(重要)郑州大学研究生考试大纲

082064《材料科学基础》课程考试大纲一、考试方法和考试时间《材料科学基础》课程考试为闭卷笔试、考试时间为120分钟。

二、考试的基本要求使学生掌握材料基础理论知识，诸如材料的结合键、晶体结构、相结构、晶体结构缺陷、材料的相图、凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形与强化等。

重点掌握晶体学基础知识，晶面指数与晶向指数，纯金属的晶体结构及特征，材料的相结构，离子晶体的结构规则，共价晶体的结构，高分子材料的结构；晶体结构缺陷（包括点缺陷、线缺陷和面缺陷）的特征，位错的柏氏矢量、类型、判断、运动、能量及交互作用，各类面缺陷；扩散现象和条件，扩散方程、扩散方程的解及其应用，扩散的微观机制，扩散驱动力，扩散的分类和影响扩散的因素；滑移与孪晶变形，纯金属及合金的变形强化，冷变形金属的回复与再结晶，金属的热变形、动态回复再结晶；相律及应用，纯金属的结晶理论、晶核的形成、晶核的成长；匀晶相图、共晶相图、包晶二元相图的分析；铁碳相图；固溶体的凝固理论、共晶合金的凝固理论；三元相图。

三、考试内容和要求第一章原子的结构与键合原子间的结合键的类型和特点，原子间的结合键对材料性能的影响。

第二章固体结构（以金属材料为主）一些概念和术语，晶体学基础知识，晶面指数、晶向指数的标注，晶面间距和晶带定理，三种典型晶体结构（bcc、fcc、hcp）的特征；固溶体的分类、特点和性质，影响固溶体固溶度的因素，中间相的类型和特点；离子（硅酸盐晶体）晶体、共价晶体的特点。

第三章晶体缺陷一些概念和术语，晶体结构缺陷（包括点缺陷、线缺陷和面缺陷）的特征，点缺陷的类型、特征和平衡浓度公式；位错类型（刃型、螺型、混合型位错）的判断及其特征，柏氏矢量的意义及特征，位错的运动、交割和增殖(F-R源、双交滑移机制等)，位错分解与合成，位错的能量及交互作用；各类面缺陷的类型和特征。

第四章固体中原子和分子的运动一些概念和术语，扩散条件，扩散方程、扩散方程的解及其应用，扩散的原子理论（微观机制），扩散驱动力，扩散的分类和影响扩散的因素；离子晶体中的扩散的特点。

第五章材料的塑性变形与再结晶一些概念和术语，晶体的塑性变形实质、方式—滑移、孪生；位错理论解释各类塑性变形等问题的应用：如：固溶强化、细晶(晶界)强化、弥散(沉淀)强化、形变强化(加工硬化)的机理；冷变形金属的回复与再结晶，金属的热变形、动态回复再结晶；高聚物材料变形的特点。

第六章单组元相图及纯晶体的凝固一些概念和术语，相平衡、相律及应用，纯金属凝固的过程、结晶的热力学条件、动力学条件、能量条件和结构条件及相关公式；过冷度对结晶过程和结晶组织的影响；纯金属的结晶理论、晶核的形成、形核的类型、形核率及影响因素，晶核的成长，控制结晶组织的措施。

第七章二元系相图及其合金的凝固一些概念和术语，相图的表示和测定方法，二元合金相图中的几种平衡反应，几种基本类型的二元相图（匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图）的分析，典型合金的平衡和不平衡结晶过程及室温组织。

熟练杠杆定律在这几种相图中的应用（计算相组成物与组织组成物的百分含量）、相图与组织结构和性能的关系，固溶体的凝固理论(成分过冷的判据以及它对晶体生长形态的影响)、共晶合金的凝固理论。

