哈工大金属学与热处理1999-2012年考研初试真题及2013复习大纲

1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。（15分）2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。（15分）3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分）4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家]5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。（15分）6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。（15分）7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力ζc为1MPa，回答下列问题：①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。（计算结果保留两位有效数字）3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。2002年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题一、(10分)已知铜单晶的{111}110滑移系得临界分切应力为1Mpa。直径为1mm的铜单晶丝受轴向拉伸,加载方向平行于单晶的[001]方向,若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形,求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少?(计算结果保留3位有效数字)二、(15分)根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图(如右图所示),说明O点成分合金平衡结晶过程,画出冷却曲线示意图,并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。三、(15分)求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少?若某铁碳合金组织中除有珠光体外,还有15%的二次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少?四、(15分)试叙述贝氏体的转变特点,并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。五、(15分)什么是异分结晶?说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因素有关?六、(15分)某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经1100℃加热后,用崭新的优质冷拔态钢丝绳吊挂,由起重吊车运往淬火水槽,行至途中钢丝绳突然发生断裂,试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。七、(15分)用T10A钢(Wc=1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃)制造冷冲模的冲头,试制订预备热处理工艺(包括工艺名称和具体参数),并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获得何种组织。2003年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题一、（20分）已知面心立方晶格的晶格常数为a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出[100]、[110]和[111]晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并说明原因。（计算结果保留两位有效数字）二、（20分）右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图：1.作mn变温截面图，分析O1点成分合金的平衡结晶过程。2.写出O1点成分合金室温下的相组成物，给出各相的相对含量的表达式。3.写出O1点成分合金室温下的组织组成物，给出各组织组成物的相对含量的表达式三、（25分）试述冷变形金属在加热时，其组织和性能发生的变化。四、（20分）什么是离异共晶？举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。五、（20分）求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少？若某铁碳合金平衡组织中含有10%的一次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？（计算结果保留两位有效数字）六、（20分）叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。七、（25分）T10A钢含碳量约为1.0%，Ac1=730℃，Accm=800℃，Ms=175℃，该合金的原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，若用此钢制作冷冲模的冲头，说明需要经过那些热处理工序才能满足零件的性能要求，写出具体热处理工艺名称、加热温度参数、冷却方式以及各工序加热转变完成后和冷却至室温时得到的组织。2004年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：①画出立方晶系的［102］晶向和（012）晶面。（8分）②纯钛从高温冷却到983℃时由体心立方结构转变为密排六方结构，其原子半径增加了2%，求该转变引起的体积变化的百分率（计算结果保留两位有效数字）（7分）2：什么是成分过冷？画出示意图分析成分过冷的形成，并说明成分过冷时晶体长大方式及铸锭组织的影响。（22分）3：试就渗碳体形态的变化阐述含碳量对铁碳合金平衡组织及机械性能的影响。（23分）4：什么是金属的热加工？