重庆大学金属学及热处理真题.doc

重庆大学2002硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计
一、名词解释（每小题2分，共20分）
1. 金属键

2. 固溶体

3. 晶界

4. 结晶潜热

5. 变质处理

6. 滑移

7. 马氏体转变

8. 时效

9. 球化退火

10. 淬透性

二、简述影响置换固溶体中溶质固溶体的主要因素。（15分）

三、简述金属结晶形核过程的主要特点。（15分）

四、根据铁碳合金相图，指出钢的室温组织，并利用杠杆定律分别计算钢中的组织组成物和相组成物。（15分）

五、如何选择钢的淬火加热温度？简述淬火加热温度对钢的组织和性能的影响。（10分）

六、指出热加工和冷加工的区别，简述热加工对金属组织与性能的影响。（15分）

七、简述钢中马氏体的性能特点和主要的强化机制。（10分）

重庆大学2003硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每小题3分，共30分）
1. 晶向指数

2. 共格相界

3. 非均匀形核

4. 铁素体

5. 晶内偏析

6. 回火脆性

7. 变形织构

8. 灰铸铁的断面敏感性

9. 钢铁材料的缺口敏感性

10. 黄铜及特殊黄铜

二、晶粒大小对金属的力学性能有何影响？为了获得细小的晶粒，在实际工艺上采用哪些方法？并简述原理。（20分）

三、有一铁碳合金在1146℃平衡结晶时有奥氏体74.4%，渗碳体25.6%，求：
（1）合金的含碳量（5分）
（2）室温时的平衡组织组成并画出组织示意图（14分）
（3）室温时的平衡相组成（5分）

四、简述马氏体转变时的热力学及晶体学特点。（18分）

五、简述淬火钢回火时可能发生哪些组织转变？（18分）

六、简述影响碳钢强度的因素及提高其强度的途径。（20分）

七、分析铸铁中石墨形状、大小、数量和分布以及基体组织对铸铁性能的影响。并根据铸铁的结晶学特点，分析铸铁焊接时预热和焊后缓冷的意义。（20分）

重庆大学2004硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每题4分，共32分）
1. 晶体缺陷

2. 相起伏

3. 伪共晶

4. 滑移变形

5. 枝晶偏析

6. 过冷奥氏体

7. 红硬性

8. 晶间腐蚀

二、填空题（每空1分，共18分）
1. 在立方晶系中，指数相同的晶面和晶向之间的关系是相互 ；
2. 金属晶体中的点缺陷有 ；线缺陷是 ；主要的面缺陷有 。
3. 在白口铸铁中，碳主要以 形式存在，而在灰口铸铁中碳主要以 形式存在。
4. 金属结晶依赖于两个密切联系的基本过程，即 和 。
5. 低碳马氏体的金相显微组织特征是 ，其亚结构为 ；高碳马氏体的金相显微组织特征是 ，其亚结构为 。
6. 钢的回火转变可分为 、 、 和 四个基本过程。
7. 60钢与T12钢比较， 淬透性高， 淬硬性高。
三、作图题（15分）
画出立方晶系（211）、（02）、（1）等晶面和[02]、[0]等晶向。

四、问答题（每题20分，共40分）
1.晶粒大小对常温下金属的力学性能有何影响？试提出三种细化晶粒的方法，并简述其原理。

2.晶体中有一正方形位错线，其柏氏矢量b及位错线的方向如图所示，试指出各段位错线的性质。若沿柏氏矢量方向对晶体加上外切应力τ，试分析该正方形位错线的滑动情况，

五、相图知识（25分）
为了区分两种弄混的碳钢，工作人员分别截取了A、B两块试样，加热至850℃保温后以极缓慢的速度冷却至室温，观察显微组织，结果如下：
A试样中先共析铁素体的面积为41.6%，珠光体的面积为58.4%；
B试样中的二次渗碳体的面积为7.3%，珠光体的面积为92.7%。
设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体在室温下的含碳量为零，试求：
（1）A、B两种碳钢的含碳量，并画出组织示意图。
（2）利用相图，分析A、B两种碳钢的平衡结晶过程。

