在匀晶相图上证明杠杆定律

① 材料科学基础的图书信息1

书名：材料科学基础（修订版）
书号：9787302247616
作者：潘金生、田民波、仝健民
定价：70元
出版日期 ：2011-1-1
出版社：清华大学出版社 本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书是《材料科学基础》（清华大学出版社，1998年）的修订版。作为一部比较经典的高等院校教材，
本书结合金属和合金、陶瓷、硅酸盐等各类材料，着重阐述材料科学的基础理论及其应用，包括晶体学、晶体缺陷、固体材料的结构和键合理论、材料热力学和相图、固体动力学（扩散）、凝固与结晶和相变等内容。此次修订，除订正上一版的差错之外，还替换了不少陈旧的图表，增补了若干新的内容，并增补了习题和解题指导。
本书可用作高等学校材料院系各专业本科生及研究生的材料科学课程教材，
也可作为其他院系材料类专业学生及广大材料工作者的参考书。 目录
第1章晶体学基础
1.1引言
1.2空间点阵
1.2.1晶体的特征和空间点阵
1.2.2晶胞、晶系和点阵类型
1.2.3复式点阵，晶胞和原胞
1.3晶面指数和晶向指数
1.3.1晶面和晶向指数的确定
1.3.2立方和六方晶体中重要晶向的快速标注
1.4常见晶体结构及其几何特征
1.4.1常见晶体结构
1.4.2几何特征
1.4.3常见晶体结构中的重要间隙
1.5晶体的堆垛方式
1.6晶体投影
1.6.1球投影
1.6.2极射投影
1.6.3乌氏网及其应用
1.6.4标准投影
1.6.5极射投影练习
1.7倒易点阵
1.7.1倒易点阵的确定方法，倒易基矢
1.7.2倒易点阵的基本性质
1.7.3实际晶体的倒易点阵
1.7.4倒易点阵的应用
1.8菱方晶系的两种描述
1.8.1菱方轴和六方轴的基矢关系
1.8.2点阵常数换算公式
1.8.3晶向指数变换
1.8.4晶面指数变换
习题
第2章固体材料的结构
2.1引言
2.2原子结构
2.2.1经典模型和玻尔理论
2.2.2波动力学理论和近代原子结构模型
2.2.3能级图和元素的原子结构
2.2.4原子稳定性和能级的实验测定
2.3结合键
2.3.1离子键
2.3.2共价键
2.3.3金属键
2.3.4分子键
2.3.5氢键
2.4分子的结构
2.4.1多原子体系电子状态的一般特点
2.4.2共价分子的结构
2.5晶体的电子结构
2.5.1晶体的结合键
2.5.2晶体中电子的能态
2.5.3晶体的结合能
2.6元素的晶体结构和性质
2.6.1元素的晶体结构
2.6.2元素性质的周期性
2.7合金相结构概述
2.7.1基本概念
2.7.2合金成分的表示
2.7.3合金相分类
2.8影响合金相结构的主要因素
2.8.1原子半径或离子半径
2.8.2电负性
2.8.3价电子浓度
2.8.4其他因素
2.9固溶体
2.9.1什么是固溶体
2.9.2固溶体分类
2.9.3固溶度和Hume?Rothery规则
2.9.4固溶体的性能与成分的关系
2.10离子化合物
2.10.1决定离子化合物结构的几个规则
2.10.2典型离子化合物的晶体结构
2.10.3氧化物结构的一般规律
2.10.4决定无机化合物晶体结构的其他方法
2.11硅酸盐结构简介
2.11.1硅酸盐结构的一般特点及分类
2.11.2含有有限硅氧团的硅酸盐
2.11.3链状硅酸盐
2.11.4层状硅酸盐
2.11.5骨架状硅酸盐
2.12金属间化合物（Ⅰ)： 价化合物
2.13金属间化合物（Ⅱ)： 电子化合物
2.14金属间化合物（Ⅲ)： 尺寸因素化合物——密排相
2.14.1密排相中原子排列的几何原则
2.14.2几何密排相
2.14.3拓扑密排相
2.15间隙化合物
2.15.1间隙化合物的分类： H?gg规则
2.15.2间隙化合物的结构
2.15.3间隙化合物的特性
2.16合金相结构符号
习题
第3章晶体的范性形变
3.1引言
3.2滑移系统和Schmid定律
3.2.1晶体的滑移系统
3.2.2Schmid定律
3.2.3Schmid定律的应用
3.3滑移时参考方向和参考面的变化
3.3.1参考方向的变化
3.3.2参考面的变化
3.4滑移过程中晶体的转动
3.4.1晶体转动的原因
3.4.2晶体转动的规律
3.4.3晶体转动的后果
3.5滑移过程的次生现象
3.6单晶体的硬化曲线
3.7孪生系统和原子的运动
3.7.1晶体的孪生系统
3.7.2孪生时原子的运动和特点
3.8孪生要素和长度变化规律
3.8.1孪生引起的形状变化
3.8.2孪生四要素和切变计算
3.8.3孪生时长度变化规律
3.8.4孪生时试样的最大伸长和最大缩短量
3.9孪晶和基体的位向关系
3.9.1位向关系
3.9.2孪生引起的晶向变化
3.10孪生系统的实验测定
3.11滑移和孪生的比较
3.12多晶体范性形变的一般特点
3.12.1晶粒边界
3.12.2多晶体范性形变的微观特点
3.12.3晶粒度及其对性能的影响
3.13冷加工金属的储能和内应力
3.14应变硬化
3.14.1应变硬化现象
3.14.2实际晶体的硬化行为
3.14.3影响应变硬化的因素
3.14.4应变硬化在生产实际中的意义
3.15多晶材料的择优取向（织构)
3.15.1概述
3.15.2织构的描述和测定方法
3.15.3实际金属的织构和各向异性
3.15.4织构理论概述
3.15.5织构的实际意义及其控制方法
3.16纤维组织和流线
3.17晶体的断裂
3.17.1概述
3.17.2脆性断裂的微观理论——Griffith裂缝理论
3.17.3金属脆性断裂的特点
3.17.4影响金属的韧性、脆性和断裂的因素
习题
第4章晶体中的缺陷
4.1引言
4.2点缺陷的基本属性
4.2.1点缺陷类型
4.2.2点缺陷的平衡浓度
4.2.3过饱和点缺陷的形成
4.2.4点缺陷对晶体性质的影响
4.3点缺陷的实验研究
4.3.1比热容实验
4.3.2热膨胀实验
4.3.3淬火实验
4.3.4淬火—退火实验
4.3.5正电子湮没实验
4.4位错理论的提出
4.5什么是位错
4.5.1局部滑移
4.5.2局部位移
4.6位错的普遍定义与柏格斯矢量
4.6.1柏格斯回路
4.6.2柏氏矢量的物理意义
4.6.3柏氏矢量和位错的表征
4.6.4柏氏矢量的守恒性
4.7位错的运动
4.7.1刃型位错的运动
4.7.2螺型位错的运动
4.7.3混合位错的运动
4.8位错密度和晶体的变形速率
4.8.1位错密度的定义及其实验测定
4.8.2位错密度和晶体的变形速率
4.8.3位错密度和晶体的强度
4.9位错的基本几何性质
4.10固体弹性理论简介
4.10.1应力分析
4.10.2应变分析： 位移和应变张量
4.10.3胡克定律
4.10.4平衡方程
4.10.5柱坐标系下的应力和应变
4.10.6弹性力学的应用简介
4.11位错的应力场
4.11.1螺型位错的应力场
4.11.2刃型位错的应力场
4.12位错的弹性能和线张力
4.13作用于位错上的力
4.13.1引起位错滑移的力
4.13.2引起刃型位错攀移的力
4.13.3一般情形下位错受的力
4.14位错与位错间的交互作用
4.14.1同号刃型位错间的交互作用
4.14.2异号刃型位错间的交互作用
4.14.3平行螺型位错间的作用力
4.14.4螺型位错和刃型位错间的交互作用
4.14.5位于同一滑移面上的一对平行混合位错间的交互作用
4.14.6交叉位错间的交互作用
4.15位错与点缺陷之间的交互作用
4.15.1刃型位错与点缺陷的交互作用能和作用力
4.15.2柯氏气团和明显屈服现象
4.15.3脱钉力的计算
4.15.4讨论
4.16位错的起动力——派?纳力
4.16.1位错起动力的分析——Peirls?Nabarro模型
4.16.2讨论
4.17镜像力
4.18位错的起源与增殖
4.18.1位错的起源
4.18.2位错的增殖机制
4.18.3位错的源地和尾闾
4.19位错的塞积
4.20位错的交割
4.20.1刃型位错与刃型位错的交割
4.20.2刃型位错与螺型位错的交割
4.20.3螺型位错与螺型位错的交割
4.21面心立方晶体中的位错
4.21.1全位错
4.21.2Shockley分位错
4.21.3扩展位错
4.21.4Frank分位错
4.21.5压杆位错
4.22位错反应
4.22.1自发位错反应的条件
4.22.2FCC中位错反应的一般表示： Thompson四面体
4.22.3位错反应举例
4.23密排六方和体心立方晶体中的位错
4.23.1密排六方晶体中的位错
4.23.2体心立方晶体中的位错
4.24其他晶体中的位错
4.24.1离子晶体中的位错
4.24.2超点阵中的位错
4.24.3共价晶体中的位错
4.24.4层状结构中的位错
4.24.5聚合物晶体中的位错
4.25小角度晶粒边界
4.25.1倾侧晶界
4.25.2扭转晶界
4.25.3一般小角度晶界
4.26位错的实验观测
4.26.1表面法（或蚀坑法)
4.26.2缀饰法
4.26.3透射电镜法
4.26.4其他方法
4.27位错理论的应用（小结)
习题
第5章材料热力学
5.1热力学在材料科学中的意义
5.2热力学基本参数和关系
5.2.1热力学第一定律
5.2.2热力学第二定律
5.2.3热力学函数的基本关系
5.2.4化学位
5.3纯金属吉布斯自由能和凝固热力学
5.4合金相热力学
