03——07年5年湖南大学材料科学基础真题汇总

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2004年材料科学基础真题

一、名词解释 1.电子化合物：由第一族或过渡族元素与第二至第四元素构成的化合物，它们不遵守化合价规律，但满足一定的电子浓度，虽然电子化合物可用化学式表示，但实际成分可在一定的范围变动，可溶解一定量的固溶体。

2.成分过冷：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时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。

3.莱氏体：高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝

4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。

4.吕德斯带：指退火的低碳钢薄板在冲压加工时，由于局部的突然屈服产生不均匀变形，而在钢板表面产生条带状皱褶的一种现象。在拉伸时，试样表面出现的与拉伸轴呈40°角的粗糙不平的皱纹称为吕德斯带。

5.本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。

6.弥散强化：第二相微细颗粒通过粉末冶金法加入而起到强化作用。

7.多边形化：经过冷塑性形变的金属或者合金在回复时形成小角度亚晶界和较完整的亚晶粒的过程。

8.共格晶面：所谓共格晶界，是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。

二、简答题

1.简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程。

2.何谓一次二次三次渗碳体？显微镜下它们的形态有何特点。

3.什么叫择优取向？什么叫形变枝构？它们有什么实际意义？

4.何谓全位错？单位位错？不全位错？并指出典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。

5.何谓临界分切应力定律？与哪些因素有关？

三、论述题

1.一个相图题

2.何谓再结晶温度？生产中如何定义的？影响因素？

3.贝氏体转变与珠光体转变异同。

4.简述固相变与液相变（凝固）形核与晶核长大规律的异同点。

答：凝固时形核的驱动力，是新、旧化学位差，再结晶驱动力只是形变储存能。凝固常是均匀形核；再结晶形核在现有的形变不均匀区，如晶界附近、切变带、形变带、第二相粒子周围。凝固长大时与母相不会有取向关系，再结晶长大时可有特定取向关系。

凝固晶体成长机理：连续式生长、二维形核及借助台阶侧向生长、借螺旋位错生长。

再结晶核心产生方式：①原有晶界推移成核，也称应变诱导晶界迁移式形核；②亚晶成核，即通过亚晶合并或长大形成新晶粒。

2005年材料科学基础真题

第一部分（第一题10分，第二题20分）

1.对面心立方结构的晶体（点阵常数为a）

(1)计算单位晶胞的致密度；

(2)在[100]、[110]、[111]晶向中，哪个晶向为原子最密排方向？

(3)在(100)、(110)和(111)晶面中，哪个晶面为面间距最大的晶面？

2.根据A-B二元相图（如图所示）

(1)写出图中的液相线、固相线、α和β相的溶解度线及三相恒温转变线；

(2)计算A-50B（wt%）合金在200℃下液相和α相的相对量；

(3)说明上述合金的结晶过程并画出室温平衡组织示意图。

第二部分

一、单选题（本题共8小题，每题一分，共8分）

1.强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于（）。

①制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍

②使位错增殖

③使位错适当地减少

2.金属凝固形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿新增表面的（ )。

①1/3 ②2/3 ③3/4

3.下列界面中界面能最低的是（）。

①小角度晶界②共格孪晶界③共格晶界

4.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随（）变化。

①距离②时间③温度

5.原子扩散的驱动力是（）。

①组元的化学位梯度②组元的浓度梯度③组元的温度梯度

6.二次再结晶是（）。

①相变过程②形核长大过程③某些晶粒特别长大的现象

7.弥散分布的细小第二相粒子的存在可增加材料的强度，其强化效果取决于（）。①第二相粒子的尺寸和体积分数②溶质原子的化合价

③第二相粒子的粘弹性变形率

8.根据三元相图的垂直截面图，（）。

①可以分析相成分的变化规律

②可以分析合金的平衡凝固过程

③可以用杠杆定律计算各相的相对量

二、名词解释（每题4分，共24分）

1.柯垂尔气团：溶质原子在刃型位错周围的聚集现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果。

2.过冷度：在较快的冷却速度下，金属材料冷到其熔点温度时并不立即凝固，而是要冷到更低的温度时才开始凝固。这时，实际凝固温度与熔点温度的差值就称之为过冷度。

3.形变织构：经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构为织构，若织构是塑性变形中产生的，称为形变织构。

4.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标和硬度都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。

5.割阶与扭折：不同滑移面上运动的位错在运动中相遇会发生位错的交割。位错交割时会发生相互作用。若由此形成的曲折线段就在位错的滑移面上，称为扭折；若该曲折线段垂直于位错的滑移面是，称为割阶。扭折和割阶也可由位错的交割而形成。

6.合金相：当一种(或多种)元素加入到金属中组成合金时，随着各组元相对含量、晶体结构类型、电化学性质、原子相对尺寸、电子浓度和合金的温度等因素的不同，可以得到不同的结构或原子排列方式。这些不同结构和不同原子排列方式的相统称为合金相。

三、简答题（每题8分，共48分）

6.影响置换固溶体溶解度的因素

7.怎样得到树枝晶