武汉科技大学2020年《810金属材料科学基础》考研专业课真题试卷【含参考答案】
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武汉科技大学_电路2009考研真题页数:4
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武汉科技大学2020年《811无机材料科学基础》考研专业课真题试卷
第 1 页 共 4 页 考生姓名：报考专业：准考证号码：密封线内不要写题2020年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)参考答案 科目代码： 811 科目名称： 无机材料科学基础 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。
一、单项选择题(共10小题，每小题2分，共 20分) 1、宏观晶体中可能存在的对称型有（ C ）种。
A 、7 B 、14 C 、32 D 、230 2、由n 个等径球体紧密堆积时，则有（ C ）个四面体空隙。
A 、1/2n B 、n C 、2n D 、3n 3、NaCl 晶体结构属于（A ）晶系。
A 、立方 B 、四方 C 、六方 D 、三方 4、绿宝石晶体结构类型属于（ B ）结构。
A 、岛状 B 、组群状 C 、链状 D 、层状 5、连线规则是用来判断相图（ C ）。
A 、界线的性质 B 、无变量点的性质 C 、界线温度走向 D 、化合物性质 6、单健强＞335kJ/mol 的氧化物为（ A ）。
A 、玻璃网络形成体 B 、网络变性体 C 、网络中间体 D 、晶体 7、在离子晶体中，晶界是（ D ）快速扩散的通道。
A 、阳离子 B 、所有离子 C 、原子 D 、阴离子 8、单元系统平衡共存的相最多有（ C ）个。
A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 9、粒子由高浓度向低浓度方向扩散称为（ A ）扩散。
A 、正 B 、逆 C 、稳定 D 、不稳定 10、相变按热力学可分类为（ C ）。
A 、固－固相变与固－液相变 B 、固－固相变与固－气相变 C 、一级相变与二级相变 D 、成核生长相变与不稳分解相变二、名词解释(共4小题，每小题10 分，共 40分)1、弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷如果原子能量足够大，离开平衡位置，挤到正常晶格的间隙位置，形成间隙质点，在原来位置留下空位，这种缺陷称为弗伦克耳缺陷；如果原子移动到晶体的表面，内部留下空位，该缺陷称为肖特基缺陷。
武汉科技大学无机材料科学基础考研真题(B卷)
二O 一四年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目代码及科目名称： 811 无机材料科学基础 可使用的常用工具： 计算器，直尺或三角板 除作图部分直接在原图上绘制，其它答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效，考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时，总分值 150 分。
姓名： 报考专业： 准考证号码： 密封线内不要写题
图1 镁铝尖晶石结构示意图
（15分）为了观察镁铝尖晶石的形成，实验设计由过量的MgO微粒包裹粒径为1
球状Al2O3，实验中观察到在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，试计算完全反应的时间：
图2。
2020年材料科学基础试题及答案考研专用
考研材料科学基础试题及答案一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。
平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。
成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。
异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。
