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              2025年河北省普通高等學(xué)校專升本考試 材料科學(xué)與工程/金屬材料工程專業(yè)考試說(shuō)明

              2025-03-21
              來(lái)源:好老師升學(xué)幫
              閱讀 245
              導(dǎo)讀:本文是2025年河北省普通高等學(xué)校專升本考試 材料科學(xué)與工程/金屬材料工程專業(yè)考試說(shuō)明,由好老師升學(xué)幫收集整理,僅供參考。

                第一部分:金屬材料及熱處理

               ?、?課程簡(jiǎn)介

                一、 內(nèi)容概述與要求

                金屬材料及熱處理考試是為招收材料科學(xué)與工程/金屬材料工程聯(lián)考專業(yè)專科升本科學(xué) 生而實(shí)施的入學(xué)考試。為了體現(xiàn)金屬材料工程聯(lián)考專業(yè)對(duì)??粕究茖W(xué)生入學(xué)應(yīng)具備的金屬 學(xué)知識(shí)和能力的要求,金屬材料及熱處理考試分為兩大部分:金屬學(xué)基礎(chǔ)部分和熱處理原理 部分,考試結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要集中在金屬學(xué)基礎(chǔ)部分。

                參加金屬材料及熱處理考試的考生應(yīng)理解《金屬材料及熱處理》中金屬的晶體結(jié)構(gòu)、純 金屬的結(jié)晶、二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金、金屬及合金的塑性變形、金屬及合金的 回復(fù)與再結(jié)晶、擴(kuò)散、鋼的熱處理原理這八部分的基本概念和基本理論;掌握上述部分學(xué)習(xí) 的基本方法;能夠運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)分析并解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。金屬學(xué)考試主要 是針對(duì)考生對(duì)金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)掌握程度的考核,及一些簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的分析考核。

                二、考試形式與考試結(jié)構(gòu)

                考試采用閉卷、筆試形式,全卷滿分為 150 分,考試時(shí)間 75 分鐘。 試卷包括填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題、綜合題。答案均在答題紙上作答。 填空題 40 分,選擇題 40 分,簡(jiǎn)答題 50 分,綜合題 20 分。

               ?、?知識(shí)要點(diǎn)與考核要求

                一、概論

                1 .知識(shí)范圍

                金屬學(xué)的研究對(duì)象、方法以及金屬組織結(jié)構(gòu)的基本輪廓(晶粒、晶界、亞晶、晶體結(jié)構(gòu)),

                以及金屬材料的力學(xué)性能 (強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性)。

                2 .考核要求

                (1) 金屬和合金的區(qū)別;

                (2) 金屬材料的機(jī)械性能即力學(xué)性能都有哪些;

                (3) 金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制。

                二、金屬和合金的固態(tài)結(jié)構(gòu)

                1 .知識(shí)范圍

                主要講述金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷,是重點(diǎn)章之一,本章包括了金屬學(xué)中最基 本的理論和概念,是學(xué)好該課程的基礎(chǔ)。

                晶體學(xué)基礎(chǔ)部分應(yīng)掌握雙原子作用模型、晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣、晶胞、 晶格、14 種空間點(diǎn)陣、七大晶系、晶面指數(shù)與晶向指數(shù)、晶帶與晶帶軸。

                純金屬的晶體結(jié)構(gòu)部分應(yīng)掌握典型金屬的晶體結(jié)構(gòu) (體心立方、面心立方、密排六方)、 晶體中原子的堆垛、晶體結(jié)構(gòu)中的間隙、原子半徑、多晶型性、單晶體的各向異性與多晶體 的各向同性,了解亞金屬與鑭系金屬的晶體結(jié)構(gòu)。

                晶體缺陷部分應(yīng)掌握點(diǎn)缺陷,包括空位和間隙原子、點(diǎn)缺陷的平衡濃度、點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng); 位錯(cuò)包括刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、柏氏回路與柏氏矢量;界面包括晶界、大角度晶界與小角度 晶界、亞晶界與相界、界面能、堆垛層錯(cuò)。

                固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)部分應(yīng)掌握固溶體,包括固溶體的晶體結(jié)構(gòu)、置換固溶體及其溶解度、 間隙固溶體、有序固溶體及固溶體的微觀不均勻性;中間相包括中間相的特點(diǎn)及分類、正常 價(jià)化合物、電子化合物、間隙相和間隙化合物。

                2 .考核要求

                (1) 金屬的結(jié)合鍵和結(jié)合能。

                (2) 固態(tài)物質(zhì)的分類 (晶體和非晶體),空間點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)別以及三種典型的金

