考研材料科学基础试题库

《材料科学根底》试题库

一、名词解释

1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体

2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变

3、晶面族、晶向族

4、有限固溶体、无限固溶体

5、品胞

6、二次渗碳体

7、回复、再结晶、二次再结晶

8、晶体构造、空间点阵

9、相、组织

10、伪共晶、离异共晶

11、临界变形度

12、淬透性、淬硬性

13、固溶体

14、均匀形核、非均匀形核

15、成分过冷

16、间隙固溶体

17、临界晶核

18、枝晶偏析

19、钢的退火，正火，淬火，回火

20、反响集中

21、临界分切应力

22、调幅分解

23、二次硬化

24、上坡集中

25、负温度梯度

26、正常价化合物

27、加聚反响

28、缩聚反响

29、

30、

二、选择

1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要缘由是集中偶中。

A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的集中C、两组元的集

中速率不同

2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于。

A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上

3、铸铁与碳钢的区分在于有无o

A、莱氏体B、珠光体C、铁素体

4、原子集中的驱动力是o

A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度

5、在置换型固溶体中，原子集中的方式一般为o

A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制

6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为o

A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷

7、抱负密排六方构造金属的c/a为o

A、1.6B、2XV(2/3)C、V(2/3)

8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及

A、单相区B、两相区C、三相区

9、有效安排系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是o(其中K。是平

衡安排系数)

A、l<Ke<K0B、Ko<Ke<lC、Ke<K0<l

10、面心立方晶体的李晶面是o

A、{112}B、{110)C、{111}

11、形成临界晶核时体积自由能的削减只能补偿外表能的O

A、1/3B、2/3C、3/4

12、金属结晶过程中()：

a、临界晶核半径越大，形核越易；b、临界晶核形成功越大，形核越易；

c、过冷度越大，形核越易；d、均质形核比非均质形核简洁。

13、三元相图中()：

a、垂直截面图上可应用杠杆定律；b、垂直截面图上三相区域为直边三角形；c、

四相共品反响平面在成份投影图上为曲边四/形；d、四相反响为等温反

应。

14、

三、推断正误(每题1分，共10分)

正确的在括号内画“，”，错误的画“X”

