江苏大学考研真题-江苏大学硕士研究生入学考试-金属学(附答案)

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页2010江苏大学硕士研究生入学考试-金属学(附答案)一名词解释（每题3分，共24分）1滑移系2临界过冷度3再结晶织构4平衡分配系数5柯肯达尔效应6衔接线7不全位错8柏氏矢量二Al—Cu相图的局部如图2-1所示。1分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡凝结和迅速冷却不平衡结晶时室温组织特点。（6分）2图中的α相为何种晶体结构？（3分）3计算亚共晶合金在温度为TE（共晶反应前）时的平衡分配系数（5分）4画出T=560℃温度时各相的自由能—成分曲线暗示图。（5分）图2-1第二题图三图3-1为一连铸坯低倍组织照片，说明各晶区的名称及成因；若想得到更多的等轴晶粒，可采用哪些主意或措施？（15分）591℃591四蔓延的微观机制有哪些？普通情况下哪种机制蔓延速度快，为什么？一个经凝结而有微观非平衡偏析的合金，生产中常采用什么主意使合金匀称化？描述该过程应用哪种蔓延第二定律的解？（15分）五按照Fe-Fe3C相图，计算含0.4%C的亚共析钢在室温平衡组织中铁素体与渗碳体的相对分量，以及先共析铁素体和珠光体的相对分量，画出室温下的组织图（标明组织）。（17分）六、试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的影响。（20分）七、阐述堆垛层错与不全位错的关系，指出FCC结构中常产生的不全位错的名称、柏氏矢量和它们各自的特点。（20分）八、对图8-1所示Fe-Cr-C三元相图的变温截面，写出图中合金Fe-13%Cr-0.2%C的平衡结晶过程，比较其室温组织与Fe-0.2%C合金室温组织的区别。（10分）图8-1第八题图九、简述再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区别冷、热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？（10分）参考答案名词解释1滑移系：把一个滑移面和此面上的一个滑移方向组合称为滑移系。2临界过冷度：形成临界晶核所需要的过冷度。3再结晶织构：具有变形织构的材料经退火后，在大多数情况下依然会具有织构，这种织构称为再结晶织构。4平衡分配系数：某一温度下固相与液相两平衡成分的比值。5柯肯达尔效应：蔓延偶中因为蔓延系数不同而引起对接面移动的现象。6衔接线：两个平衡相的成分存在着对应关系，衔接对应成分点的直线。7不全位错：柏矢矢量小于点阵矢量的位错称。8柏矢矢量：用来描述位错引起晶格畸变的物理量二、答（要点）15.6%Cu合金平衡结晶时室温组织为α+θⅡ，快冷不平衡结晶时室温组织还浮上少量非平衡共晶组织（α+θ）共晶体，（常以离异共晶组织形态浮上）；5.7%Cu合金平衡结晶时室温组织为α+θⅡ+（α+θ）共晶体，快冷不平衡结晶时室温组织中浮上离异共晶。2FCC结构3Ko=Cs/Cl=5.65/35.2=0.164T=560℃时各相的G—X曲线暗示图略三、答：（要点）晶区组织：表层细晶区、柱状晶区和中央等轴晶区。细晶区的形成：主要是液体金属浇入锭模后，冷模壁的作用而产生强烈的过冷，且模壁促进非匀称形核。柱状晶区形成：在细晶区的形成过程中，因为模壁温度不断升高，使得细晶区前沿液体的过冷度减小，形核变得艰难或者说基本上不形核了，此时就在细晶的基础上逐渐长大。因为热量的散发垂直于模壁，因此晶体的生长也就沿着与散热相反方向作定向凝结形成柱状晶。中央等轴晶区的形成：主要是因为铸锭中央的液体存在着大量的籽晶，这些籽晶在成分过冷的作用下，形成核心而长大，形成中央等轴晶。慢的冷速、低的浇注温度、匀称散热、变质处理和应用物理主意等，可扩大等轴晶区。四、答：（要点）间隙蔓延机制、空位蔓延机制、直接换位机制、环形换位机制。间隙蔓延机制蔓延速度快，因为通过空位蔓延的蔓延激活能比间隙蔓延的要大，它是由两部分能量组成：原子跳跃激活能和空位形成能。采用匀称化退火（蔓延退火），正弦解。五、解：F与Fe3C相对量：F≈6.69-0.4/6.69=94%；Fe3C=1-F=6%组织相对量：F先=0.77-0.4/0.77=48%，P=1-F先=52%组织图略六、答：（要点）。（1）组织结构：①形成纤维组织，晶粒沿变形方向被拉长；②形成胞状亚结构③形成形变织构（2）力学性能：造成加工硬化（3）物理化学性能：电阻率增强、电阻温度系数、导磁率、导热系数均下降；金属的蔓延过程加速，化学活性增强，腐蚀速度加快。（4）体系能量：①因冷变形产生大量缺陷引起点阵畸变，使畸变能增强；②因晶粒间变形不匀称和工件各部分变形不匀称引起的微观内应力和宏观内应力。着两部分都称为储存能，前者为主要的。七、答：（要点）倘若层错不是贯通囫囵晶体，而只限于晶体截面的一部分，则此层错与残破晶体之间的交界处，就具有异常的几何结构，就构成了一个不全位错。FCC结构中常产生两种不全位错：肖克莱不全位错b=a/6[211]；Frank不全位错b=a/3<111>肖克莱不全位错特点：（1）它只能在{111}面上运动，不能攀移（刃型位错），也不能交滑移（螺型位错）（2）它只能在{111}面上存在，不能在三维空间存在。Frank不全位错特点：(1)柏矢矢量与位错垂直,是纯刃型位错.(2)柏矢矢量与层错面相垂直,所以它是固定位错.它不能滑移,而只能攀移八、答：（要点）Fe-13%Cr-0.2%C的平衡结晶过程：L，L→α（高温），L+α→γ，α（高温）→γ，γ→C2，γ→C2+α，α→C2；室温组织为珠光体+碳化物。Fe-0.2%C合金室温组织为铁素体+珠光体，Fe-13%Cr-0.2%C合金浮上了在过共析成分才浮上的组织。九、答：（要点）再结晶通常是指经冷变形的金属在充足高的温度下加热时，通过新晶核的形成及长大，以无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒的过程。它的驱动力是储存能；再结晶完成后继续升高温度或延伸