三峡大学考研历年真题之机械工程材料2006_2010--2011(2010--2011有答案)年考研

1、第1页共2页三峡大学2006 年研究生入学考试试题考试科目：机械工程材料（考生必须将答案写在答题纸上）一、请描述面心立方、体心立方和密排六方晶体在发生塑性变形的滑移面、滑移方向；并根据滑移系数量和晶体结构特点，定性说明（比较）上述三种晶体类型的金属或合金的塑性变形难易程度。本题共 15 分 二、什么是均匀形核？什么是非均匀形核？ 请写出均匀形核和非均匀形核的晶核的临界半径 rk 的表达式，并叙述金属结晶的结构起伏和能量起伏对形核的意义；根据形核理论说明控制晶粒大小的主要方法。本题共 15 分 三、以平衡分配系数 K 0 <1 的匀晶系合金的不平衡结晶为例，说明枝晶偏析的形成过程，以及消除

2、枝晶偏析的热处理工艺。本题共 15 分 四、图示为 Fe-Fe3C 相图。请完成下列问题：（ 1）根据组织特征 , 写出铁碳合金按含碳量划分的类型 ; 7 分（ 2）写出相图中三条水平线上的反应及反应类型； 6 分（ 3）分别写出亚共析钢、亚共晶白口铸铁在冷却过程中的相变过程和结晶组织示意图；17 分 （ 4）40 钢从液态缓冷至室温，计算其在室温下各相和各组织组成物的相对重量百分数。10 分 本题共 40 分 第 2 页五、请叙述冷塑性变形后的金属材料在发生回复和再结晶过程中的缺陷和组织的变化。本题共 10 分 六、请叙述共析钢的奥氏体形成过程及影响奥氏体形成速度的因素。本题共 15 分 七

3、、请叙述板条马氏体和片状马氏体的显微组织结构特征；并说明两者的机械性能特点。本题共 15 分 八、 T10A 钢含碳量约为1.0%， A c1=730， Accm=800， M s=175。 该合金的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体。若用此钢制作形状简单的刀具，请说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的加工和最后性能的要求。写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及冷却至室温时得到的组织。本题共 25 分 第1页共6页三峡大学2010 年研究生入学考试试题考试科目：机械工程材料（考生必须将答案写在答题纸上,包括填空题）提示 :试题卷面总分 150, 考试时间 3 小时一、 填空 (每空

4、 1 分，共30 分)1.晶体结构有1个晶系、 2种空间点阵。 最典型、最常见的金属晶体结构是3、4和 5 。铁在室温下是6晶体结构。2.金属结合健是：7。3.结晶时细化晶粒的方法有：8、9、10。4.二元匀晶系合金的结晶过程中，固相成分沿11变化，液相成分沿12变化。5.位错的类型有13、14、15。6.非均匀形核比均匀形核所需要的形核功16。7.经过塑性变形的金属材料在加热时会发生17和18。8.金属材料冷变形残余应力分为如下两类：19和20。9.在钢中引起“热脆性”的元素是21。10.Hall-Petch 公式描述的是22之间的关系。11.回复和再结晶的驱动力是23。12.置换固溶体的扩

5、散是采用24机制进行的。13.马氏体 M 相变的机制为25 。其组织形态有：26和27。在 28 组织形态中位错密度较高。14. 贝氏体分为 29和30。二、判断题 (每小题 1分，共20 分)（） 1、置换原子的固溶强化效果比间隙原子的固溶强化效果大，因为置换原子的半径一般比间隙原子大。（）2、在室温下，金属的晶粒越细，则其强度愈高和塑性愈低。（）3、凡是液体凝固为固体的过程都是结晶过程。（）4、过共析钢由液态缓冷至室温时候时析出的二次渗碳体，在组织形态与晶体结构方面均与一次渗碳体不同。（）5、纯金属的实际结晶温度与其冷却速度有关。（）6、位错只能通过滑移方式运动。（）7、滑移变形不会引起金

