2009年硕士研究生入学考试材料科学基础试题...
西南交通大学硕士材料科学基础真题2009年
试卷六2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、概念题1．珠光体相变2．中间相3．固溶强化4．配位数5．扩展位错6．共晶转变7．上坡扩散8．铝合金的时效9．再结晶10．一级相变二、给出下列各公式，说明公式中各物理量的含义及单位：1．Hall-Petch(霍尔-佩奇)公式2．晶界偏聚公式3．菲克第二定律(一维)三、简述题1．画出下列各种组织：(1) 共析钢的平衡组织 (2) 灰口铸铁(只抛光，未腐蚀)(3) T12钢的平衡组织 (4) 45钢的平衡组织(5) T12钢的淬火组织 (6) 45钢调质处理的组织2．根据位错运动和晶体滑移的相互关系，分析纯螺型位错和纯刃型位错的柏氏矢量与位错线方向、位错线运动方向、晶体滑移方向的关系。
3．画出立方晶系的[100]、[101]晶向和(111)、晶面及六方晶系的晶向、(0001)晶面。
4．推导从液相中均匀形核形成奥氏体的临界形核功的表达式。
(假定奥氏体晶核为球体，球的表面积=4πr2，球的体积=，r为球的半径) 5．简述形变金属在加热时的回复和再结晶过程及其组织与性能的变化。
6．判断下列位错反应能否进行，并说明理由：(1)(2)7．简述马氏体相变的基本特征。
四、综合分析题1．举例说明材料的基本强化形式有哪几种，并详细说明其中一种的强化机制。
2．根据Fe-Fe3C相图，回答下列问题：(1) 画出50钢从高温液态到室温的平衡冷却曲线(不考虑铁素体的溶解度变化)。
(2) 示意画出组织转变过程图。
(3) 说明50钢在室温下的平衡组织，并给出每一种组织的含碳量。
(4) 计算50钢室温下各组织的相对重量。
3．根据共析碳钢的过冷奥氏体转变C曲线(TTT曲线)(如图6-1所示)，请写出经过图中所示6种不同工艺处理后材料的组织名称。
标准答案一、1．珠光体相变：Fe-C合金奥氏体在冷却过程中，在共析转变温度以下同时转变为铁素体和渗碳体的共析组织的相变。
2009北理工材料科学基础试题
北京理工大学二〇〇九年招收硕士研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础（注：答案全部写在答题纸上，答在试卷上无效）1、 名词解释（共30分，每小题2分）1.材料性能的各向异性2.柱状晶3.晶体材料的组织4.多晶型转变5.高分子材料的多分散性6.螺形位错7.负攀移 8.选分结晶 9.临界晶核尺寸（临界半径）10.区域熔炼 11.人工时效 12.多滑移13.霍尔-佩奇关系（Hall-petch） 14.Griffith公式 15.蠕变二、简答题（共90分）1．从微观角度讨论金属和聚合物材料弹性模量差别的原因。
（6分）2．在面心立方晶胞中画出(012)和()晶面。
（8分）3．bcc和hcp中的配位数分别为多少？（6分）4．为什么一般情况下缩聚物都能结晶？（4分）5．实验技术上列出两种观测位错的方法。
（4分）6．晶体中位错密度如何影响材料的强度？如何通过位错提高金属强度？（8分）7．试从结构和能量的观点解释为什么扩散系数D晶界>D晶内？并比较相同材料的纳米晶扩散系数与多晶时的扩散系数大小。
（8分）8．简述二元相图中，不平衡结晶可形成那些组织结构？画图表明如何形成？（9分）9．描述碳含量Wc=5.5%的铁碳合金缓慢冷却时的结晶过程，并计算室温时各组织的组成质量分数。
（9分）10．晶体材料从固态向气态蒸发分哪几步？（8分）11．有两块钢，一块是只含有w C0.48%钢，另一块是含w C0.44%和w Si3.8%的钢，当把两块钢焊接在一起，过一段时间后发现，只含有C的钢的C含量反而升高了，这是什么现象？从热力学角度分析原因。
（6分）12．马氏体相变的精确定义是什么？（4分）13．多晶体变形的特点是什么？（4分）14．如何解释二次再结晶中多数晶粒不长大，少数长大的现象？形成原因？（6分）三、论述题（共30分，每小题15分）1．从结构特点比较离子晶体、共价晶体和金属晶体的特点。
2．试以Gibbs相律为例说明相律的意义及应用条件（即限制条件）。
材料科学基础考研试题
材料科学基础考研试题真题2011年上海交通大学827材料科学基础试题真题选择题有30道题，每题3分。
都是基础题，需要对教材比较熟。
Nacl和金刚石的晶体结构为a面心 b体心 c正交spinodel分解时，浓度较高区域的化学势a较高 b较低 c不确定面心立方结构晶体(100)面上原子的配位数是a12 b8 c4晶体结构中旋转对称轴不包含几次对阵轴a4 b5 c6晶带定律适用的晶系类型是a正交 b立方 c六方金属单质的表面能和晶界能相比a大 b小 c不确定由二氧化钛制备三氧化二钛易出现a间隙钛离子 b钛离子空位 c氧离子空位玻璃生产工序中的退火的目的是a增加透光度 b消除内应力 c改变折射率双交滑移和F-R源，更有效的增殖机制为a前者 b后者 c不确定热力学平衡状态下的金属单晶中a 空位比间隙原子多b c下列具有更高自由能的是a晶体 b准晶 c非晶合金中的第二相粒子对晶粒长大的影响是a和二相粒子半径成正比，和体积数成反比 b c此外，选择题还涉及冷变形金属回复阶段的主要变化，不能攀移的位错类型，非等量扩散中空位的移动方向，屈服现象的两种理论，离异共晶的问题，包晶时组元的扩散路径，多晶体变形需要的独立的滑移系个数，皮革态介于哪两个力学状态之间，非晶的形成难易与玻璃化温度和平衡凝固温度之比的关系，薄膜生长类型的区分，三元共晶相图垂直截面图的用途等。
