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北京科技大学
2013年硕士学位研究生入学考试试题
============================================================================================================= 试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 4 页）适用专业：材料科学与工程
说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
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一、简答题(8分/题，共40分)
1. 超点阵；
2. 玻璃化转变温度；
3. 伪共晶；
4. 脱溶；
5. 二次再结晶。
二、图1是立方ZnS结构示意图，回答以下问题（共20分）：
1. Zn2+的负离子配位数是多少？
2. Zn2+占据以S2-密排结构的间隙位置，写出Zn2+占有位置的坐标；
3. 计算ZnS结构的晶格常数(已知Zn2+和S2-的离子半径分别为0.06 nm
和0.18 nm)；
4. 计算ZnS结构的致密度。
图1 立方ZnS结构示意图（第二题图）
1。
河南科技大学2013年硕士研究生入学考试试题考试科目代码：814 考试科目名称：材料科学基础B（如无特殊注明，所有答案必须写在答题纸上，否则以“0”分计算）1.已知室温下α-Fe的晶格常数为2.866×10-8 cm，实际密度为7.87 g/cm3，原子量为55.847 g/mol，阿佛加德罗常数为236.02310原子。
1)分别求出（100）、（110）和（111）的晶面间距；（9分）2)指出晶面间距最大的晶面和其特性；（4分）3)计算α-Fe的理论密度和每立方厘米晶胞中的空位数目。
（12分）（共25分）2.画出金属材料的强度与位错密度的关系曲线的示意图。
根据塑性变形的位错理论解释之。
举例说明它在实际中的应用。
（15分）3.比较再结晶、二次再结晶、二次结晶和重结晶这四者之间的不同点。
写出三种类型的重结晶。
（15分）4.画出Fe－Fe3C相图，用相组成物填写相图各区。
（7分）1)用结晶冷却曲线分析3%C合金的平衡结晶过程，写出各阶段发生的转变的类型和反应式，写出各阶段的组织组成物。
（14分）2)计算3%C的合金室温下组织组成物和相组成物的相对量。
（7分）3)图1中哪个是3%C的合金的室温平衡组织? （3分）4)平衡结晶下，2.15%C的合金在1148℃反应后的组织特征有何特点？为什么？（4分）（共35分）A) B) C) D)图1 铁碳合金室温平衡组织（4％硝酸酒精腐蚀）5.已知直径为10mm的T10钢试样，AC1：730℃，AC cm：800℃。
1)画出该钢的TTT曲线和CCT曲线的示意图。
说明两者的不同点。
（8分）2)填写表1，将各工艺的冷却曲线画在相应的过冷A转变曲线上（表作在答题纸上后填写）。
（14分）3)此钢能否采用油冷却淬火？能否采用更高的加热温度淬火？为什么？（8分）4)说明该钢淬火马氏体的显微形态、亚结构和性能特点。
（5分）（共35分）表1 T10钢的热处理工艺和组织6.何谓淬透性？何谓红硬性？高速钢W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2的淬透性、红硬性和耐磨性与主要与什么合金元素有关？比较这两种钢的性能。
北京科技大学1995-2012材料科学基础考研试题及部分答案北科1995-2011材料考研，初试考卷及答案1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 金属学适用专业: 金属塑性加工说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。
每题10分。
1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。
2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。
4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。
5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。
6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。
7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。
8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。
9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。
12、说明共析钢加热时奥氏体形成的过程，并画图表示。
