西北工业大学材料科学基础0510年真题及答案.pdf

2005 年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何 差别？ 3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？ 4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？ 5. 请简述回复的机制及其驱动力。 二、计算、作图题：（共 60 分，每小题 12 分） 1. 在面心立方晶体中，分别画出 、 和、 ， 指出哪些是滑移面、 滑移方向， 并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力 方向为 [001] ，请问哪些滑移系可以开动？ 2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。 （1） （2） 3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为 ，请回答： （1） 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量； （2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为纯螺位错， 其位错线方向又如何？ 4. 若将一块铁由室温 20℃加热至 850℃，然后非常快地冷却到 20℃，请计算处 理前后空位数变化（设铁中形成 1mol 空位所需的能量为 104675 J，气体常数为 8.314J/mol K·）。 5. 已知三元简单共晶的投影图，见附图， （1） 请画出 AD 代表的垂直截面图及各区的相组成（已知 TATD ）； （2） 请画出 X 合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。 三、综合分析题：（共 50 分，每小题 25 分） 1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和 机理。 2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题： （1） 分析合金 I、II 的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线； （2） 说明室温下 I 、II 的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量； （3） 如果希望得到共晶组织和 5%的 β初的合金，求该合金的成分； （4）分析在快速冷却条件下， I、 II 两合金获得的组织有何不同。 2005 年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案 一、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 答：热力学条件 ΔG 0 结构条件： r r* 能量条件： A ΔG max 成分条件 2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何 差别？ 答：同素异晶转变是相变过程， 该过程的某一热力学量的倒数出现不连续； 再结 晶转变只是晶粒的重新形成，不是相变过程。 3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？ 答：位错的交割属于位错与位错之间的交互作用， 其结果是在对方位错线上产生 一个大小和方向等于其柏氏矢量的弯折， 此弯折即被称为扭折或割阶。 扭折是指 交割后产生的弯折在原滑移面上， 对位错的运动不产生影响， 容易消失； 割阶是 不在原滑移面上的弯折，对位错的滑移有影响。 4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？ 答：置换机制： 包括空位机制和直接换位与环形换位机制， 其中空位机制是主要 机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。 间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。 影响扩散的主要因素有： 温度 （温度约高，扩散速度约快） ；晶体结构与类型 （包 括致密度、固溶度、各向异性等）；