一：大纲分析：
北京科技大学2009年攻读硕士学位
《金属学》复习大纲
（适用专业：材料加工工程、材料学、材料科学与工程、材料物理与化学）
一、金属与合金的晶体结构
1. 原子间的键合
1)金属键, 2)离子键, 3)共价键
2．晶体学基础
1）空间点阵， 2）晶系及布喇菲点阵， 3）晶向指数与晶面指数
3．金属的晶体结构
1）典型的金属晶体结构，2）原子的堆垛方式，3）晶体结构中的间隙，
4）晶体缺陷
4．合金相结构
1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素
4）中间相
5．晶体缺陷
1）点缺陷, 2)晶体缺陷的基本类型和特征, 3)面缺陷
二、金属与合金的凝固
1．金属凝固的热力学条件
2．形核
1）均匀形核，2）非均匀形核
3．晶体生长
1）液-固界面的微观结构，2）金属与合金凝固时的生长形态，3）成分过冷4．凝固宏观组织与缺陷
三、金属与合金中的扩散
1．扩散机制
2．扩散第一定律
3．扩散第二定律
4．影响扩散的主要因素
四、二元相图
1．合金的相平衡条件
2．相律
3．相图的热力学基础
4．二元相图的类型与分析
五、金属与合金的塑性变形
1．单晶体的塑性变形
1）滑移，2）临界分切应力,3）孪生，4）纽折
2．多晶体的塑性变形
1）多晶体塑性变形的特点，2）晶界的影响，
3.塑性变形对组织与性能的影响
1）屈服现象,2)应力-应变曲线及加工硬化现象,3)形变织构等
六、回复和再结晶
1．回复和再结晶的基本概念
2．冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化
3．再结晶动力学
4．影响再结晶的主要因素
5．晶粒正常长大和二次再结晶
七、铁碳相图与铁碳合金
1．铁碳相图
2．铁碳合金
3．铁碳合金在缓慢冷却时组织转变
八、固态相变
1．固态相变的基本特点
2．固态相变的分类
3．扩散型相变
1）合金脱溶，2）共析转变，3）调幅分解
4．非扩散型相变
参考书：
1.金属学（修订版）, 宋维锡主编, 冶金工业出版社，1998；
2.材料科学基础, 余永宁主编, 高等教育出出版社，2006；
3.材料科学基础（第二版）, 胡赓祥等主编, 高等教育出出版社，2006；
4.任何高等学校材料科学与工程专业《金属学》或《材料科学基础》教学参考书。
复习方法的话大家还是根据自己的习惯有所不同。重要的是坚持。我个人有一些看法希望与大家分享。
刚开始看，很难把握重点，看的太细，会浪费时间。而且，第一遍看完之后，往往都是只有一个大概的轮廓，细节部分是很难记住的。所以第一边看要抓大放小，把握大致脉络。短时间内对专业课内容有一个全局的把握，以利于第二遍的深入阅读。这就算达到了目标。
再看的时候，每看完一节或一章，对主要内容进行概括。尤其是把重要的知识点用简练的语言概括出来，列成条目以利于以后把握重点，节约时间。一定要相信，手过一遍，胜过口过十遍。做笔记能加深我们对知识的理解和记忆。
再以后做题时每遇到问题回来看自己总结的笔记，并且把做题时重要的类型题的解法归纳到笔记中。坚持下去。做到点——线——面的复习，这样下来专业课不拿高分都难了。
二：知识梳理
第一章：金属与合金的晶体结构
① 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键
考点：金属键（2001年，2004年，2007年）简述什么是金属键？5分
剖析：金属中自由电子和原子核之间靠静电作用产生的键合力。
②晶体学基础 10分
1)空间点阵（2008年）在空间中由几何阵点周期性规则排列并具有完全相同的
周围环境，在三维空间规则排列的阵列成为空间点阵，简称点阵。5分
2 晶向指数与晶面指数（2008，2007，2006，2005，2004，2003，2002）
画出fcc中（110）晶面原子的排列情况，在体心立方中画出一个最密排方向并表明晶向指数，再画出过该方向的两个不同的低指数晶面，写出对应的晶面指数，这两个面与其平行的密排方向构成什么关系？20分
3晶系及布喇菲点阵（2007年，2004年）
考点：7中晶系的点阵参数，14种布喇菲点阵，晶体结构与布喇菲点阵的