                屬晶體結(jié)構(gòu) (原子數(shù)、配位數(shù)、原子半徑、密排面和密排方向) 。給出晶面指數(shù)和晶向指數(shù), 會(huì)畫(huà)出一個(gè)晶胞內(nèi)的晶向和晶面 (不考慮負(fù)號(hào))。

                (3) 晶體缺陷:點(diǎn)、線、面缺陷。分別了解點(diǎn)缺陷有哪些,線缺陷主要是位錯(cuò),位錯(cuò) 分為螺型和刃型,及其和柏氏矢量的關(guān)系,面缺陷有哪些。

                (4) 組織和相的概念,固溶體和金屬化合物的定義及分類。

                三、純金屬的結(jié)晶

                1 .知識(shí)范圍

                金屬結(jié)晶的基本規(guī)律,即形核和長(zhǎng)大過(guò)程。金屬凝固的基本過(guò)程應(yīng)掌握過(guò)冷現(xiàn)象與過(guò)冷 度、形核與長(zhǎng)大、孕育期。液態(tài)金屬的微觀結(jié)構(gòu)部分,了解液態(tài)金屬的性質(zhì)、熔化時(shí)體積變 化、熔化潛熱、熔化熵。掌握相起伏、相起伏尺寸與過(guò)冷度、結(jié)晶潛熱。純金屬凝固的熱力 學(xué)條件應(yīng)掌握自由能 (G) -溫度 (T) 曲線、GS<Gl 時(shí)ΔG<0 單位體積自由能 ( ΔGv) 與 過(guò)冷度 ( ΔT) 的關(guān)系。形核部分的內(nèi)容為均勻形核、形核時(shí)能量的變化、臨界晶核、臨界 晶核半徑與過(guò)冷度、臨界過(guò)冷度、臨界形核功與過(guò)冷度、均勻形核率。非均勻形核、臨界晶 核半徑與過(guò)冷度、臨界形核功與過(guò)冷度、均勻形核功與非均勻形核功的關(guān)系、浸潤(rùn)角、非均 勻形核率。長(zhǎng)大的內(nèi)容為 S-L 界面原子遷移動(dòng)力學(xué)、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度、固液界面的微觀結(jié)構(gòu)、 粗糙界面、光滑界面、界面形貌形成的條件、杰克遜因子、晶核長(zhǎng)大機(jī)制、垂直長(zhǎng)大、二維 晶核長(zhǎng)大、缺陷長(zhǎng)大。純金屬凝固的生長(zhǎng)形態(tài)應(yīng)掌握 L-S 界面處的溫度分布、正溫度梯度、 負(fù)溫度梯度、垂直生長(zhǎng)、平面狀、臺(tái)階擴(kuò)展生長(zhǎng)、規(guī)則的幾何外形、樹(shù)枝狀晶體。鑄錠組織 及其晶粒度,熟悉通過(guò)結(jié)晶過(guò)程獲得細(xì)晶粒金屬的主要途徑,并能應(yīng)用結(jié)晶過(guò)程基本理論說(shuō) 明鑄錠組織的形成過(guò)程及改變鑄錠組織的方法。

                2 .考核要求

                (1) 結(jié)晶的條件必須要過(guò)冷,過(guò)冷度的概念,以及結(jié)晶的微觀過(guò)程 (形核和長(zhǎng)大);

                (2) 結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力和阻力,形核的基礎(chǔ);

                (3) 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu);

                (4) 晶粒大小的控制 (控制過(guò)冷度、變質(zhì)處理、振動(dòng)和攪拌);

                (5) 鑄錠三晶區(qū)的形成原因。

                四、二元合金相圖

                1 .知識(shí)范圍

                相平衡與相平衡圖的基本概念、相律;二元相圖的基本類型,杠桿定律,相律在相圖中 的應(yīng)用;了解三元合金相圖。弄清楚組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念; 掌握勻晶、共晶相圖、包晶相圖,并會(huì)分析典型合金的結(jié)晶過(guò)程,會(huì)用杠桿定律,熟知相圖

                中相組成與性能的關(guān)系。

                2 .考核要求

                (1) 相律和杠桿定律;

                (2) 成分過(guò)冷的概念、成分過(guò)冷對(duì)晶體長(zhǎng)大形狀和鑄錠組織的影響、晶內(nèi)偏析及解決

                方法;

