西北工业大学年度硕士研究生入学试题

1、2005年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题 （每题8分）1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？5. 请简述回复的机制及其驱动力。二、计算、作作图题：（共660分，每每小题112分）1. 在面面心立方方晶体中中，分别别画出、和、，指指出哪些些是滑移移面、滑滑移方向向，并就就图中情情况分析析它们能能否构成成滑移系系？若外外力方向向为0001，请问问哪些滑滑移系可可以开动动？2. 请判判定下列列位错反反应能

2、否否进行，若若能够进进行，请请在晶胞胞图上做做出矢量量图。（11） （22） 3. 假设设某面心心立方晶晶体可以以开动的的滑移系系为，请请回答：（1） 给出滑滑移位错错的单位位位错柏柏氏矢量量；（22）若滑滑移位错错为纯刃刃位错，请请指出其其位错线线方向；若滑移移位错为为纯螺位位错，其其位错线线方向又又如何？4. 若将将一块铁铁由室温温20加热至至8500，然后后非常快快地冷却却到200，请计计算处理理前后空空位数变变化（设设铁中形形成1mmol空空位所需需的能量量为10046775 JJ，气体体常数为为8.3314JJ/moolKK）。5. 已知知三元简简单共晶晶的投影影图，见见附图，（1）

3、 请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知TATD）；（2） 请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。三、综合分分析题：（共550分，每每小题225分）1. 请对对比分析析加工硬硬化、细细晶强化化、弥散散强化、复复相强化化和固溶溶强化的的特点和和机理。2. 请根根据所附附二元共共晶相图图分析解解答下列列问题：（1） 分析合合金I、III的平平衡结晶晶过程，并并绘出冷冷却曲线线；（22） 说说明室温温下I、III的相相和组织织是什么么？并计计算出相相和组织织的相对对含量；（3） 如果希希望得到到共晶组组织和55%的初的合合金，求求该合金金的成分分；（44）分析析在快速速冷却条条

4、件下，II、III两合金金获得的的组织有有何不同同。2005年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题 参考考答案一、简答题题（每题题 8 分，共共 400 分） 1. 请简简述二元元合金结结晶的基基本条件件有哪些些。 答：热力学学条件 G r* 能量条条件： A GG maax 成分条件 2. 同素素异晶转转变和再再结晶转转变都是是以形核核长大方方式进行行的，请请问两者者之间有有何差别别？ 答：同素异异晶转变变是相变变过程，该该过程的的某一热热力学量量的倒数数出现不不连续；再结晶晶转变只只是晶粒粒的重新新形成，不不是相变变过程。 3. 两位位错发生生交割时时产生的的扭折和和割阶有有何区别别

5、？ 答：位错的的交割属属于位错错与位错错之间的的交互作作用，其其结果是是在对方方位错线线上产生生一个大大小和方方向等于于其柏氏氏矢量的的弯折，此此弯折即即被称为为扭折或或割阶。扭扭折是指指交割后后产生的的弯折在在原滑移移面上，对对位错的的运动不不产生影影响，容容易消失失；割阶阶是不在在原滑移移面上的的弯折，对对位错的的滑移有有影响。 4. 请简简述扩散散的微观观机制有有哪些？影响扩扩散的因因素又有有哪些？ 答：置换机机制：包包括空位位机制和和直接换换位与环环形换位位机制，其其中空位位机制是是主要机机制，直直接换位位与环形形换位机机制需要要的激活活能很高高，只有有在高温温时才能能出现。 间隙机制

6、：包括间间隙机制制和填隙隙机制，其其中间隙隙机制是是主要机机制。 影响扩散的的主要因因素有：温度（温温度约高高，扩散散速度约约快）；晶体结结构与类类型（包包括致密密度、固固溶度、各各向异性性等）；晶体缺缺陷；化化学成分分（包括括浓度、第第三组元元等） 5. 请简简述回复复的机制制及其驱驱动力。 答：低温机机制：空空位的消消失 中温机机制：对对应位错错的滑移移（重排排、消失失） 高温机制：对应多多边化（位位错的滑滑移攀攀移） 驱动力：冷冷变形过过程中的的存储能能（主要要是点阵阵畸变能能） 二、计算、作作图题：（共 60 分，每每小题 12 分）1. 在面面心立方方晶体中中，分别别画出 、 和、，

