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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，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，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，分别画出门苗、仃6门可和、（ill）、珂1 ，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
2、图上做出矢量图。(1)3. 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?4. 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1mol空位所需的能量为104675 J,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、综合分析题：（共50分，每小题25分）1请对
3、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0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。2005年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案一、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。答：热力学条件AG r*能量条件：A AG max成分条件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
4、，请问两者之间有何差别？答：同素异晶转变是相变过程，该过程的某一热力学量的倒数出现不连续；再结晶转变只是 晶粒的重新形成，不是相变过程。3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？答：位错的交割属于位错与位错之间的交互作用，其结果是在对方位错线上产生一个大小和 方向等于其柏氏矢量的弯折，此弯折即被称为扭折或割阶。扭折是指交割后产生的弯折在原 滑移面上，对位错的运动不产生影响，容易消失；割阶是不在原滑移面上的弯折，对位错的 滑移有影响。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？答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接 换位与环形换位机制
5、需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。影响扩散的主要因素有：温度（温度约高，扩散速度约快）晶体结构与类型（包括致密度、 固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）5. 请简述回复的机制及其驱动力。答：低温机制：空位的消失中温机制：对应位错的滑移（重排、消失）高温机制：对应多边化（位错的滑移+攀移）驱动力：冷变形过程中的存储能（主要是点阵畸变能）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
6、问哪些滑移系可以开动？(io i nori不能构战甜爲系TT 顶T10能构战册醇系不能开就J11叹巩1能构点捋移乘能开动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)几何条件:-1 11 + -111 = -002 = 40012 2，满足几何条件能量条件:W7满足能量条件，反应可以进行。刘咗呵+猝口几何条件:-121 + -211 = -330 = -110，满足几何条件能量条件:aI2丿7JF +2? +(-1)2 丿-722+12+12满足能量条件，反应可以进行。3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为，请回答:1) 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；2）若
7、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？痒011答：（1 ）单位位错的柏氏矢量/为21_1；纯螺位错的位错（2 ）纯刃位错的位错线方向与b垂直，且位于滑移面上,线与b平行，为011。4. 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1mol空位所需的能量为104675 J）。104675 亠 104671121:8 3T D）；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。、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
8、理。答：加工硬化：是随变形使位错增殖而导致的硬化；细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的 强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。 弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机 制和绕过机制。复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决 于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化 作用。固溶强化：由于溶质原子对位错运动产生阻碍。包括弹性交互作用（柯氏气团）、电交互作 用（玲木气团）和化学交互作用。2.
9、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）如果希望得到室温组织为共晶组织和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、II两合金获得的组织有何不同。0.20-0.050.90-0.05x 100%. = 17.65%，相组成与组织组成比例相同II :卩初+ （ a +卩）共+卩II （忽略）0.90-0.800.90-0.50!100 = 25%0.80-0.500.90-0.505100% = 75%胚：-0 90 _ 0 80 x 100-11.76%叭5= =0.90-0.05（3 ）设所求合金成分为xx-0.500.90-0.50X100% =x = 0.05x(0.90 - 0.50).-+ 0.50 = 52%（4 ） I合金在快冷条件下可能得到少量的共晶组织，且呈现离异共晶的形态，合金中的 卩II量会减少，甚至不出现；II合金在快冷条件下卩初呈树枝状，且数量减少。共晶体组织变细小，相对量增加。
