2013年山东大学860材料科学基础真题

《材料科学基础》试题库名词解释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、不平衡共晶、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度12、淬透性、淬硬性 13、固溶体置换固溶体间隙固溶体14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、共析（共析）（包晶）反应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30、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。

31、柯氏气团32、动态再结晶33、交滑移攀移34、相组织35、线缺陷36、热加工冷加工37、全位错不全位错38、位错反应39、相律40、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。

41、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。

42、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。

43、形变织构多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。

44、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。

45、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。

46、孪生晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程。

47、刃型位错和螺型位错模型将晶体上半部切开，插入半个晶面，再粘合起来；这样，在相当于刃端部为中心线的附近一定范围，原子发生有规则的错动。

其特点是上半部受压，下半部受拉。

这与实际晶体中的刃型位错造成的情景相同，称刃型位错模型。

同样，将晶体的前半部切开，以刃端为界使左右两部分沿上下发生一个原子间距的相对切变，再粘合起来，这时在已切动和未切动交界线附近，原子错动情况与真实的螺位错相似，称螺型位错模型。

860材料科学基础考试大纲一、考试目的《材料科学基础》是材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。

本课程着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系，重在掌握基本概念及其应用，强调晶体材料中的共性基础问题，对于理解现有材料和开发新材料都具有重要的指导意义。

本课程考试的目的是考查学生对《材料科学基础》基本理论的掌握程度以及应用基本理论分析材料问题的能力。

二、考试要求本课程满分150分，考试时间180分钟，闭卷笔试。

包括概念、选择、填空、判断正误、计算和分析论述等不同形式的题目。

考生需要携带笔、尺、计算器。

三、考试内容第一章晶体结构1.1 原子的结合方式1.2 晶体学基础1.2.1 空间点阵与晶体结构1.2.2 晶胞1.2.3 布拉菲点阵1.2.4 晶向指数与晶面指数1.3 典型晶体结构及其几何特征1.4 多晶型性第二章晶体缺陷2.1 点缺陷2.1.1 点缺陷的类型2.1.2 点缺陷的平衡浓度2.1.3 点缺陷的产生及其运动2.1.4 点缺陷与材料行为2.2 线缺陷（位错）2.2.1 位错的基本类型2.2.2 位错的性质2.2.3 柏氏矢量2.2.4 位错的运动2.2.5 位错的应力场及其与其他缺陷的作用2.2.6 位错的增值、塞积与交割2.2.7 位错反应2.2.8 实际晶体中的位错2.3 面缺陷（界面）2.3.1 晶界2.3.2 相界2.3.3 表面2.3.4 界面特性第三章凝固3.1 金属结晶的基本规律3.2 金属结晶的热力学条件3.3 均匀形核3.4 非均匀形核3.5 晶核的长大3.6 凝固理论的应用3.7 无机材料的热力学与动力学（可选）第四章固体中的相结构4.1 固溶体4.2 金属间化合物4.3 陶瓷晶体相4.4 陶瓷玻璃相（熔体与非晶体）（可选）4.5 高聚物的结构第五章相图5.1 相图基本知识5.2 二元相图5.3 铁碳相图5.4 三元相图5.5 相图的热力学基础第六章材料中的扩散6.1 扩散定律及其应用6.2 扩散的微观机理6.3 扩散的热力学理论6.3.1 扩散驱动力6.3.2 扩散系数6.3.3 上坡扩散6.4 反应扩散6.5 影响扩散的重要因素6.6 材料的烧结（可选）第七章材料的塑性变形7.1 单晶体的塑性变形7.7.1 滑移7.1.2 孪生7.2 多晶体的塑性变形7.3 合金的塑性变形7.3.1 固溶体的塑性变形7.3.2 多相合金的塑性变形7.4 塑性变形对材料组织和性能的影响第八章回复与再结晶8.1 冷变形金属在加热时的组织与性能变化8.1.1 回复与再结晶8.1.2 显微组织变化8.1.3 性能变化8.1.4 储存能变化8.1.5 内应力变化8.2 回复8.2.1 回复动力学8.2.2 回复机理8.2.3 回复退火的应用8.3 再结晶8.3.1 再结晶动力学8.3.2 再结晶温度8.3.3 影响再结晶的因素8.3.4 再结晶晶粒大小的控制8.3.5 再结晶的应用8.4 晶粒长大8.4.1 晶粒的正常长大8.4.2 晶粒的异常长大8.5 金属的热变形8.5.1 动态回复与动态再结晶8.5.2 金属的热加工第九章固态相变与材料热处理9.1 固态相变的特点及分类9.2 相变热力学9.3 相变动力学9.4 过饱和固溶体的分解转变9.4.1 过饱和固溶体的时效9.4.2 调幅分解9.5 钢的加热转变9.5.1 奥氏体的形成9.5.2 奥氏体晶粒的大小9.6 钢在冷却时的转变9.6.1 共析钢的过冷奥氏体转变9.6.2 非共析钢的过冷奥氏体转变9.6.3 贝氏体转变9.7 钢的退火与正火处理9.8 钢的淬火9.8.1 钢的马氏体转变9.8.2 淬火加热温度9.8.3 淬火冷却9.8.4 淬透性9.9 钢的回火9.9.1 淬火钢在回火过程中的转变9.9.2 回火组织与性能9.9.3 回火脆性9.9.4 钢的淬火回火热处理的应用9.10 钢的表面热处理9.10.1 表面淬火9.10.2 化学热处理第十章材料概论10.1 钢的分类、编号及用途10.2 工业用钢10.2.1 合金元素在钢中的作用10.2.2 结构钢10.2.3 工具钢10.2.4 特殊性能钢10.3 铸铁10.3.1 铸铁的分类10.3.2 铸铁的石墨化10.3.3 石墨对铸铁性能的影响10.3.4 铸铁的热处理10.4 有色金属及合金10.4.1 铝合金10.4.2 铜合金10.5 非金属材料10.6 复合材料。