7、指指出哪些些是滑移移面、滑滑移方向向，并就就图中情情况分析析它们能能否构成成滑移系系？若外外力方向向为 0011 ，请请问哪些些滑移系系可以开开动？ 2. 请判判定下列列位错反反应能否否进行，若若能够进进行，请请在晶胞胞图上做做出矢量量图。 （ 11 ） 几何条件：，满足足几何条条件 能量条件： 满足能量条条件，反反应可以以进行。 （ 2 ） 几何条件： ，满满足几何何条件 能量条件： 满足能量条条件，反反应可以以进行。3. 假设设某面心心立方晶晶体可以以开动的的滑移系系为 ，请请回答： 1) 给出出滑移位位错的单单位位错错柏氏矢矢量； 2）若滑移移位错为为纯刃位位错，请请指出其其位错线线方向

8、；若滑移移位错为为纯螺位位错，其其位错线线方向又又如何？ 答：（ 11 ）单单位位错错的柏氏氏矢量 ；（ 2 ）纯纯刃位错错的位错错线方向向与 bb 垂直直，且位位于滑移移面上， 为 ；纯螺位位错的位位错线与与 b 平行，为为 0011。 4. 若将将一块铁铁由室温温 200 加热至至 8550 ，然后后非常快快地冷却却到 220 ，请计计算处理理前后空空位数变变化（设设铁中形形成 11moll 空位位所需的的能量为为 10046775 JJ ）。 答： 5. 已知知三元简简单共晶晶的投影影图，见见附图， 1) 请画画出 AAD 代代表的垂垂直截面面图及各各区的相相组成（已已知 TT A T

9、D ）； 2) 请请画出 X 合合金平衡衡冷却时时的冷区区曲线，及及各阶段段相变反反应。 答： 三、综合分分析题：（共 50 分，每每小题 25 分） 1. 请对对比分析析加工硬硬化、细细晶强化化、弥散散强化、复复相强化化和固溶溶强化的的特点和和机理。 答：加工硬硬化：是是随变形形使位错错增殖而而导致的的硬化； 细晶强化：是由于于晶粒减减小，晶晶粒数量量增多，尺尺寸减小小，增大大了位错错连续滑滑移的阻阻力导致致的强化化；同时时由于滑滑移分散散，也使使塑性增增大。该该强化机机制是唯唯一的同同时增大大强度和和塑性的的机制。 弥散强化：又称时时效强化化。是由由于细小小弥散的的第二相相阻碍位位错运动动

10、产生的的强化。包包括切过过机制和和绕过机机制。 复相强化：由于第第二相的的相对含含量与基基体处于于同数量量级是产产生的强强化机制制。其强强化程度度取决于于第二相相的数量量、尺寸寸、分布布、形态态等，且且如果第第二相强强度低于于基体则则不一定定能够起起到强化化作用。 固溶强化：由于溶溶质原子子对位错错运动产产生阻碍碍。包括括弹性交交互作用用（柯氏氏气团）、电电交互作作用（玲玲木气团团）和化化学交互互作用。 2. 请根根据所附附二元共共晶相图图分析解解答下列列问题： 1）分析合合金 II 、 II 的平衡衡结晶过过程，并并绘出冷冷却曲线线； 2） 说明明室温下下 I 、 III 的的相和组组织是什

11、什么？并并计算出出相和组组织的相相对含量量； 3）如果希希望得到到室温组组织为共共晶组织织和 55% 的的 初 的的合金，求求该合金金的成分分； 4）分析在在快速冷冷却条件件下， I 、 II 两合金金获得的的组织有有何不同同。 答：（ 11 ） （ 2 ） I ： 初 II ，相组成与与组织组组成比例例相同 II ： 初初 （ ） 共共 III （忽忽略） （ 3 ）设设所求合合金成分分为 xx （ 4 ） I 合合金在快快冷条件件下可能能得到少少量的共共晶组织织，且呈呈现离异异共晶的的形态，合合金中的的 II 量会减减少，甚甚至不出出现； II 合金金在快冷冷条件下下 初呈树树枝状，且且数