区别。
剖析：布喇菲点阵中每个阵点周围环境相同，法国数学家布喇菲经过推倒
只可能有14种，也可表诉为除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置构成的
点阵。
难点：空间点阵与晶体结构的区别
③金属的晶体结构（年年考）20分
1）典型的金属晶体结构 fcc，bcc，hcp，年年考重中之重，考察晶胞中
的原子数，点阵常数与原子半径，配位数和致密度，要烂熟于胸。
2）原子的堆垛方式体心立方：ABABABA或ACACACAC,
面心立方：ABCABCABC或ACBACBACB
3）晶体结构中的间隙:四面体间隙和八面体间隙画图（2008）20分
④合金相结构 20分
1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素（2007，2006，，2005，2004，2003，2001，2000）
所谓固溶体是指溶质原子以原子态溶入金属溶剂的点阵晶格中所组成的单一均匀固体，其特点是保持溶剂的点阵结构类型。置换固VS间隙固溶体？影响固溶度的因素有：
ⅰ：原子尺寸因素。当溶剂、溶质原子直径尺寸相对差小于±15℅有利于形成大的代为固溶体，当两组元的直径相对差大于41℅时，有利于形成高的间隙固溶体。
ⅱ：负电性因素。溶剂、溶质的负电性差越小溶解度越大，一般小于0.4～0.5会有较大的溶解度。
ⅲ：电子浓度因素。有两方面的含义：一是原子价效应，即同一溶剂金属中，溶质的原子价越高，溶解度越小：而是相对价效应即高价溶质融入低价溶剂是的高于相反的情况。
4）中间相(2006,2004,)合金中组元之间形成的、与纯组元结构均不同的新相，处在相图的中间区域。
⑤晶体缺陷 20分
1）点缺陷：点缺陷的几种基本类型，空位，间隙，杂质，溶质原子等
2)晶体缺陷的基本类型和特征：点缺陷，线缺陷即位错，面缺陷即晶界相界
（2007，2006，2005）
07：点缺陷和线缺陷为何会发生交互作用？这种交互作用如何影响力学性能？举例说明或画图说明什么是小角度晶界的为错模型？描述大角度晶界有何模型？其含义是什么？
解析答案：1：点缺陷产生畸变，是局部能量升高，附近有弹性应变场，为错也是如此，但为错周围应力场状态不同，有的为压应力，有的为拉应力;
点缺陷会聚集到为错上是应变能降低，使系统能量降低，吸附溶质的为错是一种稳定的组态，此时为错被钉扎而难以运动，使强度提高，会产生上下屈服点效应。
2：小角度晶界可看成是由大量的、两侧原子完全对应的好区和一组平行或相互垂直的位错组成，取向差完全是靠为错产生的；晶界能是位错能量的加和。大角度晶界模型有非晶模型、小岛模型、重合位置点阵模型，后者的含义是特殊的打角度晶界内一部分原子同属界面两侧点阵，重合点本身构成一超点阵，晶界过其密排面是能量最低。
第二章：金属与合金的凝固
1．金属凝固的热力学条件：△G＜0,对任何一个反应，只有放出能量反应才能发生，金属的凝固和相变同样如此。
2．形核
1）均匀形核，2）非均匀形核
均匀形核：指不依靠外来表面，而在晶体内部自发形核，过冷度要求比较大。
非均匀形核：依靠外来表面或孕育剂形核，过冷度要求较小。
3.晶体生长
1）液固界面的微观结构， 2）成分过冷
如图液固界面的微观结构
2）成分过冷指凝固时，液固界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。
4．凝固宏观组织与缺陷
金属铸锭的组织
1－表层细晶区2－柱状晶区3－中心等轴晶区各个晶区是如何形成的，都有什么特点？
第三章：金属与合金中的扩散
1．扩散机制：交换机制、间隙机制、空位机制、晶界扩散及表面机制，其
中空位机制是置换固溶体中最重要机制。
2．菲克第一定律：J=-Dd ，它表示了物质从高的质量浓度区向低的质
量浓度区方向迁移。菲克第一定律描述了一种稳态扩散，即浓度质量不随
时间而改变。
3．菲克第二定律 ，是一种非稳态扩散，某点的质量浓度随时
间的改变而改变。
4．影响扩散的主要因素
1：温度：是影响扩散最主要的因素，温度越高，扩散系数D 越大。
2：固溶体类型：置换固溶体激活能大，扩散的慢；间隙固溶体扩散激
活能小，扩散的快。
