1、 科目代码：818 科目名称：材料科学基础 第 1 页 共 3 页 南京航空航天大学南京航空航天大学 2012018 8 年年硕士硕士研究生入学考试初试试题研究生入学考试初试试题（ A A 卷卷 ） 科目代码: 818 满分: 150 分 科目名称: 材料科学基础 注意: 认真阅读答题纸上的注意事项；认真阅读答题纸上的注意事项；所有答案必须写在所有答案必须写在答题纸答题纸上，写在本试题纸或草稿纸上均无上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；效；本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！ 一、简单题（每小题 10 分，共 30 分） 1、镍为面心立方结构，其原子半
2、径为 0.1246nm，确定在镍的（100） ， （110）及（111）平面上 12mm中各有多少个原子。 2、为什么说绿宝石结构（其结构式为 Be3Al2Si6O18）可以成为离子导电的载体。 3、说明常见高聚物分子链的键接方式及其对聚合物性能的影响？ 二、已知液态纯镍在 1.1013105Pa(1 个大气压)，过冷度为 319时发生均匀形核。设临界晶核半径为1nm， 纯镍的熔点为1726K， 熔化热Hm=18075J/mol， 摩尔体积Vx=6.6cm3/mol，计算（1）纯镍的液-固界面能和临界形核功；(2)若要在 1726K 发生均匀形核，需将大气压增加到多少？已知凝固时体积变化 V=
3、-0.26cm3/mol(1J=9.87105 cm3Pa)。 （15 分） 三、关于 Fe-C 相图，回答问题。 （20 分） （1） 、默写 Fe-C 相图。 （2） 、画出含 C 0.4wt%合金室温平衡组织示意图，并标出组织组成物。 （3）指出含 C 0.77wt%合金从高温液态平衡冷却到室温要经过哪些转变？ （4） 根据杠杆定律分别计算含 C 0.4wt%合金在室温下的组织组成物与相组成物的相对百分含量。 科目代码：818 科目名称：材料科学基础 第 2 页 共 3 页 四、已知 A、B、C 三组元固态完全不互溶，成分为 80A、10B、10C 的 O 合金在冷却过程中将进行二元共晶
4、反应和三元共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为 60A、20B、20C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E 点)为 50A、10B、40C。(10 分) (1) 试计算 A 初、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。 (2) 写出图中 I 和 P 合金的室温平衡组织。 五五、(25 分)有一 bcc 晶体的111011 ）（滑移系的临界分切力为 60MPa，试问在001和010方向必须施加多少的应力才会产生滑移?随着滑移的进行，拉伸试样中该滑移面会发生什么现象？它对随后进一步的变形有何影响？对于一般工程用金属材料，试分析冷塑性变形对其组织结构、力学性能、物理化学性能和体系
5、能量的影响。 六、(15 分)为改善钛合金的切削加工性能，研制了一种新的加工工艺：渗氢处理+机械加工+脱氢处理。 已知某钛合金构件在 800真空脱氢 1 小时其距表面 0.05处的性能符合规定要求。为进一步降低该构件的热处理变形，拟将该合金构件在 700处理，问处理多少时间在距表面 0.1处将达到上述相同规定要求？计算氢原子在 700和 800的扩散系数，并分析氢在钛合金中的扩散能力（设氢在该钛合金的扩散激活能为 16.62KJ/mol,D0=810-4cm2/s） 。 科目代码：818 科目名称：材料科学基础 第 3 页 共 3 页 七、 (15 分) 高速电气化铁道用铜锡合金接触线悬挂于铁
6、路上方， 通过与受电弓滑板接触摩擦直接向电力列车送电。该铜锡合金（Sn0.15-0.45%, Zr0.01-0.05%, Ni0.02-0.03%, Ti0.005-0.01%, 余为 Cu）接触线是在张应力状态下工作，要求具有高强度和高导电率，且要控制其中的氧含量(一般需低于 0.003%)。日本和法国等国家主要采用连铸连轧工艺生产该合金接触线，而国内某企业采用“上引提拉铸造+连续冷挤压+冷拉”工艺生产。 (1)该铜锡合金其添加的合金元素总含量控制在0.2-0.5%是出于何种考虑？ (2)试分析该国内企业的生产工艺有哪些优点？为什么？ (3)经冷拉拔后的铜锡合金丝并不能直接使用，还需经过一定的热处理，试分析其作用。 八、 （20 分）航空发动机涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志。随着推重比的不断提高，对高温合金的持久强度、蠕变强度和高温下的裂纹扩展速率和断裂韧性提出了更高的要求。 （1）试用晶体缺陷理论解释材料蠕变变形的微观机理。 （2）提出改善发动机涡轮叶片用高温合金高温强度的措施并解释其原理。
