2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题
特别说明
本书严格按照该复试笔试科目最新考试题型、试题数量和考试难度出题，结合历年复试经验整理编写了复试五套终极预测模拟题并给出了答案解析。该套模拟题涵盖了这一考研复试笔试科目常考试题及笔试重点试题，针对性强，是考研报考本校复试笔试复习的首选资料。
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目录
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（一） (4)
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（二） (10)
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（三） (15)
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（四） (21)
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（五） (26)
2020年西南大学材料科学基础考研复试终极预测五套题（一）
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一、名词解释
1．单位平行六面体
【答案】在空间点阵中按选择原则选取的平行六面体，称为单位平行六面体。
2．固溶强化
【答案】当形成固溶体后，溶剂晶格中因溶有溶质原子而产生晶格畸变，溶质原子的应力场会与位错产生交互作用而阻碍位错运动，增大了位错运动的阻力，使得临界分切应力远比纯金属大，滑移系开动比纯金属困难，使材料的塑性变形抗力提高，硬度、强度上升，而塑性、韧性下降的现象称为固溶强化。
3．同质多晶
【答案】化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下会形成结构不同的晶体。
二、简答题
4．何谓成分过冷？用成分过冷理论解释合金的铸造性能(流动性、缩孔的分布特征)与其相图中液/固相线间垂直距离的关系。
【答案】在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液体中溶质分布发生变化，使液/固界面前沿的液体处于过冷状态，这种由液体成分变化与实际温度分布两个因素共同决定的过冷，称为成分过冷。合金的铸造性能(流动性、缩孔的分布特征)与其相图中液/固相线间垂直距离的大小有关。垂直距离越
大，则合金的流动性越差，缩孔越易呈分散分布。成分过冷的条件为：，其中，G为液
/固界面前沿液体中的实际温度梯度，R为液/固界面推移的速度，D为溶质原子在液相中的扩散系数，m 为合金相图中液相线的斜率，为合金的成分，为合金的平衡分配系数。可以证明，上式中的
就是合金在其相图中液/固相线间的垂直距离。显然，液/固相线间的垂直距离越大，合
金的成分过冷倾向就越大，液/固界面越倾向于树枝状生长，这阻碍了合金熔液的流动性，也使树枝状晶的枝间处因得不到补缩而形成分散缩孔。
5．试用相律说明为什么三元合金可以出现四相平衡，三元平衡相图的水平截面可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量，而垂直截面却不能。
【答案】相律公式是=c-p+1，式中、c、p分别表示自由度、成分数和相数。对于三元合金来说，当为最小值0时，相数p为4,说明可以出现四相平衡。但这时自由度为0,表示各个相成分以及温度都是确定的，故三元平衡相图的水平截面(即四相平衡面)可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量。但是，三元平衡相图的垂直截面是一个伪二元相图，在此垂直截面上，无法确定平衡相的成分点。因此，三元平衡相图的垂直截面上是不能使用杠杆定律进行各个相相对含量计算的。
6．为什么合金钢比碳钢的力学性能好?热处理变形小?合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高?
【答案】(1)合金元素加入后并经适当热处理，可使钢的力学性能提高或得以改善。(2)合金元素(除Co 外)加入后使钢的淬透性增加，因此获得同样组织时合金钢可选择较缓的冷却介质，故热处理变形小。(3)
合金工具钢由于含有一些合金元素，与钢中的碳形成合金碳化物，而这些合金碳化物的硬度高、熔点髙，所以合金工具钢的耐磨性、热硬性比碳钢高。
7．合金相属于何种类型,并指出其结构特点。
【答案】属于复杂晶格结构间隙化合物，正交晶系，单胞拥有12个铁原子，4个碳原子,铁原子接近密堆排列，呈八面体，碳原子位于其八面体间隙。八面体顶角原子是相邻两个八面体所共有，八面体间还有一定取向。
VC属于间隙相,V占面心立方点阵的结点位置，C占全部八面体的间隙，属于面心立方点阵，是NaCl 型结构。
CuZn是电子化合物，，具有体心立方结构。
是拓扑密堆相中的拉弗斯相,复杂立方结构。半径小的铁原子组成小四面体，这些小四面体顶点
互相连成网格，半径大的Zr原子位于Fe原子组成的小四面体之间的间隙，本身又组成金刚石结构。该结构中只存在四面体间隙,故致密度髙于等径钢球的最密堆的面心立方结构。
8．为什么铸铁生产中,具有三低(碳、硅、锰含量低)一高(硫含量高)化学成分的铸铁易形成白口?为什么同一铸件中往往表层和薄壁处易形成白口?
