2017年上海大学材料科学基础复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 偏析
【答案】偏析是指合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。
2． 置换固溶体
【答案】溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15%以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
二、简答题
3． Fe-C-Mn 三元合金的液相面投影图如图所示。
图Fe-C-Mn 三元合金液相面投影图
（1）确定图中0合金的成分及熔点。
（2）写出图中a 、b 、c 、d 、e 和f 各点成分的液相参与的六个四相平衡反应的名称及反应式。 【答案】（1）0合金的成分为：0合金的熔点为：〜1425°C 。 （2）a 点：包晶反应，b 点：包共晶反应，c 点：包晶反应，
d 点：包共晶反应，e 点：包共晶反应，
f 点：包共晶反应，
4． 点缺陷（如间隙原子或代位原子）和线缺陷（如位错）为何会发生交互作用？这种交互作用如何影响力学性能？
【答案】（1）发生交互作用的原因：
①在晶体中，点缺陷会引起晶格畸变，产生内应力，形成应力场；点缺陷的应力场与位错的应力场会发生交互作用，其结果是通过点缺陷运动而使点缺陷相位错形成特定的分布，从而使体系的自由能达到较低状态；
②柯垂尔提出了溶质原子与位错之间的交互作用，在间隙固溶体中，由于间隙原子的半径比晶体间隙的半径大，与位错进行弹性交互作用，结果间隙原子将在位错附近聚集，形成小原子集团，称为柯垂尔气团。柯垂尔气团的存在，使位错运动困难，这是因为位错只有从气团中挣脱或者抱着气团一起前进才能继续运动，这需要外力作更多的功，这就是固溶强化效应；
③而空位通常被吸引到刃型位错的压缩区，或消失在刃型位错线上，使位错线产生割阶，空位与位错在一定条件下可互相转化。
（2）由刃型位错的应力场可知，在滑移面以上，位错中心区域为压应力，而滑移面以下的区域为拉应力，若有间隙原子C ，N 或比溶剂原子尺寸大的置换溶质原子存在就会与位错交互作用偏聚于刃型位错的下方，以抵消部分或全部的张应力，从而使位错的弹性应变能降低，当位错处于能量较低状态时，位错趋于稳定，不易运动，即对位错形成钉扎作用，位错要运动就必须在更大应力作用下才能挣脱柯垂尔气团的钉扎作用而移动，这就形成上下屈服点。
5． 什么是二次再结晶？二次再结晶发生的条件是什么？二次再结晶后织构会不会发生变化？ 【答案】二次再结晶是指在再结晶完成的基础上，少数晶粒的异常长大现象。此时晶粒尺寸分布出现双峰现象。发生条件：一般晶粒生长受阻，如粒子钉扎、织构钉扎或厚度效应。当钉扎作用不均匀消失时，个别晶粒先摆脱钉扎而充分生长。
于弥散相抑制晶粒长大，一般不会产生二次织构；对于织构抑制晶粒长大，有时会产生二次织构，有时不会产生二次织构；对于厚度抑制晶粒正常长大，会产生二次织构。
6． 简述固态相变的一般特点。
【答案】（1）相变阻力中多了应变能一项。
（2）形核方面：非均匀形核，存在特定的取向关系，共格或半共格界面。
（3）生长方面：出现惯习现象，即有脱溶贯序；特殊/规则的组织形态，如片状、针状。 （4）新相以亚稳方式出现以减少相变阻力。
7． 体心单斜点阵是不是一个新的点阵？
【答案】做出体心单斜点阵的晶胞图，并通过其体心做出新的晶胞图，如图所示。可见，体心单
斜点阵可以连成底心单斜点阵，因而不是新的点阵。
体心单斜点阵可连接成底心单斜点阵
8． 请以Al-4.5%Cu合金为例，说明时效过程及其性能（硬度）变化。
【答案】铝合金淬火后得到过饱和固溶体，之后加热保温，固溶体内会依次析出GP 区，，长时间时效，GP 区溶解，硬度下降。相。GP 区的形成会使材料的硬度增加（第一个时效峰）的形成使得硬度继续增加（第二个时效峰）。当下降。
全部溶解转化为
转化为后，硬度开始
三、计算题
9． 在立方晶系中画出下列晶向指数和晶面指数的晶向和晶面（标明x 、y 、z 轴的方向），并计算面心立方晶体中（110）的面密度。（1）（111）与【答案】（1）（111）与（2）
的晶向和晶面如图a 所示。
与[123]的晶向与晶面如图b 所示。
与[123]。
（3）对面心立方晶体，其（110）面如图c 所示，可得其面密度为：
对于面心立方：
所以：
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