13、合金钢中主要的合金相有几种类型？北京科技大学1999年硕士学位研究生入学考试试题科目：金属学1、名词解释:（10分）（1）点阵畸变（2）组成过冷（3）再结晶温度（4）滑移和孪生（5）惯习现象2、说明面心立方、体心立方、密排六方（c/a≥1.633）三种晶体结构形成的最密排面，最密排方向和致密度。
（10分）3、在形变过程中，位错增殖的机理是什么？（10分）4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因，以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。
（10分）5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程（包括相变转换和成分转换）。
2002答案：一，1，点阵畸变：在局部范围，原子偏离其正常的点阵位置，造成点阵畸变。
2，柏氏矢量：描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向，也是位错扫过后晶体相对滑动的量。
3，相图：描述各相平衡存在条件或共存关系的图解，也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹。
4，过冷度：相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
5，形变织构：多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。
6，二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。
7，滑移系：晶体中一个滑移面及该面上的一个滑移方向的组合称一个滑移系。
8，孪生：晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程。
二，立方晶系中（111）面、（435）面图略。
立方晶系空间点阵特征是点阵参数有如下关系：a=b=c, α=β=γ=90°。
也可用具有哪类对称元素表示，若有四个三次转轴，则对应立方点阵。
三，分为三晶区：激冷区、柱状晶区、中心等轴晶区。
影响铸锭结晶组织的因素：1，液体过冷度，越小越好。
2，凝固温度范围，越大越好，有利于枝晶的破碎。
3，温度梯度，越小越有利于等轴晶。
4，合金熔点低，温度梯度小。
5，搅拌或加孕育剂。
四，frank-read源机制，图略见课本。
滑移面上一个在A，B两点被钉扎的位错AB，在应力作用下弓出（状态2），弓出到3状态时，下方相邻部分反号相吸，并局部合并，完成一次增殖过程放出一位错环（状态4）。
在应力作用下，继续重复前面1-4过程。
五，一维下，J=-D ；J：扩散流量，单位时间通过单位面积扩散的物质量，D：扩散系数，：浓度梯度，：其意义为物质扩散量与该物质的浓度梯度成正比，方向相反。
影响扩散的因素：1，温度，满足D=D0e 的关系，T升高，D增加。
2，界面表面及位错，是扩散的快速通道。
3，第三组元，可对二元扩散有不同影响，如Mo、W降低C在r-Fe 中的扩散系数，Co、Si加速C扩散，Mn影响不大。
北京科技大学材料科学与工程专业814 材料科学基础主讲人：薛老师第二章固体结构例题讲解1.什么是晶面族？立方晶系{111}晶面族包含哪些晶面？答：在晶体内凡是晶面间距和晶面上的原子分布完全相同，只是空间位向不同的晶面我们可以把它们归并为同一个晶面族中，即晶面族，用{hkl}表示。
立方晶系{111}包括：（111）（111）（111）（111）（111）（111）（111）（111），这八个晶面构成一个八面体，因此晶面族{111}也成为八面体的面。
2.面心立方结构（100）和（111）晶面的夹角是多少？{100}的面间距是多少？答：（1） 所以：222222321321332211,cos b b b a a a b a b a b a ba b a b a ++⨯++++=⨯⨯>=<31111001101011cos 222222=++++⨯+⨯+⨯=ϕ︒==7.5431cos arc ϕ晶面的位向表示方法！！（2）面心立方，晶面间距：晶面为{100}，则带入公式，得到d=a,（a 最好自己设一下）因为是立方晶系需要对晶面进行判断是否需要修复！！面心立方h 、k 、l 不全为奇数或者偶数时，需要修正，可知，该晶面需要修正所以：d=a/2.222)()()h (d l k a hkl ++=3.晶带定律的应用例：已知晶体中两个不平行的晶面(h1k1l1)(h2k2l2)，证明(h3k3l3)与这两个晶面属于同一晶带，其中h3=h2+h1,k3=k2+k1,l3=l2+l1.答：设两个不平行的晶面所属晶带的晶带轴为[uvw]。
根据晶带定律，带入已知条件得到：h1u+k1v+l1w=0，h2u+k2v+l2w=0移项相加，得：(h1+h2)u+(k1+k2)v+(l1+l2)w=0，带入题目中的已知条件，可以得到h3u+k3v+l3w=0所以，第三个晶面与前面两个晶面属于同一个晶带。
