沈阳工业大学材料科学基础模拟题-1

一、填空题1、晶体的三种缺点（点缺点、线缺点、面缺点）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子地点固溶体分类为（置换固溶体和缝隙固溶体）4 过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变成另一种晶体结构的转变成（同素异构体转变）6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）7、使用第二相粒子起增强作用的增强方式是（弥散增强）二、选择题1、密积聚结构的致密度为（ B ）2、下述晶体缺点中属于线缺点的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ缝隙原子4、固溶体的不均衡凝固可能造成（ A ）A 晶内偏析B 晶相偏析C 会合缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的差别在于有无（ A ）A 莱氏体 B珠光体 C铁素体 D奥氏体5、以下图是（ C）的结果Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺点是一种稳固缺点，在必定温度3、铁素体是 C 在α -Fe 的4、在实质系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大增强成效越好四、名词解说1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其他部发散生滑移，原子平面沿着一根轴线回旋上涨，每绕轴线一周，原子面上涨一个晶面间距。

因为位错周边的原子是按螺旋形摆列的，因此叫咯型位错。

2、共析转变答：必定成分的固相在必定温度下分解为别的两个必定成分的固相的转变过程。

3均匀形核答：液相中各个地域出现新晶核的几率都是同样的，这类形核方式即为均匀形核。

4加工硬化答：在塑性变形过程中，跟着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生显然的变化，即跟着变形程度的增添，金属的强度、硬度增添，而塑性、韧性降落。

5、变质办理答：在浇铸前去液态金属中加入形核剂，促进形成大批的非均匀晶核来细化晶粒。

五、简答题1、刃性位错特色答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个拥有必定宽度的修长晶格畸变管道，此中既有正应变，又有切应变。

材料科学基础⼀.填空题（22分）1.对于⼩⾓度晶界结构⽽⾔，对称侧晶界由__⼀列平⾏的刃形位错__构成，⾮对称侧晶界由_两组柏⽒⽮量相互垂直的刃形位错_构成，扭转晶界由_螺型位错_构成。

2.按原⼦排列情况和吻合程度分类，界⾯可分为_共个界⾯_、_⾮共格界⾯_、_半共格界⾯_和复杂半共格界⾯。

3.界⾯迁移与原⼦运动⽅向_相反_（相同/相反），速度⽅向_相同_（相同/相反）。

4.晶界能的来源有_弹性能_、_核⼼能_、_化学键能_。

5.热⼒学稳定的液—固界⾯微观结构主要有_粗糙界⾯_和_光滑界⾯_。

6.纯⾦属及⾦属凝固后得到的典型铸锭组织由_表⾯细晶区_、_柱晶取_、__中⼼等轴晶区__三个区域构成。

7.晶体材料中质点扩散的微观机制主要有__空位机制__、_间隙机制__及其他（亚间隙机制、环易位机制等），扩散系数D阿累尼乌斯公式可写成__D=D0*e-Q/RT_，对于空位扩散机制，扩散活化能有_空位形成能__、_空位迁移能__对于间隙扩散机制，扩散活化能只包括_间隙原⼦的迁移能__。

8.从热⼒学⾓度看，烧结的基本驱动⼒是___系统表⾯能、界⾯能的减少____，动⼒学上的表现为___各种复杂的船只过程___，烧结后宏观上的表现为__坯体收缩、致密化与强度增⼤___，微观上的表现为__发⽣晶粒尺⼨与形状、⽓孔的尺⼨形状变化__。

9.固态相变的驱动⼒___新相与母相的⾃由焓之差__，阻⼒__界⾯能__和__应变能___。

10.⾦属固态相变的三种基本变化__结构____、__成分___、___有序程度变化__。

11.奥⽒体是碳在__a-固溶体__中的间隙固溶体。

12.奥⽒体形成的热⼒学条件是奥⽒体⾃由能__⼩于__（⼤于/⼩于）珠光体⾃由能。

13.贝⽒体转变时，温度较⾼存在__碳__的扩散。

14.球化处理由⽚状向粒状转变可降低__表⾯能__，为⾃发过程。

15.和单晶体的塑性形变相⽐，多晶体塑性形变的微观特点表现为__多⽅式__、__多滑移__和__不均匀性__，由于上述特点，多晶体的塑性变型产⽣__内应⼒__、__加⼯硬化__现象和形成纤维组织、形变组织。

材料科学基础试卷(一)一、概念辨析题，说明下列各组概念的异同。

1 晶体结构与空间点阵2 热加工与冷加工3 上坡扩散与下坡扩散4 间隙固溶体与间隙化合物5 相与组织6 交滑移与多滑移7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题（任选两题。

每题6分，共12分）1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。

2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。

3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。

三、简答题（任选6题，回答要点。

每题5分，共30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。

3 二元相图中有哪些几何规律？4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？5 材料结晶的必要条件有哪些？6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。

