北科大《金属学》_讲义(精华版)_对考研的学材料的童鞋非常有用!
《金属材料学》课件
性。
合金化
通过改变金属的成分， 提高其耐蚀性。
缓蚀剂
添加缓蚀剂抑制金属腐 蚀的化学反应速度。
金属材料在特定环境下的耐腐蚀性
01
02
03
04
酸性环境
钢铁、不锈钢等对酸有一定的 耐蚀性，但不同金属差异较大
。
碱性环境
铝、镁等金属在碱性环境中容 易发生腐蚀。
海洋环境
04 金属材料的腐蚀与防护
CHAPTER
金属材料的腐蚀机理
电化学腐蚀
金属与电解质溶液接触，通过电极反应发生的腐 蚀。
化学腐蚀
金属与非电解质直接反应，生成金属氧化物的腐 蚀。
生物腐蚀
金属在有微生物的环境下发生的腐蚀。
金属材料的防腐蚀方法
涂层保护
在金属表面涂覆防腐蚀 涂层，隔离金属与腐蚀
介质。
电镀
金属材料的化学性能是指其在各种环 境中的稳定性，包括耐腐蚀性、抗氧 化性、耐候性等。
耐腐蚀性是指金属材料抵抗腐蚀的能 力，抗氧化性是指金属材料在高温下 抵抗氧化的能力，耐候性是指金属材 料在自然环境中抵抗光、热、水、大 气等因子的作用的能力。
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指其在受力作用下的行为表现，包括强度、塑性、韧性、 硬度等。
详细描述
金属材料主要是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有 金属特性的工程材料，如铁、铝、铜等。根据成分和用途， 金属材料可以分为钢铁、有色金属、贵金属等类型。
金属材料的特性与用途
总结词
金属材料具有导电性、导热性、延展性等特性，广泛应用于建筑、机械、电子 等领域。
详细描述
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，这些特性使得金属在建筑、机 械、电子等领域得到广泛应用。例如，钢铁用于制造桥梁和建筑结构，铜用于 电线和电缆，铝用于包装和航空航天领域。
北科大金属学
《金属学》(1-9章) 冶金工业出版社宋维锡;《材料科学基础》第二版(1-9章) 上海交通大学出版社胡庚祥这是2010年，考材科基的参考教材。
你以上交的《材料科学基础》为主，以为宋维锡的书只有金属的东西，但这两年的考题都有一到两道题是非金属材料的东西。
以下是我列举的关于以上交的《材料科学基础》为主的大概顺序，以你可以参考下：注意：1.在看这本书是，可以结合《金属学》一起看，由于两个教材出版时间差异较大，你要尽量综合里面的东西，考场做题是只要答得有道理就行，跟其它科目不太一样，而且应该尽量的答自己总结的东西，不要照搬书本上的，一大段一大段的背着写下来。
1.原子结构和键合2.固体结构晶体学基础知识是要点，对fcc、bcc和hcp的堆垛方式、间隙，密排面和密排方向，滑移系等一定要知道的很清楚。
合金中相结构，不同的书中可能分类不同，一定看清楚其分类依据是什么。
（学习这些东西最好参考余永宁编的《材料科学基础》，如果不明白其中的某些内容，如极射投影和极图等，可以先放一放，等其它都复习好了再看）至于离子晶体和共价晶体要有所了解，离子晶体以前考过。
高分子、准晶、液晶和非晶体可以留到把其它都复习好了，临考前再了解下。
3.晶体缺陷对位错知识一定要下苦功夫，特表示要和单晶体和多晶体的塑性变形中位错的运动联系起来。
点缺陷和面缺陷也要下一定的功夫。
4.材料的形变和再结晶（《金属学》）中“金属及合金的形变”和“回复与再结晶”两章回复再结晶过程的前提是形变，因此先要看形变。
材料塑性变形要分类单晶体和多晶体的塑性变形是有差异的，在具体变形中，要注意宏观现行、应力应变曲线、微观的机制之间的结合。
最后要对材料发生塑变后的性能，组织，结构的变化知道的比较清除。
屈服效应（吕德斯带的产生）的解释（好像每年都有）。
回复和再结晶要和固态转变比较着学：驱动力和阻力，组织变化过程，相应的一些方程推理一定要会。
（这两年考试都有一两道比较多的方程推导的题）5.金属和合金中的固态转变（《金属学》）固态转变要按其分类比较着学，除了固态相变的一般特点要牢记，还要特别注意“脱溶”过程的总结。
《金属材料学》
金属材料学引言金属材料作为人类历史上最重要的材料之一，广泛应用于各个领域。
金属具有优异的机械性能、导热性能和导电性能，因此在建筑、制造业、能源、电子等行业中扮演着重要角色。
金属材料学是研究金属材料结构、性能和应用的学科。
本文将介绍金属材料学的基本概念、金属材料的分类、性能测试以及在工程中的应用。
金属材料学的基本概念金属材料学是研究金属的物理、化学和力学性质的学科。
它探讨金属材料的结构、性能和制备工艺等方面的知识。
金属材料学主要研究以下几个方面：金属的结晶结构金属材料通常由晶粒组成，晶粒内部由原子或离子排列有序构成晶体。
金属的晶体结构决定了其物理、化学和力学性质。
金属的力学性能金属材料具有优异的机械性能，如强度、塑性、硬度、韧性等。
这些性能是材料在外力作用下发生变形和破坏的表现。
金属的热处理金属材料的热处理是通过加热和冷却过程改变其结构和性能。
常见的热处理方法包括退火、淬火、固溶处理等。
金属的腐蚀与防护金属材料容易受到腐蚀的影响，降低其性能和使用寿命。
因此，研究金属材料的腐蚀机理和防护方法十分重要。
金属材料的分类根据金属的化学成分和结构特征，金属材料可以分为以下几类：黄金属黄金属是指以金、银、铜为代表的贵金属。
它们具有良好的导电性和导热性，广泛应用于电子、通信、珠宝等领域。
有色金属有色金属是指除黄金属以外的金属材料。
包括铝、镁、锌、镍、钛等。
它们具有较高的强度和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造等行业中得到广泛应用。
铁基合金铁基合金是以铁为主要成分，并添加其他合金元素的金属材料。
例如，不锈钢、铸铁、高速钢等。
铁基合金具有较高的强度和耐热性，在建筑、机械制造、能源等领域中用途广泛。
金属材料的性能测试为了确保金属材料的质量和性能，需要进行各种性能测试。
常见的金属材料性能测试包括：强度测试强度测试是衡量金属材料抗拉、抗压、抗弯等力学性能的方法。
常用的强度测试方法包括拉伸试验、压缩试验和弯曲试验。
硬度测试硬度测试是衡量金属材料硬度的方法。
金属材料学 全套课件360
奥氏体形成元素：Hα>Hγ，△H<0， Cα<Cγ，γ相区扩大。
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二、合金元素在铁基固溶体中的溶解度 1、间隙固溶体： γ－Fe中间隙尺寸大，故溶解度较大。 α－Fe中间隙尺寸小，故溶解度较小。
2、置换固溶体： 铁素体形成元素在α－Fe中溶解度大；在γ－ Fe中小。 奥氏体形成元素在γ－Fe中溶解度大；在α－ Fe中小。
