【冲刺】2027 年中国航空研究院(625 所)082503 航空宇航制造工程《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)082503 航空宇航制造工程《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)082503 航空宇航制造工程《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)082503 航空宇航制造工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（二） .............................................................................................................................................11 2027 年中国航空研究院(625 所)082503 航空宇航制造工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（三） .............................................................................................................................................21 2027 年中国航空研究院(625 所)082503 航空宇航制造工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（四） .............................................................................................................................................30 2027 年中国航空研究院(625 所)082503 航空宇航制造工程《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)082503 航空宇航制造工程《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． 相区接触法则 【答案】在相图中相邻相区之间的相数差为 1。 2． 惯习面 【答案】固态相变时新相往往沿母相特定晶面形成，此晶面称为惯习面。 3． 一级相变 【答案】相变时两相的化学势相等，但化学势的一阶偏微商不相等。发生一级相变时有相变潜热和体 积的变化。 4． 稳态扩散 【答案】在扩散体系中，任意一点的浓度不随时间变化而改变的扩散过程。 5． 动态再结晶 【答案】在金属塑性变形过程中发生的再结晶，即形变硬化与再结晶软化同时进行的过程。这样可 以不断形成位错密度很低的新晶粒，得到的组织细小，综合力学性能好。 6． 非稳态扩散 【答案】浓度梯度与扩散通量都随时间和距离而变化的扩散。 二、计算题 7 ． 已知碳在 中扩散时， 扩散系数变化了多少倍？(气体常数 R=8.314J/ 【答案】

。当温度由 )青岛掌ж心博阅つ电子书

上升到

时，

8． 一个 FCC 晶体在 滑移系开动的分切应力τ。 【答案】

方向在 2MPa 正应力下屈服，已测得开动的滑移系是(111)

，请确定使该

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考研专业课模拟试题 9 ． 将一根横截面积为 的 FCC 金属单晶体试棒沿轴向进行压缩试验。已知临界分切应力为 ，棒轴的初始取向为 ，请回 【答案】 (1)初始滑移系统(要求写出具体指数)。 (2)滑移开始时的转动规律和转轴。 (3)双滑移系统。 (4)双滑移开始时晶体的取向(即此时棒轴方向)。 (5)双滑移开始时的轴向压力 P(不考虑物理硬化)。 (6)晶体最终的稳定取向(假设试棒在达到稳定取向前不断裂)。 答:见下图。

(1) (2)因为是压缩，所以转动规律： (3)双滑移系统： (4)双滑移开始时晶体的取向： 用晶带关系求解

图 取向三角形，初始滑移系统： ，转轴 。 。

。

双滑移开始时晶体的取向为.. (5)

。

所以

(6)晶体最终的稳定取向：

。

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考研专业课模拟试题 10．拉伸铜单晶，拉力轴方向为[001], ，求(111)面上，柏氏矢量 b= 的螺位错线，以及刃

位错线上所受的力。其中 。 【答案】外加拉应力的力轴为[001]，在(111)滑移面上，沿着

晶向的分切应力为

其中

设单位位错线上受的力

对于螺位错与刃位错，只要 b 相同,位错线受力也相同。 11．已知纯铜的熔化潜热为 度为 230K， ，熔点为 ，点阵常数为 ，发生均匀形核的过冷 。求铜的临界晶核半径 及临界晶核中所含的铜原子数。

【答案】临界晶核半径青岛掌㈄心博阅电子书

临界晶核体积 铜为面心立方结构，每个晶胞含有 4 个铜原子。晶胞体积

故临界晶核中所含的铜原子数 12．已知 ： 当退火后纯铁的晶粒大小为 16 个 时， ，试求晶粒大小为 【答案】根据 Hall-Petch 公式， 由平均晶粒尺寸 d 计算材料的屈服强度 由等面积圆半径表示晶粒尺寸，即 。

