2021鄭州大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)專業(yè)研究生考試大綱 正文
附件 6：
鄭州大學(xué) 2021 年碩士生入學(xué)考試初試自命題科目考試大綱
學(xué)院名稱 科目代碼 科目名稱 考試單元 說(shuō)明
物理學(xué)院 907 材料科學(xué)基礎(chǔ)
（三）
計(jì)算器
說(shuō)明欄：各單位自命題考試科目如需帶計(jì)算器、繪圖工具等特殊要求的，請(qǐng)?jiān)谡f(shuō)
明欄里加備注。 鄭州大學(xué)碩士研究生入學(xué)考試
《材料科學(xué)基礎(chǔ)（三）》考試大綱
一、考試基本要求及適用范圍概述
本《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考試大綱適用于鄭州大學(xué)“0702物理學(xué)凝聚態(tài)物理方向” 和“080501材料科學(xué)與工程材料物理與化學(xué)方向”的碩士研究生入學(xué)考試。材料科
學(xué)基礎(chǔ)是材料科學(xué)與工程專業(yè)一級(jí)學(xué)科的基礎(chǔ)課程，主要內(nèi)容：材料基礎(chǔ)理論知
識(shí)，諸如材料的原子結(jié)構(gòu)和結(jié)合鍵、材料的固體結(jié)構(gòu)、材料的相結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、
材料中的擴(kuò)散、相圖與材料的凝固，材料的變形與再結(jié)晶、材料的亞穩(wěn)態(tài)。要求
考生系統(tǒng)完整地理解和掌握原子結(jié)構(gòu)與原子間的鍵合；晶體學(xué)基礎(chǔ)、純金屬的晶
體結(jié)構(gòu)及特征，材料的相結(jié)構(gòu)；晶體結(jié)構(gòu)缺陷（包括點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷）；
擴(kuò)散現(xiàn)象及本質(zhì)，擴(kuò)散定律、擴(kuò)散定律的解及應(yīng)用、擴(kuò)散的微觀機(jī)制、擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)
力、反應(yīng)擴(kuò)散、擴(kuò)散系數(shù)及影響擴(kuò)散的因素；材料的滑移與孿晶變形、純金屬及
合金的變形強(qiáng)化、冷變形金屬的回復(fù)與再結(jié)晶，金屬的熱變形、動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶，
材料的強(qiáng)化理論；相律、純金屬的結(jié)晶理論，晶核的形成、晶體的成長(zhǎng)；二元相
圖的幾何規(guī)律及分析，勻晶相圖、共晶相圖、包晶二元相圖及其分析，典型二元
相圖分析；固溶體的凝固理論、共晶合金的凝固理論等。了解材料科學(xué)的最新進(jìn)
展，能綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題。 二、考試形式
碩士研究生入學(xué)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》（三）考試為閉卷，筆試，考試時(shí)間為 180
命題學(xué)院（蓋章）：物理學(xué)院 考試科目代碼及名稱：907，材料科學(xué)基礎(chǔ)（三）
分鐘，本試卷滿分為 150 分。
試卷結(jié)構(gòu)（題型）：名詞解釋、單項(xiàng)選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題、問(wèn)答題及
綜合應(yīng)用題
三、考試內(nèi)容
1. 材料中原子的排列
考試內(nèi)容
1）原子的鍵合特點(diǎn)（金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、范德華力、氫鍵）。比較金
屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的差別。
2）原子間的結(jié)合鍵對(duì)材料性能的影響，利用結(jié)合鍵，解釋材料的一些性能
特點(diǎn)。
3）晶體與非晶體的區(qū)別。
4）空間點(diǎn)陣和晶胞的基本概念，選取晶胞的原則，七大晶系和14種布拉菲
點(diǎn)陣各自的特點(diǎn)，點(diǎn)陣參數(shù)。
5）晶向指數(shù)和晶面指數(shù)的標(biāo)定，晶向和晶面的特殊關(guān)系；晶帶定理、晶面
間距d（hkl）及其求法。
6）典型晶體結(jié)構(gòu)及其晶體學(xué)特點(diǎn)（包括晶胞形狀、晶胞內(nèi)原子數(shù)、晶格常
數(shù)與原子半徑、配位數(shù)、致密度、各類間隙尺寸與個(gè)數(shù)，面密度和線密度，
最密排面和最密排方向，滑移系數(shù)目、堆垛方式等），利用典型晶體結(jié)構(gòu)特
征進(jìn)行的相關(guān)計(jì)算。
7）合金相結(jié)構(gòu)：
（1）固溶體和中間相的結(jié)構(gòu)、鍵型和性能差異。
（2）影響合金相性質(zhì)的三個(gè)因素；
（3）固溶體的分類、特點(diǎn)和性質(zhì)，影響固溶體固溶度的因素；
（4）中間相的類型、特點(diǎn)和性質(zhì)；
考試要求
1）掌握基本概念：陣點(diǎn)、空間點(diǎn)陣、晶格、晶胞、晶面、晶面指數(shù)、晶面
族，晶向、晶向指數(shù)、晶向族、晶帶、晶帶定理、晶面間距、配位數(shù)、致密
度、八面體間隙、四面體間隙、同素異構(gòu)體、多晶型性轉(zhuǎn)變、合金、組元、
相、組織、顯微組織、宏觀組織、固溶體、中間相、間隙固溶體、置換固溶
體、有序固溶體、無(wú)序固溶體、有限固溶體、無(wú)限固溶體、一次固溶體、二
次固溶體、正常價(jià)化合物、電子化合物、間隙相、間隙化合物、電子濃度、
電負(fù)性、準(zhǔn)晶、非晶。
2）掌握以下概念的區(qū)別：晶體與非晶體，空間點(diǎn)陣和晶體結(jié)構(gòu)，各向同性
與各向異性，相和組織，固溶體和中間相，間隙固溶體和置換固溶體，有序
固溶體和無(wú)序固溶體，有限固溶體和無(wú)限固溶體，一次固溶體和二次固溶體，
間隙相和間隙化合物，電子化合物和正常價(jià)化合物
3）區(qū)分各類結(jié)合鍵及其特點(diǎn)。
4）標(biāo)注和會(huì)求晶體的晶向指數(shù)和晶面指數(shù)，晶面間距，致密度、面密度、
線密度的計(jì)算。
5）掌握三種典型晶體結(jié)構(gòu)的特征及利用晶體結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行的計(jì)算。
6）了解固溶體和中間相的類型、特點(diǎn)和性能；影響固溶度的因素。
2. 晶體缺陷
考試內(nèi)容
1）晶體中各類缺陷的定義和特征。
2）點(diǎn)缺陷的類型及特征、形成過(guò)程及運(yùn)動(dòng)、點(diǎn)缺陷平衡濃度及表達(dá)式。
3）位錯(cuò)類型及特征，混合位錯(cuò)和位錯(cuò)環(huán)；柏氏矢量的確定、特性及表示法。
4）位錯(cuò)的滑移和攀移，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)位錯(cuò)線、柏氏矢量、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)與作用在
位錯(cuò)上的力之間的關(guān)系。位錯(cuò)的交割（割階和扭折）及割階硬化。
5）位錯(cuò)的應(yīng)變能、位錯(cuò)的線張力，作用在位錯(cuò)上的力。
6）位錯(cuò)密度及位錯(cuò)的生成，位錯(cuò)的增殖機(jī)制（F-R源、雙交滑移等）。
7）實(shí)際晶體中的伯氏矢量、堆垛層錯(cuò)，常見的兩種不全位錯(cuò)及其特點(diǎn)。
8）位錯(cuò)反應(yīng)的條件，面心立方晶體中的位錯(cuò)。
