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二 O 一三年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目代码及科目名称： 材料科学基础 810 可使用的常用工具：计算器、绘图工具 答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。 考试时间 3 小时，总分值 150 分。 准考证号码： 一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1、晶体中有 种空间点阵，它们归属于 个晶系。面心立方结构中密排面的堆垛顺 序是 。 2、下图为一立方晶胞，A、B、C 为顶点，D 为棱边中点，AB 的晶向指数为[ ]，OCD 的晶面指数为（ ） 。 密 封 线 内 不 要 写 题 3、铁碳合金相中的奥氏体为 相，Fe3C 属于金属间化合物中 相。 4、钢中的硫会引起钢发生 脆，磷会使钢发生 脆。 5、回复和再结晶的驱动力是 。 6、热变形或热加工指金属材料在再结晶温度以上的加工变形。热加工过程中，在金属内部同 时进行着 与 两个相反的过程。 7、固态金属中原子扩散的驱动力是 ，其扩散方向是向着 的方向进行，其扩散 机制主要有 和 ；前者是原子通过 进行迁移，后者是原子通过 进 行迁移，因此前者的扩散激活能比后者 ，扩散系数比后者 。 二、单选题（每题 2 分，共 20 分） 1、实际金属材料的性能在不同方向并不存在差异，这是因为_________。 A 晶体不同发现性能相同 B 晶体的各向异性现在测量不出来 C 金属材料结构不是晶体 D 大量晶粒随机取向掩盖了各向异性 姓名： 报考专业： 第 1 页 共 3 页

2、一根弯曲的位错线， 。 A 具有唯一的位错类型 B 具有唯一的柏氏矢量 C 位错类型和柏氏矢量处处相同 3、形核功与过冷度 。 A 成正比 B 成反比 C 的平方成反比 4、关于离异共晶，错误的说法是 。 A 略小于极限溶解度的合金，在快冷条件下，将会出现离异共晶 B 离共晶点很远的亚共晶合金，在慢冷条件下，将会出现离异共晶 C 在先共晶相数量甚少而共晶组织较多的情况下，容易出现离异共晶 5、二元合金中，强度较高而塑性变形能力也较好的合金，通常应选在相图处在_________成 分点。 A 发生匀晶转变 B 发生共晶转变 C 发生包晶转变 D 形成化合物转变 6、在二元合金相图中，稳定化合物为 。 A 一条垂直线 B 一条曲线 C 一个区域 7、根据二元相图相区接触规则， 。 A 两个单相之间必定有一个单相区隔开 B 两个两相区必须以单相区或三相共存水平线隔开 C 三相水平线必须和四个两相区相邻 8、能使单晶体金属产生塑性变形的应力为 。 A 压应力 B 切应力 C 张应力 9、假定材料的成分相同，_________圆饼再加工成齿轮，得到的效果较为理想。 A 由厚钢板切出的 B 由粗钢棒切下的 C 由圆棒热镦成的 D 由砂模铸造的 10、高温回复阶段，金属中亚结构发生变化时， 。 A 位错发生塞积 B 形成位错缠结 C 刃型位错通过攀移和滑移构成亚晶界 三、 （1）画出 Fe-Fe3C 相图，并标注各点温度和成分。 （080501 材料物理与化学、080502 材 料学方向 10 分，080503 材料加工工程 15 分） （2）在 Fe-C 系中有几种类型的渗碳体？分析它们的形成条件（温度范围和成分范围）及组 织形貌。 （15 分） 四、请根据下图所示二元共晶相图（080501 材料物理与化学、080502 材料学方向回答（1） （2） （3） （4） ，共 22 分；080503 材料加工工程方向回答（1） （2） （3） ，共 17 分） 第 2 页 共 3 页

（1）分析合金 I、II 的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线； （6 分） （2）说明室温下合金 I、II 的相和组织是什么？（8 分） （3）如果希望得到室温组织为共晶组织和 5% 的 β 初的合金，求该合金的成分； （3 分） （4）合金 I、II 在快冷不平衡状态下结晶，组织有何不同。 （5 分） 五、问答题（080501 材料物理与化学和 080502 材料学选做 1、2、3、6、7 小题，共 50 分， 080503 材料加工工程选做 1、2、3、4、5 小题，共 50 分） 1、金属晶体为什么倾向于密堆？（10 分） 2、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？（8 分） 3、如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小： （12 分） （1）金属模浇注与砂模浇注； （2）高温浇注与低温浇注； （3）铸成薄件与铸成厚铸件； （4）浇注时采用振动与不采用振动。 4、为细化某纯铝板晶粒，将其冷变形 5%后于 620℃退火 1h，组织反而粗化，增大冷变形量 至 80%，再于 620℃退火 1h，仍然得到粗大晶粒。试分析其原因，指出上述工艺不合理之处， 并拟定一种合理的晶粒细化工艺。（10 分） 5、从显微组织上如何区分动、静态回复和动、静态再结晶？（10 分） 6、某面心立方晶体的可动滑移系为 (111)[110] 。（10 分） （1）指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量； （2）如果滑移是由纯刃型位错引起的，试指出位错线的方向； （3）如果滑移是由纯螺型位错引起的，试指出位错线的方向； （4）指出在上述(2)、(3)两种情况下滑移时位错线的滑移方向； 7、 将一批齿轮进行渗碳， 每炉装 500 件。 已知 Q=32900cal/mol， R=1.987cal/mol·K， 1cal=4.1868J， 若在 900℃渗 10h 可以达到规定的深度，计算 1000℃渗碳需要多少时间？假定在 900℃渗碳 每炉每小时生产成本为 1000 元，而在 1000℃渗碳为 1500 元。问在哪一温度渗碳成本较低？ （已知 Q=32900cal/mol，R=1.987cal/mol·K，1cal=4.1868J） （10 分） 六、已知三元简单共晶的投影图如图所示。 （1）请画出 AD 代表的垂直截面图及各区的相组 成（已知 TA