2008年碩士研究生入學(xué)考試材料科學(xué)基礎(chǔ)真題(西工大)

1、西北工業(yè)大學(xué)2008年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（A卷） 試題編號(hào)：832說 明：所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁 共 3 頁一、簡(jiǎn)答題（每題10分，共60分）1. 固態(tài)下，無相變的金屬，如果不重熔，能否細(xì)化晶粒？如何實(shí)現(xiàn)？2. 固體中有哪些常見的相結(jié)構(gòu)？3. 何謂平衡結(jié)晶？何謂非平衡結(jié)晶？4. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么？對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況，能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律？5. 何為織構(gòu)？包括哪幾類？6. 什么是成分過冷？如何影響固溶體生長(zhǎng)形態(tài)？二、作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）1. 請(qǐng)分別寫出FCC、BCC和HCP晶體的密排面、密排方向，并計(jì)算密排面間距和密排

2、方向上原子間距。2. 請(qǐng)繪出面心立方點(diǎn)陣晶胞，并在晶胞中繪出（110）晶面；再以（110）晶面平行于紙面，繪出（110）晶面原子剖面圖，并在其上標(biāo)出001，晶向。3. 已知H70黃銅在400時(shí)完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，而在390下完成再結(jié)晶需2小時(shí)，請(qǐng)計(jì)算在420下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間？4. 一個(gè)FCC晶體在方向在2MPa正應(yīng)力下屈服，已測(cè)得開動(dòng)的滑移系是，請(qǐng)確定使該滑移系開動(dòng)的分切應(yīng)力。三、綜合分析題（30分）1. 請(qǐng)根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問題：（17分）1) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結(jié)晶過程，并說明室溫下的相組成和組織組成。2) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金在較快冷卻

3、，即不平衡狀態(tài)下，可能發(fā)生的結(jié)晶過程，并說明室溫下組織會(huì)發(fā)生什么變化。3) 假設(shè)將一無限長(zhǎng)純鐵棒置于930滲碳?xì)夥障麻L(zhǎng)期保溫，碳原子僅由棒頂端滲入（如圖所示），試分析并標(biāo)出930 和 緩冷至室溫時(shí)的組織分布情況。（繪制在答題紙上）防護(hù)防護(hù)C原子930室溫2. 圖示Cu-Cd二元相圖全圖及其400600范圍的局部放大：（13分）1） 請(qǐng)根據(jù)相圖寫出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應(yīng)類型及其反應(yīng)式；2） 已知相成分為wcd =46.5，400時(shí)相的成分為wcd =57，請(qǐng)計(jì)算400時(shí)wCd50合金的相組成。2008年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案一、 簡(jiǎn)答題（每

4、題10分，共60分）7. 固態(tài)下，無相變的金屬，如果不重熔，能否細(xì)化晶粒？如何實(shí)現(xiàn)？答：可以。.通過進(jìn)行適當(dāng)冷變形，而后在適當(dāng)溫度再結(jié)晶的方法獲得細(xì)晶（應(yīng)主意避開臨界變形度和避免異常長(zhǎng)大）?；蜻M(jìn)行熱加工，使之發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。8. 固體中有哪些常見的相結(jié)構(gòu)？答：固體中常見的相結(jié)構(gòu)有：固溶體（單質(zhì)）、化合物、陶瓷晶體相、非晶相、分子相。9. 何謂平衡結(jié)晶？何謂非平衡結(jié)晶？答：平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度非常緩慢，液相和固相中擴(kuò)散均很充分的情況下的結(jié)晶。非平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度比較快，擴(kuò)散不充分的情況下的結(jié)晶。10. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么？對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況，能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律？答：擴(kuò)散第

5、一定律的應(yīng)用條件是穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，即與時(shí)間無關(guān)的擴(kuò)散。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況也可以應(yīng)用擴(kuò)散第一定律，但必須對(duì)其進(jìn)行修正。11. 何為織構(gòu)？包括哪幾類？答：織構(gòu)是晶體中晶面、晶向趨于一致現(xiàn)象?？棙?gòu)包括再結(jié)晶織構(gòu)和變形織構(gòu)。其中變形織構(gòu)又包括絲織構(gòu)和板織構(gòu)。12. 什么是成分過冷？如何影響固溶體生長(zhǎng)形態(tài)？答：凝固過程中，隨液固界面的推進(jìn)，液固界面附近液相一側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)原子富集，導(dǎo)致液相的熔點(diǎn)發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的過冷現(xiàn)象稱為成分過冷。無成分過冷時(shí)，固溶體以平面狀生長(zhǎng)，形成等軸晶；有較小過冷度時(shí)，形成胞狀組織；有較大成分過冷時(shí)，形成樹枝晶。二、作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）5. 請(qǐng)分別寫出FCC、BCC和H

6、CP晶體的密排面、密排方向，并計(jì)算密排面間距和密排方向上原子間距。答：晶體結(jié)構(gòu)密排面密排方向密排面間距密排方向原子間距FCC111<110>BCC110<111>HCP0001a6. 請(qǐng)繪出面心立方點(diǎn)陣晶胞，并在晶胞中繪出（110）晶面；再以（110）晶面平行于紙面，繪出（110）晶面原子剖面圖，并在其上標(biāo)出001，晶向。答： 7. 已知H70黃銅在400時(shí)完成再結(jié)晶需要1小時(shí)，而在390下完成再結(jié)晶需2小時(shí)，請(qǐng)計(jì)算在420下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間？答：在兩個(gè)不同的恒定溫度產(chǎn)生相同程度的再結(jié)晶時(shí)， 兩邊取對(duì)數(shù)，并比之得 t3 = 0.26 h 8. 一個(gè)FCC晶體在方向

7、在2MPa正應(yīng)力下屈服，已測(cè)得開動(dòng)的滑移系是，請(qǐng)確定使該滑移系開動(dòng)的分切應(yīng)力。答： 三、綜合分析題（30分）3. 請(qǐng)根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問題：（17分）4) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結(jié)晶過程，并說明室溫下的相組成和組織組成。5) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金在較快冷卻，即不平衡狀態(tài)下可能發(fā)生的結(jié)晶過程，并說明室溫下組織會(huì)發(fā)生什么變化。6) 假設(shè)將一無限長(zhǎng)純鐵棒置于930滲碳?xì)夥障麻L(zhǎng)期保溫，碳原子僅由棒頂端滲入（如圖所示），試分析并標(biāo)出930 和 緩冷至室溫時(shí)的組織分布情況。答：1) L L Fe3CII +Fe3C Fe3CIII相組成：+ Fe3C 組織組成：P+ Fe3CII （忽略Fe3CIII）2) 根據(jù)冷速不同，可能出現(xiàn)共晶反應(yīng)，得到Ld；得到的P層片細(xì)小；Fe3CII的析出將收到抑制，甚至不析出。3) 附圖如下防護(hù)防護(hù)C原子930室溫Fe3CFe3CP+Fe3CFPP+F4. 圖示Cu-Cd二元相圖全圖及其400600范圍的局部放大：（13分）3） 請(qǐng)根據(jù)相圖寫出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應(yīng)類型及其反應(yīng)式；4） 已知相成分為wcd =46.