北京理工大学材料学院《839材料科学基础》历年考研真题汇编（含部分答案）

《北京理工大学材料学院《839材料科学基础》历年考研真题汇编（含部分答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北京理工大学材料学院《839材料科学基础》历年考研真题汇编（含部分答案）（136页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、目 录2015年北京理工大学839材料科学基础 考研真题 ( 回忆版)2014年北京理工大学839材料科学基础 考研真题 ( 回忆版)2013年北京理工大学839材料科学基础 考研真题及详解2012年北京理工大学839材料科学基础 考研真题 (含部分答案)2011年北京理工大学839材料科学基础 考研真题2010年北京理工大学839材料科学基础 考研真题 ( 回忆版)2009年北京理工大学839材料科学基础 考研真题2008年北京理工大学839材料科学基础 考研真题 (含部分答案)2007年北京理工大学439材料科学基础 考研真题及详解2006年北京理工大学439材料科学基础 考研真题及详解2

2、005年北京理工大学439材料科学基础 考研真题及详解2004年北京理工大学439材料科学基础考研真题及详解2003年北京理工大学439材料科学基础 考研真题及详解2002年北京理工大学417金属学考研真 题1999年北京理工大学金属学考研真题2015年北京理工大学839材料科学基础考研真题(回忆版)2015年北京理工大学839材料科学基础考研真题(回忆版)一、问答题 1、计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后,组织中的珠光体、二 次渗碳体和莱氏体的相对含量。2、由扩散第二定律推导出第一定律,并说明它们各自的适用条件.3、试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结品、品粒长大的驱

3、动力及可 能对应的工艺条件。4、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材,再结晶退火后发现板材两端的 抗拉强度不同,请解释这个现象.5、某面心立方晶体的可动滑移系为(111)110.(15 分 )(1)指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2)如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4)在(2).3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5)如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力,试确定单位刃型位错和螺 型位错线受力的大小和方向.(点阵常数a=0.2nm).6、已知碳在y-Fe中扩散时,Do=2.010m2/s,Q=1.410J/

4、mol.当温度在927 时,求其扩散系数为多少?(已知摩尔气体常数R=8.314J/mol-K)7、请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:(1) 分析合金I、的平衡结品过程,并绘出冷却曲线:(2) 说明室温下I、的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量:(3) 如果希望得到共晶组织和5%的 初的合金,求该合金的成分;(4) 分析在快速冷却条件下,I、两合金获得的组织有何不同.8、就Fe-FesC相图,回答下列问题:1.默画出 Fe-FesC相图,用相组成物填写相图: 2.分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程,并绘出室温组织 示意图. 3.计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的

5、最大含量. 4.已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体,铁素体占82%,试求 该合金的含碳量和组织组成物的相对量。2014年北京理工大学839材料科学基础考研真题(回忆版)2014年北京理工大学材料科学基础考研试题一、判断题 1.金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种.() 2.作用在位错线上的力F的方向永远垂直与位错线并指向滑移面上的未滑移区.) 3.只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶,间隙固溶体则不能.() 4.金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵值减小,因此 是一个自发的过程.() 5.固溶体凝固形核的必要条件同样是GB0,结构起伏和能量起

6、伏.() 6.三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律.() 7.物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反.() 8.塑性变形时,滑移面总是晶体的密排面,滑移方向也总是密排方向.() 9.和液固转变一样,固态相变也有驱动力并要克服阻力,因此两种转变的难易 程度相似.()10.除Co 以外,几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移,从而增 加钢的淬透性.()二、选择题1.在可肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中().A.两组元的原子尺寸不同B.仅一组元的扩散C.两组元的扩散速率不同2.在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于() .A.单相区中 B.两相区中 C.三相平衡水平

7、线上3.铸铁与碳钢的区别在于有无().A.莱氏体 B. 珠光体 C.铁素体4.原子扩散的驱动力是() .A.组元的浓度梯度B.组元的化学势梯度C.温度梯度5.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为() .A.原子互换机制 B.间隙机制 C.空位机制6.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为().A.肖特基缺陷 B.弗兰克尔缺陷C.线缺陷7.理想密排六方结构金属的c/a为( ) .A.1.6 B. C.8.在三元系相图中,三相区的等温截面都是一个连续的三角形,其顶点触及().A.单相区 B.两相区 C.三相区9. 有效分配系数Ke表示液相的混合程度,其值范围是( ).(其中Ko是平

8、衡 分配系数)A.1KeKo B. KoKe1 C. KeKo110.面心立方品体的李晶面是().A. 112 B.110; C. 1l 11.形成临界品核时提及自由能的减少只能补偿表面能的().A. 1/3 B.2/3 C.3/4 12.金属结晶过程中().A.临界晶核半径越大,形核越易B.临界晶核形成功越大,形核越易C.过冷度越大,形核越易D.均质形核比非均质形核容易13.三元相图中 ()A.垂直截面图上可应用杠杆定律B.垂直截面图上三相区域为直边三角形C.四相共品反应平面在成分投影图上为曲边四边形D.四相反应为等温反应三、填空题说明: 比较简单,都是一些基本的概念问题四、问答题1.为什么