12、量减减少。共共晶体组组织变细细小，相相对量增增加。 2006年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题一、简答题题（每题题 100 分，共共 500 分） 试从结合键键的角度度，分析析工程材材料的分分类及其其特点。 位错密度有有哪几种种表征方方式？ 陶瓷晶体相相可分为为哪两大大类？有有何共同同特点？ 冷轧纯铜板板，如果果要求保保持较高高强度，应应进行何何种热处处理？若若需要继继续冷轧轧变薄时时，又应应进行何何种热处处理？ 扩散激活能能的物理理意义为为何？试试比较置置换扩散散和间隙隙扩散的的激活能能的大小小。 二、作图计计算题（每每题 115 分分，共 60 分） 已知碳在 Fee 中扩扩散时

13、， D 00 2.00 10 55 m 2 /s ， Q 1.4 100 5 J/mmol 。当温温度由 9277 上升到到 10027 时，扩扩散系数数变化了了多少倍倍？ ( 气体体常数 R=88.3114 JJ/(mmol.K) ) 已知某低碳碳钢 0 =644KPaa ， K=3393.7 ，若若晶粒直直径为 50m ，该该低碳钢钢的屈服服强度是是多少？ 试计算 BBCC 晶体最最密排面面的堆积积密度。 4. 和 均位于于 Fccc 铝铝的 (1111) 晶晶面上，因因此理论论上 和和 的滑滑移均是是可能的的（ 1 ）画画出 (1111) 晶晶面及单单位滑移移矢量 和 。 （ 2 ）比比

14、较具有有此二滑滑移矢量量的位错错的能量量。 三、综合分分析题（每每题 220 分分，共 40 分） 1. 试试从晶界界的结构构特征和和能量特特征分析析晶界的的特点。 2. 试分分析冷塑塑性变形形对合金金组织结结构、力力学性能能、物理理化学性性能、体体系能量量的影响响。 2006年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题 参考考答案一、简答题题（每题题 100 分，共共 500 分） 1. 试试从结合合键的角角度，分分析工程程材料的的分类及及其特点点。 答：金属材材料：主主要以金金属键为为主，大大多数金金属强度度和硬度度较高，塑塑性较好好。 陶瓷材料：以共价价键和离离子键为为主，硬硬、脆，不不

15、易变形形，熔点点高。 高分子材料料：分子子内部以以共价键键为主，分分子间为为分子键键和氢键键为主。 复合材料：是以上上三中基基本材料料的人工工复合物物，结合合键种类类繁多。性性能差异异很大。 2. 位位错密度度有哪几几种表征征方式？ 答：有两种种方式：体密度度，即单单位体积积内的位位错线长长度；面面密度，即即垂直穿穿过单位位面积的的位错线线根数。 3. 陶陶瓷晶体体相可分分为哪两两大类？有何共共同特点点？ 答：氧化物物陶瓷和和硅酸盐盐陶瓷。特特点： 1. 结合键键主要是是离子键键，含有有一定比比例的共共价键； 2. 有确确定的成成分，可可以用准准确的分分子式表表达； 3. 具有典典型的非非金属

16、性性质。 4. 冷冷轧纯铜铜板，如如果要求求保持较较高强度度，应进进行何种种热处理理？若需需要继续续冷轧变变薄时，又又应进行行何种热热处理？ 答：保持较较高强度度则应进进行低温温退火，使使其只发发生回复复，去除除残余应应力；要要继续冷冷变形则则应进行行高温退退火，使使其发生生再结晶晶，以软软化组织织。 5. 扩扩散激活活能的物物理意义义为何？试比较较置换扩扩散和间间隙扩散散的激活活能的大大小。 答：扩散激激活能的的物理意意义是原原子跃迁迁过程中中必须克克服周围围原子对对其的阻阻碍，即即必须克克服势垒垒。相比比而言，间间隙扩散散的激活活能较小小。 二、作图计计算题（每每题 115 分分，共 60

