2017年广东工业大学材料与能源学院835材料科学基础考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． _____器件是应用了材料在较高温度下具有较多的电子进入导带这一现象。
【答案】热敏电阻
2． 线性高分子可反复使用，称为_____塑料；交联高分子不能反复使用，称为_____塑料。
【答案】热塑性；热固性
3． 扩散系数越_____，结构缺陷越多，扩散速度越_____。
【答案】小；快
4． 根据相图可以推断合金的性能，相图上的成分间隔越大，_____越严重；结晶间隔越大，铸件凝固完了越易产生_____。
【答案】偏析；分散缩孔（疏松）
5． 晶体结构与它的_____、_____和_____有关。
【答案】化学组成；质点的相对大小；极化性质
6． 当过冷液体中出现一个晶胚时，总的自由能变化AG 可写为_____，当
值称为_____，其大小决定于_____和_____
，
【答案】变小意味着形核数目_____。 临界晶核半径；过冷度；比表面能；增多 时，
所得的
7． 细化晶粒不但可以提高材料的_____，同时还可以改善材料的_____和_____。
【答案】强度；塑性；韧性
8． 本征扩散是由_____而引起的质点迁移，本征扩散的活化能由_____和_____两部分组成，扩散系数与温度的关系式为：_____。
【答案】本征热缺陷所产生的空位；空位形成能；质点迁移能；
二、简答题
9． 请根据相图分析回答下列问题：
（1）请分析2.0wt%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。
（2）请分析2.0wt%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。
（3）假设将一无限长纯铁棒置于930°C 渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图1
，试分析并标出930°C 和缓冷至室温时的组织分布情况（绘制在答题纸上）所示）。
【答案】⑴
相组成：
甚至不析出。
组织组成： 的析出将受到抑制，（2）根据冷速不同，可能出现共晶反应，得到Ld ；得到的P 层片细小；
图1
（3）如图2所示。
图2
10．图为一连铸坯低倍组织照片，说明各晶区的名称及成因；若想得到更多的等轴晶粒，可采用哪些方法或措施？
图
【答案】（1）该照片显示出激冷区、柱状晶区和粗等轴晶区。因铸模温度低造成激冷而形成细等轴晶区；因正的温度梯度和固定的散热方向而形成平行的柱状晶区；因中心液相区内的过冷或冲刷过来的碎枝晶而独立形核形成中心粗等轴晶。
（2）扩大等轴晶区的方法：①加强电磁或机械搅拌；②加入非均匀形核剂或孕育剂；③预热钢模快冷。
11．谈谈你所了解的新材料、新工艺。
【答案】材料的种类繁多，把那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料称之为传统材料或基础材料。而把那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料称之为先进材料或新材料。
传统材料通过采用新技术、提高性能可以成为新材料，新材料经过长期生产和应用之后也就成为传统材料。目前新材料往往与新的加工技术联系在一起，如通过一种快速冷却或机械合金化等加工方法，可以制备非晶态的金属合金，而在这之前人们不知道金属还可以做成非晶态；其他如喷射沉积技术、半固态加工技术、净形薄带连续铸造技术等都是新的加工技术。
其中铝合金制备新技术有：热顶铸造、气隙铸造及电磁铸造技术，铝合金电磁铸轧技术，大型铝合金型材挤压技术，特宽铝合金中厚板轧制技术，半固态金属成形技术，铝合金显微组织结构预测及性能控制技术。
12．纯铁在950°C渗碳，表面浓度达到0.9%C，缓慢冷却后，重新加热到800°C继续渗碳，试列出：（1）达到800°C 时，工件表面到心部的组织分布区域示意图；（2）在800°C 长时间渗碳后（碳气氛为1.5%C）, 工件表面到心部的组织分布区域示意图，并解释组织形成的原因；（3）在800°C 长时间渗碳后缓慢冷却至室温的组织分布区域示意图。[武汉科技大学2009研]
【答案】（1）工件表面到心部的组织分布区域如图1所示。
（2）工件表面到心部的组织分布区域如图2所示:。
图1 图2
800°C 时奥氏体的最大溶解度为0.9%C，表面渗碳体的形成：由于渗碳气氛为1.5%C, 大大超过奥氏
体的溶解度，因此表面将形成渗碳体。原有的奥氏体区在扩散中扩大，原有的二相区将完全消失。这是因为随扩散进行，奥氏体/铁素体边界奥氏体的碳浓度将增加，超过0.4%C不再与铁素体保持平衡。奥氏体中的碳将向铁素体扩散，当铁素体的碳浓度达到0.4%C后及转变为奥氏体。 （3）室温的组织分布区域如图3所示。
图3