1、(西安工业大学)材料科学基础真题 2005 年及答案解析(总分：150.00，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.柯氏气团（分数：2.00）_3.非稳态扩散（分数：2.00）_4.临界切应力（分数：2.00）_5.离异共晶（分数：2.00）_二、指出下列说法的错误并予以改正(总题数：5，分数：20.00)6.低碳钢和铝合金塑性都比较好，因此它们的室温拉伸曲线形状一样。（分数：4.00）填空项 1:_7.刃型位错和螺型位错的柏氏矢量分别与位错线的方向矢量垂直和平行，因此一根弯曲的位错线就有不同的性质。（分数：4.00）填空项 1:_
2、8.间隙固溶体和间隙化合物都属于间隙相。（分数：4.00）填空项 1:_9.交滑移可以使晶体发生多系滑移。（分数：4.00）填空项 1:_10.固态下无相变的金属或合金，如不重熔，就不能改变其晶粒大小。（分数：4.00）填空项 1:_三、计算题(总题数：2，分数：30.00)11.试计算面心立方晶体中(100)、(110)、(111)各面的致密度，并指出哪个面为密排面。（分数：15.00）_12.有一长为 20cm、面积为 4cm2的金属试棒上端固定，下端加以 980N 的拉力。试求下列与金属试棒中心线成 0、30、45、交角各面的正应力和切应力，并画出正应力和切应力与 角的关系曲线，找出切应
3、力最大时的 角。（分数：15.00）_四、完成下列各题(总题数：3，分数：30.00)13.写出110、111、112、123晶向族所包含的所有晶向。（分数：10.00）_14.若面心立方晶体的滑移面为 （分数：10.00）_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：10.00）_五、完成下列各题(总题数：4，分数：40.00)16.画出 Fe-Fe3C 的平衡相图，并填写相区。（分数：10.00）_17.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：10.00）_18.现有两批同样粗细的 20 钢和 T10 钢发生
4、混料，试提出至少两种以上的检验方法把它们明确地区别开来，并确定这两种材料在 Fe-Fe3C 平衡相图中的位置。（分数：10.00）_19.试计算含 0.40%C 合金平衡冷却到室温时各个相的相对含量。（分数：10.00）_六、完成下列各题(总题数：1，分数：20.00)20.下图为 Cu-Mn-Zn 三元合金液相面等温线的投影图，试求：（分数：20.00）_(西安工业大学)材料科学基础真题 2005 年答案解析(总分：150.00，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：(晶体结构中任一原子和邻近且距离相等的原子数。)解析：2.
5、柯氏气团（分数：2.00）_正确答案：(某些塑性材料出现屈服点与金属中溶有微量间隙元素有关，这些微量元素的间隙原子在温度和时间合适的条件下，聚集在位错线受膨胀的一侧。这样就在位错线附近聚集了一些间隙原子，形成所谓柯氏气团。)解析：3.非稳态扩散（分数：2.00）_正确答案：(浓度梯度与扩散通量都随时间和距离而变化的扩散。)解析：4.临界切应力（分数：2.00）_正确答案：(当 0= s时，晶体开始滑移，此时滑移方向上的分切应力称为临界切应力。)解析：5.离异共晶（分数：2.00）_正确答案：(对于某些成分远离共晶点的亚共晶或过共晶合金，由于初晶量很多，而共晶的量很少。在共晶转变中，若晶体中与初
6、晶相邻的那个相依附在初晶上生长，而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处，从而使共晶组织特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。)解析：二、指出下列说法的错误并予以改正(总题数：5，分数：20.00)6.低碳钢和铝合金塑性都比较好，因此它们的室温拉伸曲线形状一样。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：低碳钢和铝合金塑性都比较好，但它们的室温拉伸曲线形状不一样。低碳钢中因为存有柯氏气团而有明显上下屈服点现象，铝合金则没有明显屈服点现象。）解析：7.刃型位错和螺型位错的柏氏矢量分别与位错线的方向矢量垂直和平行，因此一根弯曲的位错线就有不同的性质。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确
