1、西北工业大学硕士材料科学基础真题 2009年及答案解析(总分：149.99，做题时间：90 分钟)一、B简答题/B(总题数：6，分数：60.00)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 与柏氏矢量 b、外加切应力 与位错线 l之间的夹角关系，及位错线运动方向。 位错类型 b与 l 与 b 与 l 位错线运动方向刃位错螺位错混合位错（分数：10.00）_2.什么是置换固溶体?影响置换固溶体固溶度的因素有哪些?形成无限固溶体的条件是什么?（分数：10.00）_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
2、效应?为什么?（分数：10.00）_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?（分数：10.00）_5.何为固溶强化?请简述其强化机制。（分数：10.00）_6.请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。（分数：10.00）_二、B作图计算题/B(总题数：4，分数：40.00)7.请比较 FCC晶体中和 b2=a100两位错的畸变能哪个较大。（分数：10.00）_8.面心立方晶体沿001方向拉伸，可能有几个滑移系开动?请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。（分数：10.00）_9.在 Al单晶中，(111)面上有一位错
3、面上有另一位错。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。（分数：10.00）_10.请分别写出立方晶系中110和100晶面族包括的晶面。（分数：10.00）_三、B综合分析题/B(总题数：2，分数：50.00)11.请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。（分数：25.00）_图 18-1为 Ti-Al二元合金相图。 （分数：24.99）(1).请分析并分别写出 1285、1125和 665三个恒温转变的类型和反应式，以及 882时发生两相恒温转变的类型和反应式。（分数：8.33）_(2).请绘出 w=31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相
4、变反应。（分数：8.33）_(3).请分析 500时，w=31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。(注：1125时，500时（分数：8.33）_西北工业大学硕士材料科学基础真题 2009年答案解析(总分：149.99，做题时间：90 分钟)一、B简答题/B(总题数：6，分数：60.00)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 与柏氏矢量 b、外加切应力 与位错线 l之间的夹角关系，及位错线运动方向。 位错类型 b与 l 与 b 与 l 位错线运动方向刃位错螺位错混合位错（分数：10.00）_正确答案：()解析：类型 b与
5、 l 与 b 与 l 位错线运动方向刃位错 法线螺位错 法线混合位错 一定角度 (分量) 一定角度 法线2.什么是置换固溶体?影响置换固溶体固溶度的因素有哪些?形成无限固溶体的条件是什么?（分数：10.00）_正确答案：()解析：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：原子尺寸；晶体结构；电负性；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?（分数：10.00）_正确答案：()解析：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
6、)。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?（分数：10.00）_正确答案：()解析：根据 T 再 =(0.350.45)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。 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，弯曲可长时间弯折。5.何为固溶强化?请简述其强化机制。（分数：10.00）_正确答案：()解析：固溶强化就是溶质原子
7、阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。主要机制包括：柯氏气团，即溶质原子的弹性应力场阻碍位错运动；铃木气团，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；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。6.请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。（分数：10.00）_正确答案：()解析：相同点：恒温、恒成分转变；相图上均为水平线。 不同点：共晶为分解型反应，包晶为合成型反应；共晶线全是固相线，包晶线只有部分是固相线；共晶三角在水平线上，包晶三角在水平线下。二、B作图计算题/B(总题数：4，分数：40.00)7.请比较 FCC晶体中和 b2=a100两位错的
8、畸变能哪个较大。（分数：10.00）_正确答案：()解析：故：b 1的畸变能较小。8.面心立方晶体沿001方向拉伸，可能有几个滑移系开动?请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。（分数：10.00）_正确答案：()解析：共 12个滑移系，其中可能开动的有 8个，如图 18-2所示。9.在 Al单晶中，(111)面上有一位错，面上有另一位错。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。（分数：10.00）_正确答案：()解析：新位错为。位错线为(111)面与面的交线。两者垂直，因此是刃型位错。如图 18-3所示。10.请分别写出立方晶系中110和100晶面族包括的晶面。（分数：10.00）_正确答
9、案：()解析：三、B综合分析题/B(总题数：2，分数：50.00)11.请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。（分数：25.00）_正确答案：()解析：回复 再结晶 原因温度(升) 促进 促进 促进原子扩散冷变形量(增大) 促进 促进 提供驱动力溶质原子 阻碍 阻碍 阻碍位错和晶界的运动第二相粒子 促进 促进或阻碍 既可能提高驱动力，同时也阻碍位错和晶界运动原始晶粒(细小) 促进 促进 增大再结晶驱动力晶粒位向 无影响 无影响热蚀沟 无影响 一般无影响 尚未形成热蚀沟图 18-1为 Ti-Al二元合金相图。 （分数：24.99）(1).请分析并分别写出 12
10、85、1125和 665三个恒温转变的类型和反应式，以及 882时发生两相恒温转变的类型和反应式。（分数：8.33）_正确答案：()解析：1285：包析反应，Ti+TiAlTi 1125：共析反应，TiTi 3Al+TiAl 665：包晶反应，L+TiAl 3Al 882：同素异构转变，TiTi(2).请绘出 w=31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。（分数：8.33）_正确答案：()解析：如图 18-4所示。(3).请分析 500时，w=31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。(注：1125时，500时（分数：8.33）_正确答案：()解析：相组成：Ti 3Al、TiAl。 组织组成：TiAl、(Ti 3Al+TiAl)共 。