6、属晶体结构的变化。（）8、原始组织为片状珠光体的钢加热奥氏体化时，细片状珠光体的奥氏体化速度比粗片状珠光体的快。（）9、同一钢材，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透性好。（）10、上贝氏体综合性能优于下贝氏体。（）11、不论含碳量高低，马氏体都硬而脆。（）12、同种材料不同尺寸试样所测得的伸长率相同。（）13、间隙固溶体和置换固溶体均可以形成无限固溶体。（）14、杠杆定律适用于三相区。（ ）15、再结晶过程是形核和核长大过程，所以再结晶过程也是相变过程。（ ） 16、在铁碳合金中，只有共析合金结晶时，发生共析转变，形成共析组织。（） 17、由于位错具有易动性，因而位错密

7、度越大，金属变形越容易，强度越低。（）18、在制定热加工工艺时，应尽量使工件中的流线与拉应力方向平行。（）19、金属铸件中粗大的晶粒不可能通过再结晶退火来细化。（） 20、在合金结晶过程中析出的初生晶和二次晶均具有相同的晶体结构，但具有不同的组织形态。三、选择题 (每小题1 分，共20 分 )1、陶瓷材料的结合键是（）。(a) 金属键、共价键(b)离子键、共价键(c) 离子键、分子键(d)共价键、分子键2、高分子材料的结合键是（）。(a)金属键、共价键(b)离子键、共价键(c)离子键、分子键(d)共价键、分子键3、晶体结构分有多少个晶系（）。(a) 3(b) 7(c) 14(d) 284、晶体

8、中的位错属于（）。(a) 体缺陷 (b) 面缺陷 (c) 线缺陷 （ d）点缺陷5、在晶体缺陷中，属于点缺陷的有（）。(a)间隙原子（ b）位错(c) 晶界 (d) 缩孔6、产生枝晶偏析的原因是由于（）。（ a）相线间距很小，冷却缓慢（b） 液固相线间距大，冷却速度也大（ c） 液固相线间距大，冷却缓慢（d） 液固相线间距很小，冷却速度大7、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将（）。(a) 越高 (b) 越低 (c) 越接近理论结晶温度8、铸造条件下，冷却速度越大，则（）。(a)过冷度越大，晶粒越细（b）过冷度越大，晶粒越粗(c)过冷度越小，晶粒越细(d) 过冷度越小，晶粒越粗9、两组元

9、组成固溶体，则固溶体的结构（）。（ a）与溶剂相同(b)与溶剂、溶质都不相同(c)与溶质相同(d)是两组元各自结构的混合10、在纯金属液体中形成临界晶核时，固、液相间的体积自由能差尚不能抵消新增的晶核表面能其不足部分还必须依靠其他能量即液体中的：(a)结构起伏(b) 浓度起伏(c) 能量起伏 (d) 成分起伏11、45 钢在室温下，铁素体组织物在整个合金中占的百分数为（）。( a )6 .690.45100 %( b ) 0. 450 . 0218100 %6 .690 . 02186. 690 . 0218( c )0 .770.45100 %( d ) 0. 450 . 0218100 %

10、0 .770 .02180.770 . 021812、珠光体是一种（）。(a) 单相固溶体 (b) 两相固溶体 (c) 化合物 (d) 机械混合物13、奥氏体向珠光体的转变属于： （）（a） 扩散型转变（ b）非扩散型转变（ c） 半扩散型转变（ d） 无扩散。14、随冷塑性变形量增加，金属的（）。（a）强度下降，塑性提高(b)强度和塑性都下降(c)强度和塑性都提高(d)强度提高，塑性下降15、合金固溶强化的原因是()。（ a）晶格类型的改变(b) 晶粒细化(c)晶格发生畸变(d)发生了化学反应16、钢经调质处理后获得的组织： （）（a）回火马氏体；（b）回火屈氏体；（ c）回火索氏体。17、

