北科1995-2012材料科學(xué)基礎(chǔ)考研試題及答案

1、北 京 科 技 大 學(xué)1995年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題考試科目: 金屬學(xué)適用專業(yè): 金屬塑性加工說明:統(tǒng)考生做110題，單考生做17題和在813題中任選3題。每題10分。1、什么是固溶體？固溶體可以分為幾種？并說明其各自的結(jié)晶特點(diǎn)。2、計(jì)算含0.45%C的亞共析鋼在共析溫度時(shí)鐵素體和奧氏體兩相的相對數(shù)量，在這一溫度下鐵素體和珠光體的相對數(shù)量又是多少？3、用擴(kuò)散理論來說明高溫條件下鋼的氧化過程。4、畫出鐵碳平衡相圖中的包晶反應(yīng)部分的相圖，并給出包晶反應(yīng)表達(dá)式。5、說明鋼中非金屬夾雜物的來源及其種類。6、說明鋼的完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、和低溫退火的工藝特點(diǎn)及它們的作用。7、說

2、明軸承鋼的碳化物類型及形成原因。8、畫圖說明鋼的高溫和低溫形變熱處理的工藝特點(diǎn)。9、從下列元素中指出哪些元素是擴(kuò)大奧氏體區(qū)域的？哪些元素是縮小奧氏體區(qū)域的？CSiTiCrMoNiCuN10、冷變形金屬加熱發(fā)生低溫、中溫和高溫回復(fù)時(shí)晶體內(nèi)部發(fā)生什么變化？11、繪出立方系中110晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。12、說明共析鋼加熱時(shí)奧氏體形成的過程，并畫圖表示。13、合金鋼中主要的合金相有幾種類型？北 京 科 技 大 學(xué)1999年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題考試科目: 金屬學(xué)適用專業(yè): 金屬塑性加工1、名詞解釋:（10分）（1）點(diǎn)陣畸變 （2）組成過冷 （3）再結(jié)晶溫

3、度（4）滑移和孿生 （5）慣習(xí)現(xiàn)象2、說明面心立方、體心立方、密排六方（c/a1.633）三種晶體結(jié)構(gòu)形成的最密排面，最密排方向和致密度。（10分）3、在形變過程中，位錯(cuò)增殖的機(jī)理是什么？（10分）4、簡述低碳鋼熱加工后形成帶狀組織的原因，以及相變時(shí)增大冷卻度速度可避免帶狀組織產(chǎn)生的原因。（10分）5、簡要描述含碳量0.25%的鋼從液態(tài)緩慢冷卻至室溫的相變過程（包括相變轉(zhuǎn)換和成分轉(zhuǎn)換）。（10分）6、選答題（二選一，10分）（1）鑄錠中區(qū)域偏析有哪幾種？試分析其原因，并提出消除區(qū)域偏析的措施。（2）固溶體結(jié)晶的一般特點(diǎn)是什么？簡要描述固溶體非平衡態(tài)結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生顯微偏析的原因，說明消除顯微偏析的方

4、法。7、簡述金屬或合金冷塑性變形后，其結(jié)構(gòu)、組織和性能的變化。（10分）8、簡述經(jīng)冷變形的金屬或合金在退火時(shí)其顯微組織，儲(chǔ)存能和性能的變化規(guī)律。（10分）9、選答題（二選一，10分）（1）為了提高Al-4.5%Cu合金的綜合力學(xué)性能，采用了如下熱處理工藝制度，在熔鹽浴中505保溫30分鐘后，在水中淬火，然后在190下保溫24小時(shí)，試分析其原因以及整個(gè)過程中顯微組織的變化過程。（2）什么叫固溶體的脫溶？說明連續(xù)脫溶和不連續(xù)脫溶在脫溶過程中母相成分變化的特點(diǎn)。 10、簡述固溶強(qiáng)化，形變強(qiáng)化，細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化的強(qiáng)化機(jī)理。（10分）11、簡述影響再結(jié)晶晶粒大小的因素有哪些？并說明其影響的基本規(guī)律。（

