材料人网-东北大学材料学院2004年材料科学基础考研真题

目　录2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版）2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2012年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2009年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2008年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2007年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2006年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2005年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2004年东北大学429材料科学基础（A卷）考研真题2003年东北大学材料科学基础考研真题2002年东北大学427材料科学基础考研真题2001年东北大学424材料科学基础考研真题2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版）一、名词解释1．裂纹偏转增韧2．硬取向3．晶带定律4．蠕变5．反应扩散二、简述热力学条件和动力学条件在材料结构转变的作用、影响，举两个实际生活中利用热力学条件和动力学条件进行相关制备材料的例子。

三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。

四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。

五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。

六、（1）K0＞1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。

（a）固相不能充分扩散，液相可以充分对流。

（b）固相不能充分扩散，液相仅有对流。

（c）固相不能充分扩散，液相对流不充分。

（2）考察一个成分过冷的计算题。

七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能（具体数值不记得），由A、B组成扩散偶，问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。

八、三元共晶液相投影图相图的计算（1）说明一标定成分点的娥组织转变工程。

（2）画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。

2014年东北大学829材料科学基础考研真题。

即在裂纹尖端应力场的作用下 , ZrO2 粒子发生四方相单斜相的相变而 吸收了能量 , 外力做了功 , 从而提高了断裂韧性。
另外，相转变增韧也是可以应用于功能陶瓷的。 如：铁电 /压电性畴转变增韧机制，在压电陶瓷材料中，利用使产生裂纹 的外应力转变为电能，从而达到增韧的目的。
ZrO2颗粒弥散在其他陶瓷 (包括 ZrO2本身 )基体中，由于两者具有不同 的热膨胀系数，烧结完成后，在冷却过程中， ZrO2颗粒周围则有不同的 受力情况，当它受到压抑， 四方相 ZrO2（t-ZrO2）的相变也将受到压抑。 使得瓷体中部分 t- ZrO2 在烧成冷却过程中以亚稳态保存下来 。 在室温时, ZrO2 颗粒仍以四方相存在 , 它有一种力图膨胀而变成单斜相 的自发倾向 ；
错的运动越来越困难—位错强化
?作用
?提高材料的强度 ?使变形更均匀 ?防止材料偶然过载引起破坏
?不利方面
?金属在加工过程中塑性变形抗力不断增加，使金属的 冷加工需要消耗更多的功率
?形变强化使金属变脆，因而在冷加工过程中需要进行 多次中间退火，使金属软化，才能够继续加工
?限制
?使用温度不能太高，否则由于退火效应，金属会软化 ?对于脆性材料，一般不宜利用应变硬化来提高强度性
? 增强体的高强，高摸提高了复合材料的强度和
模量，是增强的主要原因。
? 另外复合效应，即受力时纤维和基体的变形互
相牵制，使纤维和基体都得到强化也是强化原 理。
? 2、短纤维和晶须增强复合材料
? 增强效果不如连续纤维增强复合材料，但成本
低，各向异性程度小。
? 增强原理： 受力时，基体和纤维由于紧密结合，
提高材料的强度和韧性，可以节约材料、降低 成本、增加材料在使用过程中的可靠性和延长服役寿 命，对国民经济和人类社会可持续发展具有重要意义。

东北大学
2004年研究生入学考试试题
考试科目：材料科学基础
1.会标晶向指数。

（15分）
2.（15分）为什么单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形？
3.（15分）金属中的自由电子为什么对比热贡献很小却能很好的导电？
4（15分）已知：空位形成能是1.08ev/atm,铁的原子量是55.85g/mol,铁的密度是
7.65g/cm3,NA=6.023*1023,K=8.62×10-5ev/atom-K,请计算1立方米的铁在850°C下的平衡空位数目。

5.（15分）在面心立方晶体中，在（1 -11）面上，有柏氏矢量为a/2[-1 0 1]的刃位错运动，在（1 1 －1）面上有柏氏矢量为a/2[1 －1 0]的刃位错运动，当它们靠近时是否稳定？有什么变化？说明之。