共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。
脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。
包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。
成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。
二、简答：1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度围。
2. 晶偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。
3. 影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相温度梯度；凝固速度。
三、书后习题1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。
2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
3、何谓晶偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶偏析：一个晶粒部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒部存在着浓度差。
影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。
2012年武汉科技大学考研试题810材料科学基础及答案
三、画图题（材料加工 44分，其他专业 40 分）
3
1、12 分
共4页
fcc: {110}, <111>; bcc: {111}, <110>; hcp: {0001},<1120>
2、8 分 在简单立方晶体的晶胞中画出晶面 （101）和（110 ），并在（101）上画出 [010]
-
和[101 ]晶向。
细晶强化既提高材料的强度，也提高材料的塑韧性，该方法最好。 4、 6 分 奥氏体中碳的最大溶解度为 2.11%，而在铁素体中的最大溶解度仅为 0.02%，在 γ -Fe 中可以获得更大的浓度梯度。 γ -Fe 的致密度 0.74，而.α -Fe的 0.68，后者原子间距大，所以
C 是间隙扩散。 间隙扩散快。 Fe原子是自扩散，原子与空位交换位置而进行； 5、6 分
1、布拉菲点阵共有
种，归纳为
个晶系。面心立方晶体的晶格常数为
a，则一个晶胞中原子数为
，原子半径为
。
2、晶体中常见的点缺陷有
和
，它们的平衡浓度主要受
影响。
3、金属结晶时在固相在液相中生长界面， 其按微观结构可以分为
和
界面。
界面
4、 三元合金无限缓慢冷却达到四相平衡时， 此时不仅合金的
且合金中
也保持不变，自由度为
0.0218%、0.77%和 6.69%，S 点共析点。 四、计算题（材控专业 36 分，其他专业 34 分）
1、18分 解：含 50%Sn的合金平衡凝固后的相为： 共晶 α相
相的相对含量：
α相和 β相；组织为： α +β共晶相和先 组织的相对含量：
第5 页 共7 页
共4页
武汉科技大学2022年《材料加工科学基础》考研真题与答案解析
武汉科技大学2022年《材料加工科学基础》考研真题与答案解析一、名词解释1. 晶体2. 组元3. 组织4. 位错5. 再结晶二、填空题1. 表示晶格中不同方位上的原子面，用指数来表示，形式为。
2. 非金属元素与金属元素原子半径的比值大于0.59时形成的化合物叫。
3. 过冷度与冷却速度的关系是：冷却速度越大，则过冷度也越；过冷度增大，结晶驱动力，形核率和长大速度都，晶粒变。
4. 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的。
5. 合金中，相同、和性能均一，并以相互分开的组成部分，称为相。
6. 奥氏体是碳溶于中的间隙固溶体，晶体结构为立方结构，最大溶碳量为。
7. 划分冷加工和热加工的主要条件是。
8. 按照溶质原子在溶剂中位置的不同，固溶体分为和。
9. 要消除合金铸件中的枝晶偏析应进行退火。
