【冲刺】2027 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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》张代东、吴润主编，北京大学出版社 适用院系： （008）703 所

版权说明 编写组依法对本书享有专有著作权，由本机构组织编写与报考院校无关，同时我们尊重知识产权， 对本电子书部分内容参考和引用的市面上已出版或发行图书及来自互联网等资料的文字、图片、表格数 据等资料，均要求注明作者和来源。但由于各种原因，如资料引用时未能联系上作者或者无法确认内容 来源等，因而有部分未注明作者或来源，在此对原作者或权利人表示感谢。若使用过程中对本书有任何 异议请直接联系我们，我们会在第一时间与您沟通处理。 因编撰此电子书属于首次，加之作者水平和时间所限，书中错漏之处在所难免，恳切希望广大考生 读者批评指正。

温馨提示 考研资料产品为在线阅读使用，不支持下载，考生可以根据自身学习需要自行到指定打印店打印邮寄 到家。 根据《消费者权益保护法》第二十五条规定，数字产品一经激活和拆封，其具有无形性和可复制性， 不支持退款退货，请先预览内容确认无误后再购买。

第 2 页 共 53 页

考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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） ..............................................................................................................................24 2027 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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） ..............................................................................................................................33 2027 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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） ..............................................................................................................................42

第 3 页 共 53 页

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 年中国运载火箭技术研究院 080500 材料科学与工程《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． 均匀形核 【答案】在均一相中靠自身结构起伏和能量起伏等条件形成晶核。 2． 形变织构 【答案】随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。 3． 中间相 【答案】合金中组元之间形成的、与纯组元结构不同的相。在相图的中间区域。 4． 二次再结晶青岛掌а心博阅电子书 【答案】是少数巨大晶粒在细晶消耗时的一种异常长大过程。 5． 粘土胶体的电动电位 【答案】带电粘土胶体分散在水中时，在胶体颗粒和液相的界面上会有扩散双电层出现，吸附层与扩 散层各带相反电荷，相对移动时两者之间存在的电位差称为电动电位。 6． 反尖晶石结构青岛掌а心博阅电子书 【答案】属于立方晶系，其中氧离子可以看成是按立方紧密堆积排列，二价阳离子 A 填充在八面体空 隙中，三价阳离子 B 一半填充在八面体空隙中，一半填充在四面体空隙中。 二、计算题 7． 对碳的质量分数为 0.1%的钢进行渗碳，渗碳时钢件表面碳的质量分数保持为 1.2%,要求在其表面以 下 2mm 处碳的质量分数为 0.45%,若 。 (1)试求渗碳所需时间； (2)若想将渗碳厚度增加 1 倍，需多少渗碳时间？

图 【答案】(1)根据题意已知 第二定律的解，有 ，根据恒定平面源问题菲克

第 4 页 共 53 页

考研专业课模拟试题

根据表可得

(2)因

不变，根据式(1)有

因温度不变，

，由

，可得

。渗碳时间要延长到原来的 4 倍。

8． 有一面心立方单晶体，在 氏矢量为

面滑移的柏氏矢量为

的右螺型位错，与在

面上滑移的柏

的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。

(1)说明新生成的全位错属哪类位错，该位错是否滑移，为什么？ (2)若沿[010]晶向施加大小为 17.2MPa 的拉应力，试计算该新生全位错单位长度的受力大小，并说明 方向(设点阵常数为 a=0.2nm)。 【答案】(1)由于位错线为两滑移面交线，故位错线为

式中， 分别为两滑移面法矢量。 可见，位错线与柏氏矢量既不平行，也不垂直，该新生位错为混合型位错。 已知该新生位错的位错线及柏氏矢量，可由它们叉乘得到新生位错滑移面的法向量，即

该位错的滑移面为

。

因该滑移面为面心立方密排面，故该位错可以滑移。 (2)

根据 Schmid 定律，作用在新生位错滑移面的滑移方向上的分切应力为

所以，作用在单位长度位错线上的力为

其方向为垂直于位错线方向

，指向未滑移区。

第 5 页 共 53 页

考研专业课模拟试题 9． 在同一滑移面上有两根相互平行的位错线，其柏氏矢量模相等，且相交成 角，假定两个柏氏矢量相 对位错线呈对称配置，如图所示，试从能量角度考虑 在什么值的时候这两个位错线相互吸引或者相互排 斥。

