4.3 西北工业大学832材料科学基础2009年硕士研究生入学考试试题
西北工业大学
2009年硕士研究生入学考试试题
试题名称：材料科学基础（B卷） 试题编号：
832
说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共
3 页
1.
简答题（每题10分，共60分）
1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）
类型 刃位错 螺位错 混合位错
b 与 l
τ 与 b
τ与 l
位错线运动方向
2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？
3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？
4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。 6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
二、作图计算题（每题10分，共40分）
1. 请比较FCC晶体中 和 两位错的畸变能哪个较大。
2. 面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分
别绘图示之。
3. 在Al单晶中，（111）面上有一位错 ， 面上另一位错
。若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。 1)
综合分析题（每题25分，共50分）
1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。 2. 附图为Ti-Al二元合金相图：
1） 请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及
882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
2） 请绘出w＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。 3） 请分析500℃时，w＝31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量
分数。
（注：1125℃时，w?Ti＝27%，w Ti3Al＝26%，w TiAl＝35%；
500℃时，w Ti3Al＝23%，w TiAl＝35%）
℃
℃
℃
℃
℃
℃
23
5
3
4.3.1 2009年参考答案
一、 简答题（每题10分，共60分）
1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）
答： b 与 l
τ 与 b // // //
τ与 l ⊥ //
一定角度
位错线运动方向 法线
法线
法线
⊥
//
一定角度
2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？
答：溶质原子取代溶剂原子，并保持溶剂结构的合金相称为置换固溶体。 影响因素有：1）原子尺寸；2）晶体结构；3）电负性；4）电子浓度 两组元晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。
3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？
答：间隙扩散系数与空位浓度无关，而置换扩散系数与空位浓度有关（可用公式表示）。一般地，间隙扩散系数大于置换扩散系数。
不会发生。因为间隙扩散中考虑间隙原子定向流动，未考虑置换互溶式扩散。 4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？
答：根据T再＝（0.35～0.45）Tm可知
Fe在室温下加工为冷加工，Sn在室温下加工为热加工
因此随着弯曲的进行，铁板发生加工硬化，继续变形，导致铁板断裂 Sn板属于热加工，产生动态再结晶，弯曲可不断进行下去 5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。
答：固溶强化就是溶质原子阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。
主要机制包括：1）柯氏气团，即溶质原子的弹性应力场阻碍位错运动；2）玲木气团，即溶质原子降低基体层错能，使位错分解为扩展位错，阻碍位错交滑移或攀移；3）电交互作用，即带电溶质原子与位错形成静电交互作用，阻碍位错运动。
6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
答：相同点：恒温、恒成分转变；相图上均为水平线。
不同点：共晶为分解型反应，包晶为合成型反应；共晶线全是固相线，包晶线只有部分是固相线；共晶三角在水平线上，包晶三角在水平线下。
二、作图计算题（每题10分，共40分）
4. 请比较FCC晶体中
畸变能哪个较大。
和 两位错的
答：
故：b1的畸变能较小。
5. 面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分
别绘图示之。 答：
共12个滑移系，其中可能开动的有8个。分别是：
、
、
、
、
西北工业大学832材料科学基础2009年硕士研究生入学考试试题
