【冲刺】2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料 科学基础》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 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基 础》考研冲刺模拟五套题及参考答案 试题题型： 名词解释+计算题+简答题+综合分析题 参考书目： 《材料科学基础》(第三版)，胡赓祥、蔡珣、戎咏华编，上海交通大学出版社 适用院系： （010）第三〇六研究所 （011）第一五九厂 （012）第二三九厂

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（一）.....................................................................................................................4 2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（二） ...................................................................................................................13 2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（三） ...................................................................................................................22 2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（四） ...................................................................................................................35 2027 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（五） ...................................................................................................................43

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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 年中国航天科工集团第三研究院 082503 航空宇航制造工程《801 材料综合：材料科学基础》考研冲 刺模拟五套题及参考答案（一） 一、名词解释 1． 热力学势函数( 函数) 【答案】热力学势函数是热力学基本函数的一种组合，热力学势函数也是一种连续的状态函数。 2． 临界变形度 【答案】给定温度下金属发生再结晶所需的最小预先冷变形量。 3． 润湿青岛掌ъ心博♩阅电子书 【答案】固体与液体接触后，体系的吉布斯自由能降低时称为润湿。 4． 全位错与不全位错 【答案】柏氏矢量等于晶体点阵矢量的位错称为全位错；桕氏矢量不等于晶体点阵矢量的位错称为 不全位错。 5． 时效 【答案】过饱和固溶体后续在室温或高于室温的溶质原子脱溶过程。青岛掌з心博☺阅电子书 6． 枝晶偏析 【答案】是材料的一种微观偏析，即固溶体在非平衡冷却条件下，匀晶转变后新得的固溶体晶粒内部 的成分是不均匀的， 先结晶的内核含较多的高熔点的组元原子， 后结晶的外缘含较多的低熔点的组元原子， 而通常固溶体晶体以树枝晶方式长大，这样，枝干含高熔点组元较多，枝间含低熔点组元原子多，造成同 一晶粒内部成分的不均匀现象。 二、计算题 7． 写出面心立方(FCC)晶体中全位错分解为扩展位错的反应式，并分析反应的可能性。 【答案】以 面为例，其上全位错分解为扩展位错的反应式有以下三种： (1) 几何条件： 青岛掌и心博✌阅电子书

能量条件： 所以，符合位错反应几何条件和能量条件的要求，该位错反应可以进行。 (2) 几何条件： 能量条件： 所以，符合位错反应几何条件和能量条件的要求，该位错反应可以进行。

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考研专业课模拟试题 (3) 几何条件： 能量条件： 所以，符合位错反应几何条件和能量条件的要求，该位错反应可以进行。 8 ． 已知工业纯铜的屈服强度 ，其晶粒大小为 个 ；试计算 时屈服强度 的值。 【答案】晶粒大小与屈服强度之间的关系满足 Hall-Petch 公式，即 由等面积圆直径表示晶粒尺寸，即 ；当 时，

于是

代入 求出 故

9． 已知铜原子的原子半径为 0.25mn，画出铜晶体的一个晶胞，并完成下列工作： (1)计算(001)、(110)、(111)各个晶面中每单位面积 的原子数分别有多少个，并作以比较。 (2)在图上画出发生滑移的一个晶面以及这个晶面上发生滑移的晶向。 【答案】铜是面心立方晶体，其单位晶胞如图所示。青岛掌㈄心博阅♊电子书 (1)现已知铜原子的原子半径为 0.25nm，根据面心立方晶体中原子半径与晶格常数之间的关系，可以 求得铜晶体的晶格常数 a 为

面心立方晶体中(001)面的原子密度

面心立方晶体中(110)面的原子密度

面心立方晶体中(111)面的原子密度

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考研专业课模拟试题 可见，这三个晶面中(111)面的原子密度为最高，(001)面次之，(110)面的原子密度为最低。 (2) 面 心 立 方 晶 体 发 生 滑 移 的 一 个 晶 面 (111) 以 及 这 个 晶 面 上 发 生 滑 移 的 三 个 晶 向 如图中所注。