阐述热加工对金属组织和性能的影响。（15分）5：根据给出的三元共晶相图的投影图，画出Ⅰ-Ⅱ位置的垂直截面图，并填写相区。（15分）6：试以共析钢为例，绘图说明片状珠光体的形成过程及形成时碳的扩散规律。（30分）7：T12A（含碳量1.2%,Ac1=730℃,Accm=800℃）钢的原始组织为片状珠光体和网状二次渗碳体，请给出两种热处理工艺途径，最终获得粒状珠光体组织。（要求注明具体的热处理工艺名称和工艺参数，并阐述其原因）（30分）2005年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题1：简答题（每题5分,共20分）①什么是晶带？什么是晶带轴?②什么是柏氏矢量？判断图1位错环中A,B,C,D,E段各属于哪一类型位错。③什么是离异共晶？在什么条件下可能得到离异共晶组织？④什么是第二类回火脆性？如何消除或抑制？2：试阐述固溶体合金与纯金属结晶过程中形核，长大的条件及方式有何异同之处（20分）3：根据Fe-Fe3C相图，分析含碳量Wc=0.45%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量。（20分）4：图2为组元在固态下互不溶解的三元共晶合金相图的投影图，分析O点成分合金的平衡结晶过程及室温组织，并写出该合金在室温下组织组成物的相对含量表达式。（20分）5：什么是金属的热加工？阐述热加工对金属组织和性能的影响。（15分）6：试阐述钢中两种典型马氏体的晶体结构，组织形态特征和性能特点，并说明板条马氏体具有高强韧性的原因。（25分）7：过共析钢球化退火的目的是什么？某厂对T10钢(Wc=1.0%)球化退火时，因仪表失灵，炉温升至1000℃，当发现时已经在该温度保温1小时，此时操作者该采取什么措施补救，说明原因（30分）2006年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科考研试题1．选择题（不定项选择）⑴当加热到A3温度（即是GS线对应的温度）时，碳钢中的铁素体将转变为奥氏体，这种转变可称为（）①同素异晶转变；②重结晶；③伪共晶；④再结晶；⑤多晶型转变⑵若体心立方晶胞的晶格常数为a，则其八面体间隙（）①是不对称的；②是对称的；③位于面心和棱边中点；④位于体心和棱边中点；⑤半径为（2-）/4a⑶在912℃α-Fe（其晶格常数为0.2898nm）转变为γ-Fe（其晶格常数为0.3633nm）时的体积（）①膨胀；②收缩；③不变；④变化率为-0.89%；⑤变化率为1.20%⑷渗碳体是一种（）①间隙相；②金属化合物；③正常化合物；④电子化合物；⑤间隙化合物⑸六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）①[2110]；②[1120]；③[1210]；④[2110]；⑤[1010]⑹在晶面（110）和（111）所在的晶带，其晶带轴的指数为（）①[110]；②[110]；③[011]；④[011]；⑤[101]2．判断题⑴（）过冷度越大，晶体生长速度越快，晶粒长得越粗大⑵（）晶界处原子处于不稳定状态，故其腐蚀速度一般都比晶内快⑶（）微观内应力是由于塑性变形时，工件各部分之间的变形不均性所产生的⑷（）回复可使冷变形金属的加工硬化效果及内应力消除。⑸（）马氏体与回火马氏体的一个重要区别在于：马氏体是含碳的过饱和固溶体，回火马氏体是机械混合物⑹（）几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。⑺（）回火索氏体于索氏体相比有更好的综合力学性能。⑻（）在正温度梯度条件下，固溶体合金仍可能以树枝状方式长大。3．简单题⑴金属塑性变形后组织和性能的变化。⑵马氏体具有高强度的原因⑶什么是高温回火脆性？如何抑制与消除？4．综合题⑴画出Fe-Fe3C相图的示意图，分析含碳量WC=1.2%的碳钢合金平衡结晶过程，画出冷却曲线，表明每一阶段该合金的显微组织示意图，并分别计算室温下该合金的相组成物及组织组成物的相对含量。⑵甲乙两厂都生产同一种轴类零件，均选用45钢（含有0.45%C），硬度要求220-240HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，试分析甲乙两厂产品的组织和性能差别。2007年哈工大材料学院材料加工工程金属学与热处理考研真题金属学与热处理部分（100分）简答题：1．举例说明什么是组元，相，组织？（10分）2．纯金属与固溶体合金平衡结晶有什么相同点和不同点？（10分）3．临界变形度对金属再结晶后的组织和性能有什么影响？（10分）综合题：1．画出Fe-C相图，标明多相区的相，一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体，共析渗碳体形成条件，组织结构，晶体结构有什么相同点和不同点?合金中的二次渗碳体的最大含量多少？（15分）2．铝的密度是2.96g/cm3,假设其中只有肖脱基空位，求空位浓度?(阿伏加德罗常数6.02*1023，铝的原子量是26.96，铝的点阵常数0.4049)（5分）3．分析O点的结晶过程？求O点在室温下组织的组成物与百分比？（10分）4．正火与淬火加热的温度范围？用T12号钢（含碳量1.2%）制作锯条，写出热处理的工艺名称，冷却方法，加热温度，写出最终获得的组织及其性能特点？(10分)判断题：1．过冷度越大，形核率与线长大速率的比值越大，则获得的晶粒越细小。（）（2分）2．金属以及合金由液态转变为固态的过程称为结晶，是一个典型的相变过程。（）（2分）3．金属铸件可以通过再结晶退火来达到细化晶粒的目的。4．回复退火可以有效的消除冷变形金属的内应力。5．几乎所有的钢都会产生第一类回火脆性，若回火后采用快冷的方式可以避免此类脆性。（）（2分）选择题:（每题1分）1．当加热到A3温度（即为GS线对应的温度），亚共析钢中的奥氏体转变为铁素体，这种转变可称为（）。A．同素异晶转变B.重结晶D.再结晶E.结晶2．若面心立方晶体的晶格常数为a，则其八面体间隙（）。A．是不对称的B.是对称的C.位于面心和棱边中点D.位于体心和棱边中点3.在912℃aFe（其晶格常数为0.02464nm）转变为yFe（其晶格常数为0.0486nm）时的休积（）。A膨胀；B收缩；C不变；D不能确定4.渗碳体是一种（）A间隙相；B金属化合物；C间隙化合物D固溶体5.六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。A21