材料科學基礎809 2023年試題

2022-08-28 16:45:09 字數 1469 閱讀 3089

河南科技大學

2023年碩士研究生入學考試試題

考試科目**: 809 考試科目名稱: 材料科學基礎a

(如無特殊註明,所有答案必須寫在答題紙上,否則以「0」分計算)

一. 簡答題: (50分,每小題10分)

1. 為什麼說點缺陷是熱力學上平衡的缺陷,而位錯是熱力學上不平衡的缺陷?

2. 純金屬結晶的條件是什麼?與純金屬相比固溶體結晶需滿足哪些條件?

3. 什麼是置換固溶體?置換固溶體的溶解度與哪幾個因素有關?

4. 金屬鑄錠最內層的組織有何特點,簡述其形成原因?

5. 冷變形金屬發生再結晶的驅動力是什麼?變形程度對再結晶溫度有何影響?

二. 作圖及分析: (25分)

1. 畫出立方晶系的、晶向,和、晶面。 (8分)

2. 畫出fe-fe3c相圖,並註明各不同區域的室溫組織組成;並寫出該相圖中所有三相平衡轉變的型別和轉變方程式;分析隨著碳含量的增加,fe-c合金室溫平衡組織中鐵素體和滲碳體的形貌變化。 (17分)

三. 假設某銅單晶體在外加拉伸應力作用下,首先開動的滑移係為:(15分)

(1) 給出引起其滑移的單位位錯的柏氏向量,並解釋原因。

(2) 若引起此位錯滑移的為刃型位錯,指出其位錯線的方向以及滑移時位錯線的運動方向。

(3) 假定拉伸軸方向為,,求上述滑移面上位錯線所受的分切應力。

四. 某a、b、c三元合金相圖的綜合投影圖如下圖所示,其中α、β、γ三種固溶體分別是以組元a、b、c為溶劑。寫出其發生的四相平衡轉變的反應式,分別指出圖中所標示的ⅰ、ⅲ、ⅳ、vi區域內的合金平衡凝固到室溫時的組織;分析vi區域內合金的平衡結晶過程,並計算合金成分為e點的合金平衡凝固至室溫時各相所佔的質量分數。

(15分)

五. 已知fe中形成1mol空位的能量為104.66kj,試計算在850°c時的空位數目是室溫20°c下空位數目的多少倍?

(已知a=1,exp(-11.22)=1.34×10-5,exp(-42.

98)=2.13×10-19) (10分)

六. 碳含量0.1%(質量分數,下同)的低碳鋼工件,在920°c下滲碳,碳勢為1.2%。

(1) 若要求距離工件表面0.8mm處含碳量為0.45%,問需要滲碳多長時間?

(2) 畫出滲碳結束前、滲碳結束後緩慢冷卻至室溫,這兩種情況下工件表面至心部平衡組織示意圖。

(已知擴散方程、,其中碳在γ-fe中920°c下的擴散啟用能為134kj/mol,d0為0.23cm2/s,exp(-13.52) = 1.

36×10-6、erf(0.70) = 0.6778、erf(0.

75) = 0.7112) (15分)

七. 銅是工業上常用的一種金屬材料,具有優良的導電、導熱性

、耐蝕性

、易加工成形性

以及可焊性、可鍍性、抑菌性、裝飾性等特點,但純銅強度較低,難以滿足高效能的需求,而限制其應用。根據你所學的知識,提出幾種強化銅合金的方法,並說明其強化機理。 (20分)

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