西北工业大学材料科学基础模拟题及真题

一、简答题（每题6分，共30分） 1．原子的结合键有哪几种？各有什么特点？

2．面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数和致密度各是多少？

3．立方晶系中，若位错线方向为[001]，，试说明该位错属于什么类型。

4．请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。

5．试从扩散系数公式

说明影响扩散的因素。 6．何为过冷度？它对形核率有什么影响？

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1． 在面心立方晶体中，分别画出(101)、[110]和、[，指出哪些是

滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？

2． 已知Al 为面心立方晶体，原子半径为r A 。若在Al 晶体的八面体间隙中能溶

入最大的小原子半径为r B ，请计算r B 与r A 的比值是多少。

3． A-B 二元合金中具有共晶反应如下：

若共晶反应

刚结束时，α和β相的相对含量各占50%，试求该合金的成分。

4． 已知铜的临界分切应力为1Mpa ，问要使面上产生[101]方向的滑移，

应在[001]方向上施加多大的力？

]110[a b =

?

??

??-=kT Q D D exp 0)111(]011)

95.0()15.0()75.0(===+?B B E

B w w t w L βα)111(

三、综合分析题（每题15分，共30分） 1．按下列条件绘出A-B 二元相图：

（1）A 组元（熔点600℃）与B 组元（熔点500℃）在液态时无限互溶； （2）固态时，A 在B 中的最大固溶度为w A =0.30，室温时为w A =0.10；而B 在

固态下不溶于A ；

（3）300℃时发生共晶反应

。

在A-B 二元相图中，分析w B =0.6的合金平衡凝固后，在室温下的相组成物及组织组成物，并计算各相组成物的相对含量。

2．请绘出下列Fe-C 合金极缓慢冷却到室温后的金相组织示意图，并标注各组织。（腐蚀剂均为3%硝酸酒精）

)

70.0()40.0(==+?B B w w A L

β工业纯铁

20钢

45钢

T8钢

T12钢

亚共晶白口铸

铁

一、简答题（每题6分，共30分）

1．原子的结合键有哪几种？各有什么特点？

离子键：正负离子相互吸引；键合很强，无方向性；熔点、硬度高，固态不导电，导热性差。

共价键：相邻原子通过共用电子对结合；键合强，有方向性；熔点、硬度高，不导电，导热性有好有差。

金属键：金属正离子于自由电子相互吸引；键合较强，无方向性；熔点、硬度有高有低，导热导电性好。

分子键：分子或分子团显弱电性，相互吸引；键合很弱，无方向性；熔点、硬度低，不导电，导热性差。

氢键：类似分子键，但氢原子起关键作用XH-Y；键合弱，有方向性；

熔点、硬度低，不导电，导热性好。

2．面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数和致密度各是多少？

3．立方晶系中，若位错线方向为[001]，，试说明该位错属于什

么类型。

因位错线方向垂直于柏氏矢量，所以是刃位错。

4．请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。

相同点：小原子溶入

不同点：若小原子溶入后，大小原子数量成比例，在选取点阵时，大小原子

点阵可以合并，这实际上改变了大原子的点阵结构，因此认为形成新相，称为间隙相（间隙化合物）。

若小原子溶入后，分布随机，大小原子点阵不能合并，仍然保留大原子点阵，称为间隙固溶体。

5．试从扩散系数公式

说明影响扩散的因素。 从公式表达形式可以看出扩散系数与扩散激活能Q 和温度T 有关。扩散激活能越低扩散系数越大，因此激活能低的扩散方式的扩散系数较大，如晶界和位错处的扩散系数较大。温度越高，原子活性越大，扩散系数越大。 6．何为过冷度？它对形核率有什么影响？

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度的差值。 随过冷度增大，形核率先增后减。

]110[a b = ?

??

??-=kT Q D D exp 0

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1. 在面心立方晶体中，分别画出(101)、[110]和、[，指出哪

些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？

对面心立方晶体，(101)非密排面，因此它不是滑移面；[110]是密排方向，因此是滑移方向。但这二者不能构成滑移系。

和[是密排面和密排方向，因此可以构成滑移系。

2. 已知Al 为面心立方晶体，原子半径为r A 。若在Al 晶体的八面体间隙中

能溶入最大的小原子半径为r B ，请计算r B 与r A 的比值是多少。

3. A-B 二元合金中具有共晶反应如下：

若共

晶反应刚结束时，α和β相的相对含量各占50%，试求该合金的成分。

设合金成分为c ％，由题知：

得：c %＝0.55%

)111(]011)111(]011414.0=A

B

r r )

95.0()15.0()75.0(===+?B B E

B w w t w L βα%

50%10015.095.095.0%=?--=

c

α

4. 已知铜的临界切分应力为1Mpa ，问要使面上产生[101]方向的滑

移，应在[001]方向上施加多大的力？

对立方晶系，两晶向[h 1k 1l 1]和[h 2k 2l 2]夹角公式为：

故滑移面的法线与拉力轴方向[001]的夹角为：

同理，滑移方向[101]与拉力轴方向[001]的夹角为：

由分切应力公式得：

三、综合分析题（每题15分，共30分） 1．按下列条件绘出A-B 二元相图：

1) A 组元（熔点600℃）与B 组元（熔点500℃）在液态时无限互溶； 2) 固态时，A 在B 中的最大固溶度为w A =0.30，室温时为w A =0.10；而B

在固态下不溶于A ；

3) 300℃时发生共晶反应

。

)111(2

222222

1

2

12

12

12121cos l k h l k h l l k k h h ++++++=

?]111[3

110011)1(110101cos 2

22222=

++++-?+?+?-=

?21cos =

λMPa

45.2cos cos ==

λ?τσc

)

70.0()40.0(==+?B B w w A L β

在A-B 二元相图中，分析w B =0.6的合金平衡凝固后，在室温下的相组成物及组织组成物，并计算各相组成物的相对含量。

相组成：A ＋β

组织组成：A ＋β＋A II

2．请绘出下列Fe-C 合金极缓慢冷却到室温后的金相组织示意图，并标注各组织。（腐蚀剂均为3%硝酸酒精）

工业纯铁： F

20钢： F+P

45钢： F+P

T8钢： P

T12钢： P+Fe 3C 网状 亚共晶白口铸铁：P+Ld’