9）晶界的分類及描述晶界位置的方法；小角度晶界的類型和特征，小角度
晶界上的位錯(cuò)距離的計(jì)算公式；大角度晶界及其特點(diǎn)。晶界的特性及其對(duì)材
料性能的影響。
10）孿晶界的類型及特點(diǎn)。
11）相界分類及特點(diǎn)。
考試要求
1）掌握基本概念：點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷、Schottky空位、Frankel空位、
間隙原子、置換原子、位錯(cuò)、位錯(cuò)線、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、混合型位錯(cuò)、
柏氏矢量、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、滑移、交滑移、雙交滑移、多滑移、攀移、交割、割
階、扭折、位錯(cuò)塞積、位錯(cuò)源、割階硬化、位錯(cuò)密度、位錯(cuò)生成、位錯(cuò)增殖、
位錯(cuò)分解與合成、位錯(cuò)反應(yīng)、全位錯(cuò)、肖克萊不全位錯(cuò)、弗倫克不全位錯(cuò)、
單位位錯(cuò)、不全位錯(cuò)（部分位錯(cuò)）、可動(dòng)位錯(cuò)、不可動(dòng)位錯(cuò)、堆垛層錯(cuò)、表
面、表面能（或表面張力）、界面、界面能、晶界、相界、小角度晶界、大
角度晶界，孿晶界、共格相界、非共格相界和半共格相界，錯(cuò)配度。
2）掌握以下概念的區(qū)別：刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)，滑移和攀移，割價(jià)和扭折；
晶界、相界和孿晶界；小角度晶界和大角度晶界；共格相界、非共格相界和
半共格相界，交滑移和雙交滑移。
3）掌握點(diǎn)缺陷的類型及點(diǎn)缺陷平衡濃度計(jì)算公式。
4）掌握位錯(cuò)類型及其特征；柏氏矢量及其特征。
5）掌握位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)：滑移、攀移、交滑移及位錯(cuò)的交割，理解實(shí)際晶體中
的伯氏矢量、堆垛層錯(cuò)，常見的兩種不全位錯(cuò)及其特點(diǎn)。
6）掌握位錯(cuò)的增殖及位錯(cuò)反應(yīng)，理解面心立方晶體中的常見位錯(cuò)。
7）了解晶界與相界的類型及界面特征，掌握晶界的特性及其對(duì)材料性能的
影響
8）了解位錯(cuò)的應(yīng)變能、位錯(cuò)的線張力，作用在位錯(cuò)上的力。
3. 固體原子及分子的遷移與擴(kuò)散
考試內(nèi)容
1）擴(kuò)散的分類及固體中擴(kuò)散的條件。
2）擴(kuò)散定律（Fick第一、二定律）的內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式、物理意義、適應(yīng)條
件。擴(kuò)散方程的解及應(yīng)用。
3）置換固溶體中的擴(kuò)散，柯肯達(dá)爾效應(yīng)及應(yīng)用，
4）固相中擴(kuò)散機(jī)制（換位、間隙、空位、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散機(jī)制等）。
5）擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力，用擴(kuò)散理論分析實(shí)際問(wèn)題。
6）擴(kuò)散系數(shù)方程及表達(dá)式、擴(kuò)散激活能的意義及求法。影響擴(kuò)散的因素。
7）反應(yīng)擴(kuò)散的及特點(diǎn)，反應(yīng)擴(kuò)散的過(guò)程。
8）離子晶體中的擴(kuò)散特點(diǎn)。
考試要求
1）掌握基本概念：擴(kuò)散、擴(kuò)散（Fick）第一定律、擴(kuò)散（Fick）第二定律、
穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、擴(kuò)散通量、柯肯達(dá)爾效應(yīng)、遷移率、擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)
散激活能、自擴(kuò)散、互（異）擴(kuò)散、上坡擴(kuò)散、下坡擴(kuò)散、原子擴(kuò)散、反應(yīng)
擴(kuò)散、空位擴(kuò)散、間隙擴(kuò)散、換位擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、短路擴(kuò)散。
2）掌握以下概念的區(qū)別：穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散和非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，自擴(kuò)散和互（異）擴(kuò)散，
上坡擴(kuò)散和下坡擴(kuò)散，原子擴(kuò)散和反應(yīng)擴(kuò)散，空位擴(kuò)散和間隙擴(kuò)散，晶界擴(kuò)
散和表面擴(kuò)散。
3）掌握擴(kuò)散定律的內(nèi)容和表達(dá)式、物理意義、適應(yīng)條件。擴(kuò)散定律的解及
應(yīng)用。
4）掌握固態(tài)金屬擴(kuò)散的條件及影響擴(kuò)散的因素。了解柯肯達(dá)爾效應(yīng)及應(yīng)用。
5）掌握擴(kuò)散的分類，了解擴(kuò)散的應(yīng)用。
6）掌握擴(kuò)散系數(shù)及其物理意義、表達(dá)式。
7）掌握固相中原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力，擴(kuò)散的各種機(jī)制，用擴(kuò)散理論分析實(shí)際
問(wèn)題。
8）了解反應(yīng)擴(kuò)散及特征，反應(yīng)擴(kuò)散的過(guò)程。
4. 材料的變形、回復(fù)與再結(jié)晶
考試內(nèi)容
1）材料應(yīng)力—應(yīng)變曲線及曲線上所對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)；
2）彈性變形的特征、彈性模量及影響因素。
3）塑性變形的基本概念：滑移、孿生、滑移線、滑移帶、滑移系、滑移面、
滑移方向、多滑移與交滑移?；葡蹬c晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系，三種典型晶體結(jié)構(gòu)
的滑移系個(gè)數(shù)和指數(shù)。
4）臨界分切應(yīng)力的概念及意義、臨界分切應(yīng)力的公式及相關(guān)計(jì)算、取向因
子及對(duì)塑性變形的影響、P－N力的意義?；频奈诲e(cuò)機(jī)制。
5）孿生過(guò)程和特點(diǎn)，孿晶的形成和分類，孿生的位錯(cuò)機(jī)制；滑移和孿生的
區(qū)別。
6）多晶體塑性變形的特點(diǎn)。晶界對(duì)材料的性能和塑性變形有什么影響？
Hall-Petch公式。
7）單相合金的塑性變形特點(diǎn)；固溶強(qiáng)化、本質(zhì)、機(jī)制及影響因素。屈服現(xiàn)
象及其產(chǎn)生的原因，對(duì)生產(chǎn)的影響，防止和消除的方法。應(yīng)變時(shí)效及其產(chǎn)生
的原因。
8）多相合金的塑性變形特點(diǎn)；第二相強(qiáng)化（沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化）、本質(zhì)、
機(jī)制及影響因素。
9）材料冷塑性變形時(shí)內(nèi)部組織和性能的變化。
10）形變織構(gòu)的兩種主要類型及特點(diǎn)。
11）冷變形金屬或合金在加熱時(shí)組織結(jié)構(gòu)和性能的變化。
12）回復(fù)的類型和回復(fù)機(jī)制，回復(fù)動(dòng)力學(xué)，回復(fù)多邊化過(guò)程。
13）再結(jié)晶過(guò)程，再結(jié)晶溫度及確定再結(jié)晶溫度的方法和影響再結(jié)晶溫度因
