一些學校的考研真題續2

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應一些研友要求發重慶大學02-05年滴

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東北大學08年金屬材料學試題
[]一.填空.
1形成強，中，弱碳（氮）的合金元素
2耐大氣腐蝕的合金元素
3鑄鐵的分類
4不銹鋼,耐熱鋼,耐蝕鋼.(參考《金屬學與熱處理》機械工業出版社 鋼的牌號)

二.名詞解釋
1、相間沉淀：合金元素釩在鋼中的有利作用主要是以其碳,氧化物形式存在于基體和晶界上,起到沉淀強化和抑制晶粒長大的作用.釩在鐵素體中的溶解度比在奧氏體中的溶解度小的很多,隨著相變的進行,在一定的熱力學和動力學條件下,釩的碳,氮化物在相界析出,通過在兩相區加速冷卻,可以細化晶粒,控制其碳,氮化物的析出,其沉淀物的大小和分布,決定了其沉淀強化的效果.

2、晶間腐蝕：晶間腐蝕是一種常見的局部腐蝕。腐蝕沿著金屬或合金的晶粒邊界或它的鄰近區域發展，晶粒本身腐蝕很輕微，這種腐蝕便稱為晶間腐蝕。

3、高溫回火脆性：在回火過程中隨著回火溫度的升高，塑性不斷增加，而沖擊韌性卻不是呈直線上升的，在低溫250-400度回火和高溫450-650度范圍內回火時，韌性會出現下降現象，這就是回火脆性。前者稱為低溫回火脆性，后者稱為高溫回火脆性。低溫回火脆性又稱為不可逆回火脆性或第一類回火脆性。碳鋼與合金鋼均會出現這種回火脆性，可能與低溫回火時在晶界或亞晶界上析出連續碳化物薄片有關，對于低溫回火脆性，只有避免在該脆性溫度范圍內回火才能防止。
合金鋼在450-650度范圍內回火時可能產生高溫回火脆性，高溫回火脆性可以用更高溫度回火+快冷的辦法消除。
4、475℃脆性：Fe-Cr合金在400～550℃環境中長期加熱時,會產生一種特殊的脆性,硬度顯著提高,沖擊韌性嚴重下降。此情況稱為475℃脆性，可用加入稀土元素的方法解決。
三.大題:
1、沉淀強化
位錯和第二相交互作用形成第二相強化。對于一般合金來說第二相強化往往比固溶強化效果更為顯著。根據獲得第二相的工藝不同，按習慣將各種第二相強化分別稱呼。其中通過相變熱處理獲得的稱為沉淀強化；而把通過粉末燒結獲得的，稱為彌散強化。有時也不加區分地混稱為分散強化或顆粒強化。[4] 如果要單獨對析出強化給出一個定義。析出強化是指金屬在過飽和固溶體中溶質原子產生偏聚和（或）由之脫溶出微粒彌散分布于基體中而產生的一種強化。
析出強化在微合金鋼等金屬材料的生產中有相當重要的作用。微合金鋼生產中，只加入微量的合金元素，只能形成碳、氮化物，主要通過細晶強化和析出強化來進行強化。微合金化鋼的特點之一就是利用碳、氮化物的溶解—析出行為。微合金鋼的基體內分布的碳、氮化物，還有金屬間化合物、亞穩中間相等第二相質點的析出在間界、運動位錯之間產生的相互作用，導致鋼的流變應力和屈服強度的提高。這就是微合金鋼的析出強化。
就位錯與第二相的交互作用而言，一般將第二相分為變形的和不變形的兩大類，其強化機制不同。
對于多數的析出強化合金，在經過固溶處理及時效后，在其早期階段，析出相的尺寸小，與基體保持共格，這時的析出相是可以變形的，位錯可以切過析出相。當析出相有一定尺寸的時候，就屬于不可變形的，運動位錯接近它們時，只能繞過它們。像鋼中的碳化物、氮化物一般都是不可變形的。
對于可變形的析出相，其強化效果主要決定于析出相的本性，由于強化來源的不同，可以有不同的機制。對于不變形的析出相，其強化效果主要決定于第二相尺寸或相間的平均距離。析出相對位錯的障礙力集中施加在位錯的釘扎點上。
可變形第二相的切過機制下，位錯穿越質點，能夠造成共格應變以及對層錯、有序化以及彈性模量等產生種種影響。例如析出強化合金在經過固溶處理和時效后，析出相與基體保持共格，因而能夠產生共格應變能。這種共格應變能是由析出相與基體原子的錯配度引起的。當位錯在析出相的共格內應力場中運動時，因彈**互作用產生強化。

