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哈尔滨工业大学二〇一一年硕士研究生入学考试试题考试科目：金属学与热处理报考专业：材料加工工程等考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号。
答在试题上无效。
（抄在准考生证上带出来的，若干题目没有来的及细抄）一、选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个或一个以上正确的答案，写在题号后的括号内，例如，写作：一、18.（①③④）。
正确的答案没有选全或选错的，该题无分，每题2分，共40分）。
1．当冷却到A C3温度时，亚共析钢中的奥氏体转变为铁素体，这种转变可称为（）：①多晶型转变②重结晶③同素异晶转变④再结晶；2．一条曲折的位错线，。
（）：①具有唯一的位错类型②具有唯一的柏氏矢量③位错类型和柏氏矢量处处相同④位错类型和柏氏矢量处处不同；3．在883°C时，纯钛由体心立方晶格转变为密排六方晶格，若原子半径不变，则单位质量的钛发生上述转变时其体积（）：①将膨胀②将收缩③变化率约为－8.1% ④变化率约为8.8%；4．铜导线在室温反复弯折，会越变越硬，并很快发生断裂，而铅丝在室温经反复弯折却始终处于较软的状态，其原因是（）：①铜发生加工硬化，不发生再结晶②铜不发生加工硬化，也不发生再结晶③铅发生加工硬化，不发生再结晶④铅发生加工硬化，也发生再结晶5．六方晶系的[210]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）：①[1010]②[1010] ③[1100] ④[0011] 6．以[112]为晶带轴的共带面为（）：①（1 1 1）②（1 11）③（111）④（11 0）7．对于亚共析钢，淬火后为获得细小的马氏体和和少量残余奥氏体组织，适宜的淬火加热温度为（）①A r1+30~50°C ②A C3+30~50°C③A r3+30~50°C④A ccm+30~50°C 8．影响淬火后马氏体组织的粗细的因素有（）：①奥氏体化的加热温度和保温时间②母相奥氏体的晶粒度③合金元素④淬火冷却速度9．在平衡冷却转变条件下，碳钢的显微组织中含有50%珠光体和50%铁素体，则此合金中（）：①含碳量约为0.4%②含碳量约为0.8%③铁素体含量约为94%④渗碳体含量约为94%10．对于可热处理强化的铝合金，其热处理工艺通常为（）：11．影响非均匀形核率的主要因素（）12．下贝氏体是（）13．二次结晶（）14．实际金属一般表现出各向同性，这是因为实际金属为（）15. 合金元素碳溶入铁素体，将引起铁素体（）16. 复相合金中，一相为硬脆的金属化合物分布在金属基体上，对合金的强韧性最为有利的组织形态是（）17. 在三元相图中（）18. 具有粗糙界面的固溶体合金在正温度梯度下（）19. 拉伸单晶体时，滑移面转向（）时最易产生滑移。
第一章1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
★课程考试大纲要求考试内容1）金属学理论a:金属与合金的晶体结构及晶体缺陷b:纯金属的结晶理论c:二元合金相图及二元合金的结晶d:铁碳合金及Fe-Fe 3C 相图e:三元合金相图f:金属的塑性变形理论及冷变形金属加热时的组织性能变化（前六章，去掉6.7节 超塑性）2）热处理原理及工艺a:钢的加热相变理论b:钢的冷却相变理论c:回火转变理论d:合金的时效及调幅分解e:钢的普通热处理工艺及钢的淬透性（后三章）题型结构a:基本知识与基本概念题 （约30分）b:理论分析论述题（约60分）c:实际应用题（约30分）d:计算与作图题（约30分）试题形式a:选择题b:判断题c:简答与计算d: 综合题等★样题一、 选择题（在每小题的五个备选答案中，选出一个或一个以上正确的答案，将其标号填入括号内。
正确的答案没有选全或选错的，该题无分。
）1. 与固溶体相比，金属化合物的性能特点是( )。
①熔点高、硬度低； ② 硬度高、塑性高；③ 熔点高、硬度高；④熔点高、塑性低； ⑤ 硬度低、塑性高2．若体心立方晶胞的晶格常数为a, 则其八面体间隙 ( )。
① 是不对称的； ② 是对称的； ③ 位于面心和棱边中点；④ 位于体心和棱边中点； ⑤ 半径为a 432－ 3．奥氏体是( )。
① 碳在γ- Fe 中的间隙固溶体; ② 碳在α- Fe 中的间隙固溶体;③ 碳在α- Fe 中的有限固溶体; ④ 碳在γ- Fe 中的置换固溶体；⑤碳在α- Fe 中的有序固溶体4．渗碳体是一种 ( )。