1.金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。（）

2.作用在位错线上的力F的方向永久垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移

区。（）

3.只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。

（）

4.金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系燧值减小，因此

是一个自发过程。（）

5.固溶体凝固形核的必要条件同样是△GB<0、构造起伏和能量起伏。

（）

6.三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。（）

7.物质的集中方向总是与浓度梯度的方向相反。（）

8.塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。

（）

9.和液固转变样，固态相变也有驱动力并要抑制阻力，因此两种转变的难易

程度相像。（）

10.除C。以外，几乎全部溶入奥氏体中的合金元素都能使C曲线左移，从而增

加钢的淬透性。（）

四、简答

1、简述工程构造钢的强韧化方法。（20分）

2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分）

3、为什么奥氏体不锈纲118-8型不锈钢）在450C〜850℃保温时会产生晶司腐

蚀？如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀？

4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金四周？

5、什么是交滑移？为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？

6、依据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为儿类？固溶体在材

料中有何意义？

7、固溶体合金北平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，缘

由何在？

8、应变硬化在生产中有何意义？作为一种强化方法，它有什么局限性？

9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么？

10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。

11、枝晶偏析是怎么产生的？如何消退？

12、请简述影响集中的主要因素有哪些。

13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？

14、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？

15、请简述二元合金结晶的根本条件有哪些。

16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在Y-Fe相区中进展？假设不在y-Fe相区

进展会有什么结果？

17、一个楔形板坯经冷轧后得到一样厚度的板材，再结晶退火后觉察板材两端的

抗拉强度不同，请解释这个现象。

18、冷轧纯钢板，假设要求保持较高强度，应进展何种热处理？假设需要连续冷

轧变薄时，又应进展何种热处理？

19、位错密度有哪几种表征方式？

20、淬透性与淬硬性的差异。

21、铁碳相图为例说明什么是包晶反响、共晶反响、共析反响。

22、马氏体相变的根本特征？112分）

23、加工硬化的缘由？（6分）

24、柏氏矢量的意义？（6分）

25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象？（8分）

26、916℃时，7Fe的点阵常数0.365nm,（011）晶面间距是多少？（5分）

27、画示意图说明包晶反响种类，写出转变反响式？（4分）

28、影响成分过冷的因素是什么？（9分）

29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么？（9分）

30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释缘由。（6分）

31、某晶体的原子位于四方点阵的节点上，点阵的a=b,c=a/2,有一晶面在x,

y,z轴的截距分别为6个原子间距、2个原子间跑和4个原子间距，求该晶面的

密勒指数。

32、证明抱负密排六方构造的轴比c/a=1.633。

33、立方晶系的（111）,（110）,（123）晶面族各包含多少晶面，写出它们的密勒

指数。

34、说明柏氏矢量确实定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来推断位错的类型？

35、简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。

36、为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？

37、共析钢的奥氏体化有儿个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什么影响？

38、提高钢材耐蚀性的主要方法有哪些？为什么说Cr是不锈钢中最重要的合金

元素？

39、何为位错反响？如何推断一个位错反响能否进展？

40、依据凝固理论，试述细化晶粒的根本途径。

41、分析金属冷变形度的大小对•再结晶晶粒尺寸的影响，说明缘由。

42、简述成分过冷的形成以及成分过冷对固溶体生长形态的影响。

43、位错增值机理

五、计算、作图

1、碳在r-Fe中的集中常数D°=2.0X10-5腿八，集中激活能Q=

1.4X105J/mol（R=8.31J/（molK））o碳势身为C=1.1%C的条件下对20#钢在

880℃进展渗碳，为到达927℃渗碳5h同样的效果，渗碳时间应为多少？（12分）

2、对fee构造的晶体（点阵常数为a）

⑴分别计算原子在［100］,［110］和［111］晶向上的原子密度,并说明哪个晶向是

密排方向：

⑵计算原子在（100）,（110）和（111）晶面上的原子密度和三个面的面间距，并指

出面间距最大的晶面。

3、写出附图1.1所示立方晶格中晶面ABCD和晶向CE的指数；在右图单胞中I田I

出晶面（111）和该面上属于＜112＞三个晶向，并标出具体指数。（12分）

4、碳在丫-Fe中集中时,Do=2.0X10-5m2/s,Q=1.4XlOsJ/molo当温度在927c时,

求其集中系数为多少？（摩尔气体常数R=8.314J/mol・K）

5、作图表示立方晶体的（231）、晶面和、品］、3］晶向。（每题

2分，共1（）分）

6、A（熔点600℃）与B（熔点500℃）在液态无限互溶，固态时A在B中

的最大固溶度（质量分数）为3=（）.30,室温时为3=（）.1（）；但B在固态和室

温时均不溶于Ao在300℃时，含3B=0.40的液态合金发生共晶反响。试绘出

A-B合金相图；并分析3A=0.20、3A=0.80的合金在室温下的组织组成物和相组

成物的相对量。

7、绘出Fe-Fe3c相图，标出铁碳相图上的C、E、F、G、K、P、S点，说明ECF、

PSK水平线和ES、GS曲线的意义，其上发生的转变及生成的组织组成物。

8、某低碳钢。（）=64KPa,K=393.7,假设晶粒直径为5（）um,该低碳钢

的屈服强度是多少？

9、试计算BCC晶体最密排面的积存密度。

10、面心立方构造和密排六方构造金属中的原子堆垛方式和致密度是否有差异？

请加以说明。

11、计算wc=3.3%的铁碳合金常温下莱氏体的相对含量，组织中珠光体的相对

含量和共析渗碳体的含量。(9分)

12、Cu的原子量为63.5,原子半径是0.1278nmo(20分)

(1)计算铜的密度、点阵常数和最大面间距。

(2)在立方晶胞(图1.)中标出以下晶面和晶向(要求用字母标出，如oa:［(X)l］,

寺寺):

(011)、(II)、(221)、［102］、［110］、［11J

(3)以上哪些晶面和晶向相互垂直？

13、柏氏矢量的物理意义是什么？依据柏氏矢量如何区分螺型位错和刃型位错？

什么是全位错和不全位错？简述位错反响条件。无外力作用时，位错反响能

否进展？(18分)

14、假设在镁晶体中，由一个位错源放出的位错移到晶体外表，使晶体外表产生

高度约为104cm的滑移台阶，问有多少个位错运动至外表？(b=3.2A)15、

在铝试样中测得晶粒内部的位错密度为5xl()i3m-2,假定位错全部集中在亚晶界

上，且每个亚晶粒的截面均为正六边形，而位错全为刃位错，其柏氏矢量

b=a/2［lOl］^2xlO-iom,如亚晶粒之间的倾角为5°,试求亚晶界上的位错间距和

亚晶粒的平均大小。

16、在立方晶系的晶胞内画出具有以下密勒指数的晶面和晶向：

17、在870℃比在930c渗碳有肯定优越性，淬火变形小又可得到较细的晶粒，

碳在y铁中的r>o=2.0xl()-5m2/s,Q=14()xl()3j/mol,请计算：(10分)

(a)870c时碳在丫铁中的集中系数；

(b)将渗层加深一倍需多长时间？

(c)假设规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度，则在930C渗碳10小时的渗层厚

度为870℃渗碳10小时的多少倍？

(气体常数R=8.314J/mol-K,渗层厚度b=a<57)

18、位错线与柏氏矢量，切应力方向，位错线运动方向以及晶体滑移方向的关系？

六、综合

1、试分析冷塑性变形对合金组织构造、力学性能、物理化学性能、体系能量的

影响。

2、对铁碳合金(w=0.0015)经过完全退火后：(20分)

(1)在室温下注含哪些组成相，计算其相对量。

（2）在室温卜.由哪些组织组成物构成，画出组织示意图，并计算各自的相对

量。

（3）在室温下该合金经过较大的塑性变形（例如压缩50%）,其组织会发生哪些

变化？

（4）变形后再经过750C充分保温后缓慢冷却到室温，所得到的组织与原完全退

火的组织有哪些差异？

3、请依据所附二元共晶相图分析解答以下问题：

（1）分析合金I、n的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；

（2）说明室温下1、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；

（3）假设期望得到共晶组织和5%的/初的合金，求该合金的成分；

（4）分析在快速冷却条件下，I、H两合金获得的组织有何不同。

4、表达板条马氏体和下贝氏体的