17、 分） 1. 已已知碳在在 FFe 中中扩散时时， DD 0 22.0 110 5 m 22 /ss ， Q 1.4 100 5 J/mmol 。当温温度由 9277 上升到到 10027 时，扩扩散系数数变化了了多少倍倍？（ R 8.3144 J/(mool.KK) ） 答2. 已已知某低低碳钢 00 =664KPPa ， K=3393.7 ，若若晶粒直直径为 50m ，该该低碳钢钢的屈服服强度是是多少？ 答：由霍尔尔配奇奇公式得得： 3. 试试计算 BCCC 晶体体最密排排面的堆堆积密度度。 答： BCCC 密密排面为为 1110 面，其其面积为为： 1100 面面上被原原子占据据的面积积

18、为（两两个原子子）： 堆积密度： 4. 和和 均位位于 FFcc 铝的 (1111) 晶面上上，因此此理论上上 和 的滑移移均是可可能的。 （ 1 ）画画出 (1111) 晶晶面及单单位滑移移矢量 和 。 （ 2 ）比比较具有有此二滑滑移矢量量的位错错的能量量。 5 答：（ 1 ） （2 ） 两位错位于于同一滑滑移面，因因此 GG 相同同，故： 三、综合分分析题（每每题 220 分分，共 40 分） 1. 试从从晶界的的结构特特征和能能量特征征分析晶晶界的特特点。 答：晶界结结构特征征：原子子排列比比较混乱乱，含有有大量缺缺陷。 晶界能量特特征：原原子的能能量较晶晶粒内部部高，活活动能量量强。

19、 晶界特征： 晶界畸畸变晶界能能向向低能量量状态转转化晶粒长长大、晶晶界变直直晶晶界面积积减小 阻碍位错运运动 b 细晶强强化 位错、空位位等缺陷陷多晶界扩扩散速度度高 晶界能量高高、结构构复杂容易易满足固固态相变变的条件件固固态相变变首先发发生地 化学稳定性性差晶界容容易受腐腐蚀 微量元素、杂杂质富集集 2. 试分分析冷塑塑性变形形对合金金组织结结构、力力学性能能、物理理化学性性能、体体系能量量的影响响。 答： 组织结构：（ 11 ）形形成纤维维组织：晶粒沿沿变形方方向被拉拉长；（ 2 ）形形成位错错胞；（ 3 ）晶晶粒转动动形成变变形织构构。 力学性能：位错密密度增大大，位错错相互缠缠绕，

20、运运动阻力力增大，造造成加工工硬化。 物理化学性性能：其其变化复复杂，主主要对导导电，导导热，化化学活性性，化学学电位等等有影响响。 体系能量：包括两两部分：（ 11 ）因因冷变形形产生大大量缺陷陷引起点点阵畸变变，使畸畸变能增增大；（ 2 ）因因晶粒间间变形不不均匀和和工件各各部分变变形不均均匀引起起的微观观内应力力和宏观观内应力力。这两两部分统统称为存存储能，其其中前者者为主要要的。 冷变形后引引起的组组织性能能变化为为合金随随后的回回复、再再结晶作作了组织织和能量量上的准准备。2007年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题一、简答题题（每题题10分，共共50分）1、 请请说明什什么

21、是全全位错和和不全位位错，并并请写出出FCCC、BCCC和HCPP晶体中中的最短短单位位位错的柏柏氏矢量量。2、 已已知原子子半径与与晶体结结构有关关，请问问当配位位数降低低时，原原子半径径如何变变化？为为什么？3、 均均匀形核核与非均均匀形核核具有相相同的临临界晶核核半径，非非均匀形形核的临临界形核核功也等等于三分分之一表表面能，为为什么非非均匀形形核比均均匀形核核容易？4、 原原子的热热运动如如何影响响扩散？5、 如如何区分分金属的的热变形形和冷变变形？二、 作图图计算题题（每题题15分，共共60分）1. 已知某某晶体在在5000时，每每10100个原子子中可以以形成有有1个空位位，请问问

