2003年北京科技大学考研814材料科学基础真题
材料科学基础03-08考研真题答案
2003年材料科学基础真题答案一、1空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵.2配位数：指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
3伪共晶组织：当合金成分不是共晶成分的二元合金凝固时能获得100％的共晶组织4滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系。
5反应扩散：通过扩散形成新相的现象。
6有序固溶体：溶质原子存在于溶质点阵中的固定位置上，而且每个晶胞中的溶质和溶剂原子之比一定的固溶体。
二、1。
因为金属中是以金属键结合，故具有良好的塑性；金属间化合物则是以金属键与其他典型键混合，如共价键、离子键，因此具有一定的脆性；而陶瓷材料通常是以共价键或者离子键结合,因此脆性比前两者更大。
2由于塑性加工会使位错产生滑移,因此晶体的滑移面及滑移方面多的话有利金属塑性变形。
面心立方晶体的滑移系有12个，而密排六方晶体结构的滑移系仅3个,故面心立方晶体的滑移过程更容易进行，塑性便越好。
因为滑移系表示晶体在进行滑移时可能采取的空间取向，在其他条件相同时，晶体中的滑移系越多，滑移过程可能采取的空间取向就越多,滑移越容易进行，塑性便更好。
三、1.不是。
因为在过冷度较小时，形核率主要受形核率因子控制，随着过冷度增加所需要的临界形核半径减小,因此形核率迅速增加，并达到最高值；随后当过冷度继续增大时，尽管所需的临界晶核半径继续减小,但由于原子在较低温度下难以扩散，此时，形核率受扩散的几率因子所控制，即过峰值后，随温度的降低，形核率随之减小。
四、1不能.因为两者的晶体结构不同，组元间的溶解度是有限的。
只有当A.、B组元的晶体结构类型相同时才能无限互溶。
2置换固溶体。
因为间隙固溶体只能形成有限固溶体,因为其造成点阵畸变,溶解度有限。
3是金属间化合物。
因为固溶体是保持着溶剂的晶体结构类型的，即如果为固溶体的话，应该是保持A或B的晶体结构类型.4是金属间化合物。
材料科学基础考研真题1995-2011(北科大)
北京科技大学1995年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 金属学适用专业: 金属塑性加工说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。
每题10分。
1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。
2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。
4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。
5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。
6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。
7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。
8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。
9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。
12、说明共析钢加热时奥氏体形成的过程，并画图表示。
13、合金钢中主要的合金相有几种类型？北京科技大学1999年硕士学位研究生入学考试试题科目：金属学1、名词解释:（10分）（1）点阵畸变（2）组成过冷（3）再结晶温度（4）滑移和孪生（5）惯习现象2、说明面心立方、体心立方、密排六方（c/a≥1.633）三种晶体结构形成的最密排面，最密排方向和致密度。
（10分）3、在形变过程中，位错增殖的机理是什么？（10分）4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因，以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。
（10分）5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程（包括相变转换和成分转换）。
（10分）6、选答题（二选一，10分）（1）铸锭中区域偏析有哪几种？试分析其原因，并提出消除区域偏析的措施。
02-06年北京科技大学考研814材料科学基础真题答案
2002答案：一，1，点阵畸变：在局部范围，原子偏离其正常的点阵位置，造成点阵畸变。
2，柏氏矢量：描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向，也是位错扫过后晶体相对滑动的量。
3，相图：描述各相平衡存在条件或共存关系的图解，也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹。
4，过冷度：相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
5，形变织构：多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。
6，二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。
7，滑移系：晶体中一个滑移面及该面上的一个滑移方向的组合称一个滑移系。
8，孪生：晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程。
二，立方晶系中（111）面、（435）面图略。
立方晶系空间点阵特征是点阵参数有如下关系：a=b=c, α=β=γ=90°。
也可用具有哪类对称元素表示，若有四个三次转轴，则对应立方点阵。
三，分为三晶区：激冷区、柱状晶区、中心等轴晶区。
影响铸锭结晶组织的因素：1，液体过冷度，越小越好。
2，凝固温度范围，越大越好，有利于枝晶的破碎。
3，温度梯度，越小越有利于等轴晶。
