江蘇大學材料科學基礎考研課程試題集(編輯修改稿)
2025-04-21 05:14 本頁面
【文章內容簡介】 并就圖中情況分析它們能否構成滑移系？若外力方向為 [001] ，請問哪些滑移系可以開動？ 2. 請判定下列位錯反應能否進行，若能夠進行，請在晶胞圖上做出矢量圖。 （ 1 ） 幾何條件：，滿足幾何條件 能量條件： 滿足能量條件，反應可以進行。 （ 2 ） 幾何條件： ，滿足幾何條件 能量條件： 滿足能量條件，反應可以進行。 3. 假設某面心立方晶體可以開動的滑移系為 ，請回答： 1) 給出滑移位錯的單位位錯柏氏矢量； 2）若滑移位錯為純刃位錯，請指出其位錯線方向；若滑移位錯為純螺位錯，其位錯線方向又如何？答：（ 1 ）單位位錯的柏氏矢量 ；（ 2 ）純刃位錯的位錯線方向與 b 垂直，且位于滑移面上， 為 ；純螺位錯的位錯線與 b 平行，為 [011]。 4. 若將一塊鐵由室溫 20 ℃ 加熱至 850 ℃ ，然后非常快地冷卻到 20 ℃ ，請計算處理前后空位數變化（設鐵中形成 1mol 空位所需的能量為 104675 J ）。 答： 5. 已知三元簡單共晶的投影圖，見附圖， 1) 請畫出 AD 代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成（已知 T A T D ）； 2) 請畫出 X 合金平衡冷卻時的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應。 答： 三、綜合分析題：（共 50 分，每小題 25 分） 1. 請對比分析加工硬化、細晶強化、彌散強化、復相強化和固溶強化的特點和機理。 答：加工硬化：是隨變形使位錯增殖而導致的硬化； 細晶強化：是由于晶粒減小，晶粒數量增多，尺寸減小，增大了位錯連續(xù)滑移的阻力導致的強化；同時由于滑移分散，也使塑性增大。該強化機制是唯一的同時增大強度和塑性的機制。 彌散強化：又稱時效強化。是由于細小彌散的第二相阻礙位錯運動產生的強化。包括切過機制和繞過機制。 復相強化：由于第二相的相對含量與基體處于同數量級是產生的強化機制。其強化程度取決于第二相的數量、尺寸、分布、形態(tài)等，且如果第二相強度低于基體則不一定能夠起到強化作用。 固溶強化：由于溶質原子對位錯運動產生阻礙。包括彈性交互作用（柯氏氣團）、電交互作用（玲木氣團）和化學交互作用。 2. 請根據所附二元共晶相圖分析解答下列問題： 1）分析合金 I 、 II 的平衡結晶過程，并繪出冷卻曲線； 2） 說明室溫下 I 、 II 的相和組織是什么？并計算出相和組織的相對含量； 3）如果希望得到室溫組織為共晶組織和 5% 的 β 初 的合金，求該合金的成分； 4）分析在快速冷卻條件下， I 、 II 兩合金獲得的組織有何不同。 答：（ 1 ） （ 2 ） I ： α 初 ＋ β II ，相組成與組織組成比例相同 II ： β 初 ＋（ α ＋ β ） 共 ＋ β II （忽略） （ 3 ）設所求合金成分為 x （ 4 ） I 合金在快冷條件下可能得到少量的共晶組織，且呈現離異共晶的形態(tài)，合金中的 β II 量會減少，甚至不出現； II 合金在快冷條件下 β 初呈樹枝狀，且數量減少。共晶體組織變細小，相對量增加。2006年西北工業(yè)大學碩士研究生入學試題 參考答案 一、簡答題（每題 10 分，共 50 分） 1. 試從結合鍵的角度，分析工程材料的分類及其特點。 答：金屬材料：主要以金屬鍵為主，大多數金屬強度和硬度較高，塑性較好。 陶瓷材料：以共價鍵和離子鍵為主，硬、脆，不易變形，熔點高。 高分子材料：分子內部以共價鍵為主，分子間為分子鍵和氫鍵為主。 復合材料：是以上三中基本材料的人工復合物，結合鍵種類繁多。性能差異很大。 2. 位錯密度有哪幾種表征方式？ 答：有兩種方式：體密度，即單位體積內的位錯線長度；面密度，即垂直穿過單位面積的位錯線根數。 3. 陶瓷晶體相可分為哪兩大類？有何共同特點？ 答：氧化物陶瓷和硅酸鹽陶瓷。特點： 1. 結合鍵主要是離子鍵，含有一定比例的共價鍵； 2. 有確定的成分，可以用準確的分子式表達； 3. 具有典型的非金屬性質。 4. 冷軋純銅板，如果要求保持較高強度，應進行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時，又應進行何種熱處理？ 答：保持較高強度則應進行低溫退火，使其只發(fā)生回復，去除殘余應力；要繼續(xù)冷變形則應進行高溫退火，使其發(fā)生再結晶，以軟化組織。 5. 擴散激活能的物理意義為何？試比較置換擴散和間隙擴散的激活能的大小。 答：擴散激活能的物理意義是原子躍遷過程中必須克服周圍原子對其的阻礙，即必須克服勢壘。相比而言，間隙擴散的激活能較小。 二、作圖計算題（每題 15 分，共 60 分） 1. 已知碳在 γ － Fe 中擴散時， D 0 ＝ 10 － 5 m 2 /s ， Q ＝ 10 5 J/mol 。當溫度由 927 ℃上升到 1027 ℃ 時，擴散系數變化了多少倍？（ R ＝ J/() ） 答： 2. 已知某低碳鋼 σ 0 =64KPa ， K= ，若晶粒直徑為 50μm ，該低碳鋼的屈服強度是多少？ 答：由霍爾－配奇公式得： 3. 試計算 BCC 晶體最密排面的堆積密度。 答： BCC 密排面為｛ 110 ｝面，其面積為： ｛ 110 ｝面上被原子占據的面積為（兩個原子）： 堆積密度： 4. 和 均位于 Fcc 鋁的 (111) 晶面上，因此理論上 和 的滑移均是可能的。 （ 1 ）畫出 (111) 晶面及單位滑移矢量 和 。 （ 2 ）比較具有此二滑移矢量的位錯的能量。 答：（ 1 ） （ 2 ） 兩位錯位于同一滑移面，因此 G 相同，故： 三、綜合分析題（每題 20 分，共 40 分） 1. 試從晶界的結構特征和能量特征分析晶界的特點。 答：晶界結構特征：原子排列比較混亂，含有大量缺陷。 晶界能量特征：原子的能量較晶粒內
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