湘潭大学2008年研究生入学考试金属学原理试卷
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L r +FeC3共晶
r %=
FeC3共晶=1-52.18%=47.82%
r P P%= r %=52.18%
说明共晶白口铸铁的平衡结晶过程，并画出室温平衡组织示意图，计算组织组成物的比例。（15分），
共晶白口铁组织组成物为低温莱氏体（珠光体+二次渗碳体+共晶渗碳体）
演变过程L Ld(r+FeC3共晶) Ld(P+FeC3二次)
4、在一定温度下渗碳，要使扩散层的深度增加到原来的两倍，则扩散时间需增加到原来的四倍。
5、三元系中三相区的等温截面都是一个共扼三角形，其顶角触及个单相区。
6、S产生热脆的原因为：形成低熔点共晶、。
7、凡是在再结晶温度以上进行的变形加工，称为热加工。
8、钢的渗碳通常选取在奥氏体状态下进行，这里除考虑温度作用外，重要考虑到碳在γ-Fe中的溶解度大于其在α-Fe中的溶解度。
要点：组织变化：纤维组织变为等轴晶，性能变化：在回复阶段硬度基本不变，在再结晶过程中显著下降；材料的电阻下降；塑性增加
1、简单解释应变时效产生的原因。
要点：应变时效的原应在于加载试样卸载后长时放置时，溶质原子通过扩散重新集聚形成Cottroll气团，对位错的运动起钉扎作用。
2、简述细小晶粒的优点及细化晶粒的方法。
3、在三元相图的垂直截面上，不能利用杠杆定律计算相组成物的比例。（√）
4、纯铁渗碳层由表及里的组织依次为渗碳体，渗碳体+铁素体，铁素体。（╳）
5、晶体经过塑性变形后，变形量越小，则再结晶后晶粒尺寸越小。（╳）
1、晶体滑移时的临界剪切应力受滑移面的位向和滑移方向控制。（╳）
2、Fe-C合金含碳量越高，强度越大。（╳）
2、简单分析钢中的硫产生热脆的原因及消除方法。
由于钢中S可以形成低熔点的FeS-Fe共晶体，而且由于S量小，一般为离异共晶，分布在晶界上。在高温下加工或使用时共晶体熔化，使材料晶界强度急剧降低导致脆性。消除方法可以加入Mn生成高熔点的MnS从而消除脆性
3、说明材料在回复与再结晶过程中发生的组织与性能变化
2、所谓上坡扩散是指物质从浓度低的位置向浓度高的位置运动。
3、碳化物形成元素，如W、Mo、V等对碳扩散的影响是降低扩散。
4、金属塑性变形的主要方式有滑移和孪生两种。
5、置换固溶体中溶质的溶解度受晶体结构、原子尺寸、电负性及电子浓度等因素的影响。
6、根据形核机理不同，晶体的形核有均匀形核和非均匀匀形之分。
湘潭大学2009年招收硕士研究生入学考试试题
考试科目名称及代码：858金属学与热处理
适用专业：材料学，材料加工工程
一、判断题。在正确题后刮号中打√，否则打╳。（每题2分，共20分）
1、材料中存在位错之类的缺陷时，由于破坏了晶体的完整性，所以材料强度下降。（╳）
2、凝固过程中，若温度梯度为正，则液-固界面为平面状。（╳）
7、位错线上的割阶一般通过位错的交割形成。
8、在三元体系相图的空间模型中，与四相平衡平面相邻的三棱柱体有4个
1、螺位错的运动方向与位错线垂直。位错的应变能正比于柏氏矢量的平方。
2、置换固溶体中溶质的溶解度受晶体结构、原子尺寸、电负性及电子浓度等因素的影响。
3、金属塑性变形的主要方式有滑移和孪生两种。
晶面和晶向略（4分）。原子半径： （2分），共有4个原子（2分），致密度68%（2分），配位数为8（2分）。
五、简答题。（每题5分，共30分）
1、说明晶内偏析产生的原因及消除方法。
