硕士研究生入学考试大纲-江苏大学研究生院

硕士研究生入学考试大纲

金属学考试大纲

I 考查目标

研究生入学考试《金属学》是为江苏大学材料科学与工程学院招收相关硕士生所设置的具有选拔性质的考试科目。其目的是科学、公平、有效地测试考生是否具备攻读相关硕士生学位所必须的基本素质、一般能力和培养潜能，以利用选拔具有发展潜力的优秀人才入学。

具体来说。要求考生：

1熟练掌握晶体学基础知识、典型金属的晶体结构及其相关内容。

2掌握合金相的一般规律及其结构特点，固溶体的分类及其影响因素，各种中间相的结构和性能特点。

3熟练掌握纯金属的凝固理论，二元系合金凝固中组织的分析、二元合金的分析方法及应用，能用杠杆定律计算组织组成及相组成的相对量。

4练掌握合金凝固特点以及成分过冷对组织形态的影响以及铸锭的组织与缺陷，了解固溶体合金及共晶合金的凝固理论。

5熟练掌握扩散问题的热力学分析、扩散激活能、影响扩散的因素、反应扩散。

6掌握三元相图成分表示及其性质，三元匀晶相图、三元共晶相图及其凝固，能用杠杆定律和重心法则计算组织组成及相组成的相对量。

7 熟练掌握晶体缺陷的分类、概念、特点及性质，位错的弹性性质、位错的运动、实际晶体中的位错、各种金属强化的位错机制。

8熟练掌握单晶体、多晶体的塑性变形特点、变形后的组织性能、合金的塑性变形。

9熟练掌握变形金属在加热过程中产生回复与再结晶的现象、影响再结晶的因素、再结晶后晶粒的长大、动态回复与动态再结晶、金属材料的热压力加工。

II 考试形式和试卷结构

一、试卷满分及考试时间

试卷满分为150分，考试时间180分钟。

二、答题方式

答题方式为闭卷、笔试。允许使用计算器。

三、试卷内容与题型结构

1 名词解释（24分）

2 计算与分析题（45～60）

3 简答题（35～45）

4 论述题（30～40）

III 考查内容

1 晶体材料的结合键

2 空间点阵和晶胞

3 典型金属的晶体结构

4 晶面指数和晶向指数及其标注

5 同素异构和多型性转变

6 单晶体、多晶体和非晶体

7 合金相与固溶体及其特点与影响因素

8 晶体缺陷及其分类

9 点缺陷、位错及面缺陷

10 位错理论的应用

11 扩散的基本描述

12 扩散定律

13 扩散方程的解及其应用

14 扩散的微观机制

15 扩散的热力学及影响扩散的因素

16 反应扩散

17 相图的基本知识

18 二元系相图

19 三元系相图

20 相图的热力学基础

21 纯金属的结晶

22 固溶体的结晶

23 共晶合金的凝固

24 凝固组织及其控制

25 金属及合金的变形

26 滑移系

27 滑移过程中晶体的转动

28 单晶体滑移后的表面形貌

29 加工硬化现象

30 孪生的微观和宏观特征

31 滑移与孪生的比较

32 多晶体塑性变形的一般特点

33 冷变形金属在加热时的组织与性能的变化

34 回复、再结晶与晶粒长大

35 金属的热加工

IV. 题型示例及参考答案

一、名词解释（每题3分，共24分）

1 滑移系

2 临界过冷度

3 再结晶织构

4 平衡分配系数

5 柯肯达尔效应

6 连接线

7 不全位错

8 柏氏矢量

二、Al—Cu相图的局部如图2-1所示。

1 分析5.6%Cu合金和5.7%Cu合金在平衡凝固和快速冷却不平衡结晶时室温组织特点。

（ 6分）

2 图中的α相为何种晶体结构？（ 3分）

3计算亚共晶合金在温度为T E （共晶反应前）时的平衡分配系数（ 5分）

4 画出T=560℃温度时各相的自由能—成分曲线示意图。（ 5分）

图2-1 第二题图

三、图3-1为一连铸坯低倍组织照片，说明各晶区的名称及成因；若想得到更多的等轴晶粒，

可采用哪些方法或措施？（15分）

图3-1 第三题图

四、扩散的微观机制有哪些？一般情况下哪种机制扩散速度快，为什么？一个经凝固而有微

观非平衡偏析的合金，生产中常采用什么方法使合金均匀化？描述该过程应用哪种扩散第二定律的解？（15分）

五、根据Fe- Fe 3C 相图，计算含0.4%C 的亚共析钢在室温平衡组织中铁素体与渗碳体的相

对重量，以及先共析铁素体和珠光体的相对重量，画出室温下的组织图（标明组织）。（17分）

六、试分析冷塑性变形对合金组织结构、力学性能、物理化学性能、体系能量的影响。（20分）

七、阐述堆垛层错与不全位错的关系，指出FCC 结构中常产生的不全位错的名称、

柏氏矢量

和它们各自的特点。（20分）

八、对图8-1所示Fe-Cr-C三元相图的变温截面，写出图中合金Fe-13%Cr-0.2%C的平衡结

晶过程，比较其室温组织与Fe-0.2%C合金室温组织的区别。（10分）

图8-1 第八题图

九、简述再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷、热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么？（10分）

参考答案

一、名词解释

1滑移系：把一个滑移面和此面上的一个滑移方向组合称为滑移系。

2临界过冷度：形成临界晶核所需要的过冷度。

3 再结晶织构：具有变形织构的材料经退火后，在大多数情况下仍然会具有织构，这种织构

称为再结晶织构。

4平衡分配系数：某一温度下固相与液相两平衡成分的比值。

5柯肯达尔效应：扩散偶中由于扩散系数不同而引起对接面移动的现象。

6连接线：两个平衡相的成分存在着对应关系，连接对应成分点的直线。

7 不全位错：柏矢矢量小于点阵矢量的位错称。

8 柏矢矢量：用来描述位错引起晶格畸变的物理量

二、答（要点）