C相图；标出各特性点、线、对于Fe-Fe3C相图特别要求：非常熟练的掌握并会画出Fe-Fe3相区。

说明各特性点的温度、碳浓度及意义；各特性线的温度、意义（三个衡温反应）。

Fe-Fe3C 相图中各区域相组成物和组织组成物，利用杠杆定律计算任意温度两相区的相组成物、组织组成物的百分含量；熟悉Fe-C合金中P、A、F、Fe3C、Ld、L’d、一次Fe3C、二次Fe3C、三次Fe3C、共晶Fe3C、共析Fe3C的特征；纯铁的同素异构转变：δ－Fe←→γ－Fe←→α－Fe；铁碳合金中七大类合金合金(工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁)的平衡结晶过程分析，室温组织；给出各类Fe-Fe3C合金的室温显微组织；铁碳合金成分、组织和性能之间的关系；普通碳钢的分类、牌号及用途；铸锭与钢锭组织有何特点，形成的原因和控制铸态组织的工艺方法，铸锭与钢锭组织的缺陷。

第八章三元相图一些概念和术语，三元相图的基本知识（成分三角形及特殊线、直线法则、重心法则、杠杆定律、相区接触法则、蝶形规律）；三元匀晶、三元简单共晶、三元复杂共晶相图的立体图、等温(水平)截面和垂直(变温)截面、投影图的认识和分析，不同区域合金的结晶过程分析。

四、考试题型及试卷结构题型：填空题、判断题、名词区别和综合题等。

试卷结构：每年可以适当调整。

083151《金属热处理原理》课程考试大纲一、考试方法和考试时间《金属热处理原理》考试为闭卷笔试、考试时间为120分钟。

二、考试的基本要求使学生掌握金属材料在加热和冷却过程中固态相变的基本原理和变化规律，以及金属材料的成分、组织结构和性能之间的关系；掌握影响金属材料热处理相变的影响因素。

三、考试内容和要求（一）重点掌握1、金属固态相变的基本概念、类型和特点。

2、钢在加热过程中的转变奥氏体的晶体结构、组织形态和性能;奥氏体形成的热力学条件、形成过程、形成机制;奥氏体形成的动力学特点、经验公式、影响奥氏体形成的因素;奥氏体晶粒度概念、影响奥氏体奥氏体晶粒大小的因素及控制.3、珠光体转变珠光体的形态、结构和力学性能、影响珠光体力学性能的因素;珠光体形成的热力学条件、形成过程、形成机制;先共析相的析出条件、组织特征;珠光体形成的动力学特点和影响因素.4、马氏体转变马氏体的晶体结构,马氏体的形成的条件、马氏体转变的主要特征,马氏体的形态特征和影响因素,马氏体的形成的热力学条件、Ms点的物理意义、影响Ms点的因素,马氏体转变的动力学类型和特点,马氏体的性能特点、强化机制、性能与形态的关系.5、贝氏体转变贝氏体转变的主要特征，贝氏体的组织形态和结构，贝氏体转变的热力学条件、Bs的物理意义、形成过程，贝氏体转变的动力学特点和影响因素，贝氏体的性能特点、上贝氏体和下贝氏体差异，魏氏组织及其对钢的力学性能的影响6、7、回火转变淬火钢在回火时的组织转变过程和产物的特征，淬火钢在回火时的力学性能的变化，合金元素对钢的回火转变的影响，回火脆性的特征、影响因素和防止或减轻的方法，回火转变产物与过冷奥氏体分解产物的区别8、合金的时效机理合金固溶处理、时效的基本概念9、实验实验原理、方法、过程与结果分析（二）一般掌握1、固态相变的热力学、固态相变的动力学，热处理的作用。

2、连续加热时奥氏体的形成，非平衡组织加热时奥氏体的形成，过热、过烧及其校正3、珠光体转变晶体学，合金钢过冷奥氏体高温分解产物、非铁合金中的共析转变4、马氏体转变的晶体学，马氏体转变的机理，马氏体转变的应用，形状记忆合金和弹性马氏体5、贝氏体转变晶体学，魏氏组织及其对钢的力学性能的影响6、钢的过冷奥氏体等温冷却过程的转变曲线和钢的过冷奥氏体连续冷却过程的转变曲线比较，二曲线的应用7、钢在回火时的组织转变机理，回火脆性产生的机理8、合金的时效机理，合金的时效时性能的变化四、考试题型及试卷结构题型：选择题、填空题、判断是非题、比较概念、简答题、综合题。