22、该晶体体的空位位形成能能是多少少？（已已知该晶晶体的常常数A0.005399，波耳耳滋曼常常数K1.338110-223 JJ / K）2. 请计算算简单立立方晶体体中，(1111)和 的夹角角。3. 请判定定在FCCC晶体体中下列列位错反反应能否否进行： 4. 试画出出立方晶晶体中的的(1223)晶晶面和 晶向。三、 综合合分析题题（共440分）1. 如附图图所示，请请分析：（24分）1) 两水平平线的反反应类型型，并写写出反应应式；2) 分析Abb、bg、gdd、d、 dh、 he、eB七个个区域室室温下的的组织组组成物（ j点成分小于g点成分）；3) 分析I、II合金金的平衡衡冷却过过程

23、，并并注明主主要的相相变反应应；4) 写出合合金I平衡冷冷却到室室温后相相组成物物相对含含量的表表达式及及合金III平衡衡冷却到到室温后后组织组组成物相相对含量量的表达达式。t/t/k n jg i d hA b c1 g c2 d h e BIII请对比分析析回复、再再结晶、正正常长大大、异常常长大的的驱动力力及力学学性能变变化，并并解释其其机理。（16分）2007年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题 参考考答案 一、简简答题（每每题100分，共共50分）1、 请说说明什么么是全位位错和不不全位错错，并请请写出FFCC、BCCC和HCPP晶体中中的最短短单位位位错的柏柏氏矢量量。答：

24、全位错错：柏氏氏矢量等等于点阵阵矢量的的整数倍倍；不全位错：柏氏矢矢量不等等于点阵阵矢量的的整数倍倍。Fcc： ； bccc： ； hccp： 2、 已知知原子半半径与晶晶体结构构有关，请请问当配配位数降降低时，原原子半径径如何变变化？为为什么？答：半径收收缩。若若半径不不变，则则当配位位数降低低时，会会引起晶晶体体积积增大。为为了减小小体积变变化，原原子半径径将收缩缩。3、 均匀匀形核与与非均匀匀形核具具有相同同的临界界晶核半半径，非非均匀形形核的临临界形核核功也等等于三分分之一表表面能，为为什么非非均匀形形核比均均匀形核核容易？答：因为非非均匀形形核时，用用杂质或或型腔充充当了一一部分晶晶

25、核。也也就是说说，需要要调动的的原子数数少。4、 原子子的热运运动如何何影响扩扩散？答：热运动动增强将将使原子子的跃迁迁距离、跃跃迁几率率和跃迁迁频率均均增大，即即增大扩扩散系数数。5、 如何何区分金金属的热热变形和和冷变形形？答：变形温温度与再再结晶温温度的高高低关系系。高于于再结晶晶温度的的为热变变形，反反之为冷冷变形。二、 作图图计算题题（每题题15分，共共60分）1. 已知某某晶体在在5000时，每每10100个原子子中可以以形成有有1个空位位，请问问该晶体体的空位位形成能能是多少少？（已已知该晶晶体的常常数A0.005399，波耳耳滋曼常常数K1.338110-223 JJ / K）

26、解： 2. 请计算算简单立立方晶体体中，(1111)和 的夹角角。解： a70323. 请判定定在fccc中下下列位错错反应能能否进行行： 解：几何条条件：（6分）能量条件：（6分）满足几何条条件和能能量条件件，反应应可以进进行。（3分）4.试画出出面心立立方晶体体中的 (1223) 晶面和和 晶向向 解：三、 综合合分析题题（共440分）1. 如附图图所示，请请分析：（244分）1) 两水平平线的反反应类型型，并写写出反应应式；2) 分析Abb、bg、gdd、d、 dh、 he、eB七个个区域室室温下的的组织组组成物（ j点成分小于g点成分）；3) 分析I、II合金金的平衡衡冷却过过程，并并

27、注明主主要的相相变反应应；4) 写出合合金I平衡冷冷却到室室温后相相组成物物相对含含量的表表达式及及合金III平衡衡冷却到到室温后后组织组组成物相相对含量量的表达达式。解：1） 水水平线kkj为包包晶反应应：（2分）水平线ghh为共晶晶反应：（2分）2） AAb： （1分）bgg： +II （1分）gd： +(+)共共+III （1分）d： (+)共共 （1分）dh： +(+)共+III（1分）he： +III （1分）eBB： （1分）3） LLIIL+LLLL+II合合金I （5分） LLIIL+LLLL+II4） 合合金I相组成成： （2分）t/k n jg i d hA b ct/k

