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中國鋼鐵股份有限公司 104 年新進人員甄試(Ⅱ)試題
甄試職位／類組【代碼】：師級職位／材料【H9604】
專業科目：1.物理冶金 2.熱力學
＊請填寫入場通知書編號：________________
注意：作答前須檢查答案卡、入場通知書號碼、座位標籤號碼、甄試類別是否相符，如有不同應立即 請監試人員處理，否則不予計分。
本試卷一份共 8 頁，測驗題型為【四選一單選選擇題 30 題，每題 1.5 分，複選題 22 題，每題 2.5 分】，限用 2B 鉛筆在「答案卡」上作答，請選出最適當答案，全部答對才給分，答錯不倒 扣；未作答者，不予計分。
請勿於答案卡上書寫姓名、入場通知書號碼或與答案無關之任何文字或符號。
本項測驗僅得使用簡易型電子計算器(不具任何財務函數、工程函數功能、儲存程式功能)，但 不得發出聲響；若應考人於測驗時將不符規定之電子計算器放置於桌面或使用，經勸阻無效，
仍執意使用者，該節以零分計；該電子計算器並由監試人員保管至該節測驗結束後歸還。
答案卡務必繳回，未繳回者該科以零分計算。
壹、四選一單選選擇題 30 題（每題 1.5 分，答錯不倒扣；未作答者，不予計分）
【3】1.飛機蒙皮(Skin)會使用鋁合金鉚釘給予接合，經過固溶處理後的鋁合金鉚釘，會置放於極冷的冰 箱中，使用時才拿出來崁接飛機的蒙皮，請問這樣的處理會讓鋁合金鉚釘在室溫會產生何種作用？
回火 軟化
時效硬化 再結晶
【3】2.相同金屬進行擴散接合(Diffusion bonding)時，其金屬原子的擴散速率不會隨下列何種參數增加而 上升？
本質擴散係數(intrinsic diffusion coefficient) 溫度
活化能(activation energy) 晶格的振動頻率
【2】3.析出硬化型的鋁合金，經由析出硬化後之性質的改變，下列敘述何者錯誤？
硬度會提升
電阻係數會降低
帶電載體(charge carrier)的遷移率(mobility)會下降
鋁合金基地與析出物為整合(coherency)時，其硬度會隨析出物的間距減少而增加
【2】4.有關低碳鋼及低碳鋼進行輥壓加工，下列敘述何者錯誤？
低碳鋼具有明顯的降伏點
在輥壓加工時，由於伸張應變(stretcher strains)的產生，所以工件表面的粗糙度較低
輥壓後工件的不動差排(sessile dislocation)隨加工量增加而上升
輥壓後會產生優選方向的顯微組織(Preferred orientation texture)
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【3】5.溶質強化或合金強化主要的強化機制是合金中的溶質與下列何種材料缺陷產生交互作用所致？
堆積疊差(stacking fault) 空孔
差排 晶界
【4】6.在相同退火溫度下，下列何種冷加工量的輥壓鋼板，其再結晶的速率較快？
25% 45% 56% 76%
【3】7.合金鋼進行拉伸實驗後得到工程應變(engineering strain)為 10%，請問在體積不變下，其對應的真 實應變(true strain)為何？
ln10 ln1.0 ln1.1 2ln1.0
【2】8.鐵-3.5%矽的單晶經 8%的冷輥壓(cold rolling)加工量後，經由下列何種熱處理會產生複雜多邊形 化(polygonization)的顯微結構？
淬火 回復 再結晶 晶粒成長
【2】9.銅鎳相圖是一種同形合金系統(Isomorphous alloy system)，鎳-73wt%銅合金從熔湯冷卻到 α 固溶 體+液相兩相區域之一特定溫度，此溫度與固相線(solodus)與液相線(liquidus)的交點分別為 62wt%與 78wt%，請問在此溫度下的 α 固溶體佔兩相（固溶體與液相）的百分率為何？
30.25% 31.25% 69.75% 68.75%
【3】10.有關共析鋼的 T-T-T 圖，下列何者敘述錯誤？
三個 T 分別表示時間-溫度-變態
直接淬火至 433K 以下，會形成麻田散鐵
在 573K 恆溫 500 秒後，會形成波來鐵與沃斯田鐵的混合組織
在 873K 恆溫 8 秒後，會形成細波來鐵
