哈工程材料科学基础考研真题
2005年哈工大材料学院材料加工工程、材料工程专业825金属学与热处理考研真题
2005年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题
1．简答题（每题5分,共20分）
①什么是晶带？什么是晶带轴?
②什么是柏氏矢量？判断图1位错环中A,B,C,D,E段各属于哪一类型位错。
③什么是离异共晶？在什么条件下可能得到离异共晶组织？
④什么是第二类回火脆性？如何消除或抑制？
2．试阐述固溶体合金与纯金属结晶过程中形核，长大的条件及方式有何异同之处（20分）3．根据Fe-Fe3C相图，分析含碳量Wc=0.45%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量。
（20分）
4．图2为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图，分析O点成分合金的平衡结晶过程及室温组织，并写出该合金在室温下组织组成物的相对含量表达式。
（20分）5．什么是金属的热加工？阐述热加工对金属组织和性能的影响。
（15分）
6．试阐述钢中两种典型马氏体的晶体结构，组织形态特征和性能特点，并说明板条马氏体具有高强韧性的原因。
（25分）
7．过共析钢球化退火的目的是什么？某厂对T10钢(Wc=1.0%)球化退火时，因仪表失灵，炉温升至1000℃，当发现时已经在该温度保温1小时，此时操作者该采取什么措施补救，说明原因（30分）。
材料科学基础03-08考研真题答案
2003年材料科学基础真题答案一、1空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵.2配位数：指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
3伪共晶组织：当合金成分不是共晶成分的二元合金凝固时能获得100％的共晶组织4滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系。
5反应扩散：通过扩散形成新相的现象。
6有序固溶体：溶质原子存在于溶质点阵中的固定位置上，而且每个晶胞中的溶质和溶剂原子之比一定的固溶体。
二、1。
因为金属中是以金属键结合，故具有良好的塑性；金属间化合物则是以金属键与其他典型键混合，如共价键、离子键，因此具有一定的脆性；而陶瓷材料通常是以共价键或者离子键结合,因此脆性比前两者更大。
2由于塑性加工会使位错产生滑移,因此晶体的滑移面及滑移方面多的话有利金属塑性变形。
面心立方晶体的滑移系有12个，而密排六方晶体结构的滑移系仅3个,故面心立方晶体的滑移过程更容易进行，塑性便越好。
因为滑移系表示晶体在进行滑移时可能采取的空间取向，在其他条件相同时，晶体中的滑移系越多，滑移过程可能采取的空间取向就越多,滑移越容易进行，塑性便更好。
三、1.不是。
因为在过冷度较小时，形核率主要受形核率因子控制，随着过冷度增加所需要的临界形核半径减小,因此形核率迅速增加，并达到最高值；随后当过冷度继续增大时，尽管所需的临界晶核半径继续减小,但由于原子在较低温度下难以扩散，此时，形核率受扩散的几率因子所控制，即过峰值后，随温度的降低，形核率随之减小。
四、1不能.因为两者的晶体结构不同，组元间的溶解度是有限的。
只有当A.、B组元的晶体结构类型相同时才能无限互溶。
2置换固溶体。
因为间隙固溶体只能形成有限固溶体,因为其造成点阵畸变,溶解度有限。
3是金属间化合物。
因为固溶体是保持着溶剂的晶体结构类型的，即如果为固溶体的话，应该是保持A或B的晶体结构类型.4是金属间化合物。
考研之材料科学基础考研真题
一、名词解释（每小题3分。
共30分）晶界内吸附交滑移：上坡扩散：纤维组织：枝晶偏析：伪共晶组织：重心法则：配位数：致密度：晶带二、答题（每小题10分、共50分）1．在一个面心立方晶系的晶胞中画出晶面（111）和（112），并写出两晶面交线的晶向指数。
