位错増殖理论认为，卸载后立即重新加载，位错已经増殖，因此不再出现屈服现象。放置或加热后再加载，发生了回复，位错发生重排和抵消，因此会再次出现屈服现象。

两种理论均有实验依据，目前一般同时采用两理论解释应变时效的产生原因。

2、如图所示，在立方单晶体中有一个位错环ABCDA，其柏氏矢量b平行于z轴

1） 指出各段位错线是什么类型的位错。

2） 各段位错线在外应力τ作用下将如何运动？请绘图表示

答：

1）AB、BC、CD、DA段都是刃位错

2）AB和CD不动；BC向上滑移，AD向下滑移，如图所示。

西北工业大学

2011年硕士研究生入学考试试题参考答案

试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 7 页

一、 简答题（每题10分，共50分）

1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、

螺位错的主要特征。 答：刃型位错：

1) 1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2) 2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。

3) 3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直

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)]ln

A0.0539?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]，σ=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，