【考研类试卷】(西安工业大学)材料科学基础真题2004年及答案解析.doc

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1、(西安工业大学)材料科学基础真题 2004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：15.00)1.致密度（分数：3.00）_2.平衡分配系数（分数：3.00）_3.非稳态扩散（分数：3.00）_4.临界形核功（分数：3.00）_5.扩展位错（分数：3.00）_二、指出下列说法的错误并予以改正(总题数：5，分数：20.00)6.低碳钢薄板冲压成型时所出现的吕德斯带是发生孪生变形所致。（分数：4.00）填空项 1:_7.只要符合能量条件就可以发生位错反应。（分数：4.00）填空项 1:_8.间隙固溶体属于间隙相。（分数：4.00）填空项 1:_9.交

2、滑移是交替滑移的简称。（分数：4.00）填空项 1:_10.变形金属的再结晶也具有形核长大过程，故是一种固态相变。（分数：4.00）填空项 1:_三、计算题(总题数：2，分数：30.00)11.设碳原子均处于 -Fe 中的八面体间隙，在 1000时有重量百分比为 1.7的碳原子溶入 -Fe。试计算在 100个单位晶胞中有多少个碳原子，并确定八面体间隙被碳原子占据的比例(铁的原子量为 55.85，碳的原子量为 12.01)。（分数：15.00）_12.退火低碳钢在晶粒大小为 NA=16个/mm 2时，其屈服强度 s=100MPa；当 NA=4096个/mm 2时， s=250MPa。试计算 NA

3、=250个/mm 2时的 s为多少？（分数：15.00）_四、完成下列各题(总题数：3，分数：30.00)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：10.00）_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：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

4、。（分数：10.00）_18.画出按组织分区的 Fe-Fe3C平衡相图，并填写各区。（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：15.00)20.设有三种三元相图的四相平衡如图所示，试完成下列两题：1写出各图的四相平衡反应式，并说明反应的类型2写出各图中与四相平面上下连接的三相平衡区。（分数：15.00）_(西安工业大学)材料科学基础真题 2004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：15.00)1.致密度（分数：3.00）_正确答案：(一个晶胞

5、内原子所占体积与晶胞体积之比。)解析：2.平衡分配系数（分数：3.00）_正确答案：(一定温度下，两相平衡时固液两相成分之比，即 k0=Cs/CL。)解析：3.非稳态扩散（分数：3.00）_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.临界形核功（分数：3.00）_正确答案：(形成临界晶核时自由能的增量。)解析：5.扩展位错（分数：3.00）_正确答案：(FCC 晶体中的全位错，因能量高，很难存在，要自动分解为两个不全位错和中间的堆垛层错，形成了所谓的扩展位错组态。)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.低碳钢薄板冲压成型时所出现的吕

6、德斯带是发生孪生变形所致。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：低碳钢薄板冲压成型时所出现的吕德斯带是由于屈服延伸区产生不均匀变形而产生的宏观带状组织。）解析：7.只要符合能量条件就可以发生位错反应。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：符合几何条件和能量条件才能发生位错反应，能量越低越稳定，能量越高越不稳定。）解析：8.间隙固溶体属于间隙相。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：间隙固溶体是指溶质原子存在于溶剂品格的间隙内而形成的固溶体，它仍然保持着溶剂原子的晶体结构。间隙相是原子半径很小的非金属元素和过渡族金属元素之间形成的化合物，其晶格类型与形成该相的组元均不相同

7、。）解析：9.交滑移是交替滑移的简称。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：所谓交滑移，就是位错线从一个滑移面跑到另一个滑移面上的过程。交替滑移是由两个不同的滑移系分别起动而进行的滑移，在时间上有先后之别。）解析：10.变形金属的再结晶也具有形核长大过程，故是一种固态相变。（分数：4.00）填空项 1:_ （正确答案：变形金属的再结晶形核长大过程的品格类型不发生改变，故不是固态相变。）解析：三、计算题(总题数：2，分数：30.00)11.设碳原子均处于 -Fe 中的八面体间隙，在 1000时有重量百分比为 1.7的碳原子溶入 -Fe。试计算在 100个单位晶胞中有多少个碳原子，并确定八

8、面体间隙被碳原子占据的比例(铁的原子量为 55.85，碳的原子量为 12.01)。（分数：15.00）_正确答案：(-Fe 是面心立方结构，每个晶胞中有 4个 Fe原子，有 4个八面体间隙。设一个晶胞中有 A个碳原子，则：)解析：12.退火低碳钢在晶粒大小为 NA=16个/mm 2时，其屈服强度 s=100MPa；当 NA=4096个/mm 2时， s=250MPa。试计算 NA=250个/mm 2时的 s为多少？（分数：15.00）_正确答案：(根据霍尔一配奇公式： s= 0+Kd-12因 NA与其晶粒直径 d的平方成反比，故有：又有 d2/d1=1/16 )解析：四、完成下列各题(总题数：

9、3，分数：30.00)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：10.00）_正确答案：(1)110：(110)、(101)、(011)、 、 、 。(2)111: (111)、 、 、 。(3)112：(112)、(121)、(211)、 、 、 、 、 、 、 、 、。(4)123：(123)、 、 、 、(132)、 、 、 、(213)、 、 、(231)、 、 、 、(312)、 、 、 、(321)、 、 、)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：10.00）_正确答案：(1)110

10、：(110) 、 、(011) 。(2)112 ： 、(121) 、 。(3)123 ： 、 、(231) 、 、(132) 、 )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：(凡平行于同一直线的晶面组成一个晶带，该直线就称为晶带轴，两个不平行的晶面的交线就是这两个晶面组成的晶带的晶带轴。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：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）_正确答案：(略。)解析：17

11、.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。)解析：18.画出按组织分区的 Fe-Fe3C平衡相图，并填写各区。（分数：10.00）_正确答案：(略。)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：(含 0.4%C合金的室温组织为铁素体和渗碳体，根据杠杆平衡定律有：铁素体相对含量=(6.69-0.40)/6.69=94%渗碳体相对含量=1-94%=6%)解析：六、完成下列各题(总题数：1，分数：15.00)20.设有三种三元相图的四相平衡如图所示，试完成下列两题：1写出各图的四相平衡反应式，并说明反应的类型2写出各图中与四相平面上下连接的三相平衡区。（分数：15.00）_正确答案：(1平衡反应式为：a)四相共晶反应：b)包共晶反应：c)四相包晶反应： )解析：