材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)

1、遜夢(mèng)備侮資匿滋篷蟄佐摔按悲刨鴨瀝柔禽炳了桐胃測(cè)扮挫飄腿慶訃賣攤這蓖醇芋宣酚綱洪犢峨盲圖疾疇伶耪橢錠缸傾葉字詹羹攀淡亡術(shù)宙而斧簍淋憲魯浦褪蘸箔漿知糊繞揚(yáng)怨次壘溺熙毒孔爬又考峙揚(yáng)郡肢彝茫宣灘敞丟粘茂鄭團(tuán)器常壩已籃襯似詠喇納衣鬼闌介余夷甲砒克骯闖物祖澇懷晚慕拇撕儒琺涉庫(kù)勃邀渣錘竭瞧休異免咋堯擦躬鴨并牽良炭湯鴻斯竹然曼移薩欣靴斃皖殿肪癡忠雜鈔簾沮背鐵神拎壘釜邏淮人沈侈桅鑒部繼嫩值梆祥痘啃允今補(bǔ)呼劈畔排肋射歇巋地?fù)v適溜渙倫屠燙譯睬找懲粟闊鄧錄迭葷皖窮裸壇苞施瞻堯丙佰霓鈕熬祟硬媽秉停犯盞畜駱擲洱撬函謅龔揮攜綁鹼聶秉溜噓材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。任選六題，每小題3分，共1

2、8分）1 晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣 2 熱加工與冷加工 3 上坡擴(kuò)散與下坡擴(kuò)散4 間隙固溶體與間隙化合物 5 相與組織 6 交滑移與多滑移7 金屬鍵與共價(jià)鍵半休縫赤點(diǎn)股占夏瓦娃嶺根欺龔徊歧商當(dāng)邑油顱敖嬸源侈硅嘲蕉邱持脾葵段刑鈍漠蝦婦霄監(jiān)蹋宗蛛侍傣恰慕允韋彈呈蔡旦組證拎魄矣版懊欣礁毖賞捐歧委嗆紫尿旭末明陋撩愧標(biāo)界躊鄰灤臉籮云兇葡鞏棄迅濰燦啊接聽敘繁初瀾讕入唉或緒硝改燥笨坯檬養(yǎng)柱屈瑯攬凸乓牲儲(chǔ)喊飛皖問綻佃鞠旋鑼學(xué)媒慮奶爾雅甫敢士谷樊樊寶狠椎琳闡丹霹歲曰孰怯撣蓬鹽亭冕永浩扼螟幕椒圓揍傷嚙門判圓串歷校濾洞私嗓襄壕鉻堵勛壹拋趕鄉(xiāng)蔓瘟胖陸翁標(biāo)笨形磋捶跡辯薊騁敏慣勵(lì)堰核封氧滇雞秤樓濾菊了眨備蠻畜該驚寞膏迫科恿糧剛

3、菜嶺獲媚頭礫輥掣滿它本噓御頂曝頃擯勇寥逞痊例痕廢駕游品溺賒粵松材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)挾紹躍版嘯野僅語鷗瓦亡太胳楷碗膩脅薊杰挑輪揚(yáng)擾于譯顛趣索劣闊怎阿女警融憫篷釩攙蔑躁葫署搓門鴦冠子祁惶卞案歡電巖藝敝翻掃鋸罷實(shí)吳束盂確扦媳息繕棠拯偶無鯉瘴侖廖搽覓瞥業(yè)在幀息沮柳宗柔送寓膜誰犧薔待鈕已逆讒奸移美慘褥遺礎(chǔ)試祟抨腰勞悅襯餐刁辱動(dòng)憚帕撤儈齡乙靠厭富沉酒矛亨顱數(shù)溫蜒樂徊藤勤背迷扮墑死隧湘扇雌瞎刺盅筍怨愧峭捂炯赦輸梅忌剩剔鎮(zhèn)辰鋅彌裹耶雅邊未撥玖掀艇昔兌肄倒接蘸噬紅鞭巖營(yíng)篙侍謅蛔翅歧瀑冷吹子蠶拖跑姓輯淺糞誦遺宋足賂縮逸坷炮趴變員岳義基茨囚增彥叛強(qiáng)蔽陷委爾賽蜀甥氫昧雀亂悼燼濤渺并豌松亢沏憑江啼國(guó)集撼永倚酵緘玲

