一些学校的材料考研题（续）

WJDGY

大神有没有广工工业的啊

wyy8808

请问有复旦的吗?

你我他123

太感谢了啊,顶了

点燃一支烟

[]一， 名词解释 晶带 schmid因子 层错 过冷度 伪共析转变 非均匀行核30分
二， Fcc晶体晶胞内1画出一个滑移面4分；2画出该面上的所有滑移方向8分；3计算面间距4分；4计算面密度4分
三， 析出硬化型合金能否在一定温度下淬火软化，为什么？什么合金易产生时效？泠变形对过饱和固溶体的时效影响。（表述有点出入，大体相同）15分
四， 晶界对多晶体塑性变形的作用及原理15分
五， 什么是强度？合金的强化方式有哪些10分
六， 分析脱溶析出和调幅分解的主要区别15分
七， 三元共晶相图，分析o点结晶15分（只画了一个三角形，然后随便画了一点）
八， Ti-Ni相图，分析恒温转变类型。Ti-30%Ni合金结晶路线，计算平衡相成分。30分[/]

※ 编辑：点燃一支烟 于2009-3-9 09:36 编辑本文

点燃一支烟

2005年北京科技大学

攻读硕士学位研究生入学考试试题包含答案哦

考试科目：金属学

[]适用专业：材料学、材料科学与工程、材料加工工程

说 明：统考生做一至九题；单考生做一至六和十至十二题

一、晶体结构(20分)

1．什么是晶面族｛111｝晶面族包含哪些晶面?

2．面心立方结构金属的［100]和正［111]晶向间的夹角是多少?｛100｝面间距是多少?

3．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。

二、合金相(15分)

1．解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。

2．为什么固溶体的强度常比纯金属高?

三、晶体缺陷(15分)

1．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?

2．上述的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?

四、相图热力学(10分)

利用图10-1的自由能-成分曲线说明，公切线将成分范围分成三个区域，各区域内哪些相稳定?为什么?

五、凝固(20分)

1．相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功、临界晶核体积，哪个大?

2．合金凝固时的液／固界面前沿通常比纯金属液／固界面前沿更容易出现过冷?为什么?

3．典型的金属(如铁)和典型的非金属(如硅，石墨)在液相中单独生长时的形貌差异是什么?

六、扩散(20分)

1．菲克第二定律的解之一是误差函数解，C=A+Berf(x/2(Dt)1/2)，它可用于纯铁的渗碳过程。若温度固定，不同时间碳的浓度分布则如图10-2。已知渗碳1 小时后达到某一特定浓度的渗碳层厚度为0．5mm，问再继续渗碳8小时后，相同浓度的渗层厚度是多少?



2．图10-3为测出的钍在不同温度及以不同方式扩散时扩散系数与温度的关系，从该实验数据图中能得出哪些信息?

七、形变(20分)

1．常温下金属塑性变形有哪些主要机制? 它们间的主要差异是什么?

2．面心立方金属铜在三种不同条件下的真应力-应变曲线如图10-4。说明它们可能是在怎样的温度和应变速率下形成的?为何有这样的形状?

3．什么是上、下屈服点效应(在纯铁或低碳钢中)?原因是什么?

八、再结晶(20分)

1．给出金属发生再结晶的基本条件(驱动力)。

2．指出再结晶、结晶、固态相变之间的主要区别。

3. 图10-5示意画出一种常见的再结晶形核机制，请解释该地点优先形核的原因和形核过程。

4．再结晶动力学公式为X=1-e(-ktn)，各参数表示的含义是什么?以X—t的关系作图，曲线的形状大致是怎样的?如何处理可得一条直线?处理成直线有何用途?


九、固态相变(10分)

图10-6为两组铝铜合金的时效强化曲线；讨论成分变化及时效温度对力学性能(这里是硬度值)的影响，分析可能的原因。

十、固态相变(15分)

1．简述时效(强化)处理的工艺路线及原理。

2．同素异晶转变、马氏体相变、脱溶转变有何主要区别?