六、金属材料的强化方式主要有哪几种？试简述其强化机理。（20分）

重庆大学2005硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每题4分，共32分）
1.空间点阵

2.结构起伏

3.加工硬化

4.再结晶

5.晶内偏析

6.残余奥氏体

7.热硬性

8.淬透性

二、填空题（每空1分，共18分）
1. 金属晶体中的点缺陷有 和 ；最主要的面缺陷是 ，线缺陷是 。
2. 纯金属结晶时，过冷度越大，则临界晶核半径和临界形核功越 ，形核率越 ，因此所形成的晶粒越 。
3. 在金属结晶时，如果其他条件相同，则砂模浇注的铸件晶粒比金属模浇注的 ，薄壁铸件的晶粒比厚壁铸件的 ，加变质剂的晶粒比不加变质剂的 。
4. 钢的奥氏体化由 、 、
和 四个基本过程组成。
5. 把两个20钢小试样分别加热到之间和以上温度保温足够时间后快速水冷，所得组织，前者为 加 ，后者为 。
6. 除Co以外，其他合金元素都使碳钢的C曲线向 移动。
三、作图题（15分）
画出立方晶系（123）、（10）、（1）等晶面和[20]、[10]等晶向。

四、问答题（每题20分，共40分）
1.当把粗钢丝冷拉成细钢丝时，常常需要经过多次拉拔才能完成，并且还需要进行多次中间退火，试说明其原因。

2.调质处理后的40钢齿轮，高频加热的温度分布如图1所示，试分析高频加热水淬后，齿轮由表面到中心各区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的组织变化。假定该齿轮在淬火时能够被淬透。

图 图1（四（2）题图）

五、相图知识（25分）
图2为相图：
1. 试在相图上标出H、J、B、E、C、D、F、P、S、K等点的含碳量；HJB线、ECF线和PSK线的温度；各区域的组织组成物。
2. 分析含碳量为2.11%的铁碳合金由液态冷却至室温的平衡结晶过程，并绘出其室温下的平衡组织示意图。
3. 求上述合金室温平衡组织中组织组成物的相对量和相组成物的相对量。假设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体在室温下的含碳量为零。

六、金属材料有哪几种强化方式？试简述其强化机理。（20分）

重庆大学2006硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每题4分，共32分）
1.铁素体

2.固溶强化

3.滑移

4.伪共晶

5.同素异构

6.过冷奥氏体

7.回火脆性

8.晶间腐蚀

二、填空题（每空1分，共18分）
1. 常见纯金属的晶体结构有 、 和
三种。
2. 典型铸锭结构的三个晶区分别为 、 和 。
3. 与单晶体相比，影响多晶体塑性变形的两个主要因素是 和 。
4. 共析成分的铁碳合金室温平衡组织是 ，其组成相是 。
5. 工具钢按用途可分为 、 和 三类。
6. 共析钢淬火形成马氏体后，在低温、中温、高温回火后的产物分别是
、 和 。
7. 在室温下，白口铸铁中的碳主要以 形式存在，而灰口铸铁中的碳主要以 形式存在。
三、相图知识（25分）
图1为相图：
1. 试在相图上标出H、J、B、E、C、D、F、P、S、K等点的含碳量；HJB线、ECF线和PSK线的温度；各区域的组织组成物。
2. 分析含碳量为1.2%的铁碳合金由液态冷却至室温的平衡结晶过程。
3. 求上述合金室温平衡组织中组织组成物的相对量和相组成物的相对量。假设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体在室温下的含碳量为零。

