天津大學(xué)材料科學(xué)與工程考研真題及答案張招已完成袁圓修訂版模板

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。天津大學(xué)材料科學(xué)與基礎(chǔ)考研真題之答案一、填空題【答案】晶體缺陷;點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷【解析】在理想完整晶體中,原子按一定的次序嚴(yán)格地處在空間有規(guī)則的、周期性的格點(diǎn)上,在實(shí)際的晶體中,原子的排列不可能那樣完整和規(guī)則,即存在晶體缺陷。缺陷的分類為:點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。【答案】α-Fe、bcc;γ-Fe、fcc【解析】鐵素體屬于體心立方結(jié)構(gòu);奧氏體屬于面心立方結(jié)構(gòu);二者為同素異形體?！敬鸢浮縇+δ→γ【解析】包晶反應(yīng)是指一種固體和一種液體反應(yīng)生成另一種固體的反應(yīng)?！敬鸢浮縇d、P【解析】根據(jù)鐵碳相圖分析,鐵碳合金的平衡組織為珠光體和萊氏體?！敬鸢浮坑捎谌苜|(zhì)原子的溶入,溶劑的晶格發(fā)生了畸變,使得晶體滑移阻力增大,從而體現(xiàn)出強(qiáng)度、硬度升高的固溶強(qiáng)化效果。【解析】固溶強(qiáng)化的原因是:溶質(zhì)元素含量的增多,會(huì)使金屬的強(qiáng)度和硬度升高?！敬鸢浮炕?、孿生【解析】金屬塑性變形的方式有滑移和孿生,其中在低溫和常溫下主要是以滑移的方式進(jìn)行的。【答案】擴(kuò)散型相變、非擴(kuò)散型相變【解析】固態(tài)相變按照平衡狀態(tài)分為:平衡相變和非平衡相變;按熱力學(xué)分為:一級(jí)相變和二級(jí)相變;按原子的遷移狀態(tài)分為擴(kuò)散型相變和非擴(kuò)散型相變;成核長(zhǎng)大等屬于原子的遷移狀態(tài)?！敬鸢浮夸摷訜岬?930±10)℃,保溫3-8小時(shí),冷卻后測(cè)得的晶粒度,用于表征鋼加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向?！窘馕觥勘举|(zhì)晶粒度表示鋼在一定條件下奧氏體晶粒長(zhǎng)大的傾向性。一般采用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)的方法,即將鋼加熱到(930+-10)℃,保溫3-8小時(shí)后,測(cè)定其奧氏體晶粒大小?！敬鸢浮课诲e(cuò)【解析】一般認(rèn)為板條馬氏體為位錯(cuò)馬氏體,馬氏體內(nèi)部有很多位錯(cuò)。10．【答案】孿晶【解析】片狀馬氏體為攣晶馬氏體,馬氏體內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)為攣晶。11．【答案】固溶體,化合物,游離態(tài)【解析】合金元素一般以固溶體、化合物和游離態(tài)存在。二、名詞解釋答:(1)不完全退火:不完全退火又叫不完全結(jié)晶退火。是將鋼加熱到Ac1與Ac3或Ac1與Acm之間某一溫度,保溫后緩慢冷卻下來,使鋼組織發(fā)生不完全重結(jié)晶的一個(gè)過程。答:(2)變質(zhì)處理:變質(zhì)處理就是向金屬液體中加入一些細(xì)小的形核劑(又稱為孕育劑或變質(zhì)劑),使它在金屬液中形成大量分散的人工制造的非自發(fā)晶核,從而獲得細(xì)小的鑄造晶粒,達(dá)到提高材料性能的目的。答:(3)偽共晶:在不平衡的結(jié)晶條件下,成分在共晶點(diǎn)附近的合金全部轉(zhuǎn)變成共晶組織,這種非共晶成分的共晶組織稱為偽共晶。答:(4)位錯(cuò)泊氏柏氏矢量:描述位錯(cuò)性質(zhì)的重要物理量,表示位錯(cuò)區(qū)原子的畸變特征,包括畸變的位置和畸變的程度。具有唯一性和守恒性。答:(5)應(yīng)變時(shí)效:應(yīng)變力作用下,材料的組織性能隨時(shí)間發(fā)生變化。當(dāng)退火狀態(tài)的低碳鋼試樣拉伸到超過屈服點(diǎn)發(fā)生少量塑性變形后卸載,然后立即重新加載拉伸,則可見其拉伸曲線不再出現(xiàn)屈服點(diǎn),此時(shí)試樣不會(huì)發(fā)生屈服現(xiàn)象。如果將預(yù)變性試樣在常溫下放置幾天或經(jīng)200℃左右短時(shí)加熱后再行拉伸,則屈服現(xiàn)象又復(fù)出現(xiàn),且屈服應(yīng)力進(jìn)一步提高。此現(xiàn)象一般稱為應(yīng)變時(shí)效。答:(6)回復(fù):冷變形金屬在低溫加熱時(shí),其顯微組織可見幾乎沒有變化,但其物理、力學(xué)性能卻部分恢復(fù)回復(fù)到冷變形以前的過程。