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2023年河北专升本金属学考试大纲

来源：诚为径教育时间：2023年03月08日

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　　2023年河北专升本金属学考试大纲

　　Ⅰ.课程简介

　　一、内容概述与要求

　　金属学考试是为招收材料成型及控制工程专业专科升本科学生而实施的入学考试。为了体现材料成型及控制工程专业对专升本科学生入学应具备的金属学知识和能力的要求，金属学考试分为两大部分：金属学基础部分和热处理原理部分，考试结构构成主要集中在金属学基础部分。

　　参加金属学考试的考生应理解金属的晶体结构、纯金属的结晶、二元合金的相结构与结晶、铁碳合金、金属及合金的塑性变形、金属及合金的回复与再结晶、扩散、钢的热处理原理这八部分的基础基本概念和基本理论;掌握该部分内容的基本学习方法;能够运用所学的基础知识来分析并解决一些简单的实际问题。金属学考试主要是针对考生对金属学基础知识掌握程度的考核，及一些简单实际问题的分析考核。

　　二、考试形式与考试结构

　　考试采用闭卷、笔试形式，全卷满分为 150 分，考试时间 75 分钟。试卷包括填空题、选择题、简答题、综合题。答案均在答题纸上作答。填空题 40 分，选择题 40 分，简答题 50 分，综合题 20 分。

　　Ⅱ.知识要点与考核要求

　　一、概论

　　1 .知识范围

　　金属学的研究对象、方法以及金属组织结构的基本轮廓(晶粒、晶界、亚晶、晶体结构)，以及金属材料的力学性能 (强度、硬度、塑性、韧性)。

　　2.考核要求

　　(1) 金属和合金的区别

　　(2) 金属材料的机械性能即力学性能都有哪些

　　(3) 金属材料的强化机制

　　二、金属和合金的固态结构

　　1.知识范围

　　主要讲述金属和合金的晶体结构和结构缺陷，是重点章之一，本章包括了金属学中最基本的理论和概念，是学好该课程的基础。

　　晶体学基础部分应掌握双原子作用模型、晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵、晶胞、晶格、14 种空间点阵、七大晶系、晶面指数与晶向指数、晶带与晶带轴。

　　纯金属的晶体结构部分应掌握典型金属的晶体结构 (体心立方、面心立方、密排六方)、晶体中原子的堆垛、晶体结构中的间隙、原子半径、多晶型性、单晶体的各向异性与多晶体的各向同性，了解亚金属与镧系金属的晶体结构。

　　晶体缺陷部分应掌握点缺陷，包括空位和间隙原子、点缺陷的平衡浓度、点缺陷的运动; 位错包括刃型位错、螺型位错、柏氏回路与柏氏矢量;界面包括晶界、大角度晶界与小角度晶界、亚晶界与相界、界面能、堆垛层错。

　　固态合金的相结构部分应掌握固溶体，包括固溶体的晶体结构、置换固溶体及其溶解度、间隙固溶体、有序固溶体及固溶体的微观不均匀性;中间相包括中间相的特点及分类、正常价化合物、电子化合物、间隙相和间隙化合物。

　　2.考核要求

　　(1) 金属的结合键和结合能

　　(2) 固态物质的分类 (晶体和非晶体)，空间点阵与晶体结构的区别以及三种典型的金属晶体结构 (原子数、配位数、原子半径、密排面和密排方向) 。给出晶面指数和晶向指数，会画出一个晶胞内的晶向和晶面 (不考虑负号)

　　(3) 晶体缺陷有哪些：点、线、面缺陷。分别了解点缺陷有哪些，线缺陷主要是位错，位错分为螺型和刃型，他们和柏氏矢量的关系，面缺陷有哪些

　　(4) 组织和相的概念，固溶体和金属化合物的定义及分类

　　三、纯金属的结晶

　　1.知识范围

　　金属结晶的基本规律，即形核和长大过程。金属凝固的基本过程应掌握过冷现象与过冷度、形核与长大、孕育期。液态金属的微观结构部分，了解液态金属的性质、熔化时体积变化、熔化潜热、熔化熵。掌握相起伏、相起伏尺寸与过冷度、结晶潜热。纯金属凝固的热力学条件应掌握自由能 (G) -温度 (T) 曲线、GS<gl p="" 组织的形成过程及改变铸锭组织的方法。<="" 粒度，熟悉通过结晶过程获得细晶粒金属的主要途径，并能应用结晶过程基本理论说明铸锭="" 梯度、垂直生长、平面状、台阶扩展生长、规则的几何外形、树枝状晶体。铸锭组织及其晶="" 界面处的温度分布、正温度梯度、负温度="" l-s="" 大、缺陷长大。纯金属凝固的生长形态应掌握="" 界面原子迁移动力学、动态过冷度、固液界面的微观结构、粗糙界面、光滑界面、界面形貌形成的条件、杰克逊因子、晶核长大机制、垂直长大、二维晶核长="" s-l="" 核率。长大的内容为="" 径与过冷度、临界形核功与过冷度、均匀形核功与非均匀形核功的关系、浸润角、非均匀形="" 半径与过冷度、临界过冷度、临界形核功与过冷度、均匀形核率。非均匀形核、临界晶核半="" 的关系。形核部分的内容为均匀形核、形核时能量的变化、临界晶核、临界晶核="" Δt)="" (="" 度="" 与过冷="" )="" Δgv="" Δg

　　2.考核要求

　　(1) 结晶的条件必须要过冷，过冷度的概念，以及结晶的微观过程 (形核和长大)

　　(2) 结晶的驱动力和阻力，形核的基础

　　(3) 液态金属的结构

　　(4) 晶粒大小的控制 (控制过冷度、变质处理、振动和搅拌)

　　(5) 铸锭三晶区的形成原因

　　四、二元合金相图

　　1.知识范围

　　相平衡与相平衡图的基本概念、相律;二元相图的基本类型，杠杆定律，相律在相图中的应用;了解三元合金相图。弄清楚组元、相、组织、相组成物、组织组成物等基本概念; 掌握匀晶、共晶相图、包晶相图，并会分析典型合金的结晶过程，会用杠杆定律，熟知相图与性能的关系。

　　2.考核要求

　　(1) 相律和杠杆定律

　　(2) 成分过冷的概念、成分过冷对晶体长大形状和铸锭组织的影响、晶内偏析及解决方法