在勻晶相圖上證明杠桿定律

① 材料科學基礎的圖書信息1

書名：材料科學基礎（修訂版）
書號：9787302247616
作者：潘金生、田民波、仝健民
定價：70元
出版日期 ：2011-1-1
出版社：清華大學出版社 本書為普通高等教育「十一五」國家級規劃教材。
本書是《材料科學基礎》（清華大學出版社，1998年）的修訂版。作為一部比較經典的高等院校教材，
本書結合金屬和合金、陶瓷、硅酸鹽等各類材料，著重闡述材料科學的基礎理論及其應用，包括晶體學、晶體缺陷、固體材料的結構和鍵合理論、材料熱力學和相圖、固體動力學（擴散）、凝固與結晶和相變等內容。此次修訂，除訂正上一版的差錯之外，還替換了不少陳舊的圖表，增補了若干新的內容，並增補了習題和解題指導。
本書可用作高等學校材料院系各專業本科生及研究生的材料科學課程教材，
也可作為其他院系材料類專業學生及廣大材料工作者的參考書。 目錄
第1章晶體學基礎
1.1引言
1.2空間點陣
1.2.1晶體的特徵和空間點陣
1.2.2晶胞、晶系和點陣類型
1.2.3復式點陣，晶胞和原胞
1.3晶面指數和晶向指數
1.3.1晶面和晶向指數的確定
1.3.2立方和六方晶體中重要晶向的快速標注
1.4常見晶體結構及其幾何特徵
1.4.1常見晶體結構
1.4.2幾何特徵
1.4.3常見晶體結構中的重要間隙
1.5晶體的堆垛方式
1.6晶體投影
1.6.1球投影
1.6.2極射投影
1.6.3烏氏網及其應用
1.6.4標准投影
1.6.5極射投影練習
1.7倒易點陣
1.7.1倒易點陣的確定方法，倒易基矢
1.7.2倒易點陣的基本性質
1.7.3實際晶體的倒易點陣
1.7.4倒易點陣的應用
1.8菱方晶系的兩種描述
1.8.1菱方軸和六方軸的基矢關系
1.8.2點陣常數換算公式
1.8.3晶向指數變換
1.8.4晶面指數變換
習題
第2章固體材料的結構
2.1引言
2.2原子結構
2.2.1經典模型和玻爾理論
2.2.2波動力學理論和近代原子結構模型
2.2.3能級圖和元素的原子結構
2.2.4原子穩定性和能級的實驗測定
2.3結合鍵
2.3.1離子鍵
2.3.2共價鍵
2.3.3金屬鍵
2.3.4分子鍵
2.3.5氫鍵
2.4分子的結構
2.4.1多原子體系電子狀態的一般特點
2.4.2共價分子的結構
2.5晶體的電子結構
2.5.1晶體的結合鍵
2.5.2晶體中電子的能態
2.5.3晶體的結合能
2.6元素的晶體結構和性質
2.6.1元素的晶體結構
2.6.2元素性質的周期性
2.7合金相結構概述
2.7.1基本概念
2.7.2合金成分的表示
2.7.3合金相分類
2.8影響合金相結構的主要因素
2.8.1原子半徑或離子半徑
2.8.2電負性
2.8.3價電子濃度
2.8.4其他因素
2.9固溶體
2.9.1什麼是固溶體
2.9.2固溶體分類
2.9.3固溶度和Hume?Rothery規則
2.9.4固溶體的性能與成分的關系
2.10離子化合物
2.10.1決定離子化合物結構的幾個規則
2.10.2典型離子化合物的晶體結構
2.10.3氧化物結構的一般規律
2.10.4決定無機化合物晶體結構的其他方法
2.11硅酸鹽結構簡介
2.11.1硅酸鹽結構的一般特點及分類
2.11.2含有有限硅氧團的硅酸鹽
2.11.3鏈狀硅酸鹽
2.11.4層狀硅酸鹽
2.11.5骨架狀硅酸鹽
2.12金屬間化合物（Ⅰ)： 價化合物
2.13金屬間化合物（Ⅱ)： 電子化合物
2.14金屬間化合物（Ⅲ)： 尺寸因素化合物——密排相
2.14.1密排相中原子排列的幾何原則
2.14.2幾何密排相
2.14.3拓撲密排相
2.15間隙化合物
2.15.1間隙化合物的分類： H?gg規則
2.15.2間隙化合物的結構
2.15.3間隙化合物的特性
2.16合金相結構符號
習題
第3章晶體的范性形變
3.1引言
3.2滑移系統和Schmid定律
3.2.1晶體的滑移系統
3.2.2Schmid定律
3.2.3Schmid定律的應用
3.3滑移時參考方向和參考面的變化
3.3.1參考方向的變化
3.3.2參考面的變化
3.4滑移過程中晶體的轉動
3.4.1晶體轉動的原因
3.4.2晶體轉動的規律
3.4.3晶體轉動的後果
3.5滑移過程的次生現象
3.6單晶體的硬化曲線
3.7孿生系統和原子的運動
3.7.1晶體的孿生系統
3.7.2孿生時原子的運動和特點
3.8孿生要素和長度變化規律
3.8.1孿生引起的形狀變化
3.8.2孿生四要素和切變計算
3.8.3孿生時長度變化規律
3.8.4孿生時試樣的最大伸長和最大縮短量
3.9孿晶和基體的位向關系
3.9.1位向關系
3.9.2孿生引起的晶向變化
3.10孿生系統的實驗測定
3.11滑移和孿生的比較
3.12多晶體范性形變的一般特點
3.12.1晶粒邊界
3.12.2多晶體范性形變的微觀特點
3.12.3晶粒度及其對性能的影響
3.13冷加工金屬的儲能和內應力
3.14應變硬化
3.14.1應變硬化現象
3.14.2實際晶體的硬化行為
3.14.3影響應變硬化的因素
3.14.4應變硬化在生產實際中的意義
3.15多晶材料的擇優取向（織構)
3.15.1概述
3.15.2織構的描述和測定方法
3.15.3實際金屬的織構和各向異性
3.15.4織構理論概述
3.15.5織構的實際意義及其控制方法
3.16纖維組織和流線
3.17晶體的斷裂
3.17.1概述
3.17.2脆性斷裂的微觀理論——Griffith裂縫理論
3.17.3金屬脆性斷裂的特點
3.17.4影響金屬的韌性、脆性和斷裂的因素
習題
第4章晶體中的缺陷
4.1引言
4.2點缺陷的基本屬性
4.2.1點缺陷類型
4.2.2點缺陷的平衡濃度
4.2.3過飽和點缺陷的形成
4.2.4點缺陷對晶體性質的影響
4.3點缺陷的實驗研究
4.3.1比熱容實驗
4.3.2熱膨脹實驗
4.3.3淬火實驗
4.3.4淬火—退火實驗
4.3.5正電子湮沒實驗
4.4位錯理論的提出
4.5什麼是位錯
4.5.1局部滑移
4.5.2局部位移
4.6位錯的普遍定義與柏格斯矢量
4.6.1柏格斯迴路
4.6.2柏氏矢量的物理意義
4.6.3柏氏矢量和位錯的表徵
4.6.4柏氏矢量的守恆性
4.7位錯的運動
4.7.1刃型位錯的運動
4.7.2螺型位錯的運動
4.7.3混合位錯的運動
4.8位錯密度和晶體的變形速率
4.8.1位錯密度的定義及其實驗測定
4.8.2位錯密度和晶體的變形速率
4.8.3位錯密度和晶體的強度
4.9位錯的基本幾何性質
4.10固體彈性理論簡介
4.10.1應力分析
4.10.2應變分析： 位移和應變張量
4.10.3胡克定律
4.10.4平衡方程
4.10.5柱坐標系下的應力和應變
4.10.6彈性力學的應用簡介
4.11位錯的應力場
4.11.1螺型位錯的應力場
4.11.2刃型位錯的應力場
4.12位錯的彈性能和線張力
4.13作用於位錯上的力
4.13.1引起位錯滑移的力
4.13.2引起刃型位錯攀移的力
4.13.3一般情形下位錯受的力
4.14位錯與位錯間的交互作用
4.14.1同號刃型位錯間的交互作用
4.14.2異號刃型位錯間的交互作用
4.14.3平行螺型位錯間的作用力
4.14.4螺型位錯和刃型位錯間的交互作用
4.14.5位於同一滑移面上的一對平行混合位錯間的交互作用
4.14.6交叉位錯間的交互作用
4.15位錯與點缺陷之間的交互作用
4.15.1刃型位錯與點缺陷的交互作用能和作用力
4.15.2柯氏氣團和明顯屈服現象
4.15.3脫釘力的計算
4.15.4討論
4.16位錯的起動力——派?納力
4.16.1位錯起動力的分析——Peirls?Nabarro模型
4.16.2討論
4.17鏡像力
4.18位錯的起源與增殖
4.18.1位錯的起源
4.18.2位錯的增殖機制
4.18.3位錯的源地和尾閭
4.19位錯的塞積
4.20位錯的交割
4.20.1刃型位錯與刃型位錯的交割
4.20.2刃型位錯與螺型位錯的交割
4.20.3螺型位錯與螺型位錯的交割
4.21面心立方晶體中的位錯
4.21.1全位錯
4.21.2Shockley分位錯
4.21.3擴展位錯
4.21.4Frank分位錯
4.21.5壓桿位錯
4.22位錯反應
4.22.1自發位錯反應的條件
4.22.2FCC中位錯反應的一般表示： Thompson四面體
4.22.3位錯反應舉例
4.23密排六方和體心立方晶體中的位錯
4.23.1密排六方晶體中的位錯
4.23.2體心立方晶體中的位錯
4.24其他晶體中的位錯
4.24.1離子晶體中的位錯
4.24.2超點陣中的位錯
4.24.3共價晶體中的位錯
4.24.4層狀結構中的位錯
4.24.5聚合物晶體中的位錯
4.25小角度晶粒邊界
4.25.1傾側晶界
4.25.2扭轉晶界
4.25.3一般小角度晶界
4.26位錯的實驗觀測
4.26.1表面法（或蝕坑法)
4.26.2綴飾法
4.26.3透射電鏡法
4.26.4其他方法
4.27位錯理論的應用（小結)
習題
第5章材料熱力學
5.1熱力學在材料科學中的意義
5.2熱力學基本參數和關系
5.2.1熱力學第一定律
5.2.2熱力學第二定律
5.2.3熱力學函數的基本關系
5.2.4化學位
5.3純金屬吉布斯自由能和凝固熱力學
5.4合金相熱力學
5.4.1二組元固溶體相的吉布斯自由能