%7.66%3.331%%3.33%1000

9060

90%=-==?--=

βA A

B

一、简答题（每题6分，共30分）

1．工程材料分为哪几类？它们的结合键如何？ 2．根据凝固理论，请分析细化铸锭晶粒的途径及原理

3．固溶体非平衡凝固时，形成微观偏析和宏观偏析的原因有何区别？ 4．请为置换固溶体、间隙固溶体、间隙化合物、正常价化合物、电子化合物和间隙化合物各举一具体例子。

5．为什么细晶强化可以同时提高合金强度、硬度、塑性和韧性？

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1． 钛的晶胞（密排六方）体积在20℃时为0.106nm 3，其c/a ＝1.59，求：

（1）c 、a 的值； （2）钛原子半径。

2． 已知钼为体心立方结构，请回答：

（1） 画出其晶胞示意图；

（2） 在图中画出一个可能的滑移系，并标明滑移面和滑移方向的指数。 3． 一碳钢在平衡冷却条件下，室温组织为珠光体＋二次渗碳体，其中珠光体

含量为90%。请确定该碳钢的含碳量，并画出组织示意图。

4． 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？

三、综合分析题（每题15分，共30分）

1．根据下列已知条件绘出A-B 二元共晶相图： i. t A > t B （t A 、t B 为A 、B 的熔点）； ii. 共晶反应为

；

]011[)111(、

)

95.0()10.0()60.0(===+?B B E

B w w t w L βα

iii.B在A中的固溶度随温度的下降而减小，室温时为w B＝0.03；A在B 中的固溶度不随温度变化，

并请回答：

（1）分析w B=0.85的合金平衡结晶过程；

（2）计算该合金室温下的相组成物及组织组成物。（忽略二次相）

8.一楔型纯铜铸锭，经间距恒定的轧辊轧制（如图）；

（1）请画出轧制后，锭子的晶粒示意图。

（2）画出将该锭子进行再结晶退火后，晶粒示意图。并分析原因。

一、简答题（每题5分，共30分）

1．何为空间点阵？它与晶体结构有何异、同？

2．请简述晶界有哪些特征？

3．何为固溶强化？置换固溶体与间隙固溶体相比,哪个的固溶强化效果强？请简述影响固溶度的因素。

4．请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。

5．什么是反应扩散？请简述其特点。

6．简述在什么情况下会发生单滑移、多滑移和交滑移，它们的滑移线形貌特征是什么

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1．请计算简单立方和体心立方晶体的（100）、（110）和（111）晶面的面间距（假设两种点阵的点阵常数都是a）。

2．在面心立方晶体中，分别画出、和、，

指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为<001>，请问哪些滑移系可以开动？

3．请判定下列反应能否进行，若能够进行，则在简单立方晶胞内绘出参加反应位错的柏氏矢量。

1)

2)

4．已知三元简单共晶的投影图，见附图，

1)请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成；

2)请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。

三、综合分析题（每题15分，共30分）

1．已知Mg-Ni合金系中一个共晶反应：

L

23.5%Ni ?α

纯Mg

+Mg

2

Ni

54.6%Ni

设有C

1和C

2

两种合金，C

1

为亚共晶，C

2

为过共晶。这两种合金的初生相质量

分数相等，但室温时C1中α(即Mg)的总量是C

2中α总量的2.5倍，请确定C

1

和C

2的成分。

]1

10

[

)

101

(、]

10

1[

)1

1

1(、]1

1

0[

)

111

(、

]

211

[

6

]1

12

[

6

]

110

[

2

a

a

a

+

→

]

111

[

2

]1

11

[

6

]

112

[

3

a

a

a

→

+

A B

C

2.某工厂对一大型零件进行淬火处理，经过1100℃加热后，用冷拉钢丝绳吊

挂，由起重吊车送往淬火水槽，行至途中钢丝突然发生断裂。该钢丝是新的，且没有瑕疵，是分析该钢丝绳断裂的原因。

综合模拟测试

一、简答题（每题6分，共30分）

1.请简述刃型位错、螺型位错的主要特征。

2.相互垂直的位错运动后发生交割，原位错可能会发生什么变化？在后续的位

错运动中可能会有什么影响？

3.什么是离异共晶？如何发生的？

4.简述平衡结晶与非平衡结晶的不同之处。

5.形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

6.在固态下晶体的线缺陷对溶质原子的扩散有何影响

二、作图计算题（共40分）

1.在A滑移面上有一环形位错，所受切应力如图所示，试分析在平面位错环上

各段属于哪种类型的位错？作图表示位错运动的方向？（俯视观看）（8分）

2.根据Fe-Fe3C相图画出含碳0.65％的铁碳合金的冷却曲线。指出平衡冷却室

温下相组成物、组织组成物是什么？并计算其相对含量。（12分）

3、下图为Cu-Zn相图，图中有多少三相平衡，写出它们的反应式。（8分）

4、已知单晶铜的｛111｝滑移系的临界分切应力τk 为1MPa ，请问： ① 要使面上产生方向的滑移，则在方向上应施加多大的应力？

② 假设在单晶铜中只开动滑移系，那么随着滑移的进行，拉伸试样中面会产生什么现象？它对随后的进一步变形有何影响？（12分）

三、综合分析题（每题15分，共30分）

1. 为了细化纯铝板晶粒，采用冷变性的方法将其变形3％～5％，之后采用620℃退火1ｈ，组织反而粗化，增大冷变形至80％以上，再于620℃退火1ｈ，组织仍然粗大。分析其原因，指出上述工艺不合理之处并拟定一种合理的晶粒细化工艺。（Ｔ再＝0.4Ｔ溶 纯铝熔点为660℃）

2. 简述60#钢（含碳0.6%）平衡结晶（假设为均匀形核）需要满足的条件。

综合模拟测试 参考答案

1. 请简述刃型位错、螺型位错的主要特征

答：刃型位错：

? 晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 ? 刃型位错周围的点阵发生了弹性畸变

? 位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直

[]101

()111[]101[]001()[]101111()111

?只有一个确定的滑移面

?位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致）

?位错线与柏氏矢量垂直

螺型位错：

上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状

位错线周围点阵产生了弹性畸变；

螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线

螺型位错的滑移面是不确定的，凡是包含螺型位错的平面均可作为它的滑移面；

位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。

位错线与柏氏矢量平行

2.相互垂直的位错运动后发生交割，原位错可能会发生什么变化？在后续的位

错运动中可能会有什么影响？

答：交割后在原位错线上留下对方柏氏矢量大小、方向的扭转或割接，但是该位错线仍是原柏氏矢量。所有的割阶都是刃型位错，而扭折可以是刃位错也可以是螺位错在后续位错运动中，由于：扭折与原位错同一滑移面，可随主位错线一起运动，几乎不产生阻力，并在线张力的作用下易消失割阶与原位错线不在同一滑移面，故除非割阶产生攀移，否则割阶就不能跟随主滑移线一起运动，成为位错运动的障碍，称为割阶硬化