5.4.1二组元固溶体相的吉布斯自由能
5.4.2中间相和混合相的吉布斯自由能
5.5相平衡热力学
5.5.1相平衡的化学位
5.5.2化学位的图解确定
5.5.3相平衡的公切线定则
5.6相图热力学
5.6.1二元连续固溶体相图的建立
5.6.2二元系共晶相图的热力学确定
5.6.3具有固溶度间隙相图的建立
5.6.4含有金属间化合物相图的建立
5.7晶体缺陷热力学
5.7.1空位的热力学分析
5.7.2位错的热力学分析
5.7.3界面的热力学分析
5.8相变热力学
5.8.1固溶体脱溶分解的驱动力
5.8.2由驱动力看新相形成的规律
5.8.3调幅分解
习题
第6章相图
6.1概述
6.1.1研究相图的意义
6.1.2相图的表示方法
6.1.3相图的建立
6.1.4相图的类型和结构
6.2相律和杠杆定律
6.2.1相律
6.2.2杠杆定律
6.3二元匀晶相图
6.3.1图形分析
6.3.2结晶过程分析
6.3.3结晶中的扩散过程分析
6.3.4非平衡结晶分析
6.4二元共晶相图
6.4.1图形分析
6.4.2结晶过程分析
6.4.3共晶结晶机理
6.4.4初生相和共晶组织分析
6.4.5非平衡状态分析
6.5二元包晶相图
6.5.1图形分析
6.5.2结晶过程分析
6.5.3非平衡状态分析
6.6其他二元相图
6.6.1液态无限溶解，固态形成化合物的相图
6.6.2液态无限溶解，固态有转变的相图
6.6.3二组元在液态有限溶解的相图
6.6.4二组元在液态无限溶解，固态有单析反应的相图
6.6.5有熔晶（再熔）反应的相图
6.7相图基本类型小结
6.7.1相图基本型式的特点
6.7.2相图基本单元及其组合规律——相区接触法则
6.7.3假想相图
6.8相图与性能关系
6.8.1相图与力学性能关系
6.8.2相图与铸造工艺性关系
6.9Fe?C合金相图
6.9.1图形分析
6.9.2结晶过程分析
6.9.3组织区分析
6.9.4虚线部分相图分析
6.10三元相图
6.10.1概述
6.10.2三元匀晶相图
6.10.3三元共晶相图
6.10.4固态有限溶解，具有一个三相平衡区的三元相图
6.10.5固态有限溶解，具有四相平衡区的三元相图
6.10.6有化合物的三元相图
习题
第7章界面
7.1研究界面的意义
7.2界面类型和结构
7.2.1按界面两边物质状态分类
7.2.2按界面两边晶体取向差角度分类
7.2.3根据界面上原子排列情况和吻合程度分类
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影响晶界偏聚的因素
7.5界面迁移
7.5.1界面迁移速度
7.5.2界面迁移的驱动力
7.5.3影响界面迁移率的因素
7.6界面与组织形貌
7.6.1单相组织形貌
7.6.2复相组织平衡形貌
7.7界面能的测量
7.7.1界面张力平衡法
7.7.2测量界面能的动力学方法
习题
第8章固体中的扩散
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稳态扩散及其应用
8.3.1一维稳态扩散
8.3.2柱对称稳定扩散
8.3.3球对称稳态扩散
8.4非稳态扩散
8.4.1一维无穷长物体的扩散
8.4.2半无穷长物体的扩散
8.4.3瞬时平面源
8.4.4有限长物体中的扩散
8.5D?C关系，俣野方法
8.6克根达耳效应
8.6.1克根达耳（Kirkendall)效应
8.6.2克根达耳效应的理论和实际意义
8.7分扩散系数，达肯公式
8.8扩散的微观理论和机制
8.8.1扩散与原子的随机行走
8.8.2菲克定律的微观形式及D的微观表示
8.8.3扩散的微观机制
8.8.4扩散系数和扩散激活能的计算
8.9扩散热力学
8.9.1菲克定律的普遍形式
8.9.2扩散系数、溶质分布等与热力学量之间的关系
8.10影响扩散的因素
8.10.1温度的影响
8.10.2成分的影响
8.10.3晶体结构的影响
8.10.4短路扩散
8.11反应扩散
8.11.1反应扩散的过程及特点
8.11.2反应扩散动力学
8.11.3反应扩散的实例
8.12离子晶体中的扩散
8.12.1离子晶体中的缺陷
8.12.2离子晶体的扩散机制
8.12.3离子迁移率
8.12.4离子电导率与扩散系数的关系
8.13扩散的实际应用——固态烧结
8.13.1固态烧结过程
8.13.2初期烧结阶段的半定量分析
习题
第9章凝固与结晶
9.1概述
9.1.1研究凝固与结晶的意义
9.1.2液态金属的结构
9.1.3结晶的一般过程
9.2金属凝固时的形核过程
9.2.1均匀形核
9.2.2非均匀形核
9.3纯金属晶体的长大
9.3.1宏观长大方式
9.3.2微观长大方式
9.4单相固溶体晶体的长大
9.4.1平衡凝固
9.4.2固相无扩散，液相完全混合的凝固
9.4.3固相无扩散，液相只有扩散、无对流的凝固
9.4.4固相无扩散，液相界面附近只有扩散，其余部分有对流的凝固
9.4.5成分过冷
9.4.6单相固溶体晶体的生长方式
9.4.7晶体中的偏析
9.5两相共晶体的长大
9.5.1典型共晶与非典型共晶的形成
9.5.2层片状共晶的凝固生长
9.5.3共晶凝固中的成分过冷
9.6金属和合金铸锭组织的形成和控制
9.6.1铸锭三区的形成
9.6.2铸锭组织的控制
9.6.3特殊凝固方法
习题
第10章回复与再结晶
10.1概述
10.1.1研究回复与再结晶的意义
10.1.2变化条件
10.1.3变化过程
10.2回复
10.2.1回复过程的特征
10.2.2回复过程机制
10.2.3回复动力学
10.2.4回复的应用
10.3再结晶
10.3.1再结晶过程的特征
10.3.2再结晶过程机制
10.3.3再结晶动力学
10.3.4再结晶温度
10.3.5再结晶后晶粒大小
10.4晶粒长大及其他结构变化
10.4.1正常晶粒长大
10.4.2反常晶粒长大
10.4.3再结晶图
10.4.4退火孪晶
10.4.5再结晶织构
10.5金属的热变形
10.5.1动态回复和动态再结晶
10.5.2热变形引起组织、性能的变化
10.5.3超塑性
习题
第11章固态相变（Ⅰ）——扩散型相变
11.1固态相变通论
11.1.1固态相变的一般特点
11.1.2固态相变的分类
11.2从过饱和固溶体中的脱溶（时效）
11.2.1时效硬化现象及特点
11.2.2脱溶过程
11.2.3过渡相的结构
11.2.4工业用脱溶硬化合金举例
11.3脱溶的形核长大理论
11.3.1固态相变的形核
11.3.2晶核长大动力学
11.4脱溶的调幅分解理论
11.4.1调幅分解的条件——成分与温度范围
11.4.2调幅分解的定量分析
11.4.3调幅分解与形核长大两种脱溶方式的对比
11.5颗粒粗化
11.5.1颗粒粗化的驱动力分析
11.5.2浓度分布
11.5.3粗化过程和粗化速率
11.5.4平衡颗粒尺寸
11.6不连续沉淀
11.6.1不连续沉淀的特征
11.6.2长大理论
11.7沉淀强化机制
11.7.1位错绕过不易变形颗粒
11.7.2位错切过易形变颗粒
11.7.3颗粒半径最佳值
11.7.4获得高强度材料的途径
11.8过冷奥氏体的等温转变及连续转变曲线
11.8.1过冷奥氏体的等温转变曲线
11.8.2过冷奥氏体的连续冷却转变曲线
11.9共析转变
11.9.1概述
11.9.2形核长大的热力学及动力学分析
11.9.3先共析转变
11.9.4珠光体的组织特点及力学性能
11.10贝氏体转变
11.10.1贝氏体转变的特点
11.10.2贝氏体的组织形态
11.10.3贝氏体的性能
11.11有序—无序转变
11.11.1概念和定义
11.11.2有序合金类型
11.11.3有序—无序转变的热力学分析
11.11.4有序—无序转变的动力学分析
11.11.5有序强化
11.11.6其他有序—无序转变简介
习题
第12章固态相变（Ⅱ)——马氏体相变
12.1马氏体相变的基本特性
12.1.1无扩散性
12.1.2马氏体相变是点阵畸变式转变，有其特定结构，是低温亚稳相
12.1.3伴随马氏体相变的宏观变形——浮凸效应
12.1.4在马氏体相变过程中存在宏观不畸变面——惯析面
12.1.5在基体点阵和马氏体点阵之间一般存在着确定的位向关系
12.1.6一个板条状或透镜状的马氏体通常具有内部结构
12.1.7马氏体相界
12.1.8马氏体有一定的起始相变温度Ms和一定的终了相变温度Mf
12.1.9奥氏体的热稳定化
12.1.10塑性变形对马氏体相变的影响
12.1.11马氏体逆转变
12.1.12热弹性马氏体及伪弹性
12.1.13形状记忆效应
12.2马氏体相变机制和表象理论简介
12.2.1钴的马氏体相变
12.2.2铁基合金中的马氏体转变
12.2.3马氏体相变的晶体学表象理论
12.3马氏体相变热力学
12.3.1马氏体相变热力学的一般特点
12.3.2均匀形核理论及其局限性
12.3.3非均匀形核——层错及位错在马氏体形核中的作用
12.3.4马氏体形貌
12.4马氏体相变动力学
12.5马氏体的回火
12.5.1淬火钢的回火转变及组织
12.5.2淬火钢在回火时性能的变化
12.6马氏体时效钢的强化机制分析
12.6.1概述
12.6.2马氏体时效钢的相组成
12.6.3常规马氏体时效钢的时效硬化分析
12.6.4一些新型马氏体时效钢
习题
参考文献

