[945]金属学与热处理

　　一、考试要求：

《金属学与热处理》是材料类专业重要的专业基础课之一，着重阐述金属与合金的成分、结构、组织与性能之间的内在联系以及在种种条件下的变化规律，全面系统地介绍金属与合金的晶体结构、金属与合金相图、结晶、塑性变形与再结晶、固态金属相变与扩散的基本理论，强化材料的基本工艺方法及常用的金属材料。要求学生系统地掌握金属材料科学的基本概念、基本理论及基本方法，能够合理地使用金属材料和制订热处理工艺，具备综合运用所学知识分析和解决问题的能力。分析问题要求文字语言通顺，层次清楚；回答问题要求要点明确，理由充分；计算题要有明确原理，原始数据来源，准确的结果。

 

　　二、考试内容：

　　1）金属的晶体结构

　　a：金属的结构，金属键，结合力，结合能

　　b：金属的晶体结构，晶体的特点，晶格，晶胞，晶格常数　

　　c：典型的金属晶体结构，晶体中的间隙，晶向指数和晶面指数

d： 实际金属的晶体结构，点缺陷，线缺陷，面缺陷

 

　　2）纯金属的结晶

　　a：金属的结晶现象，热分析法，热分析曲线，过冷现象，过冷度

　　b：金属结晶的热力学条件，热力学第二定律，结晶的驱动力

　　c：金属结晶的结构条件，液态金属的结构，结构起伏，晶胚

　　d：晶核的形成，均匀形核，非均匀形核，临界晶核，临界晶核半径，形核功，临界过冷度，形核率

　　e：晶核的长大，固液界面的微观结构，晶体长大机制　

　　f：固液界面前沿液体中的温度梯度

g： 晶体生长的界面形态，长大速度，晶粒大小的控制，变质处理

 

　　3）二元合金的相结构与结晶

　　a ：合金中的相，合金，组元，相，相的分类，影响相结构的因素，组织，合金的相结构，固溶体，金属化合物

　　b：二元合金相图的建立，二元相图的表示方法，相律及杠杆定律，匀晶相图及固溶体的结晶，相图分析，固溶体合金的平衡结晶过程，固溶体的不平衡结晶过程，晶内偏析，区域偏析，成分过冷

　　c：共晶相图及其合金的结晶，典型合金的平衡结晶过程及组织，不平衡结晶及组织，包晶相图及其合金的结晶，典型合金的平衡结晶过程及组织

　　d：其它类型的二元合金相图，组元间形成化合物的相图，具有固态转变的二元合金相图

e： 二元相图的分析和使用，相区接触法则，相图的应用

 

　　4）铁碳合金

　　a：铁碳合金的组元及基本相，铁素体，奥氏体，渗碳体

　　b： Fe——Fe3C相图分析，包晶转变，共晶转变，共析转变

　　c：铁碳合金的平衡结晶过程及组织，共析钢，亚共析钢，过共析钢，共晶白口铸铁，亚共晶白口铸铁，过共晶白口铸铁

d： 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响，对平衡组织的影响，对机械性能的影响，对工艺性能的影响

 

　　5）三元合金相图

　　a：三元合金相图的表示方法，成分三角形

　　b：三元系平衡相的定量法则，直线法则，杠杆定律，重心法则

　　c：三元匀晶相图，三元固溶体合金的结晶过程，等温截面，变温截面，投影图

　　d：三元共晶相图，组元在固态完全不溶的共晶相图，组元在固态有限溶解，具有共晶转变的相图

　　e：三元相图总结，三元系的两相平衡，三元系的三相平衡，三元系的四相平衡

f：　三元合金相图应用

 

　　6）金属及合金的塑性变形与断裂

　　a：金属的变形特性，应力—应变曲线，真应力—应变曲线，弹性变形

　　b：单晶体的塑性变形，滑移，滑移系，取向因子，临界分切应力，位错的增殖，位错的交割，孪晶，孪生

　　c：多晶体的塑性变形，多晶体的变形过程，晶粒大小对塑性变形的影响

　　d：合金的塑性变形，单相固溶体的塑性变形，固溶强化，多相合金的塑性变形，弥散强化

　　e：塑性变形对金属组织和性能的影响，变形织构，加工硬化，残余应力

f： 金属的断裂，断裂的分类，影响材料断裂的基本因素

 

　　7）金属及合金的回复与再结晶

　　a：形变金属与合金在退火过程中的变化，显微组织的变化，内应力的变化，机械性能的变化，其它性能的变化

　　b：回复，退火温度和时间对回复过程的影响，回复机理，亚结构的变化，再结晶，再结晶晶核的形成与长大，再结晶温度　

　　c：晶粒长大，晶粒的正常长大，晶粒的反常长大

d： 金属的热加工，热加工，冷加工，动态回复与再结晶

 

　　8）扩散

　　a：概述，扩散现象和本质，扩散机理，固态金属扩散的条件，固体扩散的分类

　　b：扩散定律，Fick第一定律，Fick第二定律，扩散定律的应用

c： 影响扩散的因素　

 

　　9）钢的热处理

　　a：概述，热处理的作用，热处理与相图，固体相变的特点，固体相变的类型

　　b：钢在加热时的转变，共析钢奥氏体的形成过程，影响奥氏体形成速度的因素，奥氏体晶粒度大小及影响因素

　　c：钢再冷却时的转变，共析钢过冷奥氏体的等温转变曲线，影响过冷奥氏体等温转变的因素，珠光体转变，马氏体转变，贝氏体转变，过冷奥氏体连续冷却转变曲线及其应用

d： 钢在回火时的转变，淬火钢的回火转变及组织，淬火钢在回火时性能的变化，回火脆性

 

　　10）钢的热处理工艺

　　a：钢的退火与正火，退火的目的及工艺，正火的目的及工艺，退火和正火的选用

　　b：钢的淬火和回火，钢的淬火，淬透性，钢的回火，淬火加热缺陷及防止

c： 其它类型的热处理，钢的形变热处理，钢的表面淬火，钢的化学热处理

 

　　11）工业用钢

　　a：钢的分类和编号　

　　b：合金元素在钢中的作用， 合金元素在钢中的分布，合金元素与铁和碳的相互作用，合金元素对相变的影响，合金元素对钢强韧性的影响

　　c：构件用钢，构件用钢的机械性能特点，合金元素对构件用钢性能的影响，常用的构件用钢

　　d：机械零件用钢，合金化特点，渗碳钢，调质钢，弹簧钢，滚动轴承钢

　　e：工具钢，刃具钢，模具钢，量具钢　

f： 特殊性能钢，不锈钢，耐热钢，耐磨钢

 

　　12）铸铁

　　a：铸铁组织的形成，石墨与基体对铸铁性能的影响

　　b：常用普通铸铁，灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁

c： 特殊性能铸铁，耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁

 

　　13）有色金属及合金

　　a：铝及铝合金，铝及铝合金的性能及分类编号，形变铝合金，铸造铝合金，铝及铝合金的强化

b： 铜及铜合金，纯铜，黄铜，青铜

 

　　三、参考书目：

　　（1）崔忠圻，刘北兴，金属学与热处理原理，哈尔滨工业大学出版社 1998

　　（2）戚正风，金属热处理原理，北京，机械工业出版社，1987，6

　　（3）刘永俭，钢的热处理，北京，冶金工业出版社，1981，2

　　（4）崔忠圻，金属学与热处理，机械工业出版社