2005年西北工业大学硕士研究生入学试题
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试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 3页 一、简答题 （每题8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（1） 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；
，请回答：
（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TA>TD）； （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。
2006年西北工业大学硕士研究生入学试题
一、简答题（每题 10 分，共 50 分） 1. 2. 3. 4.
试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。 位错密度有哪几种表征方式？
陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？
冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理？若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理？
1
5. 1. 2. 3. 4.
扩散激活能的物理意义为何？试比较置换扩散和间隙扩散的激活能的大小。
已知碳在 γ － Fe 中扩散时， D 0 ＝ 2.0 × 10 － 5 m 2 /s ， Q ＝ 1.4 × 10 5 J/mol 。当温度由 927 ℃上升到 1027 ℃ 时，扩散系数变化了多少倍？ ( 气体常数 R=8.314 J/(mol.K) )
已知某低碳钢 σ 0 =64KPa ， K=393.7 ，若晶粒直径为 50μm ，该低碳钢的屈服强度是多少？ 试计算 BCC 晶体最密排面的堆积密度。
和
均位于 fcc 铝的 (111) 晶面上，因此理论上
和
。
和
的滑移均是可能的
二、作图计算题（每题 15 分，共 60 分）
（ 1 ）画出 (111) 晶面及单位滑移矢量 （ 2 ）比较具有此二滑移矢量的位错的能量。 三、综合分析题（每题 20 分，共 40 分）
1. 试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。
2. 试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的影响。
2007年西北工业大学硕士研究生入学试题
一、简答题（每题10分，共50分）
1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。 2、 已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？ 3、 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比
均匀形核容易？
4、 原子的热运动如何影响扩散？ 5、 如何区分金属的热变形和冷变形？ 二、作图计算题（每题15分，共60分）
1、已知某晶体在500℃时，每10个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A＝
-23
0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10 J / K） 2、请计算简单立方晶体中，(111)和
10
(111)的夹角。
3、请判定在FCC晶体中下列位错反应能否进行： 4、试画出立方晶体中的(123)晶面和
三、综合分析题（共40分）
1. 如附图所示，请分析：（24分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
aaa[101]?[121]?[111]263
[346]晶向。
2) 分析Ab、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB七个区域室温下的组织组成物（ j点成分小于g点成分）； 3) 分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；
4) 写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。 2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化，并解释其机理。（16分）
α
g i d h β
2
A b c1 g? c2 d? h?
T/
I δ k n j II
2008年西北工业大学硕士研究生入学考试试题
一、简答题（每题10分，共60分）
1. 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？ 2. 固体中有哪些常见的相结构？ 3. 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？
4. 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？ 5. 何为织构？包括哪几类？
6. 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？ 二、作图计算题（每题15分，共60分）
1. 请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方向上原子间距。
2. 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其
上标出[001]，
，
晶向。
3. 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时
间？ 4. 一个FCC晶体在[123]方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是(111)[101]，请确定使该滑移系开动的分切应力
τ。
三、综合分析题（30分）
1. 请根据Fe-Fe3C相图分析回答下列问题：（17分）
1) 请分析2.0wt.%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。
2) 请分析2.0wt.%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。 3) 假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图所示），试分析并标出930℃ 和 缓
冷至室温时的组织分布情况。（绘制在答题纸上）
防护 C原子
930℃
防护
室温
2. 图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分）
1） 请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式； 2） 已知β相成分为wcd =46.5％，400℃时γ相的成分为wcd =57％，请计算400℃时wCd＝50％合金的相组成。
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2009年硕士研究生入学考试试题
一、简答题（每题10分，共60分）
1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）
类型 刃位错 螺位错 混合位错 b 与 l τ 与 b τ与 l 位错线运动方向 2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？
3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？ 4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？
5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。 6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。 二、作图计算题（每题10分，共40分） 5. 请比较FCC晶体中
和
两位错的畸变能哪个较大。
6. 面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。 7. 在Al单晶中，（111）面上有一位错
，
面上另一位错
。若两位错发生反应，请绘
出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。 三、综合分析题（每题25分，共50分）
1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。 2. 附图为Ti-Al二元合金相图：
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