第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。

解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。

体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。

2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。

刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。

这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。

3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。

解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。

如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。

4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。

山东大学继续（网络）教育一、单选题1.晶体的滑移是通过滑移面上（）来实现的。

A.原子的整体刚性相对位移B.位错运动C.空位的偏聚D.晶粒的长大2.通常，离子键和共价键的结合力（）金属键的结合力。

A.大于B.等于C.小于D.不确定3.[hkl]表示一组相互平行、位向相同的（）。

A.晶面B.晶向C.柏氏矢量D.位错4.在高温回复阶段，金属中亚结构发生变化时,（）。

A.位错发生塞积B.刃型位错通过攀移和滑移构成亚晶界C.形成位错缠结D.形成无变形的等轴晶粒5.合金中（）总数与原子总数之比称为电子浓度。

A.溶质原子的价电子B.两组元原子核外电子C.溶剂原子的价电子D.溶质和溶剂的价电子6.亚共析钢平衡条件下凝固冷却到室温的组织为（）。

A.铁素体B.铁素体+渗碳体C.铁素体+珠光体D.珠光体+渗碳体7.吕德斯带是低碳钢（）造成的。

A.在屈服延伸区发生的不均匀变形B.材料的纯度太高C.材料的塑性太好D.位错的高速运动二、多选题1.过冷液态金属中形成晶胚时发生的能量变化主要包括（）。

A.降低的体积自由能B.增高的表面自由能C.体系能量的起伏波动D.临界形核功2.单晶体是（）。

A.只由一个晶粒构成的晶体B.结晶时只形成一个晶核C.结晶时只有一个晶核长大D.生产速度非常快的工艺3.不同扩散条件下，边界条件和初始条件不同，描述非稳态扩散的微分方程的解有不同的形式。

常见的扩散条件有（）。

A.恒定源扩散B.限定源扩散C.反应扩散D.原子扩散4.螺位错能够进行（）。

A.滑移B.攀移C.交滑移D.多边化三、判断题1.位错中心区域的点阵畸变为零（）2.与纯金属结晶相比，固溶体结晶时除需要结构起伏和能量起伏外还需要成分起伏。

（）3.若在过冷液体中加入1万颗形核剂，则结晶后就可形成1万颗晶粒。

（）4.滑移带由许多聚集在一起的相互平行的滑移线组成。

（）5.孪生变形是由于不全位错的运动造成的。

（）四、简答题1.何谓多滑移？发生多滑移时抛光的单晶体试样表面会出现什么痕迹？五、计算题1.碳和氮在γ-Fe中的最大固溶度分别是2.11%和2.8%。