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。
03-15年西北工业大学材料科学基础历年考研真题
三、综合分析题（每题 20 分，共 40 分）
1. 试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。
2. 试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的 影响。
2007 年西北工业大学硕士研究生入学试题
一、 简答题（每题 10 分，共 50 分） 1、 请说明什么是全位错和丌全位错，幵请写出 FCC、BCC 和 HCP 晶体中的 最短单位位错的柏氏矢量。 2、 已知原子半徂不晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半徂如何 变化？为什么？ 3、 均匀形核不非均匀形核具有相同的临界晶核半徂，非均匀形核的临界 形核功也等于三分乊一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
1) 两水平线的反应类型，幵写出反应式； 2) 分析 Ab、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB 七个区域室温下
的组织组成物（ j 点成分小于 g 点成分）； 3) 分析 I、II 合金的平衡冷却过程，幵注明主要的相变反应；
4) 写出合金 I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金 II 平 衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。
4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别迚 行来回弯折，随着弯折的迚行，各会发生什么现象？为什么？
5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。 6. 请比较二元共晶转变不包晶转变的异同。 二、作图计算题（每题 10 分，共 40 分）
5. 请比较 FCC 晶体中
量 b、外加切应力τ 不柏氏矢量 b、外加切应力τ 不位错线 l 乊间的夹角关系， 及位错线运劢方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）
类型
b不l τ不b
刃位错 螺位错 混合位错
τ不 l
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》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04-11年真题及答案
2004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。
2、氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O 2-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ΔH m ＝18075J/mol ，摩尔体积V s ＝6.6cm 3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
4、图示为Pb-Sn-Bi 相图投影图。
问：（1）写出合金Q （w Bi ＝0.7，w Sn ＝0.2）凝固过程及室温组织；（2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。
5、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E st ＝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《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。
(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。
西北工业大学材料科学基础考研真题
西北工业大学2012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？2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？扩散的驱动力是什么？3.在室温下，多数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。
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。
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？二、作图计算题（每题15分，共60分）1、在Fe-Fe3C相图中有几种类型的渗碳体？分别描述这些渗碳体的形成条件，并绘制出平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的显微组织形貌。
2、在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错AB、XY，如图所示。
假设以下两种情况中，位错线XY在切应力作用下发生运动，运动方向如图中v所示，试问交割后两位错线的形状有何变化（画图表示）？在以下两种情况下分别会在每个位错上形成割阶还是扭折？新形成的割阶或扭折属于什么类型的位错？3、已知H原子半径r为0.0406nm，纯铝是fcc晶体，其原子半径R为0.143nm，请问H原子溶入Al时处于何种间隙位置？4、柱状试样，当固溶体合金（k0＞1）从左向右定向凝固。
凝固过程中假设，凝固速度快，固相不扩散、液相基本不混合，α/L（固/液）界面前沿液体中的实际温度梯度为正温度梯度。
由于α/L界面前沿液体存在成分过冷区，晶体易以树枝状结晶生长。
当合金从左向右定向凝固，达到稳态凝固区时，请分析并画出：①k0＞1相图；②α/L界面处固体、液体的溶质浓度分布图；③液体中成分过冷区图三、综合分析题（共40分）1、试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
《材料科学》考试试题(研)
硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础一、解释下列名词（30分，每题2分）(1) 交滑移（2）位错（3）固溶强化（4）共析转变（5）加工硬化（6）配位数（7）伪共晶（8）枝晶偏析(9) 上坡扩散（10）合金（11）金属键（12）晶胞（13）过冷度（14）结构起伏（15）同素异晶转变二、填空题（50分，每空1分）1三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
2 当金属结晶时，细化晶粒的方法有（），（），（）。
3 合金的固态相结构包括两大类，一类是（），另一类是（）。
4 金属材料在常温下的塑性变形方式主要有两种，分别是（），（）。
5 材料质点之间的键合（化学键）分为四类，分别是（），（），（）和（）。
6根据Fe—Fe3C相图，三次渗碳体、二次渗碳体、一次渗碳体的最大相对重量分别为（），（），（）。
7二元相图的基本类型分为三大类，分别是（），（），（）。
8工业纯铁、亚共析钢、共析钢和过共析钢的含碳量范围分别为（），（），（），（）。
9 写出四种强化材料的手段（），（），（），（）。
10位错有两种基本类型，分别是（）、（）。
11 面心立方金属晶格的密排晶面指数为（），密排晶向指数为（），配位数为（），致密度为（），一个晶胞中四面体间隙个数为（），八面体间隙个数为（），间隙原子溶入（）间隙中，滑移系的个数为（）。
12 冷变形金属在加热过程中发生（）、（）和（）长大等过程。
13 在二元合金相图中，根据相律，两个单相区必然交于（）点，两个单相区之间必然存在一个（）相区，三相平衡时，系统的自由度等于（），说明转变（）和三个相的（）都是恒定的。
14 当对金属材料进行冷塑性变形时，随着变形量的增加，对材料的力学性能影响规律为：（ ）和（ ）升高，（ ）和（ ）下降。
三、在两个立方晶胞中分别画出（111）[101]和（110）[111]，如果这是室温纯铁，上述哪个晶面和晶向可构成滑移系？（10分）四、 假设金属结晶时，在液相中形成球形晶核，试证明临界形核功等于31表面能。
- 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）
]231[]011)[111(防护
C
930℃
室温
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
)
1
1
(
2
11
2
T
T
R
Q
e
t
t-
-
=)
1
1
(
3
11
3
T
T
R
Q
e
t
t-
-
=
A
a
B
E
C
D
F
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
273
4201
273400
12733901
2734001111
1ln ln
131
23121+-
++-
+=--
=T T T T t t t t ]231[]011)[111(617.0314321]111[]231[]111[]231[cos =++-=
⋅⋅=
φ756.02
14301]
011][231[]011][231[cos =++==λMPa 933.0756.0617.02=⨯⨯=
τ防护
C
930℃
室温
Fe 3C
γ
Fe 3C
P+Fe 3C F
P P+F
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。