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1、1河北省普通高校专科接本科教育考试材料成型及控制工程专业考试说明第一部分：金属学第一部分：金属学. .课程简介课程简介一、内容概述与要求金属学考试是为招收材料成型及控制工程专业专科接本科学生而实施的入学考试。 为了体现材料成型及控制工程专业对专接本科学生入学应具备的金属学知识和能力的要求， 金属学考试分为两大部分： 金属学基础部分和热处理原理部分， 考试结构构成主要集中在金属学基础部分。参加金属学考试的考生应理解金属学及热处理中金属的晶体结构、纯金属的结晶、二元合金的相结构与结晶、 铁碳合金、 金属及合金的塑性变形、 金属及合金的回复与再结晶、扩散、 钢的热处理原理这八部分的基础基本概念和基本
2、理论； 掌握上述部分学习的基本方法；能够运用所学的基础知识来分析并解决一些简单的实际问题。 金属学考试主要是针对考生对金属学基础知识掌握程度的考核，及一些简单实际问题的分析考核。二、考试形式与考试结构考试采用闭卷、笔试形式，全卷满分为 150 分，考试时间 75 分钟。试卷包括填空题、选择题、简答题、综合题。答案均在答题纸上作答。填空题 40 分，选择题 40 分，简答题 50 分，综合题 20 分。. .知识要点与考核要求知识要点与考核要求一、概论1知识范围金属学的研究对象， 方法以及金属组织结构的基本轮廓(晶粒、 晶界、 亚晶、 晶体结构)，以及金属材料的力学性能（强度、硬度、塑性、韧性）
3、 。2考核要求（1）金属和合金的区别（2）金属材料的机械性能即力学性能都有哪些（3）金属材料的强化机制二、金属和合金的固态结构21知识范围主要讲述金属和合金的晶体结构和结构缺陷，是重点章之一，本章包括了金属学中最基本的理论和概念，是学好该课程的基础。晶体学基础部分应掌握双原子作用模型、晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵、晶胞、晶格、14 种空间点阵、七大晶系、晶面指数与晶向指数、晶带与晶带轴。纯金属的晶体结构部分应掌握典型金属的晶体结构（体心立方、面心立方、密排六方） 、晶体中原子的堆垛、晶体结构中的间隙、原子半径、多晶型性、单晶体的各向异性与多晶体的各向同性，了解亚金属与镧系金属的晶体结构。晶
4、体缺陷部分应掌握点缺陷， 包括空位和间隙原子、 点缺陷的平衡浓度、 点缺陷的运动；位错包括刃型位错、螺型位错、柏氏回路与柏氏矢量；界面包括晶界、大角度晶界与小角度晶界、亚晶界与相界、界面能、堆垛层错。固态合金的相结构部分应掌握固溶体， 包括固溶体的晶体结构、 置换固溶体及其溶解度、间隙固溶体、有序固溶体及固溶体的微观不均匀性；中间相包括中间相的特点及分类、正常价化合物、电子化合物、间隙相和间隙化合物。2考核要求（1）金属的结合键和结合能。（2）固态物质的分类（晶体和非晶体） ，空间点阵与晶体结构的区别以及三种典型的金属晶体结构（原子数、配位数、原子半径、密排面和密排方向） 。给出晶面指数和晶向
5、指数，会画出一个晶胞内的晶向和晶面（不考虑负号） 。（3）晶体缺陷有哪些：点、线、面缺陷。分别了解点缺陷有哪些，线缺陷主要是位错，位错分为螺型和刃型，他们和柏氏矢量的关系，面缺陷有哪些。（4）组织和相的概念，固溶体和金属化合物的定义及分类。三、纯金属的结晶1知识范围金属结晶的基本规律， 即形核和长大过程。 金属凝固的基本过程应掌握过冷现象与过冷度、形核与长大、孕育期。液态金属的微观结构部分，了解液态金属的性质、熔化时体积变化、熔化潜热、熔化熵。掌握相起伏、相起伏尺寸与过冷度、结晶潜热。纯金属凝固的热力学条件应掌握自由能（G）-温度（T）曲线、GS和B. 和C.和D. 和三、问答题（本大题共 5
