《材料科学基础》考研模拟真题（配套详细参考答案）

《材料科学基础》考研模拟真题（通用版，配套详细参考答案）《材料科学基础》考研模拟真题（通用版，配套详细参考答案）适用：大多数高校材料学/材料工程初试（刘智恩、胡赓祥版教材通用）

题型：名词解释、填空、选择、简答、计算、综合论述；满分150分一、名词解释（每题4分，共24分）空间点阵肖特基缺陷刃型位错再结晶固溶强化共晶转变参考答案空间点阵：将晶体中结构基元抽象为几何结点，结点在三维空间按周期性规则排列形成的几何阵列，用来描述晶体周期性，不等于实际晶体结构。肖特基缺陷：晶体表面原子迁移到表面新位置，在晶体内留下空位；正负离子空位成对出现（离子晶体），属于热平衡点缺陷。刃型位错：晶体中半原子面的边缘；位错线垂直滑移方向，滑移面唯一，有额外半原子面，存在正、负刃位错，应力场以正应力为主。再结晶：冷变形金属在加热时，通过形核长大形成无畸变新等轴晶粒，消除加工硬化；再结晶无晶体结构变化，不是相变。固溶强化：溶质原子溶入溶剂晶格，造成晶格畸变，阻碍位错运动，使合金强度硬度升高；置换/间隙固溶体均可产生。共晶转变：恒温下，液相L同时结晶出两个不同固相（α+β）的恒温相变：L→二、填空题（每空2分，共26分）面心立方（FCC）晶胞原子数\\\\，配位数\\\\，致密度\\\\。位错运动两种基本形式：和。金属塑性变形机制主要是\\\\。影响置换固溶体溶解度的休谟-罗瑟里四条件：原子尺寸、、、电负性。铁碳合金中，共析转变温度\\\\℃，共析成分为\\__wt%C。冷变形后金属，加热过程分为三个阶段：回复、\\\\、晶粒长大。晶界属于\\\\（面/线/点）缺陷；小角度晶界由\\__组成。参考答案4；12；0.74滑移；攀移（刃位错可攀移，螺位错无攀移）位错滑移晶体结构；原子价（化合价）727；0.77再结晶面；位错墙三、单项选择题（每题3分，共15分）下列属于热平衡缺陷（）

A.位错B.晶界C.空位D.层错能同时提高强度与塑性的强化方式（）

A.加工硬化B.细晶强化C.固溶强化D.第二相弥散强化共析钢室温平衡组织是（）

A.铁素体B.奥氏体C.珠光体D.莱氏体螺型位错的特征，正确的是（）

A.存在额外半原子面B.位错线平行滑移方向

C.只有正应力场D.滑移面唯一非均匀形核相比均匀形核，形核功（）

A.变大B.变小C.不变D.无规律参考答案：1.C2.B3.C4.B5.B四、简答题（每题7分，共35分）1.简述晶体与非晶体的区别参考答案

1）晶体：原子长程有序排列，有固定熔点，各向异性；衍射产生尖锐衍射斑点；

2）非晶体：原子仅短程有序、长程无序，无固定熔点，玻璃化转变，各向同性；

3）非晶体属于亚稳态，在一定条件下可晶化。2.简述位错的应变能与影响因素参考答案

位错周围存在弹性应力场，具有弹性应变能。

影响因素：

①位错类型：螺型应变能<刃型；

②位错长度：应变能正比长度；

③柏氏矢量b：应变能正比b2，柏氏矢量越小，位错越稳定；

3.为什么细晶强化既能提高强度，又改善塑性韧性？参考答案

晶界阻碍位错运动；晶粒越细，晶界越多，强度越高（霍尔-佩奇公式σs=σ4.回复、再结晶的本质区别参考答案

回复：低温阶段，原子短程扩散，消除部分残余应力，位错总量基本不变，加工硬化大部分保留；晶体组织形貌无明显变化，无相变。

再结晶：温度更高，通过形核长大，形成无畸变新晶粒；大量消除位错，加工硬化完全消失，但晶体结构、成分不变，不属于相变。5.简述渗碳为什么选奥氏体区加热？参考答案

1）碳在奥氏体中固溶度远大于铁素体，可获得高碳浓度梯度；

2）碳在奥氏体中扩散系数更大，扩散快，缩短渗碳时间；

3）奥氏体塑性好，表层渗碳后淬火得到高硬度马氏体，心部保持韧性。五、计算题（15分）已知Cu为面心立方结构，原子半径r=0.1278nm，Cu原子量M=63.54g/mol，阿伏伽德罗常数参考答案

FCC晶胞原子数n=4；

FCC晶格参数a=22r

a=22×0.1278≈0.3614nm=0.3614×10−7cm

晶胞体积V=a3

密度公式：

六、综合论述题（每题15分，共35分）1.论述金属四大强化机制原理、特点参考答案固溶强化：溶质原子引起晶格畸变，钉扎位错；随溶质含量上升强度上升，塑性一般下降。细晶强化：晶界阻碍位错滑移；唯一同时提升强度+塑韧的机制；遵循霍尔-佩奇。加工硬化（应变硬化）：冷变形，位错大量增殖、缠结，位错密度升高，强度上升；塑性下降，存在残余内应力，可通过再结晶消除。第二相强化（弥散/沉淀强化）：基体中细小第二相粒子阻碍位错；分奥罗万绕过机制（不可变形粒子）、切过机制（可变形粒子）；强度提升明显，塑性下降。2.画出铁碳相图，说明亚共析钢、共析钢、过共析钢冷却过程与室温平衡组织参考答案

1）共析成分0.77%C；亚共析：0.0218∼0.77；过共析：0.77∼2.11亚共析钢：L冷却→L+γ；全部变为奥氏体γ；继续冷却，从奥氏体析出先共析铁素体F；727℃剩余奥氏体发生共析转变生成珠光体P；室温组织：铁素体+珠光体。随碳含量增加，珠光体占比增多，强度升高。共析钢（0.77%C）：L冷却至727℃，全部奥氏体发生共析转变；室