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812《材料科學與工程》考試大綱
一、試卷結構與形式
1. 試卷結構和考試形式
試卷分為名詞解釋、簡答兩類基礎題目和問答、綜合應用兩類應用題目，基礎題目相
對容易考查基本知識和原理的掌握，應用題目相對難度較高，考查實際分析實驗結果
和應用能力。
2. 試卷滿分 150 分，考試時間 180 分鐘。
3. 答題方式為閉卷、筆試。
二、考核內容與考核知識點
第一章 金屬的晶體結構
1．考核內容：介紹了金屬與合金的晶體結構特點，包括金屬鍵、金屬的晶體結構等。
要求學生掌握晶體的有關概念、三種典型的晶體結構的原子組成特點。材料分析技術。
2．考核知識點：金屬三種常見的晶體結構,以及晶向晶面指數確定。
第二章 金屬的晶體結構缺陷
1．考核內容：介紹了金屬與合金的晶體的缺陷。要求學生掌握晶體的典型的晶體點缺
陷，線缺陷，面缺陷的原子組成特點。
2．考核知識點：認識晶體缺陷的基本類型、基本特征、基本性質。注意位錯線與柏氏
矢量，位錯線移動方向、晶體滑移方向與外加切應力方向之間的關系。
第三章 純金屬的結晶
1．考核內容：金屬的結晶、結晶的熱力學條件、結晶的結構條件、形核和長大等。要
求學生掌握金屬結晶的過程和基本規律、結晶的熱力學條件和晶體大小的控制方法。
2．考核知識點：結晶均勻形核和非均勻形核特點，晶粒大小的控制方法。
第四章 固態擴散
1．考核內容：擴散的本質以及擴散的統計規律，以及菲克第一定律和菲克第二定律。
理解柯肯達爾效應，分辨擴散類型和擴散微觀機理。
2．考核知識點：菲克第一定律和菲克第二定律，固態擴散的影響因素。
第五章 材料力學性能
2
1．考核內容：材料拉伸曲線，材料的變形及其性能指標，材料的斷裂及其性能指標，
材料的彎曲及其性能指標，材料的硬度。材料的沖擊載荷的力學性能，沖擊韌性的
意義。材料的疲勞，材料的磨損性能，材料的蠕變性能。
2．考核知識點：材料拉伸曲線，材料的斷裂及其性能指標，材料的硬度，材料的沖擊
韌性，材料的磨損性能，材料的蠕變性能。
第六章 塑性變形與再結晶
1．考核內容：應力應變曲線，單晶體和多晶體塑性變形、冷塑性變形對金屬組織和性
能的影響、冷塑性變形的金屬的回復與再結晶、金屬的熱加工與超塑性，要求學生
掌握塑性變形的原理、冷熱加工的特點和回復與再結晶機理。
2．考核知識點：單晶體和多晶體塑性變形、冷塑性變形對金屬組織和性能的影響，冷
塑性變形的金屬的回復與再結晶、金屬的熱加工與超塑性。
第七章 合金的相結構與結晶
1．考核內容：詳細的介紹勻晶、共晶、包晶三種基本相圖和它們的平衡及不平衡結晶
過程，結晶后的組織形態，相與組織的相對量計算，以及組織對性能的影響規律等。掌
握二元相圖的分析方法。在介紹基本相圖的同時，還介紹了其它類型的二元相圖，包括
包析、共析、形成化合物的相圖及具有有序-無序轉變的相圖等；討論了相圖與合金性
能之間的關系，包括使用性能和工藝性能。三元合金相圖表示方法、三元合金相圖的定
量法則。三元合金勻晶相圖、組元在固態下完全不溶的三元合金相圖、三元合金相圖實
例分析。
2．考核知識點：固溶體和化合物的結構，勻晶、共晶、包晶三種基本相圖和它們的平
衡及不平衡結晶過程，杠桿定律，成分過冷理論，三元合金相圖分析的一般方法。