【答案】成分：(a) 1.3)%
。(b)20钢：
。
成分差别:铸铁C、Si、P、S的质量分数较高。
组织：(a)HT150:F+P+G(石墨)；(b)20钢：F+P。
性能比较:抗拉强度和硬度两者相差不大，但抗拉强度20钢远远高于HT150,HT150的塑、韧性远低于20钢。HT150减磨性、铸造性能、切削加工性能好于20钢。而20钢的焊接性能、锻造性能好于HT150(HT150不能锻造)。
9．何谓钢的淬透性？淬硬性？说明影响淬透性、淬硬性及淬透层深度的因素。
【答案】淬透性:钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体的能力。淬硬性:钢的淬硬性是指钢在淬火后所能达到的最高硬度。
影响淬透性的因素：(a)淬透性取决于钢的淬火临界冷却速度的大小，即连续冷却“C”区线“鼻子尖”所对应的冷速，即取决于“C”曲线与纵轴的距离。而影响“C”曲线的形状与位置的因素主要是合金元素，除Co、Al外，所有合金元素加入均使“C”曲线右移，淬透性增加。淬透性不随工件形状、尺寸和介质冷却能力而变。
淬透层深度与钢的淬透性与工件尺寸和淬火介质的冷却能力等因素有关。
淬硬性主要取决于马氏体的含碳量。
10．试指出三种以上细化金属材料晶粒的方法及其原理。
【答案】(1)增加过冷度。由于晶粒数与形核率N成正比，而与晶粒长大速率成反比，所以提高
就可细化晶粒。而且当增大过冷度时，虽然N与都增大，而N增大速率比快。因此，随过冷度的增加而增大，即晶粒变细。
(2)加入形核剂。在熔液凝固前加入一些细小的形核剂，使之分散在熔液中，作为不均匀形核所需的现成基底，这样能使晶核数大大提高，晶核显著细化。
(3)震动细化。使金属熔液在振动作用下进行凝固，一方面提高了液相的形核率，另一方面使生长的晶体破碎，从而提供更多的结晶核心，从而达到细化晶粒的目的。
三、计算题
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．设碳原子均处于中的八面体间隙，试计算中的八面体间隙被碳原子占据的最大比例。(铁的原子量为55.85,阿伏伽德罗(Avogadm)常数为0.602)
【答案】在相中，C浓度，已知为FCC结构，n=4,每100个单胞中有400个Fe 原子，其质量分数为：
总质量为：
碳原子个数为：
可知，每100个晶胞中有40个碳原子。
12．W-Cr-Ni三元合金等温截面图如下图所示。
图
(1)确定图中A合金的成分，写出它在该温度时的相组成物，在图中标出各组成相的成分点，并计算各相的质量百分数(用字母列式表示即可)。
(2)确定圈中B合金的成分，写出它在该温度时的相组成物，在图中标出各组成相的成分点，并计算各相的质量百分数(用字母列式表示即可)。
【答案】(1)A合金的成分：。
相组成物：。
各相的成分：如图1所示，(Ni)的成分为点；的成分为b点。
各相的质量分数：
(2)B合金的成分：20%Ni-20%Cr-60%W。
相组成物:。