的擴散，有利于 滲碳過程的順利進行。六、

11、B 完成下列各題 /B（ 總題數(shù)： 2，分數(shù)： 30.00）16. 試分析在具有面心立方結構的金屬晶體中， 下列位錯反應能否進行， 說明反應前后的位錯各屬于什么類 型。能否在滑移面上運動。（分數(shù)： 15.00 ） 正確答案： （） 解析：首先分析該反應式的幾何條件： 反應前 和反應后完全一樣，滿足位錯反應的幾何條件。 再來分析 該反應式的能量條件： 反應前的能量 反應后的能量能量條件 可見，反應前位錯體系所具有的能量是反應 后位錯體系所具有能量的兩倍，符合能量減小的原則。因此，從位錯反應的幾何條件和能量條件來判斷， 該位錯反應是可以進行的。 反應前：是位于滑移面上的單位位錯，而是位于滑移面上的肖克萊不全位錯。 這兩者都可以在滑移面上運動，屬于可動位錯。 反應后的位錯柏氏矢量垂直于 (111) 面，屬于不可動的弗 蘭克不全位錯。17. 圖 21-3 為 V-Cr-C 三元系液相圖投影圖 (示意圖 )的一部分， 請列出所有四相平衡反應