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中南大学
2010年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码及名称：959 材料科学基础 考试时限：3小时 总分：150分 一、名词解释（30分）
二元包晶反应 成分过冷 弹性变形 σ
0.2
微观偏析
异常长大 动态再结晶 刃型位错 软取向 晶体
二、分析计算题（共6小题，70分）
1、根据凝固理论，试述纯金属结晶与固溶体结晶的异同。（12分） 2、根据图1所示的V-Cr-C三元相图液相面的投影图，写出各温度所发生四相平衡反应的反应式及反应类型。(8分) 图1省
3、计算面心立方结构（100）、（110）、（111）晶面的面间距和面密度（单位面积上的原子数）并分析面间距与面密度间的定性关系。（10分） 4、将经过70%拉伸冷变形的长铜棒（Cu的熔点为1083℃）一端浸入0℃冰水，
另一端加热到850℃（如图2），过程持续一个小时： 图2省
1)估计其再结晶温度；（4分）
2)分析沿试样长度方向的组织和硬度变化规律；（6分） 3)画出试样中组织连续变化示意图和硬度变化曲线。（6分）
5、分析柯肯达尔效应的形成机理和意义。若以纯铜和铝青铜组成扩散偶，标志物会向哪个方向移动？（12分）
6、什么是割阶硬化？若是螺位错中形成一割阶，分析割阶的高度不同，该螺位错的运动行为有什么不同？（10分）
三、综合题（共2小题，50分）
1、根据Fe-Fe3C相图：
1）分析碳在α-Fe和γ-Fe中形成固溶体的类型及固溶度的大小，并说明
原因；（5分）
2）画出Wc=0.45%的Fe-C合金室温下的组织示意图，并计算其组织的
相对量；（5分）
3）简述Wc=1.2%的Fe-C合金结晶过程及室温下的组织；（5分） 4）分析含碳量对碳钢力学性能的影响。（5分）
2、试叙述三种金属材料强化方法，并阐述其机理，给出各种方法下的应用实
例。（30分）
中南大学
2009年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码及名称：959 材料科学基础 考试时限：3小时 总分：150分
一、名词解释（本题30分，每小题3分）
配位数 有序度 扩展位错 自扩散 双交滑移 应变时效 能量起伏 调幅分解 区域熔炼 扩散型相变
二、分析计算题（本题共120分）
1、含12.3wt%Mn、1.34wt%的奥氏体钢，其点阵常数为0.3624nm，密度为
7.83g/cm3，已知C、Fe、Mn的原子量分别为12，55.84，54.92，试计算此奥氏体钢晶胞内的实际原子数，并分析C、Mn在此奥氏体钢的固溶方式。（15分）
aaa2、在铝单晶体中（FCC结构），位错反应[110]?[211]?[121]能否进
266行？写出反应后扩展位错宽度的表达式和式中各符号的含义；若反应前的a[110]是刃位错，则反应后的扩展位错能进行何种运动？能在哪个晶面2a上进行运动？若反应前的[110]是螺位错，则反应后的扩展位错能进行
2何种运动？（20分）
3、分别画出FCC结构的（101）、[101]、（111）、[110]和（111）、[011]，分析
它们能否构成可以开动的滑移系？（15分）
4、液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？合金成分对形成中
心等轴晶区有什么影响？（15分） 5、根据图1所示的Pb-Sn相图：
1）分析合金Ⅰ平衡凝固析出二次相的形貌特征，绘出平衡凝固过程图；（6分）
2）分析合金Ⅱ的相转变特征，计算在转变温度下的相组成；（6分） 3）分析合金Ⅲ与合金Ⅳ在结晶过程、室温组织上的异同；（8分） 图1省
6、一块有效厚度20mm的共析钢试样在湿氢（强脱碳性气氛）中进行如下处
理：
1）加热到780℃并长时间保温，然后空冷至室温； 2）加热到930℃并长时间保温，然后空冷至室温；
试分别分析经两种处理后试样从表面到心部的组织特征。（20分） 7、1）图2为Fe-W-C系低碳部分的液相面投影图，试写出所有四相反应。（8
分）
2）图3为Al-Mg-Mn系富Al角投影图，分析合金Ⅰ和Ⅱ的凝固过程。（7分）
中南大学
2008年硕士研究生入学考试试题
考试科目代码及名称：959 材料科学基础 考试时限：3小时 总分：150分
一、名词解释（本题30分，每小题3分）
变质处理 临界晶核 枝晶偏析 平衡分配系数 莱氏体 临界分切应力 Orowan机制 Cottroll气团 非共格相界 中间相
二、分析计算题（本题共120分）
1、简述典型纯金属凝固是固/液界面的微观结构及长大机制。试比较固溶体与纯金属结晶的异同。（20分） 2、根据Fe-Fe3C相图：（15分）
1）写出纯Fe的两种结构、单胞的致密度及其滑移面；（5分） 2）分析Wc对Fe-C合金室温组织和力学性能的影响；（5分） 3）分析45钢具有较好锻造性能的原因。（5分） 3、根据Pb-Bi相图（图1）回答下列问题：（15分）
（1）设X合金平衡凝固完毕时的组织为（Bi）初晶+[β+(Bi)]共晶，并初晶与
共晶的百分含量相等，则该合金的成分是多少？（5分）
（2）分析Pb-40%Bi合金非平衡凝固后室温下组织与平衡凝固组织有何不同？
为什么？(5分)
（3）试分析WBi＜12%的Bi-Pb合金能否采用形变强化提高强度？为什么？（5
分） 图1、2省
4、三元相图：（15分）
（1）图2（见上）是有限溶解三元共晶相图的投影图，画出mn垂直截面图，写
出X合金的室温组织。（6分）
（2）图3是Fe-Cr-C系12%Cr垂直截面图，写出Wc=0.2%合金在平衡冷却时的结
晶过程。（6分）
（3）根据图3，分析2Cr13钢热处理的加热温度大约是多少？(3分)
图3省
5、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分）
6、试分析晶界在材料塑性变形中的作用。（10分）
7、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。（10分） 8、当Fe从FCC结构转变为BCC结构时，