攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

東南大學(xué)二○○五年攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷請考生注意： 試題解答務(wù)請考生做在專用“答題紙”上！ 做在其它答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評分。課程編號： 442 課程名稱：金屬學(xué)一、選擇題（單項選擇，每題2分，共40分）1、兩晶體的空間點陣相同，則它們的晶體結(jié)構(gòu)相同；它們的對稱性相同；它們所屬的晶系相同；它們所屬的空間群相同。配位數(shù)與致密度及間隙半徑之間的關(guān)系是：配位數(shù)越高，致密度越低；配位數(shù)越高，致密度越高；配位數(shù)越高，間隙半徑越大；配位數(shù)越高，間隙半徑越小。3、指出下列四個六方晶系的晶面指數(shù)中，哪一個是錯誤的： a、（1322）；b、（0112）；c、（0312）；d、（3122）。4、間隙相和間隙固溶體的區(qū)別在于：間隙相的結(jié)構(gòu)比間隙固溶體簡單；間隙相中原子結(jié)合符合化合價規(guī)律，間隙固溶體不符合化合價規(guī)律；間隙固溶體中間隙原子在溶劑晶格的間隙中；間隙相中原子在正常原子位子上；間隙相中有點陣畸變；間隙固溶體中沒有點陣畸變。5、A、B二組元形成共晶系，則：具有共晶成分的合金鑄造工藝性能最好；具有亞共晶成分的合金鑄造工藝性能最好；具有過共晶成分的合金鑄造工藝性能最好；不發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變的合金鑄造工藝性能最好。6、Cu5Zn8，Cu9Al4，Cu31Sn8雖然化學(xué)成分不同，但晶體結(jié)構(gòu)相同，均屬黃銅結(jié)構(gòu)，這是因為：Zn,Al,Sn三種元素的原子半徑相近；這三種中間相的電子濃度相同；Zn,Al,Sn三種元素的電負性相近；Zn,Al,Sn三種元素的晶體結(jié)構(gòu)相同。7、與(021)和(121)同屬一晶帶的有： a、(121)； b、(eq\x\to(2)21); c、(110); d、(221)。8、幾何密排和拓樸密排均屬密排結(jié)構(gòu)，兩者的不同在于：幾何密排的致密度比拓樸密排高；幾何密排中的原子配位數(shù)比拓樸密排中的原子配位數(shù)高幾何密排的晶體結(jié)構(gòu)比拓樸密排復(fù)雜；幾何密排是由同種原子組成的密排結(jié)構(gòu)，而拓樸密排是兩種原子組成的密排結(jié)構(gòu)。9、晶粒尺寸和形核率N，線長大速度vg之間的關(guān)系是：N越大，晶粒尺寸越大；N/vg越大，晶粒尺寸越大；vg/N越大，晶粒尺寸越大； vg越小，晶粒尺寸越大。10、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元是：由硅和氧組成的硅氧多面體；由硅和氧組成的[SiO6]-6六面體；由硅和氧組成的[SiO4]-4四面體；由二氧化硅組成的[Si2O8]-8八面體。11、下面列出的是鐵碳合金中可能出現(xiàn)的組織，其中哪一種不屬于亞穩(wěn)態(tài)？鐵素體； b、馬氏體； c、貝氏體； d、索氏體。12、在三元相圖中，連接線是指： a、在水平截面上，三相平衡時各相成分點之間的連線；b、在液相面投影圖上，兩相平衡時各相成分點之間的連線；c、在綜合投影圖上，三相平衡時各相成分點之間的連線；d、在水平截面上，兩相平衡時各相成分點之間的連線。13、運用區(qū)域熔煉方法可以：使材料的成分更均勻；可以消除晶體中的微觀缺陷；可以消除晶體中的宏觀缺陷；可以提高金屬的純度。14、若晶體在兩個滑移系之間能實現(xiàn)交滑移，則這兩個滑移系：滑移面相同，滑移方向不同；滑移方向相同，滑移面不同；滑移面和滑移方向都不同；滑移面和滑移方向都相同。15、某fcc單晶體塑變時出現(xiàn)一組平行的滑移線，則塑變處于：a、易滑移階段； b、線性硬化階段；c、動態(tài)回復(fù)階段； d、拋物線硬化階段。16、下列過程與晶體中空位遷移過程關(guān)系不大的是： a、 形變孿晶； b、 自擴散； c、 回復(fù)； d、 位錯攀移。