08年年西工大材科考研真题及答案
某大学硕士研究生入学考试试题(doc 6页)
某大学硕士研究生入学考试试题(doc 6页)西北工业大学2008年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 3 页一、简答题（每题10分，共60分）1.固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？2.固体中有哪些常见的相结构？3.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？4.扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？5.何为织构？包括哪几类？6.什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？二、作图计算题（每题15分，共60分）1.请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方向上原子间距。
2.请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，，晶向。
3.已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？4.一个FCC晶体在]231[方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是]011)[(，请确定使111该滑移系开动的分切应力τ。
三、综合分析题（30分）1.请根据Fe-Fe3C相图分析回答下列问题：（17分）1)请分析2.0wt.%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。
2)请分析2.0wt.%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。
3)假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图所示），试分析并标出930℃和缓冷至室温时的组织分布情况。
（绘制在答题纸上）防护930℃C原子室温防护2.图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分）℃℃℃℃℃℃1）请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式；2）已知β相成分为w cd=46.5％，400℃时γ相的成分为w cd=57％，请计算400℃时w Cd＝50％合金的相组成。
考试点专业课：西北工业大学材料类考研专业课考研真题2009-2013
西北工业大学考研《832材料科学与基础》专业课真题解析课程2009年真题课程链接：/course/5587.html1一、简答题（每题10分，共60分）1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。
（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）22．什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？33. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？44. 在室温下对铁板（其熔点为1538℃）和锡板（其熔点为232℃），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？55．何为固溶强化？请简述其强化机制。
66、请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
78二、作图计算题（每题10分，共40分）1、请比较FCC 晶体中1[111]2a b =和2[100]b a =两位错的畸变能哪个较大。
2、面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。
9103、在Al 单晶中，（111）面上有一位错()1101,1112a b ⎡⎤=⎣⎦面上另一位错 []20112a b =。
若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
11三、综合分析题（每题25分,共50分）1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。
122. 附图为Ti-Al二元合金相图：1）请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
2）请绘出w＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
3）请分析500℃时，w＝31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。
西工大材料考试真题2005-2007试题及答案
2005年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案一、简答题（每题8 分，共40 分）1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
答：热力学条件ΔG < 0; 结构条件r > r* ;能量条件:A > ΔG max ;成分条件2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？答：同素异晶转变是相变过程，该过程的某一热力学量的倒数出现不连续；再结晶转变只是晶粒的重新形成，不是相变过程。
3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？答：位错的交割属于位错与位错之间的交互作用，其结果是在对方位错线上产生一个大小和方向等于其柏氏矢量的弯折，此弯折即被称为扭折或割阶。
扭折是指交割后产生的弯折在原滑移面上，对位错的运动不产生影响，容易消失；割阶是不在原滑移面上的弯折，对位错的滑移有影响。
4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。
间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。
影响扩散的主要因素有：温度（温度约高，扩散速度约快）；晶体结构与类型（包括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）5. 请简述回复的机制及其驱动力。