3.什么是离异共晶？如何发生的？

答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。

4.简述平衡结晶与非平衡结晶的不同之处。

答：平衡结晶是指结晶速度非常缓慢，液相和固相中扩散均很充分的情况下的结晶。非平衡结晶是指结晶速度比较快，扩散不充分的情况下的结晶。

5.形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

答：形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，使体系自由能升高。间隙固溶体中溶质原子溶入溶剂间隙中引起的点阵畸变较大，故不能形成无限互溶；置换固溶体中溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小。当溶质、溶剂尺寸相差越小，晶格畸变越小，能量越低，溶解度越大；两组元具有相同的晶体结构可形成无限互溶。

6.在固态下晶体的线缺陷对溶质原子的扩散有何影响？

答：①Ｑ↓——Ｄ↑——管道机制②Ｑ↑——Ｄ↓——陷阱机制

二作图计算题（共30分）

1、根据Fe-Fe3C相图画出含碳0.65％的铁碳合金的冷却曲线。指出平衡冷却，室温下相组成物、组织组成物是什么？并计算其相对含量。（12分）

参考答案：

相组成： α + Fe3C

组织组成：F + P + Fe3C III （少量、忽略） 室温下，相的相对含量：

室温下，组织相对含量：

忽略

2、在A 滑移面上有一环形位错，所受切应力如图所示，试分析在平面位错环上各段属于哪种类型的位错？作图表示位错运动的方向？（俯视观看）（8分） 答：

??????

?

=-==?--=???%10%

1%%4.90%100800.069.665.069.6%20203

20C C C Fe αα????

?????

-=-?--=-==?--==????%

%16%

%1000218

.077.065

.077.0%%%

%

84%

1000218

.077.00218

.065.0%%3337272072720ⅢⅢⅢC Fe C Fe C Fe F P C C

C C αγ%

03.0%16008.069.6008

.00218.0%203=?--=

℃ⅢC Fe L → γ

γ

γ → α

α → Fe 3C III

γ →(α＋Fe 3C ）共析

3、下图为Cu-Zn 相图，图中有多少三相平衡，写出它们的反应式。（8分） 答：

⑴包晶反应 α+ L→β; ⑵包晶反应 β+ L→γ; ⑶包晶反应 γ+ L→δ; ⑷包晶反应 δ+ L→ε; ⑸包晶反应 ε+ L→η; ⑹共析反应 δ→r +ε;

4、已知单晶铜的｛111｝滑移系的临界分切应力τk 为1MPa ，请问： ①要使面上产生方向的滑移，则在方向上应施加多大的应力？ ②假设在单晶铜中只开动滑移系，那么随着滑移的进行，拉伸试样中面会产生什么现象？它对随后的进一步变形有何影响？（10分）

（1）

[]101

()111[]101

[]001()[]101

111()1112

222222

1

2

12

12

12121cos w v u w v u w w v v u u ++++++=

α 位错运

滑移面的法线方向和拉力轴 的夹角 与拉力轴的夹角

需要施加的力

（2）（111）面会发生转动。晶面转动使晶体位相发生改变，使滑移面和滑移方

向逐渐趋于平行拉伸轴线方向，从而使后续塑性变形所需外力进一步增大。

三 综合题（每题15分，共30分）

1、为了细化纯铝板晶粒，采用冷变性的方法将其变形3％～5％，之后采用620℃退火1ｈ，组织反而粗化，增大冷变形至80％以上，再于620℃退火1ｈ，组织仍然粗大。分析其原因，指出上述工艺不合理之处并拟定一种合理的晶粒细化工艺。（Ｔ再＝0.4Ｔ溶 纯铝熔点为660℃ ） 答：前一种为临界变形度下变形，高温退火再结晶驱动力小，形核少，晶粒粗大；后种工艺，在大变形下，根据Ｔ再＝0.4Ｔ溶 计算，T 再≈100℃，故再结晶温度不得大于200℃为宜，由于采用了620℃高温退火，晶粒异常长大（二次再结晶），造成晶粒粗大。正确工艺：＞70%以上冷变形，之后150℃退火1h

2、简述60#钢（含碳0.6%）平衡结晶（假设为均匀形核）需要满足的条件 答：

综合模拟测试

一、简答题（每题6分，共30分）

1. 请简述工程材料的分类。

2. 请简述滑移和孪生变形的特点？

()11

1[]

111[]

001

31

1001

11110101cos 2

22222=

++++?+?+?=φ[]101[]00121

1001011

10001cos 2

22222=

++++?+?+?=

λMPa

45.2cos cos ==λφτ

σ结构条件：

能量条件：

晶核

热力学条件：

成分条件：

3. 若将一位错线的正方向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变？位错的类型是否改变？

4. 动态再结晶与静态再结晶后的组织有何差别？力学性能有何差别？

5. 请简述金属间化合物的一般特性。

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1. 设有一条内径为30mm 的厚壁管道，被壁厚0.1mm 的铁膜隔开。由管子一端通入氮气，保持铁膜一侧活性氮原子浓度为1200 mol/m 3，另一侧为100 mol/m 3。如果在700℃下测得通过管道的氮气流量为

2.8×10-4 mol/s ，求此时氮原子在铁中的扩散系数。 2. 请在立方晶胞中绘出

和

两晶面，并计算其夹角。

3. 请分别绘出室温下，共析钢、过共晶白口铸铁平衡组织；Al-5.0wt%Cu 合金平衡组织；Al-13%Si 合金平衡组织。

4. 已知简单三元共晶的投影图，且A-B 共晶温度最高，B-C 共晶温度稍低，A-C 共晶温度最低。请绘出介于B-C 和A-C 共晶温度之间的等温截面，以及AE 垂直截面图，并标注各区域的相组成。