17、下列各圖為金相顯微鏡所觀察的形貌，其中對應(yīng)形變孿晶的是：a b c d18、經(jīng)過冷塑性形變和再結(jié)晶過程，在下列何種情況下必定會得到粗大的晶粒組織： a、在臨界形變量進行塑性變形加工； b、大變形量； c、較長的退火時間； d、較高的退火溫度。19、單晶體的臨界分切應(yīng)力值與_____有關(guān)。外力相對滑移系的取向；拉伸時的屈服應(yīng)力；晶體的類型和純度；拉伸時的應(yīng)變大小。20、對面心立方晶體而言，表面能最低的晶面是： a、(100)； b、(110)； c、(111)； d、(121)。二、作圖題（10分）畫一個立方晶胞，并標(biāo)注出坐標(biāo)原點和三個基矢（a、b、c），然后在晶胞中畫出（121）晶面和一個與（121）等同（同一晶面族）的晶面，并標(biāo)出它的晶面指數(shù)；畫一個斜方晶胞（a≠b≠c，＝＝＝90°），并標(biāo)注出坐標(biāo)原點和三個基矢（a、b、c），然后在晶胞中畫出（210）晶面和一個與（210）晶面等同（同一晶面族）的晶面，并標(biāo)出它的晶面指數(shù)畫出一個六方晶胞，并標(biāo)注出坐標(biāo)原點和基矢（a1、a2、a3、c），然后在晶胞中畫出（1212）晶面。三、根據(jù)單相固溶體凝固的一維模型回答下列問題（可以用圖解說明）：（16分）為什么在凝固過程中會出現(xiàn)邊界層？分別敘述平衡分配系數(shù)和有效分配系數(shù)的物理意義；什么情況下出現(xiàn)正常凝固？什么情況下凝固后的鑄錠內(nèi)成分最均勻？什么情況下最不均勻？用圖解說明出現(xiàn)成分過冷的臨界條件，并解釋如果是正常凝固會不會出現(xiàn)成分過冷。四、分別說明在純金屬均勻形核時，臨界晶核和臨界半徑、形核功和形核率的物理意義；如果是非均勻形核，接觸角的大小主要與什么因素有關(guān)？（8分）五、在如圖所示的Ag-Cd二元相圖中當(dāng)溫度為736℃、640℃、590℃、440℃和230℃時分別會發(fā)生什么樣的三相平衡反應(yīng)？寫出反應(yīng)式。（5分）六、根據(jù)所示的鐵碳平衡相圖，回答以下問題：寫出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；畫出含碳量為1.2％的過共析鋼在室溫下的平衡組織，并計算其中二次滲碳體的百分數(shù)；含碳量為3.5％的亞共晶白口鑄鐵在從液相平衡冷卻到室溫時會發(fā)生什么三相平衡反應(yīng)和兩相平衡反應(yīng)（可用熱分析曲線表示）？室溫下該成分的鑄鐵中有沒有二次滲碳體？如果有的話計算其百分數(shù)。（10分）七、根據(jù)下圖所示的三元相圖的投影圖，回答以下問題：（10分）該相圖中的四相平衡區(qū)在什么范圍內(nèi)？（用字母表示）2、組成該三元系的三個二元系中是否都有三相平衡反應(yīng)？若有，則寫出每個二元系中三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；3、寫出圖中成分為Q的合金在平衡冷卻過程中發(fā)生四相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；并說明在四相平衡反應(yīng)后合金所在的相區(qū)及發(fā)生的平衡轉(zhuǎn)變的反應(yīng)式；4、圖中成分為R的合金在平衡冷卻過程中是否會發(fā)生四相和三相平衡反應(yīng)？若有則寫出相應(yīng)的反應(yīng)式；八、根據(jù)如圖所示的Fe-Cr-C三元相圖垂直截面圖，回答以下問題：在795℃會發(fā)生的了什么樣的平衡反應(yīng)？寫出反應(yīng)式；在L+、＋c2兩個三相區(qū)內(nèi)發(fā)生了什么樣的三相平衡反應(yīng)？寫出反應(yīng)式；能否根據(jù)這個垂直截面圖寫出在1175℃和760℃發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)式？為什么？（6分）九、試述孿生與滑移的異同，比較它們在塑性變形過程中的作用。（10分）十、請就你所學(xué)知識討論：在某一基體金屬材料（如純銅）中引入彌散分布硬顆粒后，其塑性變形、再結(jié)晶過程以及強度所發(fā)生的變化。（10分）十一、氫在金屬中擴散較快，因此用金屬容器貯存氫氣會存在滲漏。假設(shè)鋼瓶內(nèi)氫壓力為p0，鋼瓶放置于真空中，其壁厚為h，并且已知氫在該金屬中的擴散系數(shù)為D，而氫在鋼中的溶解度服從，其中k為常數(shù)，p為鋼瓶與氫氣接觸處的氫壓力。（9分）