西北工業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)入學(xué)考試試題

西北工業(yè)大832材料科學(xué)基2011年碩士研究生入學(xué)試試西北工業(yè)大年碩西北工業(yè)大832材料科學(xué)基2011年碩士研究生入學(xué)試試西北工業(yè)大年碩士研究生入學(xué)考試試卷試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)試題編號(hào)說1明：所有答題一律寫在答題紙頁1、簡(jiǎn)答題（每10分，共50分一請(qǐng)從原子排列彈性應(yīng)力場(chǎng)滑移性柏氏矢量等方面對(duì)比刃位錯(cuò)二五兩個(gè)尺寸相同、形狀相同的銅鎳合金鑄件，一個(gè)含90%Ni50%Ni，鑄造后自然冷卻，問哪個(gè)鑄件的偏析嚴(yán)重？為什么2、作圖計(jì)算題（每題1560分3、寫出{112}晶面族的等價(jià)晶面4a[111]a[111]220001晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)a＝.0539數(shù)K＝1.381×1-3J/K）6、單晶銅拉伸，已知拉力軸的方向?yàn)閇001]，σ=106Pa，求(111)）7、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Ag-CdAg-Cd分析Ag-95%Cd2011年參考答8、簡(jiǎn)答題（每10分，共50分六請(qǐng)從原子排列彈性應(yīng)力場(chǎng)滑移性柏氏矢量等方面對(duì)比刃位錯(cuò)位錯(cuò)線可以是折線或曲線,但位錯(cuò)線必與滑移（矢量）位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向平行（一致位錯(cuò)線可以是折線或曲線,但位錯(cuò)線必與滑移（矢量）位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向平行（一致9、作圖計(jì)算題（每15分，共60分{112}(112)(112)(112)(112)(121)(1(121)(129、作圖計(jì)算題（每15分，共60分{112}(112)(112)(112)(112)(121)(1(121)(121)(211)(211)(211)(21122答：幾何條件：a[111]a[111]a[002]a[001]2223422 (1)2(1)212 121212a a0202122a23K＝1.381×10-23JcAexp(EVEVkTlnA (500273)]ln1.068102017.81.9J13、單晶銅拉伸，已知拉力軸的方向?yàn)镻a，求(111)面上柏氏量13、單晶銅拉伸，已知拉力軸的方向?yàn)镻a，求(111)面上柏氏量）14、綜合分析題（共40分3.ab- 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)量略圖c：再結(jié)晶。形成新的無畸變新晶粒。存儲(chǔ)能全部釋放，變形產(chǎn)生的點(diǎn)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A(chǔ)g-Cd Ag-Cd 分析Ag-56%Cd Ag- 答736℃：包晶反590℃：包晶反440℃：共析反230℃：共析反δββ3）Ag-95%Cd合金的平衡凝固到室溫：Cd包較快速冷卻到室溫：ε初＋Cd包＋εIIεII答3）Ag-95%Cd合金的平衡凝固到室溫：Cd包較快速冷卻到室溫：ε初＋Cd包＋εIIεII答題技巧總a110a111a1120223；；l之間的夾角關(guān)系，及位錯(cuò)線運(yùn)方向答τbτl之間的夾角關(guān)系，及位錯(cuò)線運(yùn)方向答τbτl⊥⊥法一定角一定角法法409】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）電交作用，即帶電溶質(zhì)原子與位錯(cuò)形成靜電交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)509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，包晶線只有是固相線；共晶三角在水平線上，包晶三角在水平線下6、【10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)，而固體合金卻往往以樹枝晶方式長(zhǎng)大答：正溫度梯度下的液固界面是等溫的起處的過冷度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)生成分過液固界面處的小突起將獲得更大過冷度，因此以樹枝狀生長(zhǎng)7、【10】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（沿奧氏體晶界多時(shí)為連續(xù)網(wǎng)量少時(shí)是不連續(xù)網(wǎng)狀析滲（層片狀三次滲碳體（鐵素體晶界處）。它們成分沒有區(qū)別【解析】考察的這些知識(shí)點(diǎn)一般都比較簡(jiǎn)單，對(duì)于這一類的習(xí)題應(yīng)該掌握到熟練程度復(fù)習(xí)的時(shí)候應(yīng)該注意各參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系，比如熟悉各晶體結(jié)構(gòu)的參數(shù)，便于快速計(jì)簡(jiǎn)答題，通過對(duì)題目的分析思考，尋找題目對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，按照對(duì)號(hào)入座的方式把相知識(shí)點(diǎn)寫出來，并可適當(dāng)拓展相關(guān)知識(shí)或引用實(shí)際工程應(yīng)用問題，要求學(xué)生要對(duì)基本概念充分的理解，解答此類習(xí)題時(shí)多寫并不扣分二、作圖計(jì)算107】試畫出立方晶體中的(123)晶面和 