② 什么是匀晶相图

二组元在液态时完全互相溶解，在固态时也能互相溶解，并形成无限固溶体的合金系，其相图称为匀晶相图。

③ 求《材料科学基础》 第三版 刘智恩版 课后习题答案 哪里有啊急求~~~

一、考试内容

1. 工程材料中的原子排列

（1） 原子键合，工程材料种类；

（2） 原子的规则排列：晶体结构与空间点阵，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。

（3） 原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。

2. 固体中的相结构

（1） 固溶体：分类、性能及影响固溶度的因素；

（2） 金属间化合物：分类、性能及特征；

（3） 陶瓷晶体相：分类、结构、性能及特征；

（4） 玻璃相：性能、特征及形成条件。

3. 凝固与结晶

（1） 结晶的基本规律；

（2） 结晶的基本条件；

（3） 晶核的形成：形核能量变化，临界晶核，形核功，形核率；

（4） 晶体的长大：长大条件，液固界面结构，长大机制，温度梯度，晶体形态；

（5） 凝固理论的应用。

4. 二元相图：

（1） 相图的基本知识；

（2） 二元匀晶相图、共晶相图及包晶相图：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固过程中的成分变化及偏析，成分过冷与固溶体组织，共晶体形成机理及其形态，杠杆定律；

（3） 二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用；

（4） Fe-C相图分析及平衡凝固；

（5） 铸锭组织与偏析。

5. 材料中的扩散：

（1） 扩散定律及其应用；

（2） 扩散的微观机理，影响扩散的因素；

（3） 扩散的热力学理论；

（4） 反应扩散。

6. 塑性变形：

（1） 单晶体的塑性变形；

（2） 多晶体的塑性变形；

（3） 合金的塑性变形；

（4） 冷变形金属的组织与性能。

7. 回复与与结晶：

（1） 冷变形金属在加热时的变化；

（2） 回复：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；

（3） 再结晶：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；

（4） 再结晶后晶粒长大：机制，热力学，动力学，应用及组织控制，影响因素；

（5） 金属的热变形，超塑性。

二、参考书目

1. 《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，2003

2. 《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，2000

3. 《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，2000

4. 《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，1998

三、课程网站

521lyy，希望对你有用

④ 金属学 冶金工业出版社

金属学与热处理

冶金工业出版社

1 金属的晶体结构
1.1 金属
1.1.1 金属键
1.1.2 金属的特性
1.1.3 金属原子的排列规则
1.2 金属的晶体结构
1.2.1 晶体与非晶体
1.2.2 空间点阵
1.2.3 常见的金属晶体结构
1.3 晶体学概念
1.3.1 晶胞中的原子数
1.3.2 原子半径
1.3.3 配位数和致密度
1.3.4 晶体中原子的堆垛方式
1.3.5 晶体结构中的间隙
1.3.6 同素异晶转变
1.3.7 晶面指数和晶向指数
1.4 合金的相结构
1.4.1 主要名词概念
1.4.2 合金的相结构
1.5 实际金属的结构
1.5.1 点缺陷
1.5.2 线缺陷
1.5.3 面缺陷
习题
2 纯金属的结晶
2.1 金属结晶的规律
2.1.1 过冷现象及过冷度
2.1.2 结晶的热力学条件
2.2 纯金属的结晶过程
2.2.1 液态金属的结构
2.2.2 金属的结晶过程
2.2.3 形核规律
2.3 晶核长大
2.3.1 液-固界面的微观结构
2.3.2 晶核的长大
2.3.3 固-液界面前沿液体中的温度梯度
2.3.4 纯金属的生长形态
2.4 晶粒大小的控制
2.4.1 晶粒大小对金属力学性能的影响
2.4.2 过冷度对晶粒大小的影响
2.4.3 变质处理对晶粒大小的影响
2.4.4 振动、搅拌对晶粒大小的影响
2.5 结晶理论的应用
2.5.1 定向凝固技术
2.5.2 单晶体的制备
2.5.3 急冷凝固技术
习题
3 二元合金相图
3.1 二元合金相图
3.1.1 二元合金相图的建立
3.1.2 相律及杠杆定律
3.2 二元匀晶相图
3.2.1 Cu-Ni相图分析
3.2.2 固溶体合金的结晶过程及组织
3.3 二元共晶相图
3.3.1 Pb-Sn相图分析
3.3.2 典型合金的平衡结晶过程及组织
3.4 包晶相图及其合金的结晶
3.4.1 Pt-Ag合金相图分析
3.4.2 典型合金的平衡结晶过程及组织
3.4.3 具有包晶转变的合金的不平衡凝固
3.5 其他类型的二元合金相图
3.5.1 形成稳定化合物的相图
3.5.2 具有固态相交的相图
3.6 合金的性能与相图之间的关系
3.6.1 力学、物理性能与相图的关系
3.6.2 合金工艺性能与相图的关系
3.7 金属铸锭的组织与缺陷
3.7.1 铸锭三晶区的形成
3.7.2 铸锭缺陷
习题
4 铁碳合金相图
5 三元合金相图
6 金属及合金的塑性变形与再结晶
7 金属与合金中的扩散
8 铜的热处理原理
9 工业用钢
10 铸铁
11 有色金属合金
附录
参考文献

