1、(西安工业大学)材料科学基础真题 2003 年及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：5，分数：10.00)1.配位数（分数：2.00）_2.间隙相（分数：2.00）_3.上坡扩散（分数：2.00）_4.临界晶核（分数：2.00）_5.相区接触法则（分数：2.00）_二、改错题(总题数：5，分数：10.00)6.奥氏体是面心立方结构，致密度高，而铁素体是体心立方结构，致密度低。所以，碳在奥氏体中的溶解度要比铁素体中的低。（分数：2.00）填空项 1:_7.刃型位错和螺型位错都可以滑移和攀移。（分数：2.00）填空项 1:_8.面心立方结构间隙固溶体中，溶质原
2、子容易通过四面体间隙进行扩散。（分数：2.00）填空项 1:_9.铁，碳相图中有五个单相区，五个单相分别是渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体和铁素体。（分数：2.00）填空项 1:_10.变形金属的回复再结晶是固态下发生的相变。（分数：2.00）填空项 1:_三、计算题(总题数：2，分数：10.00)11.已知铜为 FCC 结构，其原子半径为 0.1278nm，试计算其密度为多少？(铜的原子量为 63.5，阿伏伽德罗(Avogadro)常数为 0.6021024)（分数：5.00）_12.设碳原子均处于 -Fe 中的八面体间隙，试计算 -Fe 中的八面体间隙被碳原子占据的最大比例。(铁的原子量为
3、55.85，阿伏伽德罗(Avogadro)常数为 0.6021024)（分数：5.00）_四、完成下列各题(总题数：4，分数：10.00)13.写出立方晶系中 110、111、112、123 晶面族所包含的所有晶面。（分数：2.50）_14.若体心立方晶体的滑移面为 110、112、123，而滑移方向具体确定为 （分数：2.50）_15.绘出(110)、(112)、(113)晶面的晶带轴，并写出其具体的方向指数。（分数：2.50）_16.试在面心立方晶胞中画出 110 晶面和110晶向。（分数：2.50）_五、完成下列各题(总题数：5，分数：30.00)17.画出 Fe-Fe3C 的平衡相图，
4、并填写相区。（分数：6.00）_18.说明相图中各主要特征点(至少 6 个点)的物理意义及所处温度和成分。（分数：6.00）_19.说明相图中各水平线的相变过程，相变产物及反应条件。（分数：6.00）_20.画出按组织分区的 Fe-Fe3C 平衡相图，并填写各区。（分数：6.00）_21.试计算含 0.40%C 合金平衡冷却到室温时各个相和组织组成物的相对含量。（分数：6.00）_六、完成下列各题(总题数：2，分数：30.00)22.试作出低碳钢退火试样的静拉伸曲线，说明转折点的物理变化，并回答：(1)若低碳钢冷轧后立即进行静拉伸，其拉伸曲线有何不同？(2)若低碳钢冷轧后放置几天再进行静拉伸，
5、其拉伸曲线又有何不同？（分数：15.00）_23.设有一由固态下完全不溶、且具有共晶转变的 A、B、C 三组元组成的三元相图如图所示，已知tAt Bt Ce 1，e 1e 2e 3t E，试求：（分数：15.00）_(西安工业大学)材料科学基础真题 2003 年答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：5，分数：10.00)1.配位数（分数：2.00）_正确答案：(晶体点阵中每个原子周围最近邻且等距离的原子数目。)解析：2.间隙相（分数：2.00）_正确答案：(非金属原子(X)与过渡族金属原子形成的化合物，当金属元素(M)与非金属元素(X)原子半径之比 RX/R
6、M0.59 时，非金属原子处于金属原子的间隙之中，且具有较简单的晶体结构，就称为间隙相。)解析：3.上坡扩散（分数：2.00）_正确答案：(溶质原子向浓度梯度相反方向迁移，即从低浓度区流向高浓度区，称为上坡扩散。)解析：4.临界晶核（分数：2.00）_正确答案：(金属液体中形成的半径大于临界半径 rk的晶胚，此时晶核能稳定长大，称为临界晶核。)解析：5.相区接触法则（分数：2.00）_正确答案：(在相图中相邻相区之间的相数差为 1。)解析：二、改错题(总题数：5，分数：10.00)6.奥氏体是面心立方结构，致密度高，而铁素体是体心立方结构，致密度低。所以，碳在奥氏体中的溶解度要比铁素体中的低。
7、（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：错误。碳在奥氏体中的溶解度大于碳在铁素体中的溶解度，因为奥氏体中八面体间隙大于铁素体中的八面体间隙(碳在铁素体中仍然处于其八面体间隙之中)。）解析：7.刃型位错和螺型位错都可以滑移和攀移。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：错误。螺型位错没有插入面，故不可攀移。）解析：8.面心立方结构间隙固溶体中，溶质原子容易通过四面体间隙进行扩散。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：错误。在面心立方结构中，溶质原子易通过八面体间隙进行扩散。）解析：9.铁，碳相图中有五个单相区，五个单相分别是渗碳体、奥氏体、珠光体、莱氏体和铁素体。（分数：2.