十一、形变(15分)

简述单向压缩条件下，形变量、形变温度对金属组织及性能的影响(包括晶粒形状和位错亚结构的变化)?可用示意图表示。

十二、铁碳相图(20分)

1．图10-7a为铁碳相图，图10-7b、c、d分别为3个不同成分(设为0．45％C、3．4％C、4．7％C)的铁碳合金缓冷凝固组织(包括随后的固态相变、硝酸酒精浸蚀)。说明它们各是哪个成分的合金，为什么?

2．分析图10-7d组织的凝固过程，并计算该合金中白色长条状组织的重量相对量(Fe3C含6．69％C)。


参考答案



1．晶体中原子或分子排列相同的晶面的组合称为晶面族。因对称关系，这些面往往不止一种。立方系{111}晶面族包括(111)、(111)、(111)、(111）四个。

2．晶面间夹角cosφ=1／√3；φ=54．7°。面间距d=a/2(a为点阵常数)。

3．FCC按ABCABC方式堆垛，而HCP按ABABAB堆垛；致密度无差异，都是0．74。

二、1．前者为固溶体，保持溶剂的晶体结构，且溶解度很低；后者是中间相(尺寸因素化合物)，且A、B原子数成比例。性能上有很大差异，前者韧、塑性好；后者硬，塑性差。共性是两者中的合金组元都在间隙位置，本身尺寸很小。

2．因合金中两类原子尺寸不同，引起点阵畸变，阻碍位错运动，造成固溶强化。

三、

1．称形变强化和晶界强化(或细晶强化)。原因是两类缺陷的增多都明显阻碍位错的运动，从而提高强度。

2．位错的增多主要靠形变，通过萌生与增殖在晶粒内不断产生位错；晶粒细化可通过凝固时加非均匀形核剂或高的冷却速度获得，也可通过大形变，或再结晶，或相变的方法。

四、左侧A～NαB范围是α相稳定，因它的自由能最低；右侧NβB～B范围是β相稳定，也因其自由能最低；两公切点之间范围是α+β两相共存稳定，因任意一个单相存在时的自由能都不如它分解为成分为公切点处的α+β时两相自由能的加权值（在公切线直线上）低。

五 1．临界半径相同；临界形核功是均匀形核时高；临界晶核体积也是均匀形核时大。

2．合金界面前沿会出现组成过冷，即界面前溶质的富集提高了局部区域的熔点，所以更易出现过冷。

3．因两者分别是粗糙型(铁)和光滑型界面(硅等)，前者是外形均匀的等轴晶或枝晶，后者为规则多边形、有棱角的形状。

六、1．因浓度C、扩散系数D都不变，有X1/X2=√（t1/t2），代人相应值得：X2=3X1=1.5mm。

2．随温度升高，扩散速度加快；表面扩散最快，晶内扩散最慢。扩散系数D与温度T是指数关系，即该图是D=D0exp(-Q／RT)对数处理的结果；利用直线关系可求常数D0和激活能Q0。

七、1．主要形变机制是滑移和孪生；滑移产生的切变量是原子间距的整数倍，孪生产生的切变量是原子间距的一个分数；由此产生一系列其他方面的差异。答其他方面差异的也酌情赋分。

2．有明显加工硬化的是在低温(或高应变速率)下变形；出现硬化、软化抗衡(动态回复)的是在中温(或中等应变速率)下变形；有一明显软化阶段(动态再结晶)的是在高温(或低应变速率)下变形。

3．含C、N间隙原子的低碳钢形变时，滑移启动时的抗力较大(上屈服点)，滑移进行时的抗力较小(下屈服点)，在应力应变曲线上可明显看出。原因是间隙原子聚集在位错上(柯氏气团)钉扎了位错，出现上屈服点，位错一旦摆脱钉扎后便不受影响(对应下屈服点)。

八、1．要有一定的形变储存能，一定的温度。

2．再结晶只是一种组织变化，没有结构变化，驱动力是形变储存能；结晶是从非晶态的液相、气相或固态非晶体中形成晶体的过程；固态相变是固／固相的结构变化。后两者的驱动力都是化学自由能差。

