2021年天津大学硕士研究生入学考试考研大纲

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金属材料科学基础
一、考试的总体要求
该课程是材料学专业（金属材料方向）的一门重要专业基础课，要求考生全面

、系统地
掌握金属学的基本知识和基本理论；了解与金属材料性能密切相关的物质结构

特征及与形成
过程相关的材料行为规律；具备综合运用所学知识进行分析和解决实际问题的

能力。
二、考试的内容
第 1 部分 金属的晶体结构
①
②
③
④
⑤
空间点阵和晶胞；
晶系和布拉菲点阵；
晶向指数和晶面指数；
典型金属的晶体结构：原子堆垛方式、点阵常数、配位数和致密度；间隙；
多晶型转变。
第 2 部分 晶体缺陷
①
②
③
④
点缺陷：点缺陷的类型、点缺陷的产生；
位错的基本概念：位错的基本类型、柏氏矢量、位错的运动、位错密度、位错

的观察。
位错的能量及交互作用：位错的分解与合成；
晶体中的界面：晶界的结构与晶界能。
第 3 部分 相结构及相图
①
②
③
④
材料的相结构：固溶体、中间相；
二元相图及其类型：相图的基本知识、杠杆定律、二元系相图、相图与性能的

关系；
复杂相图分析：分析方法、铁-碳合金相图；
三元系相图及其类型：三元相图的表示方法、相区接触法则、垂直截面及水平

截面、三
元匀晶相图、具有两相共晶反应的三元系相图、具有共晶型四相平衡反应的三

元系相图。
第 4 部分 金属的凝固
①
晶体材料熔融凝固的基本规律：液态的结构、凝固的热力学条件、过冷现象、

结晶的一
般过程；
②
③
④
⑤
⑥
晶核的形成：均匀形核、形核率、非均匀形核；
晶核的生长：液-固界面的微观结构、熔体中晶体的生长形态、晶体长大的线速

度；
固溶体的凝固：固溶体的平衡凝固、稳态凝固、成分过冷；
共晶合金的凝固：共晶体的形成、共晶体的形态；
凝固组织及其控制：晶粒尺寸的控制、铸锭组织及其控制、铸锭的缺陷。
第 5 部分 材料中的原子扩散
扩散现象及扩散方程：扩散现象、菲克第一定律、菲克第二定律、扩散方程的

应用、柯
肯达尔效应；
①
②
③
④
⑤
扩散的微观机制：空位机制、间隙机制、自间隙机制、扩散系数、扩散激活能

；
扩散驱动力；
反应扩散；
影响扩散的因素。
第 6 部分 金属的塑性变形
①
②
③
滑移与孪晶变形：滑移机制、滑移面和滑移方向、孪晶变形；
单晶体的塑性变形：施密特定律、单滑移、多滑移、交滑移；
多晶体的塑性变形；
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④
⑤
纯金属的变形强化：位错的交割、位错的反应、位错的增殖；
合金的变形与强化：单相合金的变形与强化、低碳钢的屈服和应变时效、第二

相对合金
变形的影响；
⑥
冷变形金属的组织与性能：冷变形金属的力学性能、冷变形金属的组织、形变

织构、残
余应力。
第 7 部分 回复与再结晶
①
②
冷变形金属的回复：回复阶段性能与组织的变化、回复动力学、回复机制；
冷变形金属的再结晶：再结晶的形核、再结晶动力学、影响再结晶的因素、再

结晶后的
晶粒长大。
三、试卷题型及比例
1．名词解释
2．是非判断
3．选择填空
4．问答题
5．计算题
6．作图题
第 1、2、3 种类型占 25%~35%；第 4、5、6 种类型约占 65%~75%。
四、考试形式及时间
考试形式均为笔试。考试时间为三小时(满分 150)。