2005年北京科技大學材料考研題

《2005年北京科技大學材料考研題》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。

1、2005年北京科技大學攻讀碩士學位研究生入學考試試題包含答案哦考試科目：金屬學[]適用專業(yè)：材料學、材料科學與工程、材料加工工程說明：統(tǒng)考生做一至九題；單考生做一至六和十至十二題一、晶體結(jié)構(gòu)(20分)1．什么是晶面族｛111｝晶面族包含哪些晶面?2．面心立方結(jié)構(gòu)金屬的［100]和正［111]晶向間的夾角是多少?｛100｝面間距是多少?3．面心立方結(jié)構(gòu)和密排六方結(jié)構(gòu)金屬中的原子堆垛方式和致密度是否有差異?請加以說明。二、合金相(15分)1．解釋間隙固溶體和間隙相的含義，并加以比較。2．為什么固溶體的強度常比純金屬高?三、晶體缺陷(15分)1．晶體內(nèi)若有較多的線缺陷(位錯)或面缺

2、陷(晶界、孿晶界等)，其強度會明顯升高，這些現(xiàn)象稱為什么?強度提高的原因是什么?2．上述的兩類缺陷是怎樣進入晶體的?舉例說明如何提高這些缺陷的數(shù)目?四、相圖熱力學(10分)利用圖10-1的自由能-成分曲線說明，公切線將成分范圍分成三個區(qū)域，各區(qū)域內(nèi)哪些相穩(wěn)定?為什么?五、凝固(20分)1．相同過冷度下比較均勻形核與非均勻形核的臨界半徑、臨界形核功、臨界晶核體積，哪個大?2．合金凝固時的液／固界面前沿通常比純金屬液／固界面前沿更容易出現(xiàn)過冷?為什么?3．典型的金屬(如鐵)和典型的非金屬(如硅，石墨)在液相中單獨生長時的形貌差異是什么?六、擴散(20分)1．菲克第二定律的解之一是

3、誤差函數(shù)解，C=A+Berf(x/2(Dt)1/2)，它可用于純鐵的滲碳過程。若溫度固定，不同時間碳的濃度分布則如圖10-2。已知滲碳1小時后達到某一特定濃度的滲碳層厚度為0．5mm，問再繼續(xù)滲碳8小時后，相同濃度的滲層厚度是多少?2．圖10-3為測出的釷在不同溫度及以不同方式擴散時擴散系數(shù)與溫度的關(guān)系，從該實驗數(shù)據(jù)圖中能得出哪些信息?七、形變(20分)1．常溫下金屬塑性變形有哪些主要機制?它們間的主要差異是什么?2．面心立方金屬銅在三種不同條件下的真應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖10-4。說明它們可能是在怎樣的溫度和應(yīng)變速率下形成的?為何有這樣的形狀?3．什么是上、下屈服點效應(yīng)(在純鐵

4、或低碳鋼中)?原因是什么?八、再結(jié)晶(20分)1．給出金屬發(fā)生再結(jié)晶的基本條件(驅(qū)動力)。2．指出再結(jié)晶、結(jié)晶、固態(tài)相變之間的主要區(qū)別。3.圖10-5示意畫出一種常見的再結(jié)晶形核機制，請解釋該地點優(yōu)先形核的原因和形核過程。4．再結(jié)晶動力學公式為X=1-e(-ktn)，各參數(shù)表示的含義是什么?以X—t的關(guān)系作圖，曲線的形狀大致是怎樣的?如何處理可得一條直線?處理成直線有何用途?九、固態(tài)相變(10分)圖10-6為兩組鋁銅合金的時效強化曲線；討論成分變化及時效溫度對力學性能(這里是硬度值)的影響，分析可能的原因。十、固態(tài)相變(15分)1．簡述時效(強化)處理的工藝路線及原理。2．同

5、素異晶轉(zhuǎn)變、馬氏體相變、脫溶轉(zhuǎn)變有何主要區(qū)別?十一、形變(15分)簡述單向壓縮條件下，形變量、形變溫度對金屬組織及性能的影響(包括晶粒形狀和位錯亞結(jié)構(gòu)的變化)?可用示意圖表示。十二、鐵碳相圖(20分)1．圖10-7a為鐵碳相圖，圖10-7b、c、d分別為3個不同成分(設(shè)為0．45％C、3．4％C、4．7％C)的鐵碳合金緩冷凝固組織(包括隨后的固態(tài)相變、硝酸酒精浸蝕)。說明它們各是哪個成分的合金，為什么?2．分析圖10-7d組織的凝固過程，并計算該合金中白色長條狀組織的重量相對量(Fe3C含6．69％C)。參考答案1．晶體中原子或分子排列相同的晶面的組合稱為晶面族。因?qū)ΨQ關(guān)系，

6、這些面往往不止一種。立方系{111}晶面族包括(111)、(111)、(111)、(111）四個。2．晶面間夾角cosφ=1／√3；φ=54．7°。面間距d=a/2(a為點陣常數(shù))。3．FCC按ABCABC方式堆垛，而HCP按ABABAB堆垛；致密度無差異，都是0．74。二、1．前者為固溶體，保持溶劑的晶體結(jié)構(gòu)，且溶解度很低；后者是中間相(尺寸因素化合物)，且A、B原子數(shù)成比例。性能上有很大差異，前者韌、塑性好；后者硬，塑性差。共性是兩者中的合金組元都在間隙位置，本身尺寸很小。2．因合金中兩類原子尺寸不同，引起點陣畸變，阻礙位錯運動，造成固溶強化。三、1．稱形變強化和晶界強化

7、(或細晶強化)。原因是兩類缺陷的增多都明顯阻礙位錯的運動，從而提高強度。2．位錯的增多主要靠形變，通過萌生與增殖在晶粒內(nèi)不斷產(chǎn)生位錯；晶粒細化可通過凝固時加非均勻形核劑或高的冷卻速度獲得，也可通過大形變，或再結(jié)晶，或相變的方法。四、左側(cè)A～NαB范圍是α相穩(wěn)定，因它的自由能最低；右側(cè)NβB～B范圍是β相穩(wěn)定，也因其自由能最低；兩公切點之間范圍是α+β兩相共存穩(wěn)定，因任意一個單相存在時的自由能都不如它分解為成分為公切點處的α+β時兩相自由能的加權(quán)值（在公切線直線上）低。五1．臨界半徑相同；臨界形核功是均勻