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1、西北工业大学2009年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科科学基础础（B卷卷） 试题编编号：8832 说 明：所所有答题题一律写写在答题题纸上 第 1 页 共 33 页1. 简答题题（每题题10分，共共60分） 1. 在位位错发生生滑移时时，请分分析刃位位错、螺螺位错和和混合位位错的位位错线ll与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与位错错线l之间的的夹角关关系，及及位错线线运动方方向。（请请绘表格格作答，答答案务必必写在答答题册上上） 混合位错螺位错刃位错位错线运动方向与 l 与 bb 与 l类型2. 什么么是置换换固溶体体？影响响置换固固溶体溶溶解度的的因素有
2、有哪些？形成无无限固溶溶体的条条件是什什么？ 3. 置换换扩散与与间隙扩扩散的扩扩散系数数有何不不同？在在扩散偶偶中，如如果是间间隙扩散散，是否否会发生生柯肯达达尔效应应？为什什么？ 4. 在室室温下对对铁板（其其熔点为为 15338 ）和锡锡板（其其熔点为为 2322 ），分分别进行行来回弯弯折，随随着弯折折的进行行，各会会发生什什么现象象？为什什么？ 5. 何为为固溶强强化？请请简述其其强化机机制。 6. 请比比较二元元共晶转转变与包包晶转变变的异同同。 二、作图计计算题（每每题100分，共共40分） 1. 请比较FCCC晶体体中 和 两位错错的畸变变能哪个个较大。 2. 面心立方晶晶体沿
3、0011方向向拉伸，可可能有几几个滑移移系开动动？请写写出各滑滑移系指指数，并并分别绘绘图示之之。 3. 在Al单晶晶中，（111）面上有一位错 ， 面上另一位错 。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。 4. 请分分别写出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 1) 综合分析题题（每题题25分，共共50分） 1. 请分分析影响响回复和和再结晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影响响因素的的异同，并并请分析析其原因因。 2335 2. 附图图为Tii-All二元合合金相图图： 1） 请分析并分分别写出出12885、11225和6655三个恒恒温转变变的类型型和反应应式，以以
4、及8882时发生生两相恒恒温转变变的类型型和反应应式。 2） 请绘出w31%合金平平衡结晶晶的冷却却曲线，并并注明各各阶段的的主要相相变反应应。 3） 请分析5000时，w31%的合金金平衡结结晶的相相组成物物和组织织组成物物，并计计算其质质量分数数。 （注：11125时，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000时，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 2009年年西北工工业大学学硕士研研究生入入学试题题参考答答案 一、 简答题（每每题100分，共共60分） 1. 在位位错发生生滑移时时，请分分析刃位位错、螺螺位错和和混合位位错的位位错线ll与柏氏氏矢量
5、bb、外加加切应力力与柏氏氏矢量bb、外加加切应力力与位错错线l之间的的夹角关关系，及及位错线线运动方方向。（请请绘表格格作答，答答案务必必写在答答题册上上） 答： 一定角度 / 法线 一定角度 / / 法线 / / 法线 位错线运动方向 与 l 与 b b 与 l 2. 什么么是置换换固溶体体？影响响置换固固溶体溶溶解度的的因素有有哪些？形成无无限固溶溶体的条条件是什什么？ 答：溶质原原子取代代溶剂原原子，并并保持溶溶剂结构构的合金金相称为为置换固固溶体。 影响因素有有：1）原子子尺寸；2）晶体体结构；3）电负负性；44）电子子浓度 两组元晶体体结构相相同是形形成无限限固溶体体的必要要条件。
