西工大材料科学基础年考研真题 很重要 讲解

发布 2021-12-19 05:54:28 阅读 2232

西北工业大学。

2024年硕士研究生入学考试试题。

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 2 页

一、简答题:(共40分,每小题8分)

1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点?

2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。

3.临界晶核的物理意义是什么?形成临界晶核的充分条件是什么?

4.有哪些因素影响形成非晶态金属?为什么?

5.合金强化途径有哪些?各有什么特点?

二、计算作图题(共60分,每小题12分)

1.求和两晶向所决定的晶面,并绘图表示出来。

2.氧化镁(mgo)具有nacl型结构,即具有o2-离子的面心立方结构。问:

1)若其离子半径=0.066nm,=0.140nm,则其原子堆积密度为多少?

2)如果/=0.41,则原子堆积密度是否改变?

3.已知液态纯镍在1.013×105 pa(1大气压),过冷度为319 k时发生均匀形核,设临界晶核半径为1nm,纯镍熔点为1726 k,熔化热δhm=18075j/mol,摩尔体积vs=6.

6cm3/mol,试计算纯镍的液-固界面能和临界形核功。

4.有一钢丝(直径为1mm)包复一层铜(总直径为2mm)。若已知钢的屈服强度σst=280mpa,弹性模量est=205gpa,铜的σcu=140mpa,弹性模量ecu=110gpa。

问:1)如果该复合材料受到拉力,何种材料先屈服?

2)在不发生塑性变形的情况下,该材料能承受的最大拉伸载荷是多少?

3)该复合材料的弹性模量为多少?

三、综合分析题:(共50分,每小题25分)

1.某面心立方晶体的可动滑移系为。

1)请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量;

2)若滑移由刃位错引起,试指出位错线的方向;

3)请指出在(2)的情况下,位错线的运动方向;

4)假设在该滑移系上作用一大小为0.7mpa的切应力,试计算单位刃位错线受力的大小和方向(取点阵常数为a=0.2nm)。

2.若有,某一cu-ag合金(wcu=0.075,wag=0.

925)1kg,请提出一种方案从该合金中提炼出100g的ag,且要求提炼得到的ag中的cu含量wcu低于0.02。(假设液相线和固相线固相线均为直线)。

西北工业大学。

2024年硕士研究生入学考试试题。

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 2 页

一、简答题(每题10分,共50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50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。

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)。

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。

西北工业大学。

2024年硕士研究生入学考试试题。

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 1 页

一、简答题(每题 10 分,共 50 分)

1.试从结合键的角度,分析工程材料的分类及其特点。

2.位错密度有哪几种表征方式?

3.陶瓷晶体相可分为哪两大类?有何共同特点?

4.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?

5.扩散激活能的物理意义?试比较置换扩散和间隙扩散的激活能的大小。

二、作图计算题(每题 15 分,共 60 分)

1.已知碳在 γ-fe 中扩散时, d0=2.0×10-5 m2/s ,q=1.

4×105 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/(

2.已知某低碳钢 σ0=64kpa , k=393.7 ,若晶粒直径为 50μm ,该低碳钢的屈服强度是多少?

3.试计算 bcc 晶体最密排面的堆积密度。

1)画出 (111) 晶面及单位滑移矢量和 。

2)比较具有此二滑移矢量的位错的能量。

4.和均位于 fcc 铝的 (111) 晶面上,因此理论上和的滑移均是可能的。

1)画出 (111) 晶面及单位滑移矢量和 。

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。

西北工业大学。

2024年硕士研究生入学考试试题。

试题名称:材料科学基础(a卷试题编号:832

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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1010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=0.

0539,波耳滋曼常数k=1.381×10-23 j/k)

2.请计算简单立方晶体中,(111)和的夹角。

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)晶面和晶向。

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;

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;

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)

西北工业大学。

2024年硕士研究生入学考试试题。

试题名称:材料科学基础(a卷试题编号:832

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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晶体在方向在2mpa正应力下屈服,已测得开动的滑移系是,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)

2.图示cu-cd二元相图全图及其400℃~600℃范围的局部放大:(13分)

西工大材料学院2024年材料科学基础考研真题

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