① 间隙相；② 金属化合物； ③正常价化合物； ④电子化合物；⑤ 间隙化合物5．六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为 ( )。
① []0112；② []0211； ③ []0121；④ []1102；⑤ []01106．晶面(110)和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为( )。
① []101；② []011；③ []101；④ []110；⑤ []0117．在室温平衡状态下，碳钢的含碳量超过0.9%后，随着含碳量增加，其 ( )。
2012哈工大材料加工初试试题（金属学与热处理原理）（试题是我抄在准考证上带出来的，版权归哈工大所有。
强烈笔试那些拿这些资料卖钱的人！）一、选择题（4×10）1.影响金属结晶过冷度的因素（1）金属本性，金属不同，其过冷度不同。
（2）金属纯度，纯度越高，过冷度越大（3）冷却速度，速度越大，过冷度越大（4）铸造模具所用材料，金属模具大于砂模的过冷度2.图中斜线所示晶面的晶面指数（图不好画，答案选第4个）（1）（120）（2）（102）（3）（201）（4）（012）3.影响再结晶温度的因素与规律（1）纯度越高，再结晶温度越低（2）冷变形越大，再结晶温度越低（3）加热速度越大，再结晶温度越低（4）金属本性，熔点越低，再结晶温度越低4.塑性变形后的金属随加热问题上升，时间延长，可能发生的变化（1）显微组织依次发生回复、再结晶和晶粒长大（2）组织由缺陷较高的纤维组织向低缺陷的等轴晶转变（3）内应力松弛或消除，应力腐蚀倾向减小（4）强度、硬度下降，塑性、韧性上升5.影响置换固溶体溶解度的因素（1）尺寸差，原子尺寸差越小，溶解度越大（2）电负性差，电负性差越小，溶解度越大（3）电子浓度，电子浓度越小，溶解度越大（4）晶体结构，晶格类型相同溶解度越大6.六方晶系［010］晶向还用四坐标轴表示（1）［-1-120］（2）［11-20］（3）［-12-10］（4）［-2110］7.晶面（011）和（111）所在晶带轴（1）［-110］（2）［1-10］（3）［01-1］（4）［-101］8.调幅分解是固分解的一中特殊形式，其特征有（1）一种固溶体分解为成分不同而结构相同的两种固溶体（2）无形核、长大过程（3）保持共格关系的转变（4）一种同素异构转变9.具有粗糙晶面的固溶体合金在正的温度梯度下（1）以二维晶核方式长大（2）以螺型位错方式长大（3）以垂直方式长大（4）晶体形态可能呈树枝状10.若某金属元素其键能越高，则（1）熔点越高（2）强度、模量越大（3）其原子半径越小（4）其热膨胀系数越小二、判断题（5×4）1.钢经加热转变得到成分单一、均匀的γ,随后水冷或者油冷的热处理工艺成为淬火，而采用空冷的工艺成为正火。
哈尔滨工业大学2013年工程硕士金属学及热处理考题及答案一、空间点阵与晶体结构有何关系？（15分）答: （1）晶体结构：晶体中原子（或离子、分子、原子集团）在三维空间中有规律的周期性的重复排列方式。
实际存在的晶体结构是无限的。
（2）空间点阵：将构成晶体的实际质点抽象为纯粹的几何阵点，这种阵点有规则地周期性重复排列所形成的空间几何图形即称为空间点阵。
空间点阵只有14种类型。
（3）晶体结构与空间点阵的区别：具有相同点阵但不同晶体结构，具有相同晶体结构但点阵不同。
二、已知纯铜滑移系的临界分切应力为1MPa，若使（111）晶面上的位错沿[101]方向滑移，需要在[001]方向上施加的最小应力是多少？（15分）答: 设需要在[001]方向上施加的最小应力为σ，σ在（111）晶面上的分切应力为τ，则有τ=σcosλcosφ已知纯铜滑移系的临界分切应力τk=1MPa，所以σ=τ /cosλcosφ=τk /cosλcosφ=3=1.732 MPa三、影响再结晶温度的因素有哪些？在生产中如何控制再晶晶粒的大小？（15分）答：影响再结晶温度的因素主要有：（1）变形程度：金属冷变形程度增大，储存能提高，再结晶驱动力增大，再结晶温度降低。
（2）金属纯度：金属中的杂质或合金元素能阻碍位错运动和晶界迁移，所以金属纯度越高，再结晶温度越低。
（3）原始晶粒尺寸：原始晶粒尺寸细小，变形抗力较大，冷变形后金属储存能较高，再结晶温度较低。
（4）加热时间和加热速度：加热时间增加，再结晶温度降低；加热速度提高，再结晶温度提高。
控制再晶晶粒的大小的方法（1）变形程度：变形量很小时，不发生再结晶。
变形量达到一定程度时（一般为2－10％），再结晶晶粒特别粗大。
这样的变形度称为临界变形度。
原因：变形量小，再结晶核心少，生长速度却很大。