6.（15分）(1)用晶向和晶面指数的组合写出面心立方，体心立方及密排六方金属的全部滑移系。

（2）在面心立方晶体的单位晶胞中画出一个滑移系，并标出晶面晶向指数。

7（15分）为什么材料有时会在其屈服强度以下的应力载荷时失效？如何防止？如何进行容器只漏不断的设计？。

全国名校材料科学基础考研真题汇编（含部分答案）益星学习网提供全套资料目录1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2．北京科技大学材料科学基础历年考研真题2014年北京科技大学814材料科学基础考研真题2013年北京科技大学814材料科学基础考研真题2012年北京科技大学814材料科学基础考研真题2011年北京科技大学814材料科学基础考研真题3．西北工业大学材料科学基础历年考研真题及详解2012年西北工业大学832材料科学基础考研真题及详解2011年西北工业大学832材料科学基础（A卷）考研真题及详解2010年西北工业大学832材料科学基础（A卷）考研真题及详解4．中南大学材料科学基础历年考研真题及详解2012年中南大学963材料科学基础考研真题（回忆版）2009年中南大学959材料科学基础考研真题及详解2008年中南大学963材料科学基础考研真题2008年中南大学963材料科学基础考研真题（A组）详解5．东北大学材料科学基础历年考研真题2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版）2014年东北大学829材料科学基础考研真题6．北京工业大学材料科学基础历年考研真题及详解2012年北京工业大学875材料科学基础考研真题2009年北京工业大学875材料科学基础考研真题及详解2008年北京工业大学875材料科学基础考研真题及详解7．中国科学技术大学材料科学基础历年考研真题2014年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题2013年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题2012年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题8．东华大学材料科学基础历年考研真题2013年东华大学822材料科学基础考研真题2012年东华大学822材料科学基础考研真题9．南京航空航天大学材料科学基础历年考研真题及详解2014年南京航空航天大学818材料科学基础（A卷）考研真题2013年南京航空航天大学818材料科学基础（A卷）考研真题2008年南京航空航天大学818材料科学基础考研真题及详解10．其他名校材料科学基础历年考研真题及详解2011年武汉理工大学833材料科学基础考研真题及详解2013年华南理工大学827材料科学基础考研真题2014年华中科技大学809材料科学基础考研真题2014年天津大学862金属材料科学基础考研真题（回忆版）2009年西安交通大学材料科学基础考研真题及详解2013年湖南大学838材料科学基础考研真题及详解说明：精选了33套名校材料科学基础历年考研真题，并对其中的14套真题提供了答案详解。

五、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：
1495℃、1154℃、1148℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式；
按亚稳态相图，叙述含碳量为0.4%的Fe－C合金从高于液相线温度平衡冷却到室温时，发生的两相和三相平衡转变（可用热分析曲线表示），并画出室温组织的示意图；
六、根据下图所示的三元相图的投影图，回答以下问题：（10分） 、该相图中的四相平衡区在什么范围内？（用字母表示） 组成该三元系的三个二元系中是否都有三相平衡反应？若有，则写出每个二元系中三相平衡反应的反应式；
、写出图中成分为O 的合金
在平衡冷却过程中发生四相平
衡反应的反应式；并说明在四相平衡反应前合金所在的相区及发生的平衡转变的反应式； S 的合金在平衡冷却过程中是否会发生四相和三相平衡反应？若有则写出相和S 在室温下
图中所示的含Pb 为15％的Sn －Sb －Pb 三元相图的垂直截面中，温度为上发生什么样的平衡反应？写出反应式。

在水平线的上方和下方各有几个三相区？写出每个三相区的组成相。

（5分）
B A I
II III
IV
V VI E S O m p l'l h'h n'g'g
n f'f m'e 3
e 2e 1
若平均晶粒直径为1mm和0.04mm的纯铁的屈服强度分别为100MPa
0.01mm的纯铁的屈服强度为多少？（8分）
有一低碳钢零件，试分析对其渗C时温度选取930℃和870℃的利弊。

有一方形纯铝板零件，加工时在其中部冷冲出一如图所示的小圆孔。

当该零件在再结晶温度下进行退火处理后，小孔周围的组织形貌将发生怎样的变化，用示意图表示，并进行分）。

东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校课程名称： 材料科学基础（上） 试卷： (A) 考试形式： 闭 卷授课专业： 材料科学与工程 考试日期：2009年07月09日 试卷：共 4 页一、 填空题（每空1分，共10分）1、Cr （原子序号24）的基态电子组态为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1。

