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2012材科基真题精讲


详解:
各相分布情况: GP 区较均匀弥散分布于 α 基体中; θ’’ 大多均匀分 布; θ’分布不均匀,易于沿螺位错和亚晶界形核和生长; θ相分 布不均匀,易于沿原晶界或相界形核或生长。
点评:关于固态转变中的脱溶部分,是历年试题考查的一大重点 ,一般以典型Al-Cu合金为多,其涉及到的考点有脱溶定义,脱溶 类型,脱溶的工艺制度,显微组织的变化及特点,影响脱溶的因 素等等,这些希望考生能对自己掌握的知识查漏补缺,以免考到 重复知识点还丢分。
点评:本题考查的是凝固组织的知识,分为纯晶体凝固和合金凝 固, 在实际过程中,纯晶体凝固一般很难实现,大多数都是合金 凝固,也就是不可避免地存在成分过冷。 5. 给出再结晶温度的定义。 详解:
点评:本题考生应该注意,再结晶温度并不是再结晶开始时候的 温度,而是在一定时间内完成再结晶的最低温度,里面的关键字 是一定时间和最低温度。有关于再结晶的知识在历年考题中考查 力度很大,如再结晶定义、再结晶过程、再结晶驱动力等等。 二、纯Cu晶体在常温下的点阵常数为a=0.3615nm: 1. 指出其晶体结构类型和配位数(3分); 2. 简略计算Cu原子半径、原子致密度和两类间隙半径(6分); 3. 画出Cu原子在(111)晶面的分布情况,并计算其晶面间距和 原子在晶面上的致密度(6分)。(共15分) 详解:
点评:本题考查的是晶体结构的知识点,考查的是最基本的面心 立方结构Cu,这种基本结构的晶体结构考生应该都能自己画出来 ,并且熟记其一些关键参数的计算公式,如致密度、空隙半径等 等。
三、分别画出下列离子晶体的布拉菲点阵 (下图中的点阵参数均为 a=b=c,α=β=γ=90º ) 。(10分)
NaCl
点评:本题考查了固态转变中的共析转变,固态转变的驱动力应 和结晶和再结晶的是有区别的,考生不要混淆这几个过程的驱动
力。共析成分合金讨论的最多的就是片状珠光体,所以题中解答 以此为例。 十、结合下面给出的Al-Cu合金时效硬化曲线,讨论在不同成分和 热处理条件下可能出现的脱溶贯序,各阶段脱溶相的大小、形状 和分布特点、与母相的界面关系及强化效果。(10分)
谢谢
CaF2
CaTiO3
详解:解答本题首先要明白晶体结构与空间点阵的区别和联系: 区别:空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象,用以描述和分 析晶体结构的周期性和对称性,由于个阵点的周围环境相同,故 它只有14种类型;而晶体结构则是指晶体中实际质点的具体排列 情况,它们能组成各种类型的排列,因此存在的晶体结构是无限 的。
详解:1.
2.
3.
