《材料科学基础》考研模拟真题（满分150分）

《材料科学基础》考研模拟真题（满分150分）《材料科学基础》考研模拟真题（满分150分）适用：材料科学与工程、材料与化工考研，参考胡赓祥/崔占全版教材题型：名词解释、填空题、选择题、简答题、计算题、综合论述题试卷正文一、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二、填空题（每空2分，共26分）晶体缺陷按几何维度分为\\\\\\、、。面心立方FCC晶胞原子数为\\\\\\，配位数\\\\\\，致密度\\\\\\。扩散第一定律（菲克第一定律）描述\\\\\\扩散；菲克第二定律描述\\\\__扩散。位错的两种基本运动形式：和。其中\\\\__只能刃型位错发生。Hall-Petch公式表达式：\\\\\\\\，说明晶粒越细，强度越\\\\。铁碳合金中，共析反应式为\\\\\\\\\\\\\\\\。三、单项选择题（每题3分，共15分）下列属于面缺陷的是（）

A.空位B.刃位错C.晶界D.间隙原子FCC晶体的密排面和密排方向分别为（）

A.{100}、<100>B.{111}、<110>C.{110}、<111>D.{111}、<111>冷变形金属加热，回复阶段主要发生（）

A.新晶粒形核长大B.大角度晶界迁移C.点缺陷、位错重排，消除部分内应力D.晶粒粗化形成无限置换固溶体的必要条件不包括（）

A.原子半径差＜15%B.晶体结构相同C.电负性相近D.熔点相近马氏体相变属于（）

A.扩散型相变B.无扩散型相变C.共析相变D.共晶相变四、简答题（每题8分，共40分）简述间隙固溶体与置换固溶体的区别，影响固溶度的主要因素。简述位错的柏氏矢量的物理意义。简述加工硬化（应变硬化）产生机理及工程意义。简述共晶、包晶、共析三种相变的反应式与特点。简述固态相变与液固相变相比，有哪些主要特点。五、计算题（第1题12分，第2题13分，共25分）已知γ-Fe为FCC结构，晶格常数a=0.3633nm。求：

一块含0.4wt%C的碳钢，缓慢冷却至室温。利用杠杆定律，计算室温下先共析铁素体与珠光体的质量分数。（共析成分0.77wt%C，铁素体最大溶碳0.0218wt%C）六、综合论述题（20分）论述冷塑性变形金属在加热过程中，回复、再结晶、晶粒长大三个阶段组织、性能变化规律，并说明影响再结晶温度的因素。参考答案+详细解析一、名词解释（每题4分）空间点阵：把晶体中的结构基元抽象为几何结点，结点在三维空间周期性规则排列形成的几何阵列，用来描述晶体周期性；空间点阵≠实际晶体结构。肖特基缺陷：热平衡缺陷，晶体内部原子迁移到晶体表面，在晶体内留下空位；离子晶体中正负离子空位成对出现，只产生空位，无间隙原子。刃型位错：晶体中存在额外半原子面，半原子面的边缘即为刃型位错；位错线垂直滑移方向，滑移面唯一，存在正、负刃位错，应力场以正应力为主。再结晶：冷变形金属加热到一定温度，通过形核与长大，形成无畸变新等轴晶粒，消除加工硬化；晶体结构不变，不是相变。固溶强化：溶质原子溶入溶剂晶格，引起晶格畸变，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固溶强化。共晶转变：恒温下，液相L同时结晶出两个成分不同的固相α+β；反应：L→二、填空题（每空2分）点缺陷、线缺陷、面缺陷4；12；0.74稳态；非稳态滑移；攀移；攀移σs=γ三、单项选择题（每题3分）C；晶界属于面缺陷；空位、间隙原子是点缺陷，位错是线缺陷。B；FCC密排面{111}，密排方向<110>。C；回复：点缺陷、位错重排，内应力下降，晶粒外形不变；再结晶才是新晶粒形核长大。D；无限固溶条件：原子半径差<15%、晶体结构相同、电负性相近、价态相同；熔点不是必要条件。B；马氏体相变无原子长程扩散，无扩散型相变。四、简答题（每题8分）1.间隙固溶体vs置换固溶体，固溶度影响因素置换固溶体：溶质原子替换溶剂晶格结点原子；间隙固溶体：溶质原子填入溶剂晶格间隙位置。

影响因素：原子尺寸因素、晶体结构、电负性、原子价（电子浓度）。2.柏氏矢量物理意义①代表位错的原子畸变总量；②柏氏矢量的方向：滑移方向；③大小：滑移矢量大小；

④一根位错只有唯一柏氏矢量；刃位错b⊥位错线；螺位错b3.加工硬化机理与工程意义机理：冷变形过程位错大量增殖、位错缠结形成胞状结构，位错运动相互阻碍，随变形量增大强度硬度上升，塑性下降。

工程意义：①金属强化手段；②保证构件塑性变形均匀，防止断裂；缺点：变形后加工困难，需退火软化。4.共晶、包晶、共析反应共晶：L→包晶：L+共析：γ→α+5.固态相变特点①新相与母相比热容、比容差异，产生应变能；液固相变应变能很小；

②相界面类型（共格、半共格、非共格）影响形核功；

③原子扩散困难，相变速度常受扩散控制；

④母相晶体缺陷（位错、晶界）可作为优先形核位置；

⑤存在惯习面，新相沿特定晶面析出。五、计算题1.FCCγ-Fe（12分）解：

(1)FCC晶胞原子数：8×18+6×12=4

(2)FCC密排方向面对角线：2.杠杆定律计算（13分）C0=0.4，Cα=0.0218，Cp=0.77

先共析铁素体α：六、综合论述题（20分）三个阶段组织与性能回复：加热温度较低。组织：晶粒外形不变，位错重排，空位湮灭；性能：残余内应力大幅下降，硬度强度小幅降低，电阻率下降；晶粒尺寸不变。再结晶：温度超过再结晶温度。组织：无畸变新等轴晶粒在旧晶界/位错胞处形核长大，取代变形拉长晶粒；性能：加工硬化基本消除，强度硬度显著下降，塑性恢复；晶体结构不变，不是相变。晶粒长大：再结晶