5.4.2中間相和混合相的吉布斯自由能
5.5相平衡熱力學
5.5.1相平衡的化學位
5.5.2化學位的圖解確定
5.5.3相平衡的公切線定則
5.6相圖熱力學
5.6.1二元連續固溶體相圖的建立
5.6.2二元系共晶相圖的熱力學確定
5.6.3具有固溶度間隙相圖的建立
5.6.4含有金屬間化合物相圖的建立
5.7晶體缺陷熱力學
5.7.1空位的熱力學分析
5.7.2位錯的熱力學分析
5.7.3界面的熱力學分析
5.8相變熱力學
5.8.1固溶體脫溶分解的驅動力
5.8.2由驅動力看新相形成的規律
5.8.3調幅分解
習題
第6章相圖
6.1概述
6.1.1研究相圖的意義
6.1.2相圖的表示方法
6.1.3相圖的建立
6.1.4相圖的類型和結構
6.2相律和杠桿定律
6.2.1相律
6.2.2杠桿定律
6.3二元勻晶相圖
6.3.1圖形分析
6.3.2結晶過程分析
6.3.3結晶中的擴散過程分析
6.3.4非平衡結晶分析
6.4二元共晶相圖
6.4.1圖形分析
6.4.2結晶過程分析
6.4.3共晶結晶機理
6.4.4初生相和共晶組織分析
6.4.5非平衡狀態分析
6.5二元包晶相圖
6.5.1圖形分析
6.5.2結晶過程分析
6.5.3非平衡狀態分析
6.6其他二元相圖
6.6.1液態無限溶解，固態形成化合物的相圖
6.6.2液態無限溶解，固態有轉變的相圖
6.6.3二組元在液態有限溶解的相圖
6.6.4二組元在液態無限溶解，固態有單析反應的相圖
6.6.5有熔晶（再熔）反應的相圖
6.7相圖基本類型小結
6.7.1相圖基本型式的特點
6.7.2相圖基本單元及其組合規律——相區接觸法則
6.7.3假想相圖
6.8相圖與性能關系
6.8.1相圖與力學性能關系
6.8.2相圖與鑄造工藝性關系
6.9Fe?C合金相圖
6.9.1圖形分析
6.9.2結晶過程分析
6.9.3組織區分析
6.9.4虛線部分相圖分析
6.10三元相圖
6.10.1概述
6.10.2三元勻晶相圖
6.10.3三元共晶相圖
6.10.4固態有限溶解，具有一個三相平衡區的三元相圖
6.10.5固態有限溶解，具有四相平衡區的三元相圖
6.10.6有化合物的三元相圖
習題
第7章界面
7.1研究界面的意義
7.2界面類型和結構
7.2.1按界面兩邊物質狀態分類
7.2.2按界面兩邊晶體取向差角度分類
7.2.3根據界面上原子排列情況和吻合程度分類
7.3界面能量
7.3.1表面能
7.3.2小角界面能
7.3.3大角界面能
7.4界面偏聚
7.4.1晶界偏聚方程
7.4.2影響晶界偏聚的因素
7.5界面遷移
7.5.1界面遷移速度
7.5.2界面遷移的驅動力
7.5.3影響界面遷移率的因素
7.6界面與組織形貌
7.6.1單相組織形貌
7.6.2復相組織平衡形貌
7.7界面能的測量
7.7.1界面張力平衡法
7.7.2測量界面能的動力學方法
習題
第8章固體中的擴散
8.1引言
8.2菲克定律
8.2.1菲克第一定律
8.2.2菲克第二定律
8.3穩態擴散及其應用
8.3.1一維穩態擴散
8.3.2柱對稱穩定擴散
8.3.3球對稱穩態擴散
8.4非穩態擴散
8.4.1一維無窮長物體的擴散
8.4.2半無窮長物體的擴散
8.4.3瞬時平面源
8.4.4有限長物體中的擴散
8.5D?C關系，俁野方法
8.6克根達耳效應
8.6.1克根達耳（Kirkendall)效應
8.6.2克根達耳效應的理論和實際意義
8.7分擴散系數，達肯公式
8.8擴散的微觀理論和機制
8.8.1擴散與原子的隨機行走
8.8.2菲克定律的微觀形式及D的微觀表示
8.8.3擴散的微觀機制
8.8.4擴散系數和擴散激活能的計算
8.9擴散熱力學
8.9.1菲克定律的普遍形式
8.9.2擴散系數、溶質分布等與熱力學量之間的關系
8.10影響擴散的因素
8.10.1溫度的影響
8.10.2成分的影響
8.10.3晶體結構的影響
8.10.4短路擴散
8.11反應擴散
8.11.1反應擴散的過程及特點
8.11.2反應擴散動力學
8.11.3反應擴散的實例
8.12離子晶體中的擴散
8.12.1離子晶體中的缺陷
8.12.2離子晶體的擴散機制
8.12.3離子遷移率
8.12.4離子電導率與擴散系數的關系
8.13擴散的實際應用——固態燒結
8.13.1固態燒結過程
8.13.2初期燒結階段的半定量分析
習題
第9章凝固與結晶
9.1概述
9.1.1研究凝固與結晶的意義
9.1.2液態金屬的結構
9.1.3結晶的一般過程
9.2金屬凝固時的形核過程
9.2.1均勻形核
9.2.2非均勻形核
9.3純金屬晶體的長大
9.3.1宏觀長大方式
9.3.2微觀長大方式
9.4單相固溶體晶體的長大
9.4.1平衡凝固
9.4.2固相無擴散，液相完全混合的凝固
9.4.3固相無擴散，液相只有擴散、無對流的凝固
9.4.4固相無擴散，液相界面附近只有擴散，其餘部分有對流的凝固
9.4.5成分過冷
9.4.6單相固溶體晶體的生長方式
9.4.7晶體中的偏析
9.5兩相共晶體的長大
9.5.1典型共晶與非典型共晶的形成
9.5.2層片狀共晶的凝固生長
9.5.3共晶凝固中的成分過冷
9.6金屬和合金鑄錠組織的形成和控制
9.6.1鑄錠三區的形成
9.6.2鑄錠組織的控制
9.6.3特殊凝固方法
習題
第10章回復與再結晶
10.1概述
10.1.1研究回復與再結晶的意義
10.1.2變化條件
10.1.3變化過程
10.2回復
10.2.1回復過程的特徵
10.2.2回復過程機制
10.2.3回復動力學
10.2.4回復的應用
10.3再結晶
10.3.1再結晶過程的特徵
10.3.2再結晶過程機制
10.3.3再結晶動力學
10.3.4再結晶溫度
10.3.5再結晶後晶粒大小
10.4晶粒長大及其他結構變化
10.4.1正常晶粒長大
10.4.2反常晶粒長大
10.4.3再結晶圖
10.4.4退火孿晶
10.4.5再結晶織構
10.5金屬的熱變形
10.5.1動態回復和動態再結晶
10.5.2熱變形引起組織、性能的變化
10.5.3超塑性
習題
第11章固態相變（Ⅰ）——擴散型相變
11.1固態相變通論
11.1.1固態相變的一般特點
11.1.2固態相變的分類
11.2從過飽和固溶體中的脫溶（時效）
11.2.1時效硬化現象及特點
11.2.2脫溶過程
11.2.3過渡相的結構
11.2.4工業用脫溶硬化合金舉例
11.3脫溶的形核長大理論
11.3.1固態相變的形核
11.3.2晶核長大動力學
11.4脫溶的調幅分解理論
11.4.1調幅分解的條件——成分與溫度范圍
11.4.2調幅分解的定量分析
11.4.3調幅分解與形核長大兩種脫溶方式的對比
11.5顆粒粗化
11.5.1顆粒粗化的驅動力分析
11.5.2濃度分布
11.5.3粗化過程和粗化速率
11.5.4平衡顆粒尺寸
11.6不連續沉澱
11.6.1不連續沉澱的特徵
11.6.2長大理論
11.7沉澱強化機制
11.7.1位錯繞過不易變形顆粒
11.7.2位錯切過易形變顆粒
11.7.3顆粒半徑最佳值
11.7.4獲得高強度材料的途徑
11.8過冷奧氏體的等溫轉變及連續轉變曲線
11.8.1過冷奧氏體的等溫轉變曲線
11.8.2過冷奧氏體的連續冷卻轉變曲線
11.9共析轉變
11.9.1概述
11.9.2形核長大的熱力學及動力學分析
11.9.3先共析轉變
11.9.4珠光體的組織特點及力學性能
11.10貝氏體轉變
11.10.1貝氏體轉變的特點
11.10.2貝氏體的組織形態
11.10.3貝氏體的性能
11.11有序—無序轉變
11.11.1概念和定義
11.11.2有序合金類型
11.11.3有序—無序轉變的熱力學分析
11.11.4有序—無序轉變的動力學分析
11.11.5有序強化
11.11.6其他有序—無序轉變簡介
習題
第12章固態相變（Ⅱ)——馬氏體相變
12.1馬氏體相變的基本特性
12.1.1無擴散性
12.1.2馬氏體相變是點陣畸變式轉變，有其特定結構，是低溫亞穩相
12.1.3伴隨馬氏體相變的宏觀變形——浮凸效應
12.1.4在馬氏體相變過程中存在宏觀不畸變面——慣析面
12.1.5在基體點陣和馬氏體點陣之間一般存在著確定的位向關系
12.1.6一個板條狀或透鏡狀的馬氏體通常具有內部結構
12.1.7馬氏體相界
12.1.8馬氏體有一定的起始相變溫度Ms和一定的終了相變溫度Mf
12.1.9奧氏體的熱穩定化
12.1.10塑性變形對馬氏體相變的影響
12.1.11馬氏體逆轉變
12.1.12熱彈性馬氏體及偽彈性
12.1.13形狀記憶效應
12.2馬氏體相變機制和表象理論簡介
12.2.1鈷的馬氏體相變
12.2.2鐵基合金中的馬氏體轉變
12.2.3馬氏體相變的晶體學表象理論
12.3馬氏體相變熱力學
12.3.1馬氏體相變熱力學的一般特點
12.3.2均勻形核理論及其局限性
12.3.3非均勻形核——層錯及位錯在馬氏體形核中的作用
12.3.4馬氏體形貌
12.4馬氏體相變動力學
12.5馬氏體的回火
12.5.1淬火鋼的回火轉變及組織
12.5.2淬火鋼在回火時性能的變化
12.6馬氏體時效鋼的強化機制分析
12.6.1概述
12.6.2馬氏體時效鋼的相組成
12.6.3常規馬氏體時效鋼的時效硬化分析
12.6.4一些新型馬氏體時效鋼
習題
參考文獻