个

时，屈服强度 时，屈服强度 的值。

； 当晶粒大小为

青岛掌ㅎ心博阅电子书

式中， 于是 由已知

和

为晶粒面积。

求出 再由 求出

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考研专业课模拟试题 2027 年中国航空研究院(625 所)082503 航空宇航制造工程《804 材料科学基础》考研冲刺模拟五套题及 参考答案（三） 一、名词解释 1． 空间群 【答案】晶体结构中所有对称要素(含微观对称要素)的组合所构成的对称群。 2． 滑移系 【答案】晶体中一个可滑移面及该面上一个可滑移晶向合称一个滑移系。 3． 相 【答案】合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构、成分基本相同，并有明确界面与其他部分相分开 的均匀组成部分。 4． 网络形成体 【答案】其单键能

，能单独形成玻璃的物质。

5． 位错滑移 【答案】在一定应力作用下，位错线沿滑移面移动的位错运动。 6． 位错 【答案】是晶体内的一种线缺陷，其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排；这种缺陷用一线方 向和一个柏氏矢量共同描述。 二、计算题 7． 画出纯铜晶体的一个晶胞，并完成下列工作： (1)计算(001)、(110)、(111)晶面的原子密度，并作以比较。 (2)计算[001]、[110]、[111]晶向的原子密度，并作以比较。 (3)在图上画出发生滑移的一个晶面以及这个晶面上所发生滑移的晶向。 【答案】纯铜晶体具有面心立方结构，铜晶体的一个晶胞如图 1 所示，其原了半径为 。

(1)(001)的原子密度

(110)的原子密度

(111)的原子密度

可见，(001)、(110)、(111)三个晶面中，(111)面的原子密度最高，是滑移面；(001)面次之； (110)面最低。 (2)[001]晶向的原子密度

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考研专业课模拟试题 14 ． 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

三、简答题 15．写出面心立方金属的一个具体的滑移系；多晶体变形时，在一定的形变量下，为何有的晶粒内是单系 滑移而另一些晶粒内是多系滑移？为何有的晶粒内滑移量大而另一些晶粒内滑移量小？ 【答案】如(111) ；这是形变的不均匀性；晶粒中某一滑移系相对于力轴的取向因子大时先滑移 开动，取向因子小时后滑移开动，所以各晶粒的形变量不同 ； 硬取向力轴引起多系滑移，如<111>、<100>、 <110>方向，软取向力轴对应单系滑移，如<123>方向。青岛掌ㅎ心博阅┞电子书 16．从材料组织结构对性能影响的角度，定性分析比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在力学性能方面 的差异。 【答案】在这三类材料中，金属材料的力学性能特点是：优异的塑性和軔性，较高的强度和硬度， 较大的弹性和较高的弹性模量；陶瓷材料的力学性能特点是：塑性和韧性几乎为零，极高的硬度和较低 的强度(特别是抗拉强度)，极小的弹性和极大的弹性模量；高分子材料的力学性能特点是：较高的塑性 和韧性，较低的硬度和强度，极大的弹性和极小的弹性模量。 这三类材料在力学性能方面的上述差异，主要是由这三类材料在组织结构方面的特点不同所造成 的。材料的弹性及弹性模量主要取决于材料中原子结合键的强弱。陶瓷材料为共价键和离子键，结合键 力最强，因此其弹性模量最高但弹性最小；高分子材料的分子链中为很强的共价键，但分子链之间为很 弱的氢键和范德华键，因此其弹性模量最低但弹性最好；金属材料为较强的金属键结合，故其弹性模量 和弹性居中。材料的硬度也主要取决于材料中原子结合键的强弱，所以，陶瓷材料有极髙的硬度，而高 分子材料的硬度很低。材料的强度既与结合键有关也与组织有关，陶瓷材料虽然有很强的结合键，但由 于烧结成形中不可避免地形成气孔或微裂纹，故其强度特别是抗拉强度较低；髙分子材料中很弱的氢键 和范德华键使其强度也较低；金属材料中的金属键虽然不是很强，但高的致密度以及高密度的位错使其 具有很高的强度。金属材料中的自由电子云和容易运动的位错以及较髙的致密度，使其具有良好的塑性 和韧性；陶瓷材料中的位错不易运动，加之存在气孔和微裂纹，因而陶瓷材料的塑性和韧性几乎为零； 高分子材料中很弱的氢键和范德华键使分子间可以较好地相互滑动，因而有较好的塑性和韧性。

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