由于合金凝固时不是在恒温下完成，在先结晶的固体中高熔点组元较多，而在后结晶的固体中，低熔点组元较多，如果冷却速度较快，将由于扩散不充分，导致合金成分不均匀。该不均匀性可以通过在固相线下100-200℃长时保温来消除。
液态合金冷却到1148℃时，恒温下发生共晶转变：L→r+FeC3共晶形成莱氏体。冷至1点以下时 ，碳在奥氏体中的溶解度不断下降，从共晶奥氏体中不断析出二次渗碳体，但由于其依附在共晶渗碳体上析出长大，所以难以分辨。当温度降至2点（727℃）时，共晶奥氏体的含碳量降至0.77%,在恒温下发生共析转变，共晶奥氏体转变为珠光体，最后室温下的组织为珠光体分布在渗碳体的基体上。
根据霍尔-配奇关系，随着晶粒尺寸的减少，晶界增加，材料的缺陷增加。材料的屈服强度增加，同时塑韧增加；根据凝固理论，可以通过增加过冷度，加入形核剂，振动等方法使晶粒尺寸减少
3、简述二次再结晶极其产生的原因。
在一定条件下，于一次再结晶以后的晶粒长大期间，少数几个晶粒择优长成几个特别大的晶粒，而其它晶粒则逐渐被吞并，这种现象称为二次再结晶。一般是由于第二相质点溶解，使晶界迁移速度增加而导致。
三、解释下列概念。（每题5分，共30分）
1、F-R源：两端固定的位错线在剪切应力的作用下弯曲，当剪切应力达到一个临界值时，将周而复始向外发射为错，成为一个位错源，此既F-R源。
2、相律：反应合金在一定条件下自由度与组元数，相数及温度和压力之间的关系：f=C-P+2。
3、低温莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的莱氏体在低温时，奥氏体将发生分解，但任保持高温莱氏体的形态，该组织称之为低温温莱氏体。
六、说明共晶白口铸铁的平衡结晶过程，并画出室温平衡组织示意图组成物为低温莱氏体（珠光体+二次渗碳体+共晶渗碳体）
演变过程L Ld(r+FeC3共晶) Ld(P+FeC3二次)
液态合金冷却到1148℃时，恒温下发生共晶转变：L→r+FeC3共晶形成莱氏体。冷至1点以下时 ，碳在奥氏体中的溶解度不断下降，从共晶奥氏体中不断析出二次渗碳体，但由于其依附在共晶渗碳体上析出长大，所以难以分辨。当温度降至2点（727℃）时，共晶奥氏体的含碳量降至0.77%,在恒温下发生共析转变，共晶奥氏体转变为珠光体，最后室温下的组织为珠光体分布在渗碳体的基体上。
L r +FeC3共晶
r %=
FeC3共晶=1-52.18%=47.82%
r P P%=r %=52.18%
四、在FCC晶胞中表示出(211)晶面和[112]晶向。并计算出晶体的致密度，原子半径（晶格常数为a），指出配位数（10分）。
晶面和晶向略（4分）。原子半径： （2分），共有4个原子（2分），致密度74%（2分），配位数为12（2分）。
在BCC晶胞中表示出(211)晶面和[112]晶向。并计算出晶体的致密度，原子半径（晶格常数为a），指出配位数（10分）。
3、根据相图的变温截面，可以分析材料结晶过程中的相种类的变化及相的成分变化。（╳）
4、在塑性变形过程中，随着位错运动消失在晶界，位错密度随之减少。（╳）
5、合金凝固过程中，在正的温度梯度下由于成分过冷，也能得到枝晶。（√）
二、填空题。每空1分，共20分。
1、刃位错的运动方向与位错线垂直。位错的应变能正比于柏氏矢量的平方。
1、二次渗碳体：奥氏体随温度降低，溶解碳的能力下降，将从中析出网状渗碳体，即为二次渗碳体。
2、柯垂尔气团：当溶质原子与位错交互作用时，将使溶质原子集聚在位错线的附近，以降低体系的畸变能，这样形成的溶质原子气团称为柯垂尔气团。
