2017年内蒙古农业大学材料科学基础复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 非均匀形核
【答案】新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附与液相中杂质或外来表面形核。与均匀形核相比，它需要的形核功和过冷度都较小。
2． 再结晶
【答案】再结晶是指形变金属在一定的加热条件下，通过新的可移动大角度晶界的形成及随后移动，从而形成无应变新晶粒组织的过程。
二、简答题
3． 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？
【答案】（1）成分过冷：在合金的凝固过程中，由于液相中溶质分布发生变化而改变了凝固温度，这可由相图中的液相线来确定，因此，将界面前沿液体中的实际温度分布低于由于溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。
（2）对形貌的影响：
①当在液-固界面前沿有较小的成分过冷区时，平面生长就会被破坏；
②界面某些凸起的地方，在它们进入过冷区之后，由于过冷度稍有増加，促进了它们进一步凸向液体，但因成分过冷区较小，凸起部分不可能有较大的伸展，使界面形成了胞状组织；
③如果界面前沿的成分过冷区较大，则凸出部分就能继续伸向过冷液相中生长，同时在侧面产生分枝，形成二次轴，在二次轴上再长出三次轴等，这样就形成树枝状组织。
综上述，由于成分过冷，可是合金在正的温度梯度下凝固得到树枝状组织。
4． 分析含碳3.5%的铁碳合金的平衡凝固过程，画出其冷却曲线和室温时的显微组织示意图。
【答案】（1）平衡凝固过程为：
①该合金液相冷却时，首先结晶形成奥氏体，此时液相成分沿液相线变化，而奥氏体成分沿固态线变化；
②当温度达到1148°C 时，初生奥氏体
莱氏体；
③继续缓冷，初生相奥氏体和共晶奥氏体中都会析出二次渗碳体，当温度降至727°C 时，所有奥氏体都发生共析转变而形成珠光体，最后得到枝晶状分布的珠光体和变态莱氏体。
（2）该合金的冷却曲线和室温时的显微组织示意图分别如图（a ）、（b ）所示。 此时发生共晶转变，生成
图
5． HCP 晶体，发生孪生时[0001]方向是伸长还是缩短？
【答案】如图所示，
图 HCP 晶体孪生时[0001]方向的变化
由此得：^
方向位于锐角区，发生孪生时该方向缩短。
方向位于钝角区，发生孪生时该方向伸长。
所以，[0001]方向在孪生后是伸长还是缩短，关键是看c/a的大小。
6． 在立方晶胞中画出
【答案】如图所示。
图
7． 定性比较陶瓷材料、金属材料、高分子材料的弹性模量的高低，并从材料中结合键的角度分析存在差异的原因。
【答案】（1）三类材料中，陶瓷材料的弹性模量最大，金属材料的弹性模量次之，高分子材料的弹性模最小。
（2）原因：材料弹性模量的大小取决于材料中结合键的强弱。①陶瓷材料由很强的离子键或共价键结合，故其弹性模量很大；②金属材料由较弱的金属键结合，故其弹性模量较小；③高分子材料分子链中为很强的共价键，但分子链间由很弱的二次键结合，故其弹性模量很小。
8． 画出体心立方晶体的晶胞示意图。
【答案】如图所示。
图
三、计算题
9． Al-Cu 相图的局部如图1所示。
（1）分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡结晶和快速冷却不平衡结晶时室温组织特点。 （2）A1为FCC 结构，图中的相为何种晶体结构？
（3）指出此二元系中比较适合作变形合金和铸造合金的成分范围。
（4）计算出亚共晶合金在温度为
固完毕时组元的含量是多少？
（6）绘出T=560°C 温度时各相的自由能-成分曲线示意图。
（共晶反应前）时的平衡分配系数。 共晶，其中初晶占80%, 则此合金中刚凝（5）设X 合金平衡凝固完毕时的组织为初晶+