9、奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢) 在450850保温时会产生品间腐 蚀?如何防止或减轻奥氏体不锈钢的品间腐蚀?2.为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近?3.为什么钢的渗碳温度一般要选择在y-Fe相区 中进行?若不在y-Fe相区进行会 有什么结果?4.一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材,再结晶退火后发现板材两端的 抗拉强度不同,请解释这个现象?5.冷轧纯铜板,如果要求保持较高强度,应进行何种热处理?若需要继续冷轧 变薄时,又应进行何种热处理?6.已知碳在y-Fe中扩散时,D=2.010m2/s,Q=1.410J/mol.当温度在927 时,求其扩散系数为多少?(已知摩尔气体常数R=

10、8.314J/molK)7.请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:(1) 分析、合金的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线.(2) 说明室温下1、的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量.(3) 如果希望得到共晶组织和5%的初的合金,求该合金的成分.(4) 分析在快速冷却条件下,、两合金获得的组织有何不同.n8向 88中 8e。滥eX/2013年北京理工大学839材料科学基础考研真题及详解2013年北京理工大学招收硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 材料科学基础(注: 答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效.)一、名词解释(共30分,每小题2分)1.弥散强化 2.肖脱基缺陷3.晶界内吸附4.拉弗

11、斯相5.扩散退火 6.共晶反应7.奥氏体 8.临界晶核尺寸 9.柯肯达尔效应10.上坡扩散 1.屈服强度 12.二次再结晶 13.P型半导体 14.枝晶偏析 15.交滑移二、简答题(共90分)1.简要说明材料的结合键(金属键、离子键和共价键) 如何影响 熔点和密度.(6分)2.计算bcc 晶胞内的原子数.(3分) 3.高分子材料中,分子结构如何影响结晶能力?(9分)4.在下图中,阴影面为晶体的滑移面,该晶体的 ABCD面有一圆 形标记,它与滑移面相交,在标记左侧有根位错线,当刃、螺型位错 线从晶体左侧滑移至右侧时,画示意图表示表面的标记有什么变化? 并指出相应的切应力方向.(9分)5.划示意图

12、表明成分过冷的概念.(8分)6.在烧结初期和后期,扩散有何不同?(6分)7.非均匀形核为什么比均匀形核容易?(5分)8.碳含量5%(质量分数) 的过共晶白口铁结晶后在室温下的组 织是什么,其质量分数为多少?(8分)9.比较孪晶变形在密排六方金属、体心立方金属和面心立方金属 中发挥作用.(9分)10.纯金属变形后产生强化的原因?(9分) 11.含碳量对亚共析钢和过共析钢的力学性能有何影响?(6分) 12.影响固溶体形成主要因素?(8分) 13.高分子材料合成的主要反应类型是什么?(4分)三、论述题(共30分,每小题15分)1.试论述影响再结晶的因素. 2.试论述金属冷变形对性能(力学) 与组织的

13、影响.材料科学基础研试题答案一、名词解释(共30分,每小题2分)1弥散强化如果弥散相的强度明显高于基体相,增加弥散相的量,则显著的 提高材料的强度,或细化弥散相的尺寸来提高强度的各种措施,成为. 2肖脱基缺陷脱位原子进入其他空位或逐渐迁移至晶界或表面,这样的空位称 为。3晶界内吸附少量杂质或合金元素在晶界内部分布不均匀,常偏聚于晶界,它 是异类原子与晶界交互作用的结果,晶界处排列相对无序,而外来原 子与基体原子产生相晶格应变,逐渐迁移到表面.4拉弗斯相当组元间原子尺寸之差处于间隙化合物与电子化合物之间时,会 形成拉弗斯相。5扩散退火为降低晶内偏析程度和消除晶内偏析,一般将铸件加热到低于固 相线

14、100-200,进行长时间保温,使偏析元素充分扩散异达到均匀化目的。6共晶反应两组元在液态无限互溶,固态有限互溶或完全不互溶,在冷却过 程中,这种由某一成分的液体在恒温下同时结晶出两个成分不同的固相的反应叫。7 奥氏体碳溶于ry-Fe 中而形成的间隙固溶体就是,具有面心立方结构.8 临界晶核尺寸材料凝固时,在每一过冷度下, 晶核有一临界尺寸n, 当rr, 时, 方能使体系的自由能降低, 因而是稳定的,它可进一步长大.9柯肯达尔效应由于界面两侧的两种原子,在互相扩散到对方的基体中, 当扩散 的速率不等时,会发生原始界面的移动,界面移向原子扩散速率较大 的一方 ,这种现象称为.10上坡扩散固态相变

15、时,会发生浓度低的向浓度高的方向扩散,产生成分偏 聚而不是成分的均匀化,这种现象叫-.11屈服强度弹性变形结束时,塑性变形刚开始时的应力,称为.12二次再结晶再结晶完成后, 晶体不连续不均匀的长大.13P型半导体利用杂质元素在价带上产生大量空穴的半导体， 。14 枝晶偏析如果固溶体是以树枝状结晶并长大的,则枝干和枝间会出现成分差别,这种现象称为.15交滑移交滑移是螺旋位错在两个相交的滑移面上运动,当螺型位错在一 个滑移面上运动遇到障碍会转到另一个滑移面上继续滑移,滑移方向 不变。二、简答题(共90分)1.简要说明材料的结合键(金属键、共价键、离子键) 如何影响 熔点和密度.(6分)答: 共价键