例：在体心立方晶胞中画出一个最密排方向，并标明晶向指数，再画出过该方向的两个不同的低指数晶面，写出对应的晶面指数，这两个晶面与晶向构成什么关系？xzy G FE DOCBA注意点：1.画图一定要清洗，最好分开类画2.选取晶向的时候一定要选择对后期选择晶面有利的晶向3.回答晶带时，最好加上什么是晶带定律？4.六方晶系晶面、晶向指数例：写出图中六方晶胞EFGHIJE的晶面指数，以及EF,FG,GH,HI,IJ,JE 各晶向的晶向指数。
北京科技大学2010年硕士学位研究生入学考试试题试题编号： ________________________ 试题名称：___________ （共2页）适用专业：材料科学与工程______________________________________________________________说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效.一、分析发生下列现象的原因（30分）1. 低碳钢应力-应变曲线的屈服现象（10分）2. 金属及合金凝固时形成树枝状晶（10分）3. 上坡扩散（5分）4. 二次再结晶（5分）二、在面心立方结构的金属中（111）面上运动着柏氏矢量为6=a/2［110］的位错，位错线方向也是［110］,请在单胞中画出（ill）晶面和山0］晶向，并说明该位错属于什么类型？如果该位错的运动受到阻碍后，请判断是否有可能转移到（ill）, （ill）, （ill）各晶面上继续运动？说明为什么？（15分）三、以含Al-4wt%Cu合金为例，给出其经过不同固溶时效工艺处理后的脱溶贯序；定性说明各阶段脱溶相的尺寸及分布特点、与母相的界面匹配关系及其强化效果等.（20分）四、讨论晶体结构和空间点阵之间的关系。
（15分）五、与液态结晶过程相比，固态相变有什么特点？这些特点对固态相变后形成的组织有什么影响？（15分）六、叙述离子晶体的结构规则（15分）七、分析形成下列不同铸态组织的可能原因，并说明要得到细小的等轴晶，可采取哪些办法？（20分）八、参考下面提供的示意图，画出按组织分区的Fe-Fe’C相图，写出各三相反应,并说明分别为1. Owt%C和3. Owt%C的铁碳合金经过缓慢冷却在相关三相反应完成后形成的各组织特点（20分）。
2010答案:一、1.低碳钢在一定条件下形变时，应力-应变曲线的大致规律是首先发生线性弹性变形，达到屈服时发生塑性变形直至断裂。
特殊的地方在于应力-应变曲线上常常出现上下屈服点，这与C间隙原子对位错的钉扎作用有关。
13北京科技大学814材料科学基础真题（完整回忆版）
2013北京科技大学814材料科学基础真题（完整回忆版)
一、简答题（40分）
1、超点阵
2、金属材料玻璃转化温度
3、伪共晶
4、脱溶
5、二次再结晶
二、给出ZnS的离子晶体结构（图略），问：（20分）
1、Zn离子的配位数是多少
2、请给出Zn离子的坐标
3、已知Zn离子与S离子的半径，求ZnS离子结构的点阵常数
4、求ZnS结构的致密度
三、给出三组位错，每组位错由两个位错构成，已知每个位错的位错线方向和b的方向，问每组位错之间是吸引还是排斥（15分）
四、给出一个匀晶相图和熔混间隙相图（图略），画出给定几个温度点各相的自由能曲线图。
（10分）
五、给出T1和T2（T1>T2）温度的某三元相图截面图，写出图中的四相反应，说出其类型，并说明判断理由。
（10分）
六、什么是动态回复和动态再结晶？画出动态回复与动态再结晶在高应变频率和低应变频率下的真应力-真应变曲线，并简单解释之。
（10分）
七、已知两块材料板A、B厚度分别为d和2d，将两块板叠在一起（厚度为3d），已知A板和B板扩散系数分别为D1和D2，现已知A板表面浓度为c0，B板表面浓度为0（都保持不变），A B接触处浓度光滑过渡。
一定时间后，A B板达到稳态扩撒，问：
A B板的扩散流量是多少？（15分）
八、常温下多相金属的塑性变形有哪些方式？形貌？（10分）
九、给出铁碳合金的3个常温组织图（图略）和3个成分（貌似是0.45% 3% 4.5%），要求辨别各成分分别对应哪个组织图？写出4.5%C成分的凝固过程，并计算白色条状物的相对含量。
（20分）。
北京科技大学
2014年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：814试题名称：材料科学基础（共3页）
适用专业：材料科学与工程，材料工程（专业学位）
说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
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一.简述题（5分/小题，共30分）
1.再结晶温度
2.相平衡条件
3.上坡扩散
4.空间点阵
5.堆垛层错
6.临界分切应力
二、分别回答后述几个问题：1.指出金属液相结晶时的热力学条件，它一定
需要过冷吗？为什么？2.如何确定液相结晶时的临界晶核半径，在相同
的过冷度下，均匀形核与非均匀形核的临界晶核半径和临界晶核形成能哪
个大？为什么？3.反过来，结晶金属熔化时一定需要过热吗？为什么？
4.能否用经典形核理论讨论再结晶的形核，为什么？（20分）
三、回答以下问题：1.晶体缺陷主要有哪几种？2.其中点缺陷主要有哪两种?