28、n jg i d hA b c1 g c2 d h e BIII（3分）2. 请对比比分析回回复、再再结晶、正正常长大大、异常常长大的的驱动力力及力学学性能变变化。（16分）回复再结晶正常长大异常长大驱动力存储能（主主要是点点阵畸变变能）存储能（主主要是点点阵畸变变能）总界面能总界面能和和表面能能力学性能变变化基本保持变变形后性性能恢复到冷变变形前的的水平基本保持再再结晶后后的水平平性能恶化强强度、塑塑性下降降西北工业大大学2008年年硕士研研究生入入学考试试试题 试题名称：材料科科学基础础（A卷卷） 试题编编号：8832说 明：所所有答题题一律写写在答题题纸上 第第 1 页 共 33页一、简

29、答题题（每题题10分，共共60分）固态下，无无相变的的金属，如如果不重重熔，能能否细化化晶粒？如何实实现？固体中有哪哪些常见见的相结结构？何谓平衡结结晶？何何谓非平平衡结晶晶？扩散第一定定律的应应用条件件是什么么？对于于浓度梯梯度随时时间变化化的情况况，能否否应用扩扩散第一一定律？何为织构？包括哪哪几类？什么是成分分过冷？如何影影响固溶溶体生长长形态？二、作图计计算题（每每题155分，共共60分）请分别写出出FCCC、BCCC和HCPP晶体的的密排面面、密排排方向，并并计算密密排面间间距和密密排方向向上原子子间距。请绘出面心心立方点点阵晶胞胞，并在在晶胞中中绘出（110）晶面；再以（110）晶

30、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。已知H700黄铜在在4000时完成成再结晶晶需要11小时，而而在3990下完成成再结晶晶需2小时，请请计算在在4200下完成成再结晶晶需要多多长时间间？一个FCCC晶体在在方向在在2MPPa正应应力下屈屈服，已已测得开开动的滑滑移系是是，请确确定使该该滑移系系开动的的分切应应力。三、综合分分析题（30分）请根据Fee-Fee3C相图分分析回答答下列问问题：（17分）请分析2.0wtt.%CC合金平平衡状态态下的结结晶过程程，并说说明室温温下的相相组成和和组织组组成。请分析2.0wtt.%CC合金在在较快冷冷却，即即不平衡衡状

31、态下下，可能能发生的的结晶过过程，并并说明室室温下组组织会发发生什么么变化。防护防护C原子930室温假设将一无无限长纯纯铁棒置置于9330渗碳气气氛下长长期保温温，碳原原子仅由由棒顶端端渗入（如如图所示示），试试分析并并标出9930 和 缓冷至至室温时时的组织织分布情情况。（防护防护C原子930室温图示Cu-Cd二二元相图图全图及及其40006000范围的的局部放放大：（13分）请根据相图图写出5549、5477、5444、3977和3144五条水水平线的的三相平平衡反应应类型及及其反应应式；已知相成成分为wwcd =466.5，4000时相的成成分为wwcd =577，请请计算4400时wC

32、d50合合金的相相组成。2008年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题参考答答案简答题（每每题100分，共共60分）固态下，无无相变的的金属，如如果不重重熔，能能否细化化晶粒？如何实实现？答：可以。.通过进行适当冷变形，而后在适当温度再结晶的方法获得细晶（应主意避开临界变形度和避免异常长大）。或进行热加工，使之发生动态再结晶。固体中有哪哪些常见见的相结结构？答：固体中中常见的的相结构构有：固固溶体（单单质）、化化合物、陶陶瓷晶体体相、非非晶相、分分子相。何谓平衡结结晶？何何谓非平平衡结晶晶？答：平衡结结晶是指指结晶速速度非常常缓慢，液液相和固固相中扩扩散均很很充分的的情况下下的结晶晶。非

