材料科学基础模拟试卷

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题

考试科目：材料科学基础

使用专业：材料科学与工程

一、名词解释（20‘）

空间群奥氏体负温度梯度肖脱基空位相平衡调幅分解晶界再结晶珠光体共晶转变

二、填空（20‘）

1、体心立方结构的原子配位数为＿，致密度为＿，它的每个晶胞中含有的八面体间隙数与四面体间隙数之比为＿。

2、金属结晶时的过冷度越大，结晶驱动力＿，临界晶核尺寸＿，临界形核功＿，形核率＿，结晶后的晶粒尺寸＿，金属强度＿。

3、从微观上看，结晶时的液固相界面有＿界面和＿界面，典型金属的液固相界面属于＿界面，它以＿机制生长，其生长速率较＿。

4、原子扩散驱动力是＿，阻力是＿，固态金属中扩散的主要机制是＿与＿。

5、小角度晶界是相邻两晶粒的位向差＿的晶界，它可分为＿和＿两种基本类型，前者是由＿位错构成，后者是由＿位错构成。

三、判断对错（10‘）

1、对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺型位错只能是一条直线。

2、晶粒越细小，晶体强度、硬度越高、塑性、韧性越差。

3、溶质和溶剂晶体结构相同，是形成连续固溶体的充分必要条件。

4、贝氏体转变中，Fe、C原子均不发生扩散。

5、晶粒长大过程中，大角度晶界具有比较快的迁移速度。

6、形成临界晶核时提及自由能的减小只能补偿新增表面能的1/3。

7、三元系相图中，在共晶温度点的自由度为0。此时是三相平衡。

8、一般来说，在固态相变时，母相中的晶体缺陷可以促进新相的形成。

9、奥氏体的绒毯能力之所以比铁素体高是因为奥氏体晶体间隙大。

10、多晶体材料塑性变形至少需要3个独立滑移系开动。

四、铁的点阵常数是2.86Å(1 Å=0.1nm)，相对原子质量是55.84，试用阿伏伽德罗常数（6.023×1023）计算其密度。（10‘）

五、（10‘）

1、什么是形状记忆效应？

2、说明通过马氏体相变产生形状记忆效应的原因。

六、请在立方晶胞中画出（122）和（012）以及[102]和[111]的图示，并说明其意义。（10‘）

七、（10‘）

1、试用塑性变形理论说明金属材料的晶粒越细小其强度越高的原因。

2、已知：当退火后纯铁的晶粒大小为16个/mm2时，屈服强度σS=100MPa；当晶粒大小为4096个/mm2时，σS=250MPa，试求晶粒大小为25个/mm2时，屈服强度σS的值。

八、含碳0.1%的碳钢在930℃渗碳，3小时渗层厚度为0.4mm，某人欲获得0.8mm的渗层，计划用6小时，该人的计划是否正确？为什么？（10‘）

九、试分析在面心立方金属中，位错的柏氏矢量为b1=a/2[101]，b2= a/6[121]，b3。位错反应b1+b2=b3能否进行，并指出其中3个位错分别是什么类型的位错，反应后生成的位错能否在滑移面上运动。（10‘）

十、简要说明加工硬化现象带来的利于弊。如何消除加工硬化现象？（10‘）

十一、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？并加以简单说明。（10‘）

十二、从周期表查到O2-、Fe2+、Fe3+离子的半径分别为0.14nm、0.077nm、0.060nm，请计算推测它们可以形成什么样的晶体结构。（10‘）

十三、Fe-Fe3C相图如图所示。

（1）写出恒温转变的反应式；

（2）分析含碳量为1.5%的合金平衡冷却过程，说明室温时的组织组成和相组成；

（3）计算室温时组织组成物的相对含量。（10‘）