② 什麼是勻晶相圖

二組元在液態時完全互相溶解，在固態時也能互相溶解，並形成無限固溶體的合金系，其相圖稱為勻晶相圖。

③ 求《材料科學基礎》 第三版 劉智恩版 課後習題答案 哪裡有啊急求~~~

一、考試內容

1. 工程材料中的原子排列

（1） 原子鍵合，工程材料種類；

（2） 原子的規則排列：晶體結構與空間點陣，晶向及晶面的特點及表示，金屬的晶體結構，陶瓷的晶體結構。

（3） 原子的不規則排列：點、線、面缺陷的類型及特徵，位錯的彈性性質，實際晶體中的位錯。

2. 固體中的相結構

（1） 固溶體：分類、性能及影響固溶度的因素；

（2） 金屬間化合物：分類、性能及特徵；

（3） 陶瓷晶體相：分類、結構、性能及特徵；

（4） 玻璃相：性能、特徵及形成條件。

3. 凝固與結晶

（1） 結晶的基本規律；

（2） 結晶的基本條件；

（3） 晶核的形成：形核能量變化，臨界晶核，形核功，形核率；

（4） 晶體的長大：長大條件，液固界面結構，長大機制，溫度梯度，晶體形態；

（5） 凝固理論的應用。

4. 二元相圖：

（1） 相圖的基本知識；

（2） 二元勻晶相圖、共晶相圖及包晶相圖：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固過程中的成分變化及偏析，成分過冷與固溶體組織，共晶體形成機理及其形態，杠桿定律；

（3） 二元相圖的分析方法，其他類型二元相圖及其應用；

（4） Fe-C相圖分析及平衡凝固；

（5） 鑄錠組織與偏析。

5. 材料中的擴散：

（1） 擴散定律及其應用；

（2） 擴散的微觀機理，影響擴散的因素；

（3） 擴散的熱力學理論；

（4） 反應擴散。

6. 塑性變形：

（1） 單晶體的塑性變形；

（2） 多晶體的塑性變形；

（3） 合金的塑性變形；

（4） 冷變形金屬的組織與性能。

7. 回復與與結晶：

（1） 冷變形金屬在加熱時的變化；

（2） 回復：機制，熱力學，動力學，應用，影響因素；

（3） 再結晶：機制，熱力學，動力學，應用，影響因素；

（4） 再結晶後晶粒長大：機制，熱力學，動力學，應用及組織控制，影響因素；

（5） 金屬的熱變形，超塑性。

二、參考書目

1. 《材料科學基礎》（第二版），劉智恩，西北工業大學出版社，2003

2. 《材料科學基礎》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大學出版社，2000

3. 《材料科學基礎》，石德珂，西安交通大學出版社，2000

4. 《材料科學基礎》，潘金生，仝健民，清華大學出版社，1998

三、課程網站

521lyy，希望對你有用

④ 金屬學 冶金工業出版社

金屬學與熱處理

冶金工業出版社

1 金屬的晶體結構
1.1 金屬
1.1.1 金屬鍵
1.1.2 金屬的特性
1.1.3 金屬原子的排列規則
1.2 金屬的晶體結構
1.2.1 晶體與非晶體
1.2.2 空間點陣
1.2.3 常見的金屬晶體結構
1.3 晶體學概念
1.3.1 晶胞中的原子數
1.3.2 原子半徑
1.3.3 配位數和緻密度
1.3.4 晶體中原子的堆垛方式
1.3.5 晶體結構中的間隙
1.3.6 同素異晶轉變
1.3.7 晶面指數和晶向指數
1.4 合金的相結構
1.4.1 主要名詞概念
1.4.2 合金的相結構
1.5 實際金屬的結構
1.5.1 點缺陷
1.5.2 線缺陷
1.5.3 面缺陷
習題
2 純金屬的結晶
2.1 金屬結晶的規律
2.1.1 過冷現象及過冷度
2.1.2 結晶的熱力學條件
2.2 純金屬的結晶過程
2.2.1 液態金屬的結構
2.2.2 金屬的結晶過程
2.2.3 形核規律
2.3 晶核長大
2.3.1 液-固界面的微觀結構
2.3.2 晶核的長大
2.3.3 固-液界面前沿液體中的溫度梯度
2.3.4 純金屬的生長形態
2.4 晶粒大小的控制
2.4.1 晶粒大小對金屬力學性能的影響
2.4.2 過冷度對晶粒大小的影響
2.4.3 變質處理對晶粒大小的影響
2.4.4 振動、攪拌對晶粒大小的影響
2.5 結晶理論的應用
2.5.1 定向凝固技術
2.5.2 單晶體的制備
2.5.3 急冷凝固技術
習題
3 二元合金相圖
3.1 二元合金相圖
3.1.1 二元合金相圖的建立
3.1.2 相律及杠桿定律
3.2 二元勻晶相圖
3.2.1 Cu-Ni相圖分析
3.2.2 固溶體合金的結晶過程及組織
3.3 二元共晶相圖
3.3.1 Pb-Sn相圖分析
3.3.2 典型合金的平衡結晶過程及組織
3.4 包晶相圖及其合金的結晶
3.4.1 Pt-Ag合金相圖分析
3.4.2 典型合金的平衡結晶過程及組織
3.4.3 具有包晶轉變的合金的不平衡凝固
3.5 其他類型的二元合金相圖
3.5.1 形成穩定化合物的相圖
3.5.2 具有固態相交的相圖
3.6 合金的性能與相圖之間的關系
3.6.1 力學、物理性能與相圖的關系
3.6.2 合金工藝性能與相圖的關系
3.7 金屬鑄錠的組織與缺陷
3.7.1 鑄錠三晶區的形成
3.7.2 鑄錠缺陷
習題
4 鐵碳合金相圖
5 三元合金相圖
6 金屬及合金的塑性變形與再結晶
7 金屬與合金中的擴散
8 銅的熱處理原理
9 工業用鋼
10 鑄鐵
11 有色金屬合金
附錄
參考文獻