答：低温机制：空位的消失中温机制：对应位错的滑移（重排、消失）高温机制：对应多边化（位错的滑移＋攀移）驱动力：冷变形过程中的存储能（主要是点阵畸变能）二、计算、作图题：（共60 分，每小题12 分）1. 在面心立方晶体中，分别画出、和、，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为[001] ，请问哪些滑移系可以开动？2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。
（1 ）几何条件：，满足几何条件能量条件：满足能量条件，反应可以进行。
西北工业大学考研材料科学基础第一章
几个非常重要的公式（掌握）
1.两晶面交线的晶向指数公式 公式 2.两相交晶向决定的晶面指数
（hkl）
【uvw】
• 立方晶系晶面间距公式：
• 正方晶系晶面间距公式：
• 六方晶系晶面间距公式：
• 两晶向夹角公式：
• 两晶面夹角公式：
相关真题与习题
• 1.写出{112}晶面族的等价晶面（2011年考题） • 2.写出附图的简单立方晶体中ED、C’F的晶向指数和ACH、FGD’的晶 面指数，并求ACH晶面的晶面间距，以及FGD’与A’B’C’D’两晶面 之间的夹角。（注：G、H点为二等分点，F点为三等分点）（2010）
• •
作用： 原滑移面上运动受阻——攀移——新滑移面——避开障碍物——滑移继续。 结论： 攀移能力越强，滑移能力越强，进一步影响塑性变形。
作用于半原子面的正应力有利于攀移的进行（拉正压负）
• • • •
螺位错的交滑移 螺位错和混合位错不能发生攀移。 交滑移——仍在滑移面上滑移——守恒运动。 作用： 原滑移面上运动受阻——交滑移——新滑移面——避开障碍物—— 滑移继续。
刃位错
垂直
主要是正应力
螺位错
平行
剪切应力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
混合位错
一定角度
复杂
位错正负（左右）的确定
• 记住：只有先规定位错线方向才有正负左右之意义，位错线方向改变 ，正负，左右随之改变 刃位错： 有晶体图时用右手法则——中指指向柏氏矢量方向，食指位错线 方向，则拇指：上正下负 无晶体图时用旋转法——柏氏矢量顺时针旋转90°，与位错线方 向：顺正逆负（姨夫） 螺位错： 有晶体图时和螺纹判断方法一致——左手左螺，右手右螺 无晶体图时用关系法——柏氏矢量与位错线方向——顺右逆左（ 顺溜）
西安工业大学硕士材料科学基础真题2008年
试卷二十2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料加工工程，材料物理与化学，材料学一、名词解释1．配位数2．伪共晶3．成分过冷4．固溶体5．稳态扩散6．位错7．回复8．滑移9．非均匀形核10．平衡分配系数二、完成下列各题1．试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
2．说明合金强化的主要机制。
3．说明冷变形金属加热时回复、再结晶及晶粒长大的过程和特点。
三、计算题1．已知纯铜的熔化潜热为1.88×109J/m2，熔点为1089℃，点阵常数为=1.44×10-1J/m2。
求铜的临界晶3.4167，发生均匀形核的过冷度为230K，σSL核半径r*及临界晶核中所含的铜原子数。
2．拉伸铜单晶体时，若力轴的方向为[001]，σ=106Pa，求(111)面上柏氏矢量b=a/2[101]的螺型位错线上所受的力(a=0.36nm)。
Cu3．画出常见的金属晶体结构面心立方、体心立方和密排六方的晶胞示意图，并分别计算它们的晶胞原子数、原子半径(用晶格常数表示)、配位数和致密度。
4．Al-Cu合金相图如图20-1所示，设分配系数k和液相线斜率均为常数，测得铸铁的凝固速度R=3×10-4cm/s，温度梯度G=30℃/cm，求扩散系数D=3×10-5cm2/s时，合金凝固时能保持平面界面的最大含铜量。
四、完成下列各题C相图全图，标注各相区及特征点、线的成分及温度。
1．画出Fe-Fe32．分析wC=3.6%合金的平衡结晶过程，求出室温下的组织组成物和相组成物的相对量。
3．将wC=0.2%的碳钢零件置于含1.2%碳势的渗碳气氛中加热至930℃，经10h保温后随炉冷却至室温，试分析在930℃和室温时零件从表层到心部成分和组织的变化规律，并画出示意图。
五、A、B、C三组元固态完全不互溶，图20-2为其三元相图投影图。
已知合金O的成分为wA =80%，wB=10%，wC=10%，a点的成分为wA=60%，wB=20%，w C =20%，E点的成分为wA=50%，wB=10%，wC=40%。
西北工业大学材料科学基础考研课程试题集1
《材料科学基础》考试大纲一、考试内容1．工程材料中的原子排列（1）原子键合，工程材料种类；（2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。
（3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。
2．固体中的相结构（1）固溶体的分类、性能及特征（2）金属间化合物的分类、性能及特征；（3）玻璃相性能及特征。
3．凝固与结晶（1）结晶的基本规律、基本条件；（2）晶核的形成与长大；（3）结晶理论的应用。
4．二元相图（1）相图的基本知识；（2）二元匀晶相图及固溶体的结晶，共晶相图及共晶转变，包晶相图及包晶转变；（3）二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用，相图的热力学基础。
5．固体中的扩散：（1）扩散定律及其应用；（2）扩散的微观机理，影响扩散的因素；（3）扩散的热力学理论；（4）反应扩散。
6．塑性变形：（1）单晶体的塑性变形；（2）多晶体的塑性变形；（3）合金的塑性变形；（4）冷变形金属的组织与性能，超塑性。
7．回复与与结晶：（1）冷变形金属在加热时的变化；（2）回复机制；（3）再结晶及再结晶后的晶粒长大；（4）金属的热变形。
二、参考书目1.《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，20032.《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，20003.《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，20004.《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，19982004年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题：（共40分，每小题8分）1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。
