《考研真题解析》金属学.pdf

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1、844 华南理工大学 2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 （试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：金属学 适用专业：材料加工工程，生物医学工程，材料工程(专硕)，生物医学工程(专硕) 共 6 页 第 1 页 一、填空题一、填空题 （每空每空 0.5 分，分，共共 25 分）分） 1、金属的结晶过程是（ 1 ）和（ 2 ）两个基本过程。 2、影响置换固溶体固溶度大小的因素主要有（ 3 ） 、 （ 4 ） 、 （ 5 ）和（ 6 ）等。 3、普通铸造凝固条件下，实现铸件晶粒细化的途径主要有（ 7 ） 、 （ 8 ）和（ 9 ） 。 4、当 Fe 转变为

2、 -Fe 时体积（10） ，这是由于（ 11 ）所致。 5、低碳马氏体的亚结构是（ 12 ） ，高碳马氏体的亚结构是（ 13 ） 。 6、纯金属的晶粒长大是（ 14 ）扩散过程，其扩散驱动力是（ 15 ） ；而钢渗碳过程中碳的扩散属于（ 16 ）扩散，其扩散驱动力是（ 17 ） 。 7、与单晶体相比较，多晶体的塑性变形也以（ 18 ）和（ 19 ）为基本方式，但由于受（ 20 ）和（ 21 ）的影响，其塑性变形抗力比单晶体高。 8、金属塑性变形后会残留三类内应力，一般表述为第一类、第二类和第三类，具体分别是（ 22 ） 、 （ 23 ）和（ 24 ） 。 9、热加工是指（25）温度以上的加工过

3、程。 10、熔炼铜时加入少量镍后铜的强度和硬度升高，这种强化称为（ 26 ） ；退火纯铜在室温下拉拔后强度和硬度也升高，这种强化称为（ 27 ） 。铜熔化后，快速冷却的铜比缓慢冷却的铜的强度和硬度高，这种强化称为（ 28 ） ；在熔化的熔液中掺入一些微纳米钨粉，搅拌均匀后凝固，强度和硬度升高，这种强化称为（ 29 ） 。 11、匀晶转变形成固溶体过程中，若凝固在非平衡条件下进行，则易于产生（ 30 ）偏析，影响偏析程度的因素主要有（ 31 ） 、 （ 32 ）和（ 33 ）等。 12、化学热处理通常是由（ 34 ） 、 （ 35 ）和（ 36 ）三个基本过程构成。 13、固态相变的驱动力是（

4、37 ） ，阻力是（ 38 ）和（ 39 ） 。 14、位错的滑移面是（ 40 ）和（ 41 ）所构成的平面，刃型位错的滑移面有（ 42 ）个，螺型位错的滑移面有（ 43 ）个。 第 2 页 15、 T8 钢经下图所示的 a、 b、 c 三种冷却方式冷却后转变组织分别是 （ 44 ） 、 （ 45 ）和（ 46 ） 。 16、 判断以下三元相图四相平衡的类型： 图 a 中交点所对应的温度发生三元（ 47 ）转变，反应式为（ 48 ） ； 图 b 中交点所对应的温度发生三元（ 49 ）转变，反应式为（ 50 ） 。 a b 二二、选择题（单选题，每题、选择题（单选题，每题 1 分，共分，共 20

5、 分）分） 1、面心立方晶格原子密度最大的晶面和晶向分别是（ ） 。 A. 111、 B. 110、 C. 100、 D. 111、 2、金属回复与再结晶的驱动力主要是（ ） 。 A. 点阵畸变储存能 B. 宏观变形不均匀所致内应力 C. 变形生热所致热应力 D. 晶粒间变形不均匀所致内应力 第 3 页 3、在设计零件中尽量避免尖角和棱角的主要目的是（ ） 。 A. 增加外形美观 B. 便于塑性加工成形 C. 防止淬火开裂 D. 改善显微组织 4、-Fe 由室温加热到 912后形成-Fe，其磁性性能（磁导率）变化为（ ） 。 A. 变化不大 B. 显著降低 C. 显著增加 D. 稍有增加 5、

6、38CrMoAl 是常用的渗氮钢，其热处理工艺为（ ） 。 A. 球化退火渗氮调质 B. 调质渗氮正火 C. 完全退火调质渗氮 D. 渗氮完全退火调质 6、以下哪种材料常用作冷作模具钢（ ） 。 A. 45 钢 B. GCr15 C. Q235 D. 40Cr 7、65Mn 是本质粗晶粒钢，以下哪种热处理能保持其内部奥氏体晶粒不明显长大（ ） 。 A. 渗碳（930+4h） B. 扩散退火（980+8h） C. 正火（950+4h） D. 淬火（850+4h） 8、某一工件需要表面淬火，若希望淬火深度为 3 毫米，应选用（ ）工艺。 A. 高频 B. 中频 C. 工频 D. 先高频后工频 9、

7、共析钢加热到 727时发生奥氏体转变，奥氏体转变属于（ ） 。 A. 一级相变 B. 二级相变 C. 三级相变 D. 四级相变 10、铁素体和渗碳体排列方向一致的珠光体组织构成一个珠光体团，奥氏体等温转变成珠光体后，一个原奥氏体晶粒内可形成（ ）个珠光体团。 A. 一个 B. 2 个 C. 3 个 D. 多个 11、一根弯曲的位错线， （ ） 。 A. 具有唯一的柏氏矢量 B. 具有唯一的位错类型 C. 柏氏矢量和位错类型处处不同 D. 上述说法都不正确 12、三元系发生共晶转变时，在四相平衡平面的（ ） 。 A. 上方邻接一个和下方邻接三个三相区 B. 上、下方各邻接两个三相区 C. 上方邻