10. 根据相律，当系统的压力为常数时，二元合金结晶时最多可有个相平衡共存，这时自由度为 。
11. 固体金属中原子扩散的驱动力是 ，其扩散方向是向着 的方向进行，其扩散机制主要有空位机制和 机制；前者是原子通过进行迁移，后者是原子通过 进行迁移，因此前者的扩散激活能比后者 。
三、判断题1. 单晶体具有各向异性，因此实际使用的所有晶体材料在各方向上的性能是不同的。
2. 凡是液体凝固为固体的过程都是结晶过程。
3. 实际生产中，金属冷却时理论结晶温度总是大于实际结晶温度。
4. 在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则适用于两相区中。
5. 无限固溶体必是置换固溶体。
6. 纯铁在室温下的晶体结构为面心立方结构。
7. 位错的滑移可以沿晶体中的任意面和任意方向进行。
8. 滑移变形不会引起晶体结构的变化。
9. 在制定热加工工艺时，应尽量使工件中的流线与拉应力方向垂直。
10. 在室温下经轧制变形50%后的高纯铅的纤维组织为等轴晶粒。
四、在立方晶体中画出()，()，[]，[]120-320112013-五、相图题1. 按下列数据，作出A-B 二元共晶相图。
武汉科技大学811无机材料科学基础2008,2013--2017(2013--2017有答案)考研真题+答案
姓分，共30分） 在离子晶体中，位于正负离子周围的异号离子数，称为（1），决定于 正负离子（ 2）。若某离子化合物的r＋/r－值为0.564，其负离子配位数应是（3） 。 2. 在硅酸盐结构分类中，下列矿物Ba[Al2Si2O8]；Mg2Al3[AlSi5O18]；Al4 [Si4O10]，分别属于（4）、（5）和（6）四类。 3. 在石英的相变中，α-鳞石英→α-石英属于（7）相变，α-鳞石英→β鳞石英属于是（8）相变。 4. 晶体结构中的缺陷有（9）、（10）和（11）三类。 5. 由于（12）的结果，必然会在晶体结构中产生"组分缺陷"，组分缺陷 的浓度主要取决于（13）和（14）。 6. 晶体线缺陷中，位错线与（15）和（16）垂直的是（17）位错；位错线与 二者平行的是（18）位错。 7. 菲克第一定律适用于（19），其数学表达式为（20）；菲克第二定律适 用于（21），其数学表达式为（22）。 8. 热力学上可以把按相变分为（23）和（24）两大类。 9. 在UO2晶体中，O2－的扩散是按 （25）机制进行的。 10. 杨德尔方程是基于（26）模型的固相方程，金斯特林格方程是基于（2 7）模型的固相方程。 11. 在烧结过程中，只改变气孔形状不引起坯体收缩的传质方式是（28） 。 12. 任何系统均具有向最低能量状态发展的趋势。物料以它的表面能转 变成晶界能而达到稳定存在，依靠这种推动力而进行的反应过程， 称为（29）。 13. 在扩散传质为主的烧结过程中，进入到烧结的中后期时，若温度和 晶粒尺寸不变，则气孔率随烧结时间（t）以（30)关系而减少。 二、辨析题(共1小题，每小题15分，共15分) 1. 有人认为采用常压烧结方法可以实现材料的完全致密化，是否正确 ，如不对，试分析采取何种手段才可以实现完全致密化。 三、名词解释(共4小题，每小题5分，共20 分) 1. 萤石型结构与反萤石型结构 1.
武汉科技大学2020年《815材料物理与化学》考研专业课真题试卷
方向，并判断各界线的性质；
4、（7 分）根据杠杆定则确定组成为 M 混合物中各相的百分含量（用线 段表示），并写出其熔融过程的相平衡表达式（包括固相点和液相点的
第2页共3页
迁移路径）。
图 2 ABC 三元系统相图
第3页共3页
缺陷，
其特征为
，如 NaCl 型结构；当晶体中剩余空隙比较大时，
则容易形成
缺陷，其特征为 ，如
结构。
2、（4 分）从熔融态向玻璃态的转化取决于
和
。
3、（4 分）具有多晶转变的单元系统相图中，可逆多晶转变现变现象存在的必要条件
是
。
4、（2 分）两个相同符号的刃位错，在同一滑移面上相遇，它们将互相 。
图 1 镁橄榄石结构(100)面上投影图
五、相图分析(共 30 分) 1、 （4 分）说明化合物 D1、D2 和 D3 的熔融性质（图 2 见下页）； 2、 （12 分）请划分副三角形，判断各三元无变量点的性质，并写出对应