16、和离子键的熔点高,是由于其键能高,金属键键能低,熔 点低.以金属键结合的原子排列很紧密,形成的晶体结构也较简单, 没有方向性,故金属的密度高;以共价键结合的原子排列不够紧密, 形成的晶体结构也较复杂,相邻原子的个数受共价键数目限制,故共 价晶体的密度低。2.计算bcc 晶胞内的原子数.(3分) (体心立方,1+0/2+8/8=2) 3.高分子材料中,分子结构如何影响结晶能力?(9分)答: 链结构的对称性和柔顺性(对称高的易结晶);结构的规整性;共 聚(无规共聚不能结晶). 4.在下图中,阴影面为晶体的滑移面,该晶体的 ABCD面有一圆 形标记,它与滑移面相交,在标记左侧有根位错线,当刃、螺型位

17、错 线从晶体左侧滑移至右侧时,画示意图表示表面的标记有什么变化? 并指出相应的切应力方向.(9分)答,刃型位错扫过的变化 螺型位错扫过的变化刃形位错滑行的切应力与AB 平行,与位错线垂直,螺型位错滑行的切应力与AB垂直,与位错线平行. 5.划示意图表明成分过冷的概念.(8分)答: 设固溶体合金为不平衡凝固,固态无扩散,液体只有扩散(或扩 散大于对流),当固相表面的浓度xo,界面上液体浓度x/k,液相浓度 Xx,自界面上的x/k.下降到xo,这样界面上的温度T;小于远离界面液 相温度T,从T.到T的凝固温度与实际温度的差异称为成分过冷.(图 略 )6.在烧结初期和后期 , 扩散有何不同 ?(6

18、分 )答: 在烧结初期主要是表面扩散 ,在后期 , 主要是晶界扩散 . 7 . 非 均 匀 形 核 为 什 么 一 般 情 况 下 比 均 匀 形 核 容 易 ? ( 5 分 )答: 非均匀形核的形核功,AG.=AG. S(9) , 其中 ,0 srO) 1, 为形 状因子 , 因此形核功比非均匀形核小 . 8 . 碳 含 量 5 % ( 质 量 分 数 ) 的过共晶白口铁结晶后在室温下的组织 是 什 么 , 其 质 量 分 数 为 多 少 ? ( 8 分 )答: 室温组织为 Ld, 室温莱氏体和 Fe.C, 一次渗碳体 ,各组织组成 物的质量分数 :9. 比较孪晶变形在密排六方金属、体心立方

19、金属和面心立方金属 中发挥作用 .(9 分 )答: 对密排六方金属 , 挛晶变形十分重要 , 虽然变形中滑移占主要地 位 ,但当滑移变形困难时它能改变晶体位向帮助滑移 .在体心立方金 属中 ,在一定条件下可发生孪晶变形 , 它容易导致解理断裂裂纹的萌 生 . 在面心立方金属中 , 一般不会发生孪晶变形 , 但只有加入能降低 层错能的溶质因素,就能比纯金属更容易出现李晶 .1 0 . 纯 金 属 变 形 后 产 生 强 化 的 原 因 ? ( 1 0 分 )答: 位错交割 ; 位错反应 ; 位错增殖 .1 . 含 碳 量 对 亚 共 析 钢 和 过 共 析 钢 的 力 学 性 能 有 何 影 响

20、 ? ( 6 分 )铁素体硬度和强度低 , 塑性好 , 渗碳体硬而脆 . 珠光体是铁素体 和渗碳体的机械混合物 , 渗碳体分布到铁素体上起强化作用 . 亚共析钢随碳含量上升,强度和硬度上升,塑性下降;过共析钢,除珠光体 外,晶界上还有二次渗碳体,w.小于1%时影响不大,大于1%时,塑性很低，脆性大大增加。12.影响固溶体形成主要因素?(8分)(1) 尺寸因素(2) 晶体结构(3) 电负性差(4) 电子浓度. 13.高分子材料合成的主要反应类型是什么?(4分)加聚反应和缩聚反应。三、论述题(共30分,每小题15分) 1.试论述影响再结晶的因素.答: (1) 临界变形度;(2) 临界变形度越小,开

21、始再结晶的温度越高; (3) 变形量越大,再结晶后的晶粒越细;(4) 微量元素可提高再结晶 温度或延迟过程;(5) 第二相影响,尺寸大,易发生,尺寸小,抑制;(6) 原始晶粒越细,或退火时间越长,降低再结晶温度. 2.试论述金属冷变形对性能(力学) 与组织的影响.答: (1) 冷变形金属的力学性能.随着变形的增加,金属的屈服强度 和抗拉强度不断提高,特备是屈服强度升高很快,导致屈强比增加, 塑性和韧性降低.(2) 对组织的影响.等轴状晶粒经过拉拔和冷轧后 延拉拔和轧制方向深长,晶界可能模糊.可能形成纤维组织,也可能 位错胞状结构.性能上可能产生各向异性.(3) 变形织构(4) 残余应 力.(5

22、) 电导率下降.(6) 抗腐蚀性下降.2012年北京理工大学839材料科学基础考研真题(含部分答案)2012年北京理工大学材料科学基础考研试题一、名词解释(共30分,每小题2分) 1.变形强化2.等轴品3. 品胞 4.弗兰克尔(Frenkel) 缺陷5.攀移 6.晶内吸附 7.晶内偏析8.伪共晶 9.共晶渗碳体 10.自然时效 11.李晶变形 12.二次再结晶 13.抗磁体 14.蠕变 15.胞状偏析二、简单题(共90分)1.烧结时的速率主要取决于哪些因素?(6分)2.马氏体相变的基本特征?(12分)3.加工硬化的原因?(6分)4.伯氏矢量的意义?(6分) 5.如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈

23、服平台这种不连续的现象?(8分) 6.已知916时, -Fe的点阵常数为0.365nm,(O11) 晶面间距是多少?(5分) 7.画出示意图说明包晶反应种类,写出转变反应式?(4分) 8.计算We=3.3%的铁碳合金常温下莱氏体的相对含量,组织中珠光体的相对含 量和共析渗碳体的含量.(9分) 9.从形核角度分析人工降雨时为什么喷Agl粒子?(4分) 10.影响成分过冷的因素是什么?(9分) 11.影响线形聚合物结晶的因素是什么?(6分) 12.单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么?(9分) 13.简要说明纯金属中品粒细度和材料强度的关系,并解释原因.(6分)三、论述题(30分,每小题15分)1.

24、试论述含碳量对铁碳合金平衡组织的性能的影响.2.论述影响扩散的主要因素.2012年北京理工大学材料科学基础考研试题答案(部分)一、名词解释1.变形强化: 纯金属经过变形后,其流变压力随变形程度的增加而增加. 2.等轴晶: 每个核心在各个方向上的生产条件接近,最终得到的晶粒在空间三 维方向上的尺度相当,此晶粒为等轴晶.3.晶胞: 构成晶格的最基本单位.4.弗兰克尔(Frenkel) 缺陷: 晶体中的原子挤入结点的空隙,形成间隙原子的 点缺陷,把空格和间隙原子这一对点缺陷成为弗兰克尔缺陷.5.攀移: 刃型位错的半原子面向上或向下移动,位错线运动方向与伯氏矢量垂 直。6.晶内吸附: 少量杂质或合金元

25、素在晶界内部分布不均匀,常偏聚于晶界,它 是异类原子与晶界相互作用的结果,晶界处排列相对无序,而外来原子与基体原 子产生晶格应变,逐渐迁移到表面.7.晶内偏析: 不平衡结晶的固溶体内部富含高熔点组元,而后结品的外来富含 低熔点组元,这种晶粒内部出现的成分不均匀现象叫晶内偏析.8.伪共晶: 在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的合金由于过冷同时结出 两相,形成共晶组织特征,但不是共晶成分.9.共晶渗碳体: 1148下,Wc=2.116.69%的铁碳合金共晶生成莱氏体,莱氏 体中渗碳体为共晶渗碳体。10.自然时效: 过饱和固溶体在快速冷却后,室温长期放置,使之相变叫人工时 效。1.李晶变形 : 晶

26、体在切应力作用下沿一定的晶面和晶向,在一个区域内连续顺 序的切变,变形的结果是这部分的晶体取向改变了(晶体结构和对称性未变), 但已变形的晶体部分与未变形部分保持着晶面对称关系,这个对称晶面叫孪晶变 形。12.二次在结晶: 再结晶完成后,晶体不连续不均匀的长大.13.抗磁体: 材料内部的磁矩削弱了外磁场,这种物质叫做抗磁体.14.蠕变: 材料在高温下的变形与应力有关,还与作用的时间有关,叫蠕变. 15.胞状偏析: 在小的成分过冷区条件下晶体以胞状生长时,胞壁富含较多杂质.2011年北京理工大学839材料科学基础考研真题Z2011年北京理工大学招收硕士学位研究生入学考试试题考试科目 :;材料科学

27、基础(注: 答案全部答在答题纸上,答在试卷上无效.)一、名词解释 (共 30 分 ,每小题 2 分)1 晶体的各向异性2多晶体3高分子材料的聚合度4线缺陷5攀移6费米 能级7枝晶偏析8奥氏体9均匀成核的临界半径10上坡扩散11成分过冷 12柯肯达尔效应(Kirkendal) 13孪晶变形 14时效 15钢的淬火二、问答题 (90 分 )1.提高热塑性高分子材料力学性能的方法有那些?(从结构和性能的关系表述) (10 分 )2.右图是Na.O的理想品胞结构示意图,试回答:(1) 晶胞分子数是多少;(2) 结构中何种离子做 何种密堆积;(3) 结构中各离子的配位数为多少;(4) 指出此晶胞的(00

28、1) 面.(10分)3.柏氏矢量的意义?(6分)4.晶体是如何降低其表面较高的表面能?(6分)5.对某些置换固溶体其溶质可以有100%的溶解度,而间隙固溶体却没有, 为什么 ?(4 分 )6.试画图说明相图中的杠杆定律.(8分) 7.试画图说明什么是亚共品合金、过共品合金、共品合金.(9分) 8.以碳含量We=4.8%的过共晶白口铁为例,分析结晶后,室温组织中各组织组成的质量分数.(6分)9.非均匀形核为什么比均匀形核容易?(6分)10.控制铸件品粒尺寸的主要途径是什么?(6分)11.产生加工硬化的几种原因是什么?(6分)12.在加工中,硅钢产生二次再结晶的原因?(4分)13.固态相变的特点?