11、马氏体转变时，晶体结构的改组是依靠_进行的。(a)滑移方式(b)切变方式(c)扩散方式(d)扭转方式18、奥氏体向贝氏体的转变属于： （）（a）扩散型转变；（b） 非扩散型转变；（ c）半扩散型转变。19、化学热处理与其他热处理方法的根本区别是（）。（ a）加热温度（ b）组织变化（ c）钢成分变化（d）性能变化OOO20、过共析钢正火的目的是()。(a)调整硬度，改善切削加工性(c)消除网状二次渗碳体（b）细化晶粒，为淬火作组织准备(d)防止淬火变形与开裂四、在右图所示的立方晶系晶胞中，画出(1 10) 、 (121) 晶面和 111 、 11 1 、 212 晶向。(本题 15 分)五、图

12、示为铁碳相图，请完成下列问题：1. 分析图中、合金平衡结晶的相变过程，指出室温下的平衡组织，并画出结晶过程示意图；2计算含碳量为0.5% 钢室温下平衡组织的相的相对质量百分含量。(本题共 35 分)六、请叙述1）共析钢的奥氏体的形成过程；2）奥氏体连续冷却过程中可能发生的相变；3）分析和比较相变特点。(本题共 15 分)七、下图为过共析钢的C 曲线。1）请叙述在不同温度范围等温发生的转变；2）说明和比较转变类型。(本题共 15 分)三峡大学2010 年研究生入学考试试题参考答案考试科目：机械工程材料一、填空参考答案1、7，2、14，3，BCC， 4、 FCC，5、HCP、6、BCC，7、金属键

13、，8、降低冷却速率， 9、孕育剂， 10、搅拌， 11，固相线， 12、液相线， 13、刃型位借， 14、螺型位错， 15，混合位错， 16、小，17、回复， 18、再结晶， 19、宏观残余应力， 20、微观残余应力， 21、 S， 22、强度 /硬度与晶粒度（大小） 23、存储能， 24、空位扩散， 25、切变， 26、板条状 M，27、针状 M，28、板条状 M，29、上贝氏体， 30、下贝氏体二、判断题参考答案1×， 2×， 3×， 4×， 5，6×， 7，8， 9×， 10×，11×， 12×，

14、13×， 14，15×， 16×， 17×， 18×， 19×， 20。三、选择题参考答案123781314151718BDBCABBAAC21252730353637384042CDADCCCCCC四参考答案画出(110)、(121)晶面的晶面分别为EDCF面， AFL面，画出111 、11 1、 212晶向分别为FD方向， EC方向，BL方向，五参考答案答 1合金的冷却结晶过程 : LL+ L+AAA+FF+P或： 1 点以上为液相 L ，1-2 部分液相转变为 ， 2-2发生包晶反应生成 A ，2-3剩下的液相 L 转变为 A

15、，3-4A 降温， 4-5 部分 A 转变为 F，5-5发生共析反应生成 P，5-6F 中有少量三次 Fe3C 析出（可忽略）。降温到室温时为F+P。合金的冷却结晶过程：LL+AAA+ Fe3C Fe3C +P或：1 点以上为液相 L，1-2 全部液相转变为 A ，2-3 A 降温，3-4A 冷却析出 Fe3C，4-4发生共析反应生成 P，4-5 不发生变化，降温到室温时为 Fe3C+P。合金的冷却结晶过程：LL+ALeLe+A+ Fe3 C Le+P+ Fe3C或： 1 点以上为液相 L ，1-2 部分液相转变为A ，2-2发生共晶反应生成Le，2-3A 冷却析出 Fe3C ，3-3发生共析

