4) 4滑移面惟一
5) 5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致） 6) 6位错线与柏氏矢量垂直 螺型位错：
1) 1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状 2) 2螺位错应力场为纯切应力场
3) 3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线 4) 4螺型位错的滑移面是不惟一；
5) 5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。 6) 6位错线与柏氏矢量平行
2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困
难？
答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结晶退火。
3. 什么是离异共晶？如何形成的？
答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。
4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。
答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。
5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含
50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？
答：50%Ni的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，冷速较快不容易达到成分均匀化。
二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1、写出{112}晶面族的等价晶面。
答：
{112}?(112)?(112)?(112)?(112)?(121)?(121) ?(121)?(121)?(211)?(211)?(211)?(211)
aa2、请判定下列反应能否进行：[111]?[111]?a[001]
22答：几何条件： 能量条件：
aaa[111]?[111]?[002]?a[001]，满足几何条件 22222b1?b2222b3?a0?0?1
?3?a??a???(?1)2?(?1)2?12???12?12?12??a24?2??2?222??a22
不满足能量条件，反应不能进行。
3、已知某晶体在500℃时，每1010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＝1.381×10-23 J / K）
答：
c?Aexp(??EV)kTc10?10 ?23?EV??kTln??[1.381?10?(500?273)]lnA0.0539?1.068?10?20?17.8?1.9?10?19J
4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢量
的螺位错线上所受的力（
上的分切应力为：
）
答：外力在(111)
作用在位错线上的力为：
三、 综合分析题（共40分）
1. 经冷加工的金属微观组织变化如图a所示，随温度升高，并在某一温度下保温足够长的时间，会发生图b-d的变化，请分析四个阶段微观组织、体系能量和宏观性能变化的机理和原因。
答：图a：晶粒拉长，缺陷数量增大形成位错亚结构，产生变形织构；存储能升高；位错缠结导致加工硬化，强度硬度升高，塑形下降，组织取向明显导致各向异性。
图b：回复。晶粒基本不变，位错发生滑移、攀移等，位错重排，数量略有减少，
空位大量减少。内应力得到消除。加工硬化基本保留。
图c：再结晶。形成新的无畸变新晶粒。存储能全部释放，变形产生的点阵畸变消除。加工硬化消除，力学性能基本恢复到冷变形前的水平。
图d：晶粒长大。晶粒粗化。体系能量因界面能的下降而下降。强度下降，塑形也下降。
2. 根据Ag-Cd二元相图：
1) 当温度为736℃、590℃、440℃和230℃时分别会发生什么样的三相平衡
反应？写出反应式。
2) 分析Ag-56í合金的平衡凝固过程，绘出冷却曲线，标明各阶段的相
变反应。
3) 分析Ag-95í合金的平衡凝固与较快速冷却时，室温下组织组成会有
什么变化，并讨论其原因。
答：
736℃：包晶反应，L+Ag→β 590℃：包晶反应，L+δ→ε 440℃：共析反应，β→Ag+γ 230℃：共析反应，γ→β′＋δ′
2）
3）Ag-95í合金的平衡凝固到室温：Cd包＋εII
β′→δ′ δ′→β′
L L→β L+β→δ
β→δ δ→β
δ+β→γ
β→γ
γ γ→δ′
γ→β′＋δ′
较快速冷却到室温：ε初＋Cd包＋εII，且εII相数量相对较少，尺寸相对细小。 原因：快速冷却时，由于固态中扩散较慢，使本应该在包晶反应中消失的ε初有剩余，既产生包晶转变不完全。另外，由于冷速快，使得εII相变得细小，析出数量减少。
2010年硕士研究生入学考试试题 参考答案
一、 简答题（每题10分，共50分）
1. 请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
答：α-Fe为体心立方晶体，其八面体间隙为扁八面体，相比而言四面体间隙较大；γ-Fe为面心立方，其八面体间隙大。体心立方的四面体间隙比面心立方的八面体间隙小很多，因此溶解小原子的能力小很多。
2. 请简述位向差与晶界能的关系，并解释原因？