29、(9分)三、论述题 (共30分,每小题 15分)1.论述点缺陷与材料行为的关系.2.论述影响扩散的因素.2010年北京理工大学839材料科学基础考研真题(回忆版)2010年北京理工大学材料科学基础考研试题(回忆版)、名词解释1.空间点阵2.晶带定理二、问答题1.为何布拉菲点阵无底心四方和面心四方?画图说明.2.品带定理适用于什么晶系?三、CsCI(1) 品体类型（2） 离子数(3) 配位数(4) 致密度四、肖克来不全位错、弗兰克尔不全位错、共格孪晶界的定义。五、凝固形核时,形成球形品胚、立方体品胚的形核功.哪种品胚较容易形成? 六、超塑性的定义?实现超塑性的条件?、纯铜的熔点为1373K,实现

30、凝固温度为1173K,用热力学定律解释为什么? 八、纯金属,在A和B两种条件下结品,在A条件下比在B条件下晶粒明显更 小。解释可能产生这种现象的原因。九、有共析合金相图,AmBn为中间相,判断1、2、3的强度,并说明强化机理.十、 .(1) 淬火后的钢为何要回火?(2) 金属强韧化有哪些手段,机理是什么?2.十一、 1.金属、无机非金属、高分子三种材料在结构、性质、用途上的共同点、不同 点。2.XRD 和 SEM 的原理和用途 .十二、翻译关于元素周期变上元素的电阻性,如原子外层电子的约束力控制、原子价,铜、 锗等的电阻性与电子约束的关系,以及正、负电荷的位置关系等.2009年北京理工大学83

31、9材料科学基础考研真题北京理工大学二OO九年招收硕士研究生入学考试试题考试科目: 材料科学基础(注: 答案全部写在答题纸上,答在试卷上无效)一、名词解释 ( 共 30 分 , 每小题 2 分 )1.材料性能的各向异性 2.柱状晶4.多晶型转变 5.高分子材料的多分散性3.晶体材料的组织6.螺形位错7.负攀移10.区域熔炼8.选分结晶1.人工时效9.临界晶核尺寸(临界半径)12.多滑移13.霍尔-佩奇关系(Hall-petch) 14.Griffith 公式 15.蠕变二、简答题 (共 90分 )1.从微观角度讨论金属和聚合物材料弹性模量差别的原因.(6分) 2.在面心立方晶胞中画出(012)

32、和(123)晶 面 . ( 8 分 )3. bcc 和hcp 中的配位数分别为多少?(6分)4.为什么一般情况下缩聚物都能结晶?(4分)5.实验技术上列出两种观测位错的方法.(4分)6. 晶体中位错密度如何影响材料的强度?如何通过位错提高金属 强 度 ? ( 8 分 )7.试从结构和能量的观点解释为什么扩散系数DmmD.?并比较 相同材料的纳米晶扩散系数与多晶时的扩散系数大小.(8分)8.简述二元相图中,不平衡结晶可形成那些组织结构?画图表明 如何形成 ?(9 分 )9.描述碳含量 Wc=5.5%的铁碳合金缓慢冷却时的结晶过程,并计算室温时各组织的组成质量分数.(9分) 10.晶体材料从固态向

33、气态蒸发分哪几步?(8分) 11.有两块钢,一块是只含有wc0.48%钢,另一块是含wc0.44%和 ws3.8%的钢,当把两块钢焊接在一起,过一段时间后发现,只含有 C的钢的C含量反而升高了,这是什么现象?从热力学角度分析原 因.(6分)12.马氏体相变的精确定义是什么?(4分) 13.多晶体变形的特点是什么?(4分) 14.如何解释二次再结晶中多数晶粒不长大,少数长大的现象?形 成原因?(6分)三、论述题(共30分,每小题15分)1.从结构特点比较离子晶体、共价晶体和金属晶体的特点. 2.试以Gibbs相律为例说明相律的意义及应用条件(即限制条件).2008年北京理工大学839材料科学基础

34、考研真题(含部分答案)此京理工大学2 0 0 8 年 攻 读 硕 士 学 位 研 究 生 入 学 考 试 试 题科目代码: 8 3 9 科 目 名 称 : 材 料 科 学 基 础答卷须知 试题答案必须书 写在答题纸上,在 试题和草稿纸上 答题无效。aoTotoTod213) 1213一、(共12分) 回答以下问题:(1) 分别在立方晶胞和六方晶胞中画出以下晶面和晶向: (4分)a21) a To12n uTo(2) 说明金刚石结构(如图所示)属于何种空间点阵? 已 知金刚石晶胞中最近邻的原子间距为0.1544nm,试求金 刚石的点阵常数a 、配位数CN 和致密度K.(8分)二、 (共 18分)

35、 回答以下问题:(1) 什么是固溶体?影响固溶体溶解度的因素有哪些?(10分)(2) 什么是间隙相?在晶体结构上具有哪些特征?(4分)(3) 在离子晶体中正离子的配位数取决于什么?组成硅酸盐结构的基本单元 是 什 么 ? ( 4 分 )三、 (共20分) 回答以下问题:(1) 为什么晶体中的点缺陷在一定温度下具有一定的平衡浓度?(4分)(2) 什么是相界面?按结构特点 ,相界面可分为哪几种类型?(5分)(3) 面心立方晶体中有一个单位位错,柏氏矢量为 ,位错线方向为 21。请指出此位错的性质和位错的滑移面。若此位错在滑移面上分解为两个肖克莱不全位错,请写出分解后两个肖克莱不全位错的柏氏矢量.(