A

B

C

共析钢 过共晶白口铸铁

Al-5.0wt%Cu

Al-13%Si

三、综合分析题（每题15分，共30分）

1.请以层片状共晶组织为例，论述二元共晶时如何满足成分条件。

2.根据Al-Zr二元相图回答：

1)写出1490℃、1250℃、975℃、940℃的相变反应，并判断反应类型。

2)画出x＝50.0％合金平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应。

3)计算x＝30.0％合金平衡结晶到室温下的相组成。

综合模拟测试参考答案

一、简答题（每题6分，共30分）

1.请简述工程材料的分类。

答：金属材料，陶瓷材料，高分子材料，复合材料。

2.请简述滑移和孪生变形的特点？

答：滑移变形特点：

1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变

2）滑移线与应力轴呈一定角度

3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上

4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带

5）特定晶面，特定晶向

孪生变形特点：

1) 部分晶体发生均匀切变

2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化

3) 临界切分应力大

4) 孪生对塑变贡献小于滑移

5) 产生表面浮凸

3.若将一位错线的正方向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变？位

错的类型是否改变？

答：柏氏矢量反向。位错类型不变，符号改变。

4.动态再结晶与静态再结晶后的组织有何差别？力学性能有何差别？

答：动态再结晶后获得中心有畸变的等轴晶，晶粒内部有被缠结位错分割的亚晶。静态再结晶后获得低位错密度的等轴晶。一般，动态再结晶后的强度、硬度比静态再结晶的高。

5.请简述金属间化合物的一般特性。

答：金属间化合物种类繁多，机构复杂，一般具有极高的硬度，较高的熔点，塑形差。往往具有特殊的物理化学性质。

二、作图计算题（每题10分，共40分）

1.设有一条内径为30mm的厚壁管道，被壁厚0.1mm的铁膜隔开。由管子一

端通入氮气，保持铁膜一侧活性氮原子浓度为1200 mol/m3，另一侧为100 mol/m3。如果在700℃下测得通过管道的氮气流量为2.8×10-4 mol/s，求此时氮原子在铁中的扩散系数。

答：满足扩散第一定律应用条件，得：

活性氮原子通量为：

铁膜中活性氮原子浓度梯度为：

由扩散第一定律：

2.请在立方晶胞中绘出和两晶面，并计算其夹角。

答：

α=19.1°

3.请分别绘出室温下，共析钢、过共晶白口铸铁平衡组织；Al-5.0wt%Cu合金

平衡组织；Al-13%Si合金平衡组织。

4.已知简单三元共晶的投影图，且A-B共晶温度最高，B-C共晶温度稍低，A-C

西北工业大学材料科学基础考研真题及答案

2005年西北工业大学硕士研究生入学试题 ------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------- 试题名称：材料科学基础（A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 一、简答题（每题8分） 1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？ 3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？ 4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？ 5. 请简述回复的机制及其驱动力。 二、计算、作图题：（共60分，每小题12分） 1. 在面心立方晶体中，分别画出、和、，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为[001]，请问哪些滑移系可以开动？ 2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。 （1） （2） 3. 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？ 4. 若将一块铁由室温20℃加热至850℃，然后非常快地冷却到20℃，请计算处 理前后空位数变化（设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J，气体常数为 8.314J/mol·K）。 5. 已知三元简单共晶的投影图，见附图， （1）请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知TA>TD）； （2）请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。 三、综合分析题：（共50分，每小题25分） 1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的 特点和机理。 2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题： （1）分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线； （2）说明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量； （3）如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金，求该合金的成分； （4）分析在快速冷却条件下，I、II两合金获得的组织有何不同。 2006年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、简答题（每题10 分，共50 分）

自动控制原理课后习题答案 西北工业大学出社

第五章 线性系统的频域分析与校正 习题与解答 5-1 试求题5-75图(a)、(b)网络的频率特性。 u r R 1 u c R 2 C C R 2R 1 u r u c (a) (b) 图5-75 R-C 网络 解 （a)依图： ???? ????? +==+=++= + + =21211112 12111111 22 1 )1(11) ()(R R C R R T C R R R R K s T s K sC R sC R R R s U s U r c ττ ω ωτωωωωω11121212121) 1()()()(jT j K C R R j R R C R R j R j U j U j G r c a ++=+++== (b)依图：?? ?+==++=+ ++ =C R R T C R s T s sC R R sC R s U s U r c )(1 1 11) () (212 2222212ττ ω ω τωωωωω2221211)(11)()()(jT j C R R j C R j j U j U j G r c b ++=+++== 5-2 某系统结构图如题5-76图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出)(t c s 和稳态误差)(t e s （1） t t r 2sin )(= （2） )452cos(2)30sin()(?--?+=t t t r 解 系统闭环传递函数为: 2 1 )(+= Φs s 图5-76 系统结构图

频率特性: 2 244221)(ω ω ωωω+-++=+=Φj j j 幅频特性: 2 41 )(ω ω+= Φj 相频特性: )2arctan()(ω ω?-= 系统误差传递函数: ,2 1 )(11)(++=+= Φs s s G s e 则 )2 arctan(arctan )(, 41)(22ω ωω?ωωω-=++= Φj j e e （1）当t t r 2sin )(=时, 2=ω，r m =1 则 ,35.08 1 )(2== Φ=ωωj ο45)22 arctan()2(-=-=j ? ο 4.186 2 arctan )2(, 79.085 )(2====Φ=j j e e ?ωω )452sin(35.0)2sin()2(οο-=-Φ=t t j r c m ss ? )4.182sin(79.0)2sin()2(ο +=-Φ=t t j r e e e m ss ? （2） 当 )452cos(2)30sin()(?--?+=t t t r 时: ???====2 , 21,12211m m r r ωω ο5.26)21arctan()1(45.055)1(-=-=== Φj j ? ο4.18)3 1arctan()1(63.0510)1(====Φj j e e ? )]2(452cos[)2()]1(30sin[)1()(j t j r j t j r t c m m s ??+-?Φ-++?Φ=ο ο )902cos(7.0)4.3sin(4.0ο ο --+=t t )]2(452cos[)2()]1(30sin[)1()(j t j r j t j r t e e e m e e m s ??+-?Φ-++?Φ=ο ο )6.262cos(58.1)4.48sin(63.0ο ο --+=t t 5-3 若系统单位阶跃响应 )0(8.08.11)(94≥+-=--t e e t h t t 试求系统频率特性。

西北工业大学材料科学基础历年真题与答案解析(1)

西北工业大学 2012年硕士研究生入学考试试题答案 试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请简述滑移和孪生变形的特点？ 答： 滑移变形特点： 1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变 2）滑移线与应力轴呈一定角度 3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上 4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带 5）特定晶面，特定晶向 孪生变形特点： 1) 部分晶体发生均匀切变 2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化 3) 临界切分应力大 4) 孪生对塑变贡献小于滑移 5) 产生表面浮凸 2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？ 答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。 3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯 铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。 答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。 铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。因而铜的塑性好于铁。 4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相 区中，相成分的变化规律。

机械设计基础习题(西北工业大学版)4(推荐文档)

第八章 8-9.在图示轮系中，已知各轮齿数，试计算传动比14i （大小及转向关系）。 解：234114412345303412151517 z z z n i n z z z ''??====?? 8-10.图示为一手动提升机构。已知各轮齿数及蜗轮2'的头数2z '=2（右旋），与蜗轮固连的鼓轮Q 的直径0.2Q d mm =，手柄A 的半径0.1A r m =。当需要提升的物品W 的重力20w F kN =时，试计算作用在手柄A 上的力F （不考虑机构中德摩擦损失）。 解：231312133140120120202 2200.1120.11206Q A w Q w A z z i z z d F r F d F F kN kN r ωωωω'?===???=? ????===??

