西工大材料考研真题

西北工业大学

2011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 2 页

一、

简答题（每题10分，共50分）

1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、

螺位错的主要特征。

2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困

难？

3. 什么是离异共晶？如何形成的？

4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含

50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？

二、

作图计算题（每题15分，共60分）

1、写出{112}晶面族的等价晶面。

2、请判定下列反应能否进行：

3、已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶

体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数a＝0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10-23 J / K）

4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢

量

1 / 41

a2[111]?a2[111]?a[001]

的螺位错线上所受的力（）

三、 综合

西北工业大学

2011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 2 页

一、

简答题（每题10分，共50分）

1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、

螺位错的主要特征。

2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困

难？

3. 什么是离异共晶？如何形成的？

4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含

50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？

二、

作图计算题（每题15分，共60分）

1、写出{112}晶面族的等价晶面。

2、请判定下列反应能否进行：

3、已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶

体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数a＝0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10-23 J / K）

4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢

量

1 / 41

a2[111]?a2[111]?a[001]

的螺位错线上所受的力（）

三、 综合

西北工业大学

2009年硕士研究生入学考试试题

试题名称：材料科学基础（B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

1.

简答题（每题10分，共60分）

1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）

类型

刃位错

螺位错

混合位错

b 与 l

τ 与 b

τ与 l

位错线运动方向

2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？

3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？

4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。 6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。

二、作图计算题（每题10分，共40分） 1. 请比较FCC晶体中

和

两位错的

1．分析固态相变的阻力。 2．分析位错促进形核的主要原因。

3．下式表示含n个原子的晶胚形成时所引起系统自由能的变化。

?G??bn(?Gv?Es)?an2/3??/?)

式中：?Gv —— 形成单位体积晶胚时的自由能变化；

γ

α/β

—— 界面能；

Es —— 应变能；

a、b —— 系数，其数值由晶胚的形状决定。 试求晶胚为球形时，a和b的值。若?Gv，γ晶核的形核功?G*。

4．A1-Cu合金的亚平衡相图如图8-5所示，试指出经过固溶处理的合金在T1，T2温度时效时的脱溶顺序；并解释为什么稳定相一般不会首先形成呢? 5．xCu＝0.046的Al-Cu合金(见图4-9)，在550℃固熔处理后。α相中含xCu＝0.02，然后重新加热到100℃，保温一段时间后，析出的θ相遍布整个合金体积。设θ粒子的平均间距为5 nm，计算： (1) 每立方厘米合金中大约含有多少粒子?

(2) 假设析出θ后，α相中的xCu＝0，则每个θ粒子中含有多少铜原子(θ

相为fcc结构，原子半径为0.143 nm)?

6．连续脱熔和不连续脱熔有何区别?试述不连续脱熔的主要特征?

α/β

，Es均为常数，试导出球状

7．试述Al-Cu合金的脱熔系列及可能出现的脱熔相的基本特征。

1.在Al-Mg合金中，xMg=0.05，计算该合金中Mg的质量分数(wMg)(已知Mg的相对原子质量为24.31，Al为26.98)。

2．已知Al-Cu相图中，K＝0.16，m＝3.2。若铸件的凝固速率R＝3×10-4 cm/s，温度梯度G＝30℃/cm，扩散系数D＝3×10-5cm2/s，求能保持平面状界面生长的合金中WCu的极值。

3．证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为：

?TmaxmwC0Cu(1?K)GD?mwC0Cu(1?K)R????1?ln?KR?GK?

最大过冷度离液—固界面的距离为：

D?mwC0Cu(1?K)R?x?ln??R?GDK?

