西工大考研真题05到11.pdf

2005年 西 北 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 入 学 试 题一、简 答 题 （ 每 题8分，共40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001） 口 1、 I D、 口 和、（m）、 口h ， 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 TTl + - lll 001（ 1） 2 22 6 63 . 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Imol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TATD）；（ 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AB三、综合分析题： （ 共5 0分，每小题2 5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卜列问题：（ 1 ）分析合金I、I I的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；（ 2 ）说明室温下I、I I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0初的合金，求该合金的成分；（ 4 ）分析在快速冷却条件下，I、I I两合金获得的组织有何不同2005年 西 北 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 入 学 试 题 参 考 答 案一、简 答 题 （ 每 题 8分 ,共 4 0 分 ）1 . 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些答：热力学条件AGVO结构条件： r r*能量条件： A AG max成分条件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？答：同素异晶转变是相变过程，该过程的某热力学量的倒数出现不连续；再结 晶转变只是晶粒的重新形成，不是相变过程。

3 . 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？答： 位错的交割属于位错与位错之间的交互作用， 其结果是在对方位错线上产生 一个大小和方向等于其柏氏矢量的弯折， 此弯折即被称为扭折或割阶扭折是指 交割后产生的弯折在原滑移面上，对位错的运动不产生影响，容易消失；割阶是 不在原滑移面上的弯折，对位错的滑移有影响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？答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要 机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制影响扩散的主要因素有： 温 度 （ 温度约高， 扩散速度约快） ；晶体结构与类型（ 包 括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化 学 成 分 （ 包括浓度、第三组元 等）5 . 请简述回复的机制及其驱动力答：低温机制：空位的消失中温机制：对应位错的滑移（ 重排、消失）高温机制：对应多边化（ 位错的滑移+ 攀移） 驱动力：冷变形过程中的存储能（ 主要是点阵畸变能）二、计算、作图题： ( 共 60分，每 小 题 1 2 分)1 . 在面心立方晶体中，分 别 画 出 。

1 ) 、口 、 ( I I I ) 、 口0 和、( 1 1 1 ) 口 , 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？(10ix 10T不能构成滑移系(IT T ), U10 能同成滑移系 不能开勖11)、 画1能构成滑移系 能开寸)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 T T l + - l l l - a 0 0 1 ( 1 ) 2 2几何条件：- T 1 1 + - 1 1 1 = - 0 0 2 = a0012 2 2 ,满足几何条件能量条件：婷 + 4 = ( I + ( - 1 ) 2 +： ) + I + 1 2 + 尸 =1与* = + 0 2 + 俨 j _ /满足能量条件，反应可以进行京1期7 , 1 2 1 +玄2 1 1 （2） 2 6 6 几何条件: 1 2 1 + 2 1 1 = 3 3 0 = 1 1 0 满足几何条件能量条件:._ 2名 常七百许）+ 1722+12+12( 加 Y fV6 ) a + -a T D ）；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。

BA三、综合分析题： （ 共5 0分 ,每 小 题2 5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 机理答：加工硬化：是随变形使位错增殖而导致的硬化;细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的 阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大该强化机制是唯一的同时 增大强度和塑性的机制弥散强化：又称时效强化是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化 包括切过机制和绕过机制复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制其强 化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体 则不一定能够起到强化作用固溶强化：由于溶质原子对位错运动产生阻碍 包括弹性交互作用（ 柯氏气团）、 电交互作用（ 玲木气团）和化学交互作用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、I I的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线； 2 ）说 明 室 温 下I、I I的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量;3 ）如果希望得到室温组织为共晶组织和5%的 初的合金，求该合金的成 分；4 ）分析在快速冷却条件下，I、I I两合金获得的组织有何不同。

