(西安理工大學(xué))材料科學(xué)基礎(chǔ)真題2025年

(總分：100.00,做題時間：90分鐘)一、名詞解釋(總題數(shù)：7,分?jǐn)?shù)：14.00)2.相正確答案：(合金中具有同一聚攏狀態(tài)、同一晶體構(gòu)造、成分根本一樣，并有明3.固溶體征是仍保持溶劑晶格類型，結(jié)點上或間隙中含有其他組元原子。)4.離異共晶而且共晶體中與初晶一樣的一相與初晶結(jié)合在一起，將共晶體中另一相推至晶界，造的非平衡組織。)5.平衡安排系數(shù)分之比稱為平衡安排系數(shù)。該參數(shù)反映了溶質(zhì)在固液兩相中的安排系數(shù)及溶質(zhì)對6.反響集中〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(在固態(tài)集中的過程中，假設(shè)滲入元素在金屬中溶解度有限，隨著集中原子增多，當(dāng)滲入原子的濃度超過飽和溶解度時則形成不同于原相的固溶體或中間相，從而使金屬表層分為消滅相和不消滅相的兩層，這種通過集中而形成相的過程稱為反響集中。)7.固溶強(qiáng)化?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(當(dāng)形成固溶體后，溶劑晶格中因溶有溶質(zhì)原子而產(chǎn)生晶格畸變，溶質(zhì)原子的應(yīng)力場會與位錯產(chǎn)生交互作用而阻礙位錯運動，增大了位錯運動的阻力，使得臨界分切應(yīng)力遠(yuǎn)比純金屬大，滑移系開動比純金屬困難，使材料的塑性變形抗力提高，硬度、強(qiáng)度上升，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。)(總題數(shù)：7,分?jǐn)?shù)：25.00)8.典型金屬的晶體構(gòu)造類型有1、2和3,其配位數(shù)相應(yīng)為4、5和6?！卜?jǐn)?shù)：6.00〕填空項1:〔正確答案：bcc〕填空項1:〔正確答案：12〕填空項1:〔正確答案：8〕填空項1:〔正確答案：12〕9.置換固溶體的溶解度與原子尺寸因素、1、電子濃度因素和2有關(guān)?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕填空項1:〔正確答案：電負(fù)性〕填空項1:(正確答案：晶體構(gòu)造)10.當(dāng)過冷液體中消滅一個晶胚時，總的自由能變化△G可寫為1,當(dāng)d△G/dr=0時，所得的r-值稱為2,其大小打算于3和4,r變小意味著形核數(shù)目5?！卜?jǐn)?shù)：5.00〕填空項1:〔正確答案：[*]〕填空項1:(正確答案：臨界晶核半徑)填空項1:〔正確答案：過冷度〕填空項1:(正確答案：比外表能)填空項1:(正確答案：增多)11.依據(jù)相律三元系最大平衡相數(shù)為1,此時自由度為2,在相圖上表現(xiàn)為3。〔分?jǐn)?shù)：3.00〕填空項1:(正確答案：4)填空項1:〔正確答案：零〕填空項1:(正確答案：平面)12.位錯在滑移面上的運動稱為1,作垂直滑移面的運動稱為2。螺位錯不能進(jìn)展3。〔分?jǐn)?shù)：3.00〕填空項1:(正確答案：滑移)填空項1:〔正確答案：攀移〕填空項1:〔正確答案：攀移〕13.面心立方金屬的滑移面是1,滑移方向是2,可組成3個滑移系。〔分?jǐn)?shù)：3.00〕填空項1:〔正確答案：{111}〕填空項1:(正確答案：<110>)填空項1:〔正確答案：12〕14.集中第確定律適用于穩(wěn)態(tài)集中，其數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫成1。集中通量的單位是2,符號為3,表示集中由高濃度向低濃度方向進(jìn)展?！卜?jǐn)?shù)：3.00〕填空項1:(正確答案：J=-Ddc/dx;1/cm2·s;負(fù)號)(總題數(shù)：5,分?jǐn)?shù)：25.00)15.結(jié)晶、重結(jié)晶和再結(jié)晶三者在概念上有何區(qū)分?〔分?jǐn)?shù)：5.00〕正確答案：(結(jié)晶——金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程稱為凝固，由于固態(tài)金屬是晶體故又把凝固稱為結(jié)晶。重結(jié)晶——指在固態(tài)狀態(tài)下，物質(zhì)由一種構(gòu)造轉(zhuǎn)變成另一種構(gòu)造，這是一種固態(tài)相變過程。