2016年浙江省中国计量大学材料科学基础考研真题.doc

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2016 年浙江省中国计量大学材料科学基础考研真题 1、名词解释：（每小题 4 分，共 20 分）（1）致密度；（2）中间相；（3）伪共晶；（4）脱溶分解；（5）形变织构。 2、判断下列说法是否正确，并说明理由：（每小题 4 分，共 20 分）（1）空间点阵是将实际晶体结构中的原子或分子抽象成阵点后获得的，因此空间点阵可以近似等同于晶体结构。（2）在负的温度梯度下，单一组元金属在凝固过程中也可能出现成分过冷。（3）根据相图，我们可以确定某组分的材料在特定温度下是由几个相组成的、每个相的具体成分、各相的相对比例，以及各相的分布状态。（4）一次再结晶和二次再结晶的主要差异在于发生时间的先后顺序上，其驱动力是一样的。（5）金属塑性变形主要通过位错滑移进行，所以具有超塑性的金属在超塑性变形后的位错密度大大增加，形成复杂的位错网络。 3、简答题：（每小题 5 分，共 30 分）（1）我们判断衣服是否是正宗的羊毛衫，往往可以通过打火机灼烧来判断，为什么？（2）什么是固溶强化？其对材料起到强化作用的根本原因是什么？（3）简述扭折与割阶分别和滑移面之间的关系，他们各自对位错运动有什么影响？

（4）为什么钢铁零件的渗碳温度一般要选择在γ-Fe（奥氏体）区域？如果不选择在γ相区域渗碳会有什么结果？（5）在相同条件下，为什么球形晶胚比立方形状的晶胚更容易形核并长大？（6）何为合金扩算过程中的柯肯达尔效应（Kirkendall effect），其实验结果给出什么样的启示？ 4、画出下列晶向指数与晶面指数：（共 10 分）（1）在立方晶系的某个晶胞中同时绘出晶向指数：[213]、 ]121[ 、 ]211[ ；（2）在立方晶系的某个晶胞中同时绘出晶面指数： )223( 、 )122( 。 5、简要回答问题并根据要求绘图：（共 15 分）（1）分别画出面心立方晶胞中（100）、（110）、（111）晶面上的原子排布示意图。（9 分）（2）立方晶系中，有一个柏氏矢量为[100]的刃型位错 b1在（010）晶面上滑动，另有一个柏氏矢量在[010]方向的螺型位错 b2在（001）晶面滑动；当上述两位错交割后，b1将如何变化？是发生扭折还是割阶？汇出交割后的示意图。（6 分） 6、计算：（共 26 分）（1）渗碳体（Fe3C）是一种间隙化合物，它具有正交点阵结构，其点阵常数 a=0.4514 nm， b=0.508 nm，c=0.6734 nm，其密度ρ=7.66 g/cm3，试求 Fe3C 每单位晶胞中所含 Fe 的原子与 C 原子的数目。（Fe 与 C 的原子量分别为 56 与 12，NA 为 6.02×1023）（6 分）（2）根据下列数据计算出 A-B 二元共晶相图上的共晶点成分：WB=20%的合金在 900℃结晶完毕，并由 75%的初生相α和 25%的(α+β)共晶体组成，而此时α相占合金总量的八分之七； WB=60%的合金在 900℃结晶完毕，并由 25%的初生相β和 75%的(α+β)共晶体组成。（6 分）（3）已知 Cu-30%Zn 合金的再结晶激活能为 250 kJ/mol，此合金在 400℃的恒温下完成再结晶需要 1 小时，试求此合金在 390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。（6 分）（4）设有一条内径为 30 mm 的厚壁管道，中间被厚度为 0.1 mm 的铁膜隔开成两部分。通过

管子的一端向管内输入氮气，以保持铁膜一侧的氮气浓度为 1200 mol/m3，而另外一侧的氮气浓度为 100 mol/m3。如在 700℃下测得通过管道的氮气流量为 2.8×10-8 mol/s，求此时氮气在铁中的扩散系数。（8 分） 7、描述冷变形金属在加热时的回复、再结晶及晶粒长大的过程及相应的特点。（12 分） 8、如图 1，根据铁碳相图，回答下列问题：（17 分）（1）碳含量为 1.5 wt%的铁-碳合金，在平衡凝固过程中，依次经历了 T1、T2、T3、T4 温度到达室温；描述结晶过程中的物相变化。（4 分）（2）计算碳含量为 1.5 wt%的铁-碳合金，室温下相组成的相对量；室温下铁素体的碳含量以 0%来计算。（4 分）（3）如果碳含量为 2 wt%的铁-碳合金以非常快的速度冷却，发生不平衡凝固、冷却至室温过程中可能出现的组织变化。（3 分）（4）如果尺寸较大的纯铁在 800℃的渗碳气氛下长期扩散，试根据相图分析：800℃长时间等温扩散时从表层到心部的组织变化。（3 分）（5）如果尺寸较大的纯铁在 800℃的渗碳气氛下长期扩散，试根据相图分析：800℃长时间等温扩散，并缓慢冷却至室温后，从表层到心部的组织变化。（3 分）图 1

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