8-11.在图示轮系中，已知各轮齿数，齿轮1的转速1200/min n r =。试求行星架Ｈ的转速H n 。 解：2311113 33121745 1.501730H H H H H H H z z n n n n n i n n n n z z '--?======--? 200 1.5400/min H H H n n n r -=-=- 8-12.图示为行星搅拌机构简图，已知各轮齿数，当行星架H 以31/H rad s ω=的角速度回转时，求搅拌叶片F 的角速度F ω的大小及转向。 解：111212 222210201402H H H H H H H H H n n n z i n n n z ωωωωωωω---=====-=-=---- 22031131293/rad s ωω-=--= 8-13.图示为一矿井用电钻的行星轮系，已知131545z z ==、，电动机转速

自动控制原理课后答案西工大版

一、 习 题 及 解 答 第1章习题及解答 1-1 根据图1-15所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：，d a ?c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 图1-16是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的工作原理，并画出系统方框图。 图1-16 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，

偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。 1-3 图1-17为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 图1-17 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定电压r u 进行比较，得出所控制偏差电压，经电压放大器、功率放大器放大成后，作为 况下，炉温等于某个期望值e u a u 控制电动机的电枢电压。 在正常情T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=?=f r e u u u 故01，==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失量正好等于从加热器吸的热取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以

西工大——材料性能学期末考试总结

材料性能学 第一章材料单向静拉伸的力学性能 一、名词解释。 1.工程应力:载荷除以试件的原始截面积即得工程应力σ，σ=F／A0。 2.工程应变：伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=Δl／l0。 3.弹性模数：产生100％弹性变形所需的应力。 4.比弹性模数（比模数、比刚度）：指材料的弹性模数与其单位体积质量的比值。（一般适用于航空业） 5.比例极限σp：保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力—应变曲线上开始偏离直线时的应力值。 6.弹性极限σe：弹性变形过渡到弹-塑性变形（屈服变形）时的应力。 7.规定非比例伸长应力σp：即试验时非比例伸长达到原始标距长度(L0)规定的百分比时的应力。 8.弹性比功(弹性比能或应变比能) a e: 弹性变形过程中吸收变形功的能力，一般用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功来表示。 9.滞弹性：是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 10.粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。 11.伪弹性：是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅的弹性变形的现象。 12.包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（1-4%），然后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 13.内耗：弹性滞后使加载时材料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能，即部分能量被材料吸收。（弹性滞后环的面积） 14.滑移：金属材料在切应力作用下,正应力在某面上的切应力达到临界切应力产生的塑变,即沿一定的晶面和晶向进行的切变。 15.孪生：晶体受切应力作用后,沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)在一个区域内连续性的顺序切变,使晶体仿佛产生扭折现象。 16.塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力。 17.超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率(约1000％)，而不发生缩颈和断裂的现象。 18.韧性断裂：材料断裂前及断裂过程中产生明显的塑性变形的断裂过程。 19.脆性断裂：材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。 20.剪切断裂：材料在切应力的作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。 21.解理断裂：在正应力的作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。 22.韧性：是材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 23.银纹：聚合物材料在张应力作用下表面或内部出现的垂直于应力方向的裂隙。当光线照射到裂隙面的入射角超过临界角时，裂隙因全反射而呈银色。 24.河流花样：在电子显微镜中解理台阶呈现出形似地球上的河流状形貌，故名河流状花样。 25.解理台阶：解理断裂断口形貌中不同高度的解理面之间存在台阶称为解理台阶。 26.韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。 27.理论断裂强度：在外加正应力作用下，将晶体中的两个原子面沿着垂直于外力方向拉断所需的应力称为理论断裂强度。 28.真实断裂强度：用单向静拉伸时的实际断裂拉伸力Fk除以试样最终断裂截面积Ak所得应力值。 29.静力韧度：通常将静拉伸的σ——ε曲线下所包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能。 二、填空题。 1. 整个拉伸过程的变形可分为弹性变形，屈服变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形四个阶段。 2. 材料产生弹性变形的本质是由于构成材料原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反应。 3. 在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。

西工大机试试题

2003西北工业大学程序设计选拔赛 上机竞赛题 注：本次竞赛机试共8题，时间为4小时，答题多者获胜；若题数相同，按时间先后排序。 可以查阅文字资料，但禁止使用电子资料；违者取消比赛资格。 一．矩阵乘法 问题描述： 对给定的两个“实数”矩阵，输出它们的乘积。 例如：若输入??????654321和?? ?? ? ?????121110987654321，应输出?? ????0.1280.1130.980.830.560.500.440.38。 输入输出： 输入文件包括多组测试用例，以“0 0 0”标志文件结束，该行无需处理。 每个测试用例第一行为三个正整数k n m ，，(101≤≤k n m ，，)，表示以下m 行为一个n m ?的矩阵 A ，再接下来的n 行为k n ?的矩阵 B 。每行各元素间用一个空格隔开。 输出矩阵A 与矩阵B 的乘积B A C ?=。C 中元素一律“四舍五入”保留一位小数。 每个测试用例之间输出一个空行。 二．混合排序 问题描述： 完成对单词和数字的混合排序。输入文件中给出若干序列，其中包含有单词和数字。你的任务就是对这些序列完成排序(单词按词典序排列，不区分大小写；数字按从小到大的顺序排列）。要求：如果序列中某元素是单词，则排序后的序列中此位置仍为单词，数字仍为数字。 输入输出： 输入文件包括多组测试用例，每个测试用例占一行，以“.”标志文件结束，该行无需处理。 输入文件每行为一个序列。序列中的每个元素(单词或数字)以逗号加空格隔开，序列以句号结束。 输出排序后的序列，序列的每个元素以逗号加空格隔开，序列以句号结束，每个序列占一行。