大于临界变形度后，晶粒尺寸随变形量的增加而下降。
（2）原始晶粒尺寸：原始晶粒尺寸细小，再结晶形核位置增多，再结晶晶粒细小。
2010硕士研究生入学考试哈工大金属学与热处理一选择题（一个或多个答案）1.决定金属材料性能的因素有（）A晶体结构类型B晶体缺陷的种类与数量C组织状态D热加工工艺2．金属与非金属的区别有（）2页A良好的延展性B良好的导热性C正的电阻温度系数D负的电阻温度系数3.晶格常熟为a的奥氏体八面体间隙（）11页A是不对称的B间隙半径为0.146a C六个原子围成D位于面心和棱边中点4.铁由体心立方晶格变成密排六方晶格，其体积（）A将膨胀B将收缩C不发生变化D不确定39页5.在AC1到AC3温度区间加热时，奥氏体转变为铁素体的转变属于（）A二次再结晶B重结晶C同素异构转变D多晶型转变107页6.钢中的铁素体为（）A间隙相B间隙固溶体C间隙化合物D置换固溶体107页7.六方晶系[010]晶向指数，若改为四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）15页A[2-1-10] B[11-20] C[-12-10] D[1-210]8.晶面（101）和（1-11）所在的晶带轴指数为（）16页A[-110] B[0-11] C[10-1] D[1-10]9.大型铸件的细化可以采用（）A减小过冷度B变质处理C降低冷却速度D固溶与失效10.位错环周围的位错线的特点是（）31页A相同的位错类型B唯一的柏氏矢量C不同的位错类型D不同的柏氏矢量11.金属冷变形经过回复退火再结晶工艺之后的效果为（）A保持了加工硬化状态B有效消除了第二类内应力C减轻了翘曲和变形D提高了塑性韧性和耐磨性12.含碳量在2.11%钢中渗碳体的类型为（）120页A一次渗碳体B二次渗碳体C共晶渗碳体D共析渗碳体13.0.6%的铁碳合金平衡结晶到室温，则室温下该合金中（）A相组成物为铁素体和渗碳体B组织组成物为铁素体和奥氏体C铁素体含量为…. D奥氏体含量为……14.固溶体在正温度梯度条件下结晶时（）54页A垂直方式长大B螺型位错C二维晶核方式D可能呈平面状胞状树枝状15.碳溶于a-Fe中形成的过饱和间隙式固溶体称为（）107页A铁素体B奥氏体C马氏体D贝氏体16.第一类回火脆性（）219页A又称低温回火脆性B在几乎所有钢中可能出现C又称高温回火脆性D又称不可逆回火脆性17.过共析钢经过正火后（）A调整硬度便于机械加工B细化晶粒消除内应力C消除魏氏组织和带状组织D消除网状碳化物18.三元合金变温截面图可以（）A确定三元合金平衡相成分B定性分析三元合金的平衡结晶过程C应用杠杆定律和重心法则D确定平衡相的含量19铝锭300度进行塑性变形时，其组织性能变化（）161页A逐渐形成纤维组织和形变织构B位错密度升高形成形变包C产生残余内应力和点阵畸变D气泡焊合缩松压实成分均匀化20单相铝合金提高强度和硬度的方法为（）A固溶和时效B淬火和回火C冷变形和再结晶D退火和正火二判断题1.（）冷变形态金属构件经再结晶退火工艺处理后，其晶粒外形与晶格类型均可能发生变化。
第一章1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
2014年哈工大金属学与热处理原理
（抄准考证带出来的，很简单的没细抄，希望对大家有用）
一、选择题（4*10 不定项选择）
第一二小题是关于晶面和晶向指数的，较简单
3题是关于调幅分解的题
4纯金属在正温度梯度条件下结晶时晶体生长形态可能为（）
Ａ胞状Ｂ蜂窝状Ｃ平面状Ｄ树枝状
５影响晶体表面能的因素为（）
6铜棒只有通过先冷塑变形再加热到一相对较低温度保温才能细化晶粒，而铁棒只需加热到较高温保温即可细化晶粒，原因（）
A铁是体心立方，而铜是面心立方B铜和铁再结晶温度不同
C铜有加工硬化而铁没有D铁能重结晶，而铜没有多晶型
7淬透性A选项是说淬透性是钢的固有属性
8金属键
9与晶体的定义有关（考的较细）
10淬火态钢硬度主要取决于（）
A马氏体的硬度B马氏体的正方度C马氏体的含量D残余奥氏体的含量
二、判断题（5*4）
1体心立方和面心立方的间隙方面的题（题目较长）
2随着溶液浓度的增加，固溶体的电阻率升高，电阻温度系数下降（）
3间隙相
4缺陷显著影响金属材料的性能，其缺陷密度越高强度越高（）
三、简答题（6*10）
1三元共晶相图（和书上的类似）
2金属结晶为什么过冷，推导ΔGv与ΔT的关系
3 P、S对钢性能的影响
4魏氏组织定义，形成条件，组织形态，对性能的影响与消除方法
5 共析钢淬火后回火过程中的组织转变，三种回火组织与性能
6含铜0.45%的Al-Cu合金，说明脱溶过程，影响脱溶动力学因素及性能的溶化规律。