7、答案：刃型位错和螺型位错的柏氏矢量分别与位错线的方向矢量垂直和平行，一根弯曲的位错线其柏氏矢量恒定不变，但各处的性质随着位错线的方向矢量与柏氏矢量的几何关系不同而不同。）解析：8.间隙固溶体和间隙化合物都属于间隙相。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：间隙固溶体属于固溶体，其晶体结构仍保持原溶剂原子的晶体结构。间隙化合物和间隙相都形成了与原溶剂原子的晶体结构不同的新结构。）解析：9.交滑移可以使晶体发生多系滑移。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：交滑移就是位错线从一个滑移面转移到另一个滑移面的过程。）解析：10.固态下无相变的金属或合金，如不重熔，就不能改变其晶粒大小。（
8、分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：固态下无相变的金属或合金，如不重熔，通过塑性变形和再结晶处理也能改变其晶粒大小。）解析：三、计算题(总题数：2，分数：30.00)11.试计算面心立方晶体中(100)、(110)、(111)各面的致密度，并指出哪个面为密排面。（分数：15.00）_正确答案：(对于面心立方晶体，其原子半径 ，而(100)、(110)、(111)面上均有 2 个原子，故这三个晶面的面密度分别为：)解析：12.有一长为 20cm、面积为 4cm2的金属试棒上端固定，下端加以 980N 的拉力。试求下列与金属试棒中心线成 0、30、45、交角各面的正应力和切应力，并画出正应
9、力和切应力与 角的关系曲线，找出切应力最大时的 角。（分数：15.00）_正确答案：(设金属棒横截面积为 A， 为斜截面与金属棒中心线的夹角，则：斜截面积为斜截面的应力为将 P 分解成垂直于斜截面的正应力 和切于斜截面的切应力 =P sin=sin 2)解析：四、完成下列各题(总题数：3，分数：30.00)13.写出110、111、112、123晶向族所包含的所有晶向。（分数：10.00）_正确答案：(1)110：110，101，011， ， ， 共 6 个晶向。(2)111：111， ， ， 共 4 个晶向。(3)112：112，121，211， ， ， ， ， ， ， ， ，共 12 个晶
10、向。(4)123：123，132，213，231，312，321， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ，)解析：14.若面心立方晶体的滑移面为 （分数：10.00）_正确答案：(设位于 面上的晶向为u，v，w，按晶带定理有1u-1v+1w=u-v+w=0若 u=0，则 w=v，得011 。若 v=0，则 u=-w，得10 。若 w=0，则 u=v，得110 )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：10.00）_正确答案：(设晶带轴为u，v，w，则由晶带轴定理有：故为 或 。晶面及晶带轴示于下图。)解析：五、完成
11、下列各题(总题数：4，分数：40.00)16.画出 Fe-Fe3C 的平衡相图，并填写相区。（分数：10.00）_正确答案：(略。)解析：17.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：10.00）_正确答案：(见下表。特殊点温度/成分wc(%)物理意义A 1538 0纯Fe熔点B 1495 0.53包晶转变液相的成分C 1148 4.30共晶点D 1227 6.69Fe3C 熔点E 1148 2.11C在-Fe中最大溶解度F 114 6.6 Fe38 9 C 成分S 727 0.77共析点P 727 0.0218C在-Fe中的最大溶解度)解析：18.现有两批
12、同样粗细的 20 钢和 T10 钢发生混料，试提出至少两种以上的检验方法把它们明确地区别开来，并确定这两种材料在 Fe-Fe3C 平衡相图中的位置。（分数：10.00）_正确答案：(可以通过打硬度、金相观察，以及将其放在砂轮机上打磨观察火花来区分两种钢。)解析：19.试计算含 0.40%C 合金平衡冷却到室温时各个相的相对含量。（分数：10.00）_正确答案：(w c=0.40%的室温组织中(组成物中)相组成为 和 Fe3C，其中)解析：六、完成下列各题(总题数：1，分数：20.00)20.下图为 Cu-Mn-Zn 三元合金液相面等温线的投影图，试求：（分数：20.00）_正确答案：(1 Mn：20%；Zn：10%；Cu：70% Mn：10%；Zn：10%；Cu：80%2880；9603四相共晶反应： )解析：