一般說來，析出強化產生的強化作用在析出的第二相是尺寸細小、數量較多而且分布均勻的情況下，可以使材料獲得最大的強化效果。比如在Nb、V、Ti三種微合金元素中，Nb、 V和Ti的微細析出相才能起這種作用，所以鋼的熱機械處理（或控軋控冷）要力圖實現細小的析出，然而0.003～0.1mm顆粒度的析出也都能產生一定的效果。
2、固溶強化
一般來說，無論置換固溶體還是間隙固溶體，固溶體的硬度、強度總是比組成它的純金屬要高，并且隨著溶質原子濃度的增加，溶質原子和溶劑原子尺寸差別的增大（置換固溶體情況下），強化的效果加大。比如，低碳鋼在常溫狀態屬于體心立方晶格結構的材料，較小原子半徑的元素如C、N，通常以間隙的形式固溶在鐵的晶格之中，多數合金元素的原子如Nb、V、Ti、Mo、Al等等都置換晶格某個鐵原子的位置的形式。固溶造成晶格的畸變，使鋼的屈服強度提高。這種由于溶質原子的固溶而引起的強化效應，即稱為“固溶強化”。[2]
就固溶強化的微觀機理而言，固溶強化是由于溶質原子和位錯的交互作用的結果。溶質原子和位錯的交互作用就其性質而言，可以是彈性的、化學的、電性的和幾何的等幾種類型。溶質原子可以偏聚到位錯周圍形成各種氣團，也可以是均勻不規則地分布在基體中，這兩種情況都可以使金屬材料的基體造成強化。[3]
在幾種性質類型的交互作用中，溶質原子和位錯的彈**互作用最為重要。
晶體中的溶質原子是點缺陷的一種，會引起其周圍發生彈性畸變。
3、鋁合金時效強化四個階段（參考《金屬學與熱處理》）
在時效熱處理過程中，該合金組織有以下四個階段：
補充：時效強化：過飽和固溶體在室溫放置或加熱到某一溫度保溫，隨著時間延長，其強度、硬度升高，塑性、韌性下降的現象
(1) 形成溶質原子偏聚區－G·P（Ⅰ）區

在新淬火狀態的過飽和固溶體中，銅原子在鋁晶格中的分布是任意的、無序的。時效初
期，即時效溫度低或時效時間短時，銅原子在鋁基體上的某些晶面上聚集，形成溶質原子偏
聚區，稱G·P（Ⅰ）區。G·P（Ⅰ）區與基體α保持共格關系，這些聚合體構成了提高抗
變形的共格應變區，故使合金的強度、硬度升高。

(2)G·P 區有序化－形成G·P（Ⅱ）區
隨著時效溫度升高或時效時間延長，銅原子繼續偏聚并發生有序化，即形成G·P（Ⅱ）
區。它與基體α仍保持共格關系，但尺寸較G·P（Ⅰ）區大。它可視為中間過渡相，常用θ”
表示。它比G·P（Ⅰ）區周圍的畸變更大，對位錯運動的阻礙進一步增大，因此時效強化作
用更大，θ”相析出階段為合金達到最大強化的階段。 (3)形成過渡相θ′
隨著時效過程的進一步發展，銅原子在G·P（Ⅱ）區繼續偏聚，當銅原子與鋁原子比為
1：2 時，形成過渡相θ′。由于θ′的點陣常數發生較大的變化，故當其形成時與基體共格
關系開始破壞，即由完全共格變為局部共格，因此θ′相周圍基體的共格畸變減弱，對位錯
運動的阻礙作用亦減小，表現在合金性能上硬度開始下降。由此可見，共格畸變的存在是造
成合金時效強化的重要因素。
(4)形成穩定的θ相
過渡相從鋁基固溶體中完全脫溶，形成與基體有明顯界面的獨立的穩定相Al2Cu，稱為
θ相此時θ相與基體的共格關系完全破壞，并有自己獨立的晶格，其畸變也隨之消失，并隨
時效溫度的提高或時間的延長，θ相的質點聚集長大，合金的強度、硬度進一步下降，合金
就軟化并稱為“過時效”。θ相聚集長大而變得粗大。
4、工程結構鋼的焊接性（參考《金屬材料學》冶金工業出版社）[/]

