2014四川大学研究生入学考试材料科学基础真题与答案

1 体心立方、面心立方、密排立方

2 共格半共格非共格共格

3 新旧两相自由能之差界面能应变能

4 直线重心

5 α-Fe 切变共格无扩散性

6 γ-Fe

7 空位

8 纯剪切断裂微孔聚集型断裂解理断裂

二、辨析题

1、调幅分解与脱溶分解

解：调幅分解通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成分不同的两种固溶体。脱溶分解是从过饱和固溶体中析出第二相的过程。

它们的主要区别如下：

（１）调幅分解属于连续型相变。它是一种无热力学能垒、无形核的固态相变。脱溶分解是形核－长大型相变，有热力学能垒，有形核过程。

（２）调幅分解初期，母相内的成分起伏是逐步建立起来的，两相的成分随时间增加而连续变化并曾正弦波分布规律，最后达到平衡相成分。脱溶分解的晶核一旦在母相中形成，其成分就是平衡相的成分，以后变化不大。

（３）调幅分解在母相中均匀的发生；脱溶分解晶核一般在晶体缺陷处形成。

（４）调幅分解中的增幅过程是通过上坡扩散。沉淀相晶核的形成是通过下坡扩散。（５）调幅分解中的两个偏聚区曾不明晰共格界面。沉淀相与母相曾明细界面。

（６）调幅分解组织结构规则，脱溶分解组织的均匀性较差。

相同点：都是通过溶质的扩散而进行。

2 上坡扩散和下坡扩散

原子由高浓度向低浓度迁移，称为下坡扩散，由低浓度向高浓度方向迁移，这种扩散称为上坡扩散。

3 TTT曲线和CCT曲线

TTT是过冷奥氏体等温转变曲线，是过冷奥氏体在等温条件下转变时其转变温度、转变时间、转变产物与转变量之间的关系。TTT是过冷奥氏体连续冷却转变曲线，是过冷奥氏体在不同连续冷却条件下转变时其冷却速度、转变温度、转变时间、转变产物与转变量之间的关系。

相同点是二者均是过冷奥氏体的转变图解。连续冷却时，过冷奥氏体是在一个温度范围内完成组织转变的，其组织的转变很不均匀，先转变的组织较粗，而后转变的组织较细，往往得到几种组织的混合物。二，共析钢和过共析钢连续冷却时，只有珠光体的转变而无贝氏体

淬透性与淬硬性

淬透性是钢获得马氏体的能力，衡量不同钢种淬火能力。淬硬性是钢淬火能达到的最高硬度。主要取决于马氏体中的含碳量，碳含量越高，则钢的淬硬性越高。

三、简答题

1. 细化晶粒对材料性能改善及原因

晶粒越细小，晶界在多晶体中占得体积百分比越大，对错位运动产生的阻碍也越大，从而对材料起到强化左右；同时，当总的塑性变形量一定时，细化晶粒后可以使位错在更多的晶粒中产生运动，使塑形变形更均匀，因而不易产生应力集中，从而提高塑性韧性。

2.共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件

(1) 伪共晶-非共晶合金得到的完全共晶组织; 条件: 冷却速度快, 合金成分位于共晶点附件.

(2) 不平衡共晶-共晶线以外的合金得到的共晶组织; 条件: 冷却速度快, 合金成分位于共晶线以外端点附近..

(3) 离异共晶-两相分离的共晶组织; 条件: 不平衡条件下, 合金成分位于共晶线以外端点附近;平衡条件下, 合金成分位于共晶线以内端点附近.

3.铸锭的一般组织可以分为哪几个区域？简述影响铸锭结晶组织的因素？

三晶区：激冷区、柱状晶区、中心等轴晶区

影响铸锭结晶组织的因素：

1、液态过热度越小越好

2、凝固温度范围越大越好，有利于晶枝破碎

3、合金熔点低，温度梯度越小越有利于等轴晶

4、搅拌和加孕育剂

4.简述凝固过程中的形核和长大和再结晶过程中形核和长大有何不同

凝固时形核的驱动力，是新、旧相化学位差，再结晶驱动力只是形变储存能。凝固常是均匀形核；再结晶形核在现有的形变不均匀区，如晶界附近、切变带、形变带、第二相粒子周围。凝固长大时与母相不会有取向关系，再结晶长大时可有特定的取向关系。

四综合题

1 HT200 C:3.0～3.5 S:≤0.1

2 P：<0.15 Mn：0.7～1.0 Si：1.4～2.0 珠光体基体+中等片状石墨

强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好。抗拉强度大于200Mpa，用于气缸齿轮等。

2.分析影响扩散的因素

温度：温度增加，扩散系数增大

固溶体类型：间隙扩散比置换扩散速度快

晶体结构：非密堆点阵中扩散比密堆点阵中快，对称性差的单晶中扩散系数各项异性

浓度：

合金元素：各不相同

短路扩散：原子在表面晶界位错处的扩散速度比原子在晶体内快。

3. L——γ

γ——二次渗碳体

共析转变

二次渗碳体%=1-0.77/6.69-0.77=3.89%

P%=6.69-1/6.69-0.77