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《材料科學基礎》考試大綱
Foundations of Materials Science (A)
一、課程性質與目的
《材料科學基礎》是材料科學與工程專業的基礎課，是材料類專業必修的專業核心課程。該課程通過
從三個層次闡述材料的組成與結構、制備與加工、性質與性能之間的相互關系與制約規律，講述了從理想
到實際，從規則到不規則，從靜態到動態，在宏觀、微觀、宏觀的循環過程中材料制備－加工－使用過程
中的科學和工程原理。通過對材料科學中專業基礎知識的學習、對材料微觀組織與性能對應關系的分析，
旨在使學生掌握材料科學的基礎知識和基本原理，了解材料發展歷史中重大突破的背景與影響，認識材料
在生產、成型及使用過程中的各種化學、物理現象和性能變化；掌握材料的化學成分、組織結構與性能之
間的基本變化規律及機理，掌握金相組織的分析方法；培養學生能夠在材料生產過程中發現問題、分析數
據，有意愿創新，具有追求創新的態度和意識；具備解決材料專業復雜工程問題的能力。
二、教學與考試范圍
0．緒論
材料分類、應用范圍、研究現狀及發展趨勢，掌握材料發展歷史中一些重大突破的背景與影響，了解
本課程的主要內容。
本章重點：
材料分類、應用范圍及研究現狀及學習本課程的思路、方法。
本章難點：
材料發展歷史中一些重大突破的背景與影響。
1.純金屬的晶體結構
1）掌握固體材料鍵合的分類及相對應材料的性能。
2）掌握晶體中空間格子的概念、類型、特點。
3）掌握晶體結構的表征及典型晶體結構。
4）掌握晶體缺陷的基本概念及研究方法。
本章重點：
1）金屬的晶體性及 14 種布拉菲點陣的結構特點。
2）典型金屬的晶體結構。
3）位錯的相關概念。
本章難點：
1）晶體結構與材料性能之間的聯系。
2）通過對位錯的定義、表征及受力、運動、應力場的研究，掌握線缺陷的相關基本原理和對晶體完
整性的影響機制。
2.合金相結構
掌握合金相的概念、分類及性能特點，了解和掌握各類合金相的應用范圍。
本章重點：
1）固溶體的形成條件及對材料性能的影響。
2）金屬間化合物的形成條件及對材料性能的影響。
本章難點：
間隙固溶體、間隙相及間隙化合物的異同點的辨析。
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3.金屬的結晶
1）掌握金屬結晶的基礎經典理論。
2）掌握結晶理論的實際應用
3）了解和掌握凝固理論的發展現狀。
本章重點：
1）金屬結晶的形成條件。
2）金屬形核的基本理論及形成條件。
3）金屬長大的條件及界面結構對金屬形態的影響。
本章難點：
金屬形核理論的相關理論及熱力學計算。
4.二元合金相圖與合金凝固
1）掌握二元相圖的表征、測定及原理。
2）掌握固溶體的平衡結晶與非平衡結晶。
3）掌握二元系常見的相圖組成及分析方法。
4）合金熱力學對相圖的解釋。
本章重點：
1）固溶體的平衡結晶。
2）相圖的分析和運用。
本章難點：
1）固溶體平衡結晶的過程和理論。
2）二元相圖的分析和應用。
5.鐵碳合金相圖
1）掌握鐵碳相圖的特點。
2）能分析不同的成分鐵碳合金平衡結晶過程。
3）掌握鐵碳合金的平衡組織與性能之間的關系。
本章重點：
不同成分的鐵碳合金平衡結晶過程及與性能之間的對應關系。
本章難點：
鐵碳合金平衡結晶過程。
6.三元合金相圖
1）掌握三元合金的表征。
2）掌握三元合金常見的勻晶、共晶相圖的平衡結晶過程。
3）了解和分析常見三元合金的平衡結晶過程。
本章重點：
1）三元合金相圖的表征
2）三元勻晶及共晶相圖的平衡結晶。
本章難點：
三元固態下互不固溶共晶合金的平衡結晶過程。
7.金屬與合金的塑性變形
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1）掌握真實應力-應變曲線與工程應力應變曲線上各個點及階段的含義。
2）掌握單晶體及多晶體的塑性變形過程及特點。
3）掌握形變強化、細晶強化、固溶強化和第二相強化理論的位錯機制。
4. 掌握塑性變形對金屬材料組織、性能的影響。
本章重點：
1）臨界分切應力定律（這部分和第 10 章可根據不同專業方向選擇二選一復習）
2）形變強化。
3）第二相強化
本章難點：
位錯在塑性變形中的行為。
8.回復與再結晶
1）掌握變形金屬在加熱時的過程及組織、性能的變化。
2）掌握回復、再結晶及晶粒長大過程中的機理、性能變化的對應關系。
3）掌握金屬熱加工的概念及對性能的影響。
4）了解超塑性概念。
本章重點：
1）回復的機制
2）再結晶的機制
本章難點：
回復、再結晶過程中微觀機制與材料性能的對應關系。
9.材料中的擴散
（1）教學內容
1）掌握固態金屬中擴散的相關概念及擴散微觀機制。
2）掌握擴散第一、第二定律。
3）掌握擴散的影響因素。
本章重點：
1）擴散的微觀機制。
2）反應擴散。
本章難點：
擴散的微觀機制及熱力學理論。
10.鋼的熱處理原理及熱處理工藝（這部分和第 7 章部分內容可根據不同專業方向選擇二選一復習）
1）掌握熱處理的作用及與相圖之間的關聯性，掌握固態相變的特點及類型。
2）掌握鋼在加熱及冷卻過程的組織演變規律及影響因素。
3）掌握常規熱處理工藝的選擇依據及適用范圍，了解相關表面熱處理工藝的原理、選擇依據及適用
范圍。
本章重點：
1）固態相變的特點及類型。
2）剛在加熱及冷卻過程的組織演變規律。
3）常規熱處理工藝分類及選擇依據。
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本章難點：
固態相變特點及動力學機制。
三、復習教材
1、《材料科學基礎》，馬泗春主編，西安：陜西科學技術出版社，1998
2、《材料科學基礎》，胡賡祥，蔡珣主編，上海：上海交通大學出版社，2010
3、《材料科學基礎》，劉智恩主編，西安：西北工業大學出版社，2011
4、《材料科學基礎》，石德柯主編，北京：機械工業出版社，2003
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