的相平衡方程式； 3、 （7 分）请在答题纸上用箭头标出△ABC 边上及各界线上的温度下降
2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)
科目代码： 815 科目名称： 材料物理与化学
准考证号码：
密封线内不要写题
报考专业：
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考
完后试题随答题纸交回。
一、 填空题(共 15 空，每空 2 分，共 30 分)
1、（10 分）一般来说，对于晶体中剩余空隙比较小则容易形成
2、（15 分）请简述晶体质点迁移扩散五种基本扩散形式，将其按扩散能垒 的大小进行排序并说明原因。
3、（15 分）与晶体的主要特征相比，简述说明玻璃的四大通性。 四、计算题( 共 14 分) 请根据 Mg2[SiO4]在(100)面的投影图（见图 1）回答： 1、（4 分）结构中有几种配位多面体，各配位多面体间的连接方式怎样？ 2、（4 分）计算 O2-的电价是否饱和？ 3、（2 分）晶胞的分子数是多少？ 4、（4 分）Si4+和 Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少？
4、（7 分）根据杠杆定则确定组成为 M 混合物中各相的百分含量（用线 段表示），并写出其熔融过程的相平衡表达式（包括固相点和液相点的
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迁移路径）。
图 2 ABC 三元系统相图
第3页共3页
缺陷，
其特征为
，如 NaCl 型结构；当晶体中剩余空隙比较大时，
则容易形成
缺陷，其特征为 ，如
结构。
2、（4 分）从熔融态向玻璃态的转化取决于
和
。
3、（4 分）具有多晶转变的单元系统相图中，可逆多晶转变现变现象存在的必要条件
是
。
4、（2 分）两个相同符号的刃位错，在同一滑移面上相遇，它们将互相 。
图 1 镁橄榄石结构(100)面上投影图
五、相图分析(共 30 分) 1、 （4 分）说明化合物 D1、D2 和 D3 的熔融性质（图 2 见下页）； 2、 （12 分）请划分副三角形，判断各三元无变量点的性质，并写出对应
的相平衡方程式； 3、 （7 分）请在答题纸上用箭头标出△ABC 边上及各界线上的温度下降
2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)
科目代码： 815 科目名称： 材料物理与化学
准考证号码：
密封线内不要写题
报考专业：
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考
完后试题随答题纸交回。
一、 填空题(共 15 空，每空 2 分，共 30 分)
1、（10 分）一般来说，对于晶体中剩余空隙比较小则容易形成
2、（15 分）请简述晶体质点迁移扩散五种基本扩散形式，将其按扩散能垒 的大小进行排序并说明原因。
3、（15 分）与晶体的主要特征相比，简述说明玻璃的四大通性。 四、计算题( 共 14 分) 请根据 Mg2[SiO4]在(100)面的投影图（见图 1）回答： 1、（4 分）结构中有几种配位多面体，各配位多面体间的连接方式怎样？ 2、（4 分）计算 O2-的电价是否饱和？ 3、（2 分）晶胞的分子数是多少？ 4、（4 分）Si4+和 Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少？
武汉科技大学814冶金原理2011--2020(都有答案)考研真题
二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题考试科目及代码：冶金原理 808 适用专业： 冶金物理化学、钢铁冶金、有色金属冶金可使用的常用工具：直尺，计算器，铅笔，橡皮答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时，总分值 150 分。
姓名： 报考学科、专业： 准考证号码：密封线内不要写题可能用到的基本数据：元素原子量M Si =28，M Mn =55，M Fe =56，M O =16。
CaO （s ）+CO 2=CaCO 3（s ） ∆G 0=-170577+144.19T J/mol 。