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非合金钢 低合金钢 合金钢 Mn <1% 1~1.4% ≥1.4% Mo <0.05% 0.05~0.1% ≥0.10%
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我国低合金钢从50年代开始研制，生产。 目前标准牌号约100个，以Mn为主，重点牌 号为16Mn，有些加入微量元素Mo，V，Nb， Cu，N，Re等。如按照国际标准划类，16Mn 等这类钢只能划为“非合金钢”，与我国历史、 现状和发展前途不适应。
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(2) 低于临界温度时不发生显著内吸附 不同原子都有一个发生显著内吸附的临界
温度： H：0℃以下； C，N：室温附近。 P：350℃； Nb，Mo：500℃。
3.原始浓度（C0） C0越低，产生显著晶界偏聚的时间也越长。
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4. 多种溶质原子之间的相互作用 (1)畸变能差大的元素优先发生偏聚。（如铈的晶
主要包括：铸造性；锻造性；深冲性；冷弯 性；切削性；淬透性；焊接性等。
4
使用性能是保证能不能使用，而工艺性能是 保证能不能生产和制造的问题。 如建造九江长江大桥15MnVN钢的焊接性。
两者既有联系又有不同，有时是一致的，有时 互相矛盾。
如含铜时效钢06MnNiCuNb。
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四.钢铁材料的分类 非合金钢; 低合金钢; 合 金 钢 高温合金; 铸 钢; 铸 铁
【免费下载】北京科技大学研究生考试金属学试题及答案
【免费下载】北京科技大学研究生考试金属学试题及答案2005年北京科技大学攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：金属学适用专业：材料学、材料科学与工程、材料加工工程说明：统考生做一至九题；单考生做一至六和十至十二题一、晶体结构(20分)1．什么是晶面族｛111｝晶面族包含哪些晶面?2．面心立方结构金属的［100]和正［111]晶向间的夹角是多少?｛100｝面间距是多少?3．面心立方结构和密排六方结构金属中的原子堆垛方式和致密度是否有差异?请加以说明。
二、合金相(15分)1．解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。
2．为什么固溶体的强度常比纯金属高?三、晶体缺陷(15分)1．晶体内若有较多的线缺陷(位错)或面缺陷(晶界、孪晶界等)，其强度会明显升高，这些现象称为什么?强度提高的原因是什么?2．上述的两类缺陷是怎样进入晶体的?举例说明如何提高这些缺陷的数目?四、相图热力学(10分)利用图10-1的自由能-成分曲线说明，公切线将成分范围分成三个区域，各区域内哪些相稳定?为什么?五、凝固(20分)1．相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功、临界晶核体积，哪个大?2．合金凝固时的液／固界面前沿通常比纯金属液／固界面前沿更容易出现过冷?为什么?3．典型的金属(如铁)和典型的非金属(如硅，石墨)在液相中单独生长时的形貌差异是什么?六、扩散(20分)1．菲克第二定律的解之一是误差函数解，C=A+Berf(x/2(Dt)1/2)，它可用于纯铁的渗碳过程。
若温度固定，不同时间碳的浓度分布则如图10-2。
已知渗碳1 小时后达到某一特定浓度的渗碳层厚度为0．5mm，问再继续渗碳8小时后，相同浓度的渗层厚度是多少?2．图10-3为测出的钍在不同温度及以不同方式扩散时扩散系数与温度的关系，从该实验数据图中能得出哪些信息?七、形变(20分)1．常温下金属塑性变形有哪些主要机制? 它们间的主要差异是什么?2．面心立方金属铜在三种不同条件下的真应力-应变曲线如图10-4。
北京科技大学814材料科学基础-讲义
814 材料科学基础
（强化课程内部讲义）
海文考研专业课教研中心
《 814 材料科学基础》
强化课程讲义
目录
第一部分 序言 .................................................................. 3 第二部分 初试科目各章节知识点深度剖析 ............................................. 5 第一本书《材料科学基础》 ..................................................... 5 第一章 原子的结构与键合 ...................................................... 5 1.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................. 5 1.2 本章重难点总结 ................................................................................................................. 6 1.3 本章典型题库 .................................................................................................................... 6 第二章 固体结构 ............................................................. 6 2.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................. 7 2.2 本章重难点总结 ................................................................................................................10 2.3 本章典型题库 ...................................................................................................................13 第三章 晶体缺陷 ................ 14 3.