3．这是应变诱导晶界迁移机制；晶界两侧应变量不同，位错密度不同，形变储存能不同，造成高应变能的一侧被低应变能的一侧吃掉；形成新晶粒。

4．X是再结晶分数，t是时间，k、n都是常数，k主要与形核率和长大速度有关，n主要和形核机制、地点和新相形状有关。以X—t的关系作图，曲线的形状是S或σ形状，50％转变量时转变速度最快。对数处理可得一条直线；处理成直线可通过测不同时间的再结晶量求出、n值，了解更多的微观信息。

九、随铝中含铜量提高，过饱和度加大，脱溶驱动力加大，析出速度加快，硬度值增加。时效温度越高，扩散速度力口快，析出加快，但过饱和度减小，脱溶驱动力也减小，GP区或亚稳相可能不出现。时效强化主要靠GP区和θ″相，因两者很细小弥散，有共格或半共格界面，强化效果好。

十、 1．经高温加热及快速冷却的固溶处理得到过饱和单相组织，然后在一定温度和时间内时效到最高硬度／强度，得到弥散、共格析出的强化相。

2．同素异晶转变主要是纯组元固态下出现的相变，没有成分变化，短程扩散过程控制；马氏体相变是无扩散、切变型相变，在纯金属及合金中都会出现，是界面过程控制的。脱溶出现在合金中，有成分变化，主要是长程扩散控制的。

十一、从侧面观察，随形变量加大，晶粒由等轴状变为长条形，晶粒内部位错增多，形成位错缠结、亚晶界或新的大角晶界；强度、硬度提高，塑性下降。形变温度提高，晶粒变成长条状的速度变慢，因热激活作用增强，亚晶界加速形成，亚晶尺寸趋于稳定，甚至出现动态再结晶组织。强度提高和塑性下降的速度都变慢。

十二、1．图10-7b组织为0．45％C合金，即亚共析钢，因其由等轴铁素体(白色)和珠光体(黑色)组成。图10-7c组织为3．4％C合金，即亚共晶白口铸铁，因其有枝晶状珠光体(黑色，原奥氏体晶粒形状)和变态莱氏体组成。图10-7d组织为4．7％C合金，即过共晶白口铸铁，因其由板条状白色一次渗碳体和变态莱氏体组成。

2．液相冷却时，先形成板条状一次渗碳体，再形成共晶莱氏体，冷至室温后莱氏体变为变态莱氏体。一次渗碳体的相对量为：(4．7—4．3)／(6．69—4．3)=16．7％。[/]

※ 编辑：点燃一支烟 于2009-2-28 19:01 编辑本文

点燃一支烟

燕山大学2008年材料科学与工程学院考研真题

点燃一支烟

川大的

点燃一支烟

[]2001年
1.在晶格常数为a的面心立方晶胞中，画出{111}晶面族的全部晶面并标出各自的晶面指数，计算面间距。（12′）
2.晶粒直径为50um，若在晶界萌生位错所需要的应力约为G/30，晶粒中部有位错源，问要多大的外力才能使晶界萌生位错？（13′）
3. 含碳量为百分之3.5的铁－碳合金，在室温时由哪两个相组成？各占的重量百分数是多少？并计算室温时珠光体和莱氏体的百分含量。（12′）
4.再结晶后的晶粒大小如何计算?与哪些因素有关？为何多数金属材料再结晶后晶粒尺寸随预定形变量的关系会在百分之10变形量附近出现一个峰值？（13′）
5.材料发生蠕变时通常符合 的指数定律，对于同一种材料讨论说明式中的n 会不会随试验温度变化？试验测定n值的目的是什么？在例如800摄氏度的试验温度下，金属材料和陶瓷材料的n值由什么不同？（13′）
6.什么是电子的分子轨道？为什么有的同类原子会形成分子？有的同类原子不形成分子？是否原子间核外电子越多，形成的分子就轨道越多？是否形成的分子轨道越多，形成的分子的结合键就越强？回答问题并给予简单讨论。（12分）
7.解释名词
（1）复合强化 （2）晶界偏析（3）应变疲劳 （4）扩散激活能 （20′）
2002年
1.画出面心立方体的（111）和（100）面，计算面间距和面密度。证实晶面的间距越大，原子面密度越高。（15′）
2.假定一块钢进行热处理时，加热到850摄氏度后，快冷到室温，铁中空位的形成能是104Kj/mol,R=8332J/K mol.。试计算，从20摄氏度加热到850摄氏度以后，空位的数目应当增加多少倍？扼要解释快速淬冷到室温后，这些“额外”的空位会出现什么情况？如果缓慢冷却呢？（12′）
3.三元相图中含有液相的四相区有哪几种形状？请分别画出并标出四个相的位置和进入与离开四相区的液相成分随温度变化的投影线，写出对应的各四相反应的 表达式。讨论四相区零自由度的含意。（13′）
4.课本第153页习题第2题。（15′）
5.比较共价键,离子键，和金属键的不同点，解释产生这三种化学键各自的主要原因，另外讨论为什么通常共价键晶体的密度比其他两种键的晶体的密度低?(13′)
6.（1）.如果不考虑畸变能，第二相粒子在晶内析出是何形态？在晶界析出呢？（2）如果不考虑界面能，析出物为何形态？是否会在晶界优先析出呢？（12′）
7.解释名词
（1）相变增韧 （2）复合强化 （3）断裂增韧 (4)再结晶 （20′）