⑤ 純金屬結晶與合金結晶有什麼異同

金屬的結晶熔化凝固結晶金屬由液態轉變為固態的過程。結晶是指從原子不規則排列的液態轉變為原子規則排列的晶體狀態的過程。平衡結晶溫度或理論結晶溫度金屬熔點金屬的結晶金屬的結晶 ?? 物質從液態到固態的轉變過程。若凝固後的物質為晶體，則稱之為結晶。金屬及其合金都是晶體，所以它們的凝固過程就是結晶。 ?? 凝固過程影響後續工藝性能、使用性能和壽命。 ?? 凝固是相變過程，可為其它相變的研究提供基礎。 ?? 金屬冶煉、鑄造、焊接工藝過程就是結晶過程。第一節 結晶的基本規律一、液態金屬的結構結構：長程有序而短程有序。特點（與固態相比）：原子間距較大、原子配位數較小、原子排列較混亂。冷卻曲線 結晶潛熱 結晶溫度過冷結晶潛熱第一節 結晶的基本規律二、、過冷現象（1）過冷：金屬的實際結晶溫度總是低於其理論結晶溫度的現象。（2）過冷度：金屬材料的理論結晶溫度(Tm) 與其實 際 結 晶 溫 度 T o 之 差 △T=T m -T o 註：過冷是結晶的必要條件，結晶過程總是在一定的過冷度下進行。第一節 結晶的基本規律三、結晶過程（1）結晶的基本過程：形核－長大。（見示意圖）（2）描述結晶進程的兩個參數形核率：單位時間、單位體積液體中形成的晶核數量。用N表示。長大速度：晶核生長過程中，液固界面在垂直界面方向上單位時間內遷移的距離。用G表示。形核長大形成多晶體兩個過程重疊交織第二節 結晶的基本條件 1 熱力學條件（1）G-T曲線（圖3－4） a 是下降曲線：由G-T函數的一次導數（負）確定。 dG/dT=-S b 是上凸曲線：由二次導數（負）確定。 d 2 G/d 2 T=-C p /T c 液相曲線斜率大於固相：由一次導數大小確定。二曲線相交於一點，即材料的熔點。第二節 結晶的基本條件 1 熱力學條件（2）熱力學條件 △Gv=－L m △T/T m a △T>0, △Gv<0－過冷是結晶的必要條件（之一）。 b △T越大, △Gv越小－過冷度越大，越有利於結晶。 c △Gv的絕對值為凝固過程的驅動力。第二節 結晶的基本條件 2 結構條件（1）液態結構模型微晶無序模型拓撲無序模型（2）結構起伏（相起伏）：液態材料中出現的短程有序原子集團的時隱時現現象。是結晶的必要條件（之二）。出現幾率結構起伏大小第三節 晶核的形成均勻形核：新相晶核在遍及母相的整個體積內無軌則均勻形成。非均勻形核：新相晶核依附於其它物質擇優形成。 1 均勻形核（1）晶胚形成時的能量變化 △G＝V△Gv+σS =(4/3)πr 3 △Gv+4πr 2 σ 第三節 晶核的形成 1 均勻形核〔2〕臨界晶核 d△G/dr=0 r k =-2σ/△Gv 臨界晶核：半徑為r k 的晶胚。（3〕臨界過冷度 r k =-2σTm/Lm△T 臨界過冷度：形成臨界晶核時的過冷度。 △T k . △T≥△T k 是結晶的必要條件。第三節 晶核的形成 1 均勻形核（4）形核功與能量起伏 △G k ＝S k σ/3 臨界形核功：形成臨界晶核時需額外對形核所做的功。能量起伏：系統中微小區域的能量偏離平均能量水平而高低不一的現象。（是結晶的必要條件之三）。第三節 晶核的形成 1 均勻形核（5）形核率與過冷度的關系 N=N 1 .N 2 由於N受N 1 .N 2 兩個因素控制，形核率與過冷度之間是呈拋物線的關系。第三節 晶核的形成 2 非均勻形核（1）模型：外來物質為一平面，固相晶胚為一球冠。（2）自由能變化：表達式與均勻形核相同。第三節 晶核的形成 2 非均勻形核（3）臨界形核功計算時利用球冠體積、表面積表達式，結合平衡關系 σ lw =σsw+σ sl cosθ計算能量變化和臨界形核功。 △G k非 /△G k =(2-3cosθ+cos 3 θ)/4 a θ=0時，△G k非＝0，雜質本身即為晶核； b 180>θ>0時, △G k非 <△G k , 雜質促進形核； cθ=180時，△G k非＝△G k ，雜質不起作用。第三節 晶核的形成 2 非均勻形核（4）影響非均勻形核的因素 a 過冷度：（N-△T曲線有一下降過程）。（圖3－16） b 外來物質表面結構：θ越小越有利。點陣匹配原理：結構相似，點陣常數相近。 c 外來物質表面形貌：表面下凹有利。（圖3－17）第四節 晶核的長大 1 晶核長大的條件（1）動態過冷動態過冷度：晶核長大所需的界面過冷度。（是材料凝固的必要條件）（2）足夠的溫度（3）合適的晶核表面結構。第四節 晶核的長大 2 液固界面微結構與晶體長大機制粗糙界面（微觀粗糙、宏觀平整－金屬或合金的界面）：垂直長大。光滑界面（微觀光滑、宏觀粗糙－無機化合物或亞金屬材料的界面）：橫向長大：二維晶核長大、依靠缺陷長大。第四節 晶核的長大第四節 晶核的長大第四節 晶核的長大第四節 晶核的長大 3 液體中溫度梯度與晶體的長大形態（1）正溫度梯度（液體中距液固界面越遠，溫度越高）粗糙界面：平面狀。光滑界面：台階狀。（2）負溫度梯度（液體中距液固界面越遠，溫度越低）粗糙界面：樹枝狀。光滑界面：樹枝狀－多面體—台階狀。第四節 晶核的長大第四節 晶核的長大 (1)平面長大 ?? 當冷卻速度較慢時，金屬晶體以其表面向前平行推移的方式長大。晶體長大時，不同晶面的垂直方向上的長大速度不同。沿密排面的垂直方向上的長大速度最慢，而非密排面的垂直方向上的長大速度較快。平面長大的結果，晶體獲得表面為密排面的規則形狀。第四節 晶核的長大第四節 晶核的長大 (2)樹枝狀長大 ?? 當冷卻速度較快時，晶體的稜角和棱邊的散熱條件比面上的優越，因而長大較快，成為伸入到液體中的晶枝。優先形成的晶枝稱一次晶軸，在一次晶軸增長和變粗的同時，在其側面生出新的晶枝，即二次晶軸。其後又生成三次晶軸、四次晶軸。結晶後得到具有樹枝狀的晶體。 ?? 實際金屬結晶時，晶體多以樹枝狀長大方式長大。第四節 晶核的長大第五節凝固理論的應用 ?? 金屬結晶後，獲得由大量晶粒組成的多晶體。一個晶粒是由一個晶核長成的晶體，實際金屬的晶粒在顯微鏡下呈顆粒狀。 ?? 在一般情況下, 晶粒越小, 則金屬的強度, 塑性和韌性越好。工程上使晶粒細化, 是提高金屬機械性能的重要途徑之一。這種方法稱為細晶強化。 ?? 細化鑄態金屬晶粒有以下措施。第五節凝固理論的應用 1、增加過冷度一定體積的液態金屬中，若形核率N(單位時間單位體積形成的晶核數,個/m 3 ·s)越大，則結晶後的晶粒越多， 晶粒就越細小； 晶體長大速度G(單位時間晶體長大的長度, m/s)越快，則晶粒越粗。 ?? 隨著過冷度的增加, 形核速率和長大速度均會增大。但前者的增大更快，因而比值N/G也增大, 結果使晶粒細化。第五節 凝固理論的應用第五節凝固理論的應用 ?? 增大過冷度的主要辦法是提高液態金屬的冷卻速度，採用冷卻能力較強的模子。