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................14 3.2 本章重难点总结 ................................................................................................................18 3.3 本章典型题库 ...................................................................................................................20 第四章 固体中原子及分子的运动 ................................................ 21 4.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................21 4.2 本章重难点总结 ................................................................................................................24 4.3 本章典型题库 ...................................................................................................................25 第五章 材料的形变和再结晶.................................................... 25 5.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................26 5.2 本章重难点总结 ................................................................................................................30 5.3 本章典型题库 ...................................................................................................................32 第六章 单组元相图及纯晶体的凝固 .............................................. 34 6.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................34 6.2 本章重难点总结 ................................................................................................................36 6.3 本章典型题库 ...................................................................................................................37 第七章 二元系相图和合金的凝固与制备原理 ....................................... 38 7.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................38 7.2 本章重难点总结 ................................................................................................................39 7.3 本章典型题库 ...................................................................................................................41 第八章 三元相图 ............................................................ 42 8.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................42 8.2 本章重难点总结 ................................................................................................................43 第九章 材料的亚稳态 ......................................................... 43 9.1 本章知识点串讲 ................................................................................................................44 9.2 本章重难点总结 ................................................................................................................44 9.3 本章典型题库 ...................................................................................................................46 第二本书《金属学》 .......................................................... 46 第一章 金属及合金中的固态转变 ................................................ 47
北京科技大学金属学讲义
名词解释沸腾钢：1只用一定量的弱脱氧剂锰铁对钢液脱氧，因此钢液含氧量较高。
2在沸腾钢的凝固过程中，钢液中碳和氧发生反应而产生大量气体，造成钢液沸腾，这种钢由此而得名。
3沸腾钢钢锭宏观组织的特点是，钢锭内部有大量的气泡，但是没有或很少有缩孔。
钢锭的外层比较纯净，这纯净的外层包住了一个富集着杂质的锭心。
4沸腾钢钢锭的偏析较严重，低温冲击韧性不好，钢板容易时效，钢的力学性能波动性较大。