答： （1）(2 ) 1 ： a 初 + B I I0.90-0.200.90-0.05xlOO%82.35%0.20-0.050.90-0.05xlOO% = 17.65%相组成与组织组成比例相同唯 =%I I ： B 初 + (a + p)共 + ”1 ( 忽略)w0 . 9 0 - 0 . 8 00 . 9 0 - 0 . 5 0 x 1 0 0 % = 2 5 %w=%=0 . 8 0 - 0 . 5 00 . 9 0 - 0 . 5 0 xl O O %= 7 5 %0 . 9 0 - 0 . 8 00 . 9 0 - 0 . 0 5xl O O % = 1 1 . 7 6 %缶鬻蒜=瞅2 4 %(3 )设所求合金成分为x x- 0 . 5 0 0 . 9 0 - 0 . 5 0 xl 0 0 % = 5 %x = 0 . 0 5 x ( 0 . 9 0 - 0 , 5 0 ) + 0 . 5 0 = 5 2 %(4) 1合金在快冷条件卜可能得到少量的共晶组织， 且呈现离异共晶的形态， 合金中的p H量会减少，甚至不出现；I I合金在快冷条件下P初呈树枝状，且数量减少共晶体组织变细小，相对量 增加。

2006年 西 北 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 入 学 试 题一、简 答 题 （ 每 题 1 0 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为何？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 1 5 分，共 60分）1 . 已知碳在 y - F e 中扩散时，D 0 = 2 . 0 x 1 0 - 5 m 2 / s , Q = 1 . 4 x 1 0 5 J/ m o l o当 温 度 由 9 2 7 上 升 到 1 0 2 7 时，扩散系数变化了多少倍？ （气 体常数 R = 8 . 3 1 4J / （ m o l . K ） ）2,已知某低碳钢o 0 = 6 4K P a , K = 3 9 3 . 7 ,若晶粒直径为50 g m ,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 （ 1 1 1 ）晶 面 及 单 位 滑 移 矢 量 和 1 年 2 ）比较具有此二滑移矢量的位错的能量4 1 0 1 1 和 1 1 2 均 位 于 Fa铝 的 （ H i ）晶面上，因此理论上和 的滑移均是可能的1 ）画 出 （ 1 1 1 ）晶 面 及 单 位 滑 移 矢 量 和 口 1 2 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 4 0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2006年 西 北 工 业 大 学 硕 士 研 究 生 入 学 试 题 参 考 答 案一、简 答 题 ( 每 题1 0分，共5 0分)1 . 试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点答：金属材料 ：主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好陶瓷材料：以共价键和离子键为主，硬、脆 ，不易变形，熔点高高分子材料：分子内部以共价键为主，分子间为分子键和氢键为主复合材料： 是以上三中基本材料的人工复合物， 结合键种类繁多 性能差异很大2 . 位错密度有哪几种表征方式？答：有两种方式：体密度，即单位体积内的位错线长度；面密度，即垂直穿过单 位面积的位错线根数。

3 .陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？答：氧化物陶瓷和硅酸盐陶瓷特点：1 .结合键主要是离子键，含有一定比例 的共价键；2 .有确定的成分，可以用准确的分子式表达；3 .具有典型的非金 属性质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？答：保持较高强度则应进行低温退火，使其只发生回复，去除残余应力；要继续 冷变形则应进行高温退火，使其发生再结晶，以软化组织5 . 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答： 扩散激活能的物理意义是原子跃迁过程中必须克服周围原子对其的阻碍，即 必须克服势垒相比而言，间隙扩散的激活能较小二、作 图 计 算 题 ( 每 题1 5分，共6 0分)1 . 已知碳在 y - Fe 中扩散时， D0 = 2.0 x10 - 5 m 2 /s , Q = 1.4 x10 5J/mol 当温 度 由 927 C 上 升 到 1027 时，扩散系数变化了多少倍？( R = 8.314 J/(m ol.K)答 :xpf W L 2 .0 x 1 0 - ex- 1 .4 x 1 08 .3 1 x ( 9 2 7 + 2 7 3 ) 阖= 2 .0 x 1。

ex- 1 .4 x 1 08 .3 1 x ( 1 0 2 7 + 2 7 3 )- 1 .4 x 1 0- 1 .4 x 1 08 .3 1 x ( 1 0 2 7 + 2 7 3 ) 8 .3 1 x ( 9 2 7 + 2 7 3 )- 1 .4 x 1 0 _- 1 .4 x 1 01 0 8 0 8 .2 。