大题共6题，前三题分别为8分、14分、8分，后三题各10分。
第一题（1）画出立方晶胞中的（1，1，-1）晶面和[ 2，2，3]晶向；（2）画出六方晶胞中的（1，1，-2, 3）晶面和[-1，-1，2,3]晶向。
第二题（1）面心立方晶体（111）面上单位位错a/2[-1，1，0]分解为2个不全位错，下列哪一个正确，并说明理由1）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，-1] +a/6[-2，1，1]2）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，1] +a/6[-2，1，-1]（2）从能量角度说明其可行。
10.11.12材料科学基础真题
西北工业大学2009年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（B 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 3 页1.<![endif]> 简答题（每题10分，共60分）1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l 与柏氏矢量b 、外加切应力τ与柏氏矢量b 、外加切应力τ与位错线l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。
（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。
6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
二、作图计算题（每题10分，共40分） 1. 请比较FCC 晶体中和两位错的畸变能哪个较大。
2. 面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。
3. 在Al 单晶中，（111）面上有一位错，面上另一位错。
若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
1) 综合分析题（每题25分，共50分）1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析混合位错螺位错刃位错位错线运动方向τ与 lτ 与 bb 与 l类型其原因。
2. 附图为Ti-Al 二元合金相图：1） 请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
2） 请绘出w ＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
西安工业大学硕士材料科学基础真题2009年
西安工业大学硕士材料科学基础真题2009 年（总分：150.00 ，做题时间：90 分钟）一、{{B}} 名词解释{{/B}}（总题数：5，分数：10.00）1. 晶带轴定律（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：所有平行于同一方向的晶面（hkl）构成一个晶带，该方向[uvw] 就称为晶带轴，则有hu+kv+lw=0 ，这就是晶带轴定律。
2. 非均匀形核（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：如果金属熔体中存在着高熔点的固相夹杂物，晶胚有可能依附这些固相夹杂物的现成界面形核，这种现象就称为非均匀形核。
3. 柯氏气团（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：间隙原子与位错线进行弹性交互作用时，间隙原子将在位错线附近聚集，形成小原子集团，称为柯氏气团。
4. 多系滑移（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：金属晶体在一定方向受力时，可以使多个等同滑移系同时开动，这称为多系滑移5. 动态再结晶（分数：2.00 ）正确答案：（）解析：金属材料在一定温度下变形加工时，同时也发生再结晶，这种与形变同时发生的再结晶就称为动态再结晶。
二、{{B}} 是非判断题{{/B}}（总题数：5，分数：20.00）6. 置换固溶体和间隙固溶体都有可能形成无限固溶体。
（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√ 解析：只有置换固溶体才有可能形成无限固溶体，而间隙固溶体只能形成固溶度很小的有限固溶体。
7. 密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，也是布拉菲点阵中的一种。
（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√解析：密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，但不是布拉菲点阵中的一种，它属于布拉菲点阵中的简单六方结构。
8. 位错线的滑移和攀移都可以使金属晶体在滑移面产生塑性变形。