镇静钢：1镇静钢在浇注之前不仅用弱脱氧剂锰铁而且还使用强脱氧剂硅铁和铝对钢液进行脱氧，因而钢液的含氧量很低。
2强脱氧剂硅和铝的加入，使得在凝固过程中，钢液中的氧优先与强脱氧元素铝和硅结合，从而抑制了碳氧之间的反应，所以镇静钢结晶时没有沸腾现象，由此而得名。
3在正常操作情况下，镇静钢中没有气泡，但有缩孔和疏松。
与沸腾钢相比，这种钢氧化物系夹杂含量较低，纯净度较高。
镇静钢的偏析不像沸腾钢那样严重，钢材性能也较均匀。
树枝状偏析：（枝晶偏析）1依据相图，钢在结晶时，先结晶的枝干比较纯净，碳浓度较低，而迟结晶的枝间部分碳浓度较高。
2研究指出，在钢锭心部等轴晶带中枝晶偏析的特点是，在枝干部分成分变化很小，这部分占有相当宽的范围，在枝晶或者两个相邻晶粒之间，富集着碳、合金元素和杂质元素，而且达到很高的浓度。
枝干结晶时，在相当宽的范围内造成碳和合金元素、杂质元素的贫化（选择结晶），这种贫化成了枝晶间浓度特高的前提。
3为减少枝晶偏析的程度，可对铸钢和钢锭进行扩散退火。
区域偏析：在整个钢锭范围内发生的偏析因为选择结晶，杂质元素和合金元素被富集在晶枝近旁的液相中。
在凝固速度不是很高的情况下，枝晶近旁液相中杂质元素能够借扩散和液体的流动而被转移到很远的地方。
随着凝固的进展，杂质元素在剩余的钢液中不断富集，各种元素在整个钢锭或铸件的范围内发生了重新分布，即产生了区域偏析。
带状偏析：在钢锭中，有时在某些局部地区，化学成分与周围有差异，形成所谓的带状偏析。
材科基考研讲义(北科大)1
《材料科学基础》考点与考题精讲系列第1讲原子结构与键合主讲人：王准网学天地网学天地（ ）版权所有材料科学与工程的任务研究材料成分、组织结构、制备及加工与材料性能（四要素）之间的关系。
材料组织与结构材料组织与结构材料性能材料性能材料制备与加工材料制备与加工网学天地（ ）版权所有本章主要内容：（1）原子结构；（2）原子间键合方式；（3）原子间键合对于材料性能的影响掌握基本概念和术语理解决定键合方式的主要因素能够用结合键的特征解释材料的性能。
例如：用金属键的特征解释金属材料的性能：（1）良好的导电、导热性；（自由电子）（2）良好的延展性。
（既无饱和性又无方向性）网学天地（ ）版权所有1.1 原子结构物质是由原子组成在材料科学中，最为关心原子的电子结构原子的电子结构—原子间键合本质决定材料分类：金属陶瓷高分子复合材料材料性能：物理化学力学这部分主要是一些基础知识，没有重要考点。
网学天地（ ）版权所有原子的结构⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎨⎪×⎪⎪⎩-27-27-31（proton）（neutron）质子：正电荷m＝1.6726×10kg 原子核（nucleus)：位于原子中心、带正电中子：电中性m＝1.6748×10kg 电子（electron）：核外高速旋转，带负电，按能量高低排列，如电子云（electron cloud）m＝9.109510kg，约为质子的1/1836网学天地（ ）版权所有描述原子中一个电子的空间和能量，可用四个量子数表示。
核外电子的排布规律网学天地（）版权所有原子的电离能、电子亲合能和电负性网学天地（）版权所有1.2 原子间的键合网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（ ）版权所有1e +26+Na(3s )Na (2s 2p )Na Cl −−⎫⎯⎯→⎪⇒⎯⎯⎯⎯→⎬静电引力Ionic bonding ）NaCl晶体网学天地（）版权所有由阴、阳离子按一定规则排列在晶格结点上形成的晶体为网学天地（）版权所有Covalent bonding）网学天地（）版权所有共价键中共有电子对不能自由运动，因此共价结合形成的材网学天地（）版权所有共价键的特征网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有Hydrogen bonding）网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有键合网学天地（）版权所有材料的结合键与性能网学天地（）版权所有一、结合键与物理性能的关系——网学天地（）版权所有三、结合键与物理性能的关系——网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有网学天地（）版权所有。
北京科技大学材料学院初试材科考研机构内部讲义
北京科技大学材料学院初试材科考研机构内部讲义第二部分强化课程主讲内容参考书目分析书中各个章节涉及到的考研知识点侧重点不同，下面我们就通过内容讲解知识点，通过典型例题理解知识点，最后通过课后作业练习真正掌握知识点。
金属学（材料科学基础）专业课这几年的题型变化不大，主要有简述题题型，难度略有减小，侧重于对基础知识点的掌握，特别是基本概念和形成过程的考察，在复习是，对于了解的知识点，复习的时候，要进一步加深理解，因为金属学的出题范围虽然不大，但是出题形式很灵活，必须达到对重要知识点的深刻理解，才能分析各种各样的问答方式；对于熟悉的知识点，复习的时候，要进一步发散知识点和思维。
金属学的知识点都是相通的，每个章节都不孤立，因此，要通过必要的发散学习，才能掌握更多的知识点，理解也会更加深刻；对于掌握的知识点，要学会在习题中运用，知识点一定不能是孤立的死板的知识，一定要学会灵活复述，知道在什么样的问题中使用这些知识点，这样，在答题的时候，就会轻松了。
以下是教材中重点知识点的分析：本书《材料科学基础》：30%第一章概论第一章作为概述性质的章节，在历年考试中基本不涉及考题，大家作为对材料的了解，读一下即可。
其中涉及到一些概念的部分，入晶粒、晶界、组织等，要着重理解一下，为后面的章节打下基础。
第二章金属和合金的固态结构本章节包括19个知识点，其中必须掌握的知识点是9个：1．金属和合金的典型结构模型。
理解面心立方（原子所占体积74%，配位数12）、体心立方（原子所占体积68%，配位数8）和密集六方（原子所占体积74%，配位数12）三种结构模型。
概念：晶面，金属化合物等；2．空间点阵，单胞。
这一部分概念比较多，也比较复杂，是难点，但是并不是考试的重点，理解晶向、单胞、点阵参数这些概念就可以了，对于七大晶系，了解一下即可，不是考研的重点；3．晶面和晶面指数。
这个知识点是考试的重点，一定要清楚什么是晶面指数，晶面族和晶带的概念。
北京科技大学《金属学》测验要点
(１）无序固溶体:随机分布
(2）有序固溶体:溶质原子按适当比例、并按一定顺序和一定方向,围绕着溶剂原子分布
影响固溶度的因素:
1.原子尺寸因素
２.负电性因素
3,电子尝试因素。
相同时,高价组元比低价是组元在高组元中的固溶度要大。一般先考虑尺寸因素，再考虑其它因素,另外还会有次要因素影响。。。
空间点阵与晶体点阵的区别与联系?
