北京科技大学1995-2012材料科学基础考研试题及部分答案

北京科技大学2012年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 3 页）适用专业：材料科学与工程材料工程(专业学位) 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

=============================================================================================================一、简答题(8分/题，共40分)1. 写出七种晶系的名称及点阵参数之间的关系；2. 简述临界分切应力的概念；3. 给出一级相变和二级相变的分类原则和相变特征；4. 分析金属或合金的结晶形态；5. 给出再结晶温度的定义。

二、纯Cu晶体在常温下的点阵常数为a=0.3615nm:1. 指出其晶体结构类型和配位数（3分）；2. 简略计算Cu原子半径、原子致密度和两类间隙半径（6分）；3. 画出Cu原子在（111）晶面的分布情况，并计算其晶面间距和原子在晶面上的致密度（6分）。

（共15分）三、分别画出下列离子晶体的布拉菲点阵(下图中的点阵参数均为a=b=c，α=β=γ=90º)。

(10分)NaCl CaF2CaTiO3四、示意画出下面的Ti-Zr体系中bcc和hcp相在1155、1139、1000和878K 时的Gibbs自由焓-成分曲线。

(15分)五、根据下面的Al-Zn相图,1. 写出其中的三相反应式（4分）；2. 画出x(Zn)=0.80合金的缓慢冷却曲线，并写出各阶段相对应的组织（8分）；3. 画出上述合金缓慢冷却到室温时的组织示意图，并计算各组织组成物的相对含量(8分)。

北京科技⼤学材科基考研（名词解释汇总及课后重要习题）北京科技⼤学攻读硕⼠学位《⾦属学》复习⼤纲（适⽤专业：材料加⼯⼯程、材料学、材料科学与⼯程、材料物理与化学）⼀、⾦属与合⾦的晶体结构1. 原⼦间的键合1)⾦属键, 2)离⼦键, 3)共价键2．晶体学基础1）空间点阵， 2）晶系及布喇菲点阵， 3）晶向指数与晶⾯指数3．⾦属的晶体结构1）典型的⾦属晶体结构，2）原⼦的堆垛⽅式，3）晶体结构中的间隙，4）晶体缺陷4．合⾦相结构1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素4）中间相5．晶体缺陷1）点缺陷, 2)晶体缺陷的基本类型和特征, 3)⾯缺陷⼆、⾦属与合⾦的凝固1．⾦属凝固的热⼒学条件2．形核1）均匀形核，2）⾮均匀形核3．晶体⽣长1）液-固界⾯的微观结构，2）⾦属与合⾦凝固时的⽣长形态，3）成分过冷4．凝固宏观组织与缺陷三、⾦属与合⾦中的扩散1．扩散机制2．扩散第⼀定律3．扩散第⼆定律4．影响扩散的主要因素四、⼆元相图1．合⾦的相平衡条件2．相律3．相图的热⼒学基础4．⼆元相图的类型与分析五、⾦属与合⾦的塑性变形1．单晶体的塑性变形1）滑移，2）临界分切应⼒,3）孪⽣，4）纽折2．多晶体的塑性变形1）多晶体塑性变形的特点，2）晶界的影响，3.塑性变形对组织与性能的影响1）屈服现象,2)应⼒-应变曲线及加⼯硬化现象,3)形变织构等六、回复和再结晶1．回复和再结晶的基本概念2．冷变形⾦属在加热过程中的组织与性能变化3．再结晶动⼒学4．影响再结晶的主要因素5．晶粒正常长⼤和⼆次再结晶七、铁碳相图与铁碳合⾦1．铁碳相图2．铁碳合⾦3．铁碳合⾦在缓慢冷却时组织转变⼋、固态相变1．固态相变的基本特点2．固态相变的分类3．扩散型相变1）合⾦脱溶，2）共析转变，3）调幅分解4．⾮扩散型相变参考书：1.⾦属学（修订版）, 宋维锡主编, 冶⾦⼯业出版社，1998；2.材料科学基础, 余永宁主编, ⾼等教育出出版社，2006；3.材料科学基础（第⼆版）, 胡赓祥等主编, ⾼等教育出出版社，2006；4.任何⾼等学校材料科学与⼯程专业《⾦属学》或《材料科学基础》教学参考书。

