2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题

特别说明

本书严格按照该考研科目最新复试笔试题型、试题数量和复试笔试难度出题，结合历年复试经验整理编写了五套复试冲刺模拟试题并给出了答案解析。涵盖了这一考研科目复试笔试常考试题及重点试题，针对性强，是考研复试报考本校该科目笔试复习冲刺阶段的首选资料。

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目录

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（一） (4)

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（二） (10)

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（三） (16)

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（四） (22)

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（五） (29)

2020年西南交通大学材料科学基础考研复试冲刺狂背五套题（一）

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一、名词解释

1．变形织构

【答案】经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构为织构，若织构是在塑性变形中产生的，称为变形织构

2．位错滑移

【答案】在一定应力作用下，位错线沿滑移面移动的位错运动。

3．包晶转变

【答案】在一定温度下，由一定成分的液相与一定成分的固相互相作用，生成另一个一定成分的新固相的过程。

二、简答题

4．金属材料生长形态的影响因素有哪些？在相同的温度梯度下纯金属和固溶体合金的生长形态是否相同？请说明原因。

【答案】影响金属材料生长形态的因素主要有：液固界面中固体的界面结构、液固界面前沿的液体中温度梯度的分布。

在相同温度梯度下，纯金属和固溶体结构的生长形态不一定相同。例如正温度梯度下，纯金属往往形成平面状的晶体形态，而固溶体由于选分结晶现象导致出现成分过冷现象，造成其晶体形态往往是树枝晶状态的。

5．在(001)标准极图上指出所有以[001]为晶带轴的晶面。

【答案】设所求晶面指数为，由晶带定律可知，，即晶带轴与该晶带中的任何一个晶面都垂直，该晶带所有晶面的极点均位于(001)标准极图的基圆上,此时这些晶面的法线矢量与[001]夹角为，如图所示。其晶面指数为，其中h、k为互质整数。

图

6．试述不同温度下的回复机制。

【答案】由回复阶段的储存能的释放谱可以见到有明显的3个小峰，说明回复阶段加热的温度不同，

回复机理也不同。

低温回复，主要涉及到点缺陷的运动，空位及间隙原子移动到晶界或位错处消失，空位及间隙原子的复合，空位集结形成空位对或空位片，使点缺陷密度大大下降。

中温回复，位错在滑移面上滑移，使异号位错相遇相消，使位错密度下降，使位错缠结内部重新排列组合，使亚晶规整化。

以上髙温回复，除了位错滑移外，尚可攀移，主要机制多边化，形成小角度晶界。多边化后，

尚存在亚晶的合并长大。亚晶合并可以通过Y结点的移动实现。需要靠位错攀移、滑移与交滑移来完成。

7．试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。

【答案】晶界结构特征：原子排列比较混乱，含有大量缺陷。

晶界能量特征：原子的能量较晶粒内部高，活动能力强。

晶界特征：

(1)晶界——畸变——晶界能——向低能量状态转化——晶粒长大、晶界变直——晶界面积减小。

(2)阻碍位错运动——提高——细晶强化。

(3)位错、空位等缺陷多——晶界扩散速度高。

(4)晶界能量高、结构复杂——容易满足固态相变的条件——固态相变首先发生地。

(5)化学稳定性差——晶界容易受腐蚀。

(6)微量元素、杂质富集。

8．简述固溶强化弥散强化、时效强化的产生及它们之间的区别,并举例说明。

【答案】固溶强化:固溶强化即通过加入合金元素与铝形成固溶体，使其强度提高。常用的合金元素有Cu、Mg、Zn、Si等。它们既与铝可形成有限固溶体,又有较大固溶度，故固溶强化效果好，同时成为铝合金的主加元素。

时效强化(沉淀强化):强化铝合金的热处理方法主要是固溶处理(淬火)加时效。欲获较强的沉淀硬化效果，需具备一定条件:即加入铝中的元素应有较高的极限溶解度，且该溶解度随温度降低而显著减小;淬火后形成过饱和固溶体，在时效过程中能析出均匀、弥散的共格或半共格的过渡区、过渡相，它们在基体中能形成较强烈的应变场。过剩相(第二相)强化:合金中合金元素的含量超过极限溶解度时，会有部分未溶入基体(固溶体)的第二相存在，亦称过剩相。过剩相在铝合金中多为硬而脆的金属间化合物，同样阻碍位错运动，使合金强度、硬度升高，塑性、韧性下降。

细化组织强化:通过向合金中加入微量合金元素，或改变加工工艺及热处理工艺，使固溶体基体或过剩相细化，既能提高合金强度，又能改善其塑性和韧性。如变形铝合金主要通过变形和再结晶退火实现晶粒细化;铸造铝合金可通过改变铸造工艺和加入微量元素(如)来实现合金晶粒和过剩相的

细化。

冷变形强化:对合金进行冷变形，能增加其内部的位错密度，阻碍位错运动，提高合金强度。这对不能热处理强化的铝合金提供了强化途径。

9．有些量具在保存和使用过程中，尺寸为何发生变化？可采用什么措施使量具的尺寸长期稳定。

【答案】冷处理。量具在保存及使用过程中尺寸发生变化的原因是：由于淬火回火后存在的残余奥氏体量过多，而使其在保存及使用过程中由于应力松弛,残余奥氏体发生转变，从而引起尺寸变化。可采用淬火之后进行冷处理的方法减少残余奥氏体量来使其尺寸长期稳定。

10．分析碳和合金元素在高速钢中的作用及高速钢热处理工艺的特点。

【答案】化学成分:高碳的目的是为了和碳化物形成元素Cr、W、Mo、V等形成碳化物，并保证得到强硬的马氏体基体以提髙钢的硬度和耐磨性。W、Mo、V主要是提高钢的红硬性，因为这些元素形成的碳化物硬度髙，产生“二次硬化”效应，因而显著提髙钢的红硬性、硬度和耐磨性。Cr主要是提高钢的淬透性。其工艺突出的特点是淬火加热温度非常高，回火温度高、次数多，淬火加热时采用预热。

三、计算题

11．Al-Cu合金相图如图所示，设分配系数k和液相线斜率均为常数，测得铸铁的凝固速度，温度梯度，求扩散系数D=3×时，合金凝固时能保持平面界面的最大含铜量。

图

【答案】成分无过冷的临界点公式：

12．设一长为200mm、横截面积为的金属棒，上端固定，下端加以一个与长度方向平行且指向下方、大小为98kN的力，如图所示。

试求出与力轴方向分别成以及的各截面上的正应力和切应力。

图

【答案】与力轴方向分别成以及各截面上的正应力和切应力求解如下：

设试样的原始截面积为，与力轴方向分别成以及后，试样的截面积分别为

，而力F在这些截面的垂直分量分别为，水平分量分别为。

则：