6、 3. 置换换扩散与与间隙扩扩散的扩扩散系数数有何不不同？在在扩散偶偶中，如如果是间间隙扩散散，是否否会发生生柯肯达达尔效应应？为什什么？ 答：间隙扩扩散系数数与空位位浓度无无关，而而置换扩扩散系数数与空位位浓度有有关（可可用公式式表示）。一一般地，间间隙扩散散系数大大于置换换扩散系系数。 不会发生。因因为间隙隙扩散中中考虑间间隙原子子定向流流动，未未考虑置置换互溶溶式扩散散。 4. 在室室温下对对铁板（其其熔点为为 15338 ）和锡锡板（其其熔点为为 2322 ），分分别进行行来回弯弯折，随随着弯折折的进行行，各会会发生什什么现象象？为什什么？ 答：根据TT再（0.350.445）Tm可知
7、 Fe在室温温下加工工为冷加加工，SSn在室室温下加加工为热热加工 因此随着弯弯曲的进进行，铁铁板发生生加工硬硬化，继继续变形形，导致致铁板断断裂 Sn板属于于热加工工，产生生动态再再结晶，弯弯曲可不不断进行行下去 5. 何为为固溶强强化？请请简述其其强化机机制。 答：固溶强强化就是是溶质原原子阻碍碍位错运运动，从从而使合合金强度度提高的的现象。 主要机制包包括：11）柯氏氏气团，即即溶质原原子的弹弹性应力力场阻碍碍位错运运动；22）玲木木气团，即即溶质原原子降低低基体层层错能，使使位错分分解为扩扩展位错错，阻碍碍位错交交滑移或或攀移；3）电交交互作用用，即带带电溶质质原子与与位错形形成静电电
8、交互作作用，阻阻碍位错错运动。 6. 请比比较二元元共晶转转变与包包晶转变变的异同同。 答：相同点点：恒温温、恒成成分转变变；相图图上均为为水平线线。 不同点：共共晶为分分解型反反应，包包晶为合合成型反反应；共共晶线全全是固相相线，包包晶线只只有部分分是固相相线；共共晶三角角在水平平线上，包包晶三角角在水平平线下。 二、作图计计算题（每每题100分，共共40分） 4. 请比较FCCC晶体体中 和 两位错错的畸变变能哪个个较大。 答： 故故：b1的畸变变能较小小。 5. 面心立方晶晶体沿0011方向向拉伸，可可能有几几个滑移移系开动动？请写写出各滑滑移系指指数，并并分别绘绘图示之之。 答：共12
9、个滑滑移系，其其中可能能开动的的有8个。分分别是： 、 、 、 、 6. 在Al单晶晶中，（111）面上有一位错 ， 面上另一位错 。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。 b1b2b2b3答：新位错错为 。 位错线为（111）面与 面的交线 。 两者垂直，因因此是刃刃型位错错。 4. 请分分别写出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 答： 1) 综合分析题题（每题题25分，共共50分） 1. 请分分析影响响回复和和再结晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影响响因素的的异同，并并请分析析其原因因。 回复 再结晶 原因 温度（升） 促进 促进 促进原子扩扩散 冷变形量（增增
10、） 促进 促进 提供驱动力力 溶质原子 阻碍 阻碍 阻碍位错和和晶界的的运动 第二相粒子子 促进 促进或阻碍碍 即可能提高高驱动力力，同时时阻碍位位错和晶晶界运动动 原始晶粒（细细小） 促进 促进 增大再结晶晶驱动力力 晶粒位向 无影响 无影响 热蚀沟 无影响 一般无影响响 尚未形成热热蚀沟 2. 附图图为Tii-All二元合合金相图图： 4） 请分析并分分别写出出12885、11225和6655三个恒恒温转变变的类型型和反应应式，以以及8882时发生生两相恒恒温转变变的类型型和反应应式。 5） 请绘出w31%合金平平衡结晶晶的冷却却曲线，并并注明各各阶段的的主要相相变反应应。 6） 请分析5
11、000时，w31%的合金金平衡结结晶的相相组成物物和组织织组成物物，并计计算其质质量分数数。 （注：11125时，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000时，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 答： 1）12885：包析析反应，TiTiAlaTi 11125：共析析反应，aTiTi3AlTiAl 6665： 包晶反反应，LL+TiiAl33Al 8882： 同素异异构转变变，TTiaTi LLTi Ti TiTiAl TiTiAlaTiTiaTiaTiaTiTiAl aTiTi3AlTiAlTi3AlTiAl相组成：TTi3Al、TiAAl 组织组成：TiAAl、（Tii3AlTiAAl）共 23 35 二、