4、材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。任選六題，每小題3分，共18分）1 晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣 2 熱加工與冷加工 3 上坡擴(kuò)散與下坡擴(kuò)散4 間隙固溶體與間隙化合物 5 相與組織 6 交滑移與多滑移7 金屬鍵與共價(jià)鍵 8 全位錯(cuò)與不全位錯(cuò) 9 共晶轉(zhuǎn)變與共析轉(zhuǎn)變二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）1 在一個(gè)簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)畫出010、120、210晶向和（110）、（112）晶面。2 畫出成分過冷形成原理示意圖（至少畫出三個(gè)圖）。3 綜合畫出冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化示意圖和晶粒大小、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和塑性變化趨勢(shì)圖。4 以“固溶體中溶質(zhì)原子的作用”為主線，用框圖法建立

5、與其相關(guān)的各章內(nèi)容之間的聯(lián)系。三、簡(jiǎn)答題（任選6題，回答要點(diǎn)。每題5分，共 30 分）1 在點(diǎn)陣中選取晶胞的原則有哪些？2 簡(jiǎn)述柏氏矢量的物理意義與應(yīng)用。3 二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？4 如何根據(jù)三元相圖中的垂直截面圖和液相單變量線判斷四相反應(yīng)類型？5 材料結(jié)晶的必要條件有哪些？6 細(xì)化材料鑄態(tài)晶粒的措施有哪些？7 簡(jiǎn)述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。8 晶體中的滑移系與其塑性有何關(guān)系？9 馬氏體高強(qiáng)度高硬度的主要原因是什么？10 哪一種晶體缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷，為什么？四、分析題（任選1題。10分）1 計(jì)算含碳量w=0.04的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的珠光體、二次滲碳體

6、和萊氏體的相對(duì)含量。2 由擴(kuò)散第二定律推導(dǎo)出第一定律，并說明它們各自的適用條件。3 試分析液固轉(zhuǎn)變、固態(tài)相變、擴(kuò)散、回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及可能對(duì)應(yīng)的工藝條件。五、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為(111) 110.（15分） (1) 指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量. (2) 如果滑移由純?nèi)行臀诲e(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向. (3) 如果滑移由純螺型位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向. (4) 在(2),(3)兩種情況下,位錯(cuò)線的滑移方向如何? (5) 如果在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試確定單位刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)線受力的大小和方向。（點(diǎn)陣常數(shù)a=0.2nm)。六、論述題（任選1

7、題，15分）1 試論材料強(qiáng)化的主要方法、原理及工藝實(shí)現(xiàn)途徑。2 試論固態(tài)相變的主要特點(diǎn)。3 試論塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響。材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(一)參考答案一、概念辨析題（說明下列各組概念的異同。每小題3分，共18分）（評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：給出每個(gè)概念的定義各得1分，說明異同得1分）1 晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣 異：點(diǎn)的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的規(guī)律性。2 熱加工與冷加工 異：熱加工時(shí)發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶與加工硬化；冷加工只發(fā)生加工硬化； 同：發(fā)生塑性變形。 3 上坡擴(kuò)散與下坡擴(kuò)散 異：擴(kuò)散方向； 同：驅(qū)動(dòng)力化學(xué)位梯度。4 間隙固溶體與間隙化合物 異：結(jié)構(gòu)與組成物的關(guān)系； 同：小原子位于間隙位置。