例如採用金屬型鑄模，比採用砂型鑄模獲得的鑄件晶粒要細小。第五節凝固理論的應用 2. 變質處理 ?? 變質處理就是在液體金屬中加入孕育劑或變質劑，以增加晶核的數量或者阻礙晶核的長大，以細化晶粒和改善組織。 ?? 例如，在鋁合金液體中加入鈦、鋯；鋼水中加入鈦、釩、鋁等。第五節凝固理論的應用 3. 振動在金屬結晶的過程中採用機械振動、超聲波振動等方法，可以破碎正在生長中的樹枝狀晶體，形成更多的結晶核心，獲得細小的晶粒。 4. 電磁攪拌將正在結晶的金屬置於一個交變電磁場中，由於電磁感應現象，液態金屬會翻滾起來，沖斷正在結晶的樹枝狀晶體的晶枝，增加結晶核心，從而可細化晶粒。第五節凝固理論的應用二、單晶體制備 1、意義：單晶是電子元件和激光元件的重要原料。金屬單晶也開始應用於某些特殊場合如噴氣發動機葉片等。 2、基本原理：根據結晶理論，制備單晶的基本要求是液體結晶時只存在一個晶核，要嚴格防止另外形核。 3、制備方法：尖端形核法和垂直提拉法。第五節凝固理論的應用三、定向凝固技術（1）原理：單一方向散熱獲得柱狀晶。（2）制備方法。第五節凝固理論的應用四、急冷凝固技術超高速急冷技術可獲得超細化晶粒的金屬、亞穩態結構的金屬和非晶態結構的金屬。非晶態金屬具有特別高的強度和韌性、優異的軟磁性能、高的電阻率、良好的抗蝕性等。（1）非晶金屬與合金 （2）微晶合金。（3）准晶合金。 ?? 一、相圖的意義及相關概念 ?? 二、二元合金狀態圖的建立 ?? 三、平衡相組成的分析 ?? 四、二元狀態圖的基本類型分析一、相圖的意義及相關概念 ?? 相圖的意義 ?? 相關概念 ??組元 ??合金系 ??相圖二、二元合金狀態圖的建立 ?? 目前，合金狀態圖主要是通過實驗測定的，且測定合金狀態圖的方法很多，但應用最多的是熱分析法。 ?? 以Cu—Ni合金相圖測定為例，說明熱分析法的應用及步驟： ?? （1）配製不同成分的合金試樣，如Ⅰ純銅； Ⅱ75%Cu+25%Ni；Ⅲ50%Cu+50%Ni；合金Ⅳ 25%Cu+75%Ni；Ⅴ：純Ni。 ?? （2）測定各組試樣合金的冷卻曲線並確定其相變臨界點； ?? （3）將各臨界點繪在溫度—合金成分坐標圖上； ?? （4）將圖中具有相同含義的臨界點連接起來，即得到Cu、 Ni合金相圖。用熱分析法測定Cu、Ni相圖 ?? a）冷卻曲線 b）相圖三、平衡相組成的分析 ?? 1．平衡相成分的確定 ?? 2．平衡相相對重量的確定：（杠桿定律）平衡相成分分析示意圖平衡相相對重量的確定（杠桿定律） mn mk m n m X M ?? ?? ?? ?? ' ' ' ?? mn kn m n X n M L ?? ?? ?? ?? ' ' ' 四、二元狀態圖的基本類型分析 ?? 1.二元勻晶相圖 ?? 2.二元共晶相圖 ?? 3.二元包晶相圖 ?? 4.形成穩定化合物的相圖 ?? 5.具有共析轉變的相圖 ?? 6.合金的性能與相圖的關系 1.二元勻晶相圖 1．相圖的組成及特徵 2．合金平衡結晶過程及組織 3．枝晶偏析及其消除 Cu-Ni二元均晶相圖 Cu-Ni合金枝晶偏析示意圖枝晶偏析及其消除 ?? 由於實際生產中，合金冷卻速度快，原子擴散不充分。擴散過程總是落後於結晶過程，合金結晶是在非平衡的條件下進行的。這使得先結晶出來的固溶體合金含高熔點組元較多，合金的熔點較高，構成晶體的樹枝狀骨架，後結晶出的部分含高熔點組元較少，熔點較低，填充於枝間。 ?? 這種在晶粒內化學成分不均勻的現象稱為枝晶偏析或稱晶內偏析。 ?? 出現枝晶偏析後，使合金材料的機械性能、耐蝕性能和加工工藝性能變壞。 ?? 出現枝晶偏析後，可通過擴散退火予以消除。一般採用將鑄件加熱到低於固相線100～200℃的溫度，進行長時間保溫，使偏析元素進行充分擴散，成分均勻化。 2.二元共晶相圖 1．相圖的組成分析 2．典型合金平衡結晶過程分析二元共晶相圖 1．相圖的組成分析 ?? 共晶相圖中有三個單相區：液相區L，固相 α和β相區； ?? 三個兩相區：L+α區，L+β區，α+β區； ?? 一個三相共存點：C點共晶合金結晶過程示意圖亞共晶合金結晶過程示意圖 2點溫度( 結束時) 點以下 L α L 1～2之間 L α 接近2點 α α+β α+β α β11 合金Ⅳ的結晶過程示意圖點以上 1-2之間 2-3之間 3以下 L α α L α βⅡ 3.二元包晶相圖 1．相圖的組成分析 2．典型合金平衡結晶過程分析二元包晶相圖 1．相圖的組成分析 ?? 在二元包晶相同中，有三個單相區：液相區L、固相區α和β相區； 三個兩相區：L+α、L+β、α+β； ?? 一個三相共存點：e點（L、α、β共存）合金I結晶過程示意圖合金Ⅱ結晶過程示意圖合金Ⅲ結晶過程示意圖 4.形成穩定化合物的相圖 ?? 合金系中兩組元之間還可能形成穩定的金屬化合物，其組成可用通式AmBn表示，它具有固定的成分和一定的熔點，可把它看成獨立的組元。它的分析可作為兩個簡單相圖進行。 5.具有共析轉變的相圖共析轉變 ?? 共析轉變屬於固態相變的一種類型。和共晶反應一樣是由一個相分解為兩個相的三相平衡等溫轉變。共析轉變的特點是：由特定成分的單相固態合金，在恆定的溫度下，分解成兩個新的，具有一定晶體結構的固相。其反應式可表達為：反應產物和的相對重量有一固定的比例： ?? 由於共析反應是在固態下進行的，其原子擴散條件很差，晶核成長速度很小，所以共析轉變物的組織是比較細密的兩相相間的機械混合物。 5. （1）合金的使用性能與相圖的關系 ?? 由圖可見，當合金形成單相固溶體時，隨溶質溶入量的增加，合金的硬度、強度升高，而電導率降低，呈透鏡形曲線變化，在合金性能與成分的關系曲線上有一極大值或極小值。當合金形成兩相混合物時，其性能是兩相性能值的算術平均值。隨著成分的變化，合金的強度、硬度、導電率等性能在兩組成相的性能間呈線性變化，對於共晶成分或共析成分的合金，其性能還與兩組成相的緻密程度有關，組織愈細，性能愈好。當合金形成穩定化合物時，在化合物處性能出現極大值或極小值。（2）合金工藝性能與相圖的關系 ?? 合金的工藝性能與相圖也有密切的聯系。如鑄造性能（包括流動性、縮孔分布、偏析大小）與相圖中液相線和固相線之間的距離密切相關。相圖中液相線與固相線的距離愈寬，形成枝晶偏析的傾向越大，同時先結晶出的樹枝晶阻礙未結晶液體的流動，則流動性愈差，分散縮孔愈多。 ?? 固溶體中溶質含量越高，鑄造性能愈差；共晶成分的合金鑄造性能最好，即流動性好，分散縮孔少，偏析程度小，所以鑄造合金的成分常選共晶成分或接近共晶成分。又如壓力加工性能好的合金是單相固溶體。因為固溶體的塑性變形能力大，變形均勻；而兩相混合物的塑性變形能力差。再如相圖中的單相合金不能進行熱處理，只有相圖中存在同素異構轉變、共析轉變、固溶度變化的合金才能進行熱處理。

