上海交大 2014材料科学与工程 考研试题1.pdf

材料科学基础考题

Ⅰ卷

一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分）

单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷

二、选择题（每题2分，共20分）

1．在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错()分解为a/2[111]+a/2[111].
(A)不能(B)能(C)可能
2．原子扩散的驱动力是：()
(A)组元的浓度梯度(B)组元的化学势梯度(C)温度梯度
3．凝固的热力学条件为：（）
（A）形核率(B)系统自由能增加
（C）能量守衡（D）过冷度
4+3+
4．在TiO2中，当一部分Ti还原成Ti，为了平衡电荷就出现（）
(A)氧离子空位(B)钛离子空位(C)阳离子空位
5．在三元系浓度三角形中，凡成分位于（）上的合金，它们含有另两个顶角所
代表的两组元含量相等。
（A）通过三角形顶角的中垂线
（B）通过三角形顶角的任一直线
（C）通过三角形顶角与对边成45°的直线

6．有效分配系数ke表示液相的混合程度，其值范围是（）

（A）1<ke<k0（B）k0<ke<1（C）ke<k0<1
7．A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则（）
（A）A组元的扩散速率大于B组元（B）与（A）相反
（C）A、B两组元的扩散速率相同
8．A和B组成的二元系中出现α和β两相平衡时，两相的成分（x）-自由能（G）
的关系为（）

（A）Gα=Gβ（B）dGα=dGβ（C）GA=GB
9．凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下那种方法？（）
（A）加入形核剂（B）减小液相的过冷度（C）对液相进行搅拌
10．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随（）变化。
（A）距离（B）时间（C）温度

三、简答题（20分）
（4分）1.从结晶条件和过程分析纯金属和单相固溶体合金结晶时的异同点。
（6分）2.简述塑性变形对材料组织和性能的影响。
（10分）3.试用位错理论解释低碳钢冷拉伸变形时的屈服现象。

四、作图与计算题（每题10分，共40分）
1.画出Fe-C相图，并将相图中的相区按组织加以标注。

2.假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为，请回答：
（1）给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；
（2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为纯螺位错，
其位错线方向又如何？
3．图示为Pb-Sn-Bi相图投影图。问：
（1）写出合金Q（wBi＝0.7，wSn＝0.2）凝固过程及室温组织；
（2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。

4.根据图示A-B二元共晶相图（共晶温度为600℃），将ω(B)=10%的合金，用
同样成分的籽晶在固相无扩散、液相完全不混合的条件下进行定向凝固制成单
晶，为了保持液-固界面在整个凝固过程中处于平直状态，试计算界面处液相所
需的最小温度梯度(G)。（已知凝固速度R=1cm/h，D=2×10-5cm2/s)

材料科学基础考题答案

Ⅰ卷

一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分）
单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷
答：
单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。

交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑
移。

滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。

伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共
晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。

离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的α相依附于初生α相生
长，将共晶体中另一相β推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的
组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。

奥氏体：碳原子溶于γ-Fe形成的固溶体。

成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布
所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。

二、选择题（每题2分，共20分）
1．在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错(A)分解为a/2[111]+a/2[111].
(A)不能(B)能(C)可能
2．原子扩散的驱动力是：(B)
(A)组元的浓度梯度(B)组元的化学势梯度(C)温度梯度
3．凝固的热力学条件为：（D）
（A）形核率(B)系统自由能增加
（C）能量守衡（D）过冷度
4+3+
4．在TiO2中，当一部分Ti还原成Ti，为了平衡电荷就出现（A）
(A)氧离子空位(B)钛离子空位(C)阳离子空位
5．在三元系浓度三角形中，凡成分位于（A）上的合金，它们含有另两个顶
角所代表的两组元含量相等。
（A）通过三角形顶角的中垂线
（B）通过三角形顶角的任一直线
（C）通过三角形顶角与对边成45°的直线

6．有效分配系数ke表示液相的混合程度，其