【1】11.下列哪一個因素不是造成金屬鑄件產生孔隙(porosity)的原因？
均勻的冷卻速率
沙模的排氣不佳
金屬鑄件的體積收縮
金屬固化時的氣體放出
【4】12. Y 軸是應變，X 是時間，應變與時間的曲線型態為：初期為較大的斜率，接著變成在一段時間 範圍內之斜率是固定，最後變成較大的斜率，請問此曲線可能是作何種實驗得到？
拉伸實驗 疲勞實驗 衝擊實驗 潛變實驗
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【2】13.使用於石油裂解蒸餾室用的鋼管，在高溫及高應力（非交變應力及瞬間施加應力）的環境下被使 用，設計此鋼管除了要求高溫強度及耐高溫腐蝕外，尚須要求何種重要性質才能期望具有較多年的使 用壽命？
疲勞限 潛變強度
衝擊強度 以上皆非
【2】14.晶體內原子間隙為固溶時小原子填隙的位置，請問一個體心立方(BCC)單位晶胞合計共擁有幾個 八面體填隙位置？
4 個 6 個 8 個 12 個
【2】15.請問一個面心立方晶體(FCC)中的原子排列最密面搭配原子排列最密方向之滑移系統有幾個？
6 個 12 個 18 個 24 個
【1】16.下列何者與固溶體中填隙原子的擴散行為無關？
克肯達效應(the kirkendall effect) 史諾克(the snoek effect)
彈性後效(elastic after-effect) 內部摩擦(internal friction)
【4】17.析出強化為材料強度提昇的重要手段之一，下列何者為正確的析出強化步驟？
淬火→固溶處理→時效處理 時效處理→固溶處理→淬火
固溶處理→時效處理→淬火 固溶處理→淬火→時效處理
【1】18.面心立方(FCC)晶體中{100}, {110}, {111}三種面，哪一個面的成長速率最快？又哪一個面最可能 為成長後的單晶表面？
{100}, {111} {111}, {111}
{111}, {100} {100}, {100}
【3】19.在一固定組成之密閉系統，有三個狀態參數分別以 x，y，z 代表，則(əx/əy)z(əy/əz)x(əz/əx)y =？
1 2 -1 -2
【3】20.在一恆溫系統有 1 莫耳的理想氣體，當其體積由 V 膨脹至 2 V，則熵的變化量為何？
0 R R ln 2 R ln 3
【4】21.每莫耳金屬鋅固相液相之溶解熱 H(sl) =1053 + 0.993 T cal/mol（其中Ｔ為絕對溫度)，已知金 屬鋅之三相共存溫度為 708 K，求液相與固相熱容量之差值 Cp(l)－Cp(s)？
1.986 cal/molK 1.489 cal/molK 0.497 cal/molK 0.993 cal/molK
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【3】22.單相多晶的金屬，在完全退火的條件下，晶界能面張力的達成平衡，則其晶粒與晶粒界面的二面 角呈現出幾度之夾角？
60 90
120 150
【1】23.下列何種缺陷，在熱力學存在平衡濃度？
空孔(vacancy) 差排 疊差 以上皆非
【4】24.下列何項熱力學參數之數值與系統初始狀態至最終狀態無關，而與過程路徑有關？
內能 U (internal energy) 焓 H (enthalpy)
熵 S (entropy) 功 W (work)
【4】25. A 元素與 B 元素混合成溶液，而其莫耳分率分別為 XA與 XB，產生每莫耳溶液的混合熵Smix
為何？
XA ln XA +XB ln XB R(ln XA +ln XB)
R(XA ln XA +XB ln XB) – R(XA ln XA +XB ln XB)
【4】26.有關系統的自由能之敘述，下列何者正確？
系統的內能愈高，自由能愈高
系統的溫度愈高，自由能愈高
系統的內能愈低，自由能愈高
系統的自由能隨著溫度的升高而降低
【4】27.考慮含有三個平衡相的二元成份系統，有關三相共存之敘述，下列何者錯誤？
發生在共晶反應
發生在包晶反應
發生在共析反應
在特定溫度條件下，不管壓力的差異條件，亦可三相平衡共存
【2】28.在固態金屬，即使只有很小的過熱，有利於熔解。下列敘述何者錯誤？