6、 小题，每小题 10 分，共 50 分。请在答题纸的相应位置上作答。）1. 三种常见晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系各为多少？2. 动态再结晶、静态再结晶、亚动态再结晶的有何异同？3. 写出平面变形时应变与位移关系的几何方程。4.某条滑移线为直线，沿此滑移线方向各点的速度分量是否为常数？为什么？5. 写出上界定理的数学表达式，并简述其中各项的物理意义。四、解释现象（本大题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分。请在答题纸的相应位置上作答。）1. 轧件在辊缝中轧出后，向某侧弯曲出现镰刀弯，如图 1 所示。图 12. 当用平锤头将一根圆坯锻压成方形件时，发现在方件的横断面上产生了横裂（如图
7、 2 所示），试解释这种现象？图 217金属塑性变形原理参考答案一、 填空题（共 30 分，每空 3 分）1.变形速度、主应变（或主变形）。2.变形程度、_变形温度、_变形速度。3. 升高、_下降。4.球应力分量、_偏应力分量。5.滑移线。二、单项选择题（共 50 分，每小题 5 分. 在每小题给出的四个备选项中，选出一个正确的答案，并将所选项前的字母填涂在答题纸的相应位置上）1.D2.D3.B4.B5.A6.B7.C8.D9.D10.B三、问答题（共 50 分，每小题 10 分）1. 三种常见晶格的主要滑移面、滑移方向和滑移系各为多少？答：面心立方晶格：滑移面1114，滑移方向3，滑移系 1
8、2 个。体心立方晶格：滑移面1106，滑移方向2，滑移系 12 个。密排六方晶格：滑移面10001，滑移方向3，滑移系 3 个。（错 1 点减 1 分，全对给 10 分）2. 动态再结晶、静态再结晶、亚动态再结晶的有何异同？答：动态再结晶指在加工过程中进行晶粒形核、长大的再结晶过程。（3 分）静态再结晶则指道次间隙或加工变形后发生的晶粒形核和长大的再结晶过程。（3 分）亚动态再结晶指在变形刚刚停止时， 动态再结晶产生的晶核及未来得及完全长大的晶粒， 由于温度较高而继续长大的再结晶过程。（4 分）3. 写出平面变形时应变与位移关系的几何方程。答：xx xu （3 分），yuyy（3 分），)(2
9、1 yu xuxy xy（4 分）。4.某条滑移线为直线，沿此滑移线方向各点的速度分量是否为常数？为什么？答：根据 Geiringer 速度方程：沿线：0dvdv（5 分）若线为直线，则0d，有0dv，所以v沿线是不变的。也就是沿此滑移线方向各点速度分量为常数。（5 分）185. 写出上界定理的数学表达式，并简述其中各项的物理意义。答：（5 分）不等式左边为主动力功率，（1 分）右边第一项为内部塑性变形功率，（1 分）第二项为内部剪切功率，（1 分）第三项为摩擦功率，（1 分）第四项为附加外力功率（1 分）四、解释现象（共 20 分，每小题 10 分）1. 轧件在辊缝中轧出后，向某侧弯曲出现镰
10、刀弯，如图 1 所示。图 1答：由于轧辊辊缝不平，或坯料厚度不均，则在轧制时，辊缝小或坯料厚的一侧变形大，产生附加压应力，（5 分）另一侧变形小，产生附加拉应力，正是这种强迫的“拉齐”作用，使轧件弯向变形小的一侧。（5 分）2. 当用平锤头将一根圆坯锻压成方形件时，发现在方件的横断面上产生了横裂（如图 2 所示），试解释这种现象？图 2答：用平锤头锻压圆坯时，由于两侧的圆弧面起到外端的作用，使双鼓形的变形得到抑制。（3 分）由于变形的不深透，表层受到附加压应力，而心部变形小受到附加拉应力，当达到一定程度，就会使心部拉裂。（4 分）当翻转 90锻造时，就会在原有裂纹的垂直方向形成裂纹，即形成十字横裂。（3 分）vdpFVFFiiijijiidFvpdFvkdVdFvp*