2．位错反应的条件是什么？判断下列反应能否进行（1） a【100】—>a /2【111】+ a /2【111】(2) a /2【101】+ a /6【121】—> a 【111】3．试推导菲克第二定律4．试述柯氏气团理解释低碳钢存在屈服平台现象5．简答液—固界面的类型及晶体生长的方式三、默画Fe—FeC相图，并分析0..5%C合金的平衡凝固过程，计算在室温其平3衡组织组成的重量分数和想组成的重量分数（20）答案：一、名次解释晶界内吸附：少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的，常偏聚于晶界交滑移：螺位错，在一滑移面运动受阻，转到另一滑移面上继续滑移。
上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。
纤维组织：晶粒及加杂物沿受力方向呈条带状态分布。
枝晶偏析：在非平衡凝固条件下，若固溶体以树枝状结晶并长大，则枝干与枝间会出现成分差别，称为~。
伪共晶组织：非平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金也可能全部转变为共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为~。
重心法则：处于三者相平衡的合金，其成分必位于共扼三角形重心位置。
配位数：晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数晶带：相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合二、1．2． 反应条件：1）．几何条件：∑b 前=∑b 后2）．能量条件：∑b 2前〉∑b 2后(1)几何条件满足；能量条件：∑b 2前=（a ）2 [(1) 2+02+02]=a 2,（5分）∑b 2后=（a 2）2 [12+12+12]+ (a 2)2 [12 +(－1) 2+(-1)2]= 232a 2a <a 232,故反应不能进行 （2）几何条件满足能量条件：∑b 2前=（a 2）2[12+02+（-1）2]+（6a ）2 [（-1）2+22+12]= 322a ∑b 2后=（3a ）2 [12+12+（-1）2]= 32a 322a 〉32a ，故反应能进行 3．菲科第二定律设扩散流量为J ，扩散系数为D ，体积浓度为C ，图阴影部分体积的横截面积为A ，则：物质流入速率＝J 1A物质流出速率＝J 2A ＝J 1A ＋dx x JA ∂∂）（ 物质积存速率＝J 1A －J 2A ＝－Adx xJ ∂∂ 积存速率又可写为Adx tC ∂∂（2分） 故Adx t C ∂∂＝－Adx xJ ∂∂，即t C ∂∂＝－x J ∂∂将扩散第一定律：J ＝－DdxdC 代入，得： t C ∂∂＝)(xC D x ∂∂∂∂4．溶质原子形成的应力场与位错应力场可发生交互作用。
哈工大材料学复合材料考研真题
5.润湿性 17、润湿性（p81）【15 概述】 湿润性是用于描述液体在固体表明上自动铺展程度的术语。它在描述复合材料工艺过程中增 进结合或妨碍结合的机制方面是重要概念。具体指的是固体、液体在分子水平上紧密接触的 可能程度，湿润性好将促进结合。
6.相变增韧 38、相变增韧（p241）【11、15 概述】 相变增韧是陶瓷材料的另一种增韧机制，它通过陶瓷材料的相变效应来增加其韧性。陶瓷中 裂纹尖端的应力场引起裂纹尖端附近的晶体结构发生相变（亦称应力诱导相变），当相变使 该局部区域发生体积膨胀时，体积膨胀会使基体裂纹闭合，从而改善了陶瓷材料的断裂韧性。
7.金属基复合材料界面上原子配位类型有哪三种？ 8.热压烧结的定义及优缺点？ 40、热压烧结的（定义及）优缺点（p259-260）【13、15 简答，11 论述】 热压烧结：将分散有晶须（短切纤维）的陶瓷粉体，或具有一定形状的预制坯件在高温下通 过外加压力使其变成致密的、具有一定形状的坚硬固体的过程称为热压烧结。 优缺点：①优点：加压有利于制品致密化；成型压力低（仅为冷成型时的 1/10）；烧结时间 短，因而晶粒不致过分长大。②缺点：制品性能有方向性（单向加压）；生产效率低，成本 高；只适宜于制造形状较简单的制件、每次制备的件数较少。