2、高分子链中由于单键的内旋转 而产生的分子在空间的不同形态称为构象。

3、体心立方晶体的致密度为 68% 。

4、金刚石结构中，配位数为 4 。

5、小角度晶界由位错构成，其中扭转晶界由 螺型 位错构成。

6、影响扩散最主要的因素是 温度 。

7、立方晶体中的[001]方向是 4 对称轴。

8、在置换型固溶体中，原子的扩散的方式一般为 空位机制 。

9、二次再结晶的驱动力是 界面能 。

10、在金相试样表面上波纹状滑移线的产生是由于 交滑移 。

二、 选择题（每题1分，共20分）1、氯化铯（CsCl ）为有序体心立方结构，它属于______。

（ C ） A 、体心立方点阵 B 、面心立方点阵 C 、简单立方点阵2、在体心立方晶体结构中，密排面是 。

（ B ）A 、{001}面B 、{011}面C 、{111}面3、立方晶体中（110）和（211）面同属于__________晶带。

（ D ） A. [110] B. [100] C. [211] D [111]4、体心立方结构八面体的间隙半径是 。

（ B ） A 、r=0.414R B 、r=0.154R C 、r=0.225R5、不能发生滑移运动的位错是 。

（ B ） A 、肖克莱不全位错 B 、弗兰克不全位错 C 、刃型全位错6、两根具有反向柏氏矢量的刃位错在被一个原子面相隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处 。

（ B ） A 、相互抵消 B 、形成一排空位 C 、形成一排间隙原子7、位错受力运动方向处处垂直与位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向 。

09年金属材料学复试题1合金元素中奥氏体形成元素,铁素体形成元素,提高工程结构钢耐大气腐蚀性能的元素(各写出四个)2工程结构钢的强化方法3间隙固溶体和间隙相的异同4什么是调质钢,组织是什么和机械性能如何5两种细化奥氏体晶粒方法6合金钢中提高萃透性元素7高速钢二次硬化的原因8低合金钢高温回火脆性的原因及防止和减轻方法9奥氏体不锈钢晶间腐蚀的原因及改善措施10 16MnNb和1Cr18Ni9Ti各代表什么及各元素的作用11铝合金的时效强化四个阶段12铝合金的强化方式13钛合金根据成分和组织特点分类14钛合金中主要元素的分类09复试《特种陶瓷工艺学》一名词解释5×5分压电陶瓷PTC热敏陶瓷电绝缘陶瓷反应烧结碳化硅βAl2O3二干压成型与等静压成型的优缺点10分三什么是重烧结氮化硅?性能如何?10分四均匀沉淀的原理?10分五什么是烧结?驱动力?15分六添加剂促进致密化的机理25分七论述二氧化锆的增韧机制25分08年金属材料学试题.一.填空.1形成强，中，弱碳（氮）的合金元素2耐大气腐蚀的合金元素3铸铁的分类4不锈钢,耐热钢,耐蚀钢.(参考《金属学与热处理》机械工业出版社钢的牌号)二.名词解释1、相间沉淀：合金元素钒在钢中的有利作用主要是以其碳,氧化物形式存在于基体和晶界上,起到沉淀强化和抑制晶粒长大的作用.钒在铁素体中的溶解度比在奥氏体中的溶解度小的很多,随着相变的进行,在一定的热力学和动力学条件下,钒的碳,氮化物在相界析出,通过在两相区加速冷却,可以细化晶粒,控制其碳,氮化物的析出,其沉淀物的大小和分布,决定了其沉淀强化的效果.2、晶间腐蚀：晶间腐蚀是一种常见的局部腐蚀。

腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微，这种腐蚀便称为晶间腐蚀。

3、高温回火脆性：在回火过程中随着回火温度的升高，塑性不断增加，而冲击韧性却不是呈直线上升的，在低温250-400度回火和高温450-650度范围内回火时，韧性会出现下降现象，这就是回火脆性。

东北大学材料科学与工程学院硕士、博士学位论文撰写与版式规范1. 引言依据中华人民共和国《科学技术报告、学位论文和学术论文的编写格式》和东北大学学位论文格式改编，专为我院申请硕士、博士学位人员撰写、打印论文时使用。

本规范自发布日起实行。

2. 学位论文结构组成学位论文山前头部分、主体部分和结尾部分组成。

2。

1 前头部分（1）封面（2）扉页“题名页（中、英两种）（3）声明（独创性声明和版权声明）（ 4 ）中、英文摘要（5）目录（6）名词术语、缩略字、缩写词等注释表（只限必要时）2 .2 主体部分（1 ）绪论（前言、引言、绪言）（2）正文（3 ）结论和建议2.3结尾部分（1）参考文献（2）附录、附表（只限必要时）（3）致谢（4）攻读学位期间发表的论著、获奖情况及发明专利等项。

