(完整版)810材料科学基础答案(B卷)最新（精华版）

1、西安科技大学2014 年硕士研究生入学考试试题答案(b 卷)科目编号： 810科目名称：材料科学基础一、选择题（每小题 3 分，共 30 分）1.（ a ）； 2.（c）；3.（b）；4.（b）；5.（a ）；6.（ c）； 7.（a ）；8. (b.)；9.（b）； 10.（ c）二、填空题 ( （每空 1 分，共 30 分）1.3/4a ，8，0.68 或 68%。2.化学位。 3.刃型。 4. 变形储存能，晶界能。5. 螺型位错，刃型位错。 6.滑移，孪生。 7. 包晶转变、共晶转变、共析转变8. 铁素体 、奥氏体、渗碳体。 9.0.0218%，2.11%（质量分数）。10. 共析反应，

2、铁素体，渗碳体。 11.111 ， 。12.变形组织呈现各向异性。 13414. 1。15. 原子尺寸因素，电负性因素，电子浓度三、作图、计算题（每小题 10 分，共 30 分）1.作图表示出立方晶系中的（ 110），（111），（ 100）以及六方晶系中的 0001，共 5 页第5页2-1-10。答：0001ca3yyya2x(110)x(111)x(100)- -21102. 在 a-b 二元系统中，组元 a 的熔点为 1000，组元 b 的熔点为 600，在800存在一个包晶反应，在 500存在一个共晶反应，即 0.05b +l0.15b 0.30b l0.70b 0.40b + 0.9

3、0b依据以上数据，绘出概略的的 a-b 二元相图。解答： a-b 二元相图如下图所示。0.150.30.05800l0.70.40.95001000 600ab3. 铜具有面心立方结构，其原子半径为0.1278nm，相对原子质量为 63.5 ，试计算其密度。（精确到小数点后两位）答:铜为面心立方点阵 , 每个晶胞有 4 个原子,因为r=1.414a4点阵常数 a=21.414 r=0.3615nm.-9密度 =m/v=4 63.5 6.023 1023(0.3615 10四、简答题（每小题 10 分，共 40 分）)=8.93mg/m3=8.93g/cm 31. 什么是成分过冷？成分过冷对固溶

4、体晶体的生长形态有何影响？答案要点：成分过冷： 固溶体结晶时， 尽管实际温度分布不变， 但是液/固界面前沿液相中溶质分布发生变化，液相的熔点也随着变化。这种由于液相成分改变而形成的过冷，称为成分过冷。 （ 4 分）如果液/固界面前沿液相不产生成分过冷，固溶体结晶完全依靠热（温）过冷， 则以平面状形态生长； 如果液/固界面前沿液相有较小的成分过冷区，则以胞状形态生长；如果液 /固界面前沿液相较大，则以树枝状形态生长。 （6 分）2. 间隙固溶体和间隙化合物的结构和性能有何不同？答案要点：间隙固溶体是半径较小的溶质原子（碳、氮、氢、氧、硼等元素） 进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体。间隙固溶体的晶

5、格类型与溶剂的晶格类型一致，只是溶剂的晶格产生畸变，点阵常数增大，畸变能增大。间隙固溶体的强度和硬度较溶剂高，韧性和塑性较溶剂低。但与间隙化合物相比，间隙固溶体的强度和硬度低，韧性和塑性高。（ 5 分）间隙化合物是由过渡族金属与原子半径较小的碳、氮、氢、氧、硼等非金属元素所组成。间隙化合物是合金组元间发生相互作用而形成的一种新相（中间 相），其晶格类型和性能不同于任一组元，具有复杂的晶体结构一般可用分子式大致表示其组成。间隙化合物具有它们具有金属的性质，很高的熔点和极高的硬度，但其塑性很低。 （5 分）3. 什么是冷变形？冷变形后材料的组织与性能发生了哪些变化？ 答案要点：材料在再结晶温度以下

6、的塑性变形称冷变形。（ 2 分）材料冷变形后的组织变化：晶粒沿变形方向变得细长，晶体内位错密度增大， 变形量很大时，形成纤维组织或织（丝）构，即晶体的某一晶向或晶面平行于外力方向。（4 分）材料冷变形后的性能变化：随着变形量的增大，材料的强度和硬度增大，内应力增大，电阻率增大，塑性韧性降低，即产生加工硬化；变形量较大时，材料表现为各向异性。（4 分）4. 简述影响扩散速率的因素。答：（1）温度。扩散速率随温度升高而指数增大； （ 2 分）（2） 晶体结构。在密排结构中的扩散速率低于密排结构中的扩散速率；（2 分）（3） 合金的成分及熔点。合金的熔点越低，则扩散越快；合金的互扩散速率往往大于纯组

7、元的自扩散速率； （ 2 分）（4） 晶体缺陷或晶粒度。点缺陷浓度高、位错密度大、晶界越多，则扩散越快；（2 分）（5） 化学成分。在二元合金中加入第三组元，可能通过细化晶粒使扩散加速，也有可能通过与扩散组元形成化合物而使扩散加速。有时第三组元的加入会改变其它组元活度，从而引起其它组元的逆扩散。（ 2 分）五、分析计算题（ 20 分） 下图为 a-b 二元共晶相图（1） ）分析合金、的平衡结晶过程，说明室温下的组织。（2） ）计算合金室温组织组成物的相对量。（3） ）如果希望得到共晶体加上 10%初晶的组织，求该合金的成分。（4） ）合金、在快冷不平衡状态下结晶，组织有何不同？ 答：（1）分析

8、合金、的平衡结晶过程，说明室温下的组织。合金冷却至 t1 时，从液态开始析出 固溶体相； 冷却至 t2（共晶温度） 时，液相完全转变为 相；当温度继续降低时，从 相中开始析出二次 相。（2 分）因此室温组织由初生 固溶体相和二次 固溶体相组成。（ 1 分）合金冷却至 t1 时，从液态开始析出 固溶体相； 冷却至 t2（共晶温度） 时， 剩余液相转变为（ +） 共晶体；继续降低温度，从相中析出二次 固溶体相。（ 2 分）因此室温组织由初生 固溶体相、（ +） 共晶体以及二次 固溶体相组成。（ 1 分）1l212ta51045 5095bwb（ %）5（第五题图）（2） ）计算合金室温组织组成物的相对量。答案要点：根据杠杆定律： w%（ 95-10） （ 95-5）100% 94.4%（2 分） w %（ 10-5）（ 95-5）100%5.6%（ 2 分）（3） ）如果希望得到共晶体加上 10%初晶的组织，求该合金的成分？（ 4 分）答案要点：设该合金的成分为 c0， 根据杠杆定律： w%（ c0- 50） （95-50）100%10%则 c0=53.5%（4） ）合金、在快冷不平衡状态下结晶，组织有何不同？答案要点：合金的成分位于共晶线的端部，在快冷不平衡状态下结晶时，当温度降至共晶温度时，仍存在少量的液相，由于该液相的成分在共晶温度恰好达到共晶成分，发生共晶转变，因此其室