2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础(金属材料)考研强化模拟题
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2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础（金属材料）考研强化模拟题（一）.... 2
2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础（金属材料）考研强化模拟题（二）.... 5
2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础（金属材料）考研强化模拟题（三）.. 10
2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础（金属材料）考研强化模拟题（四）.. 13
2017年北方民族大学材料加工工程829材料科学基础（金属材料）考研强化模拟题（五）.. 17
一、简答题
1． 简述原子间四种结合键各自的特点，并从结合键的角度讨论金属的力学特性。
【答案】各种键的特点如表所示。
表
金属键由于没有方向性和饱和性，对原子也没有选择性，在受外力作用下原子发生相对移动时，金属正离子仍处于电子气的包围中，金属键不会受到破坏，因此金属能够经受变形而不断裂，具有较好的塑性变形性能。
2． 谈谈你对高强度材料的理解。
【答案】对于结构材料，最重要的性能指标之一是强度。强度是指材料抵抗变形和断裂的能力，提高材料的强度可以节约材料，降低成本。人们在利用材料的力学性能时，总是希望所使用的材料具有足够的强度，人们希望合理运用和发展材料强化方法，从而挖掘材料性能潜力的基础。 从理论上讲，提高金属材料强度有两条途径：
（1）完全消除内部的位错和其他缺陷，使它的强度接近于理论强度。目前虽然能够制出无位错的高强度金属晶须，但实际应用它还存在困难，因为这样获得的高强度是不稳定的，对操作效应和表面情况非常敏感，而且位错一旦产生后，强度就大大下降。
（2）在金属中引入大量的缺陷，以阻碍位错的运动，例如金属材料的强化手段一般有固溶强化、细晶强化、第二相粒子强化、形变强化等。综合运用这些强化手段，也可以从另一方面接近理论强度，例如在铁和钛中可以达到理论强度的38%。
3． 相图分析（A-B-C 三元相图如图1所示，本题作图部分直接画在图中）
（1）划分分三角形。
（2）标出界线的性质（共熔界线用单箭头，转熔界线用双箭头）。
（3）指出化合物的性质。
（4）说明E 、F 、B 点的性质，并列出相变式。
（5）分析M 点的析晶路程（表明液、固相组成点的变化，并在液相变化的路径中注明各阶段的相变化和自由度数）。
图1
【答案】（1）三个分三角形
（2）见图
2
图2
（3）为二元一致熔化合物；
（4）H :单转熔点
E :低共熔点
F :低共熔点 为二元不一致熔化合物。
（5）M 点析晶路程见图2（有穿S2的相区）。
液相：
固相：
4． 纯金属中溶入另一组元后（假设不会产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？这些变化如何引起性能上的变化？
【答案】（1）微观结构上的变化：
①引起点阵畸变，点阵常数会改变；
②会产生局部偏聚或有序，甚至出现超结构。
（2）性能上的变化：
①因固溶强化使强度提高，塑性降低；
②电阻一般増大。
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． 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
【答案】因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需要调动的原子数少。
7． 典型面心立方（fcc ）金属的配位数和致密度是多少？并指出其间隙类型及一个晶胞中间隙的数目。写出fcc 晶胞中原子的密排面和密排方向，并说明其密排面与密排六方（hcp ）结构金属的密排面排列有何不同。
【答案】（1）fcc :配位数12，致密度0.74，八面体间隙4个，四面体间隙8个；密排面{111}，密排方向<111>。
（2）密排面排列ABCABC …，而密排六方为ABAB …。
8． 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。