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文檔簡介
1、西北工業(yè)大學2008年碩士研究生入學考試試題 試題名稱:材料科學基礎(A卷) 試題編號:832說 明:所有答題一律寫在答題紙上 第 1 頁 共 3 頁一、簡答題(每題10分,共60分)1. 固態(tài)下,無相變的金屬,如果不重熔,能否細化晶粒?如何實現(xiàn)?2. 固體中有哪些常見的相結構?3. 何謂平衡結晶?何謂非平衡結晶?4. 擴散第一定律的應用條件是什么?對于濃度梯度隨時間變化的情況,能否應用擴散第一定律?5. 何為織構?包括哪幾類?6. 什么是成分過冷?如何影響固溶體生長形態(tài)?二、作圖計算題(每題15分,共60分)1. 請分別寫出FCC、BCC和HCP晶體的密排面、密排方向,并計算密排面間距和密排
2、方向上原子間距。2. 請繪出面心立方點陣晶胞,并在晶胞中繪出(110)晶面;再以(110)晶面平行于紙面,繪出(110)晶面原子剖面圖,并在其上標出001,晶向。3. 已知H70黃銅在400時完成再結晶需要1小時,而在390下完成再結晶需2小時,請計算在420下完成再結晶需要多長時間?4. 一個FCC晶體在方向在2MPa正應力下屈服,已測得開動的滑移系是,請確定使該滑移系開動的分切應力。三、綜合分析題(30分)1. 請根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問題:(17分)1) 請分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結晶過程,并說明室溫下的相組成和組織組成。2) 請分析2.0wt.%C合金在較快冷卻
3、,即不平衡狀態(tài)下,可能發(fā)生的結晶過程,并說明室溫下組織會發(fā)生什么變化。3) 假設將一無限長純鐵棒置于930滲碳氣氛下長期保溫,碳原子僅由棒頂端滲入(如圖所示),試分析并標出930 和 緩冷至室溫時的組織分布情況。(繪制在答題紙上)防護防護C原子930室溫2. 圖示Cu-Cd二元相圖全圖及其400600范圍的局部放大:(13分)1) 請根據(jù)相圖寫出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應類型及其反應式;2) 已知相成分為wcd =46.5,400時相的成分為wcd =57,請計算400時wCd50合金的相組成。2008年西北工業(yè)大學碩士研究生入學試題參考答案一、 簡答題(每
4、題10分,共60分)7. 固態(tài)下,無相變的金屬,如果不重熔,能否細化晶粒?如何實現(xiàn)?答:可以。.通過進行適當冷變形,而后在適當溫度再結晶的方法獲得細晶(應主意避開臨界變形度和避免異常長大)?;蜻M行熱加工,使之發(fā)生動態(tài)再結晶。8. 固體中有哪些常見的相結構?答:固體中常見的相結構有:固溶體(單質)、化合物、陶瓷晶體相、非晶相、分子相。9. 何謂平衡結晶?何謂非平衡結晶?答:平衡結晶是指結晶速度非常緩慢,液相和固相中擴散均很充分的情況下的結晶。非平衡結晶是指結晶速度比較快,擴散不充分的情況下的結晶。10. 擴散第一定律的應用條件是什么?對于濃度梯度隨時間變化的情況,能否應用擴散第一定律?答:擴散第
5、一定律的應用條件是穩(wěn)態(tài)擴散,即與時間無關的擴散。對于非穩(wěn)態(tài)擴散的情況也可以應用擴散第一定律,但必須對其進行修正。11. 何為織構?包括哪幾類?答:織構是晶體中晶面、晶向趨于一致現(xiàn)象??棙嫲ㄔ俳Y晶織構和變形織構。其中變形織構又包括絲織構和板織構。12. 什么是成分過冷?如何影響固溶體生長形態(tài)?答:凝固過程中,隨液固界面的推進,液固界面附近液相一側產生溶質原子富集,導致液相的熔點發(fā)生變化,由此產生的過冷現(xiàn)象稱為成分過冷。無成分過冷時,固溶體以平面狀生長,形成等軸晶;有較小過冷度時,形成胞狀組織;有較大成分過冷時,形成樹枝晶。二、作圖計算題(每題15分,共60分)5. 請分別寫出FCC、BCC和H
6、CP晶體的密排面、密排方向,并計算密排面間距和密排方向上原子間距。答:晶體結構密排面密排方向密排面間距密排方向原子間距FCC111<110>BCC110<111>HCP0001a6. 請繪出面心立方點陣晶胞,并在晶胞中繪出(110)晶面;再以(110)晶面平行于紙面,繪出(110)晶面原子剖面圖,并在其上標出001,晶向。答: 7. 已知H70黃銅在400時完成再結晶需要1小時,而在390下完成再結晶需2小時,請計算在420下完成再結晶需要多長時間?答:在兩個不同的恒定溫度產生相同程度的再結晶時, 兩邊取對數(shù),并比之得 t3 = 0.26 h 8. 一個FCC晶體在方向
7、在2MPa正應力下屈服,已測得開動的滑移系是,請確定使該滑移系開動的分切應力。答: 三、綜合分析題(30分)3. 請根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問題:(17分)4) 請分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結晶過程,并說明室溫下的相組成和組織組成。5) 請分析2.0wt.%C合金在較快冷卻,即不平衡狀態(tài)下可能發(fā)生的結晶過程,并說明室溫下組織會發(fā)生什么變化。6) 假設將一無限長純鐵棒置于930滲碳氣氛下長期保溫,碳原子僅由棒頂端滲入(如圖所示),試分析并標出930 和 緩冷至室溫時的組織分布情況。答:1) L L Fe3CII +Fe3C Fe3CIII相組成:+ Fe3C 組織組成:P+ Fe3CII (忽略Fe3CIII)2) 根據(jù)冷速不同,可能出現(xiàn)共晶反應,得到Ld;得到的P層片細?。籉e3CII的析出將收到抑制,甚至不析出。3) 附圖如下防護防護C原子930室溫Fe3CFe3CP+Fe3CFPP+F4. 圖示Cu-Cd二元相圖全圖及其400600范圍的局部放大:(13分)3) 請根據(jù)相圖寫出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應類型及其反應式;4) 已知相成分為wcd =46.
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