⑥ 金屬學與熱處理的章節目錄

第一節 金屬
一、金屬的特性
二、金屬的原子結構特點
三、金屬原子間的結合方式(金屬鍵)
第二節 金屬的晶體結構
一、晶體的基本概念
二、金屑的典型晶格
三、典型晶格的其他參數
四、不同晶面和晶向原子排列的差異
五、晶體的各向異性
第三節 金屬的實際晶體結構
一、點缺陷
二、線缺陷
三、面缺陷
思考題與練習題 第一節 金屬結晶的現象
一、金屬結晶的過冷現象
二、純金屬的結晶過程
第二節 金屬結晶的條件
一、金屑結晶的能量條件
二、金屬結晶的結構條件
第三節 形核的規律
一、自發形核(均質形核)
二、非自發形核(異質形核)
第四節 晶核長大的規律
一、晶核長大的機理
二、晶核長大的方式
第五節 晶粒大小的控制
一、晶粒大小對性能的影響
二、影響晶粒大小的因素
三、控制晶粒大小的方法
思考題與練習題 第一節 基本概念
第二節 合金的相結構
一、固溶體
二、金屬化合物
三、機械混合物
第三節 二元合金相圖的建立
一、二元合金相圖的表示方法
二、二元合金相圖的測定方法
第四節 二元勻晶相圖
一、相圖分析
二、固溶體的平衡結晶及其組織
三、杠桿定律的應用
四、固溶體的不平衡結晶及其組織
五、固溶體合金的性能和相圖的關系
第五節 共晶相圖
一、相圖分析
二、典型合金的平衡結晶及其組織
三、初晶和共晶組織的形態
四、共晶合金性能與成分的關系
第六節 包晶相圖
一、相圖分析
二、典型合金的平衡結晶及其組織
第七節 其他類型的相圖
一、形成金屬間化合物的相圖
二、具有固態相變的相圖
第八節 二元合金相圖的分析法
一、二元合金相圖的分析方法
二、復雜二元合金相圖的分析舉例
思考題與練習題 第一節 鐵碳合金的組元及其基本相
一、金屬的同素異構轉變
二、鐵碳合金的基本相
第二節 Fe—Fe3C合金相圖分析
一、鐵碳合金相圖中的特性點
二、鐵碳合金相圖中的特性線
三、鐵碳合金相圖中的相區
第三節 典型合金的結晶過程及其組織
一、工業純鐵的結晶過程及組織轉變
二、共析鋼的結晶過程及組織轉變
三、亞共析鋼的結晶過程及組織轉變
四、過共析鋼的結晶過程及組織轉變
五、共晶白口鑄鐵的結晶過程及組織轉變
六、亞共晶白口鑄鐵的結晶過程及組織轉變
七、過共晶白口鑄鐵的結晶過程及組織轉變
第四節 含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響
一、含碳量對平衡組織的影響
二、含碳量對性能的影響
第五節 鐵一碳合金相圖的應用
一、在選材方面的應用
二、在鑄造生產方面的應用
三、在壓力加工工藝方面的應用
四、在熱處理方面的應用
五、在焊接工藝方面的應用
第六節 碳素鋼
一、鋼中雜質元素對鋼性能的影響
二、碳素鋼的分類
三、我國鋼鐵產品牌號表示方法及原則
四、碳素鋼的牌號、性能和用途
思考題與練習題 第一節 三元合金相圖基礎
第二節 三元勻晶相圖
一、相圖分析
二、等溫截面圖
三、變溫截面圖
第三節 三元共晶相圖
一、相圖分析
二、等溫截面圖
三、變溫截面圖
思考題與練習題 第一節 金屬的塑性變形
一、單晶體的塑性變形
二、多晶體的塑性變形
三、合金的塑性變形
四、塑性變形對金屬組織和性能的影響
第二節 冷變形金屬在加熱時的變化
一、回復
二、再結晶
三、晶粒長大
第三節 熱變形加工特點及組織和性能的變化
一、壓力加工時變形的分類
二、熱變形加工

⑦ 材料工程基礎的王昆林圖書

書名：材料工程基礎（第2版）
書號：9787302209584
作者：王昆林
定價：39元
出版日期：2009-9-1
出版社：清華大學出版社 本書闡述了材料科學與工程的基礎理論及其在材料加工工程中的應用，介紹了材料的成分、加工工藝、組織結構和性能之間的關系。主要包括原子結構與原子間結合鍵、晶體結構、固體中的擴散、材料的固化、相圖、固態相變與金屬熱處理、金屬的力學性能及其他性能、高分子材料的結構與性能、陶瓷的結構與性能等內容。
本書可作為高等院校材料科學與工程、材料加工工程和機械工程類專業學生的教材，也可供有關工程技術人員學習、參考。
本書為北京高等教育精品教材 目 錄1 緒論1
1.1 材料發展概要1
1. 1. 1 石器時代1
1. 1. 2 青銅器時代2
1. 1. 3 鐵器時代3
1. 1. 4 鋼鐵工業和有色金屬的發展3
1. 1. 5 非金屬材料的發展4
1. 1. 6 復合材料及新材料技術的發展 4
1.2 材料應用現狀5
1. 3 新材料的發展趨勢7
1.4 材料科學與工程簡介11
1. 4. 1 材料科學與工程學科的形成11
1. 4. 2 材料科學與工程的內容12
1. 4. 3 材料科學與工程的特點16
1.5 材料的分類17
1. 5. 1 金屬材料18
1. 5. 2 高分子材料18
1. 5. 3 陶瓷材料19
1. 5. 4 復合材料19
1. 6 材料加工工程簡介19
1. 6. 1 材料加工工藝20
1.6.2 新一代材料加工技術21
1.6.3 材料加工過程的計算機建模與模擬22
1. 6. 4 材料加工對結構和性能的影響23
2 原子結構與原子間結合鍵25
2.1 原子結構25
2.2 原子序數和原子質量25
2. 2. 1 原子序數25
2. 2. 2 核素與同位素26
2. 2. 3 原子質量與相對原子質量26
2.3 原子的電子層結構27
2. 3. 1 核外電子的運動狀態27
2. 3. 2 多電子原子軌道的能級29
2. 3. 3 原子的電子層結構31
2. 3. 4 原子的電子層結構與元素周期律、周期表35
2. 3. 5 原子結構與元素性質38
2. 4 原子的結合鍵43
2. 4. 1 一次鍵43
2. 4. 2 二次鍵46
2. 4. 3 混合鍵47
2. 4. 4 結合鍵的本質及原子間距48
2. 4. 5 結合鍵與性能49
材料工程基礎（第2版）目 錄3 晶體結構51
3. 1 晶體特徵51
3. 2 空間點陣與晶胞52
3. 2. 1 空間點陣和晶格52
3. 2. 2 晶胞52
3. 3 晶系與布拉菲點陣53
3. 4 晶向與晶向指數55
3. 4. 1 立方晶系的晶向指數55
3. 4. 2 六方晶系的晶向指數56
3. 5 晶面與晶面指數56
3. 5. 1 立方晶系的晶面指數56
3. 5. 2 六方晶系的晶面指數58
3. 6 晶帶和晶面間距58
3.6.1 晶帶58
3.6.2 晶面間距59
3. 7 典型的金屬晶體結構60
3. 7. 1 體心立方晶胞60
3. 7. 2 面心方立晶胞60
3. 7. 3 密排六方晶胞61
3. 7.4 三種典型晶體結構的比較61
3.8 原子體密度、面密度和線密度67
3.8.1 原子體密度67
3.8.2 原子面密度67
3.8.3 原子線密度69
3. 9 多晶型性與同素異構轉變69
3. 10 單晶與多晶71
3.11 離子晶體結構與共價晶體結構72
3.11.1 離子晶體結構72
3.11.2 共價晶體結構73
3. 12 微晶、准晶與液晶74
3. 12. 1 微晶74
3. 12. 2 准晶74
3. 12. 3 液晶75
3. 13 合金相結構77
3. 13. 1 固溶體77
3. 13. 2 中間相84
3. 14 晶體缺陷89
3. 14. 1 點缺陷90
3. 14. 2 線缺陷92
3. 14. 3 面缺陷100
3. 15 非晶態合金104
3. 16 用X射線衍射法分析晶體結構105
4 固體中的擴散 107
4.1 概述107
4.1.1 擴散機制107
4.1.2 擴散的驅動力109
4.1.3 固態擴散的分類109
4.2 擴散定律110
4.2.1 穩態擴散與擴散第一定律110
4.2.2 非穩態擴散與擴散第二定律111
4.3 影響擴散的因素113
4.3.1 溫度的影響113
4.3.2 晶體結構的影響114
4.3.3 基體金屬的性質114
4.3.4 固溶體類型對擴散的影響115
4.3.5 固溶體濃度對擴散的影響115
4.3.6 晶體缺陷的影響116
4.4 反應擴散116
4.4.1 反應擴散的過程及特點116
4.4.2 反應擴散的實例116
4.5 離子晶體和共價晶體中的擴散118
4.5.1 離子晶體中的擴散118
4.5.2 共價晶體中的擴散119
4.6 納米晶體材料的擴散119
4. 7 非晶體中的擴散120
4.8 擴散與材料加工120
4.8.1 擴散與晶粒長大120
4.8.2 鋼的氣體滲碳表面硬化121
4.8.3 硅晶片的摻雜擴散 123
4.8.4 擴散焊123
4.8.5 擴散與燒結和粉末冶金124
5 材料的固化125
5.1 材料固化的概念與特徵125
5.1.1 材料固化的概念125
5.1.2 材料固化的特徵125
5.2 金屬的結晶126
5.2.1 金屬結晶的條件與過程126
5.2.2 形核130
5.2.3 晶核長大136
5.2.4 金屬鑄錠的組織141
5.3 高聚物的固化142
5.3.1 固化過程及特點142
5.3.2 二次結晶與熱處理144
5.4 材料固化理論的應用145
5.4.1 細化晶粒145
5.4.2 液態急冷技術147
5.4.3 單晶的製取150
5.4.4 定向凝固150
5.4.5 微重力(太空失重)條件下的材料固化151
6 相圖153
6.1 相圖基本概念153
6.1.1 相圖153
6.1.2 相圖的表示方法153
6.1.3 相圖的建立方法154
6.2 相律和杠桿定律155
6.2.1 相律155
6.2.2 杠桿定律155
6.3 二元勻晶相圖157
6.3.1 相圖分析157
6.3.2 平衡結晶過程分析157
6.3.3 非平衡結晶過程分析158
6.3.4 成分過冷與晶體長大形態160
6.4 二元共晶相圖164
6.4.1 相圖分析164
6.4.2 典型合金平衡結晶過程分析165
6.4.3 初晶和共晶的組織形態168
6.4.4 非平衡結晶的特點170
6.5 二元包晶相圖172
6.5.1 相圖分析172
6.5.2 典型合金平衡結晶過程分析173
6.5.3 非平衡結晶的特點174
6.6 其他類型的二元相圖175
6.6.1 具有化合物的相圖175
6.6.2 具有三相平衡恆溫轉變的其他二元相圖177
6.6.3 具有同素異晶轉變的相圖178
6.7 相圖基本類型小結180
6.7.1 相圖基本形式180
6.7.2 相圖基本單元及其組合規律--相區接觸法則180
6.8 二元相圖的分析181
6.8.1 二元相圖的分析方法181
6.8.2 二元相圖分析舉例182
6.9 相圖與性能的關系183
6.9.1 相圖與合金使用性能的關系183
6.9.2 相圖與合金工藝性能的關系184
6.10 鐵碳合金相圖185
6.10.1 鐵碳相圖185
6.10.2 典型鐵碳合金的平衡結晶過程189
6.10.3 碳對鐵碳合金平衡組織與性能的影響195
6.10.4 Fe-Fe?3C相圖在材料加工中的應用199
7 固態相變與金屬熱處理201
7.1 固態相變概述201
7.1.1 固態相變的概念201
7.1.2 相變的分類202
7.2 鋼的熱處理原理204
7.2.1 鋼在加熱時的轉變204
7.2.2 鋼在冷卻時的轉變209
7.2.3 珠光體轉變216
7.2.4 馬氏體轉變221
7.2.5 貝氏體轉變225
7.3 鋼的熱處理工藝228
7.3.1 鋼的普通熱處理229
7.3.2 鋼的表面熱處理239
7.3.3 鋼的化學熱處理240
7.3.4 鋼的熱處理新技術247
8 金屬的力學性能及其他性能251
8.1 金屬的應力與應變251
8.1.1 拉伸的應力與應變251
8.1.2 壓縮的應力與應變254
8.1.3 彎曲的應力與應變255
8.1.4 剪切的應力與應變257
8.1.5 扭轉的應力與應變258
8.2 彈性性能259
8.3 金屬單晶體的塑性變形261
8.3.1 滑移261
8.3.2 孿生265
8.4 金屬多晶體的塑性變形266
8.4.1 多晶體塑性變形的特點267
8.4.2 晶粒大小對變形的影響268
8.5 合金的塑性變形269
8.5.1 固溶體的塑性變形特點269
8.5.2 多相合金的塑性變形特點271
8.6 塑性變形對合金組織和性能的影響272
8.6.1 塑性變形對組織結構的影響272
8.6.2 塑性變形對性能的影響275
8.7 金屬及合金的回復與再結晶276
8.7.1 形變金屬或合金加熱過程中的一般變化277
8.7.2 回復278
8.7.3 再結晶279
8.7.4 再結晶後的晶粒長大283
8.7.5 再結晶退火後的組織286
8.7.6 金屬與合金的熱加工287
8.8 金屬的斷裂288
8.8.1 斷裂的一般過程289
8.8.2 脆性斷裂289
8.8.3 韌性斷裂291
8.8.4 韌性-脆性的轉移292
8.8.5 斷裂韌性293
8.9 金屬的疲勞294
8.10 金屬的蠕變和持久強度296
8.10.1 金屬的蠕變296
8.10.2 持久強度297
8.11 硬度297
8.11.1 布氏硬度298
8.11.2 洛氏硬度298
8.12 金屬的磨損299
8.13 金屬的物理和化學性能300
8.13.1 金屬的物理性能300
8.13.2 金屬的化學性能302
8.14 金屬的工藝性能302
8.14.1 鑄造性能303
8.14.2 鍛造性能303
8.14.3 焊接性能304
8.14.4 切削加工性能304
8.14.5 熱處理工藝性能304
9 高分子材料的結構與性能305
9.1 概述305
9.1.1 高分子材料的基本概念305
9.1.2 高分子材料的合成308
9.1.3 高聚物材料的加工成型309
9.2 高聚物的結構310
9.2.1 大分子內和大分子之間的相互作用310
9.2.2 大分子鏈結構311
9.2.3 大分子的聚集態結構317
9.3 高聚物的性能319
9.3.1 高聚物的力學性能319
9.3.2 高聚物的物理性能和化學性能特點330
10 陶瓷的結構與性能333
10.1 陶瓷材料概述333
10.1.1 陶瓷的概念333
10.1.2 陶瓷的分類333
10.1.3 陶瓷的生產334
10.2 陶瓷的組織與結構336
10.2.1 陶瓷的組織336
10.2.2 陶瓷的結構336
10.3 陶瓷材料的性能342
10.3.1 陶瓷的機械性能342
10.3.2 陶瓷的物理和化學性能346
10.4 陶瓷材料加工347
10.4.1 陶瓷表面金屬化與封接(焊接)347
10.4.2 陶瓷表面塗層349
10.4.3 陶瓷的加工354
參考文獻357