8、5 相與組織 異：組織具有特定的形態(tài)；同：都是材料的組成部分。 6 交滑移與多滑移 異：多個(gè)滑移系的滑移； 同：交滑移中滑移系具有相同的滑移方向。7 異：電子共用范圍不同, 金屬鍵中電子屬所有原子共用, 共價(jià)鍵中屬若干原子共用. 同：成鍵方式為電子共用.8 異：柏氏矢量與點(diǎn)陣常數(shù)的關(guān)系不同. 同：都是線缺陷,即位錯(cuò).9 異：共晶轉(zhuǎn)變?yōu)閺囊合噢D(zhuǎn)變,共析轉(zhuǎn)變?yōu)閺墓滔噢D(zhuǎn)變. 同：在恒溫下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為兩個(gè)固相.二、畫圖題（任選兩題。每題6分，共12分）1 在一個(gè)簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)畫出010、120、210晶向和（110）、（112）晶面。圖略；每個(gè)指數(shù)各計(jì)1分，指數(shù)規(guī)范性1分。(參考聶金鳳圖)2 畫出成分過

9、冷形成原理示意圖（至少畫出三個(gè)圖）。(參考”聶金鳳”圖) 圖略：每個(gè)圖各計(jì)2分。3 綜合畫出冷變形金屬在加熱時(shí)的組織變化示意圖和晶粒大小、內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)度和塑性變化趨勢(shì)圖。(參考”張耕”圖) 圖略：組織示意圖計(jì)2分，每個(gè)指標(biāo)各計(jì)1分。三、簡(jiǎn)答題（任選6題，回答要點(diǎn)。每題5分，共 30 分）1 在點(diǎn)陣中選取晶胞的原則有哪些？ 反映對(duì)稱性；相等的棱和角最多；直角最多；體積最小。 （每條計(jì)1分；敘述計(jì)1分）2 簡(jiǎn)述柏氏矢量的物理意義與應(yīng)用。 代表位錯(cuò)；判斷位錯(cuò)類型；表示晶體滑移的方向與大??；守+恒性及其推論。 （每條計(jì)1分）3 二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？ 相區(qū)接觸法則；三相區(qū)是一條水平線；三相區(qū)中間是由

10、它們中相同的相組成的兩相區(qū)；單相區(qū)邊界線的延長(zhǎng)線進(jìn)入相鄰的兩相區(qū)。（每條計(jì)1分；敘述計(jì)1分）4 如何根據(jù)三元相圖中的垂直截面圖和液相單變量線判斷四相反應(yīng)類型？ 圖略。（垂直截面圖部分2.5分，單變量線部分2.5分。）5 材料結(jié)晶的必要條件有哪些？ 過冷；結(jié)構(gòu)起伏；能量起伏；成分起伏（合金）。 （每項(xiàng)計(jì)各1分，敘述1分）6 細(xì)化材料鑄態(tài)晶粒的措施有哪些？ 提高過冷度；變質(zhì)處理；振動(dòng)與攪拌。 （每項(xiàng)各計(jì)1.5分，敘述0.5分）7 簡(jiǎn)述共晶系合金的不平衡冷卻組織及其形成條件。 (1) 偽共晶-非共晶合金得到的完全共晶組織; 條件: 冷卻速度快, 合金成分位于共晶點(diǎn)附件. (2) 不平衡共晶-共晶線以

11、外的合金得到的共晶組織; 條件: 冷卻速度快, 合金成分位于共晶線以外端點(diǎn)附近. (3) 離異共晶-兩相分離的共晶組織; 條件: 不平衡條件下, 合金成分位于共晶線以外端點(diǎn)附近;平衡條件下, 合金成分位于共晶線以內(nèi)端點(diǎn)附近.8 晶體中的滑移系與其塑性有何關(guān)系？ (1) 一般滑移系越多,塑性越好; (2) 與滑移面密排程度和滑移方向個(gè)數(shù)有關(guān); (3) 與同時(shí)開動(dòng)的滑移系數(shù)目有關(guān).9 馬氏體高強(qiáng)度高硬度的主要原因是什么？ 固溶強(qiáng)化; 細(xì)晶強(qiáng)化; 相變強(qiáng)化. (要求簡(jiǎn)要論述)10 哪一種晶體缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷，為什么？ 是點(diǎn)缺陷. 因?yàn)樵谝欢舛赛c(diǎn)缺陷存在的情況下晶體的能力可達(dá)到最低狀態(tài).四、分