4，合金熔点低，温度梯度小。
5，搅拌或加孕育剂。
四，frank-read源机制，图略见课本。
滑移面上一个在A，B两点被钉扎的位错AB，在应力作用下弓出（状态2），弓出到3状态时，下方相邻部分反号相吸，并局部合并，完成一次增殖过程放出一位错环（状态4）。
在应力作用下，继续重复前面1-4过程。
五，一维下，J=-D ；J：扩散流量，单位时间通过单位面积扩散的物质量，D：扩散系数，：浓度梯度，：其意义为物质扩散量与该物质的浓度梯度成正比，方向相反。
影响扩散的因素：1，温度，满足D=D0e 的关系，T升高，D增加。
2，界面表面及位错，是扩散的快速通道。
3，第三组元，可对二元扩散有不同影响，如Mo、W降低C在r-Fe 中的扩散系数，Co、Si加速C扩散，Mn影响不大。
北京科技大学814材料科学基础-讲义
814 材料科学基础
（强化课程内部讲义）
海文考研专业课教研中心
《 814 材料科学基础》
强化课程讲义
目录
第一部分 序言 .................................................................. 3 第二部分 初试科目各章节知识点深度剖析 ............................................. 5 第一本书《材料科学基础》 ..................................................... 5 第一章 原子的结构与键合 ...................................................... 5 1.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................. 5 1.2 本章重难点总结 ................................................................................................................. 6 1.3 本章典型题库 .................................................................................................................... 6 第二章 固体结构 ............................................................. 6 2.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................. 7 2.2 本章重难点总结 ................................................................................................................10 2.3 本章典型题库 ...................................................................................................................13 第三章 晶体缺陷 ................ 14 3.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................14 3.2 本章重难点总结 ................................................................................................................18 3.3 本章典型题库 ...................................................................................................................20 第四章 固体中原子及分子的运动 ................................................ 21 4.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................21 4.2 本章重难点总结 ................................................................................................................24 4.3 本章典型题库 ...................................................................................................................25 第五章 材料的形变和再结晶.................................................... 25 5.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................26 5.2 本章重难点总结 ................................................................................................................30 5.3 本章典型题库 ...................................................................................................................32 第六章 单组元相图及纯晶体的凝固 .............................................. 34 6.