2013年沈阳工业大学考博真题2009金属凝固原理

姓名：报考专业：准考证号码：密封线内不要写题2014年攻读硕士学位研究生入学考试试题 科目名称：材料科学基础（□A 卷■B 卷）科目代码：810 考试时间：3小时 满分 150 分 可使用的常用工具：□无 ■计算器 ■直尺 □圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。

一、填空题（共8小题，每空1分，共26分） 1、在一定条件下，铜和铁素体的晶体结构分别为 和体心立方结构，其点阵常数分别为0.362nm 和0.286nm ，相应的原子直径为 和 。

2、纯金属结晶是在 温度下进行的，原因是 。

纯金属凝固时，形核的驱动力是 ，形核的阻力是 。

3、金属结晶时的过冷度越大，结晶驱动力 ，临界晶核尺寸 ，临界形核功 ，形核率 ，结晶后的晶粒尺寸 ，金属强度 。

4、填入适当的相结构名称，碳钢中的铁素体为 ，高速钢中的VC 为 ，不锈钢中的Cr 23C 6为 。

5、固溶体合金，在铸造条件下，容易产生 偏析，用 处理可以消除。

6、热形变加工与冷形变加工的一般分界限为 温度，但该温度随形变量的增大而 ，所以严格地说，形变加工时产生加工硬化的为 ，而不产生加工硬化的为 。

7、菲克第一定律的表达式为 ，式中扩散系数与温度之间关系的表达式为 。

8、置换固溶体的扩散激活能包括 和 。

二、判断题（共８小题，每小题3分，共24分） 1、晶体结构有无限多种，而空间点阵只有14种。

2、在实际金属和合金中，自发形核常常起着优先和主导的作用。

3、一个合金的室温组织为α+βII +（α+β），它由三相组成。

4、铁素体的本质是碳在α-Fe 中的间隙相。

5、在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，位错密度随形变量的增加而减少。

6、孪生变形所需的切应力比滑移变形所需的小得多。

7、形变织构和再结晶织构都会使金属材料具有各向异性。

8、晶界上原子排列混乱，不存在空位，所以空位机制扩散的原子在晶界处无法扩散。

1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。

（15分）2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。

（15分）3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分）4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。

（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家]5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。

（15分）6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。

（15分）7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。

注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。

2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力δc为1MPa，回答下列问题：①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。

（计算结果保留两位有效数字）3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。

4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。

5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。

6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。

7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。

2009年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案一、 简答题（每题10分，共60分）1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l 与柏氏矢量b 、外加切应力τ与柏氏矢量b 、外加切应力τ与位错线l 之间的夹角关系，及位错线运动方向。

（请绘表格作答，答案务必写在答题册上） 答：2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？答：溶质原子取代溶剂原子，并保持溶剂结构的合金相称为置换固溶体。

影响因素有：1）原子尺寸；2）晶体结构；3）电负性；4）电子浓度 两组元晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。

3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？答：间隙扩散系数与空位浓度无关，而置换扩散系数与空位浓度有关（可用公式表示）。

一般地，间隙扩散系数大于置换扩散系数。

不会发生。

因为间隙扩散中考虑间隙原子定向流动，未考虑置换互溶式扩散。

4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 答：根据T 再＝（0.35～0.45）T m 可知Fe 在室温下加工为冷加工，Sn 在室温下加工为热加工一定角度 //法线一定角度 // //法线 //⊥ //法线⊥位错线运动方向τ与 lτ 与 b b 与 l因此随着弯曲的进行，铁板发生加工硬化，继续变形，导致铁板断裂Sn板属于热加工，产生动态再结晶，弯曲可不断进行下去5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。

答：固溶强化就是溶质原子阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。

主要机制包括：1）柯氏气团，即溶质原子的弹性应力场阻碍位错运动；2）玲木气团，即溶质原子降低基体层错能，使位错分解为扩展位错，阻碍位错交滑移或攀移；3）电交互作用，即带电溶质原子与位错形成静电交互作用，阻碍位错运动。