8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析题（任选1题。

10分）1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。

2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。

3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。

五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分）(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。

《材料科学基础》复试题一、名词解释多晶型性：同种金属在不同温度和压力下具有不同的晶体结构。

（2分） 反应扩散：伴随有相变或反应发生的扩散。

（2分） 动态过冷度：液-固界面向液相移动所需过冷度。

（2分）离异共晶：非平衡结晶时，固溶体合金可形成少量共晶组织，其中一相依附于初晶相生长，而把另一相推至晶界处。

（2分）偏晶反应：一定成分的液相分解成另一成分的液相和固相的恒温反应。

（2分） 成分过冷：溶质分布不均匀所造成的过冷现象。

（2分） 平衡分配系数：固、液两平衡相中溶质浓度的比值。

（2分）加工硬化：材料冷加工变形时的强度、硬度升高而塑性、韧性降低的现象。

（2分） 枝晶偏析：先结晶的枝干含有高熔点组元较多，而后结晶的枝间含有低熔点组元较多。

（2分）热加工变形：在再结晶温度以上对材料进行的加工变形。

（2分） 二、简要回答下列问题1. 致密度=74.0aa 4234)62/188/1(33≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯π⨯⨯⨯+⨯ （4分） {111}晶面上的原子面密度= 91.060sin )a 2(2/1)4/a 2()2/136/13(o22≈⨯⨯⨯π⨯⨯+⨯ （4分）2.3. 纯金属结晶在恒温下进行，二元合金结晶在一定温度范围完成。

纯金属结晶只需要结构起伏和能量起伏，而二元合金结晶还需要成分起伏。

（6分）4. 位错密度升高。

（3分）由于位错的增殖和塞积（3分）5. 液-固两相的体积自由之差只能补偿临界晶核形成时表面能增加的2/3，其余1/3（6分）δFe Fe 3CC%→只能通过能量起伏来提供。

（4分） 三、1. 如图。

（8分）2. L →δ, L+δ→γ, L →γ, γ, γ→α, γ→α+Fe 3C, α→ Fe 3C III （4分）3. 常温下相组成物的相对量：%6%1000008.069.60008.04.0W %94%1000008.069.64.069.6W C Fe 3≈⨯--=≈⨯--=α （4分）常温下组织组成物的相对量：%5.50%1000218.077.00218.04.0W %5.49%1000218.077.04.077.0W P ≈⨯--=≈⨯--=α （4分）四、溶质原子与位错之间发生交互作用包括弹性交互作用、化学交互作用、电学交互作用以及形成短程有序结构，使得位错滑移受阻，导致固溶强化。

《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火，正火，淬火，回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中 _____。

A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 _____。

A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _____。

A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是 _____。

A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 _____。

A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为 _____。

A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为 _____。

A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 _____。

A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_____。

（其中Ko是平衡分配系数）A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是 _____。

2023年辽宁沈阳工业大学材料科学基础考研真题一、（共30分）名词解释（每小题3分）1.底心正交点阵；2.晶带定律：3.置换固溶体；4.位错的交割;5.动态过冷度；6.下坡扩散；7.奥氏体；8.包析转变：9.固溶强化；10.非稳态扩散；二、（共10分）判断题（每小题2分，对的打J,错的打x）1.一个位错环不可能处处是刃型位错，也不可能处处都是螺型位错。

（）2.在面心立方晶体结构的置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为空位扩散机制。

（）3.螺型位错的滑移方向与其柏氏矢量方向相平行。

（）4.固体中原子的扩散驱动力是浓度梯度。

（）5.晶体中的滑移和李生都不改变原有晶体结构，但学生使晶体的部分发生了位向变化。

O三、（共40分）简要回答下列问题（每小题4分）1.画出金属α-Fe的晶胞模型，并画出（IlO）面上的原子排列。

2.比较间隙相和间隙化合物这两种原子尺寸因素化合物的不同之处。

3.已知立方晶系中的两个晶向［111］和［123］,求出两晶向所决定的晶面指数。

4.再结晶与结晶的相同点和不同点有哪些？5.简述螺型位错和刃型位错在外力作用下可能的运动方式。

6.写出面心立方晶体中的一个单位位错分解为扩展位错的反应式,并判断该位错反应发生的可能性。

7.为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？8.当碳原子和铁原子在相同温度的Q铁素体中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9.随机写出四种二元合金恒温转变的类型及其反应式。