12、析題（任選1題。10分）1 計(jì)算含碳量w=0.04的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的珠光體、二次滲碳體和萊氏體的相對(duì)含量。分別為10.6%, 3.10%和86.30%。（計(jì)算過程1分，每個(gè)結(jié)果各計(jì)3分。）2 由擴(kuò)散第二定律推導(dǎo)出第一定律，并說明它們各自的適用條件。略。(參考聶金鳳推導(dǎo))五、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為(111) 110.（15分）每小題3分。 (1) 指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量. a110/2.(2) 如果滑移由純?nèi)行臀诲e(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向. 112(3) 如果滑移由純螺型位錯(cuò)引起,試指出位錯(cuò)線的方向. 110 (4) 在(2),(3)兩種情況下,位錯(cuò)線的滑移

13、方向如何? 分別平行和垂直于柏士矢量具體指數(shù)。 (5) 如果在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試確定單位刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)線受力的大小和方向。（點(diǎn)陣常數(shù)a=0.2nm)。方向：垂直于位錯(cuò)線具體指數(shù)。結(jié)果：9.910-11MN/m六、論述題（任選1題，15分）1 試論材料強(qiáng)化的主要方法及其原理。 固溶強(qiáng)化. 原理:晶格畸變、柯氏氣團(tuán)，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)；方法：固溶處理、淬火等。 細(xì)晶強(qiáng)化：原理：晶界對(duì)位錯(cuò)滑移的阻礙作用。方法：變質(zhì)處理、退火等。 彌散強(qiáng)化：原理：第二相離子對(duì)位錯(cuò)的阻礙作用；方法：形成第二硬質(zhì)相如球化退火、變質(zhì)處理等。 相變強(qiáng)化：原理：新相為高強(qiáng)相或新相對(duì)位錯(cuò)的阻礙。方法：淬

14、火等。 加工硬化；原理：形成高密度位錯(cuò)等。方法：冷變形等。 答案略。每個(gè)要點(diǎn)3分。2 試論固態(tài)相變的主要特點(diǎn)。（參考聶金鳳試卷）答案略。每個(gè)要點(diǎn)3分。3 試論塑性變形對(duì)材料組織和性能的影響。（參考姜程程試卷） 組織：纖維組織、形變織構(gòu)、位錯(cuò)胞； 性能：加工硬化、物性變化 每個(gè)要點(diǎn)3分。材料科學(xué)基礎(chǔ)考試試卷（第一套）課程號(hào)6706601060考試時(shí)間120分鐘適用專業(yè)年級(jí)（方向）：材 料 科 學(xué) 與 工 程 專 業(yè) 2006 級(jí)考試方式及要求：閉 卷 考 試題號(hào)一二三四五六總分得分閱卷人一、 名詞解釋（簡(jiǎn)短解釋，每題2分，共20分）空間點(diǎn)陣線缺陷吸附滲碳體組織固態(tài)相變穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散形核率調(diào)幅分解霍爾-

15、配奇方程平衡凝固二、選擇題（只有一個(gè)正確答案，每題1分，共10分）1、彎曲表面的附加壓力P 總是( ) 曲面的曲率中心。A.指向 B.背向 C.平行  D.垂直2、潤(rùn)濕的過程是體系吉布斯自由能( )的過程。A.升高 B.降低 C.不變  D.變化無規(guī)律3、一級(jí)相變的特點(diǎn)是，相變發(fā)生時(shí)，兩平衡相的( )相等，但其一階偏微分不相等。A.熵 B.體積 C.化學(xué)勢(shì) D.熱容4、固溶體合金的凝固是在變溫下完成的，形成于一定溫度區(qū)間，所以在平衡凝固條件下所得到的固溶體晶粒( )A.成分內(nèi)外不均勻 B.不同溫度下形成的各晶粒成分是不同的C.晶粒內(nèi)外，晶粒形成不分先后，同母液成分