素。
14）影響再結(jié)晶后晶粒的大小的因素及在生產(chǎn)中控制再結(jié)晶晶粒大小的方法。
15）重結(jié)晶、結(jié)晶、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶的區(qū)別。
16）回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大在生產(chǎn)上的意義。細(xì)化晶粒的意義及方法。
17）熱加工對(duì)組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。
18）熱加工、溫加工、冷加工；動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。
考試要求
1）掌握基本概念：彈性變形、彈性極限、彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、
伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、塑性變形、滑移、滑移帶、滑移線、滑移系、滑移面、
滑移方向、多滑移、交滑移、孿生、孿晶、孿晶面、孿生方向、變形孿晶、
生長(zhǎng)孿晶、退火孿晶、扭折；臨界分切應(yīng)力、軟位向、硬位向、幾何硬化、
幾何軟化、取向因子、P－N力、固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)
化、彌散強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、加工硬化、相變強(qiáng)化、Controll氣團(tuán)、聚合型兩相
合金、彌散型兩相合金、屈服現(xiàn)象、呂德斯帶、應(yīng)變時(shí)效、纖維組織、帶狀
組織，形變織構(gòu)、板織構(gòu)、絲織構(gòu)、亞結(jié)構(gòu)、宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、
殘余應(yīng)力、低溫回復(fù)、中溫回復(fù)、高溫回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)
大、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大、再結(jié)晶溫度、臨界變形度、多邊化、冷加工、溫
加工、熱加工、靜態(tài)回復(fù)、動(dòng)態(tài)回復(fù)、靜態(tài)再結(jié)晶、動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。
2）掌握以下概念的區(qū)別：滑移和孿生，多滑移與交滑移，軟位向和硬位向，
幾何硬化和幾何軟化，沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化，纖維組織與帶狀組織，板織構(gòu)
和絲織構(gòu)，宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)力，重結(jié)晶、再結(jié)晶和二
次再結(jié)晶，正常長(zhǎng)大和異常長(zhǎng)大，冷加工、溫加工和熱加工，靜態(tài)回復(fù)與動(dòng)
態(tài)回復(fù)，靜態(tài)再結(jié)晶和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，第一類殘余應(yīng)力、第二類殘余應(yīng)力和第
三類殘余應(yīng)力，
3）掌握滑移系，滑移和孿生的特點(diǎn)、區(qū)別及相互關(guān)系，臨界分切應(yīng)力的公
式及相關(guān)計(jì)算。
4）掌握材料的強(qiáng)化理論、各種強(qiáng)化的本質(zhì)。細(xì)化材料晶粒的意義和方法；
5）掌握材料塑性變形時(shí)內(nèi)部組織和性能的變化。