重庆大学2007硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每题4分，共32分）
1.过冷度

2加工硬化

3.间隙固溶体

4.铸铁的碳当量

5.滑移系

6.铝合金的变质处理

7.马氏体

8.回火脆性

二、填空题（每空1分，共18分）
1. 结晶的进行是依靠 和 两个密切联系的基本过程实现的。
2. 过冷度越大，临界半径和临界形核功越 ，可以使形核率
。
3. 在普通退火状态下的工具钢中，T8比T12钢的硬度更 ，原因是T12
钢中有更多的网状 存在。
4. 钢中的S和P是有害杂质，S的最大危害性是 ，P的最大危害性是 。
5. 在铁碳合金中，低温莱氏体是由 组织和 相组成 的机械混合物。
6. 钢的淬透性越高，则其C曲线的位置越向 （填“左和右”）。
7. 机械零件在工作条件下，可能受到的负荷有三大类，分别是 、
和 。
8. 典型铸锭结构的三个晶区分别为 、 和 。
9. 牌号HT200表示 。
三、问答题（共70分）
1. 马氏体转变的晶体学特点有哪些？（20分）

2. 如果其他条件相同，下列铸造条件下哪种晶粒更细小？分别简述理由。
（16分）
（1） 金属模浇注与砂模浇注
（2） 高温浇注与低温浇注
（3） 浇注薄件与浇注厚件
（4） 浇注时振动与浇注时不振动

3. 多晶体金属塑性变形时，组织结构有哪些变化？（20分）

4. 提高奥氏体不锈钢耐蚀性的途径及工艺措施有哪些？（14分）

四、计算及分析题（共30分）
1. （共20分）一铁碳合金在1147℃时有奥氏体60%，渗碳体40%。（设按介稳定系结晶，铁素体在室温的含碳量为0）
（1） 求合金含碳量（5分）
（2） 求室温平衡组织组成（10分）
（3） 求室温相组成（5分）

2. 下列工艺路线是否合理？如不合理请写出正确的工艺路线。（共10分）
（1）渗碳零件：锻-----调质-----精加工-----半精加工-----渗碳-----淬火（5分）
（2）高频表面感应加热淬火零件，使用退火原料：下料-----粗加工-----高频淬火、回火------半精加工-------精加工（5分）

重庆大学2008硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、填空题（每空1分，共13分）
1. 体心立方结构最密排的晶面族为 。
2. 每个体心立方晶胞中的原子数为 ，其配位数为 ；每个面心立方晶胞中的原子数为，其配位数为 。
3. 金属凝固时，形核的驱动力是 ，形核的阻力是 。
4. 用 方法可能得到非晶态金属。
5. 固溶体合金，在铸造条件下，容易产生 ，用 处理可以消除。
6. 位错线与其柏氏矢量平行的位错是 位错。
7. 一个滑移系是由 和 所组成的。
二、名词解释（每题4分，共40分）
1.临界晶核

2.能量起伏

3.形核率

4.成分过冷

5.伪共晶

6.沉淀硬化

7.冷加工

8.调质

9.奥氏体不锈钢的稳定化处理

10.铝青铜的缓冷脆性

三、问答题（共47分）
1. 影响Ms点的因素较多，试说出三个影响因素并加以论述（16分）

2. 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。（15分）

3. 淬火钢回火时，主要发生哪些转变？（16分）

四、分析及计算（共50分）
1. 用9SiCr钢制成圆板牙，其工艺路线为：锻造------球化退火-------机械加工-----淬火-------低温回火-------磨平面------开槽开口。试分析：球化退火、淬火及回火的目的；球化退火、淬火及回火的大致工艺。（15分）

2. 已知A（熔点600℃）及B（熔点500℃）液态时无限互溶，固态时，A在B中的最大溶解度为30%，室温对为10%，但B在固态和室温时均不溶于A，300℃时，含40%B的液态合金发生共晶反应，试作出A—B合金相图；计算含20%A、45%A、80%A合金结晶后在室温下组织组成物和相组成物的相对量。（20分）

3. 含碳2.2%的铁碳合金试样，其室温组织为珠光体和厚网状的游离渗碳体，没有发现莱氏体，试分析其原因。（15分）

重庆大学2009硕士研究生入学考试试题
考试科目：金属学及热处理
专 业：材料学，材料加工工程 研究方向：所有方向
请考生注意：
答题一律（包括填空题和选择题）答在答题纸或答题的试卷册上，答在试题上按零分计