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東北大學2002年復試試題《金屬材料學》
[]一、簡要回答下列問題（16分）
1、何謂鐵素體形成元素（α-former)?何謂奧氏體形成元素（γ-former）？并分別舉例。
2、此生硬化（或稱為二次硬化）產生的原因是什么？
3、低合金鋼高溫回火脆性產生的原因是什么？如何防止和減輕？
4、奧氏體不銹鋼對晶間腐蝕敏感，而鐵素體不銹鋼不敏感，為什么？
二、分析于討論下列問題（24分）
1、根據合金元素與鐵素體形成固溶體的規律（Hume-Rothery經驗規律），分析合金元素Cr，Ni，Al與Fe形成固溶體的類型及固溶度。
2、分析奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產生的主要原因及改善途徑。
3、分析鋼的過冷奧氏體等溫分解曲線的基本類型，討論碳化物形成元素與非碳化物形成元素對其影響的規律。
4、何謂鋁合金的時效？說明時效強化的本質。
三、分析合金元素在下列鋼中的主要作用（30分）
Mo：機械制造用調制鋼40CrNiMo（阻止α相的再結晶，保持α相有足夠的強度），高速鋼W6Mo5Cr4V2，耐熱鋼35CrMoV（固溶強化元素）
Ti：高強度低合金鋼15MnTi，奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti，鐵素體不銹鋼0Cr17Ti
Cr：機械制造用滲碳鋼20Cr（提高鋼的淬透性），奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9（提高鋼鈍化膜穩定性），高速鋼W18Cr4V（增加鋼的淬透性，增加耐蝕性、抗氧化能力）
Si：機械制造用彈簧鋼60Si2Mn（提高彈性極限），低合金超高強度鋼35Si2Mn2MoV(增加鋼的抗回火穩定性，推遲低溫回火脆性）,低合金工具鋼9SiCr（提高抗回火穩定性，提高切削壽命）
Mn：高強度低合金鋼16Mn（提高鋼的過冷奧氏體穩定性），奧氏體不銹鋼1Cr18Mn8Ni5N,機械制造用調制鋼40CrMnMo（改善鋼的沖擊韌性，稍微降低其韌-脆性轉化溫度）。
四、分析下列問題（30分）
1、采用控制軋制與控制冷卻工藝生產的低合金高強度鋼16MnTi具有高的強度和良好的韌性，分析其強化和韌化的主要途徑
2、分析合金元素Cr對滲碳鋼滲碳工藝性能的影響。
3、高強鋁合金通常采用雙級時效，其目的是什么？與單級時效相比，析出相組織特征有何差異？ [/]

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2004年西北工業大學考研題


[]一、簡答題：（共40分，每小題8分）
1、請簡述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點？
2、請簡述影響擴散的主要因素有哪些。
3、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？
4、有哪些因素影響形成非晶態金屬？為什么？
5、合金強化途徑有哪些？各有什么特點？
二、計算、作圖題：（共60分，每小題12分）
1、求 和 兩晶向所決定的晶面，并繪圖表示出來。
2、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結構，即具有O2-離子的面心立方結構。問：
（1） 若其離子半徑 =0.066nm， ＝0.140nm，則其原子堆積密度為多少？
（2） 如果 / ＝0.41，則原子堆積密度是否改變？
3、已知液態純鎳在1.013×105 Pa（1大氣壓），過冷度為319 K時發生均勻形核，設臨界晶核半徑為1nm，純鎳熔點為1726 K，熔化熱ΔHm＝18075J/mol，摩爾體積Vs＝6.6cm3/mol，試計算純鎳的液－固界面能和臨界形核功。
4、圖示為Pb-Sn-Bi相圖投影圖。問：
（1）寫出合金Q（wBi＝0.7，wSn＝0.2）凝固過程及室溫組織；
（2）計算合金室溫下組織組成物的相對含量。

5、有一鋼絲（直徑為1mm）包復一層銅（總直徑為2mm）。若已知鋼的屈服強度σst＝280MPa，彈性模量Est＝205GPa，銅的σCu＝140MPa，彈性模量ECu＝110GPa。問：
（1）如果該復合材料受到拉力，何種材料先屈服？
（2）在不發生塑性變形的情況下，該材料能承受的最大拉伸載荷是多少？
（3）該復合材料的彈性模量為多少？
三、綜合分析題：（共50分，每小題25分）
1、某面心立方晶體的可動滑移系為 。
（1） 請指出引起滑移的單位位錯的柏氏矢量；
（2） 若滑移由刃位錯引起，試指出位錯線的方向；
（3） 請指出在（2）的情況下，位錯線的運動方向；
（4） 假設在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應力，試計算單位刃位錯線受力的大小和方向（取點陣常數為a＝0.2nm）。
2、若有，某一Cu-Ag合金（wCu＝0.075，wAg＝0.925）1Kg，請提出一種方案從該合金中提煉出100g的Ag，且要求提煉得到的Ag中的Cu含量wCu低于0.02。（假設液相線和固相線固相線均為直)[/]