空间点阵是晶体中质点排列的几何抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性。由于各阵点的周围环境相同,它只能有14种类型（布拉菲点阵,晶体结构形式,晶形)。
晶体点阵:是指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况,它们能组成各种类型的排列,因此,实际存在的晶体结构是无，系统能量涨落来提供。
亚稳极限：液体中存在最小过冷度。当过冷度小于这个值时,凝固几乎不能进行或难于察觉,液体可以长期牌亚稳状态。
临界分切应力：使单晶体中的滑移系启动的分切应力值。在滑移面的滑移方向上,只有当分切应力的值达到或超过某一特定的大小以后，沿这一滑移系才能开始滑移,这个特定的值就是临界分切应力。
冷加工:冷加工过程中只有加硬化，也就是曲线中的OA,到了AB段，材料发生塑性变形。到了BC段,动态恢复与加工硬化几乎抵消，所以BC呈一条趋于水平的线的曲线。
热加工：热加工过程中，在ＯA曲线上,形迹硬化大于再结晶软化。当形迹达到曲线峰值时也就Ａ点处，形变硬化与再结晶软化几乎相等。之后，形变硬化小于再结晶软化，故曲线开始下降。到了B点后,动态恢复与形变硬化几乎抵消，所以曲线呈一条趋于水平的线的曲线。
加宽等轴晶：液体的过热度应该小，大的凝固范围，减小温度梯度，加强液体运动，合金熔点低。
菲克第一定律:在扩散过程中,物质的扩散流量，即单位时间内通过单位横截面积所输送的物质的量与其横跨这一截面的浓度梯度成正比。扩散方向与浓度梯度的方向相反，扩散向浓度减小的方向进行。扩散系数Ｄ浓度梯度扩散流量
北科大材科基资料第一章
第一章原子结构与键合本章在近十年的考试中几乎没涉及。
在第一遍和最后一遍复习时认真看一下就行了。
1.1 原子结构1.2 原子间的键合金属键：由金属中的自由电子与金属正离子相互作用而构成的键合。
离子键：当一正电性元素和一负电性元素相接触时，由于电子一失一得，使它们各自变成正离子和负离子，二者靠静电作用相互结合，这种结合方式叫离子键。
共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键，其特点是：相邻原子各出一个电子，作为二者共有，两个正离子即靠运动于其间的这对共用电子的作用而结合起来。
金属键和离子键无饱和性和方向性；共价键有方向性和饱和性。
1.3 高分子链第二章固体结构本章主要掌握空间点阵与晶体结构的定义、关系；三种经典的晶体结构；常见的（课本上的）几种物质结构；固溶体与合金相的定义。
５到９节和第一章的要求一样。
２.１晶体学基础１.空间点阵：将晶体看成完整无缺的理想晶体，并将其中的每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点，这些阵点在空间呈周期性规则排列，并具有相同的物理和几何环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵。
２.晶向：连接原子中心的直线所代表的方向。
３.晶面：晶体中由原子或者分子构成的平面。
４.空间格子：用许多平行的直线将所有阵点连接起来，构成一个三维空间格架，称为空间格子。
５.晶胞（单胞，基胞）：在空间点阵中选取一个具有代表性的基本单元（最小六面体）作为点阵的组成单元，称为单胞。
６.简单单胞：一个单胞平均只有一个阵点，这种单胞叫做简单单胞。
７.点阵参数：为了描述晶胞的形状和大小，常采用平行六面体的三条棱边的边长ａ，ｂ，ｃ及楞间夹角α，β，γ六个参数来表达，这六个表征点阵特征的参量，叫点阵参数。
８.晶面族：晶体中原子或分子排列相同的晶面的组合称为晶面族。
在立方晶系中具有相同指数的晶向和晶面相互垂直。
９.晶带：所有平行或相交于某一晶向直线的晶面构成一个晶带。
《金属材料学》PPT课件
脱溶过程（以及其他固态相变）中，相变的阻力除了界 面能外，还包括弹性应变能。界面能和应变能的大小，不 但影响新相的形核方式，而且影响新相的形状。
本篇主要介绍目前工程中广泛应用的铝、镁、钛、铜 及其合金和相关材料，了解这些材料的典型性能特点，合 金化及热处理以及材料一般用途等。
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第八章 铝 合 金
第一节 铝合金中的合金元素 第二节 变形铝合金 第三节 铸造铝合金
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6
第一节 铝合金中的合金元素
概述
1、产量占有色金属首位；成本低廉（地壳含量8.2%）； 2、密度低（ 2.63～2.85g/cm3 ），比强度高； 3、导电，导热性好（纯铝的导电性仅次于Ag、Cu、Au
3）淬火后合金性能的变化 对铝合金及大多数有色金属合金而言：经过淬火，不
同合金的性能变化也大不相同。可能有四种情况：①σ↑， δ或ψ↓；②σ↓，δ或ψ↑；③σ↑，δ或ψ↑；④σ，δ或ψ基本无 变化。
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21
