【正文】 二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1.請(qǐng)分別計(jì)算簡(jiǎn)單立方晶體與面心立方晶體（100）、（110）和（111）晶面的間距。晶面（100）（110）（111）簡(jiǎn)單立方（1分）（2分）（2分）面心立方（1分）（2分）（2分）2.已知某晶體在500℃時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問(wèn)該晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)A＝，波耳滋曼常數(shù)K＝1023J / K）答：3.請(qǐng)判定在fcc中下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行：答：幾何條件：能量條件：滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。4.已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1)請(qǐng)畫(huà)出DF代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。答：三、綜合分析題1.如附圖二所示，請(qǐng)分析：（22分）1)兩水平線的反應(yīng)類型，并寫(xiě)出反應(yīng)式；2)分析Ab、bg′、g′d、d′、d′h′、h′e、eB七個(gè)區(qū)域室溫下的組織組成物（j點(diǎn)成分小于g點(diǎn)成分）；3)分析I、II合金的平衡冷卻過(guò)程，并注明主要的相變反應(yīng)；4)寫(xiě)出合金I平衡冷卻到室溫后相組成物相對(duì)含量的表達(dá)式及合金II平衡冷卻到室溫后組織組成物相對(duì)含量的表達(dá)式。答：1）水平線kj為包晶反應(yīng)：水平線gh為共晶反應(yīng)：2）Ab：αbg′：α+βIIg′d：α+(α+β)共+βIId’：(α+β)共d′h′：β+(α+β)共+αIIh′e：β+αIIeB：β3）合金I合金II4）合金I相組成：合金II組織組成：2.請(qǐng)對(duì)比分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及力學(xué)性能變化。（8分）答：回復(fù)再結(jié)晶正常長(zhǎng)大異常長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力存儲(chǔ)能（主要是點(diǎn)陣畸變能）存儲(chǔ)能（主要是點(diǎn)陣畸變能）總界面能總界面能和表面能力學(xué)性能變化基本保持變形后性能恢復(fù)到冷變形前的水平基本保持再結(jié)晶后的水平性能惡化強(qiáng)度、塑性下降綜合模擬測(cè)試一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1．何為空間點(diǎn)陣？它與晶體結(jié)構(gòu)有何異、同？2．請(qǐng)簡(jiǎn)述晶界有哪些特征？3．何為固溶強(qiáng)化？置換固溶體與間隙固溶體相比,哪個(gè)的固溶強(qiáng)化效果強(qiáng)？請(qǐng)簡(jiǎn)述影響固溶度的因素。4．請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。5．什么是反應(yīng)擴(kuò)散？請(qǐng)簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。6．簡(jiǎn)述在什么情況下會(huì)發(fā)生單滑移、多滑移和交滑移，它們的滑移線形貌特征是什么。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1．請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方和體心立方晶體的（100）、（110）和（111）晶面的面間距（假設(shè)兩種點(diǎn)陣的點(diǎn)陣常數(shù)都是a）。2．在面心立方晶體中，分別畫(huà)出、和、指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)?01，請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開(kāi)動(dòng)？3．請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，則在簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)繪出參加反應(yīng)位錯(cuò)的柏氏矢量。1)2)4．已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1)請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．已知MgNi合金系中一個(gè)共晶反應(yīng)：%Ni219。a純Mg+%Ni設(shè)有C1和C2兩種合金，C1為亞共晶，C2為過(guò)共晶。這兩種合金的初生相質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，但室溫時(shí)C1中a(即Mg)，請(qǐng)確定C1和C2的成分。2.某工廠對(duì)一大型零件進(jìn)行淬火處理，經(jīng)過(guò)1100℃加熱后，用冷拉鋼絲繩吊掛，由起重吊車送往淬火水槽，行至途中鋼絲突然發(fā)生斷裂。該鋼絲是新的，且沒(méi)有瑕疵，是分析該鋼絲繩斷裂的原因。綜合模擬測(cè)試參考答案一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1．何為空間點(diǎn)陣？它與晶體結(jié)構(gòu)有何異、同？答：空間點(diǎn)陣是對(duì)晶體結(jié)構(gòu)按照一定法則進(jìn)行的高度數(shù)學(xué)抽象；晶體結(jié)構(gòu)是對(duì)晶體的直觀表示。點(diǎn)陣只有七大類，14種，晶體結(jié)構(gòu)有無(wú)限多種。2．請(qǐng)簡(jiǎn)述晶界有哪些特征？答：晶界有自發(fā)變直的趨勢(shì)；晶界引起晶體強(qiáng)度升高；晶界擴(kuò)散比晶體內(nèi)擴(kuò)散速度快；晶界容易收到腐蝕；晶界容易吸附溶質(zhì)原子和雜質(zhì)；晶界是相變首先發(fā)生的地方。3．何為固溶強(qiáng)化？置換固溶體與間隙固溶體相比,哪個(gè)的固溶強(qiáng)化效果強(qiáng)？請(qǐng)簡(jiǎn)述影響固溶度的因素。答：溶質(zhì)原子溶入晶格中，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，引起強(qiáng)度升高，塑性下降的現(xiàn)象。