2017年西南科技大学材料科学基础考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 扩展位错
【答案】一个全位错分解为2个Shockley 不全位错，这样的2个Shockley 位错一起被称为扩展位错。
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． 指出铁素体、件有什么不同？
【答案】（1）铁素体为间隙固溶体，晶格类型与溶剂同，溶质碳原子溶于晶格间隙中；CuZn 为电子化合物，属复杂晶型；
子位于晶格间隙中。
（2
）
晶型改变。在都是由过渡族元素与原子半径较小的非金属碳原子组成，都是尺寸因素起形成时溶质碳量少，晶型不变，而后两种碳量较多， 所以形成简单晶型。中，所以形成复杂晶型；在TiC 中，主要作用，其形成条件不同之处在于，为间隙化合物，属复杂晶型；TiC 为间隙相，面心立方结构，碳原各是什么类型的合金相？并比较铁素体、的形成条
4． 简述形变金属在退火过程中显微组织、储存能及其力学性能和物理性能的变化。
【答案】随退火温度的升高或时间延长，出现亚晶合并长大，再结晶形核及长大，无位错的等轴再结晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒，然后是晶粒正常长大。储存能逐渐被释放；硬度及强度下降，伸长率上升；电阻降低，密度提高。再结晶时各种性能变化都比回复时强烈得多。
5． 非均匀形核的过冷度通常比均匀形核要小，试分析原因。
【答案】均匀形核的主要阻力是晶核的表面能；而对于非均匀形核，当晶核依附于液态金属中存在的固相质点表面上形核时，就可能使表面能降低，形核功较小，从而使形核可以在较小的过冷度下进行。
6． 有两尺寸相同、形状相同的铜合金铸件，一个含Ni90%, —个含Ni50%, 铸后自然冷却，问哪个铸件固态下偏析严重？为什么？
【答案】含Ni50%的铸件固态下偏析严重，因为固态时的成分偏析是由于固溶体合金凝固过程中存在溶质分配现象造成的。含Ni50%的铸件在凝固过程中溶质变化的浓度差值大，而且凝固过程
中经过温度变化的区间也大，这些都会造成溶质分配的不均匀程度增加，因此凝固后铸件的偏析越严重。
7． 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。
8． 实践表明，高度冷轧的镁板在深冲时往往会裂开，试分析其原因。
【答案】
镁板冷轧后会产生织构，在平行或垂直于板面方向施加应力，取向因子为零，几乎没有塑性，因此，进一步加工就很易开裂。
三、计算题
9． Pb-Sb-Sn 三元合金常用作滑动轴承内衬。图1是某机车Pb-Sb-Sn 轴瓦内衬的铸态金相组织，其中图a 合金的成分为74.07%Pb-16.30%Sb-9.63%Sn，组织中自色多角形块状物为初生晶SnSb
++SnSb）化合物，其余为（（Pb ）（Sb ）共晶体；图b 合金的成分为80.36%Pb-14.63%Sb-5.01%Sn,
组织中黑色树枝状物为初生的（Pb ）固溶体，其余为（（Pb ）+（Sb ）+SnSb）共晶体。使用结果表明，图a 合金的寿命明显低于图b 合金的寿命，其失效方式主要是衬层大块剥落。
a ）74.07%Pb-16.30%Sb-9.63%Sn；b ）80.36%Pb-14.63%Sb-5.01%Sn
图1 两种Pb-Sb-Sn 三元合金的铸态组织
（1）从组织的角度分析这两种合金使用寿命的不同。
（2）借助图2所示的Pb-Sb-Sn 三元合金液相面投影图，分析a 、b 两种合金组织中初生晶不同的原因。
图2 Pb-Sb-Sn 三元合金的液相面投影图
【答案】（1）材料的性能与其组织密切相关，合金a 与b 组织的主要差异在于初生晶的类型及形状不同。a 中的初生晶为多角形块状的SnSb 化合物，而b 中的初生晶为树枝状的（Pb ）固溶体。前者的硬度高于后者，特别是前者的多角状比后者的树枝状引起更大的应力集中，更易形成显微裂纹，导致衬层较早剥落。
（2）将a 、b 合金的成分点示于图2的Pb-Sb-Sn 三元合金液相面投影图中，可见，平衡态a 合金
，它应呈规则的多面体形状。但实际组织与的初生晶应为SbSn ; 平衡态b 合金的初生晶应为（Sb ）
这一分析结果明显不符。其原因在于，两合金皆为铸态，结晶过程中的冷却速度都较快，结晶在较大的过冷度下开始，其组织都是非平衡态的。由于相图中的伪共晶区偏向于高熔点组元Sb , 合金的不平衡组织相当于低熔点组元Pb 含量更高的平衡组织。b 合金的Pb 含量高于a 合金，而Sn 含量低于a 合金，因而到（Pb ）+L两相区的距离远近于a 合金，因此，b 合金不平衡结晶的初生
，而a 合金不平衡结晶的初生晶仍为SbSn 。晶为（Pb ）（Pb ）是金属型的固溶体，因而呈树枝状。
而SbSn 属亚金属型的化合物，故呈规则的多面体形状。
10．用0.2mol 的YF3加入中形成固溶体，实验测得固溶体的晶胞参数
固溶体密度
Ca=40.08；F=19.00）。 【答案】加入的缺陷方程如下：
式①对应的固溶式为
式②对应的固溶式为
测得试计算说明固溶体的类型？（元素的相对原子质量：Y=88.90；