3：离异共晶：在初晶相较多，而共晶相的数量很少时，有时共晶组织中与初晶相相同的那一相回依附在初晶相上生长，而把另一相推向最后凝固的晶界，从而使共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。
r %=
FeC3共晶=1-52.18%=47.82%
r P P%= r %=52.18%
说明共晶白口铸铁的平衡结晶过程，并画出室温平衡组织示意图，计算组织组成物的比例。（15分），
共晶白口铁组织组成物为低温莱氏体（珠光体+二次渗碳体+共晶渗碳体）
演变过程L Ld(r+FeC3共晶) Ld(P+FeC3二次)
4、在一定温度下渗碳，要使扩散层的深度增加到原来的两倍，则扩散时间需增加到原来的四倍。
5、三元系中三相区的等温截面都是一个共扼三角形，其顶角触及个单相区。
6、S产生热脆的原因为：形成低熔点共晶、。
7、凡是在再结晶温度以上进行的变形加工，称为热加工。
8、钢的渗碳通常选取在奥氏体状态下进行，这里除考虑温度作用外，重要考虑到碳在γ-Fe中的溶解度大于其在α-Fe中的溶解度。
要点：组织变化：纤维组织变为等轴晶，性能变化：在回复阶段硬度基本不变，在再结晶过程中显著下降；材料的电阻下降；塑性增加
1、简单解释应变时效产生的原因。
要点：应变时效的原应在于加载试样卸载后长时放置时，溶质原子通过扩散重新集聚形成Cottroll气团，对位错的运动起钉扎作用。
2、简述细小晶粒的优点及细化晶粒的方法。
3、在三元相图的垂直截面上，不能利用杠杆定律计算相组成物的比例。（√）
4、纯铁渗碳层由表及里的组织依次为渗碳体，渗碳体+铁素体，铁素体。（╳）
5、晶体经过塑性变形后，变形量越小，则再结晶后晶粒尺寸越小。（╳）
1、晶体滑移时的临界剪切应力受滑移面的位向和滑移方向控制。（╳）
2、Fe-C合金含碳量越高，强度越大。（╳）
2、简单分析钢中的硫产生热脆的原因及消除方法。
由于钢中S可以形成低熔点的FeS-Fe共晶体，而且由于S量小，一般为离异共晶，分布在晶界上。在高温下加工或使用时共晶体熔化，使材料晶界强度急剧降低导致脆性。消除方法可以加入Mn生成高熔点的MnS从而消除脆性
3、说明材料在回复与再结晶过程中发生的组织与性能变化
2、所谓上坡扩散是指物质从浓度低的位置向浓度高的位置运动。
3、碳化物形成元素，如W、Mo、V等对碳扩散的影响是降低扩散。
4、金属塑性变形的主要方式有滑移和孪生两种。
5、置换固溶体中溶质的溶解度受晶体结构、原子尺寸、电负性及电子浓度等因素的影响。
6、根据形核机理不同，晶体的形核有均匀形核和非均匀匀形之分。
湘潭大学2009年招收硕士研究生入学考试试题
考试科目名称及代码：858金属学与热处理
适用专业：材料学，材料加工工程
一、判断题。在正确题后刮号中打√，否则打╳。（每题2分，共20分）
1、材料中存在位错之类的缺陷时，由于破坏了晶体的完整性，所以材料强度下降。（╳）
2、凝固过程中，若温度梯度为正，则液-固界面为平面状。（╳）
7、位错线上的割阶一般通过位错的交割形成。
8、在三元体系相图的空间模型中，与四相平衡平面相邻的三棱柱体有4个
1、螺位错的运动方向与位错线垂直。位错的应变能正比于柏氏矢量的平方。
2、置换固溶体中溶质的溶解度受晶体结构、原子尺寸、电负性及电子浓度等因素的影响。
3、金属塑性变形的主要方式有滑移和孪生两种。
晶面和晶向略（4分）。原子半径： （2分），共有4个原子（2分），致密度68%（2分），配位数为8（2分）。
五、简答题。（每题5分，共30分）
1、说明晶内偏析产生的原因及消除方法。
由于合金凝固时不是在恒温下完成，在先结晶的固体中高熔点组元较多，而在后结晶的固体中，低熔点组元较多，如果冷却速度较快，将由于扩散不充分，导致合金成分不均匀。该不均匀性可以通过在固相线下100-200℃长时保温来消除。