33、平平衡结晶晶是指结结晶速度度比较快快，扩散散不充分分的情况况下的结结晶。扩散第一定定律的应应用条件件是什么么？对于于浓度梯梯度随时时间变化化的情况况，能否否应用扩扩散第一一定律？答：扩散第第一定律律的应用用条件是是稳态扩扩散，即即与时间间无关的的扩散。对对于非稳稳态扩散散的情况况也可以以应用扩扩散第一一定律，但但必须对对其进行行修正。何为织构？包括哪哪几类？答：织构是是晶体中中晶面、晶晶向趋于于一致现现象。织织构包括括再结晶晶织构和和变形织织构。其其中变形形织构又又包括丝丝织构和和板织构构。什么是成分分过冷？如何影影响固溶溶体生长长形态？答：凝固过过程中，随随液固界界面的推推进，液液固界面面附

34、近液液相一侧侧产生溶溶质原子子富集，导导致液相相的熔点点发生变变化，由由此产生生的过冷冷现象称称为成分分过冷。无无成分过过冷时，固固溶体以以平面状状生长，形形成等轴轴晶；有有较小过过冷度时时，形成成胞状组组织；有有较大成成分过冷冷时，形形成树枝枝晶。二、作图计计算题（每每题155分，共共60分）请分别写出出FCCC、BCCC和HCPP晶体的的密排面面、密排排方向，并并计算密密排面间间距和密密排方向向上原子子间距。答：晶体结构密排面密排方向密排面间距距密排方向原原子间距距FCC111BCC110HCP00011a请绘出面心心立方点点阵晶胞胞，并在在晶胞中中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平

35、行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出001，晶向。答： 已知H700黄铜在在4000时完成成再结晶晶需要11小时，而而在3990下完成成再结晶晶需2小时，请请计算在在4200下完成成再结晶晶需要多多长时间间？答：在两个个不同的的恒定温温度产生生相同程程度的再再结晶时时， 两边取对数数，并比比之得 t3 = 0.226 h 一个FCCC晶体在在方向在在2MPPa正应应力下屈屈服，已已测得开开动的滑滑移系是是，请确确定使该该滑移系系开动的的分切应应力。答： 三、综合分分析题（30分）请根据Fee-Fee3C相图分分析回答答下列问问题：（17分）请分析2.0wtt.%CC合金平平衡状

36、态态下的结结晶过程程，并说说明室温温下的相相组成和和组织组组成。请分析2.0wtt.%CC合金在在较快冷冷却，即即不平衡衡状态下下可能发发生的结结晶过程程，并说说明室温温下组织织会发生生什么变变化。假设将一无无限长纯纯铁棒置置于9330渗碳气气氛下长长期保温温，碳原原子仅由由棒顶端端渗入（如如图所示示），试试分析并并标出9930 和 缓冷至至室温时时的组织织分布情情况。答：L L Fee3CII +Fee3C Fee3CIIII相组成：+ FFe3C 组织组组成：PP+ FFe3CII （忽略略Fe3CIIII）根据冷速不不同，可可能出现现共晶反反应，得得到Ldd；得到到的P层片细细小；FFe

37、3CII的析析出将收收到抑制制，甚至至不析出出。附图如下图示Cu-Cd二二元相图图全图及及其40006000范围的的局部放放大：（13分）请根据相图图写出5549、5477、5444、3977和3144五条水水平线的的三相平平衡反应应类型及及其反应应式；已知相成成分为wwcd =466.5，4000时相的成成分为wwcd =577，请请计算4400时wCd50合合金的相相组成。答：1）5499：包晶晶反应，（Cu）+ L 547：包晶反反应， + L 544：共晶反反应，LL + 397：包晶反反应， + L 314：共晶反反应，LL +（Cd） 防护防护C原子930室温Fe3CFe3CP+F

38、e防护防护C原子930室温Fe3CFe3CP+Fe3CFPP+F西北工业大大学2009年年硕士研研究生入入学考试试试题 试题名称：材料科科学基础础（B卷卷） 试题编编号：8832 说 明：所所有答题题一律写写在答题题纸上 第 1 页 共 33 页简答题（每每题100分，共共60分） 1. 在位位错发生生滑移时时，请分分析刃位位错、螺螺位错和和混合位位错的位位错线ll与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与位错错线l之间的的夹角关关系，及及位错线线运动方方向。（请请绘表格格作答，答答案务必必写在答答题册上上） 混合位错混合位错螺位错刃位错位错线运动方向与 l 与 bb