8、00）填空项 1:_ （正确答案：错误。铁一碳相图中有五个单相区，分别是：液相、铁素体、铁素体 、奥氏体 、渗碳体 Fe3C。）解析：10.变形金属的回复再结晶是固态下发生的相变。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：错误。变形金属的回复再结晶不是相变，因为所形成新晶粒没有改变其晶体结构类型。）解析：三、计算题(总题数：2，分数：10.00)11.已知铜为 FCC 结构，其原子半径为 0.1278nm，试计算其密度为多少？(铜的原子量为 63.5，阿伏伽德罗(Avogadro)常数为 0.6021024)（分数：5.00）_正确答案：(已知，Cu 点阵为 FCC 结构，即单位晶胞拥有
9、4 个原子，欲求其密度 p，只需求单位晶胞的原子质量与单位晶胞体积之比)解析：12.设碳原子均处于 -Fe 中的八面体间隙，试计算 -Fe 中的八面体间隙被碳原子占据的最大比例。(铁的原子量为 55.85，阿伏伽德罗(Avogadro)常数为 0.6021024)（分数：5.00）_正确答案：(在 -Fe 相中，C 浓度 Cmax=2.11%，已知 -Fe 为 FCC 结构，n=4，每 100 个单胞中有 400 个Fe 原子，其质量分数为：wFe=1-2.11%=97.89%总质量为：碳原子个数为： )解析：四、完成下列各题(总题数：4，分数：10.00)13.写出立方晶系中 110、111
10、、112、123 晶面族所包含的所有晶面。（分数：2.50）_正确答案：(1)110=(110)(101)(011) 共 6 个。(2)111=(111) 共 4 个。(3)112=(112) +(121) +(211) 共 12 个。(4)123=(123) +(132) +(213) +(231) +(312) +(321) 共 24 个。 )解析：14.若体心立方晶体的滑移面为 110、112、123，而滑移方向具体确定为 （分数：2.50）_正确答案：(1)110 ：(110) 、 、(011) 。(2)112 ： 、(121) 、 。(3)123 ： 、 、(231) 、 、(132
11、) )解析：15.绘出(110)、(112)、(113)晶面的晶带轴，并写出其具体的方向指数。（分数：2.50）_正确答案：(设晶带轴为u，v，w，则由晶带轴定理有：故方向指数为 或 。晶面及晶带轴如图所示。)解析：16.试在面心立方晶胞中画出 110 晶面和110晶向。（分数：2.50）_正确答案：(见下图。)解析：五、完成下列各题(总题数：5，分数：30.00)17.画出 Fe-Fe3C 的平衡相图，并填写相区。（分数：6.00）_正确答案：(略。)解析：18.说明相图中各主要特征点(至少 6 个点)的物理意义及所处温度和成分。（分数：6.00）_正确答案：(见下表。)解析：19.说明相图
12、中各水平线的相变过程，相变产物及反应条件。（分数：6.00）_正确答案：(HJB 水平线发生包晶反应： ；产物：奥氏体(A)。ECF 线发生共晶反应： ；产物为：莱氏体(Ld)。PSK 线发生共析反应： )解析：20.画出按组织分区的 Fe-Fe3C 平衡相图，并填写各区。（分数：6.00）_正确答案：(略。)解析：21.试计算含 0.40%C 合金平衡冷却到室温时各个相和组织组成物的相对含量。（分数：6.00）_正确答案：(各组织组成物的相对含量：w =1-wP=1-50.5%=49.5%各相的相对含量：)解析：六、完成下列各题(总题数：2，分数：30.00)22.试作出低碳钢退火试样的静拉
13、伸曲线，说明转折点的物理变化，并回答：(1)若低碳钢冷轧后立即进行静拉伸，其拉伸曲线有何不同？(2)若低碳钢冷轧后放置几天再进行静拉伸，其拉伸曲线又有何不同？（分数：15.00）_正确答案：(低碳钢退火试样的静拉伸曲线见图 a。(1)若低碳钢冷轧后立即进行静拉伸，其屈服中的屈服平台消失(屈服点消失)，见图 b。(2)放置几天后再进行静拉伸，屈服中屈服点又复出现，且屈服应力提高，见图 c。)解析：23.设有一由固态下完全不溶、且具有共晶转变的 A、B、C 三组元组成的三元相图如图所示，已知tAt Bt Ce 1，e 1e 2e 3t E，试求：（分数：15.00）_正确答案：(1)见图 a。(2)见图 b。)解析：
