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2005年山西太原科技大学材料科学基础考研真题.doc

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2005 年山西太原科技大学材料科学基础考研真题 一、选择题(每题 2 分,共 20 分) 1.用 60Si2Mn 钢制作汽车板簧,热处理后为提高其表面疲劳强度,一般采用 A.表面渗碳处理 B.表面氮化处理 C.表面淬火处理 D.表面喷丸处理 2.面心立方晶格的致密度和单位品胞所含原子数为 A.0.74 和 4 B.0.68 和 4 C.0.68 和 2 D.0.74 和 2 3. ICr18Ni9Ti 奥氏体不锈钢中 A.碳元素扩大了 Y 区 B.铬元素扩大了 Y 区 C.镍元素扩大了 Y 区 D.钛元素扩大了 Y 区 4.金属的热加工(热变形)与冷加工(冷变形) A.以室温为界 B.以共晶温度为界 C.以再结晶温度为界 D.以临界变形度为界 5.淬火钢在一定温度范围内回火时,冲击韧性下降的现象称作钢的回火脆性 A.碳钢出现低温问火脆性而合金钢出现高温回火脆性 B.碳钢一般不出现低温回火脆性 C.含硅的钢一般能抑制低温回火脆性 D.碳钢一般不出现高温回火脆性
6.根据相律,当系统的压力为常数时二元合金的自由度数最多为 A.4 个 B.3 个 C.2 个 D.1 个 7.在金属铸锭形成过程中 A.塑性差的金属或合金希望扩大柱状晶区 B.塑性好的金属或合金希望扩大柱状品区 C.硬度高的金属或合金希望扩大柱状晶区 D.硬度低的金属或合金希望扩大柱状晶区 8.钢的调质处理是 A.钢淬火和随后高温回火的处理工艺 B.钢细化品粒的处理工艺 C.钢奥氏体化的处理工艺 D.钢表面浮火的处理工艺 9.在普通金相显微镜下观察珠光体组织,浸蚀剂用 4%硝酸酒精溶液, A.属化学反应显微 B.属电化学反应显微 C.属染色剂显微 D.属光学反应显微 10.菲克第一定律 J=-D(dC/dx)中,负号表示物质的扩散流方向与()的方向相反。 A.浓度梯度 B.自由能 C.扩散系数 D.过冷度 二、简答题(每题 5 分,共 25 分) 1. 什么是钢的本质晶粒度? 2.金属铸造时,采用哪些措施可细化晶粒? 3.采用合金化如何提高材料的强度? 4.通常硫是钢中的有害元素,简述硫的危害及防止方法。
5.固溶体有哪些类型? 三、现有一铁单晶体,回答(15 分) 1.在铁单晶的单位晶胞中用晶面指数、晶向指数标出其两个滑移系。(4 分) 2.若沿 Z 轴施加应力,求所标滑移系的取向因子。(6 分) 3.简述位错增值原理。(5 分) 四、A-B-C 三组元组成三元合金的投影图(见图 1)(15 分) 1.绘制 1、2、3 合金的冷却曲线和室温下的组织示意图。(9 分) 2.作出 ab、AM 变温截面图。(6 分) 五、下图(图 2)是一亚共析钢的 CCT 曲线,求∶(20 分) 1.写出以 VI 冷却速度冷却得到的室温组织,分析这种组织的性能特点,指出可能属于的热 处理工艺及其用途。(5 分) 2.写出以 V2 冷却速度冷却得到的室温组织,讨论这一转变的主要特点。(5 分) 3.以 V3 冷却速度冷却,其参照温度称作什么?讨论影响这一温度的主要因素。(5 分) 4.简述马氏体转变的特点?(5 分) 六、针对铁碳合金回答(30 分)
1.画出以相组成物表示的 Fe-Fe;相图。(5 分) 2. 作 60 钢成分垂线及结品过程示意图。(5 分) 3.用杠杆定律计算 60 钢室温时相组成物的相对含量。(4 分) 4.用杠杆定律计算 T13 钢室温时组织组成物的相对含量。(4 分) 5.纯铁结晶 912℃相变(Y→a)时,体积有何变化?假设此时原子半径不变,求体 积变化率。(6 分) 6. 试分析 Fe-Fe;相图中铸造性最好的合金和枝晶偏析最严重的合金。(6 分) 七、解释下列现象(每小题 3 分共 15 分) 1.根据晶体结构对扩散系数的影响,碳原子在 a-Fe 中的扩散系数比在 Y-Fe 中的大, 而渗碳钢的渗碳温度却选择在 920℃左右。 2. W18Cr4V 钢热锻后空冷可获得马氏体组织。 3.灰铸铁形成高硬度表面层,难以切削加工。 4.为了消除冷加工金属的加工硬化现象,实际采用的再结晶温度比其 T,要高。 5.金属凝固时通过对过冷度的控制,可细化晶粒也可获取非品态金属。 八、用 20CrMnTi 制作汽车变速箱齿轮,要求表面具有高强度、高硬度、高耐磨性和一定的 疲劳强度,心部具有一定韧性(10 分) 1.制定从毛坯到成品加工工艺流程(5 分) 2.指出各热处理工艺的主要目的(3 分) 3. 分析各合金元素在钢中的主要作用(2 分)
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