2009年哈工大材料学院材料加工工程、材料工程专业825金属学与热处理考研真题一.选择题(1*10=10)1.体心立方晶体四面体间隙( )1.对称;2.不对称; 3其半径为4;由四个原子组成;2.体心立方的钛在高温向密排六方转变,半径增大0.002.其体积变化( )1不变; 2 增大; 3.减小; 4 不能确定3.钢铁中的铁素体相属于( )1.间隙相;2.间隙固溶体;3置换固溶体;4金属化合物;4,密排六方的晶向[110],换算成四轴坐标( )5金属再结晶是()1.固态相变过程; 2是一个形荷与长大过程;3.不是相变过程;4.重结晶;6.三元相图的垂直截面图可以( )1.计算平衡相的成分与含量;2.可以定性分析金属结晶过程;3.可以运用杠杆定律和直线法则;4.7.可以使金属产生塑性变形的力是( )1.拉应力;2.压应力;3.切应力.4.8.淬火钢回火的变化是( )1.强度,硬度增加; 2强度,硬度下降;3.塑性增加. 4.韧性基本不变（还有两个想不到了）二判断题(6*2=12)1.回火可以完全消除加工硬化效果和内应力;（选择题比较简单，错的很明显，别的我忘了）三.简答题(4*10-40)1.什么是离异共晶,产生条件?2.试比较索氏体,屈氏体.马氏体和回火索氏体, 回火屈氏体. 回火马氏体形成条件.,组织形态,与性能的差别?3.试分析塑变金属的性能与组织的变化?4.简述淬火钢回火过程四.综合题(38)1.根据铁碳相图(1)划出含碳量0.03的亚共晶白口铁的结晶过程,分析结晶过程;(5)(2).计算其室温的相组成和组织组成物?(10)2.单晶体铜受力,力轴[001].临界分切应力为0.62Mpa,问铜单晶可以产生塑变的最小拉力?（10）3.需要一弾簧,要求屈服强度大于1000MPa;抗拉强度大于1200Mpa;延伸率大于0。

05 1．选材料（HT200, 45 , 40cr, T10, 60si2Mn, 2cr13 , 20crMnTi）;（10）2.选择最终热处理工艺？（5）3．写出最终组织？（5）。

西安工业大学硕士材料科学基础真题2009 年（总分：150.00 ，做题时间：90 分钟）一、{{B}} 名词解释{{/B}}（总题数：5，分数：10.00）1. 晶带轴定律（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：所有平行于同一方向的晶面（hkl）构成一个晶带，该方向[uvw] 就称为晶带轴，则有hu+kv+lw=0 ，这就是晶带轴定律。

2. 非均匀形核（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：如果金属熔体中存在着高熔点的固相夹杂物，晶胚有可能依附这些固相夹杂物的现成界面形核，这种现象就称为非均匀形核。

3. 柯氏气团（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：间隙原子与位错线进行弹性交互作用时，间隙原子将在位错线附近聚集，形成小原子集团，称为柯氏气团。

4. 多系滑移（分数： 2.00 ）正确答案：（）解析：金属晶体在一定方向受力时，可以使多个等同滑移系同时开动，这称为多系滑移5. 动态再结晶（分数：2.00 ）正确答案：（）解析：金属材料在一定温度下变形加工时，同时也发生再结晶，这种与形变同时发生的再结晶就称为动态再结晶。

二、{{B}} 是非判断题{{/B}}（总题数：5，分数：20.00）6. 置换固溶体和间隙固溶体都有可能形成无限固溶体。

（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√ 解析：只有置换固溶体才有可能形成无限固溶体，而间隙固溶体只能形成固溶度很小的有限固溶体。

7. 密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，也是布拉菲点阵中的一种。

（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√解析：密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，但不是布拉菲点阵中的一种，它属于布拉菲点阵中的简单六方结构。

8. 位错线的滑移和攀移都可以使金属晶体在滑移面产生塑性变形。

（分数： 4.00 ）A. 正确B. 错误√ 解析：位于滑移面上的位错线在切应力的作用下可以滑移，从而使金属晶体在滑移面产生塑性变形；刃型位错在一定条件下可以沿垂直于滑移面的方向运动，刃型位错的这种运动就称为攀移。

西北工业大学2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、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O2-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ΔHm＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。

4.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Est ＝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）。

