2012年福建华侨大学材料科学基础考研真题.doc

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2012 年福建华侨大学材料科学基础考研真题一、选择题(每小题包含至少一个正确选项,每小题 3 分,共 30 分) . . . . 1. BCC、FCC 和 HCP 等三种典型晶体结构中, 单位晶胞的原子数分别为 (A) 2, 4, 6 (B) 4, 2, 6 (C) 3, 4, 5 (D) 6, 2, 4 2. 金属结晶形核时 , 临界晶核半径 rK 与过冷度 Δ T 及表面自由能 σ 之间的关系为 (A) ΔT越大, rK 越小 (B) ΔT越大, rK 越大 (C) σ越大, rK 越小 (D) σ越大, rK 越大 3. 体心立方晶体的挛晶面是 (A) {112} (B) {110} (C) {111} (D) {123} 4. 原子扩散的驱动力是 (A) 组元的浓度梯度 (B) 组元的化学势梯度 (C) 温度梯度 (D) 表面张力 5. 菲克第一定律描述了稳态扩散的特征, 即浓度不随 (A) 距离 (B) 时间 (C) 温度 (D) 压力 6. 在间隙固熔体中, 原子扩散的方式一般为 (A) 原子互换机制 (B) 间隙机制 (C) 空位机制 (D) 填隙机制 7. 下述关于交滑移的描述中, 正确的是 . (A) 发生交滑移时会出现曲折或波纹状的滑移带 (B) 面心立方金属最容易发生交滑移 (C) 层错能低的金属易发生交滑移 (D) 交滑移必须通过螺型位错实现 8. 多晶体发生塑性变形时, 为了满足协调变形, 每个晶粒至少需要开动移系. (A) 3 个独立的滑变化. .

(B) 4 (C) 5 (D) 6 9. 下述关于再结晶晶核长大的描述中, 正确的是 (A) 晶界迁移的驱动力主要是相邻晶粒的畸变能差 (B) 晶界迁移的驱动力主要是相邻晶粒的表面能差 (C) 晶界向曲率中心移动 (D) 晶界背向曲率中心移动 10. 结合键分为物理键和化学键, 下述结合键中属于物理键的有 . (A) 金属键 . (B) 离子键 (C) 分子键 (D) 共价键二、判断下列叙述是否正确,并分析原因( 每小题 2 分, 共 20 分 ) 1. 一根位错线具有唯一的柏氏矢量, 但当位错线形状发生改变时, 柏氏矢量也会改变. 2. 在铁碳合金中, 只有过共析钢的平衡组织中才会出现二次渗碳体. 3. 固熔体合金棒顺序结晶过程中, 液-固界面推进速度越快, 则棒中宏观偏析越严重. 4. 小角度晶界均是由刃型位错排列而成. 5. 晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒, 反常长大是大晶粒吞食小晶粒. 6. 如果固体中不存在扩散流, 则说明原子没有扩散. 7. 形变织构对材料的使用来说, 均是有害的. 8. 工件表面存在残余拉应力, 可显著提高其疲劳强度. 9. 再结晶是形核-长大过程, 所以也是一个相变过程. 10. 20 号钢的熔点比纯铁的低, 故其再结晶温度也比纯铁的低. 三、简答题( 每小题 6 分, 共 30 分 ) 1. 分析固态相变阻力大的原因. 2. Ni-Cu 扩散偶中惰性标记会移向哪一侧? 为什么? 3. 简述细晶强化机理. 4. 简述空位扩散机制. 5. 碳在α-Fe 中的扩散系数比在γ-Fe 的大, 但渗碳温度为何仍选在奥氏体区? 四、作图、计算题( 本大题共计 40 分 ) 1. (15 分)对于 FCC 结构金属, 其滑移系可表示为{111}<110>, 试完成: (1) 该类滑移系共有多少个? (2) 该类滑移系共有多少个滑移面? 分别写出各滑移面的晶面指数. (3) 在单位晶胞中画出一个滑移面及其可能的滑移方向. 2. (13 分)某 A-B 二元共晶系合金, A 组元的熔点为 1000℃, B 组元的熔点为 700℃. wB = 0.25 的合金在 500℃凝固完毕, 在平衡状态下, 此合金的组织组成物中α初占 73.33%, 共晶体 (α+β)共占 26.67%; wB = 0.50 的合金也在 500℃凝固完毕, 此时α初占 40%, 共晶体 (α+ β)共占 60%, 且合金中α相的相对量为 50%. 假定α相及β相的固熔度不随温度而改变, 试画出此 A-B 二元相图.

3. (6 分)计算面心立方结构晶体中{111}晶面及<110>晶向上原子排列密度 (晶格常数为 a ). 4. (6 分)纯锆在 553℃和 627℃等温退火至完全再结晶分别需要 40h 和 1h. 试求此材料的再结晶激活能(已知摩尔气体常数 R = 8.314 J/(mol·K)). 五、综合应用题( 每小题 10 分,共 30 分 ) 1. 根据金属凝固理论, 分析铸锭组织成因. 2. 结合生产实际, 分析加工硬化的优缺点. 3. 用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉, 并随工件一起加热到 1000℃, 加热完毕, 当吊出工件时钢丝绳发生断裂. 试分析其原因.

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