5、10分）12、畫出鐵碳相圖，并寫出其中包晶反應(yīng)，共晶反應(yīng)和共析反應(yīng)的反應(yīng)式。（10分）13、選做題（二選一，10分）（1）如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件中晶粒大小，并分析原因。a.水冷模澆鑄和砂模澆鑄 b.低過熱度澆鑄和高過熱澆鑄c.電磁攪拌和無電磁攪拌 d.加入，不加入Al-Ti-B鉛合金。（2）什么叫形變織構(gòu)？什么叫再結(jié)晶織構(gòu)？簡要說明形變織構(gòu)，再結(jié)晶織構(gòu)的形成機(jī)理。北 京 科 技 大 學(xué)2000年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題考試科目: 金屬學(xué)適用專業(yè): 金屬塑性加工1.名詞解釋（10分）1相界面 2相律 3過渡相 菲克第一定律 退火織構(gòu)2.什么是固溶體？在單相合金中，影響合金

6、元素的固溶度的因素有哪些？固溶體與組成固溶體的純金屬相比有什么特點(diǎn)？（10分）3.什么叫晶界？簡述小角度晶界和大角度晶界的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。（10分）4.為什么固體相變比液態(tài)相變所需要的過冷度要大？固體相變形核時(shí)有何特點(diǎn)？（10分）5.鑄錠的低倍組織由外向里可分為哪幾個(gè)區(qū)域？簡述各個(gè)區(qū)域組織形成原因。（10分）6.什么叫孿生？什么叫滑移？對面心立方晶體而言，它們之間的區(qū)別和聯(lián)系是什么？（10分）7.在多晶塑性變形中，各個(gè)晶體之間的變形是如何協(xié)調(diào)起來的？簡述晶界和晶粒的大小對形變的影響規(guī)律。（10分）8.什么是上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)？如何避免上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)的出現(xiàn)？簡述呂德斯帶形成的原因。（10分）9

7、.什么是菲克第二定律？運(yùn)用菲克第二定律（擴(kuò)散方程）闡述在擴(kuò)散退火時(shí)是如何消除顯微偏析的？（10分）10.再結(jié)晶過程中，晶核形成速度的定義是什么？影響晶核形成速度和長大速度的因素有哪些？并加以闡述。（10分）11.再結(jié)晶過程中，晶核形成速度的定義是什么？影響晶核形成速度和長大速度的因素有哪些？并加以闡述。（10分）12.敘述含碳量0.8%的碳鋼從液態(tài)緩慢冷卻到室溫的相變過程（包括相轉(zhuǎn)變和成分變化），以及室溫時(shí)的相組成和各相的比例是多少？（10分）13.寫出面心立方晶體、體心立方晶體最可能發(fā)生滑移的晶面和晶向，畫出面心立方晶體的（123）晶面。（10分）北 京 科 技 大 學(xué)2001年碩士學(xué)位研究

8、生入學(xué)考試試題考試科目: 金屬學(xué)適用專業(yè): 金屬塑性加工1.名詞解釋：（每小題2分，共10分）（1）單胞和復(fù)合單胞（2）金屬鍵（3）代位固溶體（4）位錯(cuò)（5）偏聚和有序化2.判斷對錯(cuò)：（10分）3.以液態(tài)無限互溶、固態(tài)有限溶解并具有共晶反應(yīng)的二元相圖為例說明二元相圖是制作方法和二元相圖的一般幾何規(guī)律。（10分）4.結(jié)晶后的組織中產(chǎn)生顯微偏析的原因是什么？采用什么措施能減少和消除偏析。（10分）5.什么是晶界？討論晶界在多晶體形變過程中的作用。（10分）6.什么是相界面？復(fù)合合金形變的特點(diǎn)是什么？（10分）7.說明使多晶體晶粒細(xì)化能使材料的強(qiáng)度提高、韌性增加的原因。（10分）8.簡要敘述馬氏體轉(zhuǎn)

