2015年西北工业大学硕士设计研究生入学试题材料科学和工程材料工程

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1、word资料下载可编辑2005年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、简答题(每题8分,共40分)1.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。2.同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的,请问两者之间有何差别?3.两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别?4.请简述扩散的微观机制有哪些?影响扩散的因素又有哪些?5.请简述回复的机制及其驱动力。 二、计算、作图题:(共60分,每小题12分)1.在面心立方晶体中,分别画出、和、,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?若外力方向为[001],请问哪

2、些滑移系可以开动?2.请判定下列位错反应能否进行,若能够进行,请在晶胞图上做出矢量图。(1)(2)3.假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答:(1)给出滑移位错的单位位错柏氏矢量;(2)若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向;若滑移位错为纯螺位错,其位错线方向又如何?4.若将一块铁由室温20℃加热至850℃,然后非常快地冷却到20℃专业技术资料word资料下载可编辑,请计算处理前后空位数变化(设铁中形成1mol空位所需的能量为104675J,气体常数为8.314J/mol·K)。5.已知三元简单共晶的投影图,见

3、附图,(1)请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成(已知TA>TD);(2)请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线,及各阶段相变反应。 三、综合分析题:(共50分,每小题25分)1.请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。2.请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:(1)分析合金I、II的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线;(2)说明室温下I、II的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量;(3)如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金,求该合金的成分;(4)分析在快速冷却条件下,I、II两合金获

4、得的组织有何不同。 答案专业技术资料word资料下载可编辑一、简答题(每题8分,共40分)1.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。答:热力学条件ΔG<0结构条件:r>r*能量条件:A>ΔGmax成分条件 2.同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的,请问两者之间有何差别?答:同素异晶转变是相变过程,该过程的某一热力学量的倒数出现不连续;再结晶转变只是晶粒的重新形成,不是相变过程。 3.两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别?答:位错的交割属于位错与位错之间的交互作用,其结果是在对方位错线上产生一个大小和方向等

5、于其柏氏矢量的弯折,此弯折即被称为扭折或割阶。扭折是指交割后产生的弯折在原滑移面上,对位错的运动不产生影响,容易消失;割阶是不在原滑移面上的弯折,对位错的滑移有影响。 4.请简述扩散的微观机制有哪些?影响扩散的因素又有哪些?答:置换机制:包括空位机制和直接换位与环形换位机制,其中空位机制是主要机制,直接换位与环形换位机制需要的激活能很高,只有在高温时才能出现。间隙机制:包括间隙机制和填隙机制,其中间隙机制是主要机制。影响扩散的主要因素有:温度(温度约高,扩散速度约快);晶体结构与类型(包括致密度、固溶度、各向异性等);

6、晶体缺陷;化学成分(包括浓度、第三组元等) 5.请简述回复的机制及其驱动力。专业技术资料word资料下载可编辑答:低温机制:空位的消失中温机制:对应位错的滑移(重排、消失)高温机制:对应多边化(位错的滑移+攀移)驱动力:冷变形过程中的存储能(主要是点阵畸变能) 二、计算、作图题:(共60分,每小题12分) 1.在面心立方晶体中,分别画出、和、,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?若外力方向为[001],请问哪些滑移系可以开动?2.请判定下列位错反应能否进行,若能够进行,请在晶胞图上做出矢量图

7、。(1)几何条件:,满足几何条件能量条件:专业技术资料word资料下载可编辑满足能量条件,反应可以进行。 (2)几何条件:,满足几何条件能量条件:满足能量条件,反应可以进行。 3.假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答:1)给出滑移位错的单位位错柏氏矢量;2)若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向;若滑移位错为纯螺位错,其位错线方向又如何?答:(1)单位位错的柏氏矢量;(2)纯刃位错的位错线方向与b垂直,且位于滑移面上,为;纯螺位错的位错线与b平行,为[011]。专业技术资料word资料下载可编辑  4.若将一

8、块铁由室温20℃加热至850℃,然后非常快地冷却到20℃,请计算处理前后空位数变化(设铁中形成1mol空位所需的能量为104675J)。答:  5.已知三元简单共晶的投影图,见附图,1)请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成(已知TA>TD);2) 请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线,及各阶段相变反应。答: 三、综合分析题:(共5

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