36、6分)(4) 如右图所示,在两个相互垂直的滑移面上 , 各有位错 A 和 B, 位错 A 向左作滑移运动与位错B相互交割,请画出两个位错交割后的示意图。如果两位错交割后各自形成一段曲折,请指出所形成的曲折是割阶还是扭折 ?(5 分 )第 1 页 共 3 页第 2 页 共 3 页答卷须知试题答案必须书写在答题纸上,在试题和草稿纸上答题无效。北京理工大学 2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目代码: 839 科目名称: _ 材料科学基础四、(共12分) 回答以下问题:(1) 对于共价键和金属键材料,在相同外加应力条件下,哪一种材料产生的 弹性变形较小,为什么?(4分)(2) 弹性模量的大小代

37、表了结构材料抵御外力作用产生弹性变形的能力.对 于多晶材料,能否通过改变金属品粒尺寸来明显改变材料弹性模量?,为什 么?能否通过改变温度而明显改变金属的弹性模量?为什么?(8分)五、(共24分) 回答以下问题:(1) 为什么在室温下,具有面心立方晶体结构的铝合金容易塑性加工成型, 而具有密排六方晶体结构的镁合金则较难塑性加工成型?(4分) .(2) 塑性变形加工往往使金属材料产生各向异性.请指出塑性变形加工使金 属材料产生各向异性的两个原因.(4分)(3) 经过塑性变形加工后金属材料内部将会产生哪几类残余内应力?这些残 余内应力各自产生的原因是什么?(12分)(4) 什么是金属的再结晶?使变形

38、金属发生再结晶的驱动力是什么?(4分)六、(共14分) 回答以下问题:(1) 对于间隙型扩散和置换型扩散,哪种类型的扩散更难进行,为什么?(4 分 )(2) 什么是稳态扩散和非稳态扩散?菲克第一定律适用于描述哪一种扩散? （6分）(3) 什么是化学扩散和自扩散?(4分)七、(共14分) 回答以下问题:(1) 什么是相律?若系统只受温度影响,请写出吉布斯相律表达式,并指出 表达式中各项的物理意义.(8分)(2) 在三元合金系等温截面相图中,三相平衡共存的相区具有什么形状?请 应用吉布斯相律解释为什么三元合金的四相平衡反应一定在恒温下进行?(6 分 )答卷须知试题答案必须书写在答题纸上,在试题和草

39、稿纸上答题无效。此京理工大学 2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目代码: 839 科目名称: 材料科学基础八、(共12分) 回答以下问题:(1) 共品成分的铁碳二元合金在室温下的平衡相组成物和平衡组织组成物分 别是什么 ?(8 分 )(2) Mg-Ni合金二元共晶反应为:L(23.5%Ni) -Mg(0%Ni) +Mg: Ni(54.6%Ni)设有成分为C;的亚共晶合金和成分为C2的过共晶合金,这两种合金的先共晶 相的质量分数相同,但C;合金中 -Mg的质量分数是C2合金中-Mg的质量分 数的2.5倍,求两种合金的具体成分.(4分)九、(共24分) 回答下列问题:(1) 什么是均匀形核

40、和非均匀形核?为什么在相同过冷度下非均匀形核比均 匀形核容易.(8分)(2) 为什么固溶体合金凝固时在正的温度梯度下也会出现树枝状长大?(4 分 )(3) 当下列参数条件变化时,成份过冷程度如何变化?合金固溶体倾向于以哪种方式长大?(9分)A.温度梯度增大;B.冷却速度增大;C. 合金扩散系数增大.(4) 为什么通常选择具有共晶成分的合金作为铸造合金?(3分)第 3 页 共 3 页2008年材料科学基础真题答案中 z gB0o8作材料科7事时将0 别经o的圈态熔体,它保持着溶剂的品体结构类型,影响图溶体的因素有: a 品休结构. 只有两组 孟的晶体结构相同时才能无限互溶;b,原子尺寸因素,当原

41、子半径差小于15%,溶解度较大 反乏较小;e化学亲和力.当两组元的化学亲和力越强时,电负性差越大,倾向于生成化合 物面不和于生成固溶体,反之: d.原子价因素,一 较情况溶质的原子价速高,其溶解度越小; 温度.天多情况,温度上升, 固溶度上升,反之) 当重金属的版子平径与金属的原子平径之比小于0.9时,所形成的具有简单品体结构职 称 强 松吸 中 中 m 体 有 积 , 研 兮 义 方 、 密 立 方 , 少 体 心 业) 在离子晶体中,正离子的配位数取决于正负离子的半径比.组成硅酸盐的基本结构单元是硅和氧组成的SO】四面体、 容 ; G 1 ) 因为晶体中点缺陷的存在,一方面造成点阵畸变,使

42、品体的内能升高,降低了 且法推五必毯审班 原高 由平治土 7G 提湘的M 利整心。并改变了其周围原子的3） 在离千部体中， 元是硅和氧组成的SiQF四丁mmu四面体三、答;(1) 因为晶体中点缺陷的存在,一方面造成点阵畸变,使晶体的内能升高,降低了 晶体的热力学稳定性.另一方面,由于增大了原子排列的混乱程度,并改变了其周围原子的 报动频率,引起组态熵和振动熵的改变,使晶体熵值增大,增加了品体的热力学稳定性.这 两个相互矛盾的因素使得晶体中的点缺陷在一定的温度下具有一定的平衡浓度,(2) 相界面是指具有不同结构的两相之间的分界面.按结构特点,相界面可分为共格相界 面、半共格相界面和非共格相界面三

