1、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
2、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
3、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（k 01）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，/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 /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： k01相图； /L界面处固体、液体的溶质浓度分布图； 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。2、 如图所示，在立方单晶体中有一个位错环 ABCDA，其柏氏矢量
4、b 平行于 z 轴1） 指出各段位错线是什么类型的位错。2） 各段位错线在外应力 作用下将如何运动？请绘图表示西北工业大学2011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 2 页一、 简答题（每题10分，共50分）1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困难？3. 什么是离异共晶？如何形成的？4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个
5、含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？二、 作图计算题（每题15分，共60分）1、写出112 晶面族的等价晶面。2、请判定下列反应能否进行：3、已知某晶体在500时，每10 10个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数 a0.0539，波耳滋曼常数 K1.38110 -23J / K）4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为001，=10 6 Pa，求(111)面上柏氏矢量 的螺位错线上所受的力三、 综合分析题（共40分）1. 经冷加工的金属微观组织变化如图 a 所示，随温度升高，并在某一温度下保温足够长的时间，会发生图 b-d 的变化，请分
6、析四个阶段微观组织、体系能量和宏观性能变化的机理和原因1. 根据 Ag-Cd 二元相图：1) 当温度为736、590、440和230时分别会发生什么样的三相平衡反应？写出反应式。2) 分析 Ag-56%Cd 合金的平衡凝固过程，绘出冷却曲线，标明各阶段的相变反应。3) 分析 Ag-95%Cd 合金的平衡凝固与较快速冷却时，室温组织会有什么差别，并讨论其原因。西北工业大学2010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 2 页一、 简答题（每题10分，共50分）1. 请解释 -Fe与 -Fe溶解碳原子能力差异的
7、原因。2. 请简述位向差与晶界能的关系，并解释原因？3. 请简述在固态条件下，晶体缺陷、固溶体类型对溶质原子扩散的影响。4. 请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？5. 铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？二、 作图计算题（每题15分，共60分）1. 写出附图的简单立方晶体中 ED、CF 的晶向指数和 ACH、FGD的晶面指数，并求 ACH 晶面的晶面间距，以及 FGD与 ABCD两晶面之间的夹角。 （注：G、H 点为二等分点，F 点为三等分点）2. 请判断图示中 和 两位错各段的类型，以及两位错
8、所含拐折（bc、de 和hi、jk）的性质？若图示滑移面为 fcc 晶体的（111）面，在切应力 的作用下，两位错将如何运动？（绘图表示）3. 某合金的再结晶激活能为250KJ/mol，该合金在400完成再结晶需要1小时，请问在390下完成再结晶需要多长时间。 （气体常数 R=8.314L/molK）4. 请分别绘出 fcc 和 bcc 晶体中的最短单位位错，并比较二者哪一个引起的畸变较大。三、 综合分析题（共40分）1、 请分析对工业纯铝、Fe-0.2%C 合金、Al-5%Cu 合金可以采用的强化机制，并阐述机理。 （15分）2、 请根据 Cu-Zn 相图回答下列问题：(25分)1) 若在
9、500下，将一纯铜试样长期置于锌液中，请绘出扩散后从表面至内部沿深度方向的相分布和对应的浓度分布曲线。2) 请分析 902、834、700、598、558各水平线的相变反应类型，及其反应式。3) 请绘出 Cu-75%Zn 合金的平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成。4) 请计算 Cu-75%Zn 合金平衡结晶至200时的相组成含量。西北工业大学2009年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（B 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. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线
10、 l 与柏氏矢量 b、外加切应力 与柏氏矢量 b、外加切应力 与位错线 l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。 （请绘表格作答，答案务必写在答题册上） 2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？ 3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？ 4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538 ）和锡板（其熔点为 232 ） ，分别进行来回弯折，随着弯折的进行，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与包晶转变的异同。 二、作图计算题（每题10分，共4
11、0分）1. 请比较 FCC 晶体中 和 两位错的畸变能哪个较大。2. 面心立方晶体沿001方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。 3. 在 Al 单晶中， （111）面上有一位错 ， 面上另一位错 。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。 4. 请分别写出立方晶系中110和100 晶面族包括的晶面。 三、 综合分析题（每题25分，共50分）1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。 2. 附图为 Ti-Al 二元合金相图： 1) 请分析并分别写出1285、1125和665三个恒温转变的类型和反应式，以及882时发生两相
12、恒温转变的类型和反应式。 2) 请绘出 w31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。 3) 请分析500时，w31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。 （注：1125时，w Ti27%，w Ti3Al26%，w TiAl35%；23 35 500时，w Ti3Al23%， w TiAl35%） 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
13、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 3
14、90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 23方向在 2MPa 正应力下屈服，已测得开动的滑移系是01)(，请确定使该滑移系开动的分切应力 。三、综合分析题（30 分）1. 请根据 Fe-Fe3C 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
15、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 400600范围的局部放大：（13 分）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 相成分为 wcd =46.5，400时 相的成分为 wcd =57，请计算 400时wCd50合金的相组成。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）防护防护C 原子 930室温1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出 FCC、BCC 和 HCP 晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。2、 已知原
16、子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？3、 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？4、 原子的热运动如何影响扩散？5、 如何区分金属的热变形和冷变形？二、 作图计算题（每题 15 分，共 60 分）1. 已知某晶体在 500时，每 1010个原子中可以形成有 1 个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数 A0.0539，波耳滋曼常数 K1.38110 -23 J / K）2. 请计算简单立方晶体中，(111)和 )1(的夹角。3. 请判定在 FCC 晶体中下列位错反应能否进行： 1321602aa4. 试画出立方晶体中的(123)晶面和 643晶向。三、 综合分析题（共 40 分）