晶體結(jié)構(gòu)類型、原子尺寸差、電負(fù)性差異、電子濃度都會(huì)影響固溶度。4．請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。答：熱力學(xué)條件；結(jié)構(gòu)條件；能量條件；成分條件。5．什么是反應(yīng)擴(kuò)散？請(qǐng)簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。答：擴(kuò)散時(shí)，元素超過(guò)最大固溶度因而形成新相的擴(kuò)散。反應(yīng)快速分為有擴(kuò)散無(wú)反應(yīng)層和有反應(yīng)層；兩層之間有明確的界面；反應(yīng)擴(kuò)散速度取決于擴(kuò)散速度和反應(yīng)速度。6．簡(jiǎn)述在什么情況下會(huì)發(fā)生單滑移、多滑移和交滑移，它們的滑移線形貌特征是什么。答：變形量小或滑移系少的時(shí)候發(fā)生單滑移；變形量大或滑移系多時(shí)多個(gè)滑移系同時(shí)或交替開(kāi)動(dòng)稱為多滑移；當(dāng)螺位錯(cuò)為了避開(kāi)障礙物改變滑移面時(shí)稱為交滑移。單滑移滑移線為平行直線；多滑移為交叉的兩組平行直線；交滑移為波紋線二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1．請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方和體心立方晶體的（100）、（110）和（111）晶面的面間距（假設(shè)兩種點(diǎn)陣的點(diǎn)陣常數(shù)都是a）。答：（100）（110）（111）簡(jiǎn)單立方（1分）（1分）（2分）體心立方a（2分）（2分）（2分）2．在面心立方晶體中，分別畫(huà)出、和、指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)?01，請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開(kāi)動(dòng)？3．請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，則在簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)繪出參加反應(yīng)位錯(cuò)的柏氏矢量。（1）幾何條件：，滿足幾何條件能量條件：不滿足能量條件，反應(yīng)不能進(jìn)行。（2）幾何條件：，滿足幾何條件能量條件：滿足能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。4．已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1)請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2)請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。三、綜合分析題（每題15分，共30分）1．已知MgNi合金系中一個(gè)共晶反應(yīng)：%Ni219。a純Mg+%Ni設(shè)有C1和C2兩種合金，C1為亞共晶，C2為過(guò)共晶。這兩種合金的初生相質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，但室溫時(shí)C1中a(即Mg)，請(qǐng)確定C1和C2的成分。答：1）見(jiàn)習(xí)題集，圖略2）x1=%,x2=%2.某工廠對(duì)一大型零件進(jìn)行淬火處理，經(jīng)過(guò)1100℃加熱后，用冷拉鋼絲繩吊掛，由起重吊車送往淬火水槽，行至途中鋼絲突然發(fā)生斷裂。該鋼絲是新的，且沒(méi)有瑕疵，是分析該鋼絲繩斷裂的原因。答：冷拉鋼絲處于加工硬化狀態(tài)，強(qiáng)度高。在1100℃加熱后，發(fā)生再結(jié)晶，強(qiáng)度下降。出爐時(shí)，鋼絲承擔(dān)不了工件的重量發(fā)生斷裂，并非因鋼絲瑕疵導(dǎo)致斷裂。西北工業(yè)大學(xué)2014年碩士研究生入學(xué)考試試題試題名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)（A卷）試題編號(hào)：832說(shuō)明：所有答題一律寫(xiě)在答題紙上第1頁(yè)共2頁(yè)一、簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1.什么是相？什么是相平衡？達(dá)到相平衡的條件是什么？2.簡(jiǎn)述點(diǎn)缺陷對(duì)晶體性能的影響。3.簡(jiǎn)述晶界位相差與晶界能的關(guān)系，為什么？4.簡(jiǎn)述包晶形核、長(zhǎng)大過(guò)程中溶質(zhì)原子擴(kuò)散的特點(diǎn)。5.簡(jiǎn)述平衡條件下與非平衡條件下結(jié)晶的不同之處。二、作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）AB二元系相圖如圖，對(duì)純A無(wú)限長(zhǎng)金屬棒在加熱到T1溫度下，對(duì)其一端進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的滲入B組元，畫(huà)出成分分析圖和濃度分析圖。 在面心立方晶體中，有位錯(cuò)位于滑移面（111— ），滑移方向?yàn)閇1— 10] (1) 其柏氏矢量為2 a[1— 10]，在晶胞圖中畫(huà)出柏氏矢量，并計(jì)算其大??； (2) 若造成該滑移的是刃型位錯(cuò)或螺型位錯(cuò)，畫(huà)出其位錯(cuò)線，并寫(xiě)出位錯(cuò)線的晶向指數(shù)。 碳原子在gFe中擴(kuò)散，D0=180。105m2/s，Q=180。105J/mol，當(dāng)溫度從927℃上升到1027℃時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)變化了多少？（R＝ J/molK） 若原子直徑不變，F(xiàn)e從fcc轉(zhuǎn)變?yōu)閎cc，體積膨脹百分比為多少？經(jīng)試驗(yàn)測(cè)定，912℃，計(jì)算gaFe轉(zhuǎn)化為abFe時(shí)體積膨脹百分比，說(shuō)明兩種情況膨脹百分比不同的原因。三、 綜合分析題（共40分） 1. 在不改變合金成分的條件下，怎樣提高純鋁和40鋼的強(qiáng)度，并解釋其機(jī) 理。 2. 在室溫下對(duì)純鉛板反復(fù)彎折會(huì)越彎越硬。放置一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)鉛板和彎 折前一樣軟，分析解釋這一現(xiàn)象的機(jī)