2002上海交通大学考研题

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1、1． 对fcc结构的晶体(点阵常数为a)(1)   分别计算原子在[100]，[110]和[111]晶向上的原子密度，并说明哪个晶向是密排方向：(2)   计算原子在(100)，(110)和(111)晶面上的原子密度和三个面的面间距，并指出面间距最大的晶面。 2． 在fcc，晶体中存在两个位错d1和d2，若d1的位错线方向l1//[]，柏氏矢量b1=，d2的分别为l2//[111]，b2=(1)   判断哪个位错为纯刃型位错，并求出其半原子面指数及滑移面指数；(2)   该刃型位错如果发生分解形成扩展位错，试写出可能的位错反应

2、并图示；(3)   另外一个位错柏氏矢量的刃型和螺型分量模各为多少? 3． 对某简单立方单晶体，其拉伸应力方向如附图1.2所示。该晶体的滑移系为<100>｛100｝。(1)   求出每个滑移系的分切应力；(2)   判定哪几组滑移系最容易开动。 4． 有一合金试样其晶界能为0.5J/m2，在退火前原始晶粒直径为2.16×10-3cm，屈服强度为108MPa。对该合金在700℃退火2h处理后其屈服强度降低为82MPa。在退火过程中保温1h时测得该合金放出热量为0.021J/cm3，继续保温1h测得该合金又放出热量0.014J/c

3、m3。求如果该合金只在700℃保温1h后的屈服强度。(已知合金单位体积内界面面积Sv与晶粒直径d之间的关系为Sv＝2/d，且放出的热量完全由于晶粒长大、晶界总面积减少所致。) 5． Fe-Si合金(wsi＝0.03，bcc结构)的点阵常数d＝0.3nm，经形变后研究其回复再结晶机制。回复退火时材料发生多边化过程，观察到三个亚晶交于点O(见附图1.3)。经蚀坑法测得三段亚晶界(OA，OB和OC，其长度均为0.2nm)的刃型位错总数为1.198×104，设它们均匀分布构成亚晶界(α＝120°，β＝80°)。(1)   求相邻亚晶间

4、的位向差θ；(2)   若经再结晶后这些亚晶界在原来位置转变为大角度晶界，且测得OA的晶界能为0.8J/m2，求其他两个晶界的晶界能。 6． 渗碳可提高钢的表面硬度。若在1000℃对γ-Fe渗碳，已知在距表面1～2mm之间，碳浓度从5％(摩尔分数)降到4％。估算碳进入该区域的扩散通量J(摩尔／m2·s)。已知γ-Fe在1000℃时的密度为7.63g/cm3，扩散常数D0＝2×10-5m2/s，激活能Q＝142kJ/mol，Fe的相对原子质量为55.85。 7． 根据附图1.4所示A-B二元共晶相图(共晶温度为600℃)，将wB

5、＝10％的合金，用同样成分的籽晶在固相无扩散、液相完全不混合的条件下进行定向凝固制成单晶，为了保持液—固界面在整个凝固过程中处于乎直状态，试计算界面处液相所需的最小温度梯度G。已知凝固速度R＝1cm/h，D＝2×10-5cm2/s。  8． 画出线型非晶态高分子形变—温度曲线，从分子运动的观点简述其三种力学状态产生的起因。 9． 根据Ag－Cu二元相图(见附图1.5)：(1)   写出图中的液相、固相线α和β相的熔解度曲线及三相恒温转变线；(2)   计算Ag-Cu合金(wcu＝0.60)(y’y线)在点M对应温度下液相和β相

6、的相对量；(3)   画出上述合金的冷却曲线及室温组织示意图；10．             在图示(见附图1.6)的固态完全不互熔的三元共晶相图中，a、b、c分别是组元A，B，C的熔点，e1，e2，e3，分别是A-B，B-C，A-C二元共晶转变点，正为三元共晶转变点(已知Ta>Tc>Tb>Te3>Te1>Te2>TE)。(1)   画出以下不同温度(T)下的水平截面图；(a)Tc>T>Tb；  (b)Te3>T>Te1；  (c)Te2>T>TE  (d)T≤TE(2)   写出图中O合金的凝固过程及其室温组织。