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1、西北工業(yè)大學(xué)2008年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱(chēng):材料科學(xué)基礎(chǔ)(A卷) 試題編號(hào):832說(shuō) 明:所有答題一律寫(xiě)在答題紙上 第 1 頁(yè) 共 3 頁(yè)一、簡(jiǎn)答題(每題10分,共60分)1. 固態(tài)下,無(wú)相變的金屬,如果不重熔,能否細(xì)化晶粒?如何實(shí)現(xiàn)?2. 固體中有哪些常見(jiàn)的相結(jié)構(gòu)?3. 何謂平衡結(jié)晶?何謂非平衡結(jié)晶?4. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么?對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況,能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律?5. 何為織構(gòu)?包括哪幾類(lèi)?6. 什么是成分過(guò)冷?如何影響固溶體生長(zhǎng)形態(tài)?二、作圖計(jì)算題(每題15分,共60分)1. 請(qǐng)分別寫(xiě)出FCC、BCC和HCP晶體的密排面、密排方向,并計(jì)算密排面間距和密排
2、方向上原子間距。2. 請(qǐng)繪出面心立方點(diǎn)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(biāo)出001,晶向。3. 已知H70黃銅在400時(shí)完成再結(jié)晶需要1小時(shí),而在390下完成再結(jié)晶需2小時(shí),請(qǐng)計(jì)算在420下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間?4. 一個(gè)FCC晶體在方向在2MPa正應(yīng)力下屈服,已測(cè)得開(kāi)動(dòng)的滑移系是,請(qǐng)確定使該滑移系開(kāi)動(dòng)的分切應(yīng)力。三、綜合分析題(30分)1. 請(qǐng)根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問(wèn)題:(17分)1) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結(jié)晶過(guò)程,并說(shuō)明室溫下的相組成和組織組成。2) 請(qǐng)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(jié)晶過(guò)程,并說(shuō)明室溫下組織會(huì)發(fā)生什么變化。3) 假設(shè)將一無(wú)限長(zhǎng)純鐵棒置于930滲碳?xì)夥障麻L(zhǎng)期保溫,碳原子僅由棒頂端滲入(如圖所示),試分析并標(biāo)出930 和 緩冷至室溫時(shí)的組織分布情況。(繪制在答題紙上)防護(hù)防護(hù)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(qǐng)根據(jù)相圖寫(xiě)出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應(yīng)類(lèi)型及其反應(yīng)式;2) 已知相成分為wcd =46.5,400時(shí)相的成分為wcd =57,請(qǐng)計(jì)算400時(shí)wCd50合金的相組成。2008年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案一、 簡(jiǎn)答題(每
4、題10分,共60分)7. 固態(tài)下,無(wú)相變的金屬,如果不重熔,能否細(xì)化晶粒?如何實(shí)現(xiàn)?答:可以。.通過(guò)進(jìn)行適當(dāng)冷變形,而后在適當(dāng)溫度再結(jié)晶的方法獲得細(xì)晶(應(yīng)主意避開(kāi)臨界變形度和避免異常長(zhǎng)大)?;蜻M(jìn)行熱加工,使之發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。8. 固體中有哪些常見(jiàn)的相結(jié)構(gòu)?答:固體中常見(jiàn)的相結(jié)構(gòu)有:固溶體(單質(zhì))、化合物、陶瓷晶體相、非晶相、分子相。9. 何謂平衡結(jié)晶?何謂非平衡結(jié)晶?答:平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度非常緩慢,液相和固相中擴(kuò)散均很充分的情況下的結(jié)晶。非平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度比較快,擴(kuò)散不充分的情況下的結(jié)晶。10. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么?對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況,能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律?答:擴(kuò)散第
5、一定律的應(yīng)用條件是穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散,即與時(shí)間無(wú)關(guān)的擴(kuò)散。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況也可以應(yīng)用擴(kuò)散第一定律,但必須對(duì)其進(jìn)行修正。11. 何為織構(gòu)?包括哪幾類(lèi)?答:織構(gòu)是晶體中晶面、晶向趨于一致現(xiàn)象??棙?gòu)包括再結(jié)晶織構(gòu)和變形織構(gòu)。其中變形織構(gòu)又包括絲織構(gòu)和板織構(gòu)。12. 什么是成分過(guò)冷?如何影響固溶體生長(zhǎng)形態(tài)?答:凝固過(guò)程中,隨液固界面的推進(jìn),液固界面附近液相一側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)原子富集,導(dǎo)致液相的熔點(diǎn)發(fā)生變化,由此產(chǎn)生的過(guò)冷現(xiàn)象稱(chēng)為成分過(guò)冷。無(wú)成分過(guò)冷時(shí),固溶體以平面狀生長(zhǎng),形成等軸晶;有較小過(guò)冷度時(shí),形成胞狀組織;有較大成分過(guò)冷時(shí),形成樹(shù)枝晶。二、作圖計(jì)算題(每題15分,共60分)5. 請(qǐng)分別寫(xiě)出FCC、BCC和H
6、CP晶體的密排面、密排方向,并計(jì)算密排面間距和密排方向上原子間距。答:晶體結(jié)構(gòu)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(qǐng)繪出面心立方點(diǎn)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(biāo)出001,晶向。答: 7. 已知H70黃銅在400時(shí)完成再結(jié)晶需要1小時(shí),而在390下完成再結(jié)晶需2小時(shí),請(qǐng)計(jì)算在420下完成再結(jié)晶需要多長(zhǎng)時(shí)間?答:在兩個(gè)不同的恒定溫度產(chǎn)生相同程度的再結(jié)晶時(shí), 兩邊取對(duì)數(shù),并比之得 t3 = 0.26 h 8. 一個(gè)FCC晶體在方向
7、在2MPa正應(yīng)力下屈服,已測(cè)得開(kāi)動(dòng)的滑移系是,請(qǐng)確定使該滑移系開(kāi)動(dòng)的分切應(yīng)力。答: 三、綜合分析題(30分)3. 請(qǐng)根據(jù)Fe-Fe3C相圖分析回答下列問(wèn)題:(17分)4) 請(qǐng)分析2.0wt.%C合金平衡狀態(tài)下的結(jié)晶過(guò)程,并說(shuō)明室溫下的相組成和組織組成。5) 請(qǐng)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(jié)晶過(guò)程,并說(shuō)明室溫下組織會(huì)發(fā)生什么變化。6) 假設(shè)將一無(wú)限長(zhǎng)純鐵棒置于930滲碳?xì)夥障麻L(zhǎng)期保溫,碳原子僅由棒頂端滲入(如圖所示),試分析并標(biāo)出930 和 緩冷至室溫時(shí)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(yīng),得到Ld;得到的P層片細(xì)??;Fe3CII的析出將收到抑制,甚至不析出。3) 附圖如下防護(hù)防護(hù)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(qǐng)根據(jù)相圖寫(xiě)出549、547、544、397和314五條水平線的三相平衡反應(yīng)類(lèi)型及其反應(yīng)式;4) 已知相成分為wcd =46.
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