1、2009年西北工业大学材料科学基础真题试卷及答案与解析 一、简答题 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。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 ? 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 ? 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 ? 5 何为固溶强化 ?请简
2、述其强化机制。 6 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。 二、画图题 7 请比较 FCC晶体中 和 b2=a100两位错的畸变能哪个较大。 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。 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。 10 请分别写出立方晶系中 110和 100晶面族包括的晶面。 三、综合分析题 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。 11 图 18-1为 Ti-Al二元合金相图。68 12 请分析并分别写出 1285
3、、 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。 13 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。 14 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 2009年西 北工业大学材料科学基础真题试卷答案与解析 一、简答题 1 【正确答案】 2 【正确答案】 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 【正确答案】
4、 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 【正确答案】 根据 T再 =(0.35 0.45)Tm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 【正确答案】 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： 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
5、，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 【正确答案】 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、画图题 7 【正确答案】 故： b1的畸变能较小。 8 【正确答案】 共 12个滑移系，其中可能开动的有 8个，如图 18-2所示。9 【正确答案】 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 【正确答案】 三、综合分析题 11 【正确答案】 12 【正确答案】 1285 ：包析反应， Ti+TiAlTi 1125 ：共析反应，TiTi 3Al+TiAl 665 ：包晶反应， L+TiAl3Al 882 ：同素异构转变， TiTi 13 【正确答案】 如图 18-4所示。14 【正确答案】 相组成： Ti3Al、 TiAl。 组织组成： TiAl、 (Ti3Al+TiAl) 共 。