式中

m —— 液相线斜率； wC0Cu —— 合金成分； K —— 平衡分配系数； G —— 温度梯度； D —— 扩散系数； R —— 凝固速率。

说明：液体中熔质分布曲线可表示为：

?1?K?R??CL?wC0Cu?1?exp??x??K?D?? ?4．Mg-Ni系的一个共晶反应为：

L?0.235??(纯Mg)?Mg2Ni?0.546wNiwNi

设w1Ni＝C1为亚共晶合金，w2Ni=C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C1合金中的α总

1．锌单晶体试样的截面积A＝78.5 mmz，经拉伸试验测得有关数据如表6-1所示。试回答下列问题：

(1) 根据表6-1中每一种拉伸条件的数据求出临界分切应力τk，分析有无规律。

(2) 求各屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。

表6-1 锌单晶体拉伸试验测得的数据

屈服载荷／N υ/( °) λ/( °) 620 83 25.5 252 72.5 26 184 62 3 148 48.5 46 174 30.5 63 273 17.6 74.8 525 5 82.5 2．低碳钢的屈服点与晶粒直径d的关系如表6-2中的数据所示，d与，，是否符合霍尔配奇公式?试用最小二乘法求出霍尔—配奇公式中的常数。

表6-2 低碳钢屈服极限与晶粒直径

d/?m σs/(kPa) 400 86 50 121 10 180 5 242 2 345 3．拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为[001]，σ＝106Pa。求(111)面上柏氏矢

a[110]量b=2的螺型位错线上所受的力(aCu＝0.36nm)。

4．给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式。说明为什么晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向。

5．对于面心

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）

1. 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？ 2. 固体中有哪些常见的相结构？ 3. 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？

4. 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？ 5. 何为织构？包括哪几类？

6. 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）

1. 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。 2. 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。 3. 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？ 4. 一个FCC晶体在[123]方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是

(111)[101]，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。 三、综

编辑词条 西北工业大学 百科名片

西北工业大学新校区

西北工业大学（Northwestern Polytechnical University） ,位于陕西省西安市，是我国唯一一所以发展航空、航天、航海工程教育和科学研究为特色，以工理为主，管、文、经、法统筹发展的研究型、多科性、开放式的科学技术大学，是国家“985工程”和“211工程”重点建设的高校之一。学校坐落在中外历史文化名城西安市，隶属于工业和信息化部（原隶属于国防科学技术工业委员会）。 目录[隐藏] 【学校名称】 【成立时间】 【校徽】

1. 【图腾-翱翔】 【学校简介】 【学校概况】 【校训校风校歌】 【学院设置】 【学校领导】 【杰出校友】 【建设任务】 【百强排名】 【学校名称】 【成立时间】 【校徽】

1. 【图腾-翱翔】 【学校简介】 【学校概况】 【校训校风校歌】 【学院设置】 【学校领导】 * 【杰出校友】 * 【建设任务】 * 【百强排名】

[编辑本段] 【学校名称】

西北工业大学

简称西工大 (Northwestern Polytechnical University)，英文缩写NPU或NWPU。 [编辑本段] 【成立时间】

#include<stdio.h> int main() {

int a,b,sum;

scanf("%d%d",&a,&b); sum=a+b;

printf("%d\n",sum); return 0; }

#include<stdio.h> #define PI 3.1415926 int main() {

double r,h,l,s,sq,vq,vz; scanf("%lf%lf",&r,&h); l=2*PI*r; s=PI*r*r; sq=4*PI*r*r; vq=PI*r*r*r*4/3; vz=PI*r*r*h;

printf("%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n",l,s,sq,vq,vz); return 0; }

#include<stdio.h> int main() {

double ma,eng,c,sum,ave;

scanf("%lf%lf%lf",&ma,&eng,&c); sum=ma+eng+c;

#include<stdio.h> int main() {

int a,b,sum;

scanf("%d%d",&a,&b); sum=a+b;

printf("%d\n",sum); return 0; }

#include<stdio.h> #define PI 3.1415926 int main() {

double r,h,l,s,sq,vq,vz; scanf("%lf%lf",&r,&h); l=2*PI*r; s=PI*r*r; sq=4*PI*r*r; vq=PI*r*r*r*4/3; vz=PI*r*r*h;

printf("%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n%.2lf\n",l,s,sq,vq,vz); return 0; }

#include<stdio.h> int main() {

double ma,eng,c,sum,ave;

scanf("%lf%lf%lf",&ma,&eng,&c); sum=ma+eng+c;