5.如何表征界面相的力学性能？ 28、界面相的力学性能表征（p108-109）【11、13 论述“测试方法及表征”，12 简答测试方 法，15 简答】 表征界面力学性能的目的是为复合材料的力学性能估算和设计提供必要的界面力学性能数 据，以使对复合材料力学性能的评价和设计渗入至微观结构层次，并以此为依据知道改善复 合材料的设计与工艺（如选择合适的纤维、基体、复合工艺和纤维涂层等）。 测量界面强度的方法包括压痕法、纤维拔出试验、三点弯曲试验等。 ①压痕法：压痕法测量界面强度的原理是首先制作含有一根纤维的微型复合材料棒状试样， 在试样垂直于纤维的方向将试样磨平、抛光，并安装于标准显微硬度机的夹具上。将 V 形压 头的尖端对准纤维的中心，在压头上施加一定的载荷 F，使纤维沿着纤维/基体界面滑动一 定距离，其位移量 u 取决于所加载荷的大小。假定压头所施加的载荷 F 完全由纤维与基体之 间的界面剪切应力 所承担担，省去纤维被弹性压缩的变形量 ②纤维拔出试验：将纤维的端部或中部复合在基体材料中，支撑纤维拔出试样，包括穿透试 样和非穿透试样两种。将试样固定在夹具上，沿纤维轴向施加载荷 p，将纤维从基体中拔出，
哈尔滨工程大学材料力学试卷
最大动应力：
32M ，平均应力 σ m = 0 π d3
σ d max = kd
⎛ Q 2hEπ d 2 = ⎜1 + 1 + 5Ql πd2 / 4 ⎜ ⎝
⎞ 4Q ⎟ 2 ⎟πd ⎠
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二、画图示外伸梁的剪力图、弯矩图，并确定 Q max 、 M
max
fE =
1 ∂M ( x) M ( x) dx = 0 ∫ EI ∂M
将各内力代入后可得： yc =
fE =
2a 1 ⎡ a M dx + ∫ [ M − P( x − a)]dx ⎤ ⎥ a ⎣ ⎦ EI ⎢ ∫0 1 = 2 Ma − Pa 2 = 0 2
1 Pa 4 3 由平衡方程，RA=P， M A = Pa 。由对称性知A与B处的反力相等， 4 3 即 M B = M A = Pa ，且有RB=RA=P。 4
M ni Li M ⋅ 2L 2M ⋅ L = − = 0。 4 GI Pi G ⋅π d 32 G ⋅π d 4 32
解：每个铆钉受力 R =
P ，故 3
τ=
Pjy P Q 4P ； σ jy = = = 2 A 3π d Ajy 3dt
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5. 空心圆轴横截面上扭矩为 M n ，方向如图，内、外径分别为 d 和 D，在图 上画出扭转剪应力分布规律，并写出内壁上点 A 的扭转剪应力表达式。
将 E = 200GPa ， µ = 0.3 ， D = 1m ， t = 1cm 代入上式得
姓名：
解： 1）求约束反力 （ 线
RA =
7 3 qa （方向向上） RB = qa （方向向下） ， 4 4
2006年哈工大材料学院材料加工工程、材料工程专业825金属学与热处理考研真题
2006年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题1．选择题（不定项选择）⑴当加热到A3温度（即是GS线对应的温度）时，碳钢中的铁素体将转变为奥氏体，这种转变可称为（）①同素异晶转变；②重结晶；③伪共晶；④再结晶；⑤多晶型转变⑵若体心立方晶胞的晶格常数为a，则其八面体间隙（）①是不对称的；②是对称的；③位于面心和棱边中点；④位于体心和棱边中点；⑤半径为（2-）/4a⑶在912℃α-Fe（其晶格常数为0.2898nm）转变为γ-Fe（其晶格常数为0.3633nm）时的体积（）①膨胀；②收缩；③不变；④变化率为-0.89%；⑤变化率为1.20%⑷渗碳体是一种（）①间隙相；②金属化合物；③正常化合物；④电子化合物；⑤间隙化合物⑸六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）①[2110]；②[1120]；③[1210]；④[2110]；⑤[1010]⑹在晶面（110）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）①[110]；②[110]；③[011]；④[011]；⑤[101]2．判断题⑴（ ）过冷度越大，晶体生长速度越快，晶粒长得越粗大⑵（ ）晶界处原子处于不稳定状态，故其腐蚀速度一般都比晶内快⑶（ ）微观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均性所产生的⑷（ ）回复可使冷变形金属的加工硬化效果及内应力消除。