一、 简答题（4⨯4+6⨯6=52分）1． 氧化物MO 的溶解反应MO （s ）→（MO ），其中（MO ）的活度标准态分别选纯固态MO （s ）与纯液态MO （l ），（MO ）的活度值是否相等？在什么条件下能相等？ 2． 如何定义铁液中活度的相互作用系数e B K ？若e B K < 0, 表示第3组元K 对组元B 在铁液中的溶解度有何影响？ 3． 已知基元反应AB 的速率微分式为A AkC dtdC =-，问该反应为几级反应？设反应物的初始浓度为C 0，请写出该反应速率积分式的表达式。
4． 熔渣中氧化物CaO 、SiO 2、Fe 2O 3、FeO 酸碱性高低顺序是什么？ 5． 利用下述结构的固体电解质电池测定钢液溶解氧含量：Mo 丝| [O]Fe | ZrO 2（MgO ）| Mo （s ）＋MoO 2（s ） | Mo 丝请写出电极反应、电池反应。
6． 请用公式表出化学反应的速率常数k 与温度T 的关系，并注明公式中其他量的物理意义。
7． 简述熔渣的完全离子溶液模型。
请评价该模型在熔渣理论中的地位。
8． 在氧势图（Ellingham 图）中， 2C+O 2=2CO 的氧势线倾斜向上，还是倾斜向下？为什么？其在冶金中的意义如何？ 9． 请在你所学知识中，列举至少3个衡量氧化物稳定性大小的方法。
武汉科技大学810金属材料科学基础考研真题答案
1一、名词解释(共6个，每个3 分，共 18分)配位数：晶体结构中，与任一原子最近邻且等距离的原子数。
堆垛层错: 晶体中不全位错扫过的晶面，该晶面两侧原子面生产错排，使得该原子层面出现错误的堆垛，这称为堆垛层错位错密度：单位体积晶体中位错线的总长度。
晶内偏析：因合金中溶质在凝固时候发生再分配，从而导致晶粒内部成分不均匀的现象称为晶内偏析。
成分过冷：合金结晶时由于溶液中溶质分布的变化，使得低熔点组元在结晶固相前沿富集，并改变了此区域的熔点，使结晶前沿液相过冷度随着离开其距离而变化，这种因液相成分变化所引起过冷称为成分过冷。
离异共晶：当合金成分偏离共晶成分很远时，先共晶结晶完后，所发生的共晶不平衡凝固，形成两相分离的组织，称为离异共晶。
二、填空题(共10空，每空1分，共10分)1. {111}、<110>、0.74；2. 切过、奥罗万绕过机制；3. 台阶、割阶4. 化学位梯度、冷变形产生的储存能、晶粒长大前后的界面能差三、辨析题，小题中有错误则改正 (共5小题，每小题6分，共30分)1、错，面心立方结构晶体的（111）晶面的正常堆垛次序为ABCABCABC……。
2、错，液体结晶为，固态相变32443V G r G r ππσ∆=∆+323244433V G r G r r E ππσπε∆=∆++3、对4、错，在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，同时位错源开动产生更多位错，位错密度随形变量的增加而增加。
5、错，溶质原子的扩散一般是由浓度高的部位向浓度低的部位进行，但在溶质化学位驱动下也向高浓度处向低浓度扩散。
2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题A 卷试题参考答案精都考研h t t p ://w w w .j i n g d u k a o y a n .c o m /武汉科技大学2019年考研专业课真题答案。
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四、(共 2 小题，共 30 分)
( ) 1、（20 分）某铝单晶在外加拉应力作用下，首先开动的滑移系为 11 1 011：
a）（6 分）若滑移是由刃型位错运动引起的，给出柏氏矢量和位错线的方向、滑移 时位错线运动的方向、晶体运动的方向。
b）（7 分）假定拉伸轴方向为 001， = 106 Pa ，求在上述滑移面上该刃型位错
26Βιβλιοθήκη 6，三、（35 分）
（1）黑色，先增大后减小。（4 分）
（2）先共析铁素体。（4 分）
（3）（5 分）见图
（4）包晶偏析是由于包晶反应过程中生成的新相包裹在先析出相的周围，阻碍反应的进一步发生，从而导
致包晶反应不完全的现象。枝晶偏析是在非平衡凝固过程中先结晶部分的成分与后结晶部分的成分不同，