6）了解屈服強(qiáng)度概念及意義；屈服現(xiàn)象及特征、原因、利害、防止和消除。
7）掌握應(yīng)變時(shí)效及其產(chǎn)生的原因，了解呂德斯帶形成的原因及解決辦法。
8）掌握冷變形金屬或合金加熱時(shí)組織和性能的變化；
9）掌握回復(fù)的類型、機(jī)制，回復(fù)動(dòng)力學(xué)及多邊化過(guò)程。
10）掌握再結(jié)晶溫度的定義和影響再結(jié)晶溫度因素，了解確定再結(jié)晶溫度的
方法。
11）掌握影響再結(jié)晶后晶粒的大小的因素，了解在生產(chǎn)中控制再結(jié)晶晶粒大
小的方法
12）了解熱加工處理后對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。
5、單元相圖及純晶體的凝固
考試內(nèi)容
1）相平衡條件、相律及表達(dá)式和應(yīng)用。
2）純金屬凝固的過(guò)程和現(xiàn)象；過(guò)冷度對(duì)結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶組織的影響；
結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，純晶體結(jié)晶的條件。
3）結(jié)晶的形核方式：均勻形核與非均勻形核。臨界形核功和臨界晶核半徑
的計(jì)算；形核率的公式和影響形核率的因素。體積自由能的變化與表面自由
能的關(guān)系。
4）影響接觸角θ的因素有哪些？選擇什么樣的異相質(zhì)點(diǎn)可以大大促進(jìn)結(jié)晶過(guò)
程。
5）晶體長(zhǎng)大的條件和長(zhǎng)大的機(jī)制。結(jié)晶時(shí)液固界面的類型和特點(diǎn)；結(jié)晶時(shí)
液固界面的溫度梯度類型及對(duì)結(jié)晶的影響。枝晶的形成條件和長(zhǎng)大過(guò)程。
6）能用結(jié)晶理論說(shuō)明實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題：細(xì)化鑄件晶粒的方法，控制結(jié)晶組織
的措施。
考試要求
1）掌握基本概念：凝固、結(jié)晶、相、組織、相變、固態(tài)相變、組元、系、
相圖、單元相圖、相平衡、相律、形核、過(guò)冷、過(guò)冷度、理論凝固溫度、實(shí)
際凝固溫度、臨界過(guò)冷度、有效過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度、均勻形核、非均勻形
核、結(jié)構(gòu)（相）起伏、能量起伏、濃度起伏、晶胚、晶核、臨界晶核、臨界
晶核半徑、臨界形核功，臨界晶核半徑、形核率、接觸角（潤(rùn)濕角）、光滑
界面、粗糙界面、正溫度梯度、負(fù)溫度梯度、平面長(zhǎng)大、樹枝長(zhǎng)大、形核劑、
變質(zhì)處理
2）掌握以下概念的區(qū)別：凝固與結(jié)晶，理論凝固溫度和實(shí)際凝固溫度，臨
界過(guò)冷度、有效過(guò)冷度和動(dòng)態(tài)過(guò)冷度，均勻形核與非均勻形核，晶胚和晶核，
光滑界面和粗糙界面，正溫度梯度和負(fù)溫度梯度，平面長(zhǎng)大、臺(tái)階長(zhǎng)大和樹
枝長(zhǎng)大。
3）掌握金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量條件和結(jié)構(gòu)條件；
4）掌握臨界形核功和臨界晶核半徑的概念與計(jì)算；形核率的公式和影響形
核率的因素。
5）掌握影響過(guò)冷度和接觸角θ的因素有哪些？過(guò)冷度、異相質(zhì)點(diǎn)如何促進(jìn)結(jié)
晶過(guò)程。
6）掌握界面的生長(zhǎng)形態(tài)與L/S界面結(jié)構(gòu)類型、L/S界面前沿的溫度梯度的關(guān)系。
7）掌握純金屬枝晶的形成條件和長(zhǎng)大過(guò)程。
8）掌握細(xì)化鑄態(tài)金屬晶粒的方法。
6、二元相圖及合金的凝固