16、反应生成 P，3-4 Le 变为 Le，降温到室温时为 Le+P+ Fe3C。（结晶过程示意图略）答 2：50 钢室温下平衡组织的组织组成物相对质量百分含量为：P（ 0.50 0.0008） /（0.77 0.0008） ×100 64.9% F（ 0.77 0.50）/ （0.770.0008）×100=35.1% 可忽略 0.0008六参考答案1）共析钢的奥氏体的形成过程：奥氏体的形成、长大、未溶碳化物的分解、成分均一化。2）奥氏体连续冷却过程中可能发生的相变：相变：向 P 转变 含先析出 F 或 Fe3C;向 B 转变 ;向 M 转变。3）P 转变是典型的扩散型相变；

17、依据CCT 曲线及冷却速率， 可能的M 转变是典型的非扩散（切变）型相变； B 转变是兼备上述两种相变特征。七、参考答案1、A1-5500C 珠光体转变A1-6500CA P650-6000CA S600-5500CA To550 C-Ms贝氏体转变2、 a)珠光体转变扩散型b) 贝氏体转变 扩散 +切变c) 马氏体转变 切变第1页共 4页三峡大学2011 年研究生入学考试试题(A 卷)考试科目：机械工程材料（考生必须将答案写在答题纸上）提示 :试题卷面总分 150, 考试时间 3 小时一、 填空题 ( 每空 1 分，共 30 分)1.右图中，晶面 abcd的晶面指数是 _，晶向 ce 的晶向

18、指数是 _。2.液态金属总是在过冷的条件下结晶，其冷却速度越快，则过冷度越 _，实际结晶温度越 _，形核率越 _，结晶后的晶粒便越 _，其强度越_，塑性和韧性越 _。3.纯Fe的同素异构转变为，其晶体结构依次是 _、_、 _。4. 属于珠光体类型的组织有 _、_、_三种，三者均由 _和_两种相构成。但它们的力学性能是有差别的，其原因是 _。5. 碳钢中马氏体组织形态主要有 _、_两种，其中 _强韧性较好。6. 金属的塑性变形在大多数情况下是以 _的方式进行的，它是在_作用下发生，常沿晶体中 _的晶面及晶向发生。第 2页共 4页7. 在BCC和FCC晶格中，单位晶胞内的原子数分别为 _和 _，其

19、致密度分别为 _和_。二、判断题 ( 对的打，错误的打×，每小题 1分，共 20 分)( ) 1. Cr12钢和 1Cr13 钢成分及性能相近，因此可以互相代用。( ) 2. 3Cr2W8V钢平均含碳量为 0.3%左右，故是一种调质钢，经 1080加热淬火 +560回火三次后，获得回火索氏体组织，因此适宜作车床主轴等要求综合力学性能的零件。( )3.滚动轴承钢 GCr15由于含碳量高（ 0.95 1.05 ）、含 Cr也高达 15，因而具有高的硬度、耐磨性和红硬性。() 4.耐磨钢 ZGMn13水韧处理的目的是获得高硬度、高耐磨性的马氏体组织。( )5.平衡状态的铁碳二元合金在室温下

20、都是由F+Fe3C两个基本相组成，含碳量不同，只是这两个相的数量、形态和分布不同而已。( )6.淬透性相同的钢在任何情况下所获得的淬硬层深度都是相同的。( )7.淬火马氏体在回火时出现的第一类回火脆性，既不能用热处理，也不能用合金化加以消除。( )8.可锻铸铁中的石墨形态呈团絮状结构，对基体割裂程度大大降低，塑性良好，因而可以通过锻造方法改变铸件形状。( )9.二元相图中的水平线表示三相平衡状态。( )10.钢的冶金质量，主要依据杂质含量来评价。( )11.同种材料不同尺寸试样所测得的伸长率相同。( )12. 是机械零件的设计依据，如果使用 代替，则应选择较大的安全系0.2b数。( )13.晶体的配位数越大，其致密度也越高。( )14.凡是液体凝固为固体的过程都是结晶过程。( )15.评定晶粒度的方法是：在相同放大倍数的条件下，将晶粒组织图像或显微照片与