⑸（）马氏体与回火马氏体的一个重要区别在于：马氏体是含碳的过饱和固溶体，回火马氏体是机械混合物⑹（）几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。
⑺（ ）回火索氏体于索氏体相比有更好的综合力学性能。
⑻（ ）在正温度梯度条件下，固溶体合金仍可能以树枝状方式长大。
3．简单题⑴金属塑性变形后组织和性能的变化。
⑵马氏体具有高强度的原因⑶什么是高温回火脆性？如何抑制与消除？4．综合题⑴画出Fe-Fe3C相图的示意图，分析含碳量WC=1.2%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量。
1995年哈工大材料学院材料加工工程、材料工程专业825金属学与热处理考研真题
1995年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题
1．名词解释：（10分）
伪共晶
柏氏矢量
回火稳定性
二次硬化
临界变形温度
2．画出由两个包晶反应，一个共析反应及一个包析反应所组成的二元合金状态图。
（15分）3．根据下面三元共晶相图的投影图，画出cd线的垂直截面图。
（15分）
4．什么是成分过冷？成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组织有何影响？（15分）5．论述贝氏体转变的特点，并阐述下贝氏体具有高强韧性的原因。
（20分）
6．写出制造汽车或拖拉机齿轮常用的一种钢号，并阐述预备热处理，最终热处理的目的，工艺及使用状态下的组织和性能。
（15分）
7．论述共析钢CCT曲线与TTT曲线的异同。
（10分）。
哈工程材料力学考题整理
哈尔滨工程大学试卷考试科目:材料力学B一简答题（每题5分，共40分）1、等截面圆杆受力如图，弹性模量200E GPa =，若杆的总伸长不允许超过1mm ，试求杆的直径的最小值。
60kN20kN200mm200mm2、空心圆轴横截面上扭矩为n M ，方向如图，内、外径分别为d 和D ，在图上画出扭转剪应力分布规律图，并写出内壁上点A 的扭转剪应力表达式。
dDAonM 共9页；第1页3、螺栓联接结构受力如图，两板宽均为b 、厚均为t 。
若材料的拉（压）、剪切、挤压许用应力分别为[]σ、[]τ、jy σ⎡⎤⎣⎦。
写出该联接件的强度条件。
dtt PP4、求图示图形的形心位置及对形心轴c y 轴的惯性矩yc I 。
（图中尺寸单位为mm ）30cy C cz 3030909030共9页；第2页班级：学号：姓名：装订线题号一二三四五六总分分数评卷人5、圆轴扭转时，测得与轴线呈45 角方向上的线应变45εε=-，拉压弹性模量E 和泊松比 已知。
试求横截面上的剪应力τ。
eM eM 456、写出弯曲对称循环情况下构件的持久极限计算表达式，并说明各量的含义。
共9页；第3页7、重量为Q 的重物自由下落在图示刚架的C 点，设材料的抗弯刚度EI 和抗弯截面模量W 均已知，且已知C 点的静变形343j Qa EI ∆=。
试求冲击时刚架内的最大正应力（轴力影响不考虑）。
CBAaaHQ8、试绘制某塑性材料的临界应力总图(中长杆用直线型经验公式)，并标出各段计算临界应力的公式。
共9页；第4页班级：学号：姓名：装订线二、画出图示梁的剪力图、弯矩图，并确定max Q 和maxM。
(12分)BAa aCq2qaqa212qa 212qa max Q qa=2max12Mpa =QMxx共9页；第5页三、如图圆截面轴。
已知2.n M kN m =，11P kN =，2 1.5P kN =，[]150MPa =，横截面直径80d mm =。