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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） 1. 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。 2. 位错密度有有哪几种种表征方方式？ 3. 陶瓷晶体相相可分为为哪两大大类？有有何共同同特点？ 4. 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？ 5. 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）
13、 1. 已知碳在 Fee 中扩扩散时， 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) ) 2. 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？ 3. 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)
14、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。 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