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08年燕山大學的
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在星空下

1994年哈爾濱工業大學金屬學與熱處理學科入學考試題

[]合金平衡組織中鐵素體和滲碳體的形態,特征和數量對合金組織和性能的影響。(15分)
2:非均勻形核比均勻形核更容易進行的原因是什么?(15分)
4:試述金屬的熱加工對其組織性能有何影響?(15分)
5:試述馬氏體的強韌性。(15分)
7:試述晶體長大方式及其影響因素。(15分)
8:試述淬火鋼的回火轉變,闡明硅提高回火抗力的本質,以及鎢,釩造成二次硬化的原因。(10分)


備注:3,6題由于涉及到圖,不好編輯,又個人覺得太偏的題目故沒有編輯下來,見諒~~


1992年哈爾濱工業大學金屬學與熱處理學科入學考試題

1:純金屬結晶時,若形核方式為均勻形核,假定晶核的形狀為小立方體,求臨界晶核的邊長a。(15分)
2:何謂固溶體?試述固溶體的分類及其形成條件?(15分)
3:試闡述冷變形金屬再加熱時,其組織和性能的變化。(15分)
4:試闡述馬氏體的晶體結構,組織及其對性能(強度和韌性)的影響。(15分)
5:試闡述淬透性與實際零件淬硬層深度的區別及影響因素。(12分)
6:制造汽車板簧應選用什么牌號的鋼?說明這種鋼最終熱處理工藝及得到的組織,為什么這些組織具有高的彈性極限?(13分)
7:下圖為固態下有限溶解的三元共晶相圖的投影圖,試闡述O點成分合金的結晶過程及室溫組織。(15分)


1995年哈爾濱工業大學金屬學與熱處理學科入學考試題

1:名詞解釋10分)
偽共晶,柏氏矢量,回火穩定性,二次硬化,臨界變形溫度
2:畫出由兩個包晶反應,一個共析反應及一個包析反應所組成的二元合金狀態圖。(15分)
3:根據下面三元共晶相圖的投影圖,畫出cd線的垂直截面圖。(15分)
4:什么是成分過冷?成分過冷對固溶體結晶時晶體長大方式和鑄錠組織有何影響?(15分)
5:論述貝氏體轉變的特點,并闡述下貝氏體具有高強韌性的原因。(20分)
6:寫出制造汽車或拖拉機齒輪常用的一種鋼號,并闡述預備熱處理,最終熱處理的目的,工藝及使用狀態下的組織和性能。(15分)
7:論述共析鋼CCT曲線與TTT曲線的異同。(10分)


備注:3題由于自己不會畫圖,所以沒有圖提供給大家,很抱歉,但是如果大家使用〈〈金屬學與熱處理〉〉(哈工大出版社出版的,第三版)將其課后相關習題搞懂的話,對于考試就沒有任何問題的。


1997年哈爾濱工業大學金屬學與熱處理學科入學考試題

1:試就滲碳體形態的變化闡述含碳量對鐵碳合金平衡組織及機械的影響;(20分)
2:在A-B二元合金相圖中,A組元的熔點為1000℃,B組元為700℃;WB為25%的合金在500℃結晶完畢,并由220/3%的先共晶α相與80/3%的(α+β）共晶體所組成；WB為50%的合金在500℃結晶完畢后由40%的先共晶α相與60%的(α+β）共晶體所組成，而此合金中α相的總量占50%;試畫出概略的A-B二元合金相圖,并分析說明當非平衡冷卻時WB=4.5%的合金組織中(在α相的晶界處）出現了少許β相的原因。（20分)
3:試就多晶體金屬的塑性變形過程闡述金屬的晶粒越細強度越高,塑性和韌性越好的原因。(20分)
4:試述鋼中馬氏體的基本類型,晶體結構,組織形態特征,性能特點,并說明低碳鋼馬氏體具有高韌性的原因。(20分)
5:什么是再結晶溫度?敘述影響再結晶晶粒大小的因素。(10分)
6:為什么過共析碳鋼淬火加熱溫度采用Ac1+30-50℃,而不是Accm+30-50℃?[/]

本試題由 民警同志 提供,特向他表示感謝!

※ 編輯：點燃一支煙 于2009-5-12 16:13 編輯本文

在星空下

真的很感謝！

hexiaomu

bu cuo a