北京科技大学1995-2012材料科学基础考研试题及部分答案北科1995-2011材料考研，初试考卷及答案1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 金属学适用专业: 金属塑性加工说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。

每题10分。

1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。

2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。

4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。

5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。

6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。

7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。

8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。

9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。

12、说明共析钢加热时奥氏体形成的过程，并画图表示。

13、合金钢中主要的合金相有几种类型？北京科技大学1999年硕士学位研究生入学考试试题科目：金属学1、名词解释:（10分）（1）点阵畸变（2）组成过冷（3）再结晶温度（4）滑移和孪生（5）惯习现象2、说明面心立方、体心立方、密排六方（c/a≥1.633）三种晶体结构形成的最密排面，最密排方向和致密度。

（10分）3、在形变过程中，位错增殖的机理是什么？（10分）4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因，以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。

（10分）5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程（包括相变转换和成分转换）。

北京科技大学材料学院材科基考研章节考点分析结构与缺陷2002年一.名词解释（1）点阵畸变（2）柏氏矢量（5分）二.画立方（111）面、（435）面。

写出立方晶系空间点阵特征。

（10分）四.画图并简述形变过程中位错增殖的机制。

（10分）十二、简述金属晶体中缺陷的类型（单考生做）。

（10分）2003年一、名词解释（1）刃型位错和螺形位错模型（2）晶界与界面能（10分）三、点阵参数？正方和立方的空间点阵特征是？画出立方（12-3）面（12分）十一、什么是固溶体？影响固溶体的原因有哪些？固溶体与其纯溶剂组元相比，其结构、力学性能和物理性能发生了哪些变化？（12分）十五、根据缺陷相对于晶体尺寸和其影响范围的大小，缺陷可以分为哪几类？简述这几类缺的特征。

（12分）2004年一、简述 2金属键 3中间相 4布喇菲点阵 7位错（12分）二、单相金属或合金各晶粒间的界面一般称之为晶界，通常晶界又分为小角度晶界和大角度晶界两大类，试问：划分为两类晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型。

（10分）三、分别画出立方的（110）、（112）晶面和[110]、[111]晶向。

（10分）四、讨论晶体结构和空间点阵之间的关系。

（10分）五、什么是固溶体？讨论影响固溶体溶解度的主要因素。

（10分）十四、叙述常见的金属晶体中的内外界面。

(10分)2005年一、什么是晶面族？{111}晶面族包含哪些晶面？二、面心立方结构金属的[110]和[111]晶向间的夹角是多少？{100}面间距是多少？三、面心立方结构和密排六方结构金属中的原子堆垛方式和致密度是否有差异？请加以说明。

（20分）四、解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。

五、为什么固溶体的强度比金属高？（15分）六、晶体内若有较多的线缺陷（位错）或面缺陷（晶界、孪晶界等），其强度会明显升高，这些现象称为什么？强度提高的原因是什么？上述两类缺陷是怎样进入晶体的？举例说明如何提高这些缺陷的数目？（15分）2006年一、（以面心立方晶胞为例）描述晶体结构（晶胞）特征的常用参数有哪些？二、在体心立方晶胞中画出一个最密排方向并标明晶向指数；再画出过该方向的两个不同的低指数（简单）晶面，写出对应的晶面指数。

北京科技大学《材料科学基础》考研真题强化教程考点1：金属键，离子键，共价键，氢键，范德瓦耳斯力的定义。

例1（名词解释）：离子键。

例2：解释金属键。

例3：大多数实际材料键合的特点是（）。

A．几种键合形式同时存在 B．以离子键的形式存在 C．以金属键的形式存在考点2：金属键，离子键，共价键的特征。

例4：化学键中既有方向性又有饱和性的为（）。

A．共价键 B．金属键C．离子键例5：原子的结合键有哪几种？各有什么特点？考点3：依据结合键对于材料的分类。

例6：解释高分子材料与陶瓷材料。

例7：试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。

例8：何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。

考点1：以米勒指数描述晶向和晶面 1.1 晶面族例1：什么是晶面族？{111}晶面族包含哪些晶面？例2：请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。