⑧ 西北工業大學材料加工過程的熱力學基礎，研究生課程考試試題

1.
工程材料中的原子排列
（1）
原子鍵合，工程材料種類；
（2）
原子的規則排列：晶體結構與空間點陣，晶向及晶面的特點及表示，金屬的晶體結
構，陶瓷的晶體結構。
（3）
原子的不規則排列：點、線、面缺陷的類型及特徵，位錯的彈性性質，實際晶體中
的位錯。
2.
固體中的相結構
（1）
固溶體：分類、性能及影響固溶度的因素；
（2）
金屬間化合物：分類、性能及特徵；
（3）
陶瓷晶體相：分類、結構、性能及特徵；
（4）
玻璃相：性能、特徵及形成條件。
3.
凝固與結晶
（1）
結晶的基本規律；
（2）
結晶的基本條件；
（3）
晶核的形成：形核能量變化，臨界晶核，形核功，形核率；
（4）
晶體的長大：長大條件，液固界面結構，長大機制，溫度梯度，晶體形態；
（5）
凝固理論的應用。
4.
二元相圖：
（1）
相圖的基本知識；
（2）
二元勻晶相圖、共晶相圖及包晶相圖：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固過
程中的成分變化及偏析，成分過冷與固溶體組織，共晶體形成機理及其形態，杠桿定律；
（3）
二元相圖的分析方法，其他類型二元相圖及其應用；
（4）
Fe-C相圖分析及平衡凝固；
（5）
鑄錠組織與偏析。
5.
材料中的擴散：
（1）
擴散定律及其應用；
（2）
擴散的微觀機理，影響擴散的因素；
（3）
擴散的熱力學理論；

⑨ 華中科技大學材料學院研究生專業課復試考什麼啊，越具體越好………………………………………………………

華中科技大學碩士研究生入學考試《材料科學基礎》考試大綱

第一部分 考試說明
一、考試性質
《材料科學基礎》是材料學科的專業基礎課，著重講述材料的微觀組織與性能之間的關系。本課程強調晶體材料中的共性基礎問題，對於理解現有材料和開發新材料都具有重要的指導意義。因此，該課程被指定為材料學科專業碩士研究生的入學專業基礎考試課程。
二、考試的學科範圍
詳細要點見第二部分，重在掌握基本概念及其應用，強調晶體材料的共性知識。
三、評價目標
考試的目標是考查學生對《材料科學基礎》基本理論的掌握程度以及應用基本理論分析材料問題的能力。
四、考試形式與試卷結構
考試時間180分鍾，閉卷筆試。包括概念填空、簡單計算和分析論述等不同形式的題目。
五、參考書目
主要參考書為上海交通大學胡賡祥等編寫的《材料科學基礎》2006年第二版，也可參考其它同類教材，如西安交大石德柯等編《材料科學基礎》，清華潘金生等編《材料科學基礎》，哈工大李超編《金屬學原理》，中南礦冶曹明盛編《物理冶金基礎》等等。

