2021年天津大學碩士研究生入學考試考研大綱

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金屬材料科學基礎
一、考試的總體要求
該課程是材料學專業（金屬材料方向）的一門重要專業基礎課，要求考生全面

、系統地
掌握金屬學的基本知識和基本理論；了解與金屬材料性能密切相關的物質結構

特征及與形成
過程相關的材料行為規律；具備綜合運用所學知識進行分析和解決實際問題的

能力。
二、考試的內容
第 1 部分 金屬的晶體結構
①
②
③
④
⑤
空間點陣和晶胞；
晶系和布拉菲點陣；
晶向指數和晶面指數；
典型金屬的晶體結構：原子堆垛方式、點陣常數、配位數和致密度；間隙；
多晶型轉變。
第 2 部分 晶體缺陷
①
②
③
④
點缺陷：點缺陷的類型、點缺陷的產生；
位錯的基本概念：位錯的基本類型、柏氏矢量、位錯的運動、位錯密度、位錯

的觀察。
位錯的能量及交互作用：位錯的分解與合成；
晶體中的界面：晶界的結構與晶界能。
第 3 部分 相結構及相圖
①
②
③
④
材料的相結構：固溶體、中間相；
二元相圖及其類型：相圖的基本知識、杠桿定律、二元系相圖、相圖與性能的

關系；
復雜相圖分析：分析方法、鐵-碳合金相圖；
三元系相圖及其類型：三元相圖的表示方法、相區接觸法則、垂直截面及水平

截面、三
元勻晶相圖、具有兩相共晶反應的三元系相圖、具有共晶型四相平衡反應的三

元系相圖。
第 4 部分 金屬的凝固
①
晶體材料熔融凝固的基本規律：液態的結構、凝固的熱力學條件、過冷現象、

結晶的一
般過程；
②
③
④
⑤
⑥
晶核的形成：均勻形核、形核率、非均勻形核；
晶核的生長：液-固界面的微觀結構、熔體中晶體的生長形態、晶體長大的線速

度；
固溶體的凝固：固溶體的平衡凝固、穩態凝固、成分過冷；
共晶合金的凝固：共晶體的形成、共晶體的形態；
凝固組織及其控制：晶粒尺寸的控制、鑄錠組織及其控制、鑄錠的缺陷。
第 5 部分 材料中的原子擴散
擴散現象及擴散方程：擴散現象、菲克第一定律、菲克第二定律、擴散方程的

應用、柯
肯達爾效應；
①
②
③
④
⑤
擴散的微觀機制：空位機制、間隙機制、自間隙機制、擴散系數、擴散激活能

；
擴散驅動力；
反應擴散；
影響擴散的因素。
第 6 部分 金屬的塑性變形
①
②
③
滑移與孿晶變形：滑移機制、滑移面和滑移方向、孿晶變形；
單晶體的塑性變形：施密特定律、單滑移、多滑移、交滑移；
多晶體的塑性變形；
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④
⑤
純金屬的變形強化：位錯的交割、位錯的反應、位錯的增殖；
合金的變形與強化：單相合金的變形與強化、低碳鋼的屈服和應變時效、第二

相對合金
變形的影響；
⑥
冷變形金屬的組織與性能：冷變形金屬的力學性能、冷變形金屬的組織、形變

織構、殘
余應力。
第 7 部分 回復與再結晶
①
②
冷變形金屬的回復：回復階段性能與組織的變化、回復動力學、回復機制；
冷變形金屬的再結晶：再結晶的形核、再結晶動力學、影響再結晶的因素、再

結晶后的
晶粒長大。
三、試卷題型及比例
1．名詞解釋
2．是非判斷
3．選擇填空
4．問答題
5．計算題
6．作圖題
第 1、2、3 種類型占 25%~35%；第 4、5、6 種類型約占 65%~75%。
四、考試形式及時間
考試形式均為筆試?？荚嚂r間為三小時(滿分 150)。