3：晶体结构：低对称性的晶体结构中，存在扩散的各向异性，如六方
结构晶体，平行与垂直基面（0001）的扩散系数不同
4：晶体缺陷：界面表面及位错是扩散的快速通道。
5：熔点。同一合金系中，同一温度下熔点高的合金中扩散慢，熔点低
的扩散快。
第四章：二元相图
1．合金的相平衡条件及相律：
处于平衡状态下的多相（p 个相）体系，每个组元（共有c 个组元）在
各相中的化学势都必须相等。
从相平衡条件可知，处于平衡状态的多元系中可能存在的相数有一定的
限制。这种限制可用吉布斯相律表示为：
f=c-p+2
f 为体系的自由度数，c 为体系的组元数，p 为相数。对于不含气相的体
系，压力一般可认为是常数，因此相律又可写成：
f=c-p+1
相律给出了平衡状态下体系中存在的相数和组元数及温度、压力之间的
关系，对分析和研究相图有重要的指导作用。
2．相图的热力学基础
①了解固溶体的成份自由能曲线，如图
Ω<0时：曲线为U 形，只有一个最小值
Ω=0时：曲线也为U 形，只有一个最小值
Ω>0时：曲线为∩形，有两个最小值，即固溶体有一定的溶混间隙
②多相平衡的公切线原理
在二元系中，当两相（例如固相α和β）平衡时，热力学条件为
β
αβαμμμμB B A A ==,，即两组元分别在两相中的化学势相等。因此，两相平衡时的成分由两相成分－自由能曲线的公切线确定。如图
③杠杆法则：α和β两相共存时，可用杠杆法则计算两相的相对量，
应用杠杆法则时要找准三个点，即两个相点和一个成分点。
3．二元相图的类型与分析
①匀晶相图：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变，对应的 固液转变图称为匀晶相图。
②共晶相图：两组元在液态是无限固溶，液相线从两端纯组元向中间凹
下，两液相线交点对应的温度称为共晶温度，在该温度下液相通过共晶凝
固同时结晶出两个固相，这两相的混合物称为共晶组织或共晶体。这种股
也转变图称为共晶相图。
共晶相图／共晶合金的平衡凝固及其组织是考试重点。
第五章 金属与合金的塑性变形
1．单晶体的塑性变形
①滑移：当应力超过晶体的弹性极限时，晶体中就会产生层片之间的相对滑移， 大量的滑移线组成滑移带。
②临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力，它是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无关。θφτCOS COS A F
=
③孪生：晶体受力以后，以产生孪晶的方式进行的均匀切变过程叫孪生，切变区
与未切变区呈晶面对称的取向。
④纽折：当晶体不能进行滑移变形，若此时孪生过程也因阻力太大无法进行时，
随着外力继续增大，超过某一临界值时晶体会产生适应性的局部弯曲，这种变形
方式称为扭折，变形区域称为扭折带。
滑移是单晶体变形的主要方式，孪生和扭折是滑移不能进行时的协调性变形。
2．多晶体的塑性变形
1）多晶体塑性变形的特点：
①多晶体中，每个晶粒与周围晶粒取向不同，处于有利位相的先滑移，故滑
移开始的早晚不同，滑移系的数目也不相同。
②不同位相晶粒滑移系取向不同，滑移方向也不相同，故滑移不可能从一个
晶粒直接延续到另一个晶粒。
③为了使多晶体中各晶粒之间的变形得到相互协调与配合，每个晶粒不只是在取向有利的方向进行，而且必须在几个非有利的滑移系上进行才能使其形状做各种改变。
④多晶体是否能够塑性变形取决于它是否具备5个以上独立的滑移系来满足各晶粒变形时相互协调的要求。
FCC 有12滑移系，BCC 有48个滑移系，它们的多晶体有很好的塑性；而FCP 只有3个独立滑移系，晶粒间协调性很差，所以其多晶体塑性变形能力低。如g M
2）晶界的影响：
①晶界上原子排列不规则，是严重错排区，位错不能通过，形成位错塞积群。即晶界阻碍滑移的进行。
②由于晶界数量取决于晶粒的大小，因此晶界对多晶体起始塑变抗力的作用可通过晶粒大小直接体现。多晶体的强度随其晶粒细化而提高。多晶体的强度S σ与晶粒平均直径ｄ的符合霍尔－佩奇公式：21
-0d K S +=σσ
第六章 回复和再结晶
1．回复和再结晶的基本概念