9、變的一般特點(diǎn)。（10分）9.要想獲得粗大的再結(jié)晶晶?？刹扇∈裁创胧f明原因。（10分）10.簡述固態(tài)相變在相變阻力、新相形核、新相成長方面的特點(diǎn)。（10分）11.什么叫再結(jié)晶？什么是再結(jié)晶溫度？簡要描述再結(jié)晶過程。（10分）12.以接近平衡的狀態(tài)下固溶體合金結(jié)晶過程說明固溶體結(jié)晶過程特點(diǎn)。（10分）13.鐵碳相圖為例說明什么是包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)。（10分） 北 京 科 技 大 學(xué)1995年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題考試科目: 金屬學(xué)適用專業(yè): 金屬塑性加工一.名詞解釋（20分，每個(gè)2.5分）（1）點(diǎn)陣畸變 （2）柏氏矢量 （3）相圖 （4）過冷度 （5）形變織構(gòu) （6）二次再結(jié)晶

10、（7）滑移系 （8）孿生二.畫出立方晶系中（111）面、（435）面。寫出立方晶系空間點(diǎn)陣特征。 （10分）三.鑄錠的一般組織可分為哪幾個(gè)區(qū)域？寫出其名稱。并簡述影響鑄錠結(jié)晶組織的因素。（10分）四.畫圖并簡述形變過程中位錯(cuò)增殖的機(jī)制。（10分）五.寫出菲克第一定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明其意義。簡述影響擴(kuò)散的因素。（10分）六.簡述形變金屬在退火過程中顯微組織、存儲(chǔ)能及其力學(xué)性能和物理性能的變化。（10分）七.簡述固態(tài)相變與液態(tài)相變的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)。（10分）八.畫出鐵碳相圖，標(biāo)明相圖中各特征點(diǎn)的溫度與成分，寫出相圖中包晶反應(yīng)、共晶反應(yīng)與共析反應(yīng)的表達(dá)式。（10分）九.分析再過程中行核和張大與凝

11、固過程中的行核和張大有何不同點(diǎn)。（10分）十.分析含碳量0.12%的鐵碳合金的結(jié)晶過程。（10分） （單考生做）十一.簡述鑄錠的宏觀偏析。（10分）（單考生做）十二.簡述金屬晶體中缺陷的類型。（10分）（單考生做）北 京 科 技 大 學(xué)2011年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題=試題編號： 814 試題名稱： 材料科學(xué)基礎(chǔ) （共 3 頁）適用專業(yè)： 材料科學(xué)與工程 說明： 所有答案必須寫在答題紙上，做在試題或草稿紙上無效。=一、名詞解釋 (5分/題，共40分)1) 空間點(diǎn)陣 2) 臨界分切應(yīng)力3) 滑移系 4) 堆垛層錯(cuò)5) 調(diào)幅分解 6) 脫溶7) 上坡擴(kuò)散 8) 再結(jié)晶溫度二、分別給出下列離子晶

12、體的布拉菲點(diǎn)陣類型和下面晶胞中正、負(fù)離子的個(gè)數(shù)。(下圖中的點(diǎn)陣參數(shù)均為a=b=c，=90) (15分) NaCl CsCl ZnS CaF2CaTiO3三、寫出面心立方結(jié)構(gòu)和體心立方結(jié)構(gòu)金屬的密排面(或相對密排面)的晶面指數(shù)、畫出密排面(或相對密排面)上原子的具體排列情況，并在晶胞中標(biāo)出所有八面體間隙的位置。(15分)四、組元A和組元B的熔點(diǎn)分別為1000和700，室溫時(shí)B在A的固溶體中的固溶度是xB=0.05，A在B的固溶體中的固溶度是xA=0.10；在700時(shí)有一個(gè)三相平衡，在此溫度固溶體的成分是xB=0.1，一個(gè)成分為xB=0.30的合金在稍高于700時(shí)存在50%相和50%液相，在稍低于