2003年
1.当两个反号垂直相隔数个原子距离（B）的刃位错相互滑移成为一列，写出计算滑移力随水平相互距离x的表达式，试分析相互滑移作用力的变化过程？另外，图示解释，当两位错成为垂直一列时，位错间将形成什么缺陷？当B值很大时呢？（18分）
2.已知金属铱是面心立方结构，原子量是192.2g/mol,密度是22.4g/cm3,请计算铱的原子半径。（16分）
3.铁的界面能是0.78J/m2,若夹杂物a)在铁的晶界上形成球状夹杂的二面角为80°，b）沿铁的晶界面分布，分别求铁和夹杂物间的界面能。（16分）
4.在百分之15体积分数碳化硅颗粒强化的铝基复合材料中，当塑性变形百分之0.1时，碳化硅是不发生塑性变形的，只有铝基体被变形。如果， 碳化硅粒子的半径为1.2um，铝中位错b矢量为3×10－4um,此时在粒子前沿将塞积4条位错，如何计算（提示：粒子无法进行与基体等量的塑性变形将导致相应量的位错在其前沿塞积）？铝的屈服应力为200Mpa，问此时碳化硅粒子中受多大的力？此时复合材料的强度是多少？（18分）
5.写出图中立方晶系的晶面指数，写出所属面族的其他所有晶面。（会标晶面指数）(18分)
6.下图是AL-Nd二元相图，只有单相区标了出来，请指出所有的共晶，共析，包晶和异晶（成分不变只有晶体结构转变）转变的成分位置和转变温度，并写出它们各自的降温转变的反应式。（图类似于课本P245图8－31）
7.奥氏体向珠光体转变符合Avrami公式y=1-exp(-ktn),按照下表给出的试验数据，计算转变百分之95所需要的时间：
转变数量 需要时间（s）
百分之20 12.6
百分之80 28.2 （20分）
8.解释名词
（1）扩散系数 （2）成分过冷 （3）再结晶 （4）布里渊区 （28分）