回复是指冷变形金属在加热时新的无畸变的晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；
再结晶是指新的无畸变的等轴晶粒逐步取代变形晶粒的过程；
晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大；
2．冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化
组织变化：随退火温度的升高或时间的延长，出现亚晶的合并并长大，再结晶形核及长大，无位错的等轴再结晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒，然后是晶粒的正常长大
性能的变化：①形变储存能逐渐被释放，特别是再结晶阶段释放的最显著 ②硬度及强度下降，延伸率上升
③电阻降低，密度提高
在结晶时各种性能的变化都比回复时强烈的多。
3．再结晶动力学
横坐标是再结晶的体积分数，纵坐标是时间。再结晶的体积分数公式为：
)3e x p (14
3t G N R ?
--=π?，再结晶动力学取决于形核率?N 和长大速率Ｇ的大小。上图为恒温时的动力学曲线，成典型的“Ｓ”形。
4．再结晶温度及影响再结晶的主要因素
再结晶温度是指经过大变形量的冷变形金属，经过1ｈ退火能能完成在结晶（R ?>95％）所对应的温度定义为再结晶温度。
影响再结晶的主要因素：
①变形程度的影响：冷变形程度越大，储存能越多，再结晶驱动力也越大，因此再结晶温度越低，同时等温退火时的再结晶速度也越快。
②原始晶粒尺寸：其他条件相同时，金属的原始晶粒越细小，变形抗力越大，冷变形后储存的能量越高，再结晶温度也越低。
③溶质原子：溶质原子倾向于在位错及晶界处偏聚，阻碍位错的滑移与攀移及晶界的迁移
④第二相粒子：第二相粒子较大时促进再结晶，第二相粒子较小时阻碍再结晶
⑤再结晶退火工艺参数：加热温度，加热速度与保温时间等退火工艺参数，对变形金属的再结晶有着不同程度的影响。
5．晶粒正常长大和二次再结晶
晶粒长大：再结晶完成以后，大多数晶粒几乎同时逐渐均匀长大的过程，其驱动力是总的界面能的降低。
二次再结晶：也称为晶粒的异常长大，是指再结晶结束以后正常长大过程被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。其驱动力是界面能的降低。
第七章、铁碳相图与铁碳合金
1．铁碳相图
铁碳相图是考试重点，每年都会考，考点：
①画出铁碳相图，只画实线部分即可，实线是冷却，虚线是加热溶解
②标出图中各点的字母和成分必须和原图一样，不得更改字母
③标出包晶温度、共晶温度和共析温度以及各相区的相组成
④会用杠杆法则计算某一点的相含量和组织含量
2．铁碳合金及其在缓慢冷却时组织转变
根据碳含量的增加，铁碳合金有以下组织及转变过程：
①工业纯铁室温为α铁素体： 缓慢冷却时组织转变：（多晶型转变）（多晶型转变）固溶体αγδ→→→L ②共析珠光体0.77%C
室温组织：铁素体和渗碳体层片交替的混合物，白色薄片是铁素体，黑色薄片是渗碳体
缓慢冷却时组织转变：)()(30218.077.0共析转变匀晶转变C Fe L +→→αγ
③亚共析钢 室温组织是先共析铁素体和珠光体
200倍，白色先共析铁素体，黑色珠光体
④过共析钢室温组织是网状二次渗碳体和珠光体
白色是二次渗碳体呈网状分布，其余是珠光体
⑤共晶白口铸铁4.3%C 室温组织是珠光体和变态莱氏体
黑色是由共晶奥氏体转变而来的珠光体，白色基体是共晶渗碳体
⑥亚共晶白口铸铁室温组织是黑色树枝状是珠光体，其余为变态莱氏体
⑦过共晶白口铸铁室温组织是一次渗碳体和变态莱氏体
白色条带为一次渗碳体，其余为变态莱氏体
要求：能识别不同的图片，并能描述出缓冷时的组织转变示意图。
第八章固态相变
1．固态相变的基本特点
固态相变与金属的结晶再结晶有着显著的差异，其基本特点是：
①相变阻力中除了界面能又多了应变能一项，相变阻力增大
②形核方面：非均匀形核为主，新旧相具有特定的取向关系，相界面常为共格或半共格
③生长方面具有惯习现象，即新相沿母相的特定晶面析出长大
④有亚稳相生成，以降低相变阻力