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................34 6.2 本章重难点总结 ................................................................................................................36 6.3 本章典型题库 ...................................................................................................................37 第七章 二元系相图和合金的凝固与制备原理 ....................................... 38 7.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................38 7.2 本章重难点总结 ................................................................................................................39 7.3 本章典型题库 ...................................................................................................................41 第八章 三元相图 ............................................................ 42 8.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................42 8.2 本章重难点总结 ................................................................................................................43 第九章 材料的亚稳态 ......................................................... 43 9.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................44 9.2 本章重难点总结 ................................................................................................................44 9.3 本章典型题库 ...................................................................................................................46 第二本书《金属学》 .......................................................... 46 第一章 金属及合金中的固态转变 ................................................ 47
北京科技大学硕士研究生入学考试--金属学-真题及答案(1993-2009年全)
北京科技大学1993年硕士研究生入学考试试题(统考生)每题20分1. 画出面心立方，体心立方，简单六方结构点阵的单胞。
并且标出以上三种结构点阵的几个主要界面和它们的晶面指数。
2. 说明合金的两种相结构（固溶体，中间相）的特点及其分类。
3. 画出铁碳相图（Fe-Fe3C平衡）并标出各区的相组成，注明包晶，共晶和共析点的温度和含碳量。
4. 说明热变形低碳钢产生纤维状组织，先共析铁素体与珠光体交替相见的显微组织带状的形成过程。
5. 1>下列几种元素中哪些是扩大γ相区的？哪些是缩小的？Si Ti Cr Mo2>下列几种合金元素哪些是提高共析温度的？哪些是降低的？Mn Si Cr Mo Ti Ni北京科技大学1995年硕士研究生入学考试试题(统考生)每题10分1. 什么是固溶体?固溶体可以分为哪几种?并说明各自的结晶特点.2. 计算含0.45%碳的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量,在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又为多少?3. 用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程.4. 画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图,并给出包晶反应表达式.5. 说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类.6. 说明钢的完全退火,不完全退火,等温退火,球化退火和低温退火的工艺特点及它们的作用.7. 说明轴承钢的碳化物类型及其形成原因.8. 画图说明钢的高温和低温变热处理的工艺特点.9. 从下列合金元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的?哪些是缩小的?C Si Ti Cr Mo Ni Cu N10.冷变形金属加热发生低温,中温,和高温回复时晶体内部发生什么变化?北京科技大学1998年硕士研究生入学考试试题(统考生)1. 选择题（共10分）1）体心立方结构的致密度比面心立方结构的（）A 高B低C相同D不一定2）配位数是12的结构是（）A 面心立方B体心立方C密集六方3）[1 2 3``](3上有上画线，打不出来)晶向上任一点的矢量在参考坐标系上X,Y,Z轴上的分量分别是（）A 1，2，3 B3，2，1 C 6, 3, -2 D 1，2，-34）立方晶系中[1 2 1]与（1 2 1）的关系是（）A平行B垂直C即不平行也不垂直5）从高温（高于1400℃）到室温，铁的结构类型发生如下变化（）A 面心立方――面心立方――体心立方B 体心立方――体心立方――面心立方C 面心立方――体心立方――面心立方D 体心立方――面心立方――体心立方2. 填空题（共20分）1> 原子结合键的基本类型有--，--，--，--。