如果固相以枝晶的形式长大，就会出现枝晶偏析。（5 分）
2、（10 分）面心立方晶体中，(111)面上的单位位错 b = a 1 10 ，在 (111)面上分解 2
为两个 Shockley 不全位错，写出该位错反应并判断能否进行。
三、(共 5 小题，共 35 分)
1、（4 分）过共析钢中的网状渗碳体组织被苦味酸溶液腐蚀后，光学显微镜下的渗碳
体呈
色。在平衡状态时，随着碳含量的增加，碳钢的强度
（3）（8 分）证明：假如立方晶系有一晶面族{HKL}，其中必有一个晶面过原点，假设(hkl)为不过原点且
平行于过原点晶面的离原点最近的晶面。晶面与三个坐标轴的交点分别为 A、B、C，则：A：[a/h,0,0]，B：
[0, a/k,0]，C：[0,0,a/l]
c
AB= [-a/h,a/k,0]，BC= [0,-a/k,a/l]
。
2、（4 分）下图所示为室温下 45 钢的平衡组织，其中白色的块状组织为
。
报考专业：
考生姓名：
第三（2）题图
第1页共3页
3、（5 分）假设平衡分配系数 k0<1，画示意图简述产生成分过冷的原因。 4、（5 分）包晶偏析和枝晶偏析的形成原因分别是什么？ 5、（17 分）在 Fe-Fe3C 相图中为什么没有马氏体和贝氏体的相区？用热分析曲线示意 性的表示碳含量 4.0%（质量分数）的铁碳合金在平衡冷却过程中发生的转变，并分 别画出该合金在 1160℃、1130℃和室温下的组织示意图。
第2页共3页
第七题图
第3页共3页
B 卷参考答案
一、针对理想晶体结构，回答以下问题：（20 分）
( ) （1） (212) 晶面与 1 1 1 和 (101)同属于一个晶带，晶带轴为 1 01 。（5 分）
（2）α-Fe，V，Nb，Mo，B 等，BCC 结构的八面体间隙 rB rA =0.154。（7 分）
假设 ON 为立方晶系中的一个晶向，晶向指数为[hkl]，
C
ON AB = 0 ON BC = 0 则： 所以ON ⊥ AB，ON ⊥ BC
即ON ⊥ 面ABC
命题得证。
二、针对晶体中的缺陷，回答以下问题：（15 分）
NB
b
o
A
a
（1）大角度晶界、小角度晶界、孪晶界。（5 分）
（2） a 110 → a 211 + a 121 反应可以进行，需计算能量条件。（10 分）
带？求出晶带轴。
2、（7 分）列出三种具有 BCC 结构的金属单质，计算其八面体间隙的大小，以 rB rA
的形式给出。
3、（8 分）证明立方晶系始终有 hkl方向垂直于 (hkl)晶面。
二、(共 2 小题，共 15 分)
针对晶体中的缺陷，回答以下问题：
1、（5 分）根据晶粒的位向差及其结构特点，晶界有哪些类型？
构说明材料在冷拔和热处理过程中组织和性能的变化。
五、(共 3 小题，共 15 分) 钢的渗碳处理是常用的化学热处理工艺之一，可以显著提高钢的表面强 度、硬度和耐磨性。请回答下列问题。
1、（3 分）C 在 γ-Fe 中扩散的微观机制是什么？ 2、（5 分）奥氏体是 FCC 结构，致密度较高，C 在奥氏体中的扩散速度似乎较慢，但 渗碳的温度仍选择在奥氏体化的范围，其原因何在？ 3、（7 分）若维持表面 C 浓度 1.0%（质量分数），在 850℃对一块纯铁试样进行长时 间的渗碳处理，试画出试样中的相分布及 C 浓度分布示意图。
所受力的大小和方向（已知铝的点阵常数 a = 0.4049 nm ）。
c）（7 分）将上述铝单晶换成多晶体，位错运动的阻力会增大吗？为什么？材料的 宏观力学性能会有什么变化？
2、（10 分）在生产某种高强铜合金导线时，需先对其进行大变形量的冷拔变形，而
后还需经过一定的热处理才能使用。分析制定该工艺的原理，从金相组织和位错亚结
（5）因为 Fe-Fe3C 相图为平衡相图，马氏体和贝氏体为非平衡转变的产物。（17 分）
1
三（3）图
三（5）图
四、（30 分）
（1）a）柏氏矢量 a 011/2，位错线 2 1 1 ，位错线运动方向 011，晶体运动方向 011。（6 分）
b）（7 分）