（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√ 解析：位于滑移面上的位错线在切应力的作用下可以滑移，从而使金属晶体在滑移面产生塑性变形；刃型位错在一定条件下可以沿垂直于滑移面的方向运动，刃型位错的这种运动就称为攀移。
2009年武汉理工大学833材料科学基础考研试题
课程代码
Bs3
课程名称 材料科学基础
(共 3页 ,共 七题 ,答 题时不必抄题 ,标 明题 目序号
即可
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相平衡题 目直接做在试卷上 ,不 必另外画 图
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一、 填 空题 (30分
)
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三 均态核化 的形核功大小是否ˉ致 ?一 般情况下两者哪个大 ? =甾
《材料科学基础》研究生试题A参考答案及评分标准
二、填空题（每空1分，共22分）
1．包晶转变是由一个液相和一个固相在（恒温）下，生成另一个（固）相的转变。
2．体心立方金属的的密排面是（110），密排方向是（111），致密度为（0.68），配位数为（8）。
3．面心立方金属的密排面是（111），密排方向是（110），密排面的堆垛顺序是（ABC），致密度为（0.74），配位数为（12）。
（注：回答其中三种方式即可）
八、实际生产中怎样控制铸件的晶粒大小？试举例说明（15分）
答：生产实际中常采用的控制晶粒尺寸的措施有：（1）提高过冷度，如采用导热性好的金属模，降低浇注温度等。（2）变质处理，即浇注前向液态金属中加入变质剂。（3）振动、搅拌，即在浇注和结晶过程中实施振动和搅拌，以提供形核功，增加晶核数量。
共价晶体以共价键的方式结合。共价晶体很强的方向性，所以如果发生相对移动，将使共价键遭到破坏，故共价晶体硬度较高，脆性较大。
4.什么是临界变形度？在工业生产中有什么意义？（8分）
答：变形量很小时，储存能少，不足以发生再结晶，故退火后晶粒尺寸不变（较小）；当变形量在2%-8%范围时，形核率低，再结晶退火后晶粒特别粗大，称为“临界变形度”；超过临界变形度后，随变形量增加，储存能增加，再结晶驱动力增加，因形核率的增加速率大于长大率，故再结晶退火后晶粒细化。
陕西理工学院
2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题（A卷）
参考答案及评分标准
考试科目名称：材料科学基础考试科目代码：840
一、名词解释（每题2分，共20分）
1.配位数：是指晶体中，与任一原子最近邻并且等距离的原子数。
2.位错反应：位错之间的互相转化。
3.共晶转变：一个液相在恒温下转变成两个固相的转变。
北工大材料科学基础09及11年考研真题(09附答案)
北工大材料科学基础09及11年考研真题(09附答案)试卷九2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．共价键2．晶族3．电子化合物4．相平衡5．线缺陷6．稳态扩散7．形变织构8．动态再结晶9．一级相变10．调幅分解二、填空1．可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、 (1) 、 (2) 、 (3) 和 (4) 共七个晶系。
2．原子或离子的 (5) 是指在晶体结构中，该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
3．固溶体中，当溶质原子和溶剂原子分别占据固定位置，且每个晶胞中溶质原子和溶剂原子数之比一定时，这种有序结构被称为 (6) 。
4．一个滑移面和其面上的一个 (7) 组成一个滑移系。
5．结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为 (8) ，与液固界面的微观结构有关。
6．相平衡时，系统内的相数可以通过系统自由度、 (9) 和对系统平衡状态能够产生影响的外界因素数目的关系式来进行计算。
7．铸锭三晶区是指紧靠膜内壁的细晶区、 (10) 、铸锭中心的等轴粗晶区。
8．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (11) 位错构成，扭转晶界由 (12) 位错构成。
9．强化金属材料的方法有 (13) 强化、 (14) 强化、 (15) 强化、 (16) 强化。
10．再结晶完成后，晶粒长大可分为 (17) 晶粒长大和 (18) 晶粒长大。
11．线性高分子可反复使用，称为 (19) 塑料；交联高分子不能反复使用，称为 (20) 塑料。
三、判断正误1．在密堆结构中会形成两种空隙，一是由8个球形成的八面体空隙，另一种是由4个球形成的四面体空隙。
2．尖晶石型晶体(AB2O4)具有正型和反型结构，其本质是正型中A离子的八面体择位能大于B离子，而反型中是B离子的八面体择位能大于A离子。
3．形成连续固溶体的最主要条件是溶质和溶剂的晶体结构要一致，例如，银和铝都具有面心立方结构。
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2009年硕士研究生入学考试材料科学基础试题...
西北工业大学
2009年硕士研究生入学考试试题
试题名称：材料科学基础（B 卷）
试题编号：832
说 明：所有答题一律写在答题纸上
第 1 页 共 3 页
1.