有哪些方法或手段可提高其数量？3.当点缺陷扩散到刃位错周围时，会
出现什么现象？位错的运动受到怎样的影响？4.如果点缺陷扩散到一般
大角晶界上，又会出现什么现象？晶界的运动受到怎样的影响？(20分)。
1。
北京科技大学
2013年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：814试题名称：材料科学基础（共4页）
适用专业：材料科学与工程
说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。
=============================================================================================================
一、简答题(8分/题，共40分)
1.超点阵；
2.玻璃化转变温度；
3.伪共晶；
4.脱溶；
5.二次再结晶。
二、图1是立方ZnS结构示意图，回答以下问题（共20分）：
1.Zn2+的负离子配位数是多少？4
2.Zn2+占据以S2-密排结构的间隙位置，写出Zn2+占有位置的坐标；
3.计算ZnS结构的晶格常数(已知Zn2+和S2-的离子半径分别为0.06nm和
0.18nm)；
4.计算ZnS结构的致密度。
图1立方ZnS结构示意图（第二题图）
三、图2是在同一滑移面上三组相互平行的相距为d的直位错，它们的柏氏矢
量b的模相等，箭头指向是柏氏矢量b和位错线t的方向。
问每组的位错之间是相互吸引还是相互排斥，为什么？（共15分）
图2三组相互平行的直位错及其柏氏矢量（第三题图）
四、示意画出图3所示的A-B体系中各相在T1、T2、T3和T4温度时的Gibbs
自由焓-成分曲线。
(共10分)
图3A-B二元合金相图（第四题图）
五、图4为某三元合金系在T1和T2温度下的等温截面。
若T1>T2,确定此合金
系中存在哪种类型的三相平衡反应？说明判断理由，并写出三相反应式。
(共10分)
图4A-B-C三元系等温截面（第五题图）
六、由材料A和B组成双层平板，A板厚度为L，B板厚度为2L，如图5所示。
扩散组元在A板一侧表面的浓度为c=c0(常数)，在B板一侧表面的浓度一直保持为c=0。
假设：扩散组元不与A和B形成新相；在A和B中扩散系数均为常数，分别是D1和D2；扩散组元在A/B界面浓度保持连续；A和B 相互之间不扩散。
求扩散在稳态时的扩散流量。
(共15分)
图5A和B组成双层平板示意图（第六题图）
七、什么是动态回复?什么是动态再结晶?分别画出在相同温度时高、低应变速
率下动态回复和动态再结晶的真应变—真应力曲线示意图，并给出简单解释。
(共10分)
八、常温下单相合金塑性变形有哪些主要方式，说明拉伸变形后相应的显微组织
形貌特征。
(共10分)
九、图6为3个不同成分（0.45%C,3.4%C,4.7%C）的铁碳合金缓冷凝固组织
（硝酸酒精浸蚀样品），回答以下问题（共20分）。
1.说明每个图对应的是哪个成分的合金，为什么？
2.分析图6(c)中组织的凝固过程，并计算该合金中白色长条状组织的重量
相对量。
(a)(b)(c)
图6铁碳合金缓冷凝固组织（第九题图）。