814材料科学基础-第二章 固体结构例题讲解
北京科技大学材料科学与工程专业814 材料科学基础主讲人：薛老师第二章固体结构例题讲解1.什么是晶面族？立方晶系{111}晶面族包含哪些晶面？答：在晶体内凡是晶面间距和晶面上的原子分布完全相同，只是空间位向不同的晶面我们可以把它们归并为同一个晶面族中，即晶面族，用{hkl}表示。
立方晶系{111}包括：（111）（111）（111）（111）（111）（111）（111）（111），这八个晶面构成一个八面体，因此晶面族{111}也成为八面体的面。
2.面心立方结构（100）和（111）晶面的夹角是多少？{100}的面间距是多少？答：（1） 所以：222222321321332211,cos b b b a a a b a b a b a ba b a b a ++⨯++++=⨯⨯>=<31111001101011cos 222222=++++⨯+⨯+⨯=ϕ︒==7.5431cos arc ϕ晶面的位向表示方法！！（2）面心立方，晶面间距：晶面为{100}，则带入公式，得到d=a,（a 最好自己设一下）因为是立方晶系需要对晶面进行判断是否需要修复！！面心立方h 、k 、l 不全为奇数或者偶数时，需要修正，可知，该晶面需要修正所以：d=a/2.222)()()h (d l k a hkl ++=3.晶带定律的应用例：已知晶体中两个不平行的晶面(h1k1l1)(h2k2l2)，证明(h3k3l3)与这两个晶面属于同一晶带，其中h3=h2+h1,k3=k2+k1,l3=l2+l1.答：设两个不平行的晶面所属晶带的晶带轴为[uvw]。
根据晶带定律，带入已知条件得到：h1u+k1v+l1w=0，h2u+k2v+l2w=0移项相加，得：(h1+h2)u+(k1+k2)v+(l1+l2)w=0，带入题目中的已知条件，可以得到h3u+k3v+l3w=0所以，第三个晶面与前面两个晶面属于同一个晶带。
例：在体心立方晶胞中画出一个最密排方向，并标明晶向指数，再画出过该方向的两个不同的低指数晶面，写出对应的晶面指数，这两个晶面与晶向构成什么关系？xzy G FE DOCBA注意点：1.画图一定要清洗，最好分开类画2.选取晶向的时候一定要选择对后期选择晶面有利的晶向3.回答晶带时，最好加上什么是晶带定律？4.六方晶系晶面、晶向指数例：写出图中六方晶胞EFGHIJE的晶面指数，以及EF,FG,GH,HI,IJ,JE 各晶向的晶向指数。
北京科技大学硕士学位研究生入学考试模拟试题
北京科技大学硕士学位研究生入学考试模拟试题试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 2 页）适用专业：金属材料工程、材料成型与控制工程、无机非金属材料工程专业说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）1、位向关系在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学空间取向关系称为位向关系。
2、相变冷作硬化马氏体形成时的体积效应会引起周围奥氏体产生塑性变形，同时马氏体相变的切变特性，也将在晶体内产生大量微观缺陷，如位错、孪晶、层错等。
这些缺陷在马氏体逆转变过程中会被继承，结果导致强度明显升高，而塑性韧性下降，这种现象被称为相变冷作硬化。
3、独立形核原碳化物回溶到母相中，而新的、更稳定的碳化物在其他部位重新形核长大。
4、马氏体相变塑性相变塑性:金属及合金在相变过程中塑性增长，往往在低于母相屈服极限的条件下即发生了塑性变形，这种现象称为相变塑性。
钢在马氏体转变时也会产生相变塑性现象，称为马氏体的相变塑性。
5、奥氏体实际晶粒度指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。
二、说出下符号的名称和意义（6分）1、Mb马氏体转变的爆发点，在此温度瞬间有大量马氏体形成，2、S片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。
3、MC奥氏体热稳定化的上限温度，超过此温度奥氏体将出现热稳定化现象。
三、简答下各题（每题8分，共40分）1、钢中马氏体的晶体结构如何？碳原子在马氏体点阵中的分布与马氏体点阵的正方度有何关系？Fe-C合金的马氏体是C在中的过饱和间隙固溶体。
X-射线衍射分析证实，马氏体具有体心正方点阵。
通常假设马氏体点阵中的C原子优先占据八面体间隙位置的第三亚点阵，即C原子平行于[001]方向排列。
结果使c轴伸长，a轴缩短，使体心立方点阵的α-Fe变成体心正方点阵的马氏体，研究表明，并不是所有的C原子都占据第三亚点阵的位置，通过中子辐照分析的结论是近80%的C原子优先占据第三亚点阵，而20%的C原子分布其他两个亚点阵，即在马氏体中，C原子呈部分有序分布。
北京科技大学814材料科学基础2010-2014年考研专业课历年真题汇编
北京科技大学
2014年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：814试题名称：材料科学基础（共3页）
适用专业：材料科学与工程，材料工程（专业学位）
说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
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一.简述题（5分/小题，共30分）
1.再结晶温度
2.相平衡条件
3.上坡扩散
4.空间点阵
5.堆垛层错
6.临界分切应力
二、分别回答后述几个问题：1.指出金属液相结晶时的热力学条件，它一定
需要过冷吗？为什么？2.如何确定液相结晶时的临界晶核半径，在相同
的过冷度下，均匀形核与非均匀形核的临界晶核半径和临界晶核形成能哪
个大？为什么？3.反过来，结晶金属熔化时一定需要过热吗？为什么？
4.能否用经典形核理论讨论再结晶的形核，为什么？（20分）
三、回答以下问题：1.晶体缺陷主要有哪几种？2.其中点缺陷主要有哪两种?
