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西北工业大学 2008年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共3页 一、简答题（每题10分，共60分） 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？ 固体中有哪些常见的相结构？ 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？ 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？ 何为织构？包括哪几类？ 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？ 二、作图计算题（每题15分，共60分） 请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方向上原子间距。 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，，晶向。 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？ 一个FCC晶体在方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。 三、综合分析题（30分） 请根据Fe-Fe3C相图分析回答下列问题：（17分） 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。 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。 假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图所示），试分析并标出930℃ 和 缓冷至室温时的组织分布情况。（绘制在答题纸上） 图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的局部放大：（13分） 请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式； 已知β相成分为wcd =46.5％，400℃时γ相的成分为wcd =57％，请计算400℃时wCd＝50％合金的相组成。 2008年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案 简答题（每题10分，共60分） 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？ 答：可以。.通过进行适当冷变形，而后在适当温度再结晶的方法获得细晶（应主意避开临界变形度和避免异常长大）。或进行热加工，使之发生动态再结晶。 固体中有哪些常见的相结构？ 答：固体中常见的相结构有：固溶体（单质）、化合物、陶瓷晶体相、非晶相、分子相。 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？ 答：平衡结晶是指结晶速度非常缓慢，液相和固相中扩散均很充分的情况下的结晶。非平衡结晶是指结晶速度比较快，扩散不充分的情况下的结晶。 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一定律？ 答：扩散第一定律的应用条件是稳态扩散，即与时间无关的扩散。对于非稳态扩散的情况也可以应用扩散第一定律，但必须对其进行修正。 何为织构？包括哪几类？ 答：织构是晶体中晶面、晶向趋于一致现象。织构包括再结晶织构和变形织构。其中变形织构又包括丝织构和板织构。 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？ 答：凝固过程中，随液固界面的推进，液固界面附近液相一侧产生溶质原子富集，导致液相的熔点发生变化，由此产生的过冷现象称为成分过冷。无成分过冷时，固溶体以平面状生长，形成等轴晶；有较小过冷度时，形成胞状组织；有较大成分过冷时，形成树枝晶。 二、作图计算题（每题15分，共60分） 请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方向上原子间距。 答： 晶体结构 密排面 密排方向 密排面间距 密排方向原子间距 FCC ｛111｝ 110 BCC {110} 111 HCP {0001} a 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，，晶向。 答： 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？ 答：在两个不同的恒定温度产生相同程度的再结晶时， 两边取对数，并比之得 t3 = 0.26 h 一个FCC晶体在方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。 答： 三、综合分析题（30分） 请根据Fe-Fe3C相图分析回答下列问题：（