13、700時(shí)則存在液相和化合物A3B兩相；在500時(shí)存在另一個(gè)三相平衡，液相(xB=0.65)分解為化合物A3B和固溶體(xB=0.85)兩相。試構(gòu)造一個(gè)合理的A-B二元相圖。(15分)五、根據(jù)下面的Al-Cr-Si體系的局部液相面投影圖，寫出該圖中的四相不變反應(yīng)式。(15分)( 引自J. Phase Equili. Diff. 2009,30(5):462-479)六、按熱力學(xué)參數(shù)變化特征，固態(tài)相變可以分為一級相變和二級相變兩類。闡述發(fā)生一級相變和二級相變時(shí)熱力學(xué)參數(shù)的變化特征及相關(guān)性質(zhì)的變化特點(diǎn)。(10分)七、從熱力學(xué)（能量）角度分析純金屬在凝固過程中均勻形核時(shí)的臨界晶核形成過程。(10分)八

14、、簡述金屬和合金回復(fù)與再結(jié)晶概念，并討論在回復(fù)與再結(jié)晶過程中組織與性能的變化情況。(10分)九、討論點(diǎn)缺陷與位錯(cuò)的交互作用及對位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的影響。這種交互作用在低碳鋼應(yīng)力-應(yīng)變曲線和材料加工過程中會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？有何防止方法？(10分)十、液體冷卻時(shí)形成晶體或非晶玻璃體的內(nèi)部原因和外部條件是什么？解釋為什么金屬材料凝固時(shí)大多形成晶體，而陶瓷材料易于形成非晶玻璃體？(10分)北 京 科 技 大 學(xué)2012年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題=試題編號： 814 試題名稱： 材料科學(xué)基礎(chǔ) （共 3 頁）適用專業(yè)： 材料科學(xué)與工程 材料工程(專業(yè)學(xué)位)說明： 所有答案必須寫在答題紙上，做在試題或草稿紙上無效。=

15、一、簡答題 (8分/題，共40分)1. 寫出七種晶系的名稱及點(diǎn)陣參數(shù)之間的關(guān)系；2. 簡述臨界分切應(yīng)力的概念；3. 給出一級相變和二級相變的分類原則和相變特征；4. 分析金屬或合金的結(jié)晶形態(tài)；5. 給出再結(jié)晶溫度的定義。二、純Cu晶體在常溫下的點(diǎn)陣常數(shù)為a=0.3615nm: 1. 指出其晶體結(jié)構(gòu)類型和配位數(shù)（3分）； 2. 簡略計(jì)算Cu原子半徑、原子致密度和兩類間隙半徑（6分）； 3. 畫出Cu原子在（111）晶面的分布情況，并計(jì)算其晶面間距和原子在晶面上的致密度（6分）。（共15分）三、分別畫出下列離子晶體的布拉菲點(diǎn)陣 (下圖中的點(diǎn)陣參數(shù)均為a=b=c，=90) 。(10分) NaCl C

16、aF2 CaTiO3四、示意畫出下面的Ti-Zr體系中bcc和hcp相在1155、1139、1000和878K時(shí)的Gibbs自由焓-成分曲線。(15分) 五、根據(jù)下面的Al-Zn相圖,1. 寫出其中的三相反應(yīng)式（4分）；2. 畫出x(Zn)=0.80合金的緩慢冷卻曲線，并寫出各階段相對應(yīng)的組織（8分）；3. 畫出上述合金緩慢冷卻到室溫時(shí)的組織示意圖，并計(jì)算各組織組成物的相對含量 (8分)。 （共20分） 六、根據(jù)上面的Al-Zn相圖，將純Al和Zn形成擴(kuò)散偶，在600K長時(shí)間保溫，示意畫出擴(kuò)散層中x(Zn)隨擴(kuò)散距離d的變化曲線及相應(yīng)出現(xiàn)的物相。（10分）七、一個(gè)多晶體試樣經(jīng)變形后，在再結(jié)晶溫度以上退火，請畫出位錯(cuò)密度、晶粒（不包括亞晶）平均尺寸、強(qiáng)度、塑性以及電阻率隨退火時(shí)間變化的示意圖（把各