3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）1、求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
西北工业大学材料科学基础考研真题及答案
2005年西北工业大学硕士研究生入学试题----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 3页一、简答题（每题8分）1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？5. 请简述回复的机制及其驱动力。
二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）1. 在面心立方晶体中，分别画出、和、，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为[001]，请问哪些滑移系可以开动？2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。
（1）（2）3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为，请回答：（1）给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；（2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为纯螺位错，其位错线方向又如何？4. 若将一块铁由室温20℃加热至850℃，然后非常快地冷却到20℃，请计算处理前后空位数变化（设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J，气体常数为8.314J/mol·K）。
5. 已知三元简单共晶的投影图，见附图，（1）请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知TA>TD）；（2）请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。
三、综合分析题：（共50分，每小题25分）1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。
2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题：（1）分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；（2）说明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；（3）如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金，求该合金的成分；（4）分析在快速冷却条件下，I、II两合金获得的组织有何不同。
西工大材料科学基础04-13年真题
西北工业大学2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、简答题：（共40分，每小题8分）1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。
3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算作图题（共60分，每小题12分）1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。
问：1）若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。
若已知钢的屈服强度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu＝110GPa 。
问：1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？3）该复合材料的弹性模量为多少？三、综合分析题：（共50分，每小题25分）1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、。
1）请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量；2）若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向；3）请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向；4）假设在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试计算单位刃位错线受力的大小和方向（取点阵常数为a＝0.2nm）。
西安理工大学硕士材料科学基础真题2008年
西安理工大学硕士材料科学基础真题2008年(总分：189.99，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：5，分数：20.00)1.成分过冷（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(固溶体合金凝固时，由于液相中溶质的分布发生变化，合金熔点也发生变化，即使实际温度分布不变，固液界面前沿的过冷度也会发生变化。
所以固溶体合金的过冷度是由变化着的合金的熔点与实际温度分布两个方面的因素共同决定的。
这种因液相成分变化而形成的过冷称为成分过冷。
)解析：2.中间相（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(指合金组元间相互作用，当超过固溶体的固溶极限时可形成晶格结构和特性完全不同于任一组元的具有金属特性的新相。
由于在相图中往往处于中间部位，因此又称为中间相。
)解析：3.离异共晶（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(成分点靠近共晶转变线两端的亚共晶和过共晶合金，结晶后组织中初晶量多，共晶体数量少，而且共晶体中与初晶相同的一相与初晶结合在一起，将共晶体中另一相推至晶界，造成的共晶体两相分离的非平衡组织。
)解析：4.反应扩散（分数：4.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(在固态扩散的过程中，如果渗入元素在金属中溶解度有限，随着扩散原子增多，当渗入原子的浓度超过溶解度时则形成不同于原相的固溶体或中间相，从而使金属表层分为出现新相和不出现新相的两层，这种通过扩散而形成新相的过程，称为反应扩散。