图 【 答 案 】 若 两 根 位 错 合 并 成 一 根 位 错 的 时 候 , 其 柏 氏 矢 量 是

， 见 图 1 。

，合并后如果能量增高，则两根位错相互排斥；若合并后能量降低， 则两根位错相互吸引。 合并后的能量青岛掌ы心博阅¤电子书

合并前的能量

令

，则由(1)、(2)可以得到

图1 取 ，由(3)解出 ，所以

第 6 页 共 53 页

考研专业课模拟试题 较小过冷度时，形成胞状组织；有较大成分过冷时，形成树枝晶。 19．简述形变金属在退火过程中显微组织、储存能及其力学性能和物理性能的变化。 【答案】随退火温度的升高或时间延长，出现亚晶合并长大，再结晶形核及长大，无位错的等轴再结 晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒，然后是晶粒正常长大。储存能逐渐被释放；硬度及强度下降， 伸长率上升；电阻降低，密度提高。再结晶时各种性能变化都比回复时强烈得多。青岛掌д心博阅电子书 20．金属固态相变过程中出现过渡相的原因是什么？青岛掌й心博阅电子书 【答案】固态相变过程中往往先形成亚稳相以减少表面能，因而常形成过渡相。例如，在过冷度很大 时，生成新相的临界尺寸很小，单位体积新相有较大的表面积，因此，界面能对成核的阻碍作用很大。在 这种情况下，多形成界面能较低的共格界面的过渡相，以降低形核功，使形核容易进行。如钢中下贝氏体 的 碳化物与基体共格即属于这种情况。钢中马氏体回火时，为了降低碳化物形成所产生的界面能，在较 低温度下回火，先形成与马氏体共格的 碳化物作为过渡相，随着回火温度升高， 值增大，才逐步形 成与基体不共格的渗碳体。 21．请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。

【答案】

22．有两尺寸相同、形状相同的铜合金铸件，一个含 Ni90%，一个含 Ni50%，铸后自然冷却，问哪个铸 件固态下偏析严重？为什么？ 【答案】含 Ni50%的铸件固态下偏析严重，因为固态时的成分偏析是由于固溶体合金凝固过程中存在 溶质分配现象造成的。含 Ni50%的铸件在凝固过程中溶质变化的浓度差值大，而且凝固过程中经过温度变 化的区间也大，这些都会造成溶质分配的不均匀程度增加，因此凝固后铸件的偏析越严重。 四、综合分析题 23．氮化镓 GaN 是制备白光二极管的材料，其晶体结构为纤锌矿(六方硫化锌)型。N 的电负性为 3.07,Ga 的电负性为 1.76; 的离子半径为 0.148nm， 的离子半径为 0.047mn。 (1)画出这种结构的晶胞。 (2)分析 Ga 和 N 之间的键性，说明结构中各离子配位数是否合理。 【答案】(1)如下图所示。

第 21 页 共 53 页

考研专业课模拟试题

图 (2)计算棒中单相 固溶体段的平均 B 含量 。 (3)该棒单相 固溶体段是否会生长成树枝晶？为什么？ 【答案】(1)设棒中单相 固溶体段占棒长的分数为 z/L。在正常凝固方程青岛掌ㅕ心博阅⊱电子书 中， ，则

(2)设棒中单相 固溶体段的平均 B 原子浓度为

，可有四种解法。

图 (3)不会，因为在液相完全混合条件下，不出现成分过冷，故液/固界面平直。 13． 有一面心立方金属的 滑移系的临界分切应力为 0.82MPa,拉力轴与 X 轴夹角为 轴夹角为 ，与 Z 轴夹角为 ，当沿该方向拉伸时，求材料的屈服强度。 【答案】设力轴的晶向指数为 ，与 X、Y、Z 轴的夹角分别为 ，则 ， 与Y

所以 滑移系，其中之一为

，即拉力轴方向为[121],参考(001)标准极图可找出 2 个等效 ，故

第 36 页 共 53 页

考研专业课模拟试题

(3)合金Ⅰ室温时组织组成物为： 成物的相对含量表示如下： 合金Ⅰ

图2 。合金Ⅱ室温时组织组成物为：

。其组织组

合金Ⅱ

25．假设 金属中的可动滑移系为 ， (1)给出能够造成滑移的柏氏矢量； (2)如果滑移是通过单位纯刃位错发生的，给出位错线方向； (3)如果滑移是通过单位纯螺位错发生的，给出位错线方向； (4)假设作用在 的 方向的切应力为 700kPa,如果这个力作用在：(a)单位刃位错上；(b)单 位螺位错上。求单位位错线上所受的力的大小和方向。 【答案】(1)滑移系为 的时候,能滑移的柏氏矢量是 。

(2)取图 1 所示的矩形位错环，位错线方向如图所示。刃型位错线 t 与柏氏矢量 b 垂直。对于 AB 段， 以刃位错类型判断的右手法则，食指指向位错线方向，中指为柏氏矢量方向,大拇指方向是滑移面 的 外法线 n 的方向，故位错仙为正刃型位错，位错线方向 t=[112]，CD 为负刃型位错， 。 (3)对于螺位错，位错线与柏氏矢量平行，依同向为右、反向为左的原则,DA 段为右螺位错，位错线方 向 段为左螺位错，位错线方向 。 (4)对于刃、螺位错受力大小是相同的，若点阵常数为 a，则

位错线受力的方向，可以由位错线受力后位错线的移动方向来决定。依右手法则，大拇指指向沿着柏

第 51 页 共 53 页

试读已结束 激活后可查看剩余未读页数！