考試內(nèi)容
1）相圖的表示與測(cè)定方法，二元相圖中相律應(yīng)用，熱力學(xué)曲線的公切線原
理。杠桿定律及應(yīng)用，相接觸法則。
2）二元相圖的幾何規(guī)律及復(fù)雜相圖的分析方法。
3）幾種基本相圖：勻晶相圖、共晶相圖、包晶相圖及共析相圖的分析。
（1）分析點(diǎn)、線和平衡反應(yīng)，會(huì)寫出反應(yīng)式；
（2）分析相應(yīng)合金的結(jié)晶過(guò)程及結(jié)晶后的組織組成和相組成；
（3）熟練杠桿定律在這幾種相圖中的應(yīng)用，計(jì)算相組成物與組織組成物
的百分含量；
（4）典型合金的平衡結(jié)晶轉(zhuǎn)變過(guò)程和不平衡結(jié)晶轉(zhuǎn)變過(guò)程及轉(zhuǎn)變組織；
（5）明確合金結(jié)晶過(guò)程與純金屬結(jié)晶過(guò)程的異同點(diǎn)；
（6）非平衡共晶、離異共晶和偽共晶的組織特點(diǎn)、形成條件；
（7）偏析及其解決辦法。
4）根據(jù)相圖與組織結(jié)構(gòu)和合金性能的關(guān)系，來(lái)判斷合金的性能。
5）典型二元相圖分析：
（1）Fe-Fe3C相圖；
（2）SiO2-Al2O3相圖
6）正常凝固，平衡分配系數(shù)的基本概念和表達(dá)式。
7）成分過(guò)冷及成分過(guò)冷的臨界條件和判據(jù)。區(qū)域熔煉（區(qū)域提純）及應(yīng)用。
成分過(guò)冷對(duì)結(jié)晶生長(zhǎng)形態(tài)的影響。
8）合金結(jié)晶與純金屬結(jié)晶過(guò)程的異同點(diǎn)。
9）共晶組織的分類及形成機(jī)制。
10）鑄錠（件）的宏觀組織特點(diǎn)及形成機(jī)制，鑄錠（件）的缺陷類型及形成
原因。
11）對(duì)于Fe-Fe3C相圖要求：
（1）非常熟練的掌握并會(huì)畫出Fe-Fe3C相圖；標(biāo)出各特性點(diǎn)、線、相區(qū)。
說(shuō)明各特性點(diǎn)的溫度、碳濃度及意義；各特性線的溫度、意義（三個(gè)恒
溫反應(yīng)）。各相與組織的結(jié)構(gòu)；
（2）純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：δ－Fe←→γ－Fe←→α－Fe；
（3）P、A、F、Fe3C、Ld、L’d、一次Fe3C、二次Fe3C、三次Fe3C、共晶
Fe3C、共析Fe3C。機(jī)械混合物（P、Ld’）；
（4）鐵碳合金中七大類合金合金的平衡結(jié)晶過(guò)程分析，室溫組織組成物和
相組成物；利用杠桿定律計(jì)算：平衡結(jié)晶過(guò)程中相組成物與組織組成物
的百分含量的計(jì)算；
（5）結(jié)合實(shí)驗(yàn)會(huì)給出各類Fe-Fe3C合金的室溫顯微組織；
（6）碳鋼中的碳含量對(duì)Fe-Fe3C合金組織和性能的影響；
（7）一次、二次、三次、共析、共晶滲碳體的的形態(tài)、形成條件；
（8）Fe-Fe3C相圖的應(yīng)用。
考試要求
1）掌握基本概念：二元合金、二元相圖、相區(qū)、平衡相、二元?jiǎng)蚓鄨D、
共晶相圖、包晶相圖、共析相圖、包析相圖、二元?jiǎng)蚓Х磻?yīng)、共晶反應(yīng)、
包晶反應(yīng)、溶混間隙、共析反應(yīng)、包析反應(yīng)、熔晶反應(yīng)、偏晶反應(yīng)、合
晶反應(yīng)、調(diào)幅分解、脫溶轉(zhuǎn)變，平衡結(jié)晶（凝固）、平衡結(jié)晶組織、不平
衡結(jié)晶（凝固）、晶內(nèi)偏析、枝晶偏析、相組成物、組織組成物、杠桿定
律、相接觸法則、共晶體、共晶點(diǎn)、偽共晶、離異共晶、共析體、共析
點(diǎn)；共晶合金、亞共晶合金、過(guò)共晶合金、共析合金、亞共析合金、過(guò)
共析合金、穩(wěn)定化合物、不穩(wěn)定化合物、熱過(guò)冷、成分過(guò)冷、平衡分配
系數(shù)、有效分配系數(shù)、正常凝固、區(qū)域熔煉（提純）、枝晶生長(zhǎng)、枝晶偏