西工大材料科学基础答案
西工大材料科学基础答案【篇一：西北工业大学材料科学基础考研真题答案】2年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移5) 产生表面浮凸2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
西北工业大学材料科学基础04-12年真题答案剖析
2004年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案一、简答题：（共40分，每小题8分）1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？答：相同点：小原子溶入。
不同点：间隙固溶体保持溶剂（大原子）点阵；间隙相、间隙化合物改变了大原子点阵，形成新点阵。
间隙相结构简单；间隙化合物结构复杂。
2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。
答：影响扩散的主要因素：（1）温度；（2）晶体结构与类型；（3）晶体缺陷；（4）化学成分。
3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？答：临界晶核的物理意义：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核） 形成临界晶核的充分条件：（1）形成r ≥rk 的晶胚；（2）获得A ≥A*（临界形核功）的形核功。
4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？答：液态金属的粘度：粘度越大原子扩散越困难，易于保留液态金属结构。
冷却速度；冷却速度越快，原子重新排列时间越断，越容易保留液态金属结构。
5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？答：细晶强化、固溶强化、复相强化、弥散强化（时效强化）加工硬化。
二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）1、求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
答：设所求的晶面指数为（h k l ） 则)112(0211:2111:1011::=----=l k h2、氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。
问：（1）若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？ （2）如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？答：（1）点阵常数nm r r a O Mg 412.0)(222=+=-+堆积密度73.04)(43322=⨯+=-+a r r P O Mg f π（2）堆积密度会改变，因为Pf 与两异号离子半径的比值有关。
3、已知液态纯镍在 1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
西北工业大学《材料科学基础》历年真题
西北工业大学2012年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移5) 产生表面浮凸2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
西安工业大学材料科学基础试题及答案分析
第一章 固体材料的结构 Chapter 1. The Structure of Materials作业1：原版教材第105页第17题17. Identify the planeSolution:other.作业2：原版教材第105Solution:The crystal structure of Al is Fcc. We can calculate the angle between [100] and [111] as31111001101011''''''cos 222222222222=+++++⨯+⨯+⨯=+++++++=w v u w v u ww vv uu θ73.54=θ作业3：原版教材第105页第19题19. Construct a coordinate system at the center of a cubic unit cell with the axes parallel to the 100 directions. Determine the tetrahedral angle, the angle between directions from the origin to two ends of any face diagonal. Solution:⎥⎦⎤⎢⎣⎡→--11121,21,21:OA⎥⎦⎤⎢⎣⎡→--11121,21,21:OB32332111111111111cos 222222-=•-=++•++⨯-⨯-⨯=θ作业4：原版教材第105HP3.1.Solution:Plane E: The intercepts of E: 1,,∞∞ Taking reciprocals: 0,0,1Direction C: 2号坐标 1,1,0 1号坐标：1,0,1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-110(1) Determine the coordinates of two points(2) Subtract the coordinates of the second point from those of the first point; (3) Cleat fractions from the difference to give indices in lowest integer vales, -1,1,0(4) write the indices in square brackets without commas: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-110(5) negative integer values are indicated by placing a bar over the integer. D: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--102 1） The