5）作者简历3o 学位论文内容要求3? 1 题目题口应以简明的词语，恰当、准确、科学地反映论文最重要的内容，一般不超过25 字，应中英文对照。

题忖通常山名词性短语构成，不能含有标点符号；应尽量避免使用不常用的缩略词、字符、代号和公式等。

3.2摘要与关键词3o 2. 1 摘要摘要是论文内容的高度概括，应具有独立性和自含性，即不阅读论文的全文，就能通过摘要了解整个论文的主要信息。

摘要应包括本论文研究的H 的、理论与实际意义、主要研究内容、实验方法，重点是研究结果和结论。

摘要的内容要完整、客观、准确，应按层次逐段简要写出.避免将摘要写成LI 录式的内容介绍，避免主观性的评价意见, 避免对背景、口的、意义、概念和一般性（常识性）理论过多叙述。

摘要中尽量不使用第一人称，采用“分析了……原因”、“认为……”、“对……进行了探讨"等记述方法进行描述。

摘要需采用规范的名词术语（包括地名、机构名和人名）. 对个别新术语或无中文译文的术语, 可用外文或在中文译文后加括号注明外文?摘要中不宜使用图表，尽量少用公式、化学结构式、非常用的缩写词和非公知公用的符号与术语，不标注引用文献编号。

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三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。

四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。

五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。

六、（1）K0＞1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。

（a）固相不能充分扩散，液相可以充分对流。

（b）固相不能充分扩散，液相仅有对流。

（c）固相不能充分扩散，液相对流不充分。

（2）考察一个成分过冷的计算题。

七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能（具体数值不记得），由A、B组成扩散偶，问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。

八、三元共晶液相投影图相图的计算（1）说明一标定成分点的娥组织转变工程。

（2）画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。

2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2012年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）一、名词解释（25分）1．点群2．二次再结晶3．超塑性4．相5．扩散激活能二、1．写出（111）晶面所有的滑移系，并在晶胞中画出。

2004年硕士生入学试题答案一、选择题1、d2、c3、b4、d5、d6、d7、c8、d9、a 10、d 11、a 12、c 13、d 14、b 15、a 16、d 17、c 18、b 19、a 20、a二、（130）， （⎺211）， （⎺1 ⎺1 2 ）， [1⎺1 1]， （2 ⎺1 ⎺1 1）三、1、两者不相同，一般情况下，非均匀形核的形核功小。

这是因为非均匀形核时，形核是在一定形核位置（如模壁、形核剂颗粒等）上进行的，其形核功的大小取决于晶核和形核位置之间的界面能和接触角，设晶核的形状为球冠，则非均匀形核功于均匀形核功之比为：一般情况下S(θ)<1，所以非均匀形核的形核功小于均匀形核的形核功。

只有在形核位置与金属完全不润湿的情况下，此时S(θ)＝1，即非均匀形核 功的形核功才和均匀形核的形核功相等。

2、两者不同。

平衡凝固是指在凝固过程中固相和液相的成分始终均匀，而，正常凝固只有固相的成分保持均匀。

3、不会，因为纯金属中不会有成分不均匀的现象发生，因此凝固过程中不会有边界层出现，因而就不会有成分过冷。

4、不会。

因为正常凝固时液相的成分始终保持均匀，所以不会不会有边界层出现，因而就不会有成分过冷。

5、主要取决于两个因素：（1） 两相的体积分数，如果有一相的体积分时小于27％时，则形成棒状共晶，否则形成片状共晶；（2） 两相之间的界面能，界面能小，则形成片状共晶。