一、名词解释（每题4分，共40分）
1.金属键

2间隙固溶体

3.比重偏析

4.变形织构

5.再结晶温度

6.晶面指数

7.本质晶粒度

8.扩散性相变

9.临界淬火速度

10.球化处理

二、填空题（每空1分，共10分）
1. 在铝合金牌号中国国家标准中，LY表示 ，ZL表示
2. 过冷奥氏体稳定性增加，C-曲线向 移动（填左或右）
3. 可锻铸铁毛坯中的碳主要以 形式存在。
4. W18Cr4V中W的主要作用 ，锻造是为了 。
5. 钢的强度越高，对氢脆的敏感性越 。
6. 合金凝固范围越宽，形成缩松的倾向越 。
7. 亚共析钢缓慢冷却到室温的组织为
8. 过冷度越大，临界形核功越 。
三、问答题（共60分）
1. 比较上、下贝氏体的形成条件、组织特征及性能。（18分）

2. 以Al-Cu合金为例，说明时效强化过程。（15分）

3. 加工硬化现象在金属材料生产过程中有什么实际意义？（12分）

4. 多晶体金属经塑性变形后，组织结构有哪些变化？（15分）

四、分析、计算与应用（共40分）
1. 现要用45钢棒材制造车床传动齿轮，要求齿面耐磨、心部强韧性好，设计其工艺路线，应进行哪些热处理？为什么？并说明组织变化。（10分）

2. 解释下列现象：（1）大多数铸造合金都采用共晶成分或接近共晶成分；（2）若室温下存在固溶体+化合物两相，不易进行冷变形，往往将其加热到单相固溶态进行热变形；（3）通过增加凝固时的过冷度来提高共晶成分铸件的性能；
（12分）

3. 一种铁碳合金，1148℃共晶反应刚开始时，有奥氏体20%，液体80%，求合金含碳量及室温时的相组成与组织组成（设按介稳定系结晶，铁素体在室温下的含碳量近似为0，凝固及奥氏体转变为珠光体时的体积变化忽略不计）。
（18分）

重庆大学2010年硕士研究生入学考试试题
科目代码：829
科目名称：金属学与热处理（含金属材料）
特别提醒考生：
答题一律做在答题纸上（包括填空题、选择题、改错题等），直接做在试题上按零分记。
一、（每题4分，共20分）名词解释
1 金属键
2 刃型位错
3 结晶潜热
4 缩松
5 真实应力
二、（共60分）简单
1、（12分）某晶体的原子位于正方晶格的结点上，其晶格常数a=b≠c，c=(2/3)a。今有一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别为5个原子间距、2个原子间距和3个原子间距，求该晶面的晶面指数

2、（18分）简述铸锭柱状晶区产生的机理

3、（18分）多晶体金属经塑性变形后，组织结构有哪些变化？

4、（12分）ZL102合金中的主要成分是什么？对其进行变质处理有什么作用？

三、（共70分）
1、（15分）为什么铸铁焊接时一定要预热？为了保证焊接点的塑性为什么焊后必须完全退火？

2、（15分）为了提高过共析钢的强韧性，希望淬火时控制马氏体使其具有较低的碳的质量分数，并希望有部分板条马氏体。试问如何进行热处理才能到达上述目的？

3、（18分）试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同

4、（22分）为了区分两种弄混的碳钢，工作人员分别截取了A、B两块试样，加热至850℃保温后以极缓慢的速度冷却至室温，观察金相组织，结果如下：A试样的先共析铁素体的面积为42%，珠光体的面积为58%；B试样的渗碳体的面积为12%，铁素体的面积为88%。
（1）试求A、B两种碳钢含碳量（设铁素体和渗碳体的密度相同，铁素体中的含碳量为零）
（2）指出室温时两种材料的组织组成与相组成