2017年北方民族大学材料科学基础(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 间隙固溶体
【答案】间隙固溶体是指若溶质原子比较小时可以进入溶剂晶格的间隙位置之中而不改变溶剂的晶格类型所形成的固溶体。
2． 全位错与不全位错
【答案】全位错是指柏氏矢量等于晶体点阵矢量的位错；不全位错是指柏氏矢量不等于晶体点阵矢量的位错。
二、简答题
3． 金属的加工硬化特性对金属材料的使用带来哪些利弊？
【答案】有利方面：作为提高金属材料强度的一种手段；便于金属材料塑性成形；使金属零件得以抵抗偶然过载。不利方面：使金属难以进一步冷塑性变形。
4． 金属材料、陶瓷材料及高分子材料各是以何种机制导热的？
【答案】金属材料主要靠自由电子导热；陶瓷材料主要靠声子导热；高分子材料主要靠分子导热。
5． Cu-Zn 组成的互扩散偶发生扩散时，标志面会向哪个方向移动？为什么？
【答案】Cu-Zn 组成的互扩散偶发生扩散时，标志面会向Zn 端移动。这是因为
，
从而产生柯肯达尔效应。
6． 举例说明材料的基本强化形式有哪几种，并说明其中三种的强化机制。
【答案】通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料强度的方法，称为材料的强化。其强化基本形式有：固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化等。
这些强化方式总的来说是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性（如偏聚）等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高材料强度。 （1）固溶强化：无论是代位原子或是填隙原子，在条件合适的情况下，都可能发生原子偏聚而形成气团。对代位点阵来说，当溶质原子比溶剂原子的直径大时，溶质原子有富集在刃型位错受胀区的趋向；反之，富集于受压区。填隙原子则总是向受胀区富集。这种靠扩散在位错附近富集的现象，称为柯氏气团（Cottrellatmosphere ）。柯氏气团对位错有钉扎作用，从而使强度提高。 （2）沉淀强化和弥散强化：过饱和固溶体随温度下降或在长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解。时效过程往往是很复杂的，如铝合金在时效过程中先产生GP 区，继而析出过渡相（0”及e' ），最后形成热力学稳定的平衡相（0）。细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍着位错运动而产生强化
作用，这就是“沉淀强化”或“时效强化”。
（3）加工硬化：冷变形金属在塑性变形过程中形成大量位错，这些位错部分成为不可动位错，从而导致其对可动位错的阻力增大，引起材料继续变形困难，形成加工硬化或形变强化。
7． 画出Fe-C 相图，标明Fe-C 相图中各点的温度和含碳量。 【答案】Fe-C 相图如图1。
图1
8． 请在立方晶胞中画出【答案】
和（111）以及[111]和[201]的图示，并说明其意义。
和（111）表示晶面，[111]和[201]表示晶向，如图所示。
图
三、计算题
9． 证明成分过冷区中的最大过冷度
可表示为
而成分过冷区的宽度
可表示为
式中，
是相图中
成分合金的结晶温度间隔；R 是液-固界面的推移速度；G 是液-固界面前
的差值，即
沿液体中的实际温度梯度；D 是溶质原子在液体中的扩散系数。
【答案】成分过冷区中的过冷度AT 可表示为液体的实际温度T 与其理论凝固温度
由图知
由式
知
故
液体的温度可表示为
故
由式
知
故
令
得
令
对液体而言，一般D 很大，即
很小，由级数展开，
故
得
图 相图中的结晶温度间隔△Tf