【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化機(jī)制，并解釋機(jī)理。（15分）答：工業(yè)純鋁：細(xì)晶強(qiáng)化——利用晶界和位向差對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化；加工硬化——利用冷變形后纏結(jié)位錯(cuò)之間的相互作用進(jìn)行強(qiáng)化。 %C：固溶強(qiáng)化——利用碳原子引起鐵的晶格畸變對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。加工硬化——同上細(xì)晶強(qiáng)化——同上沉淀強(qiáng)化——利用碳化物對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。 Al5%Cu：沉淀強(qiáng)化（時(shí)效強(qiáng)化）——利用沉淀相對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻礙作用進(jìn)行強(qiáng)化。加工硬化——同上細(xì)晶強(qiáng)化——同上 請(qǐng)根據(jù)CuZn相圖回答下列問題：(25分)1) 若在500℃下，將一純銅試樣長(zhǎng)期置于鋅液中，請(qǐng)繪出擴(kuò)散后從銅棒表面至內(nèi)部沿深度方向的相分布和對(duì)應(yīng)的濃度分布曲線。2) 請(qǐng)分析902℃、834℃、700℃、598℃、558℃的相變反應(yīng)類型，并寫出反應(yīng)式。3) 請(qǐng)繪出Cu75%Zn合金的平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)或相組成。4) 請(qǐng)計(jì)算Cu75%Zn合金平衡結(jié)晶至200℃時(shí)的相組成含量。 902℃：包晶—— L+α→β834℃：包晶——L+β→γ700℃：包晶——L+γ→δ598℃：包晶——L+δ→ε558℃：共析——δ→γ+ε 2009年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案 一、簡(jiǎn)答題（每題10分，共60分） 1. 在位錯(cuò)發(fā)生滑移時(shí)，請(qǐng)分析刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)和混合位錯(cuò)的位錯(cuò)線l與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力τ與柏氏矢量b、外加切應(yīng)力τ與位錯(cuò)線l之間的夾角關(guān)系，及位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向。（請(qǐng)繪表格作答，答案務(wù)必寫在答題冊(cè)上） 答： 一定角度 //法線 一定角度 // // 法線 // ⊥// 法線 ⊥位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向 τ與l τ與 bb 與 l 2. 什么是置換固溶體？影響置換固溶體溶解度的因素有哪些？形成無限固溶體的條件是什么？ 答：溶質(zhì)原子取代溶劑原子，并保持溶劑結(jié)構(gòu)的合金相稱為置換固溶體。 影響因素有：1）原子尺寸；2）晶體結(jié)構(gòu)；3）電負(fù)性；4）電子濃度 兩組元晶體結(jié)構(gòu)相同是形成無限固溶體的必要條件。 3. 置換擴(kuò)散與間隙擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)有何不同？在擴(kuò)散偶中，如果是間隙擴(kuò)散，是否會(huì)發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)？為什么？ 答：間隙擴(kuò)散系數(shù)與空位濃度無關(guān)，而置換擴(kuò)散系數(shù)與空位濃度有關(guān)（可用公式表示）。一般地，間隙擴(kuò)散系數(shù)大于置換擴(kuò)散系數(shù)。 不會(huì)發(fā)生。因?yàn)殚g隙擴(kuò)散中考慮間隙原子定向流動(dòng)，未考慮置換互溶式擴(kuò)散。 4. 在室溫下對(duì)鐵板（其熔點(diǎn)為 1538℃ ）和錫板（其熔點(diǎn)為 232℃ ），分別進(jìn)行來回彎折，隨著彎折的進(jìn)行，各會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ 答：根據(jù)T再＝（～）Tm可知 Fe在室溫下加工為冷加工，Sn在室溫下加工為熱加工 因此隨著彎曲的進(jìn)行，鐵板發(fā)生加工硬化，繼續(xù)變形，導(dǎo)致鐵板斷裂 Sn板屬于熱加工，產(chǎn)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，彎曲可不斷進(jìn)行下去 5. 何為固溶強(qiáng)化？請(qǐng)簡(jiǎn)述其強(qiáng)化機(jī)制。 答：固溶強(qiáng)化就是溶質(zhì)原子阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使合金強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。 主要機(jī)制包括：1）柯氏氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子的彈性應(yīng)力場(chǎng)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；2）玲木氣團(tuán)，即溶質(zhì)原子降低基體層錯(cuò)能，使位錯(cuò)分解為擴(kuò)展位錯(cuò)，阻礙位錯(cuò)交滑移或攀移；3）電交互作用，即帶電溶質(zhì)原子與位錯(cuò)形成靜電交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。 6. 請(qǐng)比較二元共晶轉(zhuǎn)變與包晶轉(zhuǎn)變的異同。 