晶向解210】寫出附圖的簡(jiǎn)單立方晶體中ED、C’F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兩晶面之間的夾二、作圖計(jì)算107】試畫出立方晶體中的(123)晶面和 晶向解210】寫出附圖的簡(jiǎn)單立方晶體中ED、C’F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（注：G、H點(diǎn)為二等點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)為三等分點(diǎn)答ACH的晶面間距307請(qǐng)判fcc中下列位a[101]a[121]a[11263反應(yīng)能否進(jìn)行解：幾何條件bb11a2b11c1a1b1ca11 66 62 能量條件22a2a2a6 26 滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行2小時(shí)，請(qǐng)計(jì)算在420℃下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間答：在兩個(gè)不同的恒定溫度產(chǎn)生相同程度的再結(jié)晶時(shí)Q(11RT2Q(11RT311兩邊取對(duì)數(shù)，并比之t1T1 Q(11RT2Q(11RT311兩邊取對(duì)數(shù)，并比之t1T1 1T11t t3=0.26晶體在[123方向在正應(yīng)力下屈服，已測(cè)得開動(dòng)的滑移系01]，請(qǐng)確定使該滑移系開動(dòng)的分切應(yīng)力τ123cos[1[114答103[123][1cos1420.6170.756jk）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gh：螺位錯(cuò)；hi：刃位錯(cuò)；ij：螺位錯(cuò)；jk：刃位錯(cuò)；kl：螺位運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)為直線h、i、j、k固定點(diǎn)，形成位錯(cuò)記住上面的公式，則可以方便快速的計(jì)【分析】對(duì)于原子規(guī)則排列中的晶向指數(shù)和晶面指數(shù)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)這一類習(xí)題，首先需畫出立體圖，然后按照晶面或晶向指數(shù)的確定方法逆向繪出晶面和晶向，復(fù)習(xí)的時(shí)候主要[123][1冷變形量（增冷變形量（增答：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，答：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。形成新的無畸變新晶粒。存儲(chǔ)能全部釋放，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。因界面能的下降而下降度下也下降407】請(qǐng)對(duì)比分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及力學(xué)性能變化分回再結(jié)正常長(zhǎng)異常長(zhǎng)存儲(chǔ)存儲(chǔ)總界面能和驅(qū)動(dòng)（主要是點(diǎn)陣畸（主要是點(diǎn)陣畸總界面表面變能變能力學(xué)性基本保持變恢復(fù)到冷變基本保持再性能惡變形后性形前的水結(jié)晶后的水強(qiáng)度、塑性下507】如附圖所示，請(qǐng)分（2分1)兩水平線的反應(yīng)類型，并寫出反應(yīng)式2)分析Ab、bg′、g′d′、d′、d′h′、h′e、eB七個(gè)區(qū)域室溫下的組織組成（j成分小于g 分析I、II合金的平衡冷卻過程，并注明主要的相變反應(yīng)寫出合金I平衡冷卻到室溫后相組成物相對(duì)含量的表達(dá)式及合金II平衡冷室溫后組織組成物相對(duì)含量的表達(dá)式IknjgidhAbdhe解Ljkn水平線gh為共晶反應(yīng)Ab：（1分bg′：（1分d'：α+β（1分解Ljkn水平線gh為共晶反應(yīng)Ab：（1分bg′：（1分d'：α+β（1分d′h′：β+(α+β)共+αII（1h′e：（1分β（1（5分II（3LL αLααwec1wbc1合金I成（2分 w(bg 共晶前析出量析出比例＝初 共晶前析出量析出量＝id100%初（3分609】附圖為Ti-Al元合金相圖882℃時(shí)發(fā)生兩相恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式882℃時(shí)發(fā)生兩相恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式請(qǐng)繪出w＝31%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)請(qǐng)分析500℃時(shí)，w＝31%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)分?jǐn)?shù)（注：1125℃時(shí)，wTi＝27%，w500℃時(shí)351125℃：共析反應(yīng)665℃：包晶反應(yīng)882℃：同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變LβTi→TiAlLβTi→TiAl相組成：Ti3Al、組織組成：TiAl（Ti3Al＋TiAl）【分析】綜合分析題的一部分是對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的詳細(xì)分析比較，考查較為靈活，對(duì)于一類型的知識(shí)，務(wù)必要求牢記各個(gè)知識(shí)