                (3) 熟悉勻晶相圖、共晶相圖、共析相圖。

                五、鐵碳相圖

                1 .知識(shí)范圍

                Fe—Fe3C 相圖和典型合金的平衡結(jié)晶過(guò)程。掌握鐵碳合金的基本相和組織,建立合金 成分—組織—性能—用途之間的關(guān)系;能默繪 Fe—Fe3C 相圖,掌握其點(diǎn)、線、區(qū)的物理意 義等。掌握鐵碳相圖會(huì)分析鐵碳合金緩冷過(guò)程中的組織變化,能應(yīng)用杠桿定律計(jì)算合金的組 織組成物和相組成物的相對(duì)量。

                2 .考核要求

                (1) 鐵碳合金的組元及基本相;

                (2) 鐵碳相圖分析;

                (3) 鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程及組織;

                (4) 含碳量對(duì)鐵碳合金平衡組織和性能的影響;

                (5) 鋼中的雜質(zhì)元素。

                六、金屬及合金中的擴(kuò)散

                1 .知識(shí)范圍

                擴(kuò)散的宏觀定律,分析擴(kuò)散的微觀機(jī)理,給出固態(tài)擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和實(shí)際應(yīng)用。內(nèi)容為 擴(kuò)散方程,包括擴(kuò)散第一方程、擴(kuò)散第二方程、擴(kuò)散第二方程的解及其應(yīng)用舉例;原子運(yùn)動(dòng) 與擴(kuò)散,包括擴(kuò)散機(jī)理、擴(kuò)散的激活能;了解反應(yīng)擴(kuò)散;影響擴(kuò)散的因素包括溫度、固溶體 類型、晶體結(jié)構(gòu)、合金元素。

                2 .考核要求

                (1) 擴(kuò)散機(jī)制、固態(tài)金屬擴(kuò)散的條件及分類;

                (2) 影響擴(kuò)散的因素。

                七、金屬及合金的形變

                1 .知識(shí)范圍

                應(yīng)力-應(yīng)變曲線、金屬變形的三個(gè)階段。金屬的彈性變形:彈性變形的特點(diǎn)及彈性模量、 彈性變形的微觀解釋。掌握單晶體的塑性變形:滑移及滑移系、滑移帶、滑移面、滑移方向、 滑移的臨界分切應(yīng)力、硬位向、軟位向、取向因子、影響臨界分切應(yīng)力的因素、滑移時(shí)晶面 及晶向的轉(zhuǎn)動(dòng)等。孿生及扭折:孿生變形、孿生變形的特點(diǎn)、扭折。弄清多晶體的塑性變形: 多晶體的塑性變形的特點(diǎn)、不均勻變形、協(xié)調(diào)變形、晶界強(qiáng)化、位錯(cuò)塞積、多晶體屈服強(qiáng)度 高于單晶體。金屬塑性變形后的組織與性能:塑性變形對(duì)金屬組織的影響、顯微組織、形變 織構(gòu)、亞結(jié)構(gòu)、塑性變形后金屬性能的變化、加工硬化及其微觀解釋、擇優(yōu)取向、殘余應(yīng)力。

                2 .考核要求

                (1) 金屬及合金的基本塑性變形方式、滑移和孿生的概念;

                (2) 三種常見(jiàn)金屬的滑移系、面心立方結(jié)構(gòu)和體心立方結(jié)構(gòu)塑性好壞的比較;

                (3) 多晶體的塑性變形的特點(diǎn)、細(xì)晶強(qiáng)化和加工硬化的機(jī)理。

                八、回復(fù)和再結(jié)晶

                1 .知識(shí)范圍

                金屬或合金形變后在加熱過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)及性能的變化,即回復(fù),再結(jié)晶及再結(jié)晶后的 晶粒長(zhǎng)大過(guò)程。掌握變形金屬在加熱過(guò)程中微觀組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律,清楚回復(fù)及再結(jié) 晶對(duì)金屬組織與性能的影響,明確熱加工的概念。

                2 .考核要求

                (1) 形變金屬與合金在退火過(guò)程中三個(gè)階段組織及力學(xué)性能的變化;

                (2) 再結(jié)晶、二次再結(jié)晶、熱加工的定義。

                九、鋼的熱處理原理

                1 .知識(shí)范圍

                鋼的熱處理原理。特別是結(jié)合鐵碳相圖選擇鋼的加熱溫度、運(yùn)用 C 曲線確定過(guò)冷奧氏

                體轉(zhuǎn)變的組織和性能特征。掌握鋼的熱處理基本原理,結(jié)合 C 曲線,分析過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變 產(chǎn)物的組織和性能。

                2 .考核要求

                (1) 普通熱處理的分類;

                (2) 珠光體、貝氏體、馬氏體的分類及組織形態(tài),它們分別屬于哪類固態(tài)相變;

                (3) 調(diào)質(zhì)處理的定義、回火索氏體和索氏體的區(qū)別。


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