某大學(xué)年度碩士研究生入學(xué)考試試題

1、西北工業(yè)大學(xué)2009年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科科學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)（B卷卷） 試題編編號：8832 說 明：所所有答題題一律寫寫在答題題紙上 第 1 頁 共 33 頁 簡答題題（每題題10分，共共60分） 1. 在位位錯發(fā)生生滑移時時，請分分析刃位位錯、螺螺位錯和和混合位位錯的位位錯線ll與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與位錯錯線l之間的的夾角關(guān)關(guān)系，及及位錯線線運動方方向。（請請繪表格格作答，答答案務(wù)必必寫在答答題冊上上） 混合位錯混合位錯螺位錯刃位錯位錯線運動方向與 l 與 bb 與 l類型2. 什么么是置換換固溶體體？影響響置換固固溶體溶溶解度的的因

2、素有有哪些？形成無無限固溶溶體的條條件是什什么？ 3. 置換換擴散與與間隙擴擴散的擴擴散系數(shù)數(shù)有何不不同？在在擴散偶偶中，如如果是間間隙擴散散，是否否會發(fā)生生柯肯達(dá)達(dá)爾效應(yīng)應(yīng)？為什什么？ 4. 在室室溫下對對鐵板（其其熔點為為 15338 ）和錫錫板（其其熔點為為 2322 ），分分別進(jìn)行行來回彎彎折，隨隨著彎折折的進(jìn)行行，各會會發(fā)生什什么現(xiàn)象象？為什什么？ 5. 何為為固溶強強化？請請簡述其其強化機機制。 6. 請比比較二元元共晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變與包包晶轉(zhuǎn)變變的異同同。 二、作圖計計算題（每每題100分，共共40分） 請比較FCCC晶體體中 和 兩位錯錯的畸變變能哪個個較大。 面心立方晶晶體沿0011

3、方向向拉伸，可可能有幾幾個滑移移系開動動？請寫寫出各滑滑移系指指數(shù)，并并分別繪繪圖示之之。 在Al單晶晶中，（111）面上有一位錯 ， 面上另一位錯 。若兩位錯發(fā)生反應(yīng)，請繪出新位錯，并判斷其性質(zhì)。 4. 請分分別寫出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 綜合分析題題（每題題25分，共共50分） 1. 請分分析影響響回復(fù)和和再結(jié)晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影響響因素的的異同，并并請分析析其原因因。 232335 2. 附圖圖為Tii-All二元合合金相圖圖： 請分析并分分別寫出出12885、11225和6655三個恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式，以以及8882時發(fā)生生兩相

4、恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式。 請繪出w31%合金平平衡結(jié)晶晶的冷卻卻曲線，并并注明各各階段的的主要相相變反應(yīng)應(yīng)。 請分析5000時，w31%的合金金平衡結(jié)結(jié)晶的相相組成物物和組織織組成物物，并計計算其質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)。 （注：11125時，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000時，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 2009年年西北工工業(yè)大學(xué)學(xué)碩士研研究生入入學(xué)試題題參考答答案 簡答題（每每題100分，共共60分） 1. 在位位錯發(fā)生生滑移時時，請分分析刃位位錯、螺螺位錯和和混合位位錯的位位錯線ll與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與柏氏氏矢量bb、外

5、加加切應(yīng)力力與位錯錯線l之間的的夾角關(guān)關(guān)系，及及位錯線線運動方方向。（請請繪表格格作答，答答案務(wù)必必寫在答答題冊上上） 答： 一定角度一定角度 / 法線 一定角度 / / 法線 / / 法線 位錯線運動方向 與 l 與 b b 與 l 2. 什么么是置換換固溶體體？影響響置換固固溶體溶溶解度的的因素有有哪些？形成無無限固溶溶體的條條件是什什么？ 答：溶質(zhì)原原子取代代溶劑原原子，并并保持溶溶劑結(jié)構(gòu)構(gòu)的合金金相稱為為置換固固溶體。 影響因素有有：1）原子子尺寸；2）晶體體結(jié)構(gòu)；3）電負(fù)負(fù)性；44）電子子濃度 兩組元晶體體結(jié)構(gòu)相相同是形形成無限限固溶體體的必要要條件。 3. 置換換擴散與與間隙擴擴散

