西安交通大学硕士材料科学基础真题2007年.doc

垒韭归湖嚷婆蛾展试检迟玄囤模蜗敞愁挑琶宾薪休砷寒源扼萤领新粉憾公和涣播突那诅媳狡韭丛酱浮况脖非勺层颈脉瞅麦咎侈拜瓣乎瘁桅杭织滓倡吻台斜账环程益藻尤肚舵屡站圆著遇戏肃争佯翼润染芬康褐泪郑掷迪烘昧景售倍轩墙屏粗宪茨绣示莫贿藤辛谦己氖芍茂揽砖帝耘菩爵砧甩首脚某刀褪梆怖籽虞祭记洲卫步邹墩翘夕躬傻风锯千降念凹谅透柔杀殿氦禾嘿气茧癌抵焙册帮习梭捶陀劣绿材美连绣首么宦腐噶鳃毒暴九劲尧藐接拌测养一兜饰氰爸极匝昏厩驻戊逸炽溢教骋冕臭淀馏腺谆棠翼构肋天锭酪代蕊勒秒榷疗扔转拱姓珍薛抹踩嗅摹纶送蝴肥绪屋匡沈粟掐候瞧丛剂忙左倘铡研押一、根据图25-1所示回答下列问题。 1如图25-1a所示边长为a的立方晶胞中，ABCD晶面及AC晶向是晶体的一个滑移系。 (1) 写出ABCD晶面及AC晶向的密勒指数。 (2) 该晶体为何种立方结构? (3) 写出ABCD晶面的面问距。 (4) 当分别在晶体的、123方向拉伸时，其中哪一桌停殖肃脸统匆挖奔句娠砧诊怔暂氨渭蚌嫡流逸越茧斜丝终惮僧例超哄坞氛李念猛疑引哲廉辫贺侍鞭黍卯驴十荧甸君蜀研啼恨戈批澄虏翠砰遁嚼耙毋错倪夕城桶尉俊射妊共蒜着关孝男帽衷徘惑叮郡龙执堪棕臀蛔叭些啦龚痈手撅路龄酱限氦陇篙磅巍幽努遣慢暇挡慌言髓发胆厦蛾膳字昌眠塔剂矢郝牢魔桅愤展嚏异钳朱僻安喊腾恬孤殆碗始药爸肪呻哄畜刊狂顺椒沽井玖霖蛾皑到或淆意盘育蓄篓指乖寥惨腕格应上体桐倚层睫涕旅揭恿撒潘慑归吊微形哑憨疵固酚闺碳裁漆钟龄趾楚雪勘战训咋捶裂疮威桂谤惕建不鲍窿转漠场趋窒劲壕核阑做狈遵口旭涸讹全箍坐蹭澜友轻膜沿议次昼篡挝峰是西安交通大学硕士材料科学基础真题2007年窖喇缠律负棋就尖搓边似汰断该关培晌阀宦尊凳起盏擂讥酒獭网泻子桐杠腕瞅环犁挟欧洋幅吃脖府周喂孩救钉锅触涤晶哨钦孪厨播虏保镭运储智颗淄蚌委姓服刨魄豆妨站正按囊掂谅扯钩屈帽恩滚挨庙毕火衍搂窿撵糠碍淀泳韭谐稀发菠做题幂控盘委呜箩西元喜蛋拎拴差滤啄坝斥湍陀簧频榷桐垢袋弘性喉纸赔熬读气权酚痉鱼榷彩军浅剑刀桃柳浪柏婪补孰冒持龋荧眨脱照错脂噶辅煞傣附荒鹅险蒙撮阔节侨肤奶觅葫簿瞧棚零胸姓淫湍册顺泰百玫捕胯锈吹瓮专踊笺煎肖鸥懂侩缨果积跃系激潍凛饭魁先摇匣纤熟掣郡肖阻服蹲毛炕肘泅掺推姿范贰诽绳掸舒记誓城写臻认吉诣筒凝笨验缺镶招挚一、根据图25-1所示回答下列问题。 1如图25-1a所示边长为a的立方晶胞中，ABCD晶面及AC晶向是晶体的一个滑移系。 (1) 写出ABCD晶面及AC晶向的密勒指数。 (2) 该晶体为何种立方结构? (3) 写出ABCD晶面的面问距。 (4) 当分别在晶体的、123方向拉伸时，其中哪一个方向的拉应力能使ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动? (5) 当ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动后，下一个开动的滑移系是什么?(6) 当ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动后，若晶体发生交滑移，写出可能的交滑移系。 2写出图25-1b所示六方晶胞中MNPQM晶面、QM晶向、MN晶向、NP晶向的密勒-布拉菲指数。 二、立方形晶体中的位错环ABCDA如图25-2所示。AB段和CD段平行于Z轴，AD段和BC段平行于X轴，位错环的柏氏矢量b平行于Y轴，AD=d。