通常，变形铝合金在保持高塑性的情况下强度提高， 其塑性可能与退火状态相差无几。铸造铝合金淬火后强度 和塑性通常都有所提高。
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铝合金的为改善铝的机械性能，研究发现向铝中加入适量的某 些合金元素，并进行冷变形加工或热处理，可大大提高其 机械性能，其强度甚至可以达到钢的强度指标。
目前铝中主要可能加入的合金元素有Cu、Mg、Si、 Mn、Zn和Li等，它们可单独加入，也可配合加入。由此 得到多种不同工程应用的铝合金。除上述主加元素外，许
北京科技大学考研题金属学资料
07年北科材加复试试题！！！一，简答题主应力简单加载瞬时屈服应力主切平面应力状态派平面2 如何描述一点任意坐标下的应变状态？3 细化晶粒对金属材料的力学性能有何影响？有哪些途径可以细化晶粒？4 解释什么是屈服效应现象？这种效应在变形金属表层上会产生什么缺陷？原因是什么？如何消除？5 塑性变形时的应力-应变关系有何特点？6 金属塑性变形时常用塑性指标有哪些？改善金属材料的工艺塑性有哪些可用的措施？7 应力偏张量，应力球张量的物理意义？8 低温下体心立方金属为什么有强烈的屈服效应现象？表现为脆性？9 请分析高碳钢在热变形时，网状碳化物形成的原因，网状组织对材料性能有什么影响？如何控制其形成。
006-2007北科大材料学复试题目（金属材料与热处理）2007：一名词解释：1，CCT曲线2，贝氏体3，红硬性4，二次渗碳体5，偏析二解释碳钢回火脆性的定义、原因及消除或改善的方法。
三介绍几种常见的退火工艺，目的及应用等。
四综述合金元素（包括C)在各种钢的作用，结合钢种详细说明要具体到某一型号的钢，如工具钢１６Mn中C和Mn的作用，列出具体热处理工艺，至少涉及四个钢种如：工具钢，结构钢，耐热钢，耐蚀钢。
五画出铁碳相图，并按C含量分类，并说出对应合金钢的热处理方式，如工具钢１６的正火处理。
006：06年材料学复试热处理题目：一：简述（20分）1：沸腾钢，镇静钢2：钢中夹杂物 3：莱氏体和变态莱氏体4：马氏体组织形态二：讨论45，45Cr,T8钢的热处理工艺，如淬火温度，淬火介质和回火温度等（20分）三：讨论淬火钢回火时的组织转变过程（20分）四：高速钢（某某，具体记不起来了）和合金钢（某某，具体记不起来了）中各合金元素的作用（20分）五：讨论片状珠光体组织在760度时组织转变过程（20分）六：退火态45钢在900，~~~500（之间有好几个温度）等温足够时间后在水中快速冷却，画出：硬度（Y）----温度（X）曲线，并说明其组织形态和温度范围；同样对于T8钢在900，~~~500（之间有好几个温度）等温足够时间后在水中快速冷却，画出：硬度（Y）----温度（X）曲线，并简要说明一下。
《金属学原理》课件
金属材料的基本概念
我们将探索金属材料的特性，如导电性，导热性和机械性能。了解这些基本 概念将有助于我们更好地理解金属的应用和特点。
金属晶体结构
了解金属材料的晶体结构对于理解它们的性质和行为至关重要。我们将深入研究晶体结构的不同类型和 其对金属性能的影响。
金属缺陷与塑性变形
探索金属材料中的缺陷和塑性变形的原理。我们将研究点缺陷、线缺陷和面 缺陷，以及塑性变形对金属材料的影响。
金属相变
了解金属在不同条件下的相变规律，包括固溶体相变和共晶相变。相变对金属材料的性质和应用有着重 要的影响。
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金属的力学性能
探索金属材料的力学性能，包括强度、延展性和硬度等。了解这些性能是设 计和制造高性能金属组件的关键。
金属腐蚀与防护
研究金属腐蚀的原因和机制，以及如何通过防护措施来延长金属材料的寿命。了解如何保护金属免受腐 蚀的侵害。
《金属学原理》PPT课件
欢迎来到《金属学原理》PPT课件！本课程将介绍金属材料的基本概念，金 属晶体结构，金属缺陷与塑性变形，金属相变，金属的力学性能，以及金属 腐蚀与防护。让我们一起探索金属学的奥秘！
课程介绍
本节将介绍《金属学原理》课程的目标和大纲，以及为什么了解金属学对于 工程师和科学家来说是如此重要。
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一：大纲分析：北京科技大学2009年攻读硕士学位《金属学》复习大纲（适用专业：材料加工工程、材料学、材料科学与工程、材料物理与化学）一、金属与合金的晶体结构1.原子间的键合1)金属键, 2)离子键, 3)共价键2．晶体学基础1）空间点阵， 2）晶系及布喇菲点阵， 3）晶向指数与晶面指数3．金属的晶体结构1）典型的金属晶体结构，2）原子的堆垛方式，3）晶体结构中的间隙，4）晶体缺陷4．合金相结构1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素4）中间相5．晶体缺陷1）点缺陷, 2)晶体缺陷的基本类型和特征, 3)面缺陷二、金属与合金的凝固1．金属凝固的热力学条件2．形核1）均匀形核，2）非均匀形核3．晶体生长1）液-固界面的微观结构，2）金属与合金凝固时的生长形态，3）成分过冷4．凝固宏观组织与缺陷三、金属与合金中的扩散1．