【冲刺】2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料 科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案
考研专业课模拟试题 模拟试题简介 试题名称： 【冲刺】2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》 考研冲刺模拟五套题及参考答案 试题题型： 名词解释+简答题 参考书目： 《金属学与热处理》崔忠圻、覃耀春主编 适用院系： （000）不分院系所
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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（一） ........................................................................................................................4 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（二） ........................................................................................................................5 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（三） ........................................................................................................................7 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（四） ........................................................................................................................8 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（五） ........................................................................................................................9
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考研专业课模拟试题 2027 年考研专业课模拟试题-冲刺阶段使用 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（一） 一、名词解释 1． 组元 【答案】组成合金最基本的、独立的物质称为组元。 2． 中间相 【答案】超过固溶体的固溶度极限后，形成晶体结构和任一组元都不相同的一种新相，因位于相图中 间，又称为中间相。青岛掌й心博Т阅电子书 3． 枝晶偏析 【答案】合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。 4． 细晶强化 【答案】通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化，工业上将通过细化晶粒以提 高材料强度。 二、简答题 5． 一个位错环能否各部分都是螺型位错或各部分都是刃型位错，试说明之。 【答案】不能。 位错环是弯曲闭合的，而一根位错线具有唯一的柏氏矢量，所以在位错环上必然有与柏氏矢量垂直的 部分，也有与柏氏矢量垂直的部分，也就是说位错环是具有刃型位错和螺型位错的混合型位错。 6． 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表层向内部 扩散的热处理方法。试问： （1）温度高低对渗碳速度有何影响? （2）渗碳应当在 r-Fe 中进行还是应当在α-Fe 中进行? （3）空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？ 【答案】 （1）温度越高，渗碳速度越快，反之，渗碳速度越慢。 （2）虽然 Dα-Fe≈163Dγ-Fe，但是钢在渗碳时仍然在 r-Fe 中进行。原因是温度高有利于原子的扩 散；还有γ-Fe 的溶碳能力》α-Fe。 （3）空位密度和位错密度越大则渗碳速度越快；晶粒越小渗碳速度越快。因为空位密度和位错密度 越大，晶界越多，晶格畸变能越大，原子扩散所需激活能越小，原子就越容易迁移。 7． 点缺陷（如间隙原子或代位原子）和线缺陷（如位错）为何会发生交互作用?这种交互作用如何影响 力学性能? 【答案】点缺陷产生畸变，使局部能量提高，附近有弹性应变场；位错也是如此，但位错周围不同位 置应力场状态不同，有的为压应力，有的为拉应力；点缺陷会聚集到位错上使应变能降低，使系统的能量 下降，吸附溶质的位错是一种稳定组态；此时位错被钉扎而难以运动，使强度提高，会产生上下屈服点效 应。
