西工大材料学院2008年材料科学基础考研真题及答案

西南交通大学硕士材料科学基础真题2008年

试卷五2008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：材料科学与工程一、概念题1．弥散强化(或沉淀强化)2．再结晶退火3．上坡扩散4．晶体5．一级相变二、画图题1．在立方晶胞内画出晶面，以及[110]、[010]、晶向。

2．画出下列合金及其热处理后的室温组织：(1) 共析钢的平衡组织(2) 共晶白口铸铁(3) T12钢完全奥氏体化后的淬火组织(4) 45钢的平衡组织(5) 铝硅共晶组织(6) 45钢调质处理的组织三、公式题1．给出下列各公式，说明公式中各物理量的含义及单位：(1) Hall-Petch公式 (2) 一维形式的菲克第二定律2．推导在液相中均匀形成半径为r的奥氏体球形晶核的临界形核功△G*和临界尺寸r*的表达式。

3．根据图5-1所示，推导在T1温度下成分为X0的合金在α+L两相区时，表示两相α和L的相对量(重量)的杠杆定律(图中成分均为重量百分数)。

四、简答题1．以低碳钢的拉伸曲线为例，运用位错理论说明屈服现象及加工硬化现象。

2．请简单说明层错能高低对螺型位错交滑移的影响，及其对金属加工硬化速率的影响。

3．请以Al-4.5%Cu合金为例，说明130℃时效过程(组织转变)及其性能(硬度)变化。

4．说明马氏体相变的主要特征。

五、综合分析题1．根据Fe-Fe3C相图，完成下列工作：(1) 画出Fe-Fe3C相图(可以忽略高温铁素体相变及包晶转变)。

(2) 画出35钢(w C=0.35%，下同)从高温液态到室温的平衡冷却曲线(不考虑铁素体的溶解度变化)，并标明相的变化过程。

(3) 示意画出高温液态到室温的组织转变过程图。

(4) 说明35钢在室温下的平衡组织，给出每一种组织的成分，计算各组织的相对重量。

2．根据共析碳钢的过冷奥氏体转变C曲线(TTT曲线)(如图5-2所示)，请写出经过图中所示6种不同工艺处理后材料的组织名称以及硬度排列(从高到低)。

标准答案一、1．弥散强化(或沉淀强化)：过饱和固溶体随温度下降或在长时间保温过程中(时效)发生脱溶分解。

08年试卷A--答案

东北大学秦皇岛分校课程名称：材料科学基础（上）试卷： (A) 考试形式：闭卷授课专业：材料科学与工程考试日期：2008年06月25日试卷：共 4 页一、填空题（每空1分，共10分）1、Cu （原子序号29）的基态电子组态为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 。

2、聚乙烯高分子材料中C —H 化学键属于共价键。

3、金属的三种常见晶体结构中，密排六方结构不能称作为一种空间点阵。

4、面心立方晶体的孪晶面是__（111）。

5、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷是弗伦克尔缺陷。

6、链段是用来描述高分子的柔顺性。

7、固体金属内原子扩散的驱动力是化学位梯度。

8、既能提高硬度，又能降低其脆性的手段是细晶强化。

9、再结晶的驱动力是储存能（应变能）。

10、在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于多滑移。

二、选择题（每题1.5分，共30分）1、简单立方晶体的致密度为。

（ C ） A 、100% B 、65% C 、52% D 、58%2、空间点阵是由在空间作有规律的重复排列。

（ C ）A 、原子B 、离子C 、几何点D 、分子3、在SiO 2七种晶型转变中，存在两种转变方式：一种为位移转变，另一种为重构转变，位移转变需要的激活能____ 重构转变的激活能。

（ B ） A 、大于 B 、小于 C 、等于4、每一个面心立方晶胞中有八面体m 个，四面体间隙n 个，其中：。

A 、m=4，n=8 B 、m=13，n=8 C 、m=1，n=4 （ A ）5、不能发生攀移运动的位错是。

（ A ） A 、肖克莱不全位错 B 、弗兰克不全位错 C 、刃型全位错6、在一块晶体中有一根刃位错P 和一根相同长度的螺位错线Q ，比较两者的能量，有：。

（ A ） A 、E （P ）>E （Q ） B 、E （P ）<E （Q ） C 、E （P ）=E （Q ）7、有两根右螺位错线，各自的能量都为E 1,当它们无限靠近时，总能量为：。

[整理]2005—年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》课后题答案

1．有关晶面及晶向附图2.1所示。

2．见附图2.2所示。

3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。

{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。

{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。

)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。

4．单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。

6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。

Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。

7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。

8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。

9． 9. 0.4×10-18/个原子。

10． 1.06×1014倍。

11． (1) 这种看法不正确。

在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。

位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。

(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。

位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。

12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。

(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。

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复习题答案

1．有关晶面及晶向附图2.1所示。

2．见附图2.2所示。

3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。

{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。

{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。

)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。

4．单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。

6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。

Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。

7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。

8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。

9． 9. 0.4×10-18/个原子。

10． 1.06×1014倍。

11． (1) 这种看法不正确。

在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。

位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。

(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。

位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。

12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。

(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。

西北工业大学材料科学基础考研08-11试题与答案

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）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？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。

2.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。

3.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。

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？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。

5.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。

6.什么是成分过冷？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）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。

答：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。

答：1.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t3 = 0.26 h2.一个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。

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及答案解析

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。

(整理)2005—年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。