扩散机制2．扩散第一定律3．扩散第二定律4．影响扩散的主要因素四、二元相图1．合金的相平衡条件2．相律3．相图的热力学基础4．二元相图的类型与分析五、金属与合金的塑性变形1．单晶体的塑性变形1）滑移，2）临界分切应力,3）孪生，4）纽折2．多晶体的塑性变形1）多晶体塑性变形的特点，2）晶界的影响，3.塑性变形对组织与性能的影响1）屈服现象,2)应力-应变曲线及加工硬化现象,3)形变织构等六、回复和再结晶1．回复和再结晶的基本概念2．冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化3．再结晶动力学4．影响再结晶的主要因素5．晶粒正常长大和二次再结晶七、铁碳相图与铁碳合金1．铁碳相图2．铁碳合金3．铁碳合金在缓慢冷却时组织转变八、固态相变1．固态相变的基本特点2．固态相变的分类3．扩散型相变1）合金脱溶，2）共析转变，3）调幅分解4．非扩散型相变参考书：1.金属学（修订版）, 宋维锡主编, 冶金工业出版社，1998；2.材料科学基础, 余永宁主编, 高等教育出出版社，2006；3.材料科学基础（第二版）, 胡赓祥等主编, 高等教育出出版社，2006；4.任何高等学校材料科学与工程专业《金属学》或《材料科学基础》教学参考书。
复习方法的话大家还是根据自己的习惯有所不同。
重要的是坚持。
我个人有一些看法希望与大家分享。
刚开始看，很难把握重点，看的太细，会浪费时间。
而且，第一遍看完之后，往往都是只有一个大概的轮廓，细节部分是很难记住的。
所以第一边看要抓大放小，把握大致脉络。
短时间内对专业课内容有一个全局的把握，以利于第二遍的深入阅读。
这就算达到了目标。
再看的时候，每看完一节或一章，对主要内容进行概括。
尤其是把重要的知识点用简练的语言概括出来，列成条目以利于以后把握重点，节约时间。
一定要相信，手过一遍，胜过口过十遍。
做笔记能加深我们对知识的理解和记忆。
再以后做题时每遇到问题回来看自己总结的笔记，并且把做题时重要的类型题的解法归纳到笔记中。
坚持下去。
做到点——线——面的复习，这样下来专业课不拿高分都难了。
二：知识梳理第一章：金属与合金的晶体结构① 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键考点：金属键（2001年，2004年，2007年）简述什么是金属键？5分剖析：金属中自由电子和原子核之间靠静电作用产生的键合力。
②晶体学基础 10分1)空间点阵（2008年）在空间中由几何阵点周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，在三维空间规则排列的阵列成为空间点阵，简称点阵。
5分2)晶系及布喇菲点阵（2007年，2004年）考点：7中晶系的点阵参数，14种布喇菲点阵，晶体结构与布喇菲点阵的区别。
剖析：布喇菲点阵中每个阵点周围环境相同，法国数学家布喇菲经过推倒只可能有14种，也可表诉为除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置构成的点阵。
难点：空间点阵与晶体结构的区别⑶晶向指数与晶面指数（2008，2007，2006，2005，2004，2003，2002）画出fcc中（110）晶面原子的排列情况，在体心立方中画出一个最密排方向并表明晶向指数，再画出过该方向的两个不同的低指数晶面，写出对应的晶面指数，这两个面与其平行的密排方向构成什么关系？20分③金属的晶体结构（年年考）20分1）典型的金属晶体结构 fcc，bcc，hcp，年年考重中之重，考察晶胞中的原子数，点阵常数与原子半径，配位数和致密度，要烂熟于胸。
2）原子的堆垛方式体心立方：ABABABA或ACACACAC,面心立方：ABCABCABC或ACBACBACB3）晶体结构中的间隙:四面体间隙和八面体间隙画图（2008）20分④合金相结构 20分1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素（2007，2006，，2005，2004，2003，2001，2000）所谓固溶体是指溶质原子以原子态溶入金属溶剂的点阵晶格中所组成的单一均匀固体，其特点是保持溶剂的点阵结构类型。
置换固VS间隙固溶体？影响固溶度的因素有：ⅰ：原子尺寸因素。
当溶剂、溶质原子直径尺寸相对差小于±15℅有利于形成大的代为固溶体，当两组元的直径相对差大于41℅时，有利于形成高的间隙固溶体。
ⅱ：负电性因素。
溶剂、溶质的负电性差越小溶解度越大，一般小于0.4～0.5会有较大的溶解度。
ⅲ：电子浓度因素。
有两方面的含义：一是原子价效应，即同一溶剂金属中，溶质的原子价越高，溶解度越小：而是相对价效应即高价溶质融入低价溶剂是的高于相反的情况。
4）中间相(2006,2004,)合金中组元之间形成的、与纯组元结构均不同的新相，处在相图的中间区域。