<![endif]> 简答题（每题10分，共60分）
1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l 与柏氏矢量b 、外加切应力τ与柏氏矢量b 、外加切应力τ与位错线l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。
（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）
2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？
3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？
4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃
），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。
6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
二、作图计算题（每题10分，共40分）
混合位错
螺位错
刃位错
位错线运动
方向
τ与 l
τ 与 b
b 与 l
类型
1.请比较FCC晶体中和两位错的畸变能哪个较大。
2.面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指
数，并分别绘图示之。
3.在Al单晶中，（111）面上有一位错，面上另一位错。
若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
1)综合分析题（每题25分，共50分）
1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。
23 35 ℃
℃
℃
℃℃℃
2. 附图为Ti-Al二元合金相图：
1）请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
2）请绘出w＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
3）请分析500℃时，w＝31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。
（注：1125℃时，w Ti＝27%，w Ti3Al＝26%，w TiAl＝35%；
500℃时，w Ti3Al＝23%，w TiAl＝35%）
2009年西北工业大学硕士研究生入学试题参
考答案
一、简答题（每题10分，共60分）
1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l 与柏氏矢量b 、外加切应力τ与柏氏矢量b 、外加切应力τ与位错线l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。
（请绘表格作答，答案务必写在答题册上） 答：
2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体
的条件是什么？
答：溶质原子取代溶剂原子，并保持溶剂结构的合金相称为置换固溶体。
影响因素有：1）原子尺寸；2）晶体结构；3）电负性；4）电子浓度 两组元晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。
3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？
答：间隙扩散系数与空位浓度无关，而置换扩散系数与空位浓度有关（可用公式表示）。
一般地，间隙扩散系数大于置换扩散系数。
不会发生。
因为间隙扩散中考虑间隙原子定向流动，未考虑置换互溶式扩散。
4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃
），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 答：根据T 再＝（0.35～0.45）T m 可知
Fe 在室温下加工为冷加工，Sn 在室温下加工为热加工
因此随着弯曲的进行，铁板发生加工硬化，继续变形，导致铁板断裂 Sn 板属于热加工，产生动态再结晶，弯曲可不断进行下去
5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。
答：固溶强化就是溶质原子阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。
主要机制包括：1）柯氏气团，即溶质原子的弹性应力场阻碍位错运动；2）玲木气团，即溶质原子降低基体层错能，使位错分解为扩展位错，阻碍位错交滑
一定角度
//
法线
一定角度 //
//
法线
//
⊥
//
法线
⊥
位错线运动
方向
τ与 l
τ 与 b
b 与 l
移或攀移；3）电交互作用，即带电溶质原子与位错形成静电交互作用，阻碍位错运动。
6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
答：相同点：恒温、恒成分转变；相图上均为水平线。
不同点：共晶为分解型反应，包晶为合成型反应；共晶线全是固相线，包晶线只有部分是固相线；共晶三角在水平线上，包晶三角在水平线下。
二、作图计算题（每题10分，共40分）
4.请比较FCC晶体中和两
位错的畸变能哪个较大。
答：
故：b1的畸变能较小。
5.面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指
数，并分别绘图示之。
答：
共12个滑移系，其中可能开动的有8个。
分别是：
、、
、、
6. 在Al 单晶中，（111）面上有一位错
，
面上另一位错。
若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
答：新位错为。
位错线为（111）面与
面的交线。
两者垂直，因此是刃型位错。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
答：
1) 综合分析题（每题25分，共50分）
1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。
回复
再结晶 原因
温度（升） 促进 促进 促进原子扩散 冷变形量（增） 促进 促进 提供驱动力
溶质原子
阻碍
阻碍 阻碍位错和晶界的运动 第二相粒子 促进 促进或阻碍 即可能提高驱动力，同时
阻碍位错和晶界运动 原始晶粒（细小） 促进 促进 增大再结晶驱动力 晶粒位向 无影响 无影响
热蚀沟
无影响
一般无影响
尚未形成热蚀沟
b 1
b 2
b'2 b 3
2. 附图为Ti-Al二元合金相图：
4）请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
5）请绘出w＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
6）请分析500℃时，w＝31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。
（注：1125℃时，wαTi＝27%，w Ti3Al＝26%，w TiAl＝35%；500℃时，w Ti3Al＝23%，w TiAl＝35%）
答：
1）1285℃：包析反应，βTi＋TiAl→αTi
1125℃：共析反应，αTi→Ti3Al＋TiAl
665℃：包晶反应，L+TiAl3→Al
882℃：同素异构转变，βTi→αTi
L
L→βTi
βTi
βTi→TiAl
βTi＋TiAl→αTi
βTi→αTi
αTi
αTi→TiAl
αTi→Ti3Al＋TiAl
相组成：Ti3Al、TiAl
组织组成：TiAl、（Ti3Al＋TiAl）
共
℃
℃
℃
二、。