试卷九2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．共价键2．晶族3．电子化合物4．相平衡5．线缺陷6．稳态扩散7．形变织构8．动态再结晶9．一级相变10．调幅分解二、填空1．可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、 (1) 、 (2) 、 (3) 和 (4) 共七个晶系。

2．原子或离子的 (5) 是指在晶体结构中，该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。

3．固溶体中，当溶质原子和溶剂原子分别占据固定位置，且每个晶胞中溶质原子和溶剂原子数之比一定时，这种有序结构被称为 (6) 。

4．一个滑移面和其面上的一个 (7) 组成一个滑移系。

5．结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为 (8) ，与液固界面的微观结构有关。

6．相平衡时，系统内的相数可以通过系统自由度、 (9) 和对系统平衡状态能够产生影响的外界因素数目的关系式来进行计算。

7．铸锭三晶区是指紧靠膜内壁的细晶区、 (10) 、铸锭中心的等轴粗晶区。

8．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (11) 位错构成，扭转晶界由 (12) 位错构成。

9．强化金属材料的方法有 (13) 强化、 (14) 强化、 (15) 强化、 (16) 强化。

10．再结晶完成后，晶粒长大可分为 (17) 晶粒长大和 (18) 晶粒长大。

11．线性高分子可反复使用，称为 (19) 塑料；交联高分子不能反复使用，称为 (20) 塑料。

三、判断正误1．在密堆结构中会形成两种空隙，一是由8个球形成的八面体空隙，另一种是由4个球形成的四面体空隙。

2．尖晶石型晶体(AB2O4)具有正型和反型结构，其本质是正型中A离子的八面体择位能大于B离子，而反型中是B离子的八面体择位能大于A离子。

3．形成连续固溶体的最主要条件是溶质和溶剂的晶体结构要一致，例如，银和铝都具有面心立方结构。

经辽宁省招⽣办批准，我校2009年继续招收有四年以上实践经验的在职⼈员参加单独考试攻读硕⼠学位。

⼀、招⽣类别委托培养硕⼠研究⽣，培养费21000元/⼈。

⼆、招⽣专业及⼈数080201机械制造及其⾃动化 080803⾼电压与绝缘技术 081103系统⼯程080202机械电⼦⼯程 080804电⼒电⼦与电⼒传动 120100管理科学与⼯程080203机械设计机理论 080805电⼯理论与新技术 120201会计学080502材料学 080402测试计量技术及仪器 120202企业管理学080503材料加⼯⼯程 080903微电⼦学与固体电⼦学 020206国际贸易学080801电机与电器 081101控制理论与控制⼯程 080102固体⼒学080802电⼒系统及其⾃动化 081102检测技术与⾃动化装置专业研究⽅向与专业课考试科⽬详见沈阳⼯业⼤学2009年硕⼠⽣招⽣专业⽬录，共20个专业可招收单考考⽣，招⽣⼈数共10⼈（拟定，以当年教育部下达招⽣计划为准），各招⽣专业只招收英语语种考⽣，其中招收经济学、管理学门类⼈数原则上不超过单考招⽣总数的30%。

三、学习⽅式及学制脱产学习，学制两年半。

四、报考条件1、拥护中国共产党的领导，愿为社会主义现代化建设服务，品德良好，遵纪守法。

2、⼤学本科毕业后，在本专业或相近专业⼯作岗位连续⼯作四年或四年以上（2005年9⽉1⽇前毕业参加⼯作）。

3、已公开发表过研究论⽂（技术报告），或为⼯作岗位业务⾻⼲的在职⼈员。

4、⾝体健康，年龄⼀般不超过40周岁。

5、经考⽣单位同意并推荐。

五、报名办法1、考⽣⼀律采取络报名，络报名时间和⽅式与全国统考安排相同。

2、报名分两阶段第⼀阶段、络报名。

在全国统⼀上报名时间内按上报名要求进⾏信息录⼊和提交；第⼆阶段、现场报名。

考⽣上报名后，在规定时间内到我校研招办交验⼤学本科毕业证书、⾝份证原件及复印件；所在单位推荐材料、从事专业有关的公开发表论⽂（技术报告）或业务⾻⼲证明；交纳报名费。