一般情况下，当两相有固定的位向关系是则可能形成片状共晶。

四、1、12010C L －α+ε;13190C L+ε－ζ10860C L －ζ+β(Ti)5900C β(Ti)－ζ+ α(Ti))(4cos cos 323**θθθS G G ＝＝均非+-∆∆2、L L ＋ζ L －ζ+β(Ti) ζ+β(Ti) β(Ti)－ζ＋α(Ti) ζ+（ζ＋α(Ti)） 五、 1、HJB 14950 C L 0.53+α0.09=包晶11540C L 4.26=γ2.08+C 共晶CF 11480 C L 4.3＝γ2.11+Fe 3C II 共晶（莱氏体 L d ）PSK 7270C γ0.77=α0.0218+Fe 3C 共析 (珠光体 P)2、3、六、 1、 m np2、 L －α+β LL －α L+α-γ L -γγγ－α γ－α+Fe 3C(P)α+P+Fe 3C Ⅲ3.12%10077.069.677.05.1%3=⨯--=C FeL －α+γL －β＋γ3、 L －α+β＋γL －α+β4、 没有四相平衡反应，但有三相平衡反应，反应式为：L －α+γ5、α+（α+β）+(α+β+γ）＋βII +γII七、四相平衡反应：SbSn ＋L ＝（β－Sn ）＋（Pb ）四个三相区： （β－Sn ）＋（β－Sn ）＋L（Pb ）＋SbSn ＋L（Pb ）＋SbSn ＋（β－Sn ）（β－Sn ）＋（Pb ）＋L八、P 点： L+Pb －Sn+βE T 点： L －Bi ＋Sn+β九、根据材料屈服强度与晶粒尺寸的霍尔－佩奇关系： 210-+=kds σσ， 有：)(12121211212121s s s s d d d d σσσσ---+=----， 所以： MPa s 5.337)100250(104.0101.01002121=---+=--σ十、1、870℃渗碳的优点是热处理产品晶粒细小，淬火变形小；2、930℃渗碳的优点是碳的扩散系数大，渗碳所需时间短，而且所能获得的最高碳浓度更高。

2004年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题：（共40分，每小题8分）1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。

3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）1、求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。

2、氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O 2-离子的面心立方结构。

问：（1） 若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？（2） 如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？3、已知液态纯镍在1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔH m ＝18075J/mol ，摩尔体积V s ＝6.6cm 3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。

4、图示为Pb-Sn-Bi 相图投影图。

问：（1）写出合金Q （w Bi ＝0.7，w Sn ＝0.2）凝固过程及室温组织；（2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。

5、有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。

若已知钢的屈服强度σst ＝280MPa ，弹性模量E st ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu ＝110GPa 。

问：（1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？（2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？（3）该复合材料的弹性模量为多少？三、综合分析题：（共50分，每小题25分）1、某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、。

（1） 请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量；（2） 若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向；（3） 请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向；（4） 假设在该滑移系上作用一大小为0.7MPa 的切应力，试计算单位刃位错线受力的大小和方向（取点阵常数为a ＝0.2nm ）。

04年试题1.(20分）：解释概念：晶带轴，伪共晶，奥罗万机制，再结晶全图2.(10分）：画出一个体心立方晶胞，在晶胞上画出{110}<111>3.(20分）：如图相图，解释什么是组织组成与相组成，分析Pb－33%Sn合金结晶过程。

4.（10分）：金属和合金在冷塑性变形过程中其组织和性能的变化？5.(2０分）：如何提高固溶体合金的强度。

6.(10分）：如图Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面a)估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度（不锈钢含碳量０.２％）b)指出Cr12模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织（Cr12钢含碳量2%）c)写出（１）区的三相反应及７９５ε水平线时的四相平衡反应式。

1７９５ε7.(10分）说明材料扩散的途径。

2004年试题A卷1.解释点阵与晶体结构（10分）2.写出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（10分）3.解释什么是过冷度，纯金属凝固中的长大机制有几种？（15分）4.解释什么是组织组成与相组成，根据Pb-Bi相图回答下列问题：设X合金平衡凝固完毕时的相组成物为β和(Bi) 初晶，其中β相占80%，则X合金中Bi组元的含量是多少？Pb-42%Bi合金非平衡凝固后得到何种组织？填出该合金系室温下的组织组成。

（30分）5.如何细化铸造合金的晶粒,如何全部是柱状晶的铸造合金组织？（15分）6.比较固溶体与金属间化合物区别，填隙相与填隙固溶体有什么区别？（10分）7.微重力铸造加工与普通铸造加工有何好处？（10分）2004年“热力学”试题B卷1.解释点阵与晶胞（10分）2.写出体心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（10分）3.解释定向凝固，纯金属凝固中固液界面在不同温度梯度下形状如何？（15分）4.解释什么是伪共晶和非平衡共晶，根据Pb-Bi相图回答下列问题：设X合金平衡凝固完毕时的组织为(Bi)初晶+[β+（Bi）]共晶，且初晶与共晶的百分含量相等，则此合金中Pb组元的含量是多少？Pb-30%Bi合金非平衡凝固后得到何种组织？指出Pb-Bi合金伪共晶和非平衡共晶的可能成分。

