西安科技大学研究生材料科学基础(A)

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西安科技大学

2013年硕士研究生入学考试试题（A卷）

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科目编号：810 科目名称：材料科学基础

考生须知：

1、 答案必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上不给分。

2、 答题须用蓝、黑色钢笔或圆珠笔，用铅笔、红色笔者不给分。 3、 答题必须写清题号，字迹要清楚，卷面要保持整洁。 4、 试题要随答题纸一起交回。



一、说明下列名词概念的区别（每小题4分，共20分）

1.间隙固溶体和间隙化合物 2. 热变形与冷变形 3.均匀形核与非均匀形核 4. 伪共晶组织与平衡共晶组织

5．晶体点阵（又称晶体结构）与空间点阵

二、（20分）铜具有面心立方结构，其原子半径为0.1278nm，相对原子质量为63.5。回答下列问题：

（1）纯铜的晶胞中有多少个铝原子？ （2）纯铜晶胞的点阵常数是多少？

（3）计算铜晶体的密度。（精确到小数点后二位） （4）计算（111）晶面法线与[001]晶向的夹角.

三、（10分）已知Al-4%Cu合金中的析出反应受扩散所控制，铜在铝中的扩散激活能Q=136×103J•mol-1。如果为了达到最高硬度，在150℃进行失效需要10小时，问在100℃时效需要多长时间？已知R=8.31J/(mol·K).

四、（30分）根据Fe-Fe3C相图，按组织组成物划分Fe3C有几类？简述它们的形成条件（指合金的成分与温度范围）与形貌特征（绘出组织示意图），并分别指出它们在最大相对量时的合金成分。

五、（25分）根据现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种成分不同的A-B二元系合金（如图所示），

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试问：哪种合金的成分过冷倾向最大？哪种合金的微观偏析最严重？哪种合金最可能产生离异共晶？哪种合金最可能产生伪共晶？哪种合金不能通过弥散强化（第二相强化）方法强化？哪种合金出现树枝晶组织的倾向最大？除了固溶强化外，可通过哪几种强化机制或方法来提高合金Ⅰ材料的强度和硬度，并说明这几种强化方法的机制或方法的本质。

0

A

L+α

α

19

61.9 α+β

%B

图1 第五题图

B

℃

Ⅰ Ⅱ

Ⅲ

L

L+β 97.5

六、（20分）假定某面心立方晶体可以开动的滑移系为(11-1)[011],试回答下列问题：

（1）在面心立方晶胞中画出(11-1)和[011]；

（2）给出引起滑移的单位位错的柏氏矢量，并说明之；

（3）如果滑移是由刃型位错引起的，试指出位错线的方向（即位错线的

晶向指数）。如果是由螺型位错引起的，位错线的方向又怎样？ （4）指出上述两种情况下，滑移时位错线运动的方向。

七、（10分）用一冷拉钢丝绳吊装一大型工件入炉，并随工件一起加热到1000℃，加热完毕，当吊出工件时钢丝绳发生断裂。使分析原因。

八、（15分）根据晶界（指大角度晶界）结构上的特点，回答下列问题：

（1） 说明在光学显微镜下晶界一般呈黑色的原因。 （2） 说明金属的融化首先从晶界开始的原因。 （3） 比较原子在晶界处和晶内的扩散速度。

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