2004年
1.会标晶向指数。 （15分）
2.（15分）为什么单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形？
3.（15分）金属中的自由电子为什么对比热贡献很小却能很好的导电？
4（15分）已知：空位形成能是1.08ev/atm,铁的原子量是55.85g/mol,铁的密度是7.65g/cm3,NA=6.023*1023,K=8.62×10-5ev/atom-K,请计算1立方米的铁在850°C下的平衡空位数目。
5.（15分）在面心立方晶体中，在（1 -11）面上，有柏氏矢量为a/2[-1 0 1]的刃位错运动，在（1 1 －1）面上有柏氏矢量为a/2[1 －1 0]的刃位错运动，当它们靠近时是否稳定？有什么变化？说明之。
6.（15分）(1)用晶向和晶面指数的组合写出面心立方，体心立方及密排六方金属的全部滑移系。（2）在面心立方晶体的单位晶胞中画出一个滑移系，并标出晶面晶向指数。
7（15分）为什么材料有时会在其屈服强度以下的应力载荷时失效？如何防止？如何进行容器只漏不断的设计？
8.（15分）根据如下给出的信息，绘制出A和B组元构成的600摄氏度到1000摄氏度之间的二元相图：A组元的熔点是940摄氏度；B组元在A组元中的溶解度在所有温度下为零；B组元的熔点是830摄氏度，A在B中的最大溶解度是700摄氏度为百分之12；600摄氏度以下A在B中的溶解度是百分之8；700摄氏度时在成分点A－百分之75B有一个共晶转变；755摄氏度时在成分点A－百分之40B还有一个共晶转变；在780摄氏度时在成分点A－百分之49B有一个稳定金属间化合物凝固发生；在755摄氏度时成分点A－百分之67B有另一个稳定金属间化合物凝固反应。
9（10分）为什么在正温度梯度下合金结晶时也会发生枝晶？凝固时合金液体中成分船头波的区域尺寸对枝晶有什么影响？另外，何种情况下发生胞状结晶组织？
10.（20分）解释名词
（1）扩散系数 （2）珠光体 （3）再结晶 （4）位错割阶

2005年
1（15分）名词解释
空间点阵 间隙相 成分过冷 反应扩散 连续脱溶
2（20分）判断题
(1)属于同一种空间点阵的晶体可以具有不同的晶体结构
（2）一个位错环不可能处处都是螺位错，也不可能处处都是刃位错。
（3）致密度高的密排金属作为溶剂形成间隙固溶体时，其溶解度总比致密度低的金属小。
（4）非共晶成分的合金，经较快冷却而形成的全部共晶组织称为伪共晶。
（5）液态金属结晶时，形成临界晶核时体积自有能的减少只能补偿新增表面能的1/3.
（6）单晶体的临界分切应力主要取决于晶体的类型及纯度，而与外力的大小和取向无关。
（7）强化金属材料的各种手段，其出发点都在于制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍。
（8）一般情况下，高纯金属比工业纯度金属更容易发生再结晶。
（9）纯金属经同素异构转变后，会产生组织和结构方面的变化。
（10）调幅分解过程中发生溶质原子的上坡扩散。
3.黄铜是一种Cu-Zn合金，可由于蒸发而失去锌，（锌的沸点低达900°C）.。设经900摄氏度10分钟处理后，在深度1mm处合金的性能将发生某种变化，如果只能容许在0.5mm处的性能发生这一程度的变化，那么这种合金在800摄氏度能停留多长时间？（已知锌在铜中的扩散激活能Q＝20000R） (15分)
4.下图中给出两个纯螺型位错，其中一个含有一对扭折，另一个含有一对割阶，图中箭头方向为位错线的正方向，问：
（1）这两对位错线何者为扭折，何者为割阶？它们属于什么类型位错？
（2）假定图上所示的滑移面为面心立方晶体的（111）面，问哪一对位错线可以通过自身的滑动而消除，说明理由。
（3）含有割阶的螺位错在滑移时是怎样形成空位的？
（4）指出各位错中多余半原子面的位置。
（注：一定要把位错部分吃透）
5.下图是-A-B-C三元相图富A角的投影图
（1）说明E点是什么四相反应？写出它的反应式，并说明判断依据。
（2）什么成分合金的结晶组织是（忽略二次相）
a) a+(a+Am Bn +Aj Ck )
b) (a+Am Bn)+ (a+Am Bn +Aj Ck )
注：图不好画，只要把三元相图搞明白就可以了。
6.（1）假设原子为钢球，直径不因晶体结构改变而改变，计算从r-Fe转变为a-Fe的体积膨胀率。
（2）用x射线测得912摄氏度时r-Fe和r-Fe的点阵常数分别为0.3633nm和0.2892nm。计算r-Fe转变为r-Fe的体积膨胀率。
（3）比较（1）（2）结果，说明原子半径随配位数改变的规律。
为了区分两种弄混的碳钢，工作人员分别截取了A,B两块试样，加热至850摄氏度保温后，以极缓慢的速度冷至室温，观察金相组织，结果如下：
A试样的先共析铁素体面积时百分之41.6，珠光体的面积是百分之58.4，B试样的二次渗碳体面积是百分之7.3，珠光体面积是百分之92.7。
设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体中的含碳量为零，试求A,B两种碳钢的含碳量。
8.Cu为面心立方结构，x射线测定的点阵常数a=0.3615nm,
（1）按钢球密堆模型计算最近邻原子中心距离是多少？以任何以原子为中心，这样距离的原子数目是多少？
（2）在一个晶胞内画出一个能发生滑移的晶面，并标出指数。
（3）在所画晶面上指出一个可滑移的晶面，并标出指数。
（4）若铜晶体表面恰平行于（0 0 1）面，当在[0 0 1]晶向施加应力，使所有滑移面上均发生滑移时，图示在表面上可能看到的滑移线痕迹。