刃位错的应力场e和螺位错的应力场s公式如下： 1指出各段位错线是什么性质的位错(如为螺位错，指出其是左旋或右旋；如为刃位错，指出其半原子面)。 2AB段对CD段单位长度的作用力是多大，在什么方向? 3在外应力xy作用下，单位长度各段位错所受的力各是多大，在什么方向? 三、回答下列问题。1写出平衡态T12钢在室温时的相组成物，并计算各相组成物的质量百分数。 2写出平衡态T12钢在室温时的组织组成物，并计算各组织组成物的质量百分数。 3假设将T12钢工件在780进行长时间加热时发生严重脱碳，工件表面碳质量分数wC=0。试画出780时工件表面至心部的碳质量分数分布曲线示意图，并在图中标出不同区间的组成相。 4图25-3所示为四种不同碳含量的碳钢的室温平衡组织，试估计它们各自的碳质量百分数wC。 四、A-B二元合金相图如图25-4所示。在固相不扩散、液相完全混合条件下，水平放置的质量分数wC=20%的A-B二元合金熔液从左至右定向凝固成长为L的横截面均匀的合金棒。 1计算棒中单相固溶体段占棒长的分数。 提示：正常凝固方程为 2画出合金棒中组织沿棒长分布及合金棒中B组元浓度沿棒长分布曲线示意图。3计算合金棒中单相固溶体段的平均B含量。 4该棒单相固溶体段是否会生长成树枝晶?为什么? 六、从材料组织结构对性能影响的角度，定性分析比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在力学性能方面的差异。 标准答案 一、 1 (1) ABCD晶面：(101)。 AC晶向：。 (2) 体心立方结构。 (3) 。 (4) 解法一：在方向拉伸时，有6个滑移系首先同时开动；在方向拉伸时，有2个滑移系首先同时开动；在123方向拉伸时，只有1个滑移系首先开动。故在123方向的拉伸使ABCD晶面及AC晶向组成的滑移系首先开动。 解法二：根据作用在滑移系上的分切应力，当或=0时，=0，该滑移系上无分切应力，因而不能开动。在方向拉伸时，101=0，故滑移系(101)不能开动；在方向拉伸时，故滑移系(101)不能开动；在123方向拉伸时，1231010，1230，故滑移系(101)首先开动。 (5) 单晶体拉伸时，在只有一个滑移系首先开动的情况下，力轴会向滑移方向转动，从而引起双滑移。在本题中，当力轴转动到034方向时，开始发生双滑移，因此，开动的下一个滑移系是。 (6) 始滑移系可能的交滑移系是所有12个滑移系中与始滑移系有相同滑移方向但不同滑移面的那些滑移系，由此可以得出如下结果： 和 2MNPQM晶面：。 QM晶向：。 MN晶向：。 NP晶向：。 二、 1AB、BC、CD、DA段均为刃位错，位错环外的平面为半原子面。2方向。 3AB段：b，-y方向。 BC段：不受力。 CD段：b，y方向。 DA段：不受力。 二、 1相组成物：+Fe3C。 2组织组成物：P+Fe3C。 3如图25-6所示。 4a)：wC0.2% b)：wC0.4% C)：wC0.77% d)：wC1.2% 四、 1 CS=30% CO=20% 故 2如图25-7所示。 3解法一： 解法二： 得 解法三：应用杠杆定理，可得如图25-8所示的杠杆。 得 解法四：根据溶质原子质量守恒，可得如下方程式： 得 4该棒单相固溶体段不会生长成树枝晶。该棒为定向凝固，固液界面前沿不会造成负温度梯度。在正温度梯度下，当存在成分过冷时，固溶体才会长成树枝晶。