《金属学与热处理》考试大纲

 

Ⅰ、考查目标

 

1. 准确地再认或者再现“金属学与热处理”的基础理论、基本知识和基本技能；

 

2. 准确、恰当地使用“金属学与热处理”的基本概念、规律和原理，正确理解和掌握金属材料科学中分析和解决问题的方法；

 

3. 利用“金属学与热处理”的基本原理和分析方法，分析、解决金属材料工程领域中的实际问题。

 

Ⅱ、考试形式和题型结构

 

一、试卷满分及考试要求

 

本试卷满分为150分，考试时间为180分钟。

 

二、答题方式

 

答题方式为闭卷、笔试。

 

三、试卷题型结构

 

题型结构为：基本概念题、简答题、分析论述题、计算题。

 

Ⅲ、考查内容

 

一、金属与合金的晶体结构

 

1. 掌握晶体、非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶系、合金和

 

相的基本概念；

 

2. 重点掌握晶向指数和晶面指数的标定方法，会计算晶向的原子密度和晶

 

面的原子密度，会计算晶面间距；

 

3. 重点掌握三种典型的晶体结构特点，熟悉点缺陷、线缺陷和面缺陷的概

 

念、分类、特点、形成机制及对性能的影响；

 

4.掌握固溶体和金属化合物的分类及性能特点。

 

二、纯金属的结晶

 

1.重点掌握金属结晶的基本规律：形核与过冷现象、纯金属的冷却曲线、结晶条件、晶体的生长方式、晶粒大小等；

 

2. 重点掌握过冷度在结晶过程中的作用，临界晶核半径、临界形核功与过

 

冷度之间的关系，细化晶粒的方法；

 

3. 熟悉金属铸锭的基本组织与常见缺陷。

 

三、二元合金相图和合金的凝固

 

1.熟悉相的分类及影响相结构的因素；

 

2. 熟悉二元合金相图的表示方法与测定方法，二元相图的分析和使用，重

 

点掌握相律与杠杆定律；

 

3.掌握固溶体合金的结晶特点，固溶体合金的平衡结晶与不平衡结晶，熟

 

练掌握成分过冷对晶体成长形状和铸锭组织的影响，掌握典型合金的平衡、不平衡结晶过程及组织，会计算不同温度下平衡相和平衡组织的含量。

 

四、铁碳合金

 

1. 重点掌握铁碳相图：相图中点、线、区及其意义，包晶转变，共晶转变，

 

共析转变，铁碳合金的基本相；

 

2.重点掌握各种成分铁碳合金的平衡结晶过程分析，平衡结晶过程组织转变示意图，不用转变温度以及室温下铁碳合金相组成物、组织组成物相对量的计算、五种渗碳体的来源、形态及相对量的计算；

 

3.重点掌握含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响；熟悉杂质元素对碳

 

钢组织和性能的影响。

 

五、三元合金相图

 

1.熟悉三元合金相图的表示方法、三相平衡的定量法则；

 

2. 掌握简单三元相图及其合金结晶过程分析，重点掌握三元相图的投影图，

 

相组成物和组织组成物相对量计算。

 

六、金属的塑性变形和再结晶

 

1. 熟悉单晶体塑性变形、多晶体塑性变形和合金塑性变形特点；

 

2.掌握滑移、孪生，晶体滑移的位错机制、滑移带、滑移线、滑移的临界分切应力、滑移面、滑移方向、滑移系，孪生的特点，重点掌握滑移和孪生的区别以及在塑性变形过程的作用；

 

3.重点掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，位错强化机制、细晶强化机制；

 

4.掌握金属的断裂方式及影响因数。

 

七、金属及合金的回复与再结晶

 

1.重点掌握金属及合金在加热过程中的组织和性能变化；

 

2.重点掌握回复、再结晶的概念，回复与再结晶的驱动力和机制；

 

3.熟悉握再结晶晶核的形成与长大，再结晶的温度及影响因素，再结晶晶粒大小的控制；掌握再结晶退火后的组织。

 

八、扩散

 

1.熟悉扩散机制、扩散第一、二定律；

 

2.掌握扩散固态扩散分类；

 

3.重点掌握固态金属扩散的条件和影响扩散的因素。

 

九、钢的热处理原理

 

1.熟悉钢在加热时的转变、钢在冷却时的转变、等温转变（TTT）曲线与连续转变（CCT）曲线、钢在回火时的转变，熟悉片状、粒状珠光体的形成过程；

 

2.掌握热处理、热处理工艺、奥氏体化过程、过冷奥氏体、珠光体、马氏体、马氏体转变、贝氏体、回火、回火马氏体、回火屈氏体、回火索氏体、回火脆性等基本概念；

 