43、种类型。Cori 号ia + 号 c 四(1) 共价键产生的列性变形较小.因为共价键品体由于原子问结合力很大,故其弹性模 量很高,大于金属键材料的溪性模量,因此在相同外加应力条件下,产生的弹性变形小、(2) 改变金属品粒尺寸和但度都不能改变金属的弹性模量.因为弹性模量反映原子间的结 合力,故它是组织结构不较感参数,添加少量合金元素或进行各种加工、处理都不能对某种 材料的弹性模量产生明显的影响。五、答: (1) 由于塑性加工会使位错产生滑移,因此晶体的常移面及滑移方树多的话有利金 属塑性变形.面心立方品体的滑移系有12个,而密排六方晶体结构的滑移系仅3个,故面 心立方晶体的滑移过程更容易进行,塑

44、性便越好0金产生球观残余应力、微双残余应力和点内墙空三种残余内应力。去观残余应力是国 工f不同年分的装观变币不均为性引起的其安力平?范阳括整个工什,a观xe应力是d 晶检成亚品粒之可的变不均匀产生,其作用a图方品尺寸相,即在品粒和证心粒之(4) 再结品是题在原变形组织T新产生了无时9的斯凸控. 而性核电发生了明骗的变化并 恢复f慢形前状况的过程.再结品的动力是变形金属经回复后未被释放的储存能,六、蓄: (1) 置换型扩散更难进行,四为置按扩散除了需要原子从一个空位跳跃到另一个空 位的迁移能外,还需要扩散原子近务空位的形成他、因此更难扩放.扩散系数较小.(2) 稳态扩散是报质量浓度不随时间变化的

45、扩散.非稳态扩散是指某一 点的浓度是随时间 而变化的、菲克第一 定律适用于措述稳态扩放、(化败是指由于浓度权度所引比的扩、自扩败是指不依触于浓度梯度,仅曲热振 动而产生的扩散。七(1)相律给出了平涉状态下体系中存在的相效与组元数及温度、压力之间的关系,f-c-p2 为体系的自由度数.它是h不影响体系状态的触立可宣史效,C 为体系的组元数.P为 相数,(2) 具有共集三角形的形状.当压力恒定时,由相可得,e3-4+1-o,自由度为0.故反 应在恒温下进行。 A九、警;c1) 均如形核是指a相品核是在a和中均勾地生k成的,而目均匀形核是指新相优究栋的脚成,依刚这些已存在的表而可使形核界面m降低,因

46、而形核可在较小过冷应下发?.配团Rsa(2) 期为在介金凝固过程中,由于液相中帘质原r分市发小了变化而政变了凝固温度,使 界面前剂液体中的实添度低理论凝固温广而形成成分过冷,从而导致树校品的生成.移) 鼻,当涵度梯度增大,成分过冷侧向城小合金固市体倾向于以平面方式长大: b.冷 脚意度增人,则液体的介程度凝小,边界层的溶质聚集增大,有利于成分过冷;e.合o 贮触系数填人、边界层中算质植薄聚集 , 不 7r 利成分过冷 .be 询 1 外以 e 报战8 年 三 ( 2 ) 相界面是指具有不同结构的两相之间的分界面 .按结构特点,相界面可分为共 格相界面、半共格相界面和非共格相界面三种类型。(1)

47、 因为晶体中点缺陷的存在 , 一方面造成点阵畸变 , 使晶体的内能升高 , 降低了晶体的 热力学稳定性 . 另一方面 , 由于增大了原子排列的混乱程度 , 并改变了其周围原子的振动频 率 , 引起组态熵和振动熵的改变 , 使晶体熵值增大 , 增加了晶体的热力学稳定性 . 这两个相 互矛盾的因素使得晶体中的点缺陷在一定的温度下具有一定的平衡浓度。O 8 六 ( 1 ) 置换型扩散更难进行, 因为置换扩散除了需要原子从一个空位跳跃到另一个空位 的迁移能外 , 还需要扩散原子近旁空位的形成能 , 因此更难扩散 , 扩散系数较小 .(2) 稳态扩散是指质量浓度不随时间变化的扩散,非稳态扩散是指某一点的

48、浓度是随时间 而变化的。菲克第一定律适用于描述稳态扩散。(3) 化学扩散是指由于浓度梯度所引起的扩散 . 自扩散是指不依赖于浓度梯度 ,仅由热振 动而产生的扩散。五 (1) 由于塑性加工会使位错产生滑移, 因此品体的滑移面及滑移方面多的话有利金属塑 性变形 . 面心立方晶体的滑移系有 12 个 , 而密排六方晶体结构的滑移系仅 3 个 , 故面心立 方晶体的滑移过程更容易进行 , 塑性便越好 .(3) 会产生宏观残余应力、微观残余应力和点阵畸变三种残余内应力.宏观残余应力是由工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的其应力平衡范围包括整个工件 : 微观残余应力是由 晶粒或亚晶粒之问的变形不均匀性产生

49、,其作用范围与品粒尺寸相当, 即在晶粒和亚晶粒之 间保持平衡 ; 点阵畸变是由于工件在塑性变形中形成的大量点阵缺陷所引起的 .(4) 再结晶是指在原变形组织重新产生了无畸变的新晶粒,而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前状况的过程。再结晶的驱动力是变形金属经回复后未被释放的储存能。08 九 (1) 均匀形核是指新相晶核是在母相中均匀地生成的,而非均匀形核是指新相优先在 母相中存在的异质处形核. 因为非均匀形核所需的形核功比均匀形核的要小得多,当两者的 过冷度相同时,尽管所提供的形核能量较多,但非均匀形核所需要的能量比均匀形核少,故 更容易形核。2007年北京理工大学439材料科学基础考研真题及