三．数字河 问题描述： 数字河中的一个数n 的后继数是n 加上其每位数字的和。例如，12345的后继数是12360，因为12345＋1＋2＋3＋4＋5＝12360。如果数字河的第一个数为k ，我们就称此数字河为river k 。例如，river 480 代表序列{480, 492, 507, 519, ...}，river 483 代表序列{483, 498, 519, ...}。 当两个数字河有相同的元素时，我们称这两个数字河在此元素处相遇。例如，river 480 和river 483 在元素519处相遇。所有数字河都会和river 1, river 3 或river 9 相遇。编程计算给定的数字河最先与以上三条河流中的哪一条相遇，在何元素处相遇？ 输入输出： 输入文件包括多组测试用例，每个测试用例占一行，以“0”标志文件结束，该行无需处理。 每行给定一个整数n ，163841≤≤n ，即river n 。 对于每个测试用例输出两行，第一行为测试用例号，第二行输出“first meets river x at y ”。其中，y 表示river n 最先遇到的river x 中的最小元素值(x = 1,3,9)。 示例输入 示例输出 117 52 0 Case #1 first meets river 9 at 117 Case #2 first meets river 1 at 107 四．盘子问题 问题描述： 有m 个白色盘子和n 个黑色盘子放置在一个带有转动器的椭圆形的轨道上。现在能对这些盘子进行“旋转”和“顺时针移动”两种操作，如图1所示： 图1 两种合法的操作 我们的目标是“反复使用以上两种操作把相同颜色的盘子放在相临的位子上”。即如图2所示： 图2 我们的目标

西工大材料科学基础2017考研复习笔记

第一章材料中的原子排列 第一节原子的结合方式 1 原子结构 2 原子结合键 （1）离子键与离子晶体 原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。如氧化物陶瓷。 （2 ）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。如高分子材料。 （3 ）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。如金属。金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。 （3 ）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。分子晶体：熔点低，硬度低。如高分子材料。 氢键：（离子结合）X-H---Y （氢键结合），有方向性，如O-H —O （4 ）混合键。如复合材料。 3 结合键分类 （1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。 （2）二次键（物理键）：分子键和氢键。 4 原子的排列方式 （1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。长程有序，各向异性。 （2 ）非晶体：--------------------- 不规则排列。长程无序，各向同性。 第二节原子的规则排列 一晶体学基础 1 空间点阵与晶体结构 （1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。图1-5 特征：a 原子的理想排列；b 有14 种。 其中：空间点阵中的点－阵点。它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。 （2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。 2 晶胞图1－6 （1 ）―――:构成空间点阵的最基本单元。 （2 ）选取原则： a 能够充分反映空间点阵的对称性； b 相等的棱和角的数目最多； c 具有尽可能多的直角； d 体积最小。 （3 ）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角a , B表示。 （4）晶胞中点的位置表示（坐标法）。 3布拉菲点阵图1 —7 14 种点阵分属7 个晶系。 4 晶向指数与晶面指数晶向：空间点阵中各阵点列的方向。晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面。国际上通 用米勒指数标定晶向和晶面。 （1）晶向指数的标定 a建立坐标系。确定原点（阵点）、坐标轴和度量单位（棱边）。 b 求坐标。u' ,v ' ,w '。 c化整数。u,v,w. d 加［］。［uvw］。 说明： a指数意义：代表相互平行、方向一致的所有晶向。b负值： 标于数字上方，表示同一晶向的相反方向。

西北工业大学材料科学基础考研课程试题集_百度文库

《材料科学基础》考试大纲 一、考试内容 1．工程材料中的原子排列 （1）原子键合，工程材料种类； （2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。 （3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。 2．固体中的相结构 （1）固溶体的分类、性能及特征 （2）金属间化合物的分类、性能及特征； （3）玻璃相性能及特征。 3．凝固与结晶 （1）结晶的基本规律、基本条件； （2）晶核的形成与长大； （3）结晶理论的应用。 4．二元相图 （1）相图的基本知识； （2）二元匀晶相图及固溶体的结晶，共晶相图及共晶转变，包晶相图及包晶转变； （3）二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用，相图的热力学基础。5．固体中的扩散： （1）扩散定律及其应用； （2）扩散的微观机理，影响扩散的因素； （3）扩散的热力学理论； （4）反应扩散。 6．塑性变形： （1）单晶体的塑性变形； （2）多晶体的塑性变形； （3）合金的塑性变形； （4）冷变形金属的组织与性能，超塑性。 7．回复与与结晶： （1）冷变形金属在加热时的变化； （2）回复机制； （3）再结晶及再结晶后的晶粒长大；

（4）金属的热变形。 二、参考书目 1. 《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，2003 2. 《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，2000 3. 《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，2000 4. 《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，1998 2004年西北工业大学硕士研究生入学试 题 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算、作图题：（共60分，每小题12分） 1、求[11]和[20]两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2、氧化镁（MgO）具有NaCl型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： （1）若其离子半径Mg=0.066nm，＝0.140nm，则其原子堆积密度 为多少？ （2）如果＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 3、已知液态纯镍在1.013×105 Pa（1大气压），过冷度为319 K时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm，纯镍熔点为1726 K，熔化热ΔHm＝ 18075J/mol，摩尔体积Vs＝6.6cm3/mol，试计算纯镍的液－固界面能和临 界形核功。 4、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。

西工大noj复习资料完整版

西北工业大学POJ答案 绝对是史上最全版（不止100题哦……按首字母排序） 1.“1“的传奇 2.A+B 3.A+BⅡ 4.AB 5.ACKERMAN 6.Arithmetic Progressions 7.Bee 8.Checksum algorithm 9.Coin Test 10.Dexter need help 11.Double 12.Easy problem 13.Favorite number 14.Graveyard 15.Hailstone 16.Hanoi Ⅱ 17.Houseboat 18.Music Composer

19.Redistribute wealth 20.Road trip 21.Scoring 22.Specialized Numbers 23.Sticks 24.Sum of Consecutive 25.Symmetric Sort 26.The Clock 27.The Ratio of gainers to losers 28.VOL大学乒乓球比赛 29.毕业设计论文打印 30.边沿与内芯的差 31.不会吧，又是A+B 32.不屈的小蜗 33.操场训练 34.插入链表节点 35.插入排序 36.插入字符 37.成绩表计算 38.成绩转换 39.出租车费 40.除法

41.创建与遍历职工链表 42.大数乘法 43.大数除法 44.大数加法 45.单词频次 46.迭代求根 47.多项式的猜想 48.二分查找 49.二分求根 50.发工资的日子 51.方差 52.分离单词 53.分数拆分 54.分数化小数 55.分数加减法 56.复数 57.高低交换 58.公园喷水器 59.韩信点兵 60.行程编码压缩算法 61.合并字符串 62.猴子分桃