第八章 鐵碳相圖
1．考核內容：鐵碳合金組元和相、Fe-Fe3C 相圖分析、鐵碳合金的平衡結晶過程及組織、
含碳量對鐵碳合金組織和性能的影響、鋼中的雜質元素及對鋼性能的影響。。
2．考核知識點：Fe-Fe3C 相圖，鐵碳合金的平衡結晶過程及組織，利用杠桿定律對不同
成分的 Fe-Fe3C 合金進行相組成和組織組成物的計算。
第九章 固態相變和熱處理
1．考核內容：鋼的加熱轉變、鋼的過冷奧氏體轉變曲線、珠光體轉變、馬氏體轉變、
貝氏體轉變。鋼的回火轉變。淬火鋼回火時的組織，性能的轉變特點，合金時效的
理論和應用。鋼的退火和正火、鋼的淬火和淬透性、鋼的回火。
2．考核知識點：鋼的加熱轉變、鋼的過冷奧氏體轉變曲線、珠光體轉變、馬氏體轉變、
貝氏體轉變。鋼的回火轉變。淬火鋼回火時的組織，性能的轉變特點，合金時效的理論
和應用。鋼的退火和正火、鋼的淬火和淬透性、鋼的回火。
3
第十章 鋼鐵材料
1．考核內容：鋼的分類與編號，合金化原理，典型鋼種及其合金化原理。鑄鐵的分類、
性能與用途。
2．考核知識點：鋼的分類與編號，合金化原理，合金結構鋼的特點、應用及其合金化
原理，合金工具鋼的特點、應用及其合金化原理，不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、硬質合
金的特點、應用及其合金化原理。鑄鐵的分類、性能與用途。
第十一章 有色金屬及其合金
1．考核內容：鋁合金的分類，鋁合金的強化原理，鋁合金的熱處理。銅合金的分類，
銅合金的強化原理，銅合金的高強高導原理，銅合金的熱處理。鎂合金的分類與性能
特點，鎂合金的強化原理，鎂合金的熱處理。非晶合金的制備原理。
2．考核知識點：鋁合金的分類，鋁合金的強化原理，鋁合金的熱處理。銅合金的分類，
銅合金的強化原理，銅合金的高強高導原理，銅合金的熱處理。鎂合金的分類與性能
特點，鎂合金的強化原理，鎂合金的熱處理。非晶合金的制備原理。
二、參考教材
《材料科學與工程》，文九巴編著，哈爾濱工業大學出版社 2007 年版。
附錄：題型舉例
一、名詞解釋
1. 應變時效
2. 固溶體
二、簡答題
1.簡述退火工藝方法的種類、目的、特點及用途
2.在純鐵或者低碳鋼中，什么是上、下屈服點效應？
三、問答題
1．列舉退火工藝方法的種類、目的、特點及用途
2. 微觀結構說明合金強化的主要機制有哪些？
四、繪圖題
1. 繪出立方晶胞中【111】晶向
4
五、三元合金相圖，寫出圖中 P 點處合金的室溫凝固相組成物和組織組成物
ee
ee33
ee22
A B
C
ee11
六、(1) 畫出 Fe-Fe3C 相圖，注明各個點的字母、成分、各相區的組織組成
物。
(2) 分析（含碳 1.3%C）的鐵碳合金的平衡結晶過程，畫出冷卻曲線。
(3) 計算該合金在室溫組織組成物和相組成物的相對含量。
七、T12 鋼含碳量為 1.2%， AC1=730℃, ACCM=800℃,MS=175℃,該合金的原始
組織為片狀珠光體加網狀滲碳體，若用此鋼制作軸承，說明需要那些熱處理
工序才能滿足零件的性能要求，寫出具體的熱處理工藝名稱，加熱溫度，冷
卻方式以及各工序完成后冷卻到室溫的組織。
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