液相晶核的表面能有利於液相晶核之形成
氣-液與液固界面面積增大，系統總表面能增高
平衡熔點以上時，溫度升高會降低體積自由能
溫度升高，擴散速率會增加
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【2】29.有關相轉變所涉及的自由能之敘述，下列何者正確？
相轉變所涉及的自由能變化量，可以決定反應速率
相轉變所涉及的自由能變化量，可用來分析反應的方向
相轉變所涉及的自由能變化量愈大，反應速率愈快
相轉變所涉及的自由能變化量，無法用來分析反應的方向
【4】30.有關冷加工金屬，下列敘述何者錯誤？
金屬冷加工所導入的差排，造成自由能的增加
金屬冷加工所導入的差排，在高溫條件下，差排密度下降，可降低自由能
金屬冷加工所導入的差排，造成內能的增加，故自由能會增加
金屬冷加工所導入的差排，造成熵的增加，故自由能不會增加
貳、複選題 22 題（每題 2.5 分，全部答對才給分，答錯不倒扣；未作答者，不予計分）
【1,2】31.有關金屬的析出硬化，下列敘述何者錯誤？
對於含有碳與釩的高強度低合金鋼作析出硬化處理，基地(matrix)中易形成雪明碳鐵(Fe3C)的介入相析出 (interphase precipitation)
固溶體處理後，再給予緩慢冷卻，大部分析出物會在晶粒內部產生
板狀或針狀析出物易沿著特定結晶平面或結晶方向成長
析出硬化後的合金易產生電子散射(electron scattering)，造成導電係數(conductivity)下降
【1,4】32.有關金屬的擴散，下列敘述何者錯誤？
增加擴散的溫度可以提升金屬的本質擴散係數(intrinsic diffusion coefficient)
金屬的擴散速率大小順序為自由表面(free surface)＞晶界＞晶粒
熱浸鍍鋅鋼板中鋅與鐵板需藉由擴散才可以形成良好的界面接合
鋼鐵滲碳是屬於一種置換型固溶體的擴散
【2,4】33.有關金屬強化(strengthening of metal)的敘述，下列何者正確？
晶粒尺寸越小(含微米及奈米尺寸者)其降伏強度(yielding strength)一定是越高
將含量(10at%)的氮與鈷均勻擴散到鐵的晶格中，氮的強化效果較鈷大
所有鋁合金均能作時效硬化處理
40%冷加工量的輥壓鋼板，其衝擊試片的凹痕方向垂直於輥壓方向較平行於輥壓方向的衝擊值高
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【2,3】34.有關差排(dislocation)的敘述，下列何者錯誤？
金屬的應變硬化，其流動應力(flow stress)隨差排密度增加而上升
溫度的效應對差排滑動較差排爬升的影響較顯著
BCC 的α鐵的滑動系統是{111}<110>
Burger’s 向量與單位正切向量(unit tangent vector)平行是屬於螺旋差排(screw dislocation)
【1,4】35.少量的硫存在於鋼鐵中，當鋼進行熱加工時易產生熱脆(hot shortness)的原因，下列敘述何者正 確？
硫化鐵易在晶界形成薄膜狀的析出
硫化鐵會與鐵形成偏晶的化合物
熱加工時易產生穿晶破壞
熱加工時易產生沿晶破壞
【2,3,4】36.有關金屬進行退火處理的敘述，下列何者正確？
電阻係數須作完晶粒成長後才可完全回復
再結晶速率隨金屬的純度增加而上升
金屬在冷作前的晶粒尺寸越小，在同樣的加工量下，再結晶的晶粒尺寸越小
金屬進行退火處理可以將冷作所儲存的應變能給予釋放
【一律給分】37.有關金屬的破裂與破壞，下列敘述何者正確？
杯錐狀的破斷面型態是屬於一種脆性破斷
鋼具有回火的麻田散鐵組織較具有波來鐵組織的疲勞限高
4340 合金鋼經由淬火及回火的熱處理，其韌脆轉換溫度較正常化和回火高
汽車的輪軸經由拋光會減少其疲勞限
【1,3】38.合金內析出物因熱處理而有尺寸改變，與基地間亦會有整合性的變化，與非整合性(incoherent) 析出物相比，整合性(coherent)析出物具有下列哪些特性？
彈性應變能大 表面能大
析出物原子排列與基地具關聯性 析出物尺寸大
【3,4】39.差排滑移為材料塑性變形的主要機制之一，下列哪些差排可以在滑移過程中轉換滑移面？
正刃差排 負刃差排