东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校课程名称： 材料科学基础（上） 试卷： (A) 考试形式： 闭 卷授课专业： 材料科学与工程 考试日期：2008年06月25日 试卷：共 4 页一、 填空题（每空1分，共10分）1、Cu （原子序号29）的基态电子组态为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 。

2、聚乙烯高分子材料中C —H 化学键属于 共价键 。

3、金属的三种常见晶体结构中，密排六方 结构不能称作为一种空间点阵。

4、面心立方晶体的孪晶面是__（111） 。

5、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷是弗伦克尔缺陷 。

6、链段是用来描述高分子的柔顺 性。

7、固体金属内原子扩散的驱动力是 化学位梯度 。

8、既能提高硬度，又能降低其脆性的手段是 细晶强化 。

9、再结晶的驱动力是 储存能（应变能） 。

10、在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于多滑移 。

二、 选择题（每题1.5分，共30分）1、简单立方晶体的致密度为 。

（ C ） A 、100% B 、65% C 、52% D 、58%2、空间点阵是由 在空间作有规律的重复排列。

（ C ）A 、原子B 、离子C 、几何点D 、分子3、在SiO 2七种晶型转变中，存在两种转变方式：一种为位移转变，另一种为重构转变，位移转变需要的激活能____ 重构转变的激活能。

（ B ） A 、大于 B 、小于 C 、等于4、每一个面心立方晶胞中有八面体m 个，四面体间隙n 个，其中： 。

A 、m=4，n=8 B 、m=13，n=8 C 、m=1，n=4 （ A ）5、不能发生攀移运动的位错是 。

（ A ） A 、肖克莱不全位错 B 、弗兰克不全位错 C 、刃型全位错6、在一块晶体中有一根刃位错P 和一根相同长度的螺位错线Q ，比较两者的能量，有： 。

（ A ） A 、E （P ）>E （Q ） B 、E （P ）<E （Q ） C 、E （P ）=E （Q ）7、有两根右螺位错线，各自的能量都为E 1,当它们无限靠近时，总能量为： 。

22.分析材料发生塑性变形的机制及表现形式？
（分数：7.00） __________________________________________________________________________________________ 23.何谓成分过冷？成分过冷对晶体生长形态有何影响？
（分数：6.00） __________________________________________________________________________________________
（分数：1.00） A.正确 B.错误 4.具有不同晶体点阵的材料具有不同的滑移系，因此其可形变的倾向也不同。
（分数：1.00） A.正确 B.错误 5.位错密度愈高，相应位错的柏氏矢量愈大。
（分数：1.00） A.正确 B.错误 6.包晶转变是指由液相与一个固相相互作用，包覆原有固相形成的另一个新固相的转变。
（分数：3.00） A.钢中铁原子的扩散属于自扩散，与浓度梯度无关。 B.钢中合金元素的扩散属于异扩散，在不存在化学梯度时，则与浓度梯度有关。 C.扩散第一定律只适合于稳态扩散条件，因此用其不能处理钢在渗碳过程中碳的扩散系数的准确测定。 D.上坡扩散仅与扩散元素的化学梯度相关，而与浓度梯度无关。 E.位错的增殖是通过原子扩散运动实现的。
24.何为孪晶与退火孪晶？解释其各自的形成机制。
（分数：7.00） __________________________________________________________________________________________
五、分析与讨论
(总题数：2，分数：30.00)
25.分析三元共晶投影图的绘制方法，试利用三元共晶投影图，以任意一亚共晶成分的三元系合金为例分析其 结晶过程，并说明每一阶段所得结晶组织含量的计算方法。

2004年《材料科学基础》参考答案1、A[0],B[10],C[112],D[11]-1-1-2-22、在晶粒互相接触的二维图形中，晶界的交叉点应是由3根晶界相交，如果是4棍以上晶界相交，从能量降低即交叉点处微元面积中晶界总长最短的原则出发。