析、Fe-Fe3C相圖、Fe-Fe3C相圖中的相與組織、各概念（A1溫度（PSK
線）、A3溫度（GS線）、Acm溫度（ES線）、工業(yè)純鐵、碳鋼、合金鋼、共
析鋼、亞共析鋼、過(guò)共析鋼、鑄鐵、共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵、
過(guò)共晶白口鑄鐵、重結(jié)晶、鐵素體、奧氏體、滲碳體、一次滲碳體、共
晶滲碳體、二次滲碳體、共析滲碳體、三次滲碳體、萊氏體、低溫（變
態(tài)）萊氏體、珠光體。
2）掌握以下概念的區(qū)別：熱過(guò)冷和成分過(guò)冷，共晶反應(yīng)和共析反應(yīng)，包
晶反應(yīng)和包析反應(yīng)，平衡結(jié)晶（凝固）和不平衡結(jié)晶（凝固），相組成物
與組織組成物，穩(wěn)定化合物和不穩(wěn)定化合物，一次滲碳體、共晶滲碳體、
二次滲碳體、共析滲碳體和三次滲碳體，萊氏體和低溫（變態(tài)）萊氏體，
A1溫度、A3溫度和Acm溫度。
3）掌握幾種基本相圖：勻晶、共晶、包晶相圖的特點(diǎn)，分析平衡結(jié)晶過(guò)
程和室溫相組成，并利用杠桿定律計(jì)算相組成百分比，相圖與材料性能
的關(guān)系
（1）分析點(diǎn)、線和平衡反應(yīng)；
（2）分析相應(yīng)合金的結(jié)晶過(guò)程；
（3）熟練杠桿定律在這幾種相圖中的應(yīng)用，計(jì)算相組成物與組織組成
物的百分含量；
（4）不平衡的結(jié)晶轉(zhuǎn)變過(guò)程及轉(zhuǎn)變組織；
（5）會(huì)作相圖
4）掌握固溶體合金結(jié)晶過(guò)程和特點(diǎn)，成分過(guò)冷條件和判據(jù)，合金結(jié)晶過(guò)
程與純金屬結(jié)晶過(guò)程的異同點(diǎn)。
5）Fe-Fe3C相圖：
（1）熟練的掌握并會(huì)畫出Fe-Fe3C相圖，相關(guān)的概念；了解純鐵的同
素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及特點(diǎn)。
（2）掌握各特性點(diǎn)、線、相區(qū)。說(shuō)明各特性點(diǎn)的溫度、碳濃度及意義；
（3）掌握各特性線的溫度、意義（三個(gè)衡溫反應(yīng)式）。
（4）熟練掌握Fe-Fe3C圖中各區(qū)域相組成物和組織組成物。七大類合
金室溫組織的區(qū)別。
（5）掌握鐵碳合金中七大類合金合金的平衡結(jié)晶過(guò)程分析，室溫組織
及特征；熟悉五類滲碳體形（一次、二次、三次滲碳體、共析滲碳
體、共晶滲碳體）的形態(tài)、形成條件。
（6）掌握利用杠桿定律計(jì)算七大類合金平衡結(jié)晶過(guò)程中的相組成物與
組織組成物的百分含量。二次滲碳體、三次滲碳體的最大含量計(jì)算。
（7）結(jié)合實(shí)驗(yàn)會(huì)給出各類Fe-Fe3C合金的室溫顯微組織。
（8）含碳量對(duì)鐵碳合金組織、力學(xué)性能、工藝性能的影響，鐵碳合金
相圖的實(shí)際應(yīng)用。 四、考試要求
碩士研究生入學(xué)考試科目《材料科學(xué)基礎(chǔ)（三）》為閉卷，筆試，考試時(shí)間為180
分鐘，本試卷滿分為150分。試卷務(wù)必書寫清楚、符號(hào)和西文字母運(yùn)用得當(dāng)。答
案必須寫在答題紙上，寫在試題紙上無(wú)效。 五、主要參考教材（參考書目）
《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》（2009年第三版），趙品，謝輔洲，孫振國(guó)編著，哈爾濱工業(yè)
大學(xué)出版社。。
《材料科學(xué)基礎(chǔ)》（2010年第三版），胡賡祥、蔡珣、戎詠華 編著，上海交通大
學(xué)出版社
編制單位：鄭州大學(xué)
編制日期：2020年9月14日
鄭州大學(xué)
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