试卷结构：选择题15%、填空题15％、判断是非题10%、比较概念15％、简答题24％综合题21％。

《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：082064课程名称：《材料科学基础》课程英文名称：《Fundamental of Material Sciences》课程类型：限选课总学时：96 讲课学时：80 实验学时：16学分：6适用对象: 材料科学与工程专业本科生先修课程：《大学物理》、《物理化学》、《普通化学》、《材料热力学》一、课程的性质、目的和任务材料科学基础是材料科学与工程专业一级学科公共主干专业课。

本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识，诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。

本课程着眼于材料基本问题、从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。

通过理论教学与实验教学，使学生不仅能掌握基本理论，善于分析和解决问题，同时也培养学生的动手能力、验证理论、探索新知识的能力。

本课程也是材料科学与工程专业的技术基础课，它为该专业学生的后续课程，如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方法、计算机在材料科学中的应用等提供基础。

二、教学基本要求原子间的键合，晶体学基础、纯金属的晶体结构及特征、离子晶体的结构、共价晶体的结构、晶体的对称性、高分子材料的结构；晶体结构缺陷（包括点缺陷、线缺陷和面缺陷）、材料的相结构；相律、纯金属的结晶理论、晶核的形成、晶核的成长；匀晶相图、共晶相图、包晶二元相图及其分析、铁碳相图；固溶体的凝固理论、共晶合金的凝固理论；三元相图；扩散现象及本质，扩散方程的解及应用、扩散的微观机制、扩散驱动力、反应扩散、影响扩散的因素；滑移与孪晶变形、纯金属及合金的变形强化、冷变形金属的回复与再结晶，金属的热变形、动态回复再结晶，材料的强化理论等。

三、教学内容、要求及学时安排本课程的课堂教学时数约为68时，具体章节及学时分配如下：绪论 2学时第一章原子的结构与键合 2学时第一节原子结构第二节原子间的结合键第三节高分子链第二章固体结构 10 学时第—节晶体学基础第二节金属的晶体结构第三节合金相结构第四节离子晶体的结构第五节共价晶体的结构第六节聚合物晶体结构第七节非晶态结构第三章晶体缺陷 10学时第一节点缺陷第二节位错第三节表面与界面第四章固体中原子和分子的运动 6学时第—节扩散现象及扩散方程第二节扩散的原子理论第三节扩散热力学分析第四节反应扩散第五节影响扩散的因素第六节离子晶体中的扩散第七节高分子的分子运动第五章材料的塑性变形与再结晶 10学时第一节弹性和粘弹性第二节晶体的塑性变形第三节冷变形金属的回复与再结晶第四节金属的热变形、蠕变及超塑性第五节高聚物材料的变形第六章单组元相图及纯晶体的凝固 4学时第一节单元系相变的热力学及相平衡第二节纯晶体的凝固第三节高分子的结晶特征第七章二元系相图及其合金的凝固 12学时第一节相图的表示和测定方法第二节相图热力学的基本要点第三节二元相图分析及应用第四节二元合金的凝固理沦第五节高分子合金概述第八章三元相图 8学时第一节三元相图的基本知识第二节三元匀晶相图第三节三元共晶相图第四节三元包晶相图第五节形成稳定化合物的三元相图第六节三元相图的相平衡特征第七节三元相图举例第九章材料的亚稳态 2学时第一节纳米晶材料第二节准晶态第三节非晶态材, , 料第四节固态相变形成的亚稳态合计共80时四、实践环节本课程安排4个与其内容相关的实验实验一金属材料的硬度测试 4学时实验二金相显微镜的构造与使用 4学时实验三金相试样的制备 4学时实验四铁碳合金平衡组织观察 4学时合计共16学时五、课外习题及课程讨论适当安排学生课堂讨论，每章都留一定量的习题和思考题(除思考题外，书面作业一般在4～8题)。