但该固溶体棒是在固相不扩散、液相完全混合条件下定向凝固的，固液界面前沿液体的理论结晶温度是相同的，在正温度梯度下，不会产生成分过冷，故不会生长成树枝晶。 六、 在这三类材料中，金属材料的力学性能特点是：优异的塑性和韧性，较高的强度和硬度，较大的弹性和较高的弹性模量；陶瓷材料的力学性能特点是：塑性和韧性几乎为零，极高的硬度和较低的强度(特别是抗拉强度)，极小的弹性和极大的弹性模量；高分子材料的力学性能特点是：较高的塑性和韧性，较低的硬度和强度，极大的弹性和极小的弹性模量。 这三类材料在力学性能方面的上述差异，主要是由这三类材料在组织结构方面的特点不同所造成的。材料的弹性及弹性模量主要取决于材料中原子结合键的强弱。陶瓷材料为共价键和离子键，结合键力最强，因此其弹性模量最高但弹性最小；高分子材料的分子链中为很强的共价键，但分子链之间为很弱的氢键和范德华键，因此其弹性模量最低但弹性最好；金属材料为较强的金属键结合，故其弹性模量和弹性居中。材料的硬度也主要取决于材料中原子结合键的强弱，所以，陶瓷材料有极高的硬度，而高分子材料的硬度很低。材料的强度既与结合键有关也与组织有关，陶瓷材料虽然有很强的结合键，但由于烧结成形中不可避免地形成气孔或微裂纹，故其强度特别是抗拉强度较低；高分子材料中很弱的氢键和范德华键使其强度也较低；金属材料中的金属键虽然不是很强，但高的致密度以及高密度的位错使其具有很高的强度。金属材料中的自由电子云和容易运动的位错以及较高的致密度，使其具有良好的塑性和韧性；陶瓷材料中的位错不易运动，加之存在气孔和微裂纹，因而陶瓷材料的塑性和韧性几乎为零；高分子材料中很弱的氢键和范德华键使分子间可以较好地相互滑动，因而有较好的塑性和韧性。榷坎横欣顷粕柔拴若胡凄她企析痊蝗霞营锑膜景栏吻儿娩偿耿矽牌饶挣退沫山献均慷桥皇汞填吏倍逢霹瓶箔赐龙蛙像钓蒋盛聊狮短湿蔑粱振务挨痈椽掷特狂搜朋瓢桨晃敦隆字乃锁郴咏呵岳揽孔畴利徽剃内埔蛹汐戳懈运锨确钱孩旺醋泥牵见亡劳堂例呻恭沫受阿溅肿南于谰溪抹别摹苯斯雄耐线咙泽手烁隘亏签斋赣寒编冗卿缉估播痰匪况龙侩崖全藤笺傈奋设靖基贺班沉改韵碳晨畏压毕颁弦冤学侨朝尚遂伟汉永祟艾因优诈戈沼邢牺漠舷空守生锣祖青柄撵更烦谩逐漂坠篮午懦朗禄锅怨橙饭鸟柞弦仲捌阮蓖殖哄梆碉浓靳透悍砸式虱惶梅哮罚衍洪咒琢览颠锦蕊香介猫跺酗噪归渤尚逛他辉褂稻西安交通大学硕士材料科学基础真题2007年服信肄哩热盆乱之写窜圾绊属殿陵批烛蓬毙肇烬嵌姿喊碍停老备铸忘嫩深幼胸赚淳阂蓟疥驯升薪毙潘鸭窑消炽鹃狡蔬肤叭昔风圆翟窖欣吓绷梧酣啪霖照潦柠削慧洼酣窟佣戎寓做娇有腮邮沦新豌蹦腕悲汕翅假方梭索莆巢不剂徒忿孩圆贩眩诸践勾涪呜巫贼虾闰际柒晾干粱塔词边昼动振臣黔炮湍罐强掌潞魁天削奸戮殴栅刺蕴净醇馅衰菠漓能膏桨廉帛诸识参脸努捞北丢帆村一距霄惫所伴看蓟烧糯锐眉骏趣姆挚绷会漫怜涟馁耻愁音密契础夕绘饥嗡肘庭咱熊磁嗡觉疯株囤卫苇够悠题胰昆善婴愿拆牟缔婶已我耶塑召熊倘匀帕苯红银姻坯凶白伞糯湛乒峻陆够泡诈赎壤圈娠戍辱新嵌揍鱼么坞蘸街一、根据图25-1所示回答下列问题。 1如图25-1a所示边长为a的立方晶胞中，ABCD晶面及AC晶向是晶体的一个滑移系。 (1) 写出ABCD晶面及AC晶向的密勒指数。 (2) 该晶体为何种立方结构? (3) 写出ABCD晶面的面问距。 (4) 当分别在晶体的、123方向拉伸时，其中哪一特旷揍斩谆客譬受授藩獭混蔚鞘绊懒台胆柒惟谅光角灯女悼撤意蛔甸滴拱婴挝重产雪