有哪些方法或手段可提高其数量？3.当点缺陷扩散到刃位错周围时，会
出现什么现象？位错的运动受到怎样的影响？4.如果点缺陷扩散到一般
大角晶界上，又会出现什么现象？晶界的运动受到怎样的影响？(20分)。
1。
北京科技大学2013年硕士研究生入学考试试题814材料科学基础
北京科技大学2013年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================== ==============================试题编号：814 试题名称：材料科学基础（共4 页）适用专业：材料科学与工程说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
=============================================================================== ==============================一、简答题(8分/题，共40分)1. 超点阵；2. 玻璃化转变温度；3. 伪共晶；4. 脱溶；5. 二次再结晶。
二、图1是立方ZnS结构示意图，回答以下问题（共20分）：1. Zn2+的负离子配位数是多少？2. Zn2+占据以S2-密排结构的间隙位置，写出Zn2+占有位置的坐标；3. 计算ZnS结构的晶格常数(已知Zn2+和S2-的离子半径分别为0.06 nm和0.18 nm)；4. 计算ZnS结构的致密度。
图1 立方ZnS结构示意图（第二题图）三、图2是在同一滑移面上三组相互平行的相距为d的直位错，它们的柏氏矢量b的模相等，箭头指向是柏氏矢量b和位错线t的方向。
问每组的位错之间是相互吸引还是相互排斥，为什么？（共15分）图2 三组相互平行的直位错及其柏氏矢量（第三题图）四、示意画出图3所示的A-B体系中各相在T1、T2、T3和T4温度时的Gibbs自由焓-成分曲线。
(共10分)图3 A-B二元合金相图（第四题图）五、图4为某三元合金系在T1和T2温度下的等温截面。
若T1>T2,确定此合金系中存在哪种类型的三相平衡反应？说明判断理由，并写出三相反应式。
(共10分)图4 A-B-C三元系等温截面（第五题图）六、由材料A和B组成双层平板，A板厚度为L，B板厚度为2L，如图5所示。
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北京科技大学2003年硕士学位研究生入学考试试题
科目：金属学
1.名词解释（30分）：
（1）刃型位错和螺型位错模型（2）晶界与界面能
（3）同分凝固与异分凝固（4）形变织构
（5）二次再结晶（6）淬透性与淬硬性
2.简述二元系中共晶反应、包晶反应和共析反应的特点；并计算其各相平衡时的自由度。
（12）
3.什么是点阵参数？正方晶系和立方晶系的空间点阵特征是什么？画出立方晶系中（1 2 -3）的晶面。
（12）
4.凝固过程中形核和长大与再结晶过程中形核和长大主要区别是什么？简述再结晶过程中核心的产生方式。
（12）
5.简述菲克第一定律和菲克第二定律的含义，写出其表达式，并标明其字母的物理含义。
（12）
6.简述晶界和晶粒大小对多晶体范性变形的作用与影响。
（12）
7.什么是一次带状组织和二次带状组织？分析一次带状组织和二次带状组织形成的原因。
（12）
8.画出Fe-C相图，标明Fe-C相图中各点的温度和含碳量。
（12）
9.简述固态相变的一般特点。
（12）（统考生做，单考生不做）
10.简述凝固过程的宏观特征，叙述凝固过程中晶体成长的机理。
（12）（统考生做，单考生不做）
11.什么是固溶体？影响固溶体的原因有哪些？固溶体与其纯溶剂组元相比，其结构、力学性能和物理性能发生了哪些变化？（12）（统考生做，单考生不做）
12. 列举三种增加凝固过程中核心数的方法，简要分析其增加核心数的原因。
（12）（统考生做，单考生不做）
13.简述含碳量为0.25%的钢的结晶过程和固态组织转变过程。
（12）（统考生做，单考生不做）
14.简述连续脱溶和不连续脱溶的含义。
（12）（统考生做，单考生不做）
15.根据缺陷相对与晶体尺寸和其影响范围的大小，缺陷可以分为哪几类？简述这几类缺陷的特征。
（12）（统考生做，单考生不做）。