西工大材料考研试题

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1、西工大材料考研试题西北工业大学2022 年硕士研究生入学考试试题一、简答题（每题 10 分，共 50 分）1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位 错、螺位错的主要特征。2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的 困难？3. 什么是离异共晶？如何形成的？4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。5两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni,另一个 含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？二、作图计算题（每题 15 分，共 60 分）1、写出112晶面族的等价晶面。2、请判定下列反应能否进行：3、已知某晶体在500C

2、时，每1010个原子中可以形成有1个空位， 请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数a = 0.0539，波耳滋曼 常数 K=1.381 某 10-23J/K）4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为001,Z=106Pa，求（111 ）面 上柏氏矢量1/41a2111a2111a001的螺位错线上所受的力（）三、综合分析题（共 40分）下保温足够长的时间，会发生图b-d的变化，请分析四个阶段微观组 织、体系能量和宏观性能变化的机理和原因。1. 经冷加工的金属微观组织变化如图 a 所示，随温度升高，并在某一 温度2. 根据Ag-Cd二元相图：1）当温度为736C、590C、440C和230C

3、时分别会发生什么样的三 相平衡反应？写出反应式。2）分析Ag-56i合金的平衡凝固过程，绘出冷却曲线，标明各阶段的相变反应。3）分析Ag-95i合金的平衡凝固与较快速冷却时，室温组织会有什 么差别，并讨论其原因。2/41西北工业大学2022年硕士研究生入学考试试题（A）一、简答题（每题 10分，共50分）1. 请解释Y-Fe与a-Fe溶解碳原子能力差异的原因。2. 请简述位向差与晶界能的关系，并解释原因？3. 请简述在固态条件下，晶体缺陷、固溶体类型对溶质原子扩散的影 响。4. 请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长， 而固溶体合金却往往以树枝状长大？5. 铁碳合金中可能出现

4、的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？二、作图计算题（每题 15分，共60 分）1. 写出附图的简单立方晶体中ED、C F的晶向指数和ACH、FGD的 晶面指数，并求ACH晶面的晶面间距，以及FGD与ABCD两晶面之 间的夹角。（注：G、H点为二等分点，F点为三等分点）2. 请判断图示中bl和b2两位错各段的类型，以及两位错所含拐折 （bc、de和hi、jk）的性质？若图示滑移面为fee晶体的（111）面，在切应 力的作用下，两位错将如何运动？（绘图表示）3/413. 某合金的再结晶激活能为250KJ/mol,该合金在400C完成再结晶 需要 1 小时，请问在390C

5、下完成再结晶需要多长时间。（气体常数R=8.314L/molK）4. 请分别绘出fee和bee晶体中的最短单位位错，并比较二者哪一个 引起的畸变较大。三、综合分析题（共 40分）1、请分析对工业纯铝、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用的强 化机制，并阐述机理。（15 分）2、请根据Cu-Zn相图回答下列问题：（25分）1）若在500C下，将一纯铜试样长期置于锌液中，请绘出扩散后从表 面至内部沿深度方向的相分布和对应的浓度分布曲线。2）请分析902C、834C、700C、598C、558C各水平线的相变反应 类型，及其反应式。3）请绘出Cu-75%Zn合金的平衡结晶的冷却曲线，并标

6、明各阶段的相 变反应或相组成。4）请计算Cu-75%Zn合金平衡结晶至200C时的相组成含量。4/41西北工业大学2022年硕士研究生入学考试试题（B）一、简答题（每题 10分，共60分）1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l 与柏氏矢量b、外加切应力t与柏氏矢量b、外加切应力t与位错线l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答 题册上）2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无 限固溶体的条件是什么？3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间 隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？4. 在室温下

7、对铁板（其熔点为1538C ）和锡板（其熔点为232C）,分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。二、作图计算题（每题10分，共40分）1.请比较FCC晶体中 b1a2111 和 b2a100 两位错的畸变能哪个较大。2. 面心立方晶体沿001方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出 各滑移系指数，并分别绘图示之。5/412005 年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题（每题 8分，共 40 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，

8、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、作图题：（共60分，每小题12分）1.在面心立方晶体中，分 别画出和、，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移 系？若外力方向为001，请问哪些滑移系可以开动？2.请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢 量图。（1）（2），请回答：3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为（1）给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；（2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为 纯螺位错，

9、其位错线方向又如何？5. 若将一块铁由室温20C加热至850C，然后非常快地冷却到20C, 请计算处理前后空位数变化（设铁中形成lmol空位所需的能量为 104675J,气体常数为8.314J/molK）。5.已知三元简单共晶的投影图， 见附图，（1）请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知TATD）； （2）请画出某合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。16/41二、综合分析题：（共50分，每小题25分）1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化 的特点和机理。2. 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、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲

10、线；(2) 说明室温下 I、II 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B初的合金，求该合金的 成分；(4)分析在快速冷却条件下， I、II 两合金获得的组织有何不同往年真题参考一、简答题(每题 6分，共 30 分)1原子的结合键有哪几种？各有什么特点？2面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数和致密度各 是多少？3立方晶系中，若位错线方向为001，试说明该位错属于什 么类型。4请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。5试从扩散系数公 式说明影响扩散的因素。6何为过冷度？它对形核率有什么影响？ 17/41二、作图计算题(每题 10分，共40 分)1在

11、面心立方晶体中，分别画出(101)、110和、，指出哪些是滑 移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？2.已知Al为面心立方晶体，原子半径为rA。若在Al晶体的八面体 间隙中能溶入最大的小原子半径为rB,请计算rB与rA的比值是多少。3. A-B二元合金中具有共晶反应如下：若共晶反应刚结束时，a和&相的相对含量各占50%，试求该合金的成分。4. 已知铜的临界分切应力为IMpa，问要使面上产生101 方向的滑移，应在001方向上施加多大的力？三、综合分析题（每题15分，共30分）1按下列条件绘出A-B二元相 图：（1）A组元（熔点600C ）与8组元（熔点500C ）在液态时无限互

12、溶；（2）固态时，A在B中的最大固溶度为wA=0.30,室温时为wA=0.10； 而 B 在固态下不溶于 A；（3）300C时发生共晶反应在A-B 二元相图中，分析wB=0.6的合金平衡凝固后，在室温下的相 组成物及组织组成物，并计算各相组成物的相对含量。2.请绘出下列 Fe-C 合金极缓慢冷却到室温后的金相组织示意图，并标注各组织。（腐 蚀剂均为 3%硝酸酒精）一、简答题（每题 6 分 共 30 分）1. 工程材料分为哪几类？它们的结合键如何？2. 根据凝固理论，请分析细化铸锭晶粒的途径及原理3. 固溶体非平衡凝固时，形成微观偏析和宏观偏析的原因有何区别？4请为置换固溶体、间隙固溶体、间隙化

13、合物、正常价化合物、电 子化合物和间隙化合物各举一具体例子。5为什么细晶强化可以同时提高合金强度、硬度、塑性和韧性？二、 作图计算题（每题10 分，共40 分）1. 钛的晶胞（密排六方）体积在20C时为0.106nm3,其c/a=1.59, 求：（1） c、a的值；（2）钛原子半径。2已知钼为体心立方结构,请回答：（1）画出其晶胞示意图；（2）在图中画出一个可能的滑移系,并标明滑移面和滑移方向的指 数。3一碳钢在平衡冷却条件下,室温组织为珠光体二次渗碳体,其 中珠光体含量为 90%。请确定该碳钢的含碳量,并画出组织示意图。 4假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答：（1）给出滑移位 错的

14、单位位错柏氏矢量；（2）若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向；若滑移位错为 纯螺位错,其位错线方向又如何？三、综合分析题（每题15分,共30分）1.根据下列已知条件绘出A-B二元共晶相图：i. tAtB（tA、tB为A、B的熔点）；ii.共晶反应为；18/41iii.B在A中的固溶度随温度的下降而减小，室温时为wB = 0.03； A在 B 中的固溶度不随温度化,并请回答：1）分析 wB=0.85 的合金平衡结晶过程；（2）计算该合金室温下的相组成物及组织组成物。（忽略二次相）8 一楔型纯铜铸锭，经间距恒定的轧辊轧制（如图）；（ 1）请画出轧制后 锭子的晶粒示意图。（2）画出将该锭子进行再

15、结晶退火后，晶粒示意图。并分析原因。 一、简答题（每题 5 分，共 30 分）1何为空间点阵？它与晶体结构有何异、同？2请简述晶界有哪些 特征？3何为固溶强化？置换固溶体与间隙固溶体相比,哪个的固溶强化 效果强？请简述影响固溶度的因素。4请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。5什么是反应扩散？请 简述其特点。6简述在什么情况下会发生单滑移、多滑移和交滑移，它们的滑移 线形貌特征是什么。二、作图计算题（每题10 分，共40分）1请计算简单立方和体心 立方晶体的（100）、（110）和（111）晶面的面间距（假设两种点阵的 点阵常数都是 a）。2在面心立方晶体中，分别画出、和、，指出哪些是滑移面、滑移 方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为001，请 问哪些滑移系可以开动？3请判定下列反应能否进行，若能够进行，则在简单立方晶胞内绘 出参加反应位错的柏氏矢量。1）2）4已知三元简单共晶的投影图，见附图，