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三、 综合分析题（共40分）

1、 请分析对工业纯铝、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用的强化机制，并解释机

理。（15分）

答：工业纯铝：细晶强化——利用晶界和位向差对位错运动的阻碍作用进行强化；

加工硬化——利用冷变形后缠结位错之间的相互作用进行强化。

Fe-0.2%C：固溶强化——利用碳原子引起铁的晶格畸变对位错运动的阻碍作用进行强

化。

加工硬化——同上 细晶强化——同上

沉淀强化——利用碳化物对位错运动的阻碍作用进行强化。

Al-5%Cu：沉淀强化（时效强化）——利用沉淀相对位错运动的阻碍作用进行强化。

加工硬化——同上 细晶强化——同上

2、 请根据Cu-Zn相图回答下列问题：(25分)

1) 若在500℃下，将一纯铜试样长期置于锌液中，请绘出扩散后从铜棒表面至内部

沿深度方向的相分布和对应的浓度分布曲线。

2) 请分析902℃、834℃、700℃、598℃、558℃的相变反应类型，并写出反应式。 3) 请绘出Cu-75%Zn合金的平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组

成。

4) 请计算Cu-75%Zn合金平衡结晶至200℃时的相组成含量。

902℃：包晶—— L+α→β 834℃：包晶——L+β→γ 700℃：包晶——L+γ→δ 598℃：包晶——L+δ→ε 558℃：共析——δ→γ+ε

2009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60分）

1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。（请绘表格作答，答案务必写在答题册上） 答：

b 与 l τ与 b τ与l 位错线运动方向

// ⊥ ⊥ 法线

法线 // // //

一定角度

//

一定角度

法线

2. 什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？

答：溶质原子取代溶剂原子，并保持溶剂结构的合金相称为置换固溶体。 影响因素有：1）原子尺寸；2）晶体结构；3）电负性；4）电子浓度 两组元晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。

3. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？

答：间隙扩散系数与空位浓度无关，而置换扩散系数与空位浓度有关（可用公式表示）。一般地，间隙扩散系数大于置换扩散系数。

不会发生。因为间隙扩散中考虑间隙原子定向流动，未考虑置换互溶式扩散。

4. 在室温下对铁板（其熔点为 1538℃ ）和锡板（其熔点为 232℃ ），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？ 答：根据T再＝（0.35～0.45）Tm可知

Fe在室温下加工为冷加工，Sn在室温下加工为热加工

因此随着弯曲的进行，铁板发生加工硬化，继续变形，导致铁板断裂 Sn板属于热加工，产生动态再结晶，弯曲可不断进行下去

5. 何为固溶强化？请简述其强化机制。

答：固溶强化就是溶质原子阻碍位错运动，从而使合金强度提高的现象。 主要机制包括：1）柯氏气团，即溶质原子的弹性应力场阻碍位错运动；2）玲木气团，即溶质原子降低基体层错能，使位错分解为扩展位错，阻碍位错交滑移或攀移；3）电交互作用，即带电溶质原子与位错形成静电交互作用，阻碍位错运动。

6. 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。

答：相同点：恒温、恒成分转变；相图上均为水平线。

不同点：共晶为分解型反应，包晶为合成型反应；共晶线全是固相线，包晶线只有部分是固相线；共晶三角在水平线上，包晶三角在水平线下。

二、作图计算题（每题10分，共40分）