三、簡(jiǎn)答題1．答:淬硬性:表示試樣在規(guī)定的工藝條件下淬火,可獲得的最高硬度值。淬透性:表示試樣在規(guī)定的工藝條件下淬火,所能獲得的最大硬度層的深度。區(qū) 別:淬硬性是以試樣淬火后可能獲得的硬度大小來反應(yīng)和對(duì)比;而淬透性卻是以淬硬層的深度來反映和對(duì)比,而與材料能夠獲得的最大硬度沒有關(guān)系。因此,從概念上淬透性和淬硬性的衡量指標(biāo)是不同的,而且它們之間沒有相關(guān)性。2．答:(1)第一類內(nèi)應(yīng)力,又稱宏觀殘余應(yīng)力,它是由工件不同部分的宏觀變形不均勻性引起的,其應(yīng)力平衡范圍包括整個(gè)工件。;(2)第二類內(nèi)應(yīng)力,又稱微觀殘余應(yīng)力,它是由晶?；騺喚ЯＶg的變形不均勻性產(chǎn)生的。;(3)第三類內(nèi)應(yīng)力,又稱點(diǎn)陣畸變。其作用范圍是幾十至幾百納米,它是由于工件在塑性變形中形成的大量點(diǎn)陣缺陷(如空位、間隙原子、位錯(cuò)等)引起的。變形金屬中儲(chǔ)存能的絕大部分(80%~90%)用于形成點(diǎn)陣畸變。這部分能量提高了變形晶體的能量,使之處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài),故它有一種使變形金屬重新恢復(fù)到自由焓最低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)的自發(fā)趨勢(shì),并導(dǎo)致塑性變形金屬在加熱時(shí)的回復(fù)及再結(jié)晶過程。3．答:根據(jù)回火溫度的不同,回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。1)．低溫回火:回火溫度為150~250°C。低溫回火能夠部分消除淬火造成的內(nèi)應(yīng)力,降低鋼的脆性,提高韌性,同時(shí)保持較高的硬度。故廣泛應(yīng)用于要求硬度高、耐磨性好的零件,如量具、刃具、冷變形模具及表面淬火件等。;2)．中溫回火:回火溫度為300~450°C。中溫回火能夠消除大部分內(nèi)應(yīng)力,硬度有顯著的下降,但仍有一定的韌性和彈性。中溫回火主要應(yīng)用于各類彈簧、高強(qiáng)度的軸、軸套及熱鍛模具等工件。;3)．高溫回火:回火溫度為500~650°C。高溫回火能夠消除內(nèi)應(yīng)力,使工件既具有良好的塑性和韌性,又具有較高的強(qiáng)度。淬火后再經(jīng)高溫回火的工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。對(duì)于大部分要求較高綜合力學(xué)性能的重要零件,都要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理,如軸、齒輪等。4．答:組織形態(tài):1)平面結(jié)晶:G很大,不與實(shí)際結(jié)晶溫度線相交;2)胞狀結(jié)晶:G與T有少量的相交,成分過冷小;3):胞狀樹枝晶:成分過冷稍大,界面凸起部分能夠深入液體內(nèi)較長(zhǎng)距離。凸起部分也向周圍排溶質(zhì),橫向產(chǎn)生了成分過冷,從主干橫向伸出短小的二次橫枝;4)樹枝狀結(jié)晶:成分過冷進(jìn)一步增大,G與T相交的面積很大時(shí),晶體內(nèi)出產(chǎn)生一個(gè)很長(zhǎng)的主干之外,還向四周伸出二次橫枝,形成明顯的樹枝狀晶;5)等軸結(jié)晶:G很小,液相形成很寬成分過冷區(qū),結(jié)晶前沿形成樹枝狀晶,也能在液相內(nèi)部形核,產(chǎn)生新的晶粒。這些晶粒四周可自由成長(zhǎng),形成等軸晶。5．答:加熱速度快,冷卻速率快,峰值溫度高。四、論述題LL→γLL→γγ→αγ→α+Fe3Cα→Fe3CFe3C→α相為:α+Fe3C組織為:F+P答:2．正火:細(xì)珠光體+網(wǎng)狀滲碳體;淬火:馬氏體+殘余奧氏體+滲碳體;淬火+低溫回火:回火馬氏體+滲碳體;完全退火:滲碳體+珠光體;過共析鋼在完全退火后的冷卻過程中,二次滲碳體將沿奧氏體晶界析出,呈網(wǎng)狀分布,致使鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性大大下降,這對(duì)機(jī)械加工和淬火都會(huì)帶來不利的影響。答:3．魏氏組織:亞(過)共析鋼在鍛造、軋制、熱處理時(shí),如果加熱溫度過高,形成了粗晶A,同時(shí)冷卻速度又較快,這時(shí)除了使F(Fe3C)沿晶界呈網(wǎng)狀析出外,還有一部分按切變機(jī)制從晶界并排向晶粒內(nèi)部生長(zhǎng),或在晶粒內(nèi)