3.掌握金属材料进行热处理的前提条件、钢热处理加热的目的、共析钢奥氏体形成过程、过冷奥氏体冷却方式；

 

4.重点掌握金属固态相变的特征、相变阻力的构成、奥氏体晶粒大小对钢的性能的影响，贝氏体转变与珠光体转变、贝氏体转变与马氏体转变的异同，钢中板条马氏体和片状马氏体的形貌特征、亚结构及其性能差异，钢中典型上、下贝氏体的组织形态、立体模型及其异同，碳钢回火转变过程和回火组织，珠光体、索氏体、屈氏体和回火索氏体、回火托氏体的组织组成物及形态、形成温度和性能差异；

 

5.重点掌握第一类回火脆性和第二类回火脆性及其产生的原因，能够用奥氏体形成机制分析比较状状珠光体与细片状珠光体的奥氏体化保温时间长短，过共析钢的TTT曲线和CCT曲线的异同点，连续冷却过程中得不到贝氏体组织的原因，亚共析钢与过共析钢CCT曲线中的Ms线有何不同及原因，两种以上获得粒状珠光体的方法，奥氏体晶粒大小对力学性能的影响及获细化奥氏体晶粒的方法， 粒状珠光体共析钢热处理获得细片状珠光体、粗片状珠光体和比原始组织更细小的粒状珠光体的热处理方法，控制马氏体使其具有较低的含碳量且能得到部分板条马氏体的淬火方法，球化过共析碳钢组织转变为细片状珠光体、粗片状珠光体及比原来组织更小的球化组织的热处理方法，亚共析退火碳钢转变为大块游离铁素体和铁素体基体上分布着细球状碳化物、铁素体基体上分布着细球状碳化物的热处理方法，已淬火而未回火的过共析碳钢件组织对奥氏体化时间的影响及零件出现裂纹的原因。

 

十、钢的热处理工艺

 

1.熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺及应用，钢的形变热处理、表面热处理等热处理的目的、工艺及应用；

 

2.掌握淬火、热应力、组织应力、过烧、淬透性、淬硬性、调质处理、形变热处理等基本概念；

 

3.掌握退火种类及用途，淬火方法，亚共析钢和过共析钢淬火加热温度的选择原则，影响钢的淬透性、淬硬性及淬透层深度的因素；

 

4.重点掌握提高亚共析钢强度的热处理方法，过共析钢淬火加热温度为什么不能超过ACcm线，减少淬火冷却过程中的变形和开裂的措施，45钢普通车床传动齿轮锻后热处理方法，20钢制工件渗碳空冷后再进行淬火-回火的表面和心部的组织，20Cr2Ni4A钢重载渗碳齿轮的冷、热加工工序安排及热处理的作用，退火态45钢经700℃、760℃、840℃等不同温度加热并水冷后的组织，过共析钢获得粗片状珠光体+少量球状渗碳体、细片状珠光体、细球状珠光体、粗球状珠光体的热处理方法，获得黑色马氏体基体上分布有少量的珠光体组织对热处理方法。

 

十一、工业用钢

 

1.熟悉钢的分类、编号及用途，合金元素在钢中的存在形式；

 

2.掌握高速钢、应变时效、淬火时效等基本概念；

 

3.重点掌握合金元素对钢奥氏体化过程及过冷奥氏体等温转变的影响，大截面结构零件必须用合金钢制造的原因，合金钢的优点。

 

十二、铸铁

 

1.熟悉灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、耐磨铸铁等的分类、编号、用途及其组织与性能的关系；

 

2.掌握铸铁、孕育铸铁、耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等基本概念；

 

3.重点掌握含碳硅锰低、含硫高的铸铁在铸造生产中容易出现白口组织的原因，机床床身、床腿、箱体等采用灰铸铁制造的原因，铸件薄壁处及表面部位出现高硬度层的原因及消除办法。

 

十三、有色金属材料

 

1.熟悉铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、轴承合金的分类、编号及用途；

 

2.掌握固溶处理、沉淀硬化等基本概念。

 

Ⅳ、参考书目

 

1.崔忠圻，覃耀春主编.金属学与热处理（第2版），机械工业出版社，2007.

 

2. 崔忠圻, 刘北兴主编.《金属学与热处理原理》第3版，哈尔滨工业大学出版社，2007.

 

3. 崔占全、王昆林、吴润主编.《金属学与热处理》，北京大学出版社，2010.

 

4. 戚正风主编.《金属热处理原理》，机械工业出版社， 1987.

原文标题： 《金属学与热处理》研究生考试大纲

 

 

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