【冲刺】2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 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 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 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： 1.材料科学基础(第 3 版)，上海交通大学出版社，胡赓祥 适用院系： （000）不区分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及参 考答案（一） ...................................................................................................................................................4 2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及参 考答案（二） .................................................................................................................................................14 2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及参 考答案（三） .................................................................................................................................................22 2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及参 考答案（四） .................................................................................................................................................31 2027 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及参 考答案（五） .................................................................................................................................................40

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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 年中国航空研究院(625 所)080500 材料科学与工程《804 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． 电子化合物 【答案】属于金属间化合物，其各组元价电子总数与原子总数比的电子浓度在合金到达最大溶解度时 约为 1.4。 2． 回复 【答案】回复是指经冷塑性变形的金属在加热时，在光学显微组织发生改变前(即在再结晶晶粒形成 前)所产生的某些结构和性能的变化过程。 3． 弗仑克尔(Frenkel)缺陷 【答案】当晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开其平衡位置，而挤到晶格的间隙中，形成间隙 原子，并在原正常格点上留下空位。 4． 淬透性与淬硬性 【答案】淬透性指合金淬成马氏体的能力，主要与临界冷速有关，大小用淬透层深度表示。而淬硬性 指钢淬火后能达到的最高硬度。主要与钢的含碳量有关。 5． 孪生 【答案】 切应力作用下晶体的一部分相对另一部分沿着特定的晶面、 晶体学方向产生的均匀切变过程。 6． 滑移 【答案】位错线沿着滑移面的运动称为位错的滑移。 二、计算题 7． 判定下列位错反应能否进行，若能够进行,试在晶胞图上做出矢量图。 (1) (2) (3) 【答案】(1) 并且 (2) 故反应可以自发进行，矢量图如图(b)所示。 ，故反应可以自发进行，矢量图为图(a)所示。

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图 (3)满足 ，但是

不满足能量条件，故该位错反应不能自发进行。 8． 若含碳量为 0.8%高碳钢的原始晶粒度为 0.05mm，试完成下列工作： (1)计算在 和 温度下保温 1 小时晶粒的晶粒度及其长大值。 (2)说明在这两个温度下晶粒长大的特点以及工程上的应用。 (计算时可采用公式 0.1 和 0.2，1?和 【答案】(1) 和 下，常数 c 分别为 和2 ，^分别为

为晶粒度，单位为 mm,t 是时间，单位为 min)。 保温 1h 时：

mm=0.0516mm 保温 1h 时：

。 (2) 保温 1h 时，晶粒只长大为 0.0516mm。0.0516mm 与 0.05mm 相比，说明在此情况下，变化不 大，晶粒基本上没有长大。而 870℃保温 1h 时，晶粒长大为 0.069mm。0.069mm 与 0.05mm 相比，晶粒长 大了 37%，说明在此情况下，出现了明显长大。所以，在比较高的温度下加热，特别要注意晶粒长大。

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考研专业课模拟试题 9． 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 所以 消去 v，得：

即 式中，

和

分别是 A、B 组元在合金中的摩尔分数。

图1 10．有一根横截面积为 的 BCC 金属单晶体试棒沿轴向进行拉伸试验。已知临界分切应力为 ，棒轴的 初始取向为 。请回 【答案】青岛掌ъ心博阅电子书 (1)画出立方晶系[100]标准投影或取向胞，并由此确定初始滑移系统(要求写出具体指数)。 (2)转动规律和转轴。

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图 【答案】(1)分辨 20 钢和 T12 钢常用方法有：金相法，先进行退火处理，而后观察其金相组织，20 钢 的组织为珠光体+铁素体，T12 钢的组织为珠光体+网状渗碳体；敲击法，分别敲击两合金，20 钢的声音清 脆明亮，T12 钢的则沉闷。 (2)退火状态下，20 钢的强度、硬度较 T12 钢低，塑性较高。

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共 24 个滑移系

体心立方滑移面不稳定，可以是 生交滑移，例如[111]滑移方向在 错,可以交滑移到 或者 晶面上去。

、

，但是滑移方向很稳定，为＜111＞，故可以产 晶面上，故在 上的柏氏矢量为 的螺位

三、简答题 15． 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中， 如果是间隙扩散， 是否会发生柯肯达尔效应？ 为什么？ 【答案】间隙扩散系数与空位浓度无关，而置换扩散系数与空位浓度有关(可用公式表示)。一般地， 间隙扩散系数大于置换扩散系数。 不会发生。因为间隙扩散中考虑间隙原子定向流动，未考虑置换互溶式扩散。 16．示意画出平衡态碳钢的强度随钢含碳量的变化曲线，并从成分-组织-性能的角度定性解释之。 【答案】如下图所示，强度随碳含量增加先增高后下降，在碳含量约 1.0%时为强度极大值。强度的 这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关：当 时，钢中的组织为铁素体+珠光体，且 珠光体的质量分数随碳含量增高而增大，而珠光体在钢中起强化作用，故强度随碳含量增加而增高；当 0.77%后，钢中的组织为二次渗碳体+珠光体，二次渗碳体以网状分割珠光体，且二次渗碳体的质量 分数随碳含量增高而增大。渗碳体硬而脆，少量不连续分布的二次渗碳体起强化作用，故强度随碳含量 增加继续增高；但当 后， 二次渗碳体的质量分数增加到呈连续网状分布，则会在外力作用下首先断裂形成微裂纹，故强度下 降。

图 17．铸铁与碳钢的主要区别是什么?力学性能方面各有何特点? 【答案】因为碳、硅均为促进石墨化元素,所以含量低有利于获得白口组织;Mn 虽为阻碍石墨化元素， 但其质量分数低，不能消除 S 的作用,致使钢中硫阻碍石墨化的作用更明显，有利于获得白口铸铁。由于 硫是阻碍石墨化元素，所以碳、硅、锰低，硫高时易形成白口。因表层及薄壁处过冷度大，冷速快，所以 第 36 页 共 49 页

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