答：相同點(diǎn)：恒溫、恒成分轉(zhuǎn)變；相圖上均為水平線。 不同點(diǎn)：共晶為分解型反應(yīng)，包晶為合成型反應(yīng)；共晶線全是固相線，包晶線只有部分是固相線；共晶三角在水平線上，包晶三角在水平線下。 二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1. 請(qǐng)比較FCC晶體中 和 兩位錯(cuò)的畸變能哪個(gè)較大。 答： 故：b1的畸變能較小。 2. 面心立方晶體沿[001]方向拉伸，可能有幾個(gè)滑移系開動(dòng)？請(qǐng)寫出各滑移系指數(shù)，并分別繪圖示之。 答：共12個(gè)滑移系，其中可能開動(dòng)的有8個(gè)。分別是： 、 、 3. 在Al單晶中，（111）面上有一位錯(cuò) ， 面上另一位錯(cuò) 。若兩位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)繪出新位錯(cuò)，并判斷其性質(zhì)。 b1b2b39。2b3答：新位錯(cuò)為 。 位錯(cuò)線為（111）面與 面的交線 。 兩者垂直，因此是刃型位錯(cuò)。 4. 請(qǐng)分別寫出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。 答：三、 綜合分析題（每題25分，共50分）1. 請(qǐng)分析影響回復(fù)和再結(jié)晶的因素各有哪些，以及影響因素的異同，并請(qǐng)分析其原因。 回復(fù) 再結(jié)晶 原因 溫度（升） 促進(jìn) 促進(jìn) 促進(jìn)原子擴(kuò)散 冷變形量（增） 促進(jìn) 促進(jìn) 提供驅(qū)動(dòng)力 溶質(zhì)原子 阻礙 阻礙 阻礙位錯(cuò)和晶界的運(yùn)動(dòng) 第二相粒子 促進(jìn) 促進(jìn)或阻礙 即可能提高驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)阻礙位錯(cuò)和晶界運(yùn)動(dòng) 原始晶粒（細(xì)?。?促進(jìn) 促進(jìn) 增大再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力 晶粒位向 無影響 無影響 熱蝕溝 無影響 一般無影響 尚未形成熱蝕溝 2. 附圖為TiAl二元合金相圖： 1) 請(qǐng)分析并分別寫出1285℃、1125℃和665℃三個(gè)恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式，以及882℃時(shí)發(fā)生兩相恒溫轉(zhuǎn)變的類型和反應(yīng)式。 2) 請(qǐng)繪出w＝31%合金平衡結(jié)晶的冷卻曲線，并注明各階段的主要相變反應(yīng)。 3) 請(qǐng)分析500℃時(shí)，w＝31%的合金平衡結(jié)晶的相組成物和組織組成物，并計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 （注：1125℃時(shí)，waTi＝27%，w Ti3Al＝26%，w TiAl＝35%；500℃時(shí)，w Ti3Al＝23%，w TiAl＝35%） 答： 1）1285℃：包析反應(yīng)，βTi＋TiAl→aTi 1125℃：共析反應(yīng)，aTi→Ti3Al＋TiAl 665℃： 包晶反應(yīng)，L+TiAl3→Al 882℃： 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，βTi→aTi 2008年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案四、 簡(jiǎn)答題（每題10分，共60分）1. 固態(tài)下，無相變的金屬，如果不重熔，能否細(xì)化晶粒？如何實(shí)現(xiàn)？答：可以。.通過進(jìn)行適當(dāng)冷變形，而后在適當(dāng)溫度再結(jié)晶的方法獲得細(xì)晶（應(yīng)主意避開臨界變形度和避免異常長(zhǎng)大）。或進(jìn)行熱加工，使之發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。2. 固體中有哪些常見的相結(jié)構(gòu)？答：固體中常見的相結(jié)構(gòu)有：固溶體（單質(zhì)）、化合物、陶瓷晶體相、非晶相、分子相。3. 何謂平衡結(jié)晶？何謂非平衡結(jié)晶？答：平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度非常緩慢，液相和固相中擴(kuò)散均很充分的情況下的結(jié)晶。非平衡結(jié)晶是指結(jié)晶速度比較快，擴(kuò)散不充分的情況下的結(jié)晶。4. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么？對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況，能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律？答：擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，即與時(shí)間無關(guān)的擴(kuò)散。對(duì)于非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的情況也可以應(yīng)用擴(kuò)散第一定律，但必須對(duì)其進(jìn)行修正。5. 何為織構(gòu)？包括哪幾類？答：織構(gòu)是晶體中晶面、晶向趨于一致現(xiàn)象?？棙?gòu)包括再結(jié)晶織構(gòu)和變形織構(gòu)。其中變形織構(gòu)又包括絲織構(gòu)和板織構(gòu)。6. 什么是成分過冷？如何影響固溶體生長(zhǎng)形態(tài)？答：凝固過程中，隨液固界面的推進(jìn)，液固界面附近液相一側(cè)產(chǎn)生溶質(zhì)原子富集，導(dǎo)致液相的熔點(diǎn)發(fā)生變化，由此產(chǎn)生的過冷現(xiàn)象稱