⑤ 纯金属结晶与合金结晶有什么异同

金属的结晶熔化凝固结晶金属由液态转变为固态的过程。结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。平衡结晶温度或理论结晶温度金属熔点金属的结晶金属的结晶 ?? 物质从液态到固态的转变过程。若凝固后的物质为晶体，则称之为结晶。金属及其合金都是晶体，所以它们的凝固过程就是结晶。 ?? 凝固过程影响后续工艺性能、使用性能和寿命。 ?? 凝固是相变过程，可为其它相变的研究提供基础。 ?? 金属冶炼、铸造、焊接工艺过程就是结晶过程。第一节 结晶的基本规律一、液态金属的结构结构：长程有序而短程有序。特点（与固态相比）：原子间距较大、原子配位数较小、原子排列较混乱。冷却曲线 结晶潜热 结晶温度过冷结晶潜热第一节 结晶的基本规律二、、过冷现象（1）过冷：金属的实际结晶温度总是低于其理论结晶温度的现象。（2）过冷度：金属材料的理论结晶温度(Tm) 与其实 际 结 晶 温 度 T o 之 差 △T=T m -T o 注：过冷是结晶的必要条件，结晶过程总是在一定的过冷度下进行。第一节 结晶的基本规律三、结晶过程（1）结晶的基本过程：形核－长大。（见示意图）（2）描述结晶进程的两个参数形核率：单位时间、单位体积液体中形成的晶核数量。用N表示。长大速度：晶核生长过程中，液固界面在垂直界面方向上单位时间内迁移的距离。用G表示。形核长大形成多晶体两个过程重叠交织第二节 结晶的基本条件 1 热力学条件（1）G-T曲线（图3－4） a 是下降曲线：由G-T函数的一次导数（负）确定。 dG/dT=-S b 是上凸曲线：由二次导数（负）确定。 d 2 G/d 2 T=-C p /T c 液相曲线斜率大于固相：由一次导数大小确定。二曲线相交于一点，即材料的熔点。第二节 结晶的基本条件 1 热力学条件（2）热力学条件 △Gv=－L m △T/T m a △T>0, △Gv<0－过冷是结晶的必要条件（之一）。 b △T越大, △Gv越小－过冷度越大，越有利于结晶。 c △Gv的绝对值为凝固过程的驱动力。第二节 结晶的基本条件 2 结构条件（1）液态结构模型微晶无序模型拓扑无序模型（2）结构起伏（相起伏）：液态材料中出现的短程有序原子集团的时隐时现现象。是结晶的必要条件（之二）。出现几率结构起伏大小第三节 晶核的形成均匀形核：新相晶核在遍及母相的整个体积内无轨则均匀形成。非均匀形核：新相晶核依附于其它物质择优形成。 1 均匀形核（1）晶胚形成时的能量变化 △G＝V△Gv+σS =(4/3)πr 3 △Gv+4πr 2 σ 第三节 晶核的形成 1 均匀形核〔2〕临界晶核 d△G/dr=0 r k =-2σ/△Gv 临界晶核：半径为r k 的晶胚。（3〕临界过冷度 r k =-2σTm/Lm△T 临界过冷度：形成临界晶核时的过冷度。 △T k . △T≥△T k 是结晶的必要条件。第三节 晶核的形成 1 均匀形核（4）形核功与能量起伏 △G k ＝S k σ/3 临界形核功：形成临界晶核时需额外对形核所做的功。能量起伏：系统中微小区域的能量偏离平均能量水平而高低不一的现象。（是结晶的必要条件之三）。第三节 晶核的形成 1 均匀形核（5）形核率与过冷度的关系 N=N 1 .N 2 由于N受N 1 .N 2 两个因素控制，形核率与过冷度之间是呈抛物线的关系。第三节 晶核的形成 2 非均匀形核（1）模型：外来物质为一平面，固相晶胚为一球冠。（2）自由能变化：表达式与均匀形核相同。第三节 晶核的形成 2 非均匀形核（3）临界形核功计算时利用球冠体积、表面积表达式，结合平衡关系 σ lw =σsw+σ sl cosθ计算能量变化和临界形核功。 △G k非 /△G k =(2-3cosθ+cos 3 θ)/4 a θ=0时，△G k非＝0，杂质本身即为晶核； b 180>θ>0时, △G k非 <△G k , 杂质促进形核； cθ=180时，△G k非＝△G k ，杂质不起作用。第三节 晶核的形成 2 非均匀形核（4）影响非均匀形核的因素 a 过冷度：（N-△T曲线有一下降过程）。（图3－16） b 外来物质表面结构：θ越小越有利。点阵匹配原理：结构相似，点阵常数相近。 c 外来物质表面形貌：表面下凹有利。（图3－17）第四节 晶核的长大 1 晶核长大的条件（1）动态过冷动态过冷度：晶核长大所需的界面过冷度。（是材料凝固的必要条件）（2）足够的温度（3）合适的晶核表面结构。第四节 晶核的长大 2 液固界面微结构与晶体长大机制粗糙界面（微观粗糙、宏观平整－金属或合金的界面）：垂直长大。光滑界面（微观光滑、宏观粗糙－无机化合物或亚金属材料的界面）：横向长大：二维晶核长大、依靠缺陷长大。第四节 晶核的长大第四节 晶核的长大第四节 晶核的长大第四节 晶核的长大 3 液体中温度梯度与晶体的长大形态（1）正温度梯度（液体中距液固界面越远，温度越高）粗糙界面：平面状。光滑界面：台阶状。（2）负温度梯度（液体中距液固界面越远，温度越低）粗糙界面：树枝状。光滑界面：树枝状－多面体—台阶状。第四节 晶核的长大第四节 晶核的长大 (1)平面长大 ?? 当冷却速度较慢时，金属晶体以其表面向前平行推移的方式长大。晶体长大时，不同晶面的垂直方向上的长大速度不同。沿密排面的垂直方向上的长大速度最慢，而非密排面的垂直方向上的长大速度较快。平面长大的结果，晶体获得表面为密排面的规则形状。第四节 晶核的长大第四节 晶核的长大 (2)树枝状长大 ?? 当冷却速度较快时，晶体的棱角和棱边的散热条件比面上的优越，因而长大较快，成为伸入到液体中的晶枝。优先形成的晶枝称一次晶轴，在一次晶轴增长和变粗的同时，在其侧面生出新的晶枝，即二次晶轴。其后又生成三次晶轴、四次晶轴。结晶后得到具有树枝状的晶体。 ?? 实际金属结晶时，晶体多以树枝状长大方式长大。第四节 晶核的长大第五节凝固理论的应用 ?? 金属结晶后，获得由大量晶粒组成的多晶体。一个晶粒是由一个晶核长成的晶体，实际金属的晶粒在显微镜下呈颗粒状。 ?? 在一般情况下, 晶粒越小, 则金属的强度, 塑性和韧性越好。工程上使晶粒细化, 是提高金属机械性能的重要途径之一。这种方法称为细晶强化。 ?? 细化铸态金属晶粒有以下措施。第五节凝固理论的应用 1、增加过冷度一定体积的液态金属中，若形核率N(单位时间单位体积形成的晶核数,个/m 3 ·s)越大，则结晶后的晶粒越多， 晶粒就越细小； 晶体长大速度G(单位时间晶体长大的长度, m/s)越快，则晶粒越粗。 ?? 随着过冷度的增加, 形核速率和长大速度均会增大。但前者的增大更快，因而比值N/G也增大, 结果使晶粒细化。第五节 凝固理论的应用第五节凝固理论的应用 ?? 增大过冷度的主要办法是提高液态金属的冷却速度，采用冷却能力较强的模子。例如采用金属型铸模，比采用砂型铸模获得的铸件晶粒要细小。第五节凝固理论的应用 2. 