coordinates of points G and H are 0,0,31; 0,21,0 respectively; 2) plane L:(1) determine the intercepts of plane L:31,21,21-(2) take the reciprocals of the intercepts: -2,2,3(4) cite planes in indices: ⎪⎭⎫⎝⎛-2323) plane K: ⎝⎛→∞-,1,14) directions: I 1 2-1:J 2 1-2: -1,1,-1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→⎥⎦⎤⎢⎣⎡---111111作业5：原版教材第106页第22题22. Give the indices of the points, directions, and planes in the cubic cells shown in Figure HP3.2.Solution:Plane E: 21,21,1-- 1,-2,-2 ⎪⎭⎫⎝⎛→--221Plane F: ⎪⎭⎫⎝⎛→-→-∞-1201,2,01,21,Point A: 0,21,0-Point B: 1,21,21--Direction B D:D 点坐标：0,0,-1D-B: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→-→---1010,1,10,21,21Direction C ：（1） 1，-1，0 （2） 21,0,0-（1）-（2） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→-→--1221,2,221,1,1Point H: 1,1,1Point G: 0,21,21Direction I: (1),0 Direction J: Plane L: 21,21,∞Plane K: ⎪⎭⎫⎝⎛→--1111,1,1作业6：Use a calculation to verify that the atomic packing factor for the FCC structure is 0.74. Solution:In an FCC, there are four lattice points per cell: if there is one atom per lattice point, there are also four atoms per cell. The volume of one atom is 4πr 3/3 and the volume of the unit cell is a 3: Packing factor = 4×4πr 3/3 a 3Since for FCC unit cell, a=4r/2, packing factor =o.74作业7：用金属键原理解释金属的以下几个特征：良好的导电导热性、正的电阻温度系数、不透明和良好的延展性。
西北工业大学832材料科学基础考研历年真题及答案
西工大学考研历年真题解析——832材料科学基础主编：弘毅考研编者：贰晓孖弘毅教育出品【资料说明】《西北工业大学材料科学基础真题解析（专业课）》系西北工业大学优秀材料学考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。
历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，其实，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。
历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。
1.命题风格与试题难易第一眼看到西工大历年试题的同学，都觉得试题“简单”。
其实，这也是很多学生选择西工大的原因吧。
西工大的试题不偏、不怪，80% 的题目可以在课本上找到部分的答案。
这不同于一些学校的试题。
其实，“试题很基础”----“试题很简单”----“能得高分”根本不是一回事。
试题很基础，所以每个学生都能答上一二，但是想得高分，就要比其他学生强，要答出别人答不出来的东西。
要答出别人答不出来的东西，这容易吗？大家不要被试题表象所迷惑。
很多学生考完，感觉超好，可成绩出来却不到100分，很大程度上就是这个原因：把考的基础当成考的简单。
其实这很像武侠小说中的全真教，招式看似平淡无奇，没有剑走偏锋的现象，但是如果没有扎实的基础和深厚的内功是不会成为大师的。
我们只能说命题的风格是侧重考察基础的知识，但是，我们要答出亮点，让老师给你高分，这并不容易。
2.考试题型与分值大家要了解有哪些题型，每个题型的分值。
从最近五年看，西工大的题目基本都是主观题，个别年份有选择题和判断对错题。
可很多学生平时喜欢做选择题，不想写，到考试的时候就会傻眼。
每个题型的分值是不一样的，一个名词解释一般也就是5分，可一个论述就是30分。
这要求我们平时一定要注意书面表达能力的练习。
3.各章节的出题比重西工大的专业课没有考试大纲，因此没有重、难点的告知，但大家可以通过对历年真题的分析，掌握各个章节在整个考研中的重要地位。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西北工业大学
2008年硕士研究生入学考试试题
试题名称：材料科学基础（A 卷）试题编号：832
说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共3页
一、简答题（每题10分，共60分）
1. 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？
2. 固体中有哪些常见的相结构？
3. 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？
4. 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？
5. 何为织构？包括哪几类？
6. 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？
二、作图计算题（每题15分，共60分）
1. 请分别写出FCC 、BCC 和HCP 晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方向上原子间距。
2. 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，，晶向。
3. 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？
