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《金屬學與熱處理》考試大綱

 

Ⅰ、考查目標

 

1. 準確地再認或者再現“金屬學與熱處理”的基礎理論、基本知識和基本技能；

 

2. 準確、恰當地使用“金屬學與熱處理”的基本概念、規律和原理，正確理解和掌握金屬材料科學中分析和解決問題的方法；

 

3. 利用“金屬學與熱處理”的基本原理和分析方法，分析、解決金屬材料工程領域中的實際問題。

 

Ⅱ、考試形式和題型結構

 

一、試卷滿分及考試要求

 

本試卷滿分為150分，考試時間為180分鐘。

 

二、答題方式

 

答題方式為閉卷、筆試。

 

三、試卷題型結構

 

題型結構為：基本概念題、簡答題、分析論述題、計算題。

 

Ⅲ、考查內容

 

一、金屬與合金的晶體結構

 

1. 掌握晶體、非晶體、晶體結構、空間點陣、晶格、晶胞、晶系、合金和

 

相的基本概念；

 

2. 重點掌握晶向指數和晶面指數的標定方法，會計算晶向的原子密度和晶

 

面的原子密度，會計算晶面間距；

 

3. 重點掌握三種典型的晶體結構特點，熟悉點缺陷、線缺陷和面缺陷的概

 

念、分類、特點、形成機制及對性能的影響；

 

4.掌握固溶體和金屬化合物的分類及性能特點。

 

二、純金屬的結晶

 

1.重點掌握金屬結晶的基本規律：形核與過冷現象、純金屬的冷卻曲線、結晶條件、晶體的生長方式、晶粒大小等；

 

2. 重點掌握過冷度在結晶過程中的作用，臨界晶核半徑、臨界形核功與過

 

冷度之間的關系，細化晶粒的方法；

 

3. 熟悉金屬鑄錠的基本組織與常見缺陷。

 

三、二元合金相圖和合金的凝固

 

1.熟悉相的分類及影響相結構的因素；

 

2. 熟悉二元合金相圖的表示方法與測定方法，二元相圖的分析和使用，重

 

點掌握相律與杠桿定律；

 

3.掌握固溶體合金的結晶特點，固溶體合金的平衡結晶與不平衡結晶，熟

 

練掌握成分過冷對晶體成長形狀和鑄錠組織的影響，掌握典型合金的平衡、不平衡結晶過程及組織，會計算不同溫度下平衡相和平衡組織的含量。

 

四、鐵碳合金

 

1. 重點掌握鐵碳相圖：相圖中點、線、區及其意義，包晶轉變，共晶轉變，

 

共析轉變，鐵碳合金的基本相；

 

2.重點掌握各種成分鐵碳合金的平衡結晶過程分析，平衡結晶過程組織轉變示意圖，不用轉變溫度以及室溫下鐵碳合金相組成物、組織組成物相對量的計算、五種滲碳體的來源、形態及相對量的計算；

 

3.重點掌握含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響；熟悉雜質元素對碳

 

鋼組織和性能的影響。

 

五、三元合金相圖

 

1.熟悉三元合金相圖的表示方法、三相平衡的定量法則；

 

2. 掌握簡單三元相圖及其合金結晶過程分析，重點掌握三元相圖的投影圖，

 

相組成物和組織組成物相對量計算。

 

六、金屬的塑性變形和再結晶

 

1. 熟悉單晶體塑性變形、多晶體塑性變形和合金塑性變形特點；

 

2.掌握滑移、孿生，晶體滑移的位錯機制、滑移帶、滑移線、滑移的臨界分切應力、滑移面、滑移方向、滑移系，孿生的特點，重點掌握滑移和孿生的區別以及在塑性變形過程的作用；

 

3.重點掌握塑性變形對金屬組織與性能的影響，位錯強化機制、細晶強化機制；

 

4.掌握金屬的斷裂方式及影響因數。

 

七、金屬及合金的回復與再結晶

 

1.重點掌握金屬及合金在加熱過程中的組織和性能變化；

 

2.重點掌握回復、再結晶的概念，回復與再結晶的驅動力和機制；

 

3.熟悉握再結晶晶核的形成與長大，再結晶的溫度及影響因素，再結晶晶粒大小的控制；掌握再結晶退火后的組織。

 

八、擴散

 

1.熟悉擴散機制、擴散第一、二定律；

 

2.掌握擴散固態擴散分類；

 

3.重點掌握固態金屬擴散的條件和影響擴散的因素。

 

九、鋼的熱處理原理

 

1.熟悉鋼在加熱時的轉變、鋼在冷卻時的轉變、等溫轉變（TTT）曲線與連續轉變（CCT）曲線、鋼在回火時的轉變，熟悉片狀、粒狀珠光體的形成過程；

 

2.掌握熱處理、熱處理工藝、奧氏體化過程、過冷奧氏體、珠光體、馬氏體、馬氏體轉變、貝氏體、回火、回火馬氏體、回火屈氏體、回火索氏體、回火脆性等基本概念；

 