变质处理 ?? 变质处理就是在液体金属中加入孕育剂或变质剂，以增加晶核的数量或者阻碍晶核的长大，以细化晶粒和改善组织。 ?? 例如，在铝合金液体中加入钛、锆；钢水中加入钛、钒、铝等。第五节凝固理论的应用 3. 振动在金属结晶的过程中采用机械振动、超声波振动等方法，可以破碎正在生长中的树枝状晶体，形成更多的结晶核心，获得细小的晶粒。 4. 电磁搅拌将正在结晶的金属置于一个交变电磁场中，由于电磁感应现象，液态金属会翻滚起来，冲断正在结晶的树枝状晶体的晶枝，增加结晶核心，从而可细化晶粒。第五节凝固理论的应用二、单晶体制备 1、意义：单晶是电子元件和激光元件的重要原料。金属单晶也开始应用于某些特殊场合如喷气发动机叶片等。 2、基本原理：根据结晶理论，制备单晶的基本要求是液体结晶时只存在一个晶核，要严格防止另外形核。 3、制备方法：尖端形核法和垂直提拉法。第五节凝固理论的应用三、定向凝固技术（1）原理：单一方向散热获得柱状晶。（2）制备方法。第五节凝固理论的应用四、急冷凝固技术超高速急冷技术可获得超细化晶粒的金属、亚稳态结构的金属和非晶态结构的金属。非晶态金属具有特别高的强度和韧性、优异的软磁性能、高的电阻率、良好的抗蚀性等。（1）非晶金属与合金 （2）微晶合金。（3）准晶合金。 ?? 一、相图的意义及相关概念 ?? 二、二元合金状态图的建立 ?? 三、平衡相组成的分析 ?? 四、二元状态图的基本类型分析一、相图的意义及相关概念 ?? 相图的意义 ?? 相关概念 ??组元 ??合金系 ??相图二、二元合金状态图的建立 ?? 目前，合金状态图主要是通过实验测定的，且测定合金状态图的方法很多，但应用最多的是热分析法。 ?? 以Cu—Ni合金相图测定为例，说明热分析法的应用及步骤： ?? （1）配制不同成分的合金试样，如Ⅰ纯铜； Ⅱ75%Cu+25%Ni；Ⅲ50%Cu+50%Ni；合金Ⅳ 25%Cu+75%Ni；Ⅴ：纯Ni。 ?? （2）测定各组试样合金的冷却曲线并确定其相变临界点； ?? （3）将各临界点绘在温度—合金成分坐标图上； ?? （4）将图中具有相同含义的临界点连接起来，即得到Cu、 Ni合金相图。用热分析法测定Cu、Ni相图 ?? a）冷却曲线 b）相图三、平衡相组成的分析 ?? 1．平衡相成分的确定 ?? 2．平衡相相对重量的确定：（杠杆定律）平衡相成分分析示意图平衡相相对重量的确定（杠杆定律） mn mk m n m X M ?? ?? ?? ?? ' ' ' ?? mn kn m n X n M L ?? ?? ?? ?? ' ' ' 四、二元状态图的基本类型分析 ?? 1.二元匀晶相图 ?? 2.二元共晶相图 ?? 3.二元包晶相图 ?? 4.形成稳定化合物的相图 ?? 5.具有共析转变的相图 ?? 6.合金的性能与相图的关系 1.二元匀晶相图 1．相图的组成及特征 2．合金平衡结晶过程及组织 3．枝晶偏析及其消除 Cu-Ni二元均晶相图 Cu-Ni合金枝晶偏析示意图枝晶偏析及其消除 ?? 由于实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分。扩散过程总是落后于结晶过程，合金结晶是在非平衡的条件下进行的。这使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，合金的熔点较高，构成晶体的树枝状骨架，后结晶出的部分含高熔点组元较少，熔点较低，填充于枝间。 ?? 这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析或称晶内偏析。 ?? 出现枝晶偏析后，使合金材料的机械性能、耐蚀性能和加工工艺性能变坏。 ?? 出现枝晶偏析后，可通过扩散退火予以消除。一般采用将铸件加热到低于固相线100～200℃的温度，进行长时间保温，使偏析元素进行充分扩散，成分均匀化。 2.二元共晶相图 1．相图的组成分析 2．典型合金平衡结晶过程分析二元共晶相图 1．相图的组成分析 ?? 共晶相图中有三个单相区：液相区L，固相 α和β相区； ?? 三个两相区：L+α区，L+β区，α+β区； ?? 一个三相共存点：C点共晶合金结晶过程示意图亚共晶合金结晶过程示意图 2点温度( 结束时) 点以下 L α L 1～2之间 L α 接近2点 α α+β α+β α β11 合金Ⅳ的结晶过程示意图点以上 1-2之间 2-3之间 3以下 L α α L α βⅡ 3.二元包晶相图 1．相图的组成分析 2．典型合金平衡结晶过程分析二元包晶相图 1．相图的组成分析 ?? 在二元包晶相同中，有三个单相区：液相区L、固相区α和β相区； 三个两相区：L+α、L+β、α+β； ?? 一个三相共存点：e点（L、α、β共存）合金I结晶过程示意图合金Ⅱ结晶过程示意图合金Ⅲ结晶过程示意图 4.形成稳定化合物的相图 ?? 合金系中两组元之间还可能形成稳定的金属化合物，其组成可用通式AmBn表示，它具有固定的成分和一定的熔点，可把它看成独立的组元。它的分析可作为两个简单相图进行。 5.具有共析转变的相图共析转变 ?? 共析转变属于固态相变的一种类型。和共晶反应一样是由一个相分解为两个相的三相平衡等温转变。共析转变的特点是：由特定成分的单相固态合金，在恒定的温度下，分解成两个新的，具有一定晶体结构的固相。其反应式可表达为：反应产物和的相对重量有一固定的比例： ?? 由于共析反应是在固态下进行的，其原子扩散条件很差，晶核成长速度很小，所以共析转变物的组织是比较细密的两相相间的机械混合物。 5. （1）合金的使用性能与相图的关系 ?? 由图可见，当合金形成单相固溶体时，随溶质溶入量的增加，合金的硬度、强度升高，而电导率降低，呈透镜形曲线变化，在合金性能与成分的关系曲线上有一极大值或极小值。当合金形成两相混合物时，其性能是两相性能值的算术平均值。随着成分的变化，合金的强度、硬度、导电率等性能在两组成相的性能间呈线性变化，对于共晶成分或共析成分的合金，其性能还与两组成相的致密程度有关，组织愈细，性能愈好。当合金形成稳定化合物时，在化合物处性能出现极大值或极小值。（2）合金工艺性能与相图的关系 ?? 合金的工艺性能与相图也有密切的联系。如铸造性能（包括流动性、缩孔分布、偏析大小）与相图中液相线和固相线之间的距离密切相关。相图中液相线与固相线的距离愈宽，形成枝晶偏析的倾向越大，同时先结晶出的树枝晶阻碍未结晶液体的流动，则流动性愈差，分散缩孔愈多。 ?? 固溶体中溶质含量越高，铸造性能愈差；共晶成分的合金铸造性能最好，即流动性好，分散缩孔少，偏析程度小，所以铸造合金的成分常选共晶成分或接近共晶成分。又如压力加工性能好的合金是单相固溶体。因为固溶体的塑性变形能力大，变形均匀；而两相混合物的塑性变形能力差。再如相图中的单相合金不能进行热处理，只有相图中存在同素异构转变、共析转变、固溶度变化的合金才能进行热处理。

