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3011《金屬學原理》
《金屬學原理》是金屬材料學科的科學基礎，是材料科學與工程專業重要的基礎平臺課
之一。要求考生通過本課程學習，掌握金屬材料的原子排列與結構（金屬及合金相結構、晶
體缺陷）、金屬材料制備與成形方法的基本原理（合金相圖與合金凝固、塑性變形與金屬強
化方法、固態相變原理）、金屬材料組織結構控制基本原理及其與材料制備成形工藝之間關
系。
考試內容及要求
以下按金屬及合金的晶體結構、晶體缺陷、固態金屬中的擴散、純金屬的凝固、二元
合金相圖及二元合金的凝固、三元合金相圖、金屬的塑性變形、金屬的回復與再結晶、固態
相變九部分列出考試內容?？荚囈螅赫莆栈靖拍钆c基本原理，并能夠利用其計算與分析。
注重基本概念與基本理論的聯系，注重各章節的聯系和綜合。
（一） 金屬及合金的晶體結構
金屬鍵與金屬的特性
金屬晶體結構 晶體學基礎——晶體結構、空間點陣、晶格常數、晶向指數和晶面指數、
晶面間距、三種典型金屬晶體結構
金屬的同素異構轉變及意義
合金相分類及影響合金相結構的主要因素、固溶體與固溶強化（置換式固溶體、間隙式
固溶體、有序固溶體）、中間相及分類
（二） 晶體缺陷
點缺陷
位錯的基本性質、基本類型、幾何性質及其運動特點，面心立方晶體中的位錯與位錯反
應（面心立方晶體中的全位錯、分位錯、層錯與擴展位錯、位錯反應的驅動力及位錯反應的
條件、面心立方晶體中的典型位錯反應），位錯與金屬的強化機制
面缺陷：晶界（晶界的描述、晶界的結構與晶界能、金屬材料的細晶強韌化機理、晶界
的運動及強化高溫結構材料的基本方法（驅動力及影響晶界運動的主要因素）），相界面的結
構、晶界及相界的性質
（三） 固體金屬中的擴散
擴散現象及其意義，宏觀規律，熱力學， 擴散的微觀理論及微觀機制，影響擴散的因
素
（四） 純金屬的凝固
液態金屬與合金的結構與性質
金屬晶體形核過程熱力學分析（均勻形核、非均勻形核、形核率及影響形核率的因素、
細化金屬晶粒的基本方法）
金屬晶體的生長（固/液界面結構與晶體生長方式及生長速度、固/液平界面的穩定性與
金屬晶體凝固形態）
金屬鑄錠典型組織及其形成機制
（五） 二元合金相圖及二元合金的凝固
二元勻晶相圖及固溶體二元合金的凝固（平衡凝固過程分析、凝固過程的溶質元素再
分配及固溶體的非平衡凝固過程分析，組成過冷及對固溶體晶體生長形態與凝固組織的影
響）
二元共晶相圖及二元共晶合金的凝固（二元共晶相圖分析及典型合金（亞共晶、共晶、
過共晶）平衡凝固過程及組織分析、共晶凝固機制及動力學、離異共晶、非平衡共晶、偽共
晶）
二元包晶相圖及凝固（二元包晶相圖及合金的平衡凝固過程分析、包晶反應特點）
Fe-C 合金相圖及典型成分 Fe-C 合金凝固過程及凝固組織分析（鐵-滲碳體相圖的特征
溫度點、碳含量、轉變線、各區域的組織與組成相、冷卻過程的分析與相組成和組織組成含
量計算）。
（六） 三元合金相圖
直線法則、杠杠定律、重心法則，三元勻晶相圖及合金凝固過程分析，三元共晶相圖及
典型合金凝固過程分析與凝固組織，四相平衡轉變及三元相圖所遵循的一般規律（三元相圖
等溫截面的特點、三元相圖垂直截面的特點）
（七） 金屬的塑性變形
金屬的塑性、塑性變形及其意義，單晶體塑性變形的基本方式，多晶體的塑性變形（塑
性變形特點、多晶體的屈服強度、多晶體的應力-應變曲線），塑性變形后金屬和合金顯微組
織及性能變化
（八） 金屬的回復與再結晶
冷變形金屬在加熱過程中的組織結構及性能變化，回復、再結晶、晶粒長大
（九） 固態相變
固態相變分類，擴散型固態相變的一般特點，馬氏體相變的基本特征
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