1、精選優質文檔-傾情為你奉上西安工業大學試卷十九2007年攻讀碩士學位研究生入學考試試題考試科目：材料科學基礎 適用專業：材料加工工程，材料物理與化學，材料學 一、名詞解釋 1金屬鍵2間隙固溶體3非穩態擴散4相律5定向凝固 二、是非判斷并改錯 1在密排六方晶體中，(110)、(101)、(011)和都是屬于同一個晶面族。 2中間相只是包括那些位于相圖中間且可以用一個分子式表示的化合物相。 3低碳鋼滲碳處理時，一般都在950的高溫下進行，這是因為此時碳原子的活動能力強，有利于擴散的快速進行。 4多條刃型位錯線堆積在一起就形成了一條滑移線。 5采用適當的再結晶退火，可以細化金屬鑄件的晶粒大小。 三、

2、完成下列各題 1設在簡單立方晶體中有一個位于滑移面ABCD上的位錯環abcd，其柏氏矢量b、所受切應力如圖19-1所示，回答下列問題： (1) 指出位錯環abcd中各段位錯線的類型。 (2) 畫出位錯環abcd移出晶體后晶體所產生的滑移量及所產生變形的方向。 2有一鋁單晶體的試樣表面為(100)，如該晶體的各個滑移系都可以進行滑移，則在試樣表面可能看到的滑移線形貌(即滑移線的取向和它們之間的夾角)是什么?四、計算題 已知銅原子的原子半徑為0.25nm，畫出銅晶體的一個晶胞，并完成下列工作： 1計算(001)、(110)、(111)各個晶面中每單位面積(1mm2)的原子數分別有多少個，并作以比較

3、。 2在圖上畫出發生滑移的一個晶面以及這個晶面上發生滑移的晶向。 五、完成下列各題 1畫出Fe-Fe3C的平衡相圖，并填寫相區。 2具體說明相圖中有幾個單相區、幾個兩相區和幾個三相平衡反應。 3說明相圖中各水平線的相變過程、相變產物及反應條件。 4說明wC=0.40%的鐵-碳合金從液態平衡冷卻到室溫時的相變過程和最終平衡組織，并計算其中各個相的相對含量。 六、完成下列各題 1有一個鋁單晶體試樣，在拉伸前的滑移方向與拉伸軸的夾角為45°，拉伸后的滑移方向與拉伸軸的夾角為30°，試求鋁單晶體試樣拉伸后所產生的延伸率為多少。 2三元合金相圖中的垂直截面與二元合金相圖有何不同?為什

4、么二元合金相圖可以使用杠桿定律來分析各個相的相對含量，而三元合金相圖中的垂直截面卻不能? 標準答案 一、 1金屬鍵：金屬正離子與自由電子之間的相互作用所構成的金屬原子間的結合力稱為金屬鍵。 2間隙固溶體：若溶質原子比較小，就可以進入溶劑晶格的間隙位置之中而不改變溶劑的晶格類型，這樣形成的固溶體稱為間隙固溶體。 3非穩態擴散：在擴散過程中任何一點的濃度都隨時間不同而變化的擴散稱為非穩態擴散。 4相律：在平衡系統中由于受平衡條件的制約，系統內存在的相數有一定限制。這種限制使系統的自由度數f和組元數目c、相的數目p以及對系統平衡狀態能夠產生影響的外界因素數目n之間存在一定的關系，這種關系就稱之為相律

5、，即f=c-p+n。 5定向凝固：在凝固過程中，鑄件中各個組織全部沿同一方向生長，由此產生由取向相同的柱狀、層片狀及棒狀所構成的單相或多相纖維狀組織，這種凝固技術稱為定向凝固。 二、 1錯。在密排六方晶體中若用三指數表示法，則(110)、(101)、(011)和所表示的分別是其柱面和錐面，它們不屬于同一個晶面族。 2錯。凡是位于相圖中間的各種合金相結構都統稱為中間相，這其中當然包括一個分子式表示的化合物相以及一些固溶體相。 3錯。主要原因是在950的高溫下低碳鋼的組織為奧氏體，碳在奧氏體的溶解度可以達到最大值。 4錯。只有當約1000條位錯線移出晶體表面，才會在晶體表面形成一條滑移線。 5錯。

