1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB七个区域室温下的组织组成
物（j点成分小于g点成分）；
3) 分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；
4) 写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到
室温后组织组成物相对含量的表达式。
t/℃ I
II
2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化，并解释其机理。（16分）
k n j δ α
g i d h β
A bc1 g? c2 d? h?
2007年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案
一、简答题（每题10分，共50分）
1、请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位
错的柏氏矢量。
答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍；
不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。
aaa?110??111??1120?Fcc：2； bcc：2；hcp：3
2、已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什
么？
答：半径收缩。若半径不变，则当配位数降低时，会引起晶体体积增大。为了减小体
积变化，原子半径将收缩。
3、均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于
三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
答：因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需要调动的原
子数少。
4、原子的热运动如何影响扩散？
答：热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均增大，即增大扩散系数。 5、如何区分金属的热变形和冷变形？
答：变形温度与再结晶温度的高低关系。高于再结晶温度的为热变形，反之为冷变形。 二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1. 已知某晶体在500℃时，每10个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的
空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A＝0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10 J / K）
-23
10
?EV)kTc10?10?23?EV??kTln??[1.381?10?(500?273)]lnA0.0539?20?19?1.068?10?17.8?1.9?10J解：
c?Aexp(?2. 请计算简单立方晶体中，(111)和(111)的夹角。
cos??解：
h1h2?k1k2?l1l2h1?k1?l1222h2?k2?l2222?1?1?11?333
?＝70°32?
aaa[101]?[121]?[111]633. 请判定在fcc中下列位错反应能否进行：2
解：几何条件：
2111a?11??11?b1?b2????a?b?????c?a?b?c??111?63333?26??26?（6分）
能量条件：
?a2a2?2a2a2aa2?6???2?6???3?326??（6分）
满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3分） 4.试画出面心立方晶体中的 (123) 晶面和
晶向
22解：
三、 综合分析题（共40分） 1. 如附图所示，请分析：（24分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB七个区域室温下的组织组成
物（j点成分小于g点成分）；
3) 分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；
4) 写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到
室温后组织组成物相对含量的表达式。 解：
1） 水平线kj为包晶反应：
Lj??k??n（2分）
水平线gh为共晶反应：
Ld??g??h（2分）
2） Ab： α （1分）
bg′：α+β
II
（1分）
II
g′d： α+(α+β)共+βd'：(α+β)共（1分）
（1分）
d′h′：β+(α+β)共+αII（1分） h′e： β+α
II
（1分）
eB： β （1分） 3） 合金I （5分）合金II （3分）
α→βII
L L→δ
L+δ→α
L→α
α
L L→α
L→α+β
α→βII
4） 合金I相组成：
w??ec1bc?100% ； w??1?100?be（2分）
合金II组织组成：
t/℃ I II
δ k n j α
g i d h β
A bc1 g? c2 d? h? e B w(???)共?ig?100% ； gdw?II??初共晶前析出量??II析出比例＝w?初idbg???100%； gdbeid??初共晶前析出量??II析出量＝?100%?w?IIgd（3分）
2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化。（16分）
回复 存储能
再结晶 存储能 （主要是点阵畸变能） 恢复到冷变形前的水平
正常长大 异常长大
驱动力 （主要是点阵畸变能）
总界面能
总界面能和表
面能
力学性能变
化
基本保持变形后性能
基本保持再结晶后的水平
性能恶化 强度、塑性下降
2008年硕士研究生入学考试试题
一、简答题（每题10分，共60分）
1. 固态下，无相变的金属，如果不重熔，能否细化晶粒？如何实现？ 2. 固体中有哪些常见的相结构？ 3. 何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？
4. 扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用扩散第一
定律？
5. 何为织构？包括哪几类？
6. 什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？ 二、作图计算题（每题15分，共60分）
1. 请分别写出FCC、BCC和HCP晶体的密排面、密排方向，并计算密排面间距和密排方
向上原子间距。
2. 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，
绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]，
，
晶向。
3. 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1小时，而在390℃下完成再结晶需2小时，
请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间？
)[101]，4. 一个FCC晶体在[123]方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是(111请确定使该滑移系开动的分切应力τ。 三、综合分析题（30分）
1. 请根据Fe-Fe3C相图分析回答下列问题：（17分）
1) 请分析2.0wt.%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。 2) 请分析2.0wt.%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说
明室温下组织会发生什么变化。
3) 假设将一无限长纯铁棒置于930℃渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如
防护 C原子 930℃
防护
室温