8、接三个和下方邻接一个三相区 D. 上方邻接四个三相区 第 4 页 13、界面能最低的相界面是（ ） 。 A. 共格界面 B. 半共格界面 C. 小角度晶界 D. 非共格界面 14、再结晶与重结晶都经历了形核与长大两个阶段，但再结晶前后，晶粒的（ ） 。 A. 晶格类型与化学成分都改变 B. 晶格类型与化学成分都不变 C. 晶格类型不变，化学成分改变 D. 晶格类型改变，化学成分不变 15、若回火产物是在相（铁素体）基体上分布着微小的粒状碳化物，相已经回复，但尚未再结晶，故仍具有马氏体的针状特征，这种组织称为（ ） 。 A. 回火马氏体 B. 回火屈氏体 C. 回火索氏体 D. 贝氏体 16、间

9、隙固溶体与间隙化合物相的（ ） 。 A. 结构相同，性能不同 B. 结构不同，性能相同 C. 结构相同，性能也相同 D. 结构和性能都不相同 17、立方晶体中， （110）和（211）面同属于（ ）晶带。 A. 110 B. 100 C. 211 D. 111 18、 A 和A-B 合金焊合后发生柯肯达尔效应， 测得界面向 A 试样方向移动， 则 （ ） 。 A. A 组元的扩散速率大于 B 组元 B. B 组元的扩散速率大于 A 组元 C. A、B 两组元的扩散速率相同 D. A、B 两组元的原子尺寸不同 19、非均匀形核时，最有限的活性质点总是使接触角 （ ） 。 A. 趋于 180 B.

10、 趋于 90 C. 趋于 0 D. 趋于 45 20、合金组织中成分、结构和性质相同的部分称之为相，下面属于相的是（ ） 。 A. 珠光体 B. 奥氏体 C. 莱氏体 D. 索氏体 三、名词解释（每题三、名词解释（每题 3 分，共分，共 21 分）分） 1、二次再结晶 2、位错的攀移 3、不锈钢合金化的 n/8 规律 4、本质晶粒度 5、金属玻璃 6、成分过冷 7、伪共晶 第 5 页 四、简答题（四、简答题（共共 6 题，每题题，每题 5 分，共分，共 30 分）分） 1、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料在结合键上的差别。 2、什么是解理面，金属晶体材料为何容易沿解理面断裂？ 3、

11、球墨铸铁中的碳含量很高，工程中希望获得板条状马氏体为主的基体来强化球墨铸铁，写出球墨铸铁的淬火工艺，并简要说明理由。 4、简述多组分合金中成分过冷对晶体生长形状的影响。 5、Al-Cu 二元合金相图如下图所示： （1）分析什么成分的合金适于压力加工，什么成分的合金适于铸造？ （2）用什么方法可提高 wCu5.6%的铝合金的强度？ 6、拉伸铜单晶，拉力轴方向001，=106Pa，求在（111）面上一个1012ab的螺位错线所受的力（已知铜的点阵常数 a=0.36nm） 。 （提示：立方晶系中两晶向的夹角关系为121 212222222111222cosuuvvwwuvwuvw） 第 6 页 五、

12、五、论述题论述题（共共 54 分）分） 1、试从晶体结构的角度，说明间隙固溶体、间隙相及间隙化合物之间的区别。（10 分） 2、某面心立方晶体的可动滑移系是1 1 1 1 10。试回答下列问题： （13分） 1）指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量。 （3 分） 2）若滑移是由纯刃型位错引起，指出位错线的方向和滑移方向。 （3 分） 3）若滑移是由螺型位错引起，指出位错线的方向和滑移方向。 （3 分） 4） 假定在滑移系上作用一大小为 0.7MPa 的切应力， 试计算单位刃型位错和单位螺型位错受力的大小和方向。 （点阵常数 a=0.2nm） （4 分） 3、针对 Fe-C 合金回答下列问题： （1

13、3 分） 1）画出 Fe-Fe3C 相图，并标出相组成和主要的转变温度。 (5 分) 2) 简述含碳量从 6.69%逐渐降低过程中 Fe3C 的形态变化规律。(3 分) 3）分别计算 Fe-3.0%C 合金室温下的相组成物和组织组成物中各自的相对含量。(5 分) 4、某厂提供的 Cr12MoV 钢含碳量为 1.5%，球化退火后，经 X 射线衍射定量分析，合金中的碳全部以碳化物 M23C6、M7C3、M6C 和 MC 的形式存在。其中 24%的碳以M23C6形式存在，50%的碳以 M7C3形式存在，其余以 M6C 和 MC 的形式存在。在淬火加热时，M23C6型碳化物在 950时开始溶入奥氏体中

14、，980时溶解完毕，M7C3型碳化物在 1050时开始溶解，1120时能溶解 70%，其余碳化物需要在 1200以上才能开始溶解于奥氏体中。回答下列问题： （18 分） 1） 将该钢分别在 990和 1120充分保温并使碳化物的溶解达到平衡， 在 990和 1120溶解到奥氏体中的碳浓度各是多少？(4 分) 2） 该钢在上述两种温度充分保温后油冷淬火，用金相显微镜观察，其组织形貌有何特征？解释形成这些组织特征的原因。(5 分) 3） 对淬火后样品进行硬度检验， 发现 990淬火样品的硬度为 HRC62， 而 1120淬火样品其硬度为 HRC56，为什么？(4 分) 4）对上述两温度淬火的样品进行 420回火，990淬火样品的硬度为 HRC54， 而 1120淬火样品的硬度为 HRC58，说明各自硬度变化的原因。(5 分)