c）位错运动的阻力会增大，晶界会阻碍位错的运动，进而使材料的强度增加。（7 分） （2）冷拔是为了增强铜导线的强度，而热处理是为了消除冷变形的残余应力。冷拔后材料中为典型的冷变 形组织，晶粒沿拉拔方向呈纤维状，强度高但脆性大。热处理后，铜导线发生了回复，消除了大部分的残 余应力，但此时强度降低并不大，故而可以保持较好的性能。（10 分） 五、（15 分）钢的渗碳处理是常用的化学热处理工艺之一，可以显著提高钢的表面强度、硬度和耐磨性。 请回答下列问题。 （1）间隙扩散机制。（3 分） （2）奥氏体所在的温度区间比较高，有利于扩散；奥氏体中碳的溶解度大。（5 分） （3）（7 分）
六、(共 2 小题，共 15 分)
1、（6 分）什么是调幅分解？什么是脱溶转变？ 2、（9 分）如果对一个 Al-4%Cu 试样采取淬火处理是否能获得显著的强化效果？为什 么？要提高其强度应该采取什么样的工艺措施？并简要说明相应的原理。
七、(共 2 小题，共 20 分)
1、（6 分）写出三元合金相图中可能发生的三相平衡转变。说明不同类型的转变在垂 直截面图和水平截面图中的特点。 2、（14 分）下图为 Ti-Sn-V 三元合金相图的液相面投影图，图中有几个四相平衡反应？ 分别写出反应式。写出 10%Ti-50%Sn-40%V 合金在平衡冷却过程中的初生相。图中 哪一个四相平衡反应的转变温度最低？
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2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)
科目代码： 810 科目名称： 金属材料科学基础
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考 完后试题随答题纸交回。
一、(共 3 小题，共 20 分) 针对理想晶体结构，回答以下问题：
1、（5 分） (20 1)、 (241)、 (212) 晶面中有哪些晶面与 (11 1)和 (101)同属于一个晶
( ) 1、（20 分）某铝单晶在外加拉应力作用下，首先开动的滑移系为 11 1 011：
a）（6 分）若滑移是由刃型位错运动引起的，给出柏氏矢量和位错线的方向、滑移 时位错线运动的方向、晶体运动的方向。
b）（7 分）假定拉伸轴方向为 001， = 106 Pa ，求在上述滑移面上该刃型位错
26Βιβλιοθήκη 6，三、（35 分）
（1）黑色，先增大后减小。（4 分）
（2）先共析铁素体。（4 分）
（3）（5 分）见图
（4）包晶偏析是由于包晶反应过程中生成的新相包裹在先析出相的周围，阻碍反应的进一步发生，从而导
致包晶反应不完全的现象。枝晶偏析是在非平衡凝固过程中先结晶部分的成分与后结晶部分的成分不同，
如果固相以枝晶的形式长大，就会出现枝晶偏析。（5 分）
2、（10 分）面心立方晶体中，(111)面上的单位位错 b = a 1 10 ，在 (111)面上分解 2
为两个 Shockley 不全位错，写出该位错反应并判断能否进行。
三、(共 5 小题，共 35 分)
1、（4 分）过共析钢中的网状渗碳体组织被苦味酸溶液腐蚀后，光学显微镜下的渗碳
体呈
色。在平衡状态时，随着碳含量的增加，碳钢的强度
（3）（8 分）证明：假如立方晶系有一晶面族{HKL}，其中必有一个晶面过原点，假设(hkl)为不过原点且
平行于过原点晶面的离原点最近的晶面。晶面与三个坐标轴的交点分别为 A、B、C，则：A：[a/h,0,0]，B：
[0, a/k,0]，C：[0,0,a/l]
c
AB= [-a/h,a/k,0]，BC= [0,-a/k,a/l]
。
2、（4 分）下图所示为室温下 45 钢的平衡组织，其中白色的块状组织为
。
报考专业：
考生姓名：
第三（2）题图
第1页共3页
3、（5 分）假设平衡分配系数 k0<1，画示意图简述产生成分过冷的原因。 4、（5 分）包晶偏析和枝晶偏析的形成原因分别是什么？ 5、（17 分）在 Fe-Fe3C 相图中为什么没有马氏体和贝氏体的相区？用热分析曲线示意 性的表示碳含量 4.0%（质量分数）的铁碳合金在平衡冷却过程中发生的转变，并分 别画出该合金在 1160℃、1130℃和室温下的组织示意图。
第2页共3页
第七题图
第3页共3页
B 卷参考答案
一、针对理想晶体结构，回答以下问题：（20 分）
( ) （1） (212) 晶面与 1 1 1 和 (101)同属于一个晶带，晶带轴为 1 01 。（5 分）