点评:本题是将相图和凝固相结合,考查了相图的基本知识和凝 固过程中的组织变化,其实只要能熟练掌握铁碳相图以及各典型 合金的凝固过程和组织,就能轻易解答这类题型。
六、根据上面的Al-Zn相图,将纯Al和Zn形成扩散偶,在600K长时 间保温,示意画出扩散层中 x(Zn) 随扩散距离 d 的变化曲线及相应 出现的物相。(10分) 详解:由Al和Zn组成的扩散偶在600K下保温并扩散一定时间后, 在扩散偶中分别出现一系列相邻接的单相区,其排列顺序和相图 中的顺序相同。沿扩散偶的浓度分布在界面处会出现不连续的跳 跃,如果各相中的扩散系数差异不很大,在扩散偶中各个相区所 占的相对宽度大体和相图中各组元所占的相对宽度成比例。 点评:本题考查的反应扩散的知识,即扩散过程的连续进行要求 界面反应发生相变。关于反应扩散的知识在近几年的试题中, 2012年是第一次出现的,所以对于平时忽略这方面知识的同学很 可能不知道如何解答,所以有关于反应扩散的知识以及怎样根据 相图画出扩散偶中各相区考生应该熟悉。
七、一个多晶体试样经变形后,在再结晶温度以上退火,请画出 位错密度、晶粒(不包括亚晶)平均尺寸、强度、塑性以及电阻 率随退火时间变化的示意图(把各种变化分别画一个图,注意它 们的对应关系),并对其作出简单说明。 (10分) 详解:
点评:本题考查的是退火过程中组织和性能的回复过程,关键是 要掌握变化的几个阶段,一般来说,回复阶段变化都比较小,剧 烈变化的是在再结晶阶段。除上述参数变化之外,还可能包括硬 度、能量释放、亚晶尺寸等。
2. 简述临界分切应力的概念; 详解:
点评:本题实际考察的是有关 Schmid定律的知识, Schmid 定律 或临界分切应力定律即滑移系开动所需要的临界分切应力是与外 力无关的常数。 3.给出一级相变和二级相变的分类原则和相变特征; 详解:
点评:本题考查的是相变分类,其中题中的是按相变时热力学参 数变化的特征分类,把相变分为一级相变和高级相变,考生只需 要记住 n级相变就可以了,即相变时两相化学势的 n-1 阶偏微商相 等,而n阶偏微商不相等时,成为n级相变。一般来说二级以上的 高级相变不常见。 4. 分析金属或合金的结晶形态; 详解:
点评:题中所示为固相和液相两相区具有最低共同点的相图,这 种相图产生的原因是当液相中两组元更倾向于集合,液相的自由 能曲线会比固相自由能曲线更加下凹,在某些温度下固相和液相 的吉布斯自由能曲线会出现两条公切线,即在一些温度下相图两 侧都出现固相+液相区。随温度降低,这两个两相区接近,最后, 相图的固-液相区出现最低共同点。 五、根据下面的Al-Zn相图, 1. 写出其中的三相反应式(4分); 2. 画出x(Zn)=0.80合金的缓慢冷却曲线,并写出各阶段相对应的 组织(8分); 3. 画出上述合金缓慢冷却到室温时的组织示意图,并计算各组织 组成物的相对含量 (8分)。 (共20分)
北京科技大学硕士研究生入学考试
2012年《814材料科学基础》真题、答案详解与点评
主讲人:何庆
• 北 京 科 技 大 学 • 2012年硕士学位研究生入学考试试题
一、简答题 (8分/题,共40分)
1.写出七种晶系的名称及点阵参数之间的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系; 详解:
点评:本题属于晶体学基础的知识范畴,这其中晶系的对称性和 点阵常数间的关系,以及各种晶系可能具有的布拉菲点阵(共14 种)考生都应该很熟悉,这样在遇到类似关于晶体学基础的知识 才能从容应对
联系:空间点阵+结构基元=晶体结构,若将每个结构基元抽象成 一个点,这些点具有相同的几何和物理环境,这些点在空间周期 排列就形成空间点阵。
点评:本题只要明白晶体结构和空间点阵之间的关系和转换方式 就能轻松解答,所以考生对于他们之间的关系应该熟记。 四、示意画出下面的Ti-Zr体系中bcc和hcp相在1155、1139、1000 和878K 时的Gibbs自由焓-成分曲线。(15分)
八、叙述金属或合金塑性变形的主要方式,并分别写出Al和Mg合 金的滑移系,同时说明每种合金经拉伸变形后的显微组织形貌特 征及产生原因。(10分) 详解:
点评:关于主要的变形方式和塑性形变后的组织的题型并不新颖 ,在历年考题中已经多次考查过了,比如99.7,05.七,09二等等 对于典型合金的主要变形方式以及变形后的组织特征是考生应该 熟练掌握的。 九、共析转变是典型的扩散型固态转变,指出其转变的驱动力和 阻力,并讨论共析成分合金转变完成后可能出现的典型组织形态 。(10分) 详解:
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