右螺旋差排 左螺旋差排
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【1,2,4】40.有關介面析出(interphase precipitation)的敘述，下列何者正確？
通常發生於高強度低合金鋼 析出物形成於介面上
析出物形成於介面之階梯上 析出物分佈於列陣式的平行面上
【1,3,4】41.有關晶界的敘述，下列何者正確？
低角度晶界可視作低能量差排結構(low-energy dislocation structure)
高角度晶界的單位面積能量低於低角度晶界的單位面積能量
不具有長程應力場
可阻礙差排移動
【1,4】42.金屬由液體固化時容易出現大的過冷(supercooling)現象，但固體融化之過熱(superheating)現象 則相對輕微，下列哪些為過熱時有利於固→液相變態發生的正確原因？
融化時表面能下降 融化時體自由能上升
融化時應變能上升 溫度升高時原子擴散加速
【2,3,4】43.有關空孔(vacancy)的敘述，下列何者正確？
空孔屬於一維缺陷 絕對零度時空孔平衡濃度為零
空孔平衡濃度與溫度成指數變化 空孔移動速率與鄰近原子數量有關
【1,2,3,4】44.考慮相轉變(如白錫－灰錫同素異形體)所涉及的自由能，下列敘述何者正確？
相的自由能隨著溫度的升高而降低
自由能低的相是較穩定的相
高溫條件有利於熵較大的相，使成為較穩定的相
低溫條件有利於鍵結較強的相，亦即較低內能的相，使成為較穩定的相
【1,2】45.下列敘述何者正確？
熱力學第一定律陳述能量守恆
熱力學第二定律探討熱與功之轉換，涉及熵值的變化問題
在一可逆過程，熵值沒有變化
在一不可逆過程，熵值變小
【2,3,4】46.在 0 K 物質的定壓力與定容量的熱含量（分別以 Cp 與 Cv 表示）及熵(S0)值，下列何者正確？
Cp > Cv Cp = 0
Cv = 0 S0為一常數
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【1,2,4】47.下列內能 U (internal energy)，焓 H (enthalpy) 與定壓力熱含量(Cp)及定容量的熱含量(Cv)之關 係式，何者正確？
Cp = (əH/əT)p Cv = (əU/əT)v
Cp – Cv = (əU/əT)p –p (əV/əT)p – (əU/əT)v Cp – Cv = (əV/əT)p [ P+(əU/əV)T ]
【1,2,3,4】48.一特定組成成份的二元合金 (A 與 B 成分元素) ，在一特定溫度下，雙相(與相)平衡共存，
則下列敘述何者正確？
A 成分在與的部份莫耳自由能為相同
B 成分在與的部份莫耳自由能為相同
與兩相自由能曲線會相交
與相平衡時的組成，可由與兩相自由能曲線的共同切線決定
【1,2,3,4】49. A 元素與 B 元素組成固溶體，A-A，B-B 與 A-B 之鍵結能分別以AA，BB，AB表示，而
= AB – ½ (AA + BB)。下列敘述何者正確？
= 0，有利於 A 元素與 B 元素混亂排列（理想溶液）
< 0，有利於 A-B 排列
> 0，有利於產生 A 元素集團與 B 元素集團
> 0，有利於產生不互溶之雙相
【1,2,3,4】50.有關金屬晶體內部含有空孔(vacancy)缺陷，下列敘述何者正確？
空孔的濃度與自由能有關 空孔的濃度增加會造成熵(entropy)的增加
特定溫度下，空孔的濃度是固定的
空孔的濃度增加會造成焓(entraphy)的增加
【1,2,4】51.有關自由能(Gibbs free energy, G)之敘述，下列敘述何者正確？
自由能之下降有利於系統穩定 G = H – TS
(əG/əT)p = S (əG/əP)T = V
【1,2,3】52.假設一溶液由 A 成份與 B 成份組成，其莫耳分率分別為 XA與 XB。若在定溫下構成理想溶液，
則每一莫耳 A 成份加入巨大的溶液中時，下列敘述何者正確？
本項自由能之變化量為 RT ln XA
利用上述自由能之變化量可以推估 A 成份的部份莫耳自由能
利用上述自由能之變化量亦可以推估 B 成份的部份莫耳自由能
若在定溫下構成非理想溶液，則自由能之變化量亦為 RT ln XA