（2）α-Fe，V，Nb，Mo，B 等，BCC 结构的八面体间隙 rB rA =0.154。（7 分）
假设 ON 为立方晶系中的一个晶向，晶向指数为[hkl]，
C
ON AB = 0 ON BC = 0 则： 所以ON ⊥ AB，ON ⊥ BC
即ON ⊥ 面ABC
命题得证。
二、针对晶体中的缺陷，回答以下问题：（15 分）
NB
b
o
A
a
（1）大角度晶界、小角度晶界、孪晶界。（5 分）
（2） a 110 → a 211 + a 121 反应可以进行，需计算能量条件。（10 分）
带？求出晶带轴。
2、（7 分）列出三种具有 BCC 结构的金属单质，计算其八面体间隙的大小，以 rB rA
的形式给出。
3、（8 分）证明立方晶系始终有 hkl方向垂直于 (hkl)晶面。
二、(共 2 小题，共 15 分)
针对晶体中的缺陷，回答以下问题：
1、（5 分）根据晶粒的位向差及其结构特点，晶界有哪些类型？
构说明材料在冷拔和热处理过程中组织和性能的变化。
五、(共 3 小题，共 15 分) 钢的渗碳处理是常用的化学热处理工艺之一，可以显著提高钢的表面强 度、硬度和耐磨性。请回答下列问题。
1、（3 分）C 在 γ-Fe 中扩散的微观机制是什么？ 2、（5 分）奥氏体是 FCC 结构，致密度较高，C 在奥氏体中的扩散速度似乎较慢，但 渗碳的温度仍选择在奥氏体化的范围，其原因何在？ 3、（7 分）若维持表面 C 浓度 1.0%（质量分数），在 850℃对一块纯铁试样进行长时 间的渗碳处理，试画出试样中的相分布及 C 浓度分布示意图。
所受力的大小和方向（已知铝的点阵常数 a = 0.4049 nm ）。
c）（7 分）将上述铝单晶换成多晶体，位错运动的阻力会增大吗？为什么？材料的 宏观力学性能会有什么变化？
2、（10 分）在生产某种高强铜合金导线时，需先对其进行大变形量的冷拔变形，而
后还需经过一定的热处理才能使用。分析制定该工艺的原理，从金相组织和位错亚结
（5）因为 Fe-Fe3C 相图为平衡相图，马氏体和贝氏体为非平衡转变的产物。（17 分）
1
三（3）图
三（5）图
四、（30 分）
（1）a）柏氏矢量 a 011/2，位错线 2 1 1 ，位错线运动方向 011，晶体运动方向 011。（6 分）
b）（7 分）
c）位错运动的阻力会增大，晶界会阻碍位错的运动，进而使材料的强度增加。（7 分） （2）冷拔是为了增强铜导线的强度，而热处理是为了消除冷变形的残余应力。冷拔后材料中为典型的冷变 形组织，晶粒沿拉拔方向呈纤维状，强度高但脆性大。热处理后，铜导线发生了回复，消除了大部分的残 余应力，但此时强度降低并不大，故而可以保持较好的性能。（10 分） 五、（15 分）钢的渗碳处理是常用的化学热处理工艺之一，可以显著提高钢的表面强度、硬度和耐磨性。 请回答下列问题。 （1）间隙扩散机制。（3 分） （2）奥氏体所在的温度区间比较高，有利于扩散；奥氏体中碳的溶解度大。（5 分） （3）（7 分）
六、(共 2 小题，共 15 分)
1、（6 分）什么是调幅分解？什么是脱溶转变？ 2、（9 分）如果对一个 Al-4%Cu 试样采取淬火处理是否能获得显著的强化效果？为什 么？要提高其强度应该采取什么样的工艺措施？并简要说明相应的原理。
七、(共 2 小题，共 20 分)
1、（6 分）写出三元合金相图中可能发生的三相平衡转变。说明不同类型的转变在垂 直截面图和水平截面图中的特点。 2、（14 分）下图为 Ti-Sn-V 三元合金相图的液相面投影图，图中有几个四相平衡反应？ 分别写出反应式。写出 10%Ti-50%Sn-40%V 合金在平衡冷却过程中的初生相。图中 哪一个四相平衡反应的转变温度最低？
准考证号码：
密封线内不要写题
2020 年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 （ B 卷)
科目代码： 810 科目名称： 金属材料科学基础
注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考 完后试题随答题纸交回。
一、(共 3 小题，共 20 分) 针对理想晶体结构，回答以下问题：
1、（5 分） (20 1)、 (241)、 (212) 晶面中有哪些晶面与 (11 1)和 (101)同属于一个晶