通过几何分析可以得出1个四叉晶界一定会自发分解为2个三叉晶界。

在三叉交点处，3个晶界必然会自发调整位置以实现界面张力γ12、γ23和γ13的力学平衡；其数学表示式为γ23sin θ1＝γ13sin θ2＝γ12sin θ3为满足上式的晶界交叉点的力学平衡关系，晶界并不要求一定是直的，仅要求在结点处，3个晶界切线之间的夹角满足上式。

如果考虑单相合金，设定3个晶界能相等，则结点处平衡条件是θ1＝θ2＝θ3＝120。

所以单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形。

3、比热来自晶格节点上的亚离子的热振动和自由电子，但自由电子的贡献很小，而导电性是来自于自由电子的运动。

4、n v /N=exp(-E v /kT) ; n v =1.18*10245、]121[6]112[6]011[2:)111(-----+→a a a (11):-1]121[6]112[6]011[2----+→a a a +→]121[6-a ]121[6--a ]110[6-a 位错线与(11)面的交线[011], 新位错为刃位错，滑移面为（100），面角位错，使材)111(--1料加工后产生加工硬化。

6、(1)面心立方：{111}<110>体心立方：{110}<111>密排六方:{0001}<110>-27、材料内部存在裂纹，断裂强度比屈服强度低，发生断裂。

防止措施：选择断裂韧性高的材料；使材料内部缺陷少、裂纹尺寸小。

（北京⼯业⼤学）材料科学基础真题2004年(北京⼯业⼤学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)⼀、名词解释(总题数：10，分数：20.00)1.惯习⾯（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(固态相变时，新相往往沿母相特定原⼦⾯形成，这个与新相主平⾯平⾏的母相晶⾯称惯习⾯。

) 解析：2.索⽒体（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(中温段珠光体转变产物，由⽚状铁素体渗碳体组成，层⽚间距较⼩，⽚层较薄。

)解析：3.伪共析转变（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(伪共析转变：⾮平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析、过共析合⾦，转变终了组织全部呈共析组织形态。

)解析：4.交滑移（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(沿着相同的滑移⽅向，滑移过程由⼀个滑移⾯过渡到另⼀个滑移⾯上进⾏。

)解析：5.螺位错（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(位错线与柏⽒⽮量平⾏的位错。

东北大学2001年攻读硕士研究生学位研究生试题1.在晶格常数为a的面心立方晶胞中，画出{111}晶面族的全部晶面并标出各自的晶面指数，计算面间距。

（12′）2.晶粒直径为50um，若在晶界萌生位错所需要的应力约为G/30，晶粒中部有位错源，问要多大的外力才能使晶界萌生位错？（13′）3. 含碳量为百分之3.5的铁－碳合金，在室温时由哪两个相组成？各占的重量百分数是多少？并计算室温时珠光体和莱氏体的百分含量。

（12′）4.再结晶后的晶粒大小如何计算?与哪些因素有关？为何多数金属材料再结晶后晶粒尺寸随预定形变量的关系会在百分之10变形量附近出现一个峰值？（13′）5.材料发生蠕变时通常符合的指数定律，对于同一种材料讨论说明式中的n 会不会随试验温度变化？试验测定n值的目的是什么？在例如800摄氏度的试验温度下，金属材料和陶瓷材料的n值由什么不同？（13′）6.什么是电子的分子轨道？为什么有的同类原子会形成分子？有的同类原子不形成分子？是否原子间核外电子越多，形成的分子就轨道越多？是否形成的分子轨道越多，形成的分子的结合键就越强？回答问题并给予简单讨论。

（12分）7.解释名词（1）复合强化（2）晶界偏析（3）应变疲劳（4）扩散激活能（20′）东北大学2002年攻读硕士研究生学位研究生试题1.画出面心立方体的（111）和（100）面，计算面间距和面密度。

证实晶面的间距越大，原子面密度越高。

（15′）2.假定一块钢进行热处理时，加热到850摄氏度后，快冷到室温，铁中空位的形成能是104Kj/mol,R=8332J/K mol.。

试计算，从20摄氏度加热到850摄氏度以后，空位的数目应当增加多少倍？扼要解释快速淬冷到室温后，这些“额外”的空位会出现什么情况？如果缓慢冷却呢？（12′）3.三元相图中含有液相的四相区有哪几种形状？请分别画出并标出四个相的位置和进入与离开四相区的液相成分随温度变化的投影线，写出对应的各四相反应的表达式。