4. 一个FCC 晶体在方向在2MPa 正应力下屈服，已测得开动的滑移系是，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。
三、综合分析题（30分）
1. 请根据Fe-Fe 3C 相图分析回答下列问题：（17分）
1) 请分析2.0wt.%C 合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。
2) 请分析2.0wt.%C 合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。
3) 假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图所示），试分析并标出930℃和缓冷至室温时的组织分布情
]231[]011)[111
(防护 C
930℃
室温
况。
（绘制在答题纸上）
2.图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分）
1）请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式；
2）已知β相成分为w cd=46.5％，400℃时γ相的成分为w cd=57％，请计算400℃时w Cd＝50％合金的相组成。
2008年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案
一、简答题（每题10分，共60分）
7.固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？
答：可以。
.通过进行适当冷变形，而后在适当温度再结晶的方法获得细晶（应
主意避开临界变形度和避免异常长大）。
或进行热加工，使之发生动态再结晶。
8.固体中有哪些常见的相结构？
答：固体中常见的相结构有：固溶体（单质）、化合物、陶瓷晶体相、非晶相、
分子相。
9.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？
答：平衡结晶是指结晶速度非常缓慢，液相和固相中扩散均很充分的情况下的结晶。
非平衡结晶是指结晶速度比较快，扩散不充分的情况下的结晶。
10.扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应
用扩散第一定律？
答：扩散第一定律的应用条件是稳态扩散，即与时间无关的扩散。
对于非稳态扩散的情况也可以应用扩散第一定律，但必须对其进行修正。
11.何为织构？包括哪几类？
答：织构是晶体中晶面、晶向趋于一致现象。
织构包括再结晶织构和变形织构。
其中变形织构又包括丝织构和板织构。
12.什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？
答：凝固过程中，随液固界面的推进，液固界面附近液相一侧产生溶质原子富集，导致液相的熔点发生变化，由此产生的过冷现象称为成分过冷。
无成分过冷时，固溶体以平面状生长，形成等轴晶；有较小过冷度时，形成胞状组织；有较大成分过冷时，形成树枝晶。
二、作图计算题（每题15分，共60分）
5.请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间
距和密排方向上原子间距。
答：
6.请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面
平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，，
晶向。
答：
7. 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？
答：在两个不同的恒定温度产生相同程度的再结晶时，
两边取对数，并比之得
t 3 = 0.26 h
8. 一个FCC 晶体在方向在2MPa 正应力下屈服，已测得开动的滑移系是
，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。
答：
三、综合分析题（30分）
3. 请根据Fe-Fe 3C 相图分析回答下列问题：（17分）
4) 请分析2.0wt.%C 合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。
5) 请分析2.0wt.%C 合金在较快冷却，即不平衡状态下可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。
6) 假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，
碳原子仅由棒顶)11(2112T T R Q e t t --=)11(3113T T R Q e t t --=273
42012734001273390127340011111ln ln 13123121+-++-+=--=T T T T t t t t ]231[]011)[111(617.03
14321]111[]231[]111[]231[cos =++-=⋅⋅=φ756.02
14301]011][231[]011][231[cos =++==λMPa 933.0756.0617.02=⨯⨯=τ
端渗入（如图所示），试分析并标出930℃和缓冷至室温时的组织分布情况。
答：
1) L —— L →γ——γ——γ→Fe 3C II ——γ→α+Fe 3C ——α→Fe 3C III
相组成：α+ Fe 3C 组织组成：P+ Fe 3C II （忽略Fe 3C III ）
2) 根据冷速不同，可能出现共晶反应，得到Ld ；得到的P 层片细小；Fe 3C II
的析出将收到抑制，甚至不析出。
3) 附图如下
4. 图示Cu-Cd 二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分）
3）请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式；
4）已知β相成分为w cd =46.5％，400℃时γ相的成分为w cd =57％，请计算400℃时w Cd ＝50％合金的相组成。
答：
1）549℃：包晶反应，（Cu ）+ L →β
547℃：包晶反应，β + L →γ
544℃：共晶反应，L → γ + δ
397℃：包晶反应，δ + L → ε
314℃：共晶反应，L → ε +（Cd ）
2）或
%7.66%1005.46575057%=⨯--=β%3.33%1005
.46575.4650%=⨯--=γ防护 C
930℃
室温
Fe 3C γ Fe 3C P+Fe 3C F P P+F。