西工大材料考试题答案

西北工业大学 2011年硕士研究生入学考试试题参考答案 试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 7 页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、 螺位错的主要特征。 答：刃型位错： 1)1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2)2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。 3)3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直 4)4滑移面惟一 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致） 6)6位错线与柏氏矢量垂直 螺型位错： 1)1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状 2)2螺位错应力场为纯切应力场 3)3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线 4)4螺型位错的滑移面是不惟一； 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。 6)6位错线与柏氏矢量平行 2.何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困 难？ 答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结晶退火。 3.什么是离异共晶？如何形成的？ 答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初

生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。 4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。 答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。 5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni ，另一个含 50%Ni ，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？ 答：50%Ni 的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，冷速较快不容易达到成分均匀化。 二、 作图计算题（每题15分，共60分） 1、写出{112}晶面族的等价晶面。 答： )21()12()11()211()12()11( )211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2a a a →+ 答：几何条件： ]001[]002[2 ]111[2]111[2a a a a ==+，满足几何条件 能量条件： ( )2 2 2 2 2 2 32 2 2222 2222 2 211 004311121)1()1(2a a b a a a b b =++==?? ? ??+++??? ??+-+-=+ 不满足能量条件，反应不能进行。

机械设计基础答案 西工大版

第一章前面有一点不一样，总体还行~~~ 1-1.机械零件常用的材料有哪些？为零件选材时应考虑哪些主要要求？ 解：机械零件常用的材料有：钢(普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、铸钢)，铸铁，有色金属（铜及铜合金、铝及铝合金）和工程塑料。为零件选材时应考虑的主要要求： 1.使用方面的要求： 1）零件所受载荷的大小性质，以及应力状态， 2）零件的工作条件， 3）对零件尺寸及重量的限制， 4）零件的重要程度， 5）其他特殊要求。 2.工艺方面的要求。 3.经济方面的要求。 1-2.试说明下列材料牌号的意义：Q235,45,40Cr,65Mn,ZG230-450,HT200,ZcuSn10P1,LC4. 解：Q235是指当这种材料的厚度（或直径）≤16mm时的屈服值不低于235Mpa。45是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十五。 40Cr是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之四十并且含有平均质量分数低于1.5%的Cr元素。 65Mn是指该种钢的平均碳的质量分数为万分之六十五并且含有平均质量分数低于1.5%的Mn元素。

ZG230-450表明该材料为铸钢，并且屈服点为230，抗拉强度为450. HT200表明该材料为灰铸铁，并且材料的最小抗拉强度值为200Mpa. ZCuSn10P1铸造用的含10%Sn、1%P其余为铜元素的合金。 LC4表示铝硅系超硬铝。 1-6.标准化在机械设计中有何重要意义？ 解：有利于保证产品质量，减轻设计工作量，便于零部件的互换和组织专业化的大生产，以及降低生产成本，并且简化了设计方法，缩短了设计时间，加快了设计进程，具有先进性、规范性和实用性，遵照标准可避免或减少由于个人经验不足而出现的偏差。 第二章 2-7.为什么要提出强度理论？第二、第三强度理论各适用什么场合？ 解：材料在应用中不是受简单的拉伸、剪切等简单应力状态，而是各种应力组成的复杂应力状态，为了判断复杂应力状态下材料的失效原因，提出了四种强度理论，分别为最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、畸变能密度理论。 第二强度理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，适用于石料、混凝土、铸铁等脆性材料的失效场合。 第三强度条件：认为最大切应力是引起屈服的主要因素，适用于低碳钢等塑性材料的失效场合。 2-15.画出图示梁的弯矩图。 解： F0,F F F0, M0,F*3a M F*a0 F0,F F A B A B B A ∑=+-= ∑=+-= ==

西工大材料科学基础0413年真题

西北工业大学 2004年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算作图题（共60分，每小题12分） 1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： 1）若其离子半径 +2Mg r =，-2O r ＝，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核， 设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ， 摩尔体积Vs ＝mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。 4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。若已知钢的屈服强 度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu ＝110GPa 。问： 1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？ 2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？ 3）该复合材料的弹性模量为多少？ 三、综合分析题：（共50分，每小题25分） 1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、 。

西北工业大学自动控制原理 (1)

第一章：自动控制理论的一般概念 §1.1引言 §1.2自动控制理论发展概述 发展过程： 19世纪 ???????→?呼应 与西方工业革命发展相 ?? ????????频域复域时域 20世纪60年代初 ??????→?与航天技术发展相呼应 ??? ???????????系统辩识等最佳估计最优控制线性系统 应用：深入到人民生产、生活的各个领域 日常生活：收音机、电视机、冰箱、空调、汽车、飞机… 工程：数控机床、合成塔、核反应堆… 军事:火炮群、导弹、特种炸弹、垂直起降飞机… 科技：航天飞机、卫星姿态控制、机器人… §1.3自动控制和自动控制系统的基本概念 ◇ 自动控制: 在无人直接参与的情况下，使被控对象的一个物理 量（被控量）按预定规律（给定量）运行。 出）（单入古典控制理论/出） （多入现（近）代控制理论/

◇自动控制系统：能对被控对象的工作状态进行自动控制的系统。 举例：被控对象被控量C给定量R 炉温控制系统烘炉炉温T u r（T希望值）X-Y记录仪笔笔位移L u r（L希望值）液压控制系统水箱水箱水位H u r（H希望值） 1．开环（信号单向流动） 特点：简单、稳定、精度低。 2．闭环（信号有反向作用） 特点：复杂、抗干扰能力强、精度高、有稳定性问题。 3．复合（前向联系、反向作用） 特点：性能要求高时用之。 例如：炉温系统可以采用开环或闭环的。 闭环控制工作原理： 外部作用： ? ? ? r c r c 偏离 干扰量：使 跟踪 给定量：使 控制目的：排除干扰因素、影响、使被控量随给定量变化。 负反馈原理——构成闭环控制系统的核心

把系统的输出信号引回输入端，与输入信号相比较，利用所得的偏差信号进行控制，达到减小偏差、消除偏差的目的。 负反馈控制系统的特点——按偏差控制的具有负反馈的闭环系统1）、有反馈，信号流动构成闭回路。 2）、按偏差进行控制。 §1.4控制系统的组成 组成（以X-Y记录仪为例） 控制器： ①测量元件：测量被控量 ②比较元件：产生偏差信号 ③放大元件：对偏差信号进行幅值、功率放大 ④执行机构：对被控对象施加作用 ⑤校正元件：改善系统性能