2006年
1.名词解释
晶带 上坡扩散 不连续脱熔 加工硬化 伪共晶
2.T＝0K时，金属中的自由电子有没有热振动？为什么？
3.在立方晶体中画出以下晶面和晶向：【112】，【－210】，（102）
（11－2）
4.在面心立方晶体中，同一个（111）面上的两个位错a/2[00-1]和 a/2[-110]在相互靠近时是否稳定？将发生什么变化？写出位错反应。
5.a,b,c三个相相交与一个三叉结点，a相所张的二面角为82°，b相所张的二面角为110°，ab表面能为0.3J/m2,求 ac和 bc表面能。
6.分别列出对纯金属和合金可能采取的强化机制。
7.Al-Mn相图如图所示，写出相图中的全部恒温转变反应式及类型。
（图类似于P245图8－31，会这种类型的题目）
8.850摄氏度渗碳与950摄氏度渗碳相比，优点是热处理后产品晶粒细小。
a)计算上述两个温度下碳在r-Fe中的扩散系数，已知D0=2.0*10-5m2/s Q=140*103J/mol.。
b）850摄氏度渗碳需用多长时间才能获得950摄氏度渗碳5小时的渗层厚度（不同温度下碳在r-Fe 中的溶解度的差别可忽略）
2007年的试题没有搞到。
2008年
最后一题：叙述珠光体转变的途径。倒数第二题：块型转变的主要特征。还有一题是画三元相图的垂直截面图。其他记不清了 。[/]

※ 编辑：点燃一支烟 于2009-2-28 18:59 编辑本文

点燃一支烟

燕山大学2005年硕士学位研究生统考考试试题


[]一．名次解释（48分）
1.量子散射
2.激发限λ激K
3.干涉指数
4.结构因数FHKL
5.二次特征X射线
6.莫塞莱定律

二．简单立方，体心立方，面心立方点阵的消光规律是什么？写出他们的干涉指数。（10分）

三．X射线衍射方法都有哪些？它们各有哪些特点？（10分）

四．轻元素的衍射分析比较困难的原因是什么？（10分）

五．为什么选择阳极靶和滤波片？根据什么原则去选择？（15分）

六．由布拉格方程导出立方点阵的点阵参数公式。（15分）

七．Kα与Kβ射线哪个强度高？哪个波长长？为什么？（10分）

八．试举荧光X射线的应用例子，并阐述其基本原理。（22分）

九．试举X射线衍射法在材料科学研究中实际应用的二个例子并简要说明其原理。（10分）[/]

※ 编辑：点燃一支烟 于2009-2-28 19:00 编辑本文

点燃一支烟

燕山大学材料学历年试题


2002年硕士学位研究生统考考试试题
考试科目：X射线衍射学 共1页 第1页


[]一．名次解释（20分）
1.量子散射 2.二次特征辐射 3.分辨能力 4.干涉指数

二．轻元素的衍射分析困难的原因是什么？（10分）

三．经典散射在衍射分析中起什么作用？（10分）

四．三类应力使X射线衍射线条发生什么变化？（10分）

五．为什么选择阳极靶？选靶的原则是什么？（20分）

六．试举X射线衍射法在材料科学研究中应用的两个例子，并说明其基本原理。（30分）[/]

※ 编辑：点燃一支烟 于2009-2-28 19:02 编辑本文