大连交通大学803材料科学基础考研大纲及样题

2018 年硕士研究生入学考试初试考研大纲
科目代码：803
科目名称：材料科学基础
适用专业：材料工程、材料科学与工程
考试时间：3 小时
考试方式：笔试
总 分：150 分
考试范围：
一、材料的晶体结构
原子结合键；晶体学基础知识；金属晶体的结构；离子晶体的结构；共价晶
体的结构。
二、晶体缺陷
点、线、面缺陷；位错的弹性行为；全位错和不全位错；位错反应和位错交
互作用。
三、材料的相结构及相图
材料的相结构；二元相图；铁－碳合金相；相图的热力学基础；三元相图及
其类型。
四、材料的凝固
材料凝固的基本规律；材料凝固时晶体的生长；固溶体合金的凝固；共晶合
金的凝固；制造工艺与凝固组织。
五、材料中的扩散与固态相变
扩散定律；扩散机制；扩散驱动力；影响扩散的因素；固态相变特点；固态
相变中的形核与长大；扩散型与无扩散型相变。
六、材料的变形与断裂
金属的弹性变形；滑移与孪生变形；单晶体的塑性变形；多晶体的塑性变形；
金属与合金的变形强化；冷变形金属的组织与性能；金属的断裂；冷变形金属的
回复与再结晶；金属的热变形与超塑性。
样 题：
一、名词解释（本大题共 10 小题，每小题 3 分，总计 30 分）
一、1. 配位数，2. 热加工，3. 位错反应，4. 中间相（金属化合物），5. 共析转变，
二、6. 莱氏体，7. Fick 第二定律，8. 直线法则，9. 细晶强化，10. 晶胞。
二、单项选择（本大题共 10 小题，每小题 2 分，总计 20 分）
1. 在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于（ ）。
A、交滑移 B、多系滑移 C、单滑移
2. 拉伸单晶时，滑移面转向（ ）时最易滑移。
A、与外力轴交成 45° B、与外力轴平行 C、与外力轴垂直
3. 据 Fe-Fe3C 相图，当铁碳合金碳含量为 wC=（ ）时其室温组织中 Fe3CⅡ
相对含量最高。
A、4.3% B、1.2% C、2.11%
4. 既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是（ ）。
A、加工硬化 B、固溶硬化 C、晶粒细化
5. 加工硬化是一种有用的强化手段，其缺点是（ ）。
A、只适用于双相材料 B、材料在高温下不适用 C、只适用于单晶体
6. 等径球最紧密堆积时，四面体空隙的体积（ ）八面体空隙的体积。
A、大于 B、等于 C、小于
7. 固溶体的晶格类型是（ ）的。
A、与溶剂晶格相同 B、与溶质晶格相同 C、与溶剂和溶质晶格都不同。
8. 刃型位错的滑移方向与切应力的方向（ ）。
A、平行 B、垂直 C、既不垂直也不平行
9. 纯金属凝固时，非均匀形核比均匀形核所需的过冷度要小得多，这是因为
（ ）。
A、非均匀形核的临界晶核半径较小 B、在未熔杂质上不需要再形核 C、非均
匀形核的临界形核功较小
10. 下面所列的组织中，塑性最好的是（ ）。
A、 Fe3C B、P C、A
三、简要回答下列问题（本大题共 6 小题，总计 40 分）
1、在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大并指出面密度和线密度
分别多少？（6 分）
2、固体材料中原子扩散驱动力是什么？晶体缺陷对扩散有何影响？（6 分）
3、为什么点缺陷在热力学上是稳定的，而位错则是不平衡的晶体缺陷？（6 分）
4、判断下列位错反应能否进行。（10 分）
(1) [10 1 ] [121] [11 1 ]
2 6 3
a a a
  （3 分） (2) [100] [101] [10 1 ]
2 2
a a
a   （3 分）
(3) [112] [111] [11 1 ]
3 2 6
a a a
  （2 分） (4) [100] [111] [1 1 1 ]
2 2
a a
a   （2 分）
5、为什么金属在热加工时塑性好？（6 分）
6、固溶体与纯金属的结晶有何异同？（6 分）
四、综合类型题（本大题共 4 小题，总计 60 分）
1、在立方晶系中的一个晶胞中画出 (111) 和 (112) 晶面，这两个晶面是否相交，
如果是，写出这两晶面交线的晶向指数并求它们之间的夹角（用反余弦函数表
示）。（10 分）
2、(1)分析含碳量为 0.45%的铁碳合金由液相到室温的平衡转变过程，画出室温
组织示意图；（8 分）
(2)计算含碳量为 0.45%的铁碳合金室温下的组织组成物和相组成物的相对量。
（12 分）
3、下图是三元相图液相面交线投影图。根据液相线的走向规律判断图中（a）、
（b）、（c）对应的四相平衡反应类型，并写出反应式。（15 分）
4、10 钢（含碳 0.1%）在 930℃渗碳，渗层厚度定义为从表面测量至碳含量为 0.3%
的位置，求渗层厚度和时间的关系式。（表面碳浓度达到碳在奥氏体中的饱和值
Cs=1.3%，此时
hmmDc
/106.3
22


，  86.0)( erf ）。（15 分）
α β
γ
α β
γ
α β
γ
(a) (b) (c)