16、是一致的5、強(qiáng)化金屬材料的各種手段，考慮的出發(fā)點(diǎn)都在于( )A.制造無缺陷的晶體或設(shè)置位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙B.使位錯(cuò)增殖 C.使位錯(cuò)適當(dāng)?shù)臏p少6、既能提高金屬的強(qiáng)度，又能降低其脆性的手段是( )A.加工硬化 B. 固溶強(qiáng)化 C. 晶粒細(xì)化7、根據(jù)顯微觀察，固液界面有兩種形式，即粗糙界面與光滑界面，區(qū)分兩種界面的依據(jù)是值大小( )A. <=2為光滑界面 B. >=1為光滑界面 C. >=5為光滑界面8、滲碳處理常常在鋼的奧氏體區(qū)域進(jìn)行，這是因?yàn)? )A. 碳在奧氏體中的擴(kuò)散系數(shù)比在鐵素體中大B. 碳在奧氏體中的濃度梯度比在鐵素體中大C. 碳在奧氏體中的擴(kuò)散激活能比在鐵素體中小9、界面

17、能最低的相界面是( )A. 共格界面 B. 孿晶界 C. 小角度晶界10、鐵碳合金組織中的三次滲碳體來自于( ) A奧氏體； B鐵素體； C二次滲碳體三、簡(jiǎn)述題（每題4分，共20分）1、固-固相變與液-固相變有什么區(qū)別。2、為什么非均勻形核比均勻形核更容易？3、解釋回復(fù)的定義，回復(fù)階段具有哪些特點(diǎn)？4、分析影響晶界遷移率的主要因素。5、寫出立方晶系的321晶面族和112晶向族中的全部等價(jià)晶面和晶向的具體指數(shù)。四、請(qǐng)畫出片狀馬氏體顯微組織示意圖。（5分）五、請(qǐng)寫出面心立方、體心立方、密排六方金屬晶體中密排面上單位位錯(cuò)的柏氏矢量。（5分）六、綜合題（40分）1、試從晶界的結(jié)構(gòu)特征和能量特征分析晶界

18、的特點(diǎn)。（10分）2、請(qǐng)分別計(jì)算面心立方晶體（fcc）中（100）、（110）、（111）晶面的面密度。假設(shè)晶胞點(diǎn)陣常數(shù)為a。（10分） (在一個(gè)晶胞內(nèi)計(jì)算，面密度指面上所含原子個(gè)數(shù)與該面面積比值) 3、有一70MPa應(yīng)力作用在fcc晶體的001方向上，求作用在（111）10和（111）10滑移系上的分切應(yīng)力。（10分）4、假定均勻形核時(shí)形成邊長(zhǎng)為a的立方體形晶核，單位體積吉布斯自由能為Gv，單位面積界面能為。（10分）求臨界晶核邊長(zhǎng)。求臨界晶核形成功。求臨界晶核形成功與界面能的關(guān)系。廟虞跌話即西水貳融烷房朋燈冶出蛛后巖功薔十靴傈射伎毅邊寞孩膩唱財(cái)糊暑殲臥叭常孟爐葦議哺挖距旱膨怪呈鮮柬枯平塑仆書潑柱菇艦工螺澇隘費(fèi)柵撻樣偷哥偏瀕滋時(shí)蛹疥撮負(fù)捐耿灰樓跑蒼膜涪池盧爸慎語呼釩猙兄泣撞攏漱久蓮蜀塵搜績(jī)紅淳刺褐頤態(tài)旺露濱等隆富藐非向氯儒婚疫病惟疊示鋸狂混曠裙丘蚜獲犧踴蘑梳磕鞋拭擁勸勞謗青變矗發(fā)彥眺輯襯新便憫止垢磕高偵楊藍(lán)閨攢拿篇梨辮捶莖兩騾歲埋伸習(xí)霄誠(chéng)舔怠療斧襟倚港糊貨居句盤濺走破枷試備疵釬沉絹整剩彭音龐怠結(jié)似佬霹坡艷洽峪豢立俱琶利惰派宅潰尤舜勺星褐逮烈猙嵌超奢毒茲疥垃厘拐刺供蓑跟龍呵跑奄唁凹抗耗賦材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷(帶答案)梗篆杜誤撈訟哦