⑥ 金属学与热处理的章节目录

第一节 金属
一、金属的特性
二、金属的原子结构特点
三、金属原子间的结合方式(金属键)
第二节 金属的晶体结构
一、晶体的基本概念
二、金屑的典型晶格
三、典型晶格的其他参数
四、不同晶面和晶向原子排列的差异
五、晶体的各向异性
第三节 金属的实际晶体结构
一、点缺陷
二、线缺陷
三、面缺陷
思考题与练习题 第一节 金属结晶的现象
一、金属结晶的过冷现象
二、纯金属的结晶过程
第二节 金属结晶的条件
一、金屑结晶的能量条件
二、金属结晶的结构条件
第三节 形核的规律
一、自发形核(均质形核)
二、非自发形核(异质形核)
第四节 晶核长大的规律
一、晶核长大的机理
二、晶核长大的方式
第五节 晶粒大小的控制
一、晶粒大小对性能的影响
二、影响晶粒大小的因素
三、控制晶粒大小的方法
思考题与练习题 第一节 基本概念
第二节 合金的相结构
一、固溶体
二、金属化合物
三、机械混合物
第三节 二元合金相图的建立
一、二元合金相图的表示方法
二、二元合金相图的测定方法
第四节 二元匀晶相图
一、相图分析
二、固溶体的平衡结晶及其组织
三、杠杆定律的应用
四、固溶体的不平衡结晶及其组织
五、固溶体合金的性能和相图的关系
第五节 共晶相图
一、相图分析
二、典型合金的平衡结晶及其组织
三、初晶和共晶组织的形态
四、共晶合金性能与成分的关系
第六节 包晶相图
一、相图分析
二、典型合金的平衡结晶及其组织
第七节 其他类型的相图
一、形成金属间化合物的相图
二、具有固态相变的相图
第八节 二元合金相图的分析法
一、二元合金相图的分析方法
二、复杂二元合金相图的分析举例
思考题与练习题 第一节 铁碳合金的组元及其基本相
一、金属的同素异构转变
二、铁碳合金的基本相
第二节 Fe—Fe3C合金相图分析
一、铁碳合金相图中的特性点
二、铁碳合金相图中的特性线
三、铁碳合金相图中的相区
第三节 典型合金的结晶过程及其组织
一、工业纯铁的结晶过程及组织转变
二、共析钢的结晶过程及组织转变
三、亚共析钢的结晶过程及组织转变
四、过共析钢的结晶过程及组织转变
五、共晶白口铸铁的结晶过程及组织转变
六、亚共晶白口铸铁的结晶过程及组织转变
七、过共晶白口铸铁的结晶过程及组织转变
第四节 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
一、含碳量对平衡组织的影响
二、含碳量对性能的影响
第五节 铁一碳合金相图的应用
一、在选材方面的应用
二、在铸造生产方面的应用
三、在压力加工工艺方面的应用
四、在热处理方面的应用
五、在焊接工艺方面的应用
第六节 碳素钢
一、钢中杂质元素对钢性能的影响
二、碳素钢的分类
三、我国钢铁产品牌号表示方法及原则
四、碳素钢的牌号、性能和用途
思考题与练习题 第一节 三元合金相图基础
第二节 三元匀晶相图
一、相图分析
二、等温截面图
三、变温截面图
第三节 三元共晶相图
一、相图分析
二、等温截面图
三、变温截面图
思考题与练习题 第一节 金属的塑性变形
一、单晶体的塑性变形
二、多晶体的塑性变形
三、合金的塑性变形
四、塑性变形对金属组织和性能的影响
第二节 冷变形金属在加热时的变化
一、回复
二、再结晶
三、晶粒长大
第三节 热变形加工特点及组织和性能的变化
一、压力加工时变形的分类
二、热变形加工

⑦ 材料工程基础的王昆林图书

书名：材料工程基础（第2版）
书号：9787302209584
作者：王昆林
定价：39元
出版日期：2009-9-1
出版社：清华大学出版社 本书阐述了材料科学与工程的基础理论及其在材料加工工程中的应用，介绍了材料的成分、加工工艺、组织结构和性能之间的关系。主要包括原子结构与原子间结合键、晶体结构、固体中的扩散、材料的固化、相图、固态相变与金属热处理、金属的力学性能及其他性能、高分子材料的结构与性能、陶瓷的结构与性能等内容。
本书可作为高等院校材料科学与工程、材料加工工程和机械工程类专业学生的教材，也可供有关工程技术人员学习、参考。
本书为北京高等教育精品教材 目 录1 绪论1
1.1 材料发展概要1
1. 1. 1 石器时代1
1. 1. 2 青铜器时代2
1. 1. 3 铁器时代3
1. 1. 4 钢铁工业和有色金属的发展3
1. 1. 5 非金属材料的发展4
1. 1. 6 复合材料及新材料技术的发展 4
1.2 材料应用现状5
1. 3 新材料的发展趋势7
1.4 材料科学与工程简介11
1. 4. 1 材料科学与工程学科的形成11
1. 4. 2 材料科学与工程的内容12
1. 4. 3 材料科学与工程的特点16
1.5 材料的分类17
1. 5. 1 金属材料18
1. 5. 2 高分子材料18
1. 5. 3 陶瓷材料19
1. 5. 4 复合材料19
1. 6 材料加工工程简介19
1. 6. 1 材料加工工艺20
1.6.2 新一代材料加工技术21
1.6.3 材料加工过程的计算机建模与仿真22
1. 6. 4 材料加工对结构和性能的影响23
2 原子结构与原子间结合键25
2.1 原子结构25
2.2 原子序数和原子质量25
2. 2. 1 原子序数25
2. 2. 2 核素与同位素26
2. 2. 3 原子质量与相对原子质量26
2.3 原子的电子层结构27
2. 3. 1 核外电子的运动状态27
2. 3. 2 多电子原子轨道的能级29
2. 3. 3 原子的电子层结构31
2. 3. 4 原子的电子层结构与元素周期律、周期表35
2. 3. 5 原子结构与元素性质38
2. 4 原子的结合键43
2. 4. 1 一次键43
2. 4. 2 二次键46
2. 4. 3 混合键47
2. 4. 4 结合键的本质及原子间距48
2. 4. 5 结合键与性能49
材料工程基础（第2版）目 录3 晶体结构51
3. 1 晶体特征51
3. 2 空间点阵与晶胞52
3. 2. 1 空间点阵和晶格52
3. 2. 2 晶胞52
3. 3 晶系与布拉菲点阵53
3. 4 晶向与晶向指数55
3. 4. 1 立方晶系的晶向指数55
3. 4. 2 六方晶系的晶向指数56
3. 5 晶面与晶面指数56
3. 5. 1 立方晶系的晶面指数56
3. 5. 2 六方晶系的晶面指数58
3. 6 晶带和晶面间距58
3.6.1 晶带58
3.6.2 晶面间距59
3. 7 典型的金属晶体结构60
3. 7. 1 体心立方晶胞60
3. 7. 2 面心方立晶胞60
3. 7. 3 密排六方晶胞61
3. 7.4 三种典型晶体结构的比较61
3.8 原子体密度、面密度和线密度67
3.8.1 原子体密度67
3.8.2 原子面密度67
3.8.3 原子线密度69
3. 9 多晶型性与同素异构转变69
3. 10 单晶与多晶71
3.11 离子晶体结构与共价晶体结构72
3.11.1 离子晶体结构72
3.11.2 共价晶体结构73
3. 12 微晶、准晶与液晶74
3. 12. 1 微晶74
3. 12. 2 准晶74
3. 12. 3 液晶75
3. 13 合金相结构77
3. 13. 1 固溶体77
3. 13. 2 中间相84
3. 14 晶体缺陷89
3. 14. 1 点缺陷90
3. 14. 2 线缺陷92
3. 14. 3 面缺陷100
3. 15 非晶态合金104
3. 16 用X射线衍射法分析晶体结构105
4 固体中的扩散 107
4.1 概述107
4.1.1 扩散机制107
4.1.2 扩散的驱动力109
4.1.3 固态扩散的分类109
4.2 扩散定律110
4.2.1 稳态扩散与扩散第一定律110
4.2.2 非稳态扩散与扩散第二定律111
4.3 影响扩散的因素113
4.3.1 温度的影响113
4.3.2 晶体结构的影响114
4.3.3 基体金属的性质114
4.3.4 固溶体类型对扩散的影响115
4.3.5 固溶体浓度对扩散的影响115
4.3.6 晶体缺陷的影响116
4.4 反应扩散116
4.4.1 反应扩散的过程及特点116
4.4.2 反应扩散的实例116
4.5 离子晶体和共价晶体中的扩散118
4.5.1 离子晶体中的扩散118
4.5.2 共价晶体中的扩散119
4.6 纳米晶体材料的扩散119
4. 7 非晶体中的扩散120
4.8 扩散与材料加工120
4.8.1 扩散与晶粒长大120
4.8.2 钢的气体渗碳表面硬化121
4.8.3 硅晶片的掺杂扩散 123
4.8.4 扩散焊123
4.8.5 扩散与烧结和粉末冶金124
5 材料的固化125
5.1 材料固化的概念与特征125
5.1.1 材料固化的概念125
5.1.2 材料固化的特征125
5.2 金属的结晶126
5.2.1 金属结晶的条件与过程126
5.2.2 形核130
5.2.3 晶核长大136
5.2.4 金属铸锭的组织141
5.3 高聚物的固化142
5.3.1 固化过程及特点142
5.3.2 二次结晶与热处理144
5.4 材料固化理论的应用145
5.4.1 细化晶粒145
5.4.2 液态急冷技术147
5.4.3 单晶的制取150
5.4.4 定向凝固150
5.4.5 微重力(太空失重)条件下的材料固化151
6 相图153
6.1 相图基本概念153
6.1.1 相图153
6.1.2 相图的表示方法153
6.1.3 相图的建立方法154
6.2 相律和杠杆定律155
6.2.1 相律155
6.2.2 杠杆定律155
6.3 二元匀晶相图157
6.3.1 相图分析157
6.3.2 平衡结晶过程分析157
6.3.3 非平衡结晶过程分析158
6.3.4 成分过冷与晶体长大形态160
6.4 二元共晶相图164
6.4.1 相图分析164
6.4.2 典型合金平衡结晶过程分析165
6.4.3 初晶和共晶的组织形态168
6.4.4 非平衡结晶的特点170
6.5 二元包晶相图172
6.5.1 相图分析172
6.5.2 典型合金平衡结晶过程分析173
6.5.3 非平衡结晶的特点174
6.6 其他类型的二元相图175
6.6.1 具有化合物的相图175
6.6.2 具有三相平衡恒温转变的其他二元相图177
6.6.3 具有同素异晶转变的相图178
6.7 相图基本类型小结180
6.7.1 相图基本形式180
6.7.2 相图基本单元及其组合规律--相区接触法则180
6.8 二元相图的分析181
6.8.1 二元相图的分析方法181
6.8.2 二元相图分析举例182
6.9 相图与性能的关系183
6.9.1 相图与合金使用性能的关系183
6.9.2 相图与合金工艺性能的关系184
6.10 铁碳合金相图185
6.10.1 铁碳相图185
6.10.2 典型铁碳合金的平衡结晶过程189
6.10.3 碳对铁碳合金平衡组织与性能的影响195
6.10.4 Fe-Fe?3C相图在材料加工中的应用199
7 固态相变与金属热处理201
7.1 固态相变概述201
7.1.1 固态相变的概念201
7.1.2 相变的分类202
7.2 钢的热处理原理204
7.2.1 钢在加热时的转变204
7.2.2 钢在冷却时的转变209
7.2.3 珠光体转变216
7.2.4 马氏体转变221
7.2.5 贝氏体转变225
7.3 钢的热处理工艺228
7.3.1 钢的普通热处理229
7.3.2 钢的表面热处理239
7.3.3 钢的化学热处理240
7.3.4 钢的热处理新技术247
8 金属的力学性能及其他性能251
8.1 金属的应力与应变251
8.1.1 拉伸的应力与应变251
8.1.2 压缩的应力与应变254
8.1.3 弯曲的应力与应变255
8.1.4 剪切的应力与应变257
8.1.5 扭转的应力与应变258
8.2 弹性性能259
8.3 金属单晶体的塑性变形261
8.3.1 滑移261
8.3.2 孪生265
8.4 金属多晶体的塑性变形266
8.4.1 多晶体塑性变形的特点267
8.4.2 晶粒大小对变形的影响268
8.5 合金的塑性变形269
8.5.1 固溶体的塑性变形特点269
8.5.2 多相合金的塑性变形特点271
8.6 塑性变形对合金组织和性能的影响272
8.6.1 塑性变形对组织结构的影响272
8.6.2 塑性变形对性能的影响275
8.7 金属及合金的回复与再结晶276
8.7.1 形变金属或合金加热过程中的一般变化277
8.7.2 回复278
8.7.3 再结晶279
8.7.4 再结晶后的晶粒长大283
8.7.5 再结晶退火后的组织286
8.7.6 金属与合金的热加工287
8.8 金属的断裂288
8.8.1 断裂的一般过程289
8.8.2 脆性断裂289
8.8.3 韧性断裂291
8.8.4 韧性-脆性的转移292
8.8.5 断裂韧性293
8.9 金属的疲劳294
8.10 金属的蠕变和持久强度296
8.10.1 金属的蠕变296
8.10.2 持久强度297
8.11 硬度297
8.11.1 布氏硬度298
8.11.2 洛氏硬度298
8.12 金属的磨损299
8.13 金属的物理和化学性能300
8.13.1 金属的物理性能300
8.13.2 金属的化学性能302
8.14 金属的工艺性能302
8.14.1 铸造性能303
8.14.2 锻造性能303
8.14.3 焊接性能304
8.14.4 切削加工性能304
8.14.5 热处理工艺性能304
9 高分子材料的结构与性能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 高聚物的结构310
9.2.1 大分子内和大分子之间的相互作用310
9.2.2 大分子链结构311
9.2.3 大分子的聚集态结构317
9.3 高聚物的性能319
9.3.1 高聚物的力学性能319
9.3.2 高聚物的物理性能和化学性能特点330
10 陶瓷的结构与性能333
10.1 陶瓷材料概述333
10.1.1 陶瓷的概念333
10.1.2 陶瓷的分类333
10.1.3 陶瓷的生产334
10.2 陶瓷的组织与结构336
10.2.1 陶瓷的组织336
10.2.2 陶瓷的结构336
10.3 陶瓷材料的性能342
10.3.1 陶瓷的机械性能342
10.3.2 陶瓷的物理和化学性能346
10.4 陶瓷材料加工347
10.4.1 陶瓷表面金属化与封接(焊接)347
10.4.2 陶瓷表面涂层349
10.4.3 陶瓷的加工354
参考文献357