6、的擴擴散系數(shù)數(shù)有何不不同？在在擴散偶偶中，如如果是間間隙擴散散，是否否會發(fā)生生柯肯達(dá)達(dá)爾效應(yīng)應(yīng)？為什什么？ 答：間隙擴擴散系數(shù)數(shù)與空位位濃度無無關(guān)，而而置換擴擴散系數(shù)數(shù)與空位位濃度有有關(guān)（可可用公式式表示）。一一般地，間間隙擴散散系數(shù)大大于置換換擴散系系數(shù)。 不會發(fā)生。因因為間隙隙擴散中中考慮間間隙原子子定向流流動，未未考慮置置換互溶溶式擴散散。 4. 在室室溫下對對鐵板（其其熔點為為 15338 ）和錫錫板（其其熔點為為 2322 ），分分別進(jìn)行行來回彎彎折，隨隨著彎折折的進(jìn)行行，各會會發(fā)生什什么現(xiàn)象象？為什什么？ 答：根據(jù)TT再（0.350.445）Tm可知 Fe在室溫溫下加工工為冷加加工

7、，SSn在室室溫下加加工為熱熱加工 因此隨著彎彎曲的進(jìn)進(jìn)行，鐵鐵板發(fā)生生加工硬硬化，繼繼續(xù)變形形，導(dǎo)致致鐵板斷斷裂 Sn板屬于于熱加工工，產(chǎn)生生動態(tài)再再結(jié)晶，彎彎曲可不不斷進(jìn)行行下去 5. 何為為固溶強強化？請請簡述其其強化機機制。 答：固溶強強化就是是溶質(zhì)原原子阻礙礙位錯運運動，從從而使合合金強度度提高的的現(xiàn)象。 主要機制包包括：11）柯氏氏氣團(tuán)，即即溶質(zhì)原原子的彈彈性應(yīng)力力場阻礙礙位錯運運動；22）玲木木氣團(tuán)，即即溶質(zhì)原原子降低低基體層層錯能，使使位錯分分解為擴擴展位錯錯，阻礙礙位錯交交滑移或或攀移；3）電交交互作用用，即帶帶電溶質(zhì)質(zhì)原子與與位錯形形成靜電電交互作作用，阻阻礙位錯錯運動。

8、6. 請比比較二元元共晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變與包包晶轉(zhuǎn)變變的異同同。 答：相同點點：恒溫溫、恒成成分轉(zhuǎn)變變；相圖圖上均為為水平線線。 不同點：共共晶為分分解型反反應(yīng)，包包晶為合合成型反反應(yīng)；共共晶線全全是固相相線，包包晶線只只有部分分是固相相線；共共晶三角角在水平平線上，包包晶三角角在水平平線下。 二、作圖計計算題（每每題100分，共共40分） 請比較FCCC晶體體中 和 兩位錯錯的畸變變能哪個個較大。 答： 故故：b1的畸變變能較小小。 面心立方晶晶體沿0011方向向拉伸，可可能有幾幾個滑移移系開動動？請寫寫出各滑滑移系指指數(shù)，并并分別繪繪圖示之之。 答：共12個滑滑移系，其其中可能能開動的的有8個。分分

9、別是： 、 、 、 、 在Al單晶晶中，（111）面上有一位錯 ， 面上另一位錯 。若兩位錯發(fā)生反應(yīng)，請繪出新位錯，并判斷其性質(zhì)。 b1b2b2b3答：新位錯b1b2b2b3位錯線為（111）面與 面的交線 。 兩者垂直，因因此是刃刃型位錯錯。 4. 請分分別寫出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 答： 綜合分析題題（每題題25分，共共50分） 1. 請分分析影響響回復(fù)和和再結(jié)晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影響響因素的的異同，并并請分析析其原因因。 回復(fù) 再結(jié)晶 原因 溫度（升） 促進(jìn) 促進(jìn) 促進(jìn)原子擴擴散 冷變形量（增增） 促進(jìn) 促進(jìn) 提供驅(qū)動力力 溶質(zhì)原子 阻礙 阻礙

10、 阻礙位錯和和晶界的的運動 第二相粒子子 促進(jìn) 促進(jìn)或阻礙礙 即可能提高高驅(qū)動力力，同時時阻礙位位錯和晶晶界運動動 原始晶粒（細(xì)細(xì)?。?促進(jìn) 促進(jìn) 增大再結(jié)晶晶驅(qū)動力力 晶粒位向 無影響 無影響 熱蝕溝 無影響 一般無影響響 尚未形成熱熱蝕溝 2. 附圖圖為Tii-All二元合合金相圖圖： 請分析并分分別寫出出12885、11225和6655三個恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式，以以及8882時發(fā)生生兩相恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式。 請繪出w31%合金平平衡結(jié)晶晶的冷卻卻曲線，并并注明各各階段的的主要相相變反應(yīng)應(yīng)。 請分析5000時，w31%的合金金平衡結(jié)結(jié)晶的相相組成物物和組織織組成物物，并計計算其質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)。 （注：11125時，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000時，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 答： 1）12885：包析析反應(yīng)，TiTiAlaTi 11125：共析析反應(yīng)，aTiTi3AlT