39、与 l类型2. 什么么是置换换固溶体体？影响响置换固固溶体溶溶解度的的因素有有哪些？形成无无限固溶溶体的条条件是什什么？ 3. 置换换扩散与与间隙扩扩散的扩扩散系数数有何不不同？在在扩散偶偶中，如如果是间间隙扩散散，是否否会发生生柯肯达达尔效应应？为什什么？ 4. 在室室温下对对铁板（其其熔点为为 15338 ）和锡锡板（其其熔点为为 2322 ），分分别进行行来回弯弯折，随随着弯折折的进行行，各会会发生什什么现象象？为什什么？ 5. 何为为固溶强强化？请请简述其其强化机机制。 6. 请比比较二元元共晶转转变与包包晶转变变的异同同。 二、作图计计算题（每每题100分，共共40分） 请比较FCC

40、C晶体体中 和 两位错错的畸变变能哪个个较大。 面心立方晶晶体沿0011方向向拉伸，可可能有几几个滑移移系开动动？请写写出各滑滑移系指指数，并并分别绘绘图示之之。 在Al单晶晶中，（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. 请分分别写出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 综合分析题题（每题题25分，共共50分） 1. 请分分析影响响回复和和再结晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影响响因素的的异同，并并请分析析其原因因。 2. 附图图为Tii-All二元合合金相图图： 请分析并分分别写出出12885、11225和6655三个

41、恒恒温转变变的类型型和反应应式，以以及8882时发生生两相恒恒温转变变的类型型和反应应式。 请绘出w31%合金平平衡结晶晶的冷却却曲线，并并注明各各阶段的的主要相相变反应应。 请分析5000时，w31%的合金金平衡结结晶的相相组成物物和组织织组成物物，并计计算其质质量分数数。 2335（注：11125时，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000时，w Ti33Al23352009年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题参考答答案 简答题（每每题100分，共共60分） 1. 在位位错发生生滑移时时，请分分析刃位位错、螺螺位错和和混合位位错的位位错线ll与柏氏氏矢

42、量bb、外加加切应力力与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与位错错线l之间的的夹角关关系，及及位错线线运动方方向。（请请绘表格格作答，答答案务必必写在答答题册上上） 答： 一定角度一定角度 / 法线 一定角度 / / 法线 / / 法线 位错线运动方向 与 l 与 b b 与 l 2. 什么么是置换换固溶体体？影响响置换固固溶体溶溶解度的的因素有有哪些？形成无无限固溶溶体的条条件是什什么？ 答：溶质原原子取代代溶剂原原子，并并保持溶溶剂结构构的合金金相称为为置换固固溶体。 影响因素有有：1）原子子尺寸；2）晶体体结构；3）电负负性；44）电子子浓度 两组元晶体体结构相相同是形形成无限限固溶体体的必

43、要要条件。 3. 置换换扩散与与间隙扩扩散的扩扩散系数数有何不不同？在在扩散偶偶中，如如果是间间隙扩散散，是否否会发生生柯肯达达尔效应应？为什什么？ 答：间隙扩扩散系数数与空位位浓度无无关，而而置换扩扩散系数数与空位位浓度有有关（可可用公式式表示）。一一般地，间间隙扩散散系数大大于置换换扩散系系数。 不会发生。因因为间隙隙扩散中中考虑间间隙原子子定向流流动，未未考虑置置换互溶溶式扩散散。 4. 在室室温下对对铁板（其其熔点为为 15338 ）和锡锡板（其其熔点为为 2322 ），分分别进行行来回弯弯折，随随着弯折折的进行行，各会会发生什什么现象象？为什什么？ 答：根据TT再（0.350.445）Tm可知 Fe在室温温下加工工为冷加加工，SSn在室室温下加加工为热热加工 因此随着弯弯曲的进进行，铁铁板发生生加工硬硬化，继继续变形形，导致致铁板断