图 10．含碳 0.1%的碳钢在 渗碳，3 小时渗层厚度为 0.4mm，某人欲获得 0.8mm 的渗层，计划用 6 小 时，该人的计划是否正确？为什么？青岛掌к心博阅电子书 【答案】 据题意 所以 所以 为定值

故该人的计划不正确。 11．请导出摩尔分数为 的二元系中综合扩散系数 D 与分扩散系数 之间的关系。 【答案】如图 1 所示，引入两个平行的坐标系：一个是固定坐标系；xOy；一个是坐落在晶面上和晶 面一起运动的动坐标系 和 分别表示组元 A 和 B 的分扩散系数。D 为综合扩散系数。 相对于动坐标系，A、B 的本征扩散通量分别是 ，即：

由于 ，高熔点一侧有流体静压力，则各晶面连同动坐标系会沿 x 方向平移，相对于固定坐标 系，增加了方向相同的两个附加通量 和 。所以对固定坐标系，总通量为：

式中，v 为 x 处晶面的平移速度； 分别为 x 处 A 组元和 B 组元的浓度。 上两式后面等号成立的依据为菲克第一定律。 根据扩散中晶体各点密度不变的条件，有： 常数

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考研专业课模拟试题 (4)提高 Fe-C 合金的强度方法有多种，主要有加工硬化、微合金强化、固溶强化、细化晶粒强化、热 处理强化(马氏体相变强化等)。 (5) 合金中由于 C 原子与 Fe 的弹性交互作用，形成柯垂尔气团(亦称柯氏气团)，柯垂尔气 团与位错的交互作用导致合金出现屈服现象，在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载是已经克服了柯垂 尔气团对位错的阻碍，立即再加载不会重新出现屈服现象，而卸载后时效再加载会使溶质原子重新聚集形 成与位错的新的交互作用，从而使合金再次出现屈服现象。 (6) 合金齿轮渗碳后的组织分布示意图如下图 2 所示。 渗碳在 温度范围中( 温度以上)进行而不在 温度范围中进行的主要原因是，温度较高，渗碳速度 可以较快，同时在温度范围中进行渗碳，可以得 到较大的含碳量，但是渗碳温度髙于 会导致基体 合金晶粒粗大，力学性能下降，同时对渗碳设备也会提出更高要求。

图2

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当 x>y,即 x>h， 时，即 时， 。

，两位错互相排斥，需加 x 轴负方向的力才可使 B 位错向 y 轴滑动，当 取得极大值，故 B 位错滑移到 A 位错的正上方所要克服的最大阻力为

当 B 位错所处的位置 x<y，即 x<h, 需外力，就可自动滑移至 A 位错的上方。 8． 出的

图1 ，两位错互相吸引，如果不考虑位错运动的晶格阻力等，无

的碳钢淬火后，在 600℃长时间回火,得到在 a 基体上弥散分布 为大小相同且均匀分布的球状，已知该钢的密度

颗粒的组织，假定析 。求位错线

绕过该粒子所需要的临界切应力 。假定 【答案】由 相图计算出

晶格常数 a=0.28nm， 所占的质量分数青岛掌р心博阅✲电子书

。

设 解得

所占体积分数为

，则有

设单位体积

有

个

粒子，则青岛掌ч心博阅电子书

所以

由于粒子均布，设两粒子间距为 ，单位体积包含的粒子取

，则

故

所以青岛掌ш心博♬阅电子书

由公式

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晶面及晶带轴如下图所示。

图 25．分析碳含量 的铁碳合金从液相平衡凝固到室温时的转变过程，画出组织转变示意图，并计 算出室温时各组织的相对含量。 【答案】 的钢由液相冷却时先进入 奥氏体两相区，形成枝晶状或等轴状 奥氏体，然 后进入奥氏体单相区；继续冷却到大约 ，沿晶界析出二次渗碳体，在 剩余的奥氏体转变为珠光 体，最后的组织是珠光体+网状渗碳体(见图)。青岛掌㈁心博♋阅电子书 珠光体相对含量为 网状渗碳体相对含量为

图

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