⑧ 西北工业大学材料加工过程的热力学基础，研究生课程考试试题

1.
工程材料中的原子排列
（1）
原子键合，工程材料种类；
（2）
原子的规则排列：晶体结构与空间点阵，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结
构，陶瓷的晶体结构。
（3）
原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中
的位错。
2.
固体中的相结构
（1）
固溶体：分类、性能及影响固溶度的因素；
（2）
金属间化合物：分类、性能及特征；
（3）
陶瓷晶体相：分类、结构、性能及特征；
（4）
玻璃相：性能、特征及形成条件。
3.
凝固与结晶
（1）
结晶的基本规律；
（2）
结晶的基本条件；
（3）
晶核的形成：形核能量变化，临界晶核，形核功，形核率；
（4）
晶体的长大：长大条件，液固界面结构，长大机制，温度梯度，晶体形态；
（5）
凝固理论的应用。
4.
二元相图：
（1）
相图的基本知识；
（2）
二元匀晶相图、共晶相图及包晶相图：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固过
程中的成分变化及偏析，成分过冷与固溶体组织，共晶体形成机理及其形态，杠杆定律；
（3）
二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用；
（4）
Fe-C相图分析及平衡凝固；
（5）
铸锭组织与偏析。
5.
材料中的扩散：
（1）
扩散定律及其应用；
（2）
扩散的微观机理，影响扩散的因素；
（3）
扩散的热力学理论；

⑨ 华中科技大学材料学院研究生专业课复试考什么啊，越具体越好………………………………………………………

华中科技大学硕士研究生入学考试《材料科学基础》考试大纲

第一部分 考试说明
一、考试性质
《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重讲述材料的微观组织与性能之间的关系。本课程强调晶体材料中的共性基础问题，对于理解现有材料和开发新材料都具有重要的指导意义。因此，该课程被指定为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。
二、考试的学科范围
详细要点见第二部分，重在掌握基本概念及其应用，强调晶体材料的共性知识。
三、评价目标
考试的目标是考查学生对《材料科学基础》基本理论的掌握程度以及应用基本理论分析材料问题的能力。
四、考试形式与试卷结构
考试时间180分钟，闭卷笔试。包括概念填空、简单计算和分析论述等不同形式的题目。
五、参考书目
主要参考书为上海交通大学胡赓祥等编写的《材料科学基础》2006年第二版，也可参考其它同类教材，如西安交大石德柯等编《材料科学基础》，清华潘金生等编《材料科学基础》，哈工大李超编《金属学原理》，中南矿冶曹明盛编《物理冶金基础》等等。