机械设计基础习题(西北工业大学版)3

第七章 7-1.对于定传动比的齿轮传动，其齿廓曲线应满足的条件是什么？ 解：由于相啮合的齿廓在接触点处的公法线与连心线交于固定点，故齿廓曲线上任意一点的法线与连心线都交于固定点 。 7-2.节圆与分度圆、啮合角与压力角有什么区别？ 解：分度圆是指定义齿轮标准模数（并且压力角为20°时）乘以齿数所求得的直径。以轮心为圆心，过节点所作的圆称为节圆。也就是说分度圆在齿轮确定时是确定不变的，节圆是只有两齿轮啮合时才存在，单个齿轮没有节圆，并且节圆是随着中心距变化而变化的。渐开线齿廓上某点的法线（压力线方向），与齿廓上该点速度方向线所夹的锐角称为压力角，渐开线齿廓上各点的压力角不等。啮合角是在一般情况下（不指明哪个圆上的啮合角，一般就是指分度圆上的压力角），两相啮合齿轮的端面齿廓在接触点处的公法线与两节圆在节点处公切线所夹的锐角。 7-4.标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，下列参数：传动比、啮合角、分度圆半径、节圆半径、基圆半径、顶隙等中哪些发生变化？哪些不变？ 解：标准齿轮传动的实际中心距大于标准中心距时，由于a 变大，节圆半径变大,112212r (''''≠r ,r ≠r r 、r 为标准节圆半径），传动比不发生变化，顶隙变大，啮合角也变大。分度圆半径与基圆半径与齿轮本身相关，故不会发生变化。 7-8.模数和齿数相同的正变位齿轮与标准齿轮相比，下列参数d 、d b 、p 、s 、e 、f f d a h h d α、、、中哪些参数变大了？哪些参数变小了？哪些参数没有变？ 解：变大的参数：f d a h d s α、、、 变小的参数：f h 、e 不变的参数：d 、p 、d b 7-11. 现 有 一 闭 式 直 齿 轮 传 动 ， 已 知 输 入 功 率 1 1 121P =4k n 720/m i n , 18,55,w r z z m m m b m m b ======，输入转速，小齿轮材料为45钢，调质处理，齿面平均硬度为230HBS ，大齿轮材料为ZG310-570，正火处理，齿面平均硬度为180HBS 。齿轮双向转动，载荷有中等冲击，取K=1.6，齿轮相对轴承非对称布置。试校核该齿轮传动的强度。 解：1.确定许用压力 小齿轮的齿面平均硬度为230HBS 。查表得： []1230217513(545513)523.95255217H MPa MPa σ-?? =+ ?-=??-?? []1230217301(315301)0.7214.05255217F MPa MPa σ-?? =+ ?-?=??-??

西北工业大学《材料科学基础》课后题答案

1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。 2． 见附图2.2所示。 3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。 {110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。

{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。 )121()112()112()211()112()121( ) 211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 共12个等价面。 4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。 6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。 Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。 7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。 8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。 9． 9. 0.4×10-18/个原子。 10． 1.06×1014倍。 11． (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。 (2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。 12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位 错线平行。 (2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b 的台阶。

机械设计基础习题(西北工业大学版)5

第九章 9-1.带传动中的弹性滑动与打滑有什么区别对传动有何影响影响打滑的因素有哪些如何避免打滑 解：由于紧边和松边的力不一样导致带在两边的弹性变形不同而引起的带在带轮上的滑动，称为带的弹性滑动，是不可避免的。打滑是由于超载所引起的带在带轮上的全面滑动，是可以避免的。 由于弹性滑动的存在，使得从动轮的圆周速度低于主动轮的圆周速度，使得传动效率降低。 影响打滑的因素有：预紧力大小、小轮包角、当量摩擦因素。 避免打滑：及时调整预紧力，尽量使用摩擦因素大的、伸缩率小的皮带，对皮带打蜡。 9-3.试分析参数1112D i α、、的大小对带传动的工作能力有何影响 解：1D 越小，带的弯曲应力就越大。 1α 的大小影响带与带轮的摩擦力的大小，包角太小容易打滑（一般取1α≥0120） 12i 越大，单根V 带的基本额定功率的增量就越大。 9-4.带和带轮的摩擦因数、包角与有效拉力有何关系 解：ec 01 F =2F F 1 f e f e e αα -≥+，最大有效拉力ec F 与张紧力0F 、包角α和摩擦系数f 有关，增大0F 、α和f 均能增大最大有效拉力ec F 。 9-9.设计一由电动机驱动的普通V 带减速传动，已知电动机功率P=7KW ，转速 1=1440/min n r ，传动比123i =，传动比允许偏差为±5%，双班工作，载荷平稳。 解： 1.计算功率ca P 查表得，A K =1.2，则A =K P=1.278.4ca P kW ?= 2.选择带的截型 根据18.41440/min 9-9A ca P kW n r ==和查图选定型带。 3.确定带轮的基准直径12D D 和 参考图9-9和表9-3取小带轮的基准直径1D =100mm ，大带轮的基准直径 2121(1)3100(10.01)297D i D mm ε=-=??-=。 查表取标准值2315D mm =。

自动控制原理卢京潮主编课后习题答案西北工业大学出版社

自动控制原理卢京潮主编课后习题答案西北工 业大学出版社 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

第五章 线性系统的频域分析与校正 习题与解答 5-1 试求题5-75图(a)、(b)网络的频率特性。 (a) (b) 图5-75 R-C 网络 解 （a)依图：???? ????? +==+=++= + + = 21211112 12111111 221 )1(11) ()(R R C R R T C R R R R K s T s K sC R sC R R R s U s U r c ττ (b)依图：?? ?+==++=+ ++ =C R R T C R s T s sC R R sC R s U s U r c )(1 111)()(212 2222212ττ 5-2 某系统结构图如题5-76图所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出)(t c s 和稳态误差)(t e s （1） t t r 2sin )(= （2） )452cos(2)30sin()(?--?+=t t t r 解 系统闭环传递函数为: 2 1 )(+= Φs s 图5-76 系统结构图 频率特性: 2 244221)(ω ω ωωω+-++=+=Φj j j 幅频特性: 2 41 )(ω ω+= Φj 相频特性: )2arctan()(ω ω?-= 系统误差传递函数: ,2 1 )(11)(++=+= Φs s s G s e 则 )2arctan(arctan )(, 41)(2 2 ω ωω?ωωω-=++= Φj j e e （1）当t t r 2sin )(=时, 2=ω，r m =1 则 ,35.08 1)(2== Φ=ωωj 45)22 arctan()2(-=-=j ? （2） 当 )452cos(2)30sin()(?--?+=t t t r 时: ?? ?====2,21,122 11m m r r ωω