10.为何三元系中的四相平衡共晶转变面为一平面？四、（共10分）计算题在827°C和927C下分别向含碳量为0.1%的碳钢中渗碳，假定不同温度下钢表面的碳含量始终维持在1.2%,若规定渗碳层深度测量至含碳量为0.4%处,且在不同温度下碳在y-Fe中的溶解度差别忽略不计,请计算927°C渗碳10小时后所达到的渗碳层深度应为827C渗碳10小时后的渗碳层深度的多少倍？（已知Do=2X10-钎∕s,Q⊂i40×103J∕mol）五、（共24分）Fe-C相图分析和计算（每小题8分）1.画出Fe-Fe/相图，注明各重要点的成分、温度，并标出其室温下的平衡组织。

材料科学：材料科学与工程模拟考试卷 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、填空题 写出下列力学性能指标的符号：屈服强度（ ）、抗拉强度（ ）、洛氏硬度C 标尺（ ）、断后伸长率（ ）、断面收缩率（ ）。

本题答案： 2、单项选择题 对于无机化合物，当Δ=（r1-r2）/r1A.化合物 B.连续型固溶体 C.有限型固溶体 D.不生成固溶体 本题答案： 3、名词解释 二次成型 本题答案： 4、填空题 对于单向排列的纤维增强复合材料，当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高（ ），克服纤维（ ）和纤维（ ）。

本题答案： 5、填空题 晶体的对称要素中点对称要素种类有（ ）、（ ）、（ ）、（ ），含有平移操作的对称要素种类有（ ）、（ ）。

姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------本题答案：6、问答题试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。

它们的结构有什么不同？本题答案：7、判断题聚合反应是放热反应，裂解反应是吸热反应.本题答案：8、问答题如何改善聚合物的耐热性能？本题答案：9、单项选择题“纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，1纳米（nm）=10-9m，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料，如将“纳米材料”分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（）A.有丁达尔效应B.能全部透过半透膜C.不能透过滤纸D.所得分散系不稳定本题答案：10、问答题玻璃生产过程中退火起什么作用？本题答案：11、单项选择题纳米尺度的物质，其熔点显著减小，这种效应被称为（）A.表面效应B.小尺寸效应C.量子尺寸效应D.宏观隧道效应本题答案：12、问答题说明影响固相反应的因素？本题答案：13、单项选择题复合材料特点之一是材料的形成与制品的成型（）A.制品先成型B.材料先形成C.二者同时完成本题答案：14、单项选择题按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由三部分组成。

第一章 原子排列与晶体结构1. fcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,晶胞中原子数为 ，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；bcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；hcp 结构的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,，晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a的关系是 。

2. Al 的点阵常数为0.4049nm ，其结构原子体积是 ，每个晶胞中八面体间隙数为 ，四面体间隙数为 。

3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构，配位数 ，致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。

4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的方向。

在hcp 晶胞的（0001）面上标出）（0121晶面和]0121[晶向。

5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。

6 在铅的（100）平面上，1mm 2有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径R=0.175×10-6mm 。

第二章 合金相结构一、 填空1） 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 ，塑性 ，导电性 ，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数 。

2） 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1） ；（2） ；（3） ；（4） 和环境因素。

3） 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 和 。

4） 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 和 。

5） 无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度 ，塑性 ，导电性 。

6）间隙固溶体是 ，间隙化合物是 。

二、 问答1、 分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。

已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm ，氮：0.071nm ，碳：0.077nm ，硼：0.091nm ，α-Fe ：0.124nm ，γ-Fe ：0.126nm 。

一、填空题1、晶体的三种缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子位置固溶体分类为（置换固溶体和间隙固溶体）4过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变为另一种晶体结构的转变为（同素异构体转变）6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）7、使用第二相粒子起强化作用的强化方式是（弥散强化）二、选择题1、密堆积结构的致密度为（B）A 0.68B 0.74 C0.8 D 1.02、下述晶体缺陷中属于线缺陷的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ间隙原子4、固溶体的不平衡凝固可能造成（A）A 晶内偏析B晶相偏析C集中缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的区别在于有无（A ）A 莱氏体B珠光体C 铁素体D 奥氏体5、下图是（C）的结果Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺陷是一种稳定缺陷，在一定温度3、铁素体是C在α-Fe的4、在实际系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大强化效果越好四、名词解释1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。

由于位错附近的原子是按螺旋形排列的，所以叫咯型位错。

2、共析转变答：一定成分的固相在一定温度下分解为另外两个一定成分的固相的转变过程。

3均匀形核答：液相中各个区域出现新晶核的几率都是相同的，这种形核方式即为均匀形核。

4加工硬化答：在塑性变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降。

5、变质处理答：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。

五、简答题1、刃性位错特征答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个具有一定宽度的细长晶格畸变管道，其中既有正应变，又有切应变。

1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。

2． 见附图2.2所示。

3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。

{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。

{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。

)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。

4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。

6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。

Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。

7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。

8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。

9． 9. 0.4×10-18/个原子。

10． 1.06×1014倍。

11． (1) 这种看法不正确。

在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。

位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。

(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。

位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。

12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。

(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。