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考研专业课模拟试题 2027 年中国铁道科学研究院 080500 材料科学与工程《803 材料科学基础 2：金属学与热处理》考研冲刺 模拟五套题及参考答案（二） 一、名词解释 1． 大角度晶界 【答案】相邻晶粒位向差小于 10°的晶界。 2． 柏氏矢量 【答案】在实际晶体中沿逆时针方向环绕位错线作一个闭合回路。在完整晶体中以同样的方向和步数 作相同的回路，由回路的终点向起点引一矢量，该矢量即为这条位错线的柏氏矢量。 3． 过冷度 【答案】理论结晶温度（T0）和实际结晶温度（T1）之间存在的温度差。 4． 间隙扩散机制 【答案】间隙原子从一个间隙位置移动到另一个间隙位置而进行的扩散。 二、简答题 5． 何谓成分过冷？成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组织有何影响？ 【答案】成分过冷： 固溶体合金在结晶时，由于选分结晶现象，溶质组元必然会重新分布，导致在固液界面前沿形成溶质 的浓度梯度，造成固液界面前沿一定范围内的液相其实际温度低于平衡结晶温度，出现了一个由于成分差 别引起的过冷区域。过冷度为平衡结晶温度与实际温度之差，这个过冷度是由成分变化引起的，所以称之 为成分过冷。 成分过冷对固溶体结晶时晶体长大方式和铸锭组织的影响： 在固液界面前沿无成分过冷区域时，晶体以平面长大方式生长，长大速度完全受散热条件控制，最后 形成平面状的晶粒组织； 在过冷区域比较小时，固液界面上的偶然突出部分，可伸入过冷区长大，突出部分约为 0.1-1mm，晶 体生长是稳定的凹凸不平界面以恒速向液体中推进。这种凹凸不平的界面通常称之为胞状界面，具有胞状 界面的晶粒组织称为胞状组织，因为它的显微形态很像蜂窝，所以又称为蜂窝组织，它的横截面典型形态 呈规则的六变形； 在过冷区域较大时，则固溶体合金的结晶条件与纯金属在负温度梯度下的结晶条件相似，在固液界面 上的突出部分可以向液相中突出相当大的距离，在纵向生长的同时，又从其侧面产生突出分枝，最终发展 成树枝晶组织。 6． 说明晶体生长形状与温度梯度的关系。 【答案】液相中的温度梯度分为： 正温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况。 负温度梯度：指液相中的温度随至固液界面距离的增加而降低的温度分布情况。 固液界面的微观结构分为： 光滑界面：从原子尺度看，界面是光滑的，液固两相被截然分开。在金相显微镜下，由曲折的若干小 平面组成。 粗糙界面：从原子尺度看，界面高低不平，并存在着几个原子间距厚度的过渡层，在过渡层中，液固 两相原子相互交错分布。在金相显微镜下，这类界面是平直的。 晶体生长形状与温度梯度关系： 在正温度梯度下：结晶潜热只能通过已结晶的固相和型壁散失。 光滑界面的晶体，其显微界面-晶体学小平面与熔点等温面成一定角度，这种情况有利于形成规则几
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考研专业课模拟试题 何形状的晶体，固液界面通常呈锯齿状。 粗糙界面的晶体，其显微界面平行于熔点等温面，与散热方向垂直，所以晶体长大只能随着液体冷却 而均匀一致地向液相推移，呈平面长大方式，固液界面始终保持近似地平面。 在负温度梯度下： 具有光滑界面的晶体：如果杰克逊因子不太大，晶体则可能呈树枝状生长；当杰克逊因子很大时，即 时在较大的负温度梯度下，仍可能形成规则几何形状的晶体。 具有粗糙界面的晶体呈树枝状生长。 树枝晶生长过程：固液界面前沿过冷度较大，如果界面的某一局部生长较快偶有突出，此时则更加有 利于此突出尖端向液体中的生长。在尖端的前方，结晶潜热散失要比横向容易，因而此尖端向前生长的速 度要比横向长大的速度大，很块就长成一个细长的晶体，称为主干。这些主干即为一次晶轴或一次晶枝。 在主干形成的同时，主干与周围过冷液体的界面也是不稳的的，主干上同样会出现很多凸出尖端，它们会 长大成为新的枝晶，称为称为二次晶轴或二次晶枝。二次晶枝发展到一定程度，又会在它上面长出三次晶 枝， 如此不断地枝上生枝的方式称为树枝状生长， 所形成的具有树枝状骨架的晶体称为树枝晶， 简称枝晶。 7． 影响置换固溶体固溶度的因素有哪些？ 【答案】影响固溶度的因素很多，主要包括以下几方面： （1）组元的晶体结构类型。晶体结构类型相同时组元间形成无限固溶体的必要条件。溶质与溶剂晶 格结构相同则固溶度大，反之较小。 （2）原子尺寸因素。从晶体稳定的观点看，相互替代的原子或离子尺寸愈接近，则固溶体愈稳定。 在其他条件相同的情况下，原子半径差小时，有利于形成溶解度较大的固溶体。 （3）电负性。只有电负性相近的元素才有可能有大的溶解度。 （4）电子浓度因素。在研究 IB 族贵金属（Cu 基、Ag 基、Au 基等）固溶体时，发现在尺寸因素比较 有利的情况下，溶质的原子价越高，则其在 Cu、Ag、Au 中的溶解度越小。溶质原子价的影响实质上是由 电子浓度所决定的。
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