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《材料科学基础》考试大纲
Foundations of Materials Science (A)
一、课程性质与目的
《材料科学基础》是材料科学与工程专业的基础课，是材料类专业必修的专业核心课程。该课程通过
从三个层次阐述材料的组成与结构、制备与加工、性质与性能之间的相互关系与制约规律，讲述了从理想
到实际，从规则到不规则，从静态到动态，在宏观、微观、宏观的循环过程中材料制备－加工－使用过程
中的科学和工程原理。通过对材料科学中专业基础知识的学习、对材料微观组织与性能对应关系的分析，
旨在使学生掌握材料科学的基础知识和基本原理，了解材料发展历史中重大突破的背景与影响，认识材料
在生产、成型及使用过程中的各种化学、物理现象和性能变化；掌握材料的化学成分、组织结构与性能之
间的基本变化规律及机理，掌握金相组织的分析方法；培养学生能够在材料生产过程中发现问题、分析数
据，有意愿创新，具有追求创新的态度和意识；具备解决材料专业复杂工程问题的能力。
二、教学与考试范围
0．绪论
材料分类、应用范围、研究现状及发展趋势，掌握材料发展历史中一些重大突破的背景与影响，了解
本课程的主要内容。
本章重点：
材料分类、应用范围及研究现状及学习本课程的思路、方法。
本章难点：
材料发展历史中一些重大突破的背景与影响。
1.纯金属的晶体结构
1）掌握固体材料键合的分类及相对应材料的性能。
2）掌握晶体中空间格子的概念、类型、特点。
3）掌握晶体结构的表征及典型晶体结构。
4）掌握晶体缺陷的基本概念及研究方法。
本章重点：
1）金属的晶体性及 14 种布拉菲点阵的结构特点。
2）典型金属的晶体结构。
3）位错的相关概念。
本章难点：
1）晶体结构与材料性能之间的联系。
2）通过对位错的定义、表征及受力、运动、应力场的研究，掌握线缺陷的相关基本原理和对晶体完
整性的影响机制。
2.合金相结构
掌握合金相的概念、分类及性能特点，了解和掌握各类合金相的应用范围。
本章重点：
1）固溶体的形成条件及对材料性能的影响。
2）金属间化合物的形成条件及对材料性能的影响。
本章难点：
间隙固溶体、间隙相及间隙化合物的异同点的辨析。
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3.金属的结晶
1）掌握金属结晶的基础经典理论。
2）掌握结晶理论的实际应用
3）了解和掌握凝固理论的发展现状。
本章重点：
1）金属结晶的形成条件。
2）金属形核的基本理论及形成条件。
3）金属长大的条件及界面结构对金属形态的影响。
本章难点：
金属形核理论的相关理论及热力学计算。
4.二元合金相图与合金凝固
1）掌握二元相图的表征、测定及原理。
2）掌握固溶体的平衡结晶与非平衡结晶。
3）掌握二元系常见的相图组成及分析方法。
4）合金热力学对相图的解释。
本章重点：
1）固溶体的平衡结晶。
2）相图的分析和运用。
本章难点：
1）固溶体平衡结晶的过程和理论。
2）二元相图的分析和应用。
5.铁碳合金相图
1）掌握铁碳相图的特点。
2）能分析不同的成分铁碳合金平衡结晶过程。
3）掌握铁碳合金的平衡组织与性能之间的关系。
本章重点：
不同成分的铁碳合金平衡结晶过程及与性能之间的对应关系。
本章难点：
铁碳合金平衡结晶过程。
6.三元合金相图
1）掌握三元合金的表征。
2）掌握三元合金常见的匀晶、共晶相图的平衡结晶过程。
3）了解和分析常见三元合金的平衡结晶过程。
本章重点：
1）三元合金相图的表征
2）三元匀晶及共晶相图的平衡结晶。
本章难点：
三元固态下互不固溶共晶合金的平衡结晶过程。
7.金属与合金的塑性变形
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1）掌握真实应力-应变曲线与工程应力应变曲线上各个点及阶段的含义。
2）掌握单晶体及多晶体的塑性变形过程及特点。
3）掌握形变强化、细晶强化、固溶强化和第二相强化理论的位错机制。
4. 掌握塑性变形对金属材料组织、性能的影响。
本章重点：
1）临界分切应力定律（这部分和第 10 章可根据不同专业方向选择二选一复习）
2）形变强化。
3）第二相强化
本章难点：
位错在塑性变形中的行为。
8.回复与再结晶
1）掌握变形金属在加热时的过程及组织、性能的变化。
2）掌握回复、再结晶及晶粒长大过程中的机理、性能变化的对应关系。
3）掌握金属热加工的概念及对性能的影响。
4）了解超塑性概念。
本章重点：
1）回复的机制
2）再结晶的机制
本章难点：
回复、再结晶过程中微观机制与材料性能的对应关系。
9.材料中的扩散
（1）教学内容
1）掌握固态金属中扩散的相关概念及扩散微观机制。
2）掌握扩散第一、第二定律。
3）掌握扩散的影响因素。
本章重点：
1）扩散的微观机制。
2）反应扩散。
本章难点：
扩散的微观机制及热力学理论。
10.钢的热处理原理及热处理工艺（这部分和第 7 章部分内容可根据不同专业方向选择二选一复习）
1）掌握热处理的作用及与相图之间的关联性，掌握固态相变的特点及类型。
2）掌握钢在加热及冷却过程的组织演变规律及影响因素。
3）掌握常规热处理工艺的选择依据及适用范围，了解相关表面热处理工艺的原理、选择依据及适用
范围。
本章重点：
1）固态相变的特点及类型。
2）刚在加热及冷却过程的组织演变规律。
3）常规热处理工艺分类及选择依据。
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本章难点：
固态相变特点及动力学机制。
三、复习教材
1、《材料科学基础》，马泗春主编，西安：陕西科学技术出版社，1998
2、《材料科学基础》，胡赓祥，蔡珣主编，上海：上海交通大学出版社，2010
3、《材料科学基础》，刘智恩主编，西安：西北工业大学出版社，2011
4、《材料科学基础》，石德柯主编，北京：机械工业出版社，2003
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