材料科学基础考研题库及真题精选资料
材料科学基础考研题库及真题精选资料简介：
本文为节选，题库含真题/章节课后习题/答案解析/模拟考试(具体请查阅），每年进行更新。
资料参考：
华侨大学材料科学与工程学院《材料科学与工程基础》[专业硕士]考研全套
江西理工大学《841材料科学基础》考研全套
河南大学纳米材料工程研究中心《835材料科学基础（纳米材料）》考研全套
胡赓祥《材料科学基础》（第3版）全套资料【笔记＋题库】
燕山大学材料科学与工程学院《高分子化学》考研全套
哈尔滨理工大学材料科学与工程学院《高分子化学》考研全套
武汉工程大学材料科学与工程学院《701高分子化学》考研全套
天津工业大学材料科学与工程学院《803高分子化学》考研全套
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资料摘录：
常温下单相合金塑性变形有哪些主要方式，说明变形后相应的显微组织形貌特征。[北京科技大学2013年研]
答：
（1）常温下单相合金塑性变形的主要方式有：滑移、李生、扭折；
（2）晶体中的滑移发生于特定的晶面和晶向，称为滑移面和滑移方向；滑移不引起晶体内部的相位差，滑移面和晶体表面形成高度约100nm的“台阶”，称为滑移线；在金相显微镜下，可以看到相距约10nm的滑移线形成的滑移带，相邻滑移带间距约100nm；
（3）晶体中的孪生发生于特定的晶面和晶向，称为李生面和李生方向；李生部分与未发生李生的部分构成镜面对称关系，对称面即为李生面；晶体由李生形成的“台阶”间距约0.1nm，台阶高度也为0.1nm数量级。
（4）既不能进行滑移也不能进行李生的地方，晶体将会产生局部弯曲，此变形称为扭折，扭折与李生不同，它使扭折区晶体的取向发生了不对称性的变化，扭曲区的上下界面是由符号相反的两列刃型位错所构成的，而每一弯曲区则由同号位错堆积而成，取向是逐渐向弯曲过渡的，但左右两侧的位错符号恰好相反。扭折是一种协调性变形，它能引起应力松弛，使晶体不致断裂。
试论述细晶强化为什么在提高金属材料强度的同时还能改善其塑性和韧性？为什么细晶强化不能用于提高金属材料的高温强度？根据已学习的材料科学基础理论，提出改善金属材料高温强度的措施并解释其机理。[南京航空航天大学2016年研]
答：
（1）①钢晶粒细化后，晶界增多，而晶界上的原子排列不规则，杂质和缺陷多，能量较高，阻碍位错的通过，即阻碍塑性变形，也就实现了高强度。②塑性，韧性好的原因：晶粒越细，在一定体积内的晶粒数目多，则在同样塑性变形量下，变形分散在更多的晶粒内进行，变形较均匀，且每个晶粒中塞积的位错少，因应力集中引起的开裂机会较少，有可能在断裂之前承受较大的变形量，既表现出较高的塑性。细晶粒金属中，裂纹不易萌生（应力集中少），也不宜传播（晶界曲折多），因而在断裂过程中吸收了更多能量，表现出较高的韧性。
（2）高温下由于晶界产生粘滞性流动，发生晶粒沿晶界的相对滑动，并产生扩散蠕变，晶粒太细小使金属材料的高温强度反而降低。改善高温强度的措施：①基体的固溶强化：就是合金化，添加能够提高金属材料高温强度的合金元素；②晶界强化：包括纯化晶界、减少晶界（粗化晶粒）；③沉淀强化：在基体上弥散分布离散相，同时适当的弥散相颗粒间距是提高材料高温强度的关键；④热处理；⑤形变强化。
马氏体组织有哪两种基本形态？它们的性能各有何特点？马氏体的硬度主要取决于什么因素？[山东大学2015年研A卷]
答：
（1）板条马氏体和片状马氏体。