1.2 晶面夹角和晶面间距例：面心立方结构金属的[100]和[111]晶向间的夹角是多少？{100}面间距是多少？1.3 晶带定理例1（名词解释）：晶带定理。

例4：晶面（110）和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为（）。

1.4 HCP的米勒指数例1：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE面的密勒-布拉菲晶面指数，以及EF、FG、GH、HI、IJ、JE各晶向的密勒-布拉菲晶向指数。

例2：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE晶面、EF晶向、FG晶向、CH晶向、JE晶向的密勒-布拉菲指数。

例3：六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。

1.5 画晶向和晶面，面密度的求法例2：bcc结构的金属铁，其（112）晶面的原子面密度为9.94×1014atoms/cm3。

（1）请计算（110）晶面的原子面密度；（2）分别计算（112）和（110）晶面的晶面间距；（3）确定通常在那个晶面上最可能产生晶面滑移？为什么？（bcc结构铁的晶格常数为a=0.2866nm）1.6 晶向指数的意义例：一组数[uvw]，称为晶向指数，它是用来表示（）。

2021年北京科技大学材料科学根底考研真题北京科技大学2021年硕士学位研究生入学考试试题============================================================================== 试题编号： 814 试题名称：材料科学根底适用专业：材料科学与工程，材料工程〔专业学位〕说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

==============================================================================一. 简述题〔5分/小题，共30分〕1.再结晶温度2.相平衡条件3.上坡扩散4.空间点阵5.堆垛层错6.临界分切应力二、分别答复后述几个问题：1. 指出金属液相结晶时的热力学条件，它一定需要过冷吗？为什么？2. 如何确定液相结晶时的临界晶核半径，在一样的过冷度下，均匀形核与非均匀形核的临界晶核半径和临界晶核形成能哪个大？为什么？3. 反过来，结晶金属熔化时一定需要过热吗？为什么？4. 能否用经典形核理论讨论再结晶的形核，为什么？〔20分〕三、答复以下问题：1. 晶体缺陷主要有哪几种？2. 其中点缺陷主要有哪两种?有哪些方法或手段可提高其数量？3. 当点缺陷扩散到刃位错周围时，会出现什么现象？位错的运动受到怎样的影响？4. 如果点缺陷扩散到一般大角晶界上，又会出现什么现象？晶界的运动受到怎样的影响？(20分)。

四、图1为由A、B原子组成的一个晶体单胞，点阵参数a=b=c，α=β=γ=90︒；答复以下问题：1. 如果A、B原子可以随机占据所有可能的位置，该晶胞对应哪种布拉菲点阵？2. 如果A只在〔0,0,0〕位置，B只在〔1/2,1/2,1/2〕位置，又对应哪种布拉菲点阵？3. 以下单质及化合物中哪些具有上面涉及到的晶体构造？Mg, α-Fe, γ-Fe, Cu, CuZn, Cu3Zn, CsCl；4. 两种情况下，{100}的面间距各是多少，用点阵常数表示；可能的位错柏氏矢量又分别是什么？5. 各构造对应的强度及塑性相对上下可能是怎样的，给出理由。

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。

2015年北京科技大学814材料科学基础考研真题（部分试题，不完整）
说明：以下试题只包含部分试题，特此说明！
一、解释下列术语并进行选择（6分/小题，共42分）
1．电子化合物：MgCu2相和CuZn相哪个是电子化合物？
2．脱溶贯序：Al-2%Cu和Al-4%Cu哪个脱溶速度快？
3．玻璃化温度：冷却速度快，玻璃化温度越高还是越低？
4．组分过冷：其他参数固定时，液相扩散系数大的合金容易出现组分过冷还是扩散系数小的？
5．Schmidt因子（也称取向因子）：FCC金属沿＜100＞方向拉伸的Schmidt因子大还是沿着＜124＞取向因子大？
6．形变织构：拔丝织构的表示方式是{hkl}＜uvw＞还是＜uvw＞？
7．聚合物的构型：无规线团模型和全同立构，哪个是描述构型的术语？
二、晶体结构（20分）
（1）如图为两种A-B二元合金相晶胞（类似NaCl和CuAu结构），分别抽象出其点阵类型并写出结构基元；
（2）对图1（a），用原子（离子）半径表达出的点阵常数a；给出晶胞中的原子（离子）个数：指出小原子（或正离子）的配位数是多少？
（3）分别指出两种合金A、B原子完全无序占位时的晶体结构？并说明原因。