⑤晶体缺陷 20分1）点缺陷：点缺陷的几种基本类型，空位，间隙，杂质，溶质原子等3)晶体缺陷的基本类型和特征：点缺陷，线缺陷即位错，面缺陷即晶界相界（2007，2006，2005）07：点缺陷和线缺陷为何会发生交互作用？这种交互作用如何影响力学性能？举例说明或画图说明什么是小角度晶界的为错模型？描述大角度晶界有何模型？其含义是什么？解析答案：1：点缺陷产生畸变，是局部能量升高，附近有弹性应变场，为错也是如此，但为错周围应力场状态不同，有的为压应力，有的为拉应力;点缺陷会聚集到为错上是应变能降低，使系统能量降低，吸附溶质的为错是一种稳定的组态，此时为错被钉扎而难以运动，使强度提高，会产生上下屈服点效应。
2：小角度晶界可看成是由大量的、两侧原子完全对应的好区和一组平行或相互垂直的位错组成，取向差完全是靠为错产生的；晶界能是位错能量的加和。
大角度晶界模型有非晶模型、小岛模型、重合位置点阵模型，后者的含义是特殊的打角度晶界内一部分原子同属界面两侧点阵，重合点本身构成一超点阵，晶界过其密排面是能量最低。
第二章：金属与合金的凝固1．金属凝固的热力学条件：△G＜0,对任何一个反应，只有放出能量反应才能发生，金属的凝固和相变同样如此。
2．形核1）均匀形核，2）非均匀形核均匀形核：指不依靠外来表面，而在晶体内部自发形核，过冷度要求比较大。
非均匀形核：依靠外来表面或孕育剂形核，过冷度要求较小。
3.晶体生长1）液固界面的微观结构， 2）成分过冷如图液固界面的微观结构2）成分过冷指凝固时，液固界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。
4．凝固宏观组织与缺陷金属铸锭的组织1－表层细晶区 2－柱状晶区 3－中心等轴晶区各个晶区是如何形成的，都有什么特点？第三章：金属与合金中的扩散1．扩散机制：交换机制、间隙机制、空位机制、晶界扩散及表面机制，其中空位机制是置换固溶体中最重要机制。
2．菲克第一定律：J=-Dd ，它表示了物质从高的质量浓度区向低的质量浓度区方向迁移。
菲克第一定律描述了一种稳态扩散，即浓度质量不随时间而改变。
3．菲克第二定律，是一种非稳态扩散，某点的质量浓度随时间的改变而改变。
4．影响扩散的主要因素1：温度：是影响扩散最主要的因素，温度越高，扩散系数D 越大。
2：固溶体类型：置换固溶体激活能大，扩散的慢；间隙固溶体扩散激活能小，扩散的快。
3：晶体结构：低对称性的晶体结构中，存在扩散的各向异性，如六方结构晶体，平行与垂直基面（0001）的扩散系数不同4：晶体缺陷：界面表面及位错是扩散的快速通道。
5：熔点。
同一合金系中，同一温度下熔点高的合金中扩散慢，熔点低的扩散快。
第四章：二元相图1．合金的相平衡条件及相律：处于平衡状态下的多相（p 个相）体系，每个组元（共有c 个组元）在各相中的化学势都必须相等。
从相平衡条件可知，处于平衡状态的多元系中可能存在的相数有一定的限制。
这种限制可用吉布斯相律表示为：f=c-p+2f 为体系的自由度数，c 为体系的组元数，p 为相数。
对于不含气相的体系，压力一般可认为是常数，因此相律又可写成：f=c-p+1相律给出了平衡状态下体系中存在的相数和组元数及温度、压力之间的关系，对分析和研究相图有重要的指导作用。
2．相图的热力学基础①了解固溶体的成份自由能曲线，如图 Ω<0时：曲线为U 形，只有一个最小值 Ω=0时：曲线也为U 形，只有一个最小值Ω>0时：曲线为∩形，有两个最小值，即固溶体有一定的溶混间隙 ②多相平衡的公切线原理在二元系中，当两相（例如固相α和β）平衡时，热力学条件为 βαβαμμμμB B A A ==,，即两组元分别在两相中的化学势相等。
因此，两相平衡时的成分由两相成分－自由能曲线的公切线确定。
如图③杠杆法则：α和β两相共存时，可用杠杆法则计算两相的相对量， 应用杠杆法则时要找准三个点，即两个相点和一个成分点。
3．二元相图的类型与分析①匀晶相图：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变，对应的 固液转变图称为匀晶相图。
②共晶相图：两组元在液态是无限固溶，液相线从两端纯组元向中间凹下，两液相线交点对应的温度称为共晶温度，在该温度下液相通过共晶凝固同时结晶出两个固相，这两相的混合物称为共晶组织或共晶体。
这种股也转变图称为共晶相图。
共晶相图／共晶合金的平衡凝固及其组织是考试重点。
第五章 金属与合金的塑性变形1．单晶体的塑性变形①滑移：当应力超过晶体的弹性极限时，晶体中就会产生层片之间的相对滑移， 大量的滑移线组成滑移带。
②临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力，它是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无关。
θφτCOS COS AF=③孪生：晶体受力以后，以产生孪晶的方式进行的均匀切变过程叫孪生，切变区与未切变区呈晶面对称的取向。
④纽折：当晶体不能进行滑移变形，若此时孪生过程也因阻力太大无法进行时，随着外力继续增大，超过某一临界值时晶体会产生适应性的局部弯曲，这种变形方式称为扭折，变形区域称为扭折带。
滑移是单晶体变形的主要方式，孪生和扭折是滑移不能进行时的协调性变形。
2．多晶体的塑性变形 1）多晶体塑性变形的特点：①多晶体中，每个晶粒与周围晶粒取向不同，处于有利位相的先滑移，故滑移开始的早晚不同，滑移系的数目也不相同。