（2）奥氏体转变后，所产生的马氏体的形态取决于奥氏体中的含碳量，含碳量<0.6%的为板条马氏体；含碳量在0.6~1.0%之间为板条和针状混合的马氏体；含碳量大于1.0%的为针状马氏体。低碳马氏体的晶体结构为体心立方。随含碳量增加，逐渐从体心立方向体心正方转变。含碳量较高的钢的晶体结构一般出现体心正方。低碳马氏体强而韧，而高碳马氏体硬而脆。这是因为低碳马氏体中含碳量较低，过饱和度较小，晶格畸变也较小，故具有良好的综合机械性能。随含碳量增加，马氏体的过饱和度增加，使塑性变形阻力增加，因而引起硬化和强化。当含碳量很高时，尽管马氏体的硬度和强度很高，但由于过饱和度太大，引起严重的晶格畸变和较大的内应力，致使高碳马氏体针叶内产生许多微裂纹，因而塑性和韧性显菩降低。
（3）随着含碳量的增加，钢的硬度增加。
什么是变形织构？材料冷变形时为什么会产生变形织构？对要求变形量大的材料怎么样防止产生变形织构。[华中科技大学2005研]
答：
（1）在塑性变形中，随着形变程度的增加，各个晶粒的滑移面和滑移方向都要向主形变方向转动，逐渐使多晶体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向上呈现一定程度的规律性，这一现象称为择优取向，这种组织状态，则称为变形织构。
（2）形变织构由于加工变形方式的不同，可分为两种类型：拔丝时形成的织构称为丝织构，主要特征为各晶粒的某一晶向大致与拔丝方向相平行；轧板时形成的织构为板织构，其主要特征为各晶粒的某一晶面和晶向分别趋于同轧面和轧向相平行。
产生原因：金属在形变时，晶体的滑移面会转动，使滑移层逐渐转向与拉力轴平行。由于各个晶粒的滑移层（指数相同的晶面和晶向）在变形较大时，都逐渐转向趋于与拉力轴平行，也就是说，原来的各个晶粒是任意取向的，现在由于晶粒的转动，使各个晶粒的取向趋于一致，这就形成了晶体的择优取向，即形成了形变织构。显然，变形量越大，择优取向程度越大，表现出一定程度的规律性。
（3）防止形变织构的一种方法是控制加工和热处理工艺，得到只有轻微织构的加工组织以及细晶粒的再结晶组织；还可以改变轧板的生产工艺，冷加工中的中间再结晶退火和最终回复退火的结合可以控制织构，因此可以采用交叉轧制的方法，控制铝合金薄板热扎过程，或多方向交叉冷轧以及应用合适的退火方法可以减少变形织构的形成。
什么是时效？试说明A1-4.5%Cu合金中时效强化的原因。[清华大学2008]
答：
（1）时效是指合金元素经固溶处理后，获得过饱和固溶体，在随后的室温放置或低温加热保温时，第二相从过饱和固溶体中析出，引起强度、硬度以及物理和化学性能的显著变化的现象。
（2）时效析出过程受溶质扩散控制，在沉淀过程中可能形成一系列亚稳相（过渡相）。时效析出的原因主要有以下几个方面：①当析出的盘状亚稳相与母相有一定取向关系时，会在基体中产生较大弹性应变，可使合金明显强化；②而当合金在承受变形时，由于弥散颗粒与位错的交互作用，也会使合金得到强化；③如果沉淀相颗粒可以变形，位错切过时增加颗粒与位错的交互作用，使合金明显强化。如果沉淀相颗粒可以变形，位错切过时增加颗粒的表面能需要做功，增大了位错运动的阻力而使合金得到强化；④如果沉淀相颗粒强度高且与基体共格，则位错线难以切过颗粒，在外加应力的作用下将绕过颗粒、留下位错环。合金要继续变形，需要克服颗粒对位错线绕过时施加的应力，因此需要进一步增大外加应力，即合金获得了时效强化。
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注：本文为摘录，源自公众号【攻关课堂】资料完整版目录！