50、详解容卷须知 试置答案必须书 写在答恩喂上,在 试应和草院纸上 答尽无效,北京理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题科目代码: 439科目名称: 材 料 科 学 基 础一、名词解释(共15分,每题3分)第 1 页 共 4 页1.反应扩散4.伪共晶2.临界分切应力 3.再结品温度5.非均匀形核二、回密下列有关品体结构的问题(共30分). 6 分 ) 在立方品胞中画出(10(121) 11 021 品面和品向;在六方 品胞中画出 (211) 121 面 和 品 向 .2.(12分) 引么是空间点阵与品体结构?对于同种空间点阵,晶体结构是否 唯一,为什么?诸指出下图中Cr和CsC 的晶体结

51、构各属于哪种空间点阵,井说 明理出。0 oa3.6 分)已知aFe(件心立力和 Cu(面心京方)的原子直径分别为2.54 和2.55A,分别求出a-Fe和Cu的盖格常数.4.(6分) 酱排六方和面心立方结构在下述三个方面有何异同?(1) 致密度和应位数;北京理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题释目代码: 439科目名称 : 材 料 科 学 基 础答卷须知 试月四盔必须书 写答题纸上,在 读恩和草疹纸上 香题无效。(2) 当原子尺寸相同时,问隙的类型和大小:(3) 原子最密排面的埃垛方式.三、回答下列问题 (共 12分 ,每题4分)1.什么是间隙固溶体和间隙化合物?商者的结构有何不同

52、?2.构成硅酸盐的基本结构单元是什么?何谓硅酸盐孔岛结构?3.什么是空位平衡浓度?为什么说空位是一种热力学上平信的缺陷?四、回答下列向题 (共12分,每题3分) 1.一根具有柏民矢量为b的位锥滑移运动过的区域内,滑移商上下两部分品体产生多大的相对滑移?2.一根位钳环结否各部分都是螺型位错或部是刃观位量?请说明之.3.在面心立方晶体中可能存在哪些类型的不全位错?并给出其柏民矢量的表达式。4.什么是共格相界面?五、回答下列有关晶体中顾子扩散的问题(共20分,每题5分)1.升畜温度将加快原子的扩散,其原因十要是温度的升高降低了扩散激活 能.试转此判断正确与否,为什么?2.常通过向钢的表层渗入某些原子

53、来政善钢的表而性能,试问若分别向钢的表层漆入碳凉子和铬原子,在相同的施法工艺下,哪一种原子的渗入深度更大,第 2 页 共 4 页第 3 页 共 4 页答卷须知 试总签温必须书 写在答题纸之,在 试强和y弱通h 等态无效。账京理工文学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题科日代码: 39科目名称: 材料学基型为什么?3.试间金展原子在金属中扩散和金属离子在离子品体中散.哪一种扩散更 困难,为什么?4.现有两块化学成分相同的固淫体合金,一共未经塑性变形.块经过了冷塑性变形.试问溶质系子色那一块合金中的扩散更为容易,为什么? 六、回答下列有关金属材料塑性变形的问题(共18分). ( 8 分 ) 在

54、固染体中的刃型位锚附近,间隙原子和尺寸比溶剂原子小的置 换型溶质原了将趋向于如何分布,为什么?这种分布对位诺的运动有何形响,为 什么?2.(5 分 ) 为什么金属材料经过大塑性变形量变形后会形成织构,变形织构 的形减对金属材料的力学性施有何影响?3.(5分) 由于冷变形金网在加热发生再结品时,其中的变形晶粒将被通过 形核邪长大而形成的无踹变等辑晶拉完全碧代,因此,冷变形所形成的变形织构 将消失.再结品后,金属中将必然不再会有织构.试问此说法正确与香,为什么?七、回答下列有关材斜凝隔的问题(共28分)1.(12分) 已知材料凝网时为均匀形核,其单位体积吉布斯自女能为 G, 单位面积界面能为,体系

55、总自由能变化为 AG=-AG,;A a,假设形成的 品廊为边长为a的寸方体.求,(1) 临界晶核边长a*;此京理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题科国代码: 4.科日名称 : 材村科学基型 答 卷 须 知试恶答东必须书写在督返纸上,在 试 和 x 家 疑 上答题元效。(2) 临界形核功G*;(3) 临界形核功AG*与界面能o的关系.2.典型铸锭组织由募儿个晶区组成?同一合金在其他条件相同情况 下,提高浇铸湿度对各品区分布有什么兹响?3.(8 分 ) 为什么固溶体凝固过程中,在正的温度梯度条件下可以呈现树枝 状长大,而纯金属却不?如果其他条件不变,当温度梯度逐渐增大时,该溶 体的长大方式特有什么样的变化?八、回答下列问题(共15分)1.(9分)在共析温度FcC合金中碳在候要体的最大固溶度为0.02w%,Fe-C 合金共析点含碳量为0.77wt%.现有某FeC合金平衍冷湖,在共析转变刚结束时, 观察到其显微组织中含有珠光体和铁账体各一半。求:(1) 该合金中含破量;2) 将该合金驱新加热到73u将得到信么平衡相?(3) 将该合金重新加热到950又籽得到什么平衡相?2.(6分 ) 由A、B组元组成甲、乙两种合金.其中甲合金成分为共晶成分, 乙合金成分