武汉科技大学固体材料分选理论与工艺2011--2015(2011、2013--2015有答案)考研初试真题

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。

陶瓷材料中晶粒的大小与物料的原始粒度、烧结温度和时间等因 素有关；控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均匀细小，控制烧结温度和 时间，添加剂等。
五、计算题(55分) 1、（15分）
第2页共4页
解：log108=A+B(727+273)=8 log108=A+B(1156+273)=4 解得 A=-5.3B=13300 Log107=-5.3+13300/T=7 T=1080K=807℃ 黏性流动黏度公式 η= η0exp（ΔE/kT) Lnη=lnη0+ΔE/kT 联立求解ΔE=255KJ/mol 2、（10分） 电熔棕刚玉是以高铝矾土轻烧料为主要原料，将它与少量炭及铁 屑一起加入电弧炉中。通过如下反应降低矾土中SiO2与Fe2O3等杂质。
CF界线QP和AD界线ES为转熔线，反应如下： L C F L A D （8分） （4）二元相图如下：（4分） D为不一致熔融化合物，L+A→S（4分）
第3页共4页
第4页共4页
13. （30)一次方
二、辨析题(共1小题，每小题15分，共15分)
这种说法是不正确的。原始粉料的粒度、外加剂、烧结温度和保温时间、气氛 和成型压力等都会影响材料的烧结和致密化，气孔在烧结过程中能否排除，和 晶界移动速率有关，还与气孔内压力大小有关，随着烧结的进行，气孔逐渐缩 小，而气孔内的气压不断增高，当气压增加至2γ/r时，即气孔内压力等于烧结 推动力，烧结就停止了，如果气压大于2γ/r，气孔不仅不能缩小，还可能增加 ，因此常规方法难以实现完全致密化，可以采用热压烧结或真空热压烧结方法 。
第1页共4页
3 名词解释(共4小题，每小题5分，共20 分)
1、萤石型：由阳离子做立方密堆，而阴离子填充于全部的四面体空隙，如 CaF2。反萤石型：由阴离子做立方密堆，阳离子填充于全部四面体空隙，如Li2O 。

6、某面心立方晶体的可动滑移系为 (111)[110] 。（10分） （1）指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量； （2）如果滑移是由纯刃型位错引起的，试指出位错线的方向； （3）如果滑移是由纯螺型位错引起的，试指出位错线的方向； （4）指出在上述(2)、(3)两种情况下滑移时位错线的滑移方向； 7、将一批齿轮进行渗碳，每炉装500件。已知Q=32900cal/mol，R=1.987cal/mol·K， 1cal=4.1868J，若在900℃渗10h可以达到规定的深度，计算1000℃渗碳需要多少时 间？假定在900℃渗碳每炉每小时生产成本为1000元，而在1000℃渗碳为1500元。 问在哪一温度渗碳成本较低？（已知Q=32900cal/mol，R=1.987cal/mol·K，1cal=4.1 868J）（10分） 六、已知三元简单共晶的投影图如图所示。（1）请画出AD代表的垂直截面图及各 区的相组成（已知TA<TD）；（2）请画出X合金平衡冷却的冷却曲线，及各阶段的相 变反应（13分）
一、填空题（每空1分，共20分） 1、晶体中有 种空间点阵，它们归属于 个晶系。面心立方结构中密排面的堆垛顺序是 。 2、下图为一立方晶胞，A、B、C为顶点，D为棱边中点，AB的晶向指数为[ ]，OCD的晶面指数为（ ）。
3、铁碳合金相中的奥氏体为 相，Fe3C属于金属间化合物中 相。 4、钢中的硫会引起钢发生 脆，磷会使钢发生 脆。 5、回复和再结晶的驱动力是 。 6、热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上的加工变形。热加工过程中，在金 属内部同时进行着 与 两个相反的过程。 7、固态金属中原子扩散的驱动力是 ，其扩散方向是向着 的方向进行，其扩散机制主要有 和 ；前者是原子通过 进行迁移，后者是原子通过 进行迁移，因此前者的扩散激活能比后者 ，扩散系数比后者 。 二、单选题（每题2分，共20分） 1、实际金属材料的性能在不同方向并不存在差异，这是因为_________。 A 晶体不同发现性能相同 B 晶体的各向异性现在测量不出来 C 金属材料结构不是晶体 D 大量晶粒随机取向掩盖了各向异性

料发生塑形变形的微观机制有：滑移、孪生、扭折。 c s coscos ， c 为临界分切应力， s 为屈服强度， coscos 为结构因子； coscos 中，当λ和φ都接近于45°，取向因子取得最大值， s 最低，叫软取向；当λ 和φ中只要有一个接近90°时，取向因子趋近于0， s 趋近无穷大，叫硬取向。 2、 s = c / coscos
2015年攻读硕士学位研究生入学考试试题参考答案
科目名称：金属材料科学基础（□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√） 一、名词解释（3×5＝15分） 形核功：凝固过程中，形成临界晶核时，系统需要补充的能量，大小等于表面能增 加量的三分之一。 离异共晶：非平衡凝固条件下，共晶组织中两相间的体积分数差别较大时，出现 两相分离的共晶组织的现象。 临界分切应力：滑移系启动所需要的最小分切应力。 动态再结晶：热加工时由于温度很高，金属在变形的同时发生再结晶，同时发生 加工硬化和软化两个相反的过程。这种在热变形时由于温度和外力联合作用下 发生的再结晶过程称为“动态再结晶”。 反应扩散：通过扩散使溶质组元超过固溶极限而不断生成新相的扩散过程称为反 应扩散。 二、（22分） 1、最密排方向：<110>；最密排面：{111}
2 3 6 0.408 2 3 6 所以， s =0.79/0.408=1.94MPa
本题中 coscos =
八、（17分）
2
1、在γ-Fe中碳的最大溶解度为2.11%，而在α-Fe中的最大溶解度仅为0.02%，在γFe中可以获得更大的浓度梯度。另外一个重要原因是γFe区的温度更高，扩散速度更快。 2、 1、利用fick第二定律误差函数解，