第二部分 考查要點
一、原子結構與鍵合
1．原子結構
（1）物質的組成
（2）原子的結構
（3）原子的電子結構
2．原子間的鍵合
（1）金屬鍵
（2）共價鍵
（3）離子鍵
（4）范德華力
（5）氫鍵
3．高分子鏈
二、晶體結構
1.晶體學基礎
(1) 空間點陣和晶胞
(2) 晶向指數和晶面指數
(3) 晶體的對稱性
2.金屬的晶體結構
(1) 三種典型的金屬晶體結構
(2) 晶體的原子堆垛方式和間隙
(3) 多晶型性
3.合金相結構
(1) 固溶體
(2) 中間相
4．離子晶體結構
5．共價晶體結構
三、晶體缺陷
1.點缺陷
(1) 點缺陷的形成
(2) 點缺陷的平衡濃度
(3) 點缺陷的運動
2.位錯
(1) 位錯的基本類型和特徵
(2) 伯氏矢量
(3) 位錯的運動
(4) 位錯的彈性性質
(5) 位錯的生成和增殖
(6) 實際晶體結構中的位錯
3.表面及界面
(1) 外表面
(2) 晶界和亞晶界
(3) 孿晶界
(4) 相界
四、擴散
1.表象理論
(1) 菲克第一定律
(2) 菲克第二定律
(3) 擴散方程的解
(4) 置換型固溶體中的擴散
(5) 擴散系數D與濃度相關時的求解
2.擴散的熱力學分析
3.擴散的原子理論
(1) 擴散機制
(2) 原子跳躍和擴散系數
4.擴散激活能
5.無規則行走與擴散距離
6.影響擴散的因素
7.反應擴散
五、形變與再結晶
1.晶體的塑性變形
(1) 單晶體的塑性變形
(2) 多晶體的塑性變形
(3) 合金的塑性變形
(4) 塑性變形對材料組織與性能的影響
2.回復和再結晶
(1) 冷變形金屬在加熱時的組織與性能變化
(2) 回復
(3) 再結晶
(4) 晶粒長大
(5) 再結晶退火後的組織
3.熱變形與動態回復、再結晶
(1) 動態回復與動態再結晶
(2) 熱加工對組織性能的影響
六、單組元相圖及純晶體的凝固
1.單元系相變的熱力學及相平衡
(1) 相平衡條件和相律
(2) 單元系相圖
2.純晶體的凝固
(1) 液態結構
(2) 晶體凝固的熱力學條件
(3) 形核
(4) 晶體長大
(5) 結晶動力學及凝固組織
七、二元系相圖及其合金的凝固
1.相圖的表示和測定方法
2.相圖熱力學的基本要點
(1) 固溶體的自由能-成分曲線
(2) 多相平衡的公切線原理
(3) 混合物的自由能和杠桿法則
(4) 從自由能-成分曲線推測相圖
(5) 二元相圖的幾何規律
3.二元相圖分析
(1) 勻晶相圖和固溶體凝固
(2) 共晶相圖及其合金凝固
(3) 包晶相圖及其合金凝固
(4) 溶混間隙相圖與調幅分解
(5) 復雜二元相圖的分析方法
(6) 根據相圖推測合金的性能
4.二元合金的凝固理論
(1) 固溶體的凝固理論
(2) 共晶凝固理論
(3) 合金鑄錠(件)的組織與缺陷
八、三元相圖
1.三元相圖的基礎
(1) 三元相圖成分表示方法
(2) 三元相圖的空間模型
(3) 三元相圖的截面圖和投影圖
(4) 三元相圖中的杠桿定律及重心定律
2.固態互不溶解的三元共晶相圖
3.固態有限互溶的三元共晶相圖
4.兩個共晶型二元系和一個勻晶型二元系構成的三元相圖
5.包共晶型三元系相圖
6.具有四相平衡包晶轉變的三元系相圖

第三部分 考試樣題
可以參考近年的考試試題，但不要以此去推測考試側重點。不同教師出題風格是不同的，考試題不是教學的全部內容，但出題范圍原則上不會超出大綱。

⑩ 天大焊接研究生

初試：
政治
英語
數學二
材料加工基礎 （焊接方法及工藝）或者材料科學基礎（固態相變原理）選一
括弧里的是復試科目

考試大綱：
材料加工基礎的大綱

一、考試的總體要求
要求考生比較系統的掌握本課程的基本理論和學習方法，較系統的理解金屬與合金的化學成分、結構、組織與性能之間的內在聯系以及在各種材料熱加工條件下的變化規律，具有綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。

二、內容及比例：（重點部分）
1、金屬的結晶和晶體結構
2、鐵-碳合金相圖及相結構
3、金屬及合金的塑性變形與斷裂
4、金屬與合金的回復與再結晶
5、擴散
6、鋼的熱處理原理
7、鋼的熱處理工藝
8、工業用鋼
9、焊接熱影響區組織與性能

試卷中金屬學占 40-50%，熱處理及工業用鋼佔40-50%，焊接熱影響區佔5-10%。

三、 試卷題型及比例
概念、填空、選擇與判斷佔30-45%
問答題 佔30%。
綜合分析題占 25～40％

四、 考試形式及時間
考試形式為筆試。考試時間為三小時。
天津大學碩士生入學考試業務課程考試大綱
課程編號:862 課程名稱: 金屬材料科學基礎

一、考試的總體要求
該課程是材料學專業（金屬材料方向）的一門重要專業基礎課，要求考生全面、系統地掌握金屬學的基本知識和基本理論；了解與金屬材料性能密切相關的物質結構特徵及與形成過程相關的材料行為規律；具備綜合運用所學知識進行分析和解決實際問題的能力。
二、考試的內容
第1部分 金屬的晶體結構
① 空間點陣和晶胞；
② 晶系和布拉菲點陣；
③ 晶向指數和晶面指數；
④ 典型金屬的晶體結構：原子堆垛方式、點陣常數、配位數和緻密度；間隙；
⑤ 多晶型轉變。
第2部分 晶體缺陷
① 點缺陷：點缺陷的類型、點缺陷的產生；
② 位錯的基本概念：位錯的基本類型、柏氏矢量、位錯的運動、位錯密度、位錯的觀察。
③ 位錯的能量及交互作用：位錯的應變能、位錯的線張力、位錯的應力場、位錯的分解與合成；
④ 晶體中的界面：晶界的結構與晶界能。
第3部分 相結構及相圖
① 材料的相結構：固溶體、中間相；
② 二元相圖及其類型：相圖的基本知識、杠桿定律、二元系相圖、相圖與性能的關系；
③ 復雜相圖分析：分析方法、鐵-碳合金相圖；
④ 相圖熱力學基礎：吉布斯自由能與成分的關系、相平衡條件、吉布斯自由能曲線與相圖；
⑤ 三元系相圖及其類型：三元相圖的表示方法、相區接觸法則、垂直截面及水平截面、三元勻晶相圖、具有兩相共晶反應的三元系相圖、具有共晶型四相平衡反應的三元系相圖。
第4部分 金屬的凝固
① 晶體材料熔融凝固的基本規律：液態的結構、凝固的熱力學條件、過冷現象、結晶的一般過程；
② 晶核的形成：均勻形核、形核率、非均勻形核；
③ 晶核的生長：液-固界面的微觀結構、熔體中晶體的生長形態、晶體長大的線速度；
④ 固溶體的凝固：固溶體的平衡凝固、穩態凝固、成分過冷；
⑤ 共晶合金的凝固：共晶體的形成、共晶體的形態；
⑥ 凝固組織及其控制：晶粒尺寸的控制、鑄錠組織及其控制、鑄錠的缺陷；
第5部分 材料中的原子擴散
① 擴散現象及擴散方程：擴散現象、菲克第一定律、菲克第二定律、擴散方程的應用、柯肯達爾效應；
② 擴散的微觀機制：空位機制、間隙機制、自間隙機制、擴散系數、擴散激活能；
③ 擴散驅動力；
④ 反應擴散；
⑤ 影響擴散的因素。
第6部分 金屬的塑性變形
① 滑移與孿晶變形：滑移機制、滑移面和滑移方向、孿晶變形；
② 單晶體的塑性變形：施密特定律、單滑移、多滑移、交滑移；
③ 多晶體的塑性變形；
④ 純金屬的變形強化：位錯的交割、位錯的反應、位錯的增殖；
⑤ 合金的變形與強化：單相合金的變形與強化、低碳鋼的屈服和應變時效、第二相對合金變形的影響；
⑥ 冷變形金屬的組織與性能：冷變形金屬的力學性能、冷變形金屬的組織、形變織構、殘余應力；
第7部分 回復與再結晶
① 冷變形金屬的回復：回復階段性能與組織的變化、回復動力學、回復機制；
② 冷變形金屬的再結晶：再結晶的形核、再結晶動力學、影響再結晶的因素、再結晶後的晶粒長大；
③ 金屬的熱變形對組織與性能的影響。
三、試卷題型及比例
1．名詞解釋
2．是非判斷
3．選擇填空
4．問答題
5．計算題
6. 作圖題
第1、2、3種類型約佔40％；第4、5、6種類型約佔60％。
四、考試形式及時間
考試形式均為筆試。考試時間為三小時(滿分150)。