6、只有經過一定量塑性變形的金屬材料，采用適當的再結晶退火，才可以達到細化晶粒大小的目的。金屬鑄件一般不能經受一定量的塑性變形，所以不能細化其晶粒大小。 三、 1 (1) 位錯線節和位錯線cd的方向矢量都和其柏氏矢量b垂直，故它們屬于刃型位錯；而位錯線bc和位錯線da的方向矢量都和其柏氏矢量b平行，故它們屬于螺型位錯。 (2) 位錯環abcd全部移出晶體后，晶體會產生寬度為一個柏氏矢量的滑移量，所產生變形的方向與切應力的方向一致，如圖19-2所示。 2鋁是面心立方晶體，它的滑移系是111110，共有12個具體的滑移系。現在，鋁單晶體試樣表面為(100)。當發生塑性變形時，晶體表面所產生的滑移線應該

7、是既位于各個111面上，又位于(100)面上，即位于(111)、四個滑移面與(100)面的交線上，應該是和011，而這兩個方向又互相垂直，同向的滑移線又互相平行。因此，可以看到的這些滑移線在(100)面呈現互相平行或者互相垂直的組態。 四、 銅是面心立方晶體，其單位晶胞如圖19-3所示。 1現已知銅原子的原子半徑為0.25nm，根據面心立方晶體中原子半徑與晶格常數之間的關系，可以求得銅晶體的晶格常數a為 面心立方晶體中(001)面的原子密度 面心立方晶體中(110)面的原子密度 面心立方晶體中(111)面的原子密度 可見，這三個晶面中(111)面的原子密度為最高，(001)面次之，(110)面

8、的原子密度為最低。 2面心立方晶體發生滑移的一個晶面(111)以及這個晶面上發生滑移的三個晶向如圖19-3中所注。 五、 1所畫出Fe-Fe3C的平衡相圖，如圖19-4所示。各個相區的填寫，如圖19-4中所注。 2Fe-Fe3C的平衡相圖中有5個單相區，即液相區、高溫鐵素體區、鐵素體區F、奧氏體區A和滲碳體區。 Fe-Fe3C的平衡相圖中有7個兩相區，即(L+)、(L+A)、(A+)、(A+F)、(L+Fe3C)、(F+Fe3C)、(A+Fe3C)。 Fe-Fe3C的平衡相圖中有3個三相平衡反應。 3包晶轉變L+A，反應產物是奧氏體。發生在1495，三相的成分wC分別為0.53%、0.09%和

9、0.17% 共晶轉變LA+Fe3C，反應產物是萊氏體。發生在1148，三相的成分wC分別為4.30%、2.11%和6.69% 共析轉變AF+Fe3C，反應產物是珠光體。發生在727，三相的成分wC分別為0.77%、0.0218%和6.69% 4在1495以上，液相中析出高溫鐵素體。 在1495時，發生包晶轉變L+A，反應產物是奧氏體。 在1495800之間，奧氏體冷卻。 在800727之間，奧氏體中析出鐵素體F。 在727時，發生共析轉變AF+Fe3C，反應產物是珠光體。 在727以下，從鐵素體F中析出三次滲碳體。 室溫時，wC=0.40%的鐵一碳合金的最終平衡組織是先共析鐵素體+珠光體+三次

10、滲碳體，平衡相為鐵素體+滲碳體，其相對含量分別為 六、 1鋁單晶體試樣拉伸前、后的示意圖如圖19-5所示。圖中AC和A'C'分別表示試樣拉伸前、后晶體中兩個相鄰滑移面之間的距離，即滑移面的面間距。 顯然，試樣拉伸前、后晶體中兩個相鄰滑移面之問的面間距是不會改變的，即AC和A'C'相等。于是，鋁單晶體試樣拉伸后所產生的延伸率應為： 2三元合金相圖中垂直截面的兩端并不是純組元，而是一端純組元、另一端二元合金，甚至兩端都是二元合金。另外，在二元合金相圖中純組元的相變點只有一個，而在三元合金相圖的垂直截面中，其兩端往往是開口的，即有兩個相變點。因此，它與二元合金相圖不同，是一個偽二元合金相圖。杠桿定律