再結(jié)晶——將冷壓力加工以后的金屬加熱到確定溫度后，在變形的組織中重產(chǎn)生的無畸變的等軸晶粒、性能恢復(fù)到冷壓力加工前的軟化狀態(tài)的過程。在此過程中，照舊屬于固態(tài)過程。三者的區(qū)分與聯(lián)系：結(jié)晶、重結(jié)晶發(fā)生相變過程，再結(jié)晶沒有；結(jié)晶、重結(jié)晶和再結(jié)晶都是形核與長大的過程。發(fā)生結(jié)晶與重結(jié)晶的驅(qū)動力為反響相與生成相的自由能差，再結(jié)晶為儲存能。再結(jié)晶后強(qiáng)度、硬度下降而塑韌性提高，而重結(jié)晶則屬于同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。)16.何謂成分過冷?成分過冷對晶體生長形態(tài)有何影響?〔分?jǐn)?shù)：5.00〕正確答案：(固溶體合金凝固時，由于液相中溶質(zhì)的分布發(fā)生變化，合金熔點也發(fā)生變化，即使實際溫度分布不變，固液界面前沿的過冷度也會發(fā)生變化。所以固溶體合金的過冷度是由變化著的合金熔點與實際溫度分布兩方面的因素共同打算的。這種因液相成分變化而形成的過冷稱為成分過冷。固溶體結(jié)晶時，由于消滅成分過冷對晶體生長的形態(tài)有很大影響，即使在正溫度梯度下也會生成出胞狀組織甚至消滅樹枝晶。即無成分過冷時，界面呈平直狀向前推移；較小成分過冷時，界面呈胞狀；較大成分過冷時，界面呈樹枝狀。)17.試說明多晶體金屬塑性變形時，晶粒越小強(qiáng)度越高、塑性越好的緣由?！卜?jǐn)?shù)：5.00〕正確答案：(多晶體金屬塑性變形時，晶粒越小強(qiáng)度越高，塑性越好的緣由是：由于晶粒細(xì)小，各晶粒中可供塞積位錯的滑移面較短，塞積位錯的數(shù)量n也少，由位錯塞積引起的應(yīng)力集中小而分散，迫使相鄰晶粒位錯源開動就較為困難，故屈服強(qiáng)度較高。晶粒細(xì)小而數(shù)目很多，在一樣外力作用下，處于滑移有利方位的晶粒數(shù)量也會增多，使眾多的晶粒參與滑移，滑移量分散在各個晶粒中，應(yīng)力集中小，這樣在金屬變形時引起開裂的時機(jī)小，直至斷裂之前，能獲得較大的塑性變形量。)18.簡述固溶體合金與純金屬在結(jié)晶過程中的區(qū)分?！卜?jǐn)?shù)：5.00〕正確答案：(純金屬在結(jié)晶時其界面是粗糙的，在正溫度梯度下進(jìn)展長大。由于晶體長大時通過固相模壁散熱，固液界面是等溫的，假設(shè)取得動態(tài)過冷度界面就向前移動。假設(shè)面局部有小的凸起伸向過熱的液相中，小凸起將被熔化，界面始終保持平直，晶體以平面狀長大。固溶體結(jié)晶時會消滅成分過冷，在固液界面前消滅成分過冷區(qū)，此時界面如有任一小的凸起它將伸入成分過冷區(qū)而獲得過冷就能連續(xù)生長下去。界面不能保持平直穩(wěn)定，會消滅樹枝晶。)19.分析回復(fù)與再結(jié)晶階段空位與位錯的變化及其對性能的影響?！卜?jǐn)?shù)：5.00〕正確答案：(在低溫回復(fù)階段，主要表現(xiàn)為空位的消逝。冷變形后所產(chǎn)生的大量空位，通過空位遷移至外表或晶界，空位與間隙原子重重合，空位與位錯發(fā)生交互作用，空位聚攏成空位片等方式，使得空位數(shù)量急劇削減。在中溫回復(fù)階段，溫度上升，使位錯簡潔滑移，同一滑移面上的異號位錯相遇會相互吸引而抵消，不但使亞晶內(nèi)部的位錯數(shù)目削減，而且胞壁纏結(jié)位錯的削減更為顯著,重調(diào)整排列規(guī)章，胞壁變得明晰，形成回復(fù)亞晶。即該階段主要表現(xiàn)為位錯的滑移，導(dǎo)致位錯重結(jié)合，異號位錯的會聚而抵消以及亞晶的長大。在高溫回復(fù)階段，位錯運動的動力學(xué)條件更為充分，滑移同時也發(fā)生攀移，使得多層滑移面上的位錯密度趨于一樣，各位錯之間的作用力使得同一滑移面上的位錯分布均勻，間距大體相等，形成規(guī)章排列的垂直于滑移面的位錯墻，即多邊形化的過程。多邊形化構(gòu)成的位錯墻即是小角度晶界干個亞晶粒。)四、論述題(總題數(shù)：3,分?jǐn)?shù)：36.00)正確答案：(1.當(dāng)晶體為FCC時，力軸為[001]方向，那么12個滑移系中[110]晶向與力軸垂直，而其余與1.奧氏體、鐵素體、滲碳體各為何種構(gòu)造?2.分別由亞共析鋼和過共析鋼制成的兩個試樣，經(jīng)組織分析確認(rèn)其珠光體量約為80%,試確定兩種鋼含碳3.分析共晶白口鐵的結(jié)晶過程，并用杠桿定理計算變態(tài)萊氏體中組織組成物的相對含量。鐵素體：碳在