3.掌握金屬材料進行熱處理的前提條件、鋼熱處理加熱的目的、共析鋼奧氏體形成過程、過冷奧氏體冷卻方式；

 

4.重點掌握金屬固態相變的特征、相變阻力的構成、奧氏體晶粒大小對鋼的性能的影響，貝氏體轉變與珠光體轉變、貝氏體轉變與馬氏體轉變的異同，鋼中板條馬氏體和片狀馬氏體的形貌特征、亞結構及其性能差異，鋼中典型上、下貝氏體的組織形態、立體模型及其異同，碳鋼回火轉變過程和回火組織，珠光體、索氏體、屈氏體和回火索氏體、回火托氏體的組織組成物及形態、形成溫度和性能差異；

 

5.重點掌握第一類回火脆性和第二類回火脆性及其產生的原因，能夠用奧氏體形成機制分析比較狀狀珠光體與細片狀珠光體的奧氏體化保溫時間長短，過共析鋼的TTT曲線和CCT曲線的異同點，連續冷卻過程中得不到貝氏體組織的原因，亞共析鋼與過共析鋼CCT曲線中的Ms線有何不同及原因，兩種以上獲得粒狀珠光體的方法，奧氏體晶粒大小對力學性能的影響及獲細化奧氏體晶粒的方法， 粒狀珠光體共析鋼熱處理獲得細片狀珠光體、粗片狀珠光體和比原始組織更細小的粒狀珠光體的熱處理方法，控制馬氏體使其具有較低的含碳量且能得到部分板條馬氏體的淬火方法，球化過共析碳鋼組織轉變為細片狀珠光體、粗片狀珠光體及比原來組織更小的球化組織的熱處理方法，亞共析退火碳鋼轉變為大塊游離鐵素體和鐵素體基體上分布著細球狀碳化物、鐵素體基體上分布著細球狀碳化物的熱處理方法，已淬火而未回火的過共析碳鋼件組織對奧氏體化時間的影響及零件出現裂紋的原因。

 

十、鋼的熱處理工藝

 

1.熟悉鋼的退火、正火、淬火、回火的目的、工藝及應用，鋼的形變熱處理、表面熱處理等熱處理的目的、工藝及應用；

 

2.掌握淬火、熱應力、組織應力、過燒、淬透性、淬硬性、調質處理、形變熱處理等基本概念；

 

3.掌握退火種類及用途，淬火方法，亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度的選擇原則，影響鋼的淬透性、淬硬性及淬透層深度的因素；

 

4.重點掌握提高亞共析鋼強度的熱處理方法，過共析鋼淬火加熱溫度為什么不能超過ACcm線，減少淬火冷卻過程中的變形和開裂的措施，45鋼普通車床傳動齒輪鍛后熱處理方法，20鋼制工件滲碳空冷后再進行淬火-回火的表面和心部的組織，20Cr2Ni4A鋼重載滲碳齒輪的冷、熱加工工序安排及熱處理的作用，退火態45鋼經700℃、760℃、840℃等不同溫度加熱并水冷后的組織，過共析鋼獲得粗片狀珠光體+少量球狀滲碳體、細片狀珠光體、細球狀珠光體、粗球狀珠光體的熱處理方法，獲得黑色馬氏體基體上分布有少量的珠光體組織對熱處理方法。

 

十一、工業用鋼

 

1.熟悉鋼的分類、編號及用途，合金元素在鋼中的存在形式；

 

2.掌握高速鋼、應變時效、淬火時效等基本概念；

 

3.重點掌握合金元素對鋼奧氏體化過程及過冷奧氏體等溫轉變的影響，大截面結構零件必須用合金鋼制造的原因，合金鋼的優點。

 

十二、鑄鐵

 

1.熟悉灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、耐磨鑄鐵等的分類、編號、用途及其組織與性能的關系；

 

2.掌握鑄鐵、孕育鑄鐵、耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵等基本概念；

 

3.重點掌握含碳硅錳低、含硫高的鑄鐵在鑄造生產中容易出現白口組織的原因，機床床身、床腿、箱體等采用灰鑄鐵制造的原因，鑄件薄壁處及表面部位出現高硬度層的原因及消除辦法。

 

十三、有色金屬材料

 

1.熟悉鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、軸承合金的分類、編號及用途；

 

2.掌握固溶處理、沉淀硬化等基本概念。

 

Ⅳ、參考書目

 

1.崔忠圻，覃耀春主編.金屬學與熱處理（第2版），機械工業出版社，2007.

 

2. 崔忠圻, 劉北興主編.《金屬學與熱處理原理》第3版，哈爾濱工業大學出版社，2007.

 

3. 崔占全、王昆林、吳潤主編.《金屬學與熱處理》，北京大學出版社，2010.

 

4. 戚正風主編.《金屬熱處理原理》，機械工業出版社， 1987.

原文標題： 《金屬學與熱處理》研究生考試大綱

 

 

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