第二部分 考查要点
一、原子结构与键合
1．原子结构
（1）物质的组成
（2）原子的结构
（3）原子的电子结构
2．原子间的键合
（1）金属键
（2）共价键
（3）离子键
（4）范德华力
（5）氢键
3．高分子链
二、晶体结构
1.晶体学基础
(1) 空间点阵和晶胞
(2) 晶向指数和晶面指数
(3) 晶体的对称性
2.金属的晶体结构
(1) 三种典型的金属晶体结构
(2) 晶体的原子堆垛方式和间隙
(3) 多晶型性
3.合金相结构
(1) 固溶体
(2) 中间相
4．离子晶体结构
5．共价晶体结构
三、晶体缺陷
1.点缺陷
(1) 点缺陷的形成
(2) 点缺陷的平衡浓度
(3) 点缺陷的运动
2.位错
(1) 位错的基本类型和特征
(2) 伯氏矢量
(3) 位错的运动
(4) 位错的弹性性质
(5) 位错的生成和增殖
(6) 实际晶体结构中的位错
3.表面及界面
(1) 外表面
(2) 晶界和亚晶界
(3) 孪晶界
(4) 相界
四、扩散
1.表象理论
(1) 菲克第一定律
(2) 菲克第二定律
(3) 扩散方程的解
(4) 置换型固溶体中的扩散
(5) 扩散系数D与浓度相关时的求解
2.扩散的热力学分析
3.扩散的原子理论
(1) 扩散机制
(2) 原子跳跃和扩散系数
4.扩散激活能
5.无规则行走与扩散距离
6.影响扩散的因素
7.反应扩散
五、形变与再结晶
1.晶体的塑性变形
(1) 单晶体的塑性变形
(2) 多晶体的塑性变形
(3) 合金的塑性变形
(4) 塑性变形对材料组织与性能的影响
2.回复和再结晶
(1) 冷变形金属在加热时的组织与性能变化
(2) 回复
(3) 再结晶
(4) 晶粒长大
(5) 再结晶退火后的组织
3.热变形与动态回复、再结晶
(1) 动态回复与动态再结晶
(2) 热加工对组织性能的影响
六、单组元相图及纯晶体的凝固
1.单元系相变的热力学及相平衡
(1) 相平衡条件和相律
(2) 单元系相图
2.纯晶体的凝固
(1) 液态结构
(2) 晶体凝固的热力学条件
(3) 形核
(4) 晶体长大
(5) 结晶动力学及凝固组织
七、二元系相图及其合金的凝固
1.相图的表示和测定方法
2.相图热力学的基本要点
(1) 固溶体的自由能-成分曲线
(2) 多相平衡的公切线原理
(3) 混合物的自由能和杠杆法则
(4) 从自由能-成分曲线推测相图
(5) 二元相图的几何规律
3.二元相图分析
(1) 匀晶相图和固溶体凝固
(2) 共晶相图及其合金凝固
(3) 包晶相图及其合金凝固
(4) 溶混间隙相图与调幅分解
(5) 复杂二元相图的分析方法
(6) 根据相图推测合金的性能
4.二元合金的凝固理论
(1) 固溶体的凝固理论
(2) 共晶凝固理论
(3) 合金铸锭(件)的组织与缺陷
八、三元相图
1.三元相图的基础
(1) 三元相图成分表示方法
(2) 三元相图的空间模型
(3) 三元相图的截面图和投影图
(4) 三元相图中的杠杆定律及重心定律
2.固态互不溶解的三元共晶相图
3.固态有限互溶的三元共晶相图
4.两个共晶型二元系和一个匀晶型二元系构成的三元相图
5.包共晶型三元系相图
6.具有四相平衡包晶转变的三元系相图

第三部分 考试样题
可以参考近年的考试试题，但不要以此去推测考试侧重点。不同教师出题风格是不同的，考试题不是教学的全部内容，但出题范围原则上不会超出大纲。

⑩ 天大焊接研究生

初试：
政治
英语
数学二
材料加工基础 （焊接方法及工艺）或者材料科学基础（固态相变原理）选一
括号里的是复试科目

考试大纲：
材料加工基础的大纲

一、考试的总体要求
要求考生比较系统的掌握本课程的基本理论和学习方法，较系统的理解金属与合金的化学成分、结构、组织与性能之间的内在联系以及在各种材料热加工条件下的变化规律，具有综合运用所学知识分析和解决问题的能力。

二、内容及比例：（重点部分）
1、金属的结晶和晶体结构
2、铁-碳合金相图及相结构
3、金属及合金的塑性变形与断裂
4、金属与合金的回复与再结晶
5、扩散
6、钢的热处理原理
7、钢的热处理工艺
8、工业用钢
9、焊接热影响区组织与性能

试卷中金属学占 40-50%，热处理及工业用钢占40-50%，焊接热影响区占5-10%。

三、 试卷题型及比例
概念、填空、选择与判断占30-45%
问答题 占30%。
综合分析题占 25～40％

四、 考试形式及时间
考试形式为笔试。考试时间为三小时。
天津大学硕士生入学考试业务课程考试大纲
课程编号:862 课程名称: 金属材料科学基础

一、考试的总体要求
该课程是材料学专业（金属材料方向）的一门重要专业基础课，要求考生全面、系统地掌握金属学的基本知识和基本理论；了解与金属材料性能密切相关的物质结构特征及与形成过程相关的材料行为规律；具备综合运用所学知识进行分析和解决实际问题的能力。
二、考试的内容
第1部分 金属的晶体结构
① 空间点阵和晶胞；
② 晶系和布拉菲点阵；
③ 晶向指数和晶面指数；
④ 典型金属的晶体结构：原子堆垛方式、点阵常数、配位数和致密度；间隙；
⑤ 多晶型转变。
第2部分 晶体缺陷
① 点缺陷：点缺陷的类型、点缺陷的产生；
② 位错的基本概念：位错的基本类型、柏氏矢量、位错的运动、位错密度、位错的观察。
③ 位错的能量及交互作用：位错的应变能、位错的线张力、位错的应力场、位错的分解与合成；
④ 晶体中的界面：晶界的结构与晶界能。
第3部分 相结构及相图
① 材料的相结构：固溶体、中间相；
② 二元相图及其类型：相图的基本知识、杠杆定律、二元系相图、相图与性能的关系；
③ 复杂相图分析：分析方法、铁-碳合金相图；
④ 相图热力学基础：吉布斯自由能与成分的关系、相平衡条件、吉布斯自由能曲线与相图；
⑤ 三元系相图及其类型：三元相图的表示方法、相区接触法则、垂直截面及水平截面、三元匀晶相图、具有两相共晶反应的三元系相图、具有共晶型四相平衡反应的三元系相图。
第4部分 金属的凝固
① 晶体材料熔融凝固的基本规律：液态的结构、凝固的热力学条件、过冷现象、结晶的一般过程；
② 晶核的形成：均匀形核、形核率、非均匀形核；
③ 晶核的生长：液-固界面的微观结构、熔体中晶体的生长形态、晶体长大的线速度；
④ 固溶体的凝固：固溶体的平衡凝固、稳态凝固、成分过冷；
⑤ 共晶合金的凝固：共晶体的形成、共晶体的形态；
⑥ 凝固组织及其控制：晶粒尺寸的控制、铸锭组织及其控制、铸锭的缺陷；
第5部分 材料中的原子扩散
① 扩散现象及扩散方程：扩散现象、菲克第一定律、菲克第二定律、扩散方程的应用、柯肯达尔效应；
② 扩散的微观机制：空位机制、间隙机制、自间隙机制、扩散系数、扩散激活能；
③ 扩散驱动力；
④ 反应扩散；
⑤ 影响扩散的因素。
第6部分 金属的塑性变形
① 滑移与孪晶变形：滑移机制、滑移面和滑移方向、孪晶变形；
② 单晶体的塑性变形：施密特定律、单滑移、多滑移、交滑移；
③ 多晶体的塑性变形；
④ 纯金属的变形强化：位错的交割、位错的反应、位错的增殖；
⑤ 合金的变形与强化：单相合金的变形与强化、低碳钢的屈服和应变时效、第二相对合金变形的影响；
⑥ 冷变形金属的组织与性能：冷变形金属的力学性能、冷变形金属的组织、形变织构、残余应力；
第7部分 回复与再结晶
① 冷变形金属的回复：回复阶段性能与组织的变化、回复动力学、回复机制；
② 冷变形金属的再结晶：再结晶的形核、再结晶动力学、影响再结晶的因素、再结晶后的晶粒长大；
③ 金属的热变形对组织与性能的影响。
三、试卷题型及比例
1．名词解释
2．是非判断
3．选择填空
4．问答题
5．计算题
6. 作图题
第1、2、3种类型约占40％；第4、5、6种类型约占60％。
四、考试形式及时间
考试形式均为笔试。考试时间为三小时(满分150)。