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812《材料科学与工程》考试大纲
一、试卷结构与形式
1. 试卷结构和考试形式
试卷分为名词解释、简答两类基础题目和问答、综合应用两类应用题目，基础题目相
对容易考查基本知识和原理的掌握，应用题目相对难度较高，考查实际分析实验结果
和应用能力。
2. 试卷满分 150 分，考试时间 180 分钟。
3. 答题方式为闭卷、笔试。
二、考核内容与考核知识点
第一章 金属的晶体结构
1．考核内容：介绍了金属与合金的晶体结构特点，包括金属键、金属的晶体结构等。
要求学生掌握晶体的有关概念、三种典型的晶体结构的原子组成特点。材料分析技术。
2．考核知识点：金属三种常见的晶体结构,以及晶向晶面指数确定。
第二章 金属的晶体结构缺陷
1．考核内容：介绍了金属与合金的晶体的缺陷。要求学生掌握晶体的典型的晶体点缺
陷，线缺陷，面缺陷的原子组成特点。
2．考核知识点：认识晶体缺陷的基本类型、基本特征、基本性质。注意位错线与柏氏
矢量，位错线移动方向、晶体滑移方向与外加切应力方向之间的关系。
第三章 纯金属的结晶
1．考核内容：金属的结晶、结晶的热力学条件、结晶的结构条件、形核和长大等。要
求学生掌握金属结晶的过程和基本规律、结晶的热力学条件和晶体大小的控制方法。
2．考核知识点：结晶均匀形核和非均匀形核特点，晶粒大小的控制方法。
第四章 固态扩散
1．考核内容：扩散的本质以及扩散的统计规律，以及菲克第一定律和菲克第二定律。
理解柯肯达尔效应，分辨扩散类型和扩散微观机理。
2．考核知识点：菲克第一定律和菲克第二定律，固态扩散的影响因素。
第五章 材料力学性能
2
1．考核内容：材料拉伸曲线，材料的变形及其性能指标，材料的断裂及其性能指标，
材料的弯曲及其性能指标，材料的硬度。材料的冲击载荷的力学性能，冲击韧性的
意义。材料的疲劳，材料的磨损性能，材料的蠕变性能。
2．考核知识点：材料拉伸曲线，材料的断裂及其性能指标，材料的硬度，材料的冲击
韧性，材料的磨损性能，材料的蠕变性能。
第六章 塑性变形与再结晶
1．考核内容：应力应变曲线，单晶体和多晶体塑性变形、冷塑性变形对金属组织和性
能的影响、冷塑性变形的金属的回复与再结晶、金属的热加工与超塑性，要求学生
掌握塑性变形的原理、冷热加工的特点和回复与再结晶机理。
2．考核知识点：单晶体和多晶体塑性变形、冷塑性变形对金属组织和性能的影响，冷
塑性变形的金属的回复与再结晶、金属的热加工与超塑性。
第七章 合金的相结构与结晶
1．考核内容：详细的介绍匀晶、共晶、包晶三种基本相图和它们的平衡及不平衡结晶
过程，结晶后的组织形态，相与组织的相对量计算，以及组织对性能的影响规律等。掌
握二元相图的分析方法。在介绍基本相图的同时，还介绍了其它类型的二元相图，包括
包析、共析、形成化合物的相图及具有有序-无序转变的相图等；讨论了相图与合金性
能之间的关系，包括使用性能和工艺性能。三元合金相图表示方法、三元合金相图的定
量法则。三元合金匀晶相图、组元在固态下完全不溶的三元合金相图、三元合金相图实
例分析。
2．考核知识点：固溶体和化合物的结构，匀晶、共晶、包晶三种基本相图和它们的平
衡及不平衡结晶过程，杠杆定律，成分过冷理论，三元合金相图分析的一般方法。
第八章 铁碳相图
1．考核内容：铁碳合金组元和相、Fe-Fe3C 相图分析、铁碳合金的平衡结晶过程及组织、
含碳量对铁碳合金组织和性能的影响、钢中的杂质元素及对钢性能的影响。。
2．考核知识点：Fe-Fe3C 相图，铁碳合金的平衡结晶过程及组织，利用杠杆定律对不同
成分的 Fe-Fe3C 合金进行相组成和组织组成物的计算。
第九章 固态相变和热处理
1．考核内容：钢的加热转变、钢的过冷奥氏体转变曲线、珠光体转变、马氏体转变、
贝氏体转变。钢的回火转变。淬火钢回火时的组织，性能的转变特点，合金时效的
理论和应用。钢的退火和正火、钢的淬火和淬透性、钢的回火。
2．考核知识点：钢的加热转变、钢的过冷奥氏体转变曲线、珠光体转变、马氏体转变、
贝氏体转变。钢的回火转变。淬火钢回火时的组织，性能的转变特点，合金时效的理论
和应用。钢的退火和正火、钢的淬火和淬透性、钢的回火。
3
第十章 钢铁材料
1．考核内容：钢的分类与编号，合金化原理，典型钢种及其合金化原理。铸铁的分类、
性能与用途。
2．考核知识点：钢的分类与编号，合金化原理，合金结构钢的特点、应用及其合金化
原理，合金工具钢的特点、应用及其合金化原理，不锈钢、耐热钢、耐磨钢、硬质合
金的特点、应用及其合金化原理。铸铁的分类、性能与用途。
第十一章 有色金属及其合金
1．考核内容：铝合金的分类，铝合金的强化原理，铝合金的热处理。铜合金的分类，
铜合金的强化原理，铜合金的高强高导原理，铜合金的热处理。镁合金的分类与性能
特点，镁合金的强化原理，镁合金的热处理。非晶合金的制备原理。
2．考核知识点：铝合金的分类，铝合金的强化原理，铝合金的热处理。铜合金的分类，
铜合金的强化原理，铜合金的高强高导原理，铜合金的热处理。镁合金的分类与性能
特点，镁合金的强化原理，镁合金的热处理。非晶合金的制备原理。
二、参考教材
《材料科学与工程》，文九巴编著，哈尔滨工业大学出版社 2007 年版。
附录：题型举例
一、名词解释
1. 应变时效
2. 固溶体
二、简答题
1.简述退火工艺方法的种类、目的、特点及用途
2.在纯铁或者低碳钢中，什么是上、下屈服点效应？
三、问答题
1．列举退火工艺方法的种类、目的、特点及用途
2. 微观结构说明合金强化的主要机制有哪些？
四、绘图题
1. 绘出立方晶胞中【111】晶向
4
五、三元合金相图，写出图中 P 点处合金的室温凝固相组成物和组织组成物
ee
ee33
ee22
A B
C
ee11
六、(1) 画出 Fe-Fe3C 相图，注明各个点的字母、成分、各相区的组织组成
物。
(2) 分析（含碳 1.3%C）的铁碳合金的平衡结晶过程，画出冷却曲线。
(3) 计算该合金在室温组织组成物和相组成物的相对含量。
七、T12 钢含碳量为 1.2%， AC1=730℃, ACCM=800℃,MS=175℃,该合金的原始
组织为片状珠光体加网状渗碳体，若用此钢制作轴承，说明需要那些热处理
工序才能满足零件的性能要求，写出具体的热处理工艺名称，加热温度，冷
却方式以及各工序完成后冷却到室温的组织。
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