四、1 热处理的题（15分）
2 细晶强化概念，机理规律，工艺方法，实际应用实例（15分）。
1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。
（15分）2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。
（15分）3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分）4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。
（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家]5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。
（15分）6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。
（15分）7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。
注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。
2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力ζc为1MPa，回答下列问题：①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。
（计算结果保留两位有效数字）3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。
4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。
5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。
6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。
7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。
第一章1.作图表示出立方晶系（1 2 3）、（0 -1 -2）、（4 2 1）等晶面和[-1 0 2]、[-2 1 1]、[3 4 6] 等晶向3.某晶体的原子位于正方晶格的节点上，其晶格常数a=b≠c，c=2/3a。
今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别是5个原子间距，2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面参数。
解：设X方向的截距为5a，Y方向的截距为2a，则Z方向截距为3c=3X2a/3=2a，取截距的倒数，分别为1/5a，1/2a，1/2a化为最小简单整数分别为2,5,5故该晶面的晶面指数为（2 5 5）4.体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（1 0 0）、（1 1 0）、（1 1 1）晶面的晶面间距，并指出面间距最大的晶面解：（1 0 0）面间距为a/2，（1 1 0）面间距为√2a/2，（1 1 1）面间距为√3a/3三个晶面晶面中面间距最大的晶面为（1 1 0）7.证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633证明：理想密排六方晶格配位数为12，即晶胞上底面中心原子与其下面的3个位于晶胞内的原子相切，成正四面体，如图所示则OD=c/2，AB=BC=CA=CD=a因△ABC是等边三角形，所以有OC=2/3CE由于(BC)2=(CE)2+(BE)2则有(CD)2=(OC)2+(1/2c)2，即因此c/a=√8/3=1.6338.试证明面心立方晶格的八面体间隙半径为r=0.414R解：面心立方八面体间隙半径r=a/2-√2a/4=0.146a面心立方原子半径R=√2a/4，则a=4R/√2，代入上式有R=0.146X4R/√2=0.414R9.a）设有一刚球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。
b）经X射线测定，在912℃时γ-Fe的晶格常数为0.3633nm，α-Fe的晶格常数为0.2892nm，当由γ-Fe转化为α-Fe时，求其体积膨胀，并与a）比较，说明其差别的原因。