图1 两种AB型合金晶胞示意图
三、晶体缺陷（25分）
（1）在点、线、面三种晶体缺陷中，它们在晶体中的出现都是热力学稳定的吗？为什么？
（2）各举出一个例子分别说明如何在晶体中大量引入这些缺陷。

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）考研真题及详解清华大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础（与物理化学或固体物理）适用专业：材料科学与工程一、（5分）证明：对于立方晶系，有二、（10分）画出下述物质的一个晶胞：金刚石 NaCl 闪锌矿纤锌矿石墨三、（10分）请导出摩尔分数为x A、x B的二元系中的综合扩散系数D与分扩散系数D A、D B之间的关系。

四、（10分）根据图1-1所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1．写出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式。

2．画出含碳量的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。

3．含碳量的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体？如有的话，计算其百分数。

五、（10分）1．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。

2．已知Cu-30％Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1h，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。

六、（15分）沿铝（A1）单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定：1．画出立方晶系的标准投影，并由此确定初始滑移系统。

2．转动规律和转轴。

图1-1　第四题图3．双滑移系统。

4．双滑移开始时晶体的取向和切变量。

5．双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。

6．晶体的最终取向。

七、（15分）有一面心立方单晶体，在（111）面滑移的柏氏矢量为的右螺型位错，与在面上滑移的柏氏矢量为的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。

北京科技大学硕士学位研究生入学考试模拟试题试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 2 页）适用专业：金属材料工程、材料成型与控制工程、无机非金属材料工程专业说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。

一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）1、位向关系在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学空间取向关系称为位向关系。

2、相变冷作硬化马氏体形成时的体积效应会引起周围奥氏体产生塑性变形，同时马氏体相变的切变特性，也将在晶体内产生大量微观缺陷，如位错、孪晶、层错等。

这些缺陷在马氏体逆转变过程中会被继承，结果导致强度明显升高，而塑性韧性下降，这种现象被称为相变冷作硬化。

3、独立形核原碳化物回溶到母相中，而新的、更稳定的碳化物在其他部位重新形核长大。

4、马氏体相变塑性相变塑性:金属及合金在相变过程中塑性增长，往往在低于母相屈服极限的条件下即发生了塑性变形，这种现象称为相变塑性。

钢在马氏体转变时也会产生相变塑性现象，称为马氏体的相变塑性。

5、奥氏体实际晶粒度指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。

二、说出下符号的名称和意义（6分）1、Mb马氏体转变的爆发点，在此温度瞬间有大量马氏体形成，2、S片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。

3、MC奥氏体热稳定化的上限温度，超过此温度奥氏体将出现热稳定化现象。

三、简答下各题（每题8分，共40分）1、钢中马氏体的晶体结构如何？碳原子在马氏体点阵中的分布与马氏体点阵的正方度有何关系？Fe-C合金的马氏体是C在中的过饱和间隙固溶体。

X-射线衍射分析证实，马氏体具有体心正方点阵。

通常假设马氏体点阵中的C原子优先占据八面体间隙位置的第三亚点阵，即C原子平行于[001]方向排列。

结果使c轴伸长，a轴缩短，使体心立方点阵的α-Fe变成体心正方点阵的马氏体，研究表明，并不是所有的C原子都占据第三亚点阵的位置，通过中子辐照分析的结论是近80%的C原子优先占据第三亚点阵，而20%的C原子分布其他两个亚点阵，即在马氏体中，C原子呈部分有序分布。