液态合金冷却到1148℃时，恒温下发生共晶转变：L→r+FeC3共晶形成莱氏体。冷至1点以下时 ，碳在奥氏体中的溶解度不断下降，从共晶奥氏体中不断析出二次渗碳体，但由于其依附在共晶渗碳体上析出长大，所以难以分辨。当温度降至2点（727℃）时，共晶奥氏体的含碳量降至0.77%,在恒温下发生共析转变，共晶奥氏体转变为珠光体，最后室温下的组织为珠光体分布在渗碳体的基体上。
根据霍尔-配奇关系，随着晶粒尺寸的减少，晶界增加，材料的缺陷增加。材料的屈服强度增加，同时塑韧增加；根据凝固理论，可以通过增加过冷度，加入形核剂，振动等方法使晶粒尺寸减少
3、简述二次再结晶极其产生的原因。
在一定条件下，于一次再结晶以后的晶粒长大期间，少数几个晶粒择优长成几个特别大的晶粒，而其它晶粒则逐渐被吞并，这种现象称为二次再结晶。一般是由于第二相质点溶解，使晶界迁移速度增加而导致。
三、解释下列概念。（每题5分，共30分）
1、F-R源：两端固定的位错线在剪切应力的作用下弯曲，当剪切应力达到一个临界值时，将周而复始向外发射为错，成为一个位错源，此既F-R源。
2、相律：反应合金在一定条件下自由度与组元数，相数及温度和压力之间的关系：f=C-P+2。
3、低温莱氏体：由奥氏体和渗碳体组成的莱氏体在低温时，奥氏体将发生分解，但任保持高温莱氏体的形态，该组织称之为低温温莱氏体。
六、说明共晶白口铸铁的平衡结晶过程，并画出室温平衡组织示意图组成物为低温莱氏体（珠光体+二次渗碳体+共晶渗碳体）
演变过程L Ld(r+FeC3共晶) Ld(P+FeC3二次)
液态合金冷却到1148℃时，恒温下发生共晶转变：L→r+FeC3共晶形成莱氏体。冷至1点以下时 ，碳在奥氏体中的溶解度不断下降，从共晶奥氏体中不断析出二次渗碳体，但由于其依附在共晶渗碳体上析出长大，所以难以分辨。当温度降至2点（727℃）时，共晶奥氏体的含碳量降至0.77%,在恒温下发生共析转变，共晶奥氏体转变为珠光体，最后室温下的组织为珠光体分布在渗碳体的基体上。
L r +FeC3共晶
r %=
FeC3共晶=1-52.18%=47.82%
r P P%=r %=52.18%
四、在FCC晶胞中表示出(211)晶面和[112]晶向。并计算出晶体的致密度，原子半径（晶格常数为a），指出配位数（10分）。
晶面和晶向略（4分）。原子半径： （2分），共有4个原子（2分），致密度74%（2分），配位数为12（2分）。
在BCC晶胞中表示出(211)晶面和[112]晶向。并计算出晶体的致密度，原子半径（晶格常数为a），指出配位数（10分）。
3、根据相图的变温截面，可以分析材料结晶过程中的相种类的变化及相的成分变化。（╳）
4、在塑性变形过程中，随着位错运动消失在晶界，位错密度随之减少。（╳）
5、合金凝固过程中，在正的温度梯度下由于成分过冷，也能得到枝晶。（√）
二、填空题。每空1分，共20分。
1、刃位错的运动方向与位错线垂直。位错的应变能正比于柏氏矢量的平方。
1、二次渗碳体：奥氏体随温度降低，溶解碳的能力下降，将从中析出网状渗碳体，即为二次渗碳体。
2、柯垂尔气团：当溶质原子与位错交互作用时，将使溶质原子集聚在位错线的附近，以降低体系的畸变能，这样形成的溶质原子气团称为柯垂尔气团。
3：离异共晶：在初晶相较多，而共晶相的数量很少时，有时共晶组织中与初晶相相同的那一相回依附在初晶相上生长，而把另一相推向最后凝固的晶界，从而使共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。