2．固态相变的分类：扩散型相变和非扩散型相变
3．扩散型相变：扩散过程有的扩散
①合金脱溶：当固溶体因温度变化而呈过饱和状态时，其所含的过饱和溶质原子将通过扩散析出新相，脱溶过程难以达到平衡，脱溶产物往往以亚稳态的过渡相存在。
②共析转变：随着温度的降低从一相中逐渐脱溶出两相的分解过程称共析转变，如共析珠光体
③调幅分解：不经过形核阶段的不稳定分解，母相成分的任何涨落都导致系统的自由能的降低，母相经过上坡过赛的形式自动分解为富A和富B的两个亚稳相。4．非扩散型相变：扩散过程中不发生原子的扩散，仅依靠切变重排形成亚稳态新相，例如马氏体转变
第一章 绪论 1-1．20℃的水2.5m 3 ，当温度升至80℃时，其体积增加多少？ [解] 温度变化前后质量守恒，即2211V V ρρ= 又20℃时，水的密度3 1/23.998m kg =ρ 80℃时，水的密度32/83.971m kg =ρ 32 1 125679.2m V V == ∴ρρ 则增加的体积为3 120679.0m V V V =-=? 1-2．当空气温度从0℃增加至20℃时，运动粘度ν增加15%，重度γ减少10%，问此时动力粘度μ增加多少（百分数）？ [解] 原原ρννρμ)1.01()15.01(-+== 原原原μρν035.1035.1== 035.0035.1=-=-原 原 原原原μμμμμμ 此时动力粘度μ增加了3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为μρ/)5.0(002.02 y hy g u -=，式中ρ、μ分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求m h 5.0=时渠底（y =0）处的切应力。 [解] μρ/)(002.0y h g dy du -= )(002.0y h g dy du -==∴ρμ τ 当h =0.5m ，y =0时 )05.0(807.91000002.0-??=τ Pa 807.9= 1-4．一底面积为45×50cm 2，高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ，斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 δ
[解] 木块重量沿斜坡分力F 与切力T 平衡时，等速下滑 y u A T mg d d sin μθ== 001 .0145.04.062 .22sin 8.95sin ????= = δθμu A mg s Pa 1047.0?=μ 1-5．已知液体中流速沿y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律y u d d μ τ=，定性绘出切应力沿y 方向的分布图。 [解] 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径0.9mm ，长度20mm ，涂料的粘度μ=0.02Pa ．s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O1N ） [解] 2533 10024.5102010 8.014.3m dl A ---?=????==π y u u u u y u u y ττ= 0y ττy 0 τττ=0 y
北京科技大学材料专业考研经验 转眼间，已经尘埃落定。回首这一年，有努力，也有回报，有汗水，也有欢笑。这一年，个人的付出固然重要，但诚然，我也从论坛收益良多，现在我小小的总结一下自己的观点，希望能对学弟学哥妹们有所帮助。 先来说说自己的情况:我报考的是北京科技大学材料学院，所考的分数分别为政治58，英语57，数学二115，专业课（材料科学基础）108，总分338。这样一个分数，对于一个工科生而言，算是中规中矩，但是对于今年的北科材料，可算是一个不折不扣的擦线党（初试线337）。即便如此，我想我还是很有必要介绍一下自己的经验。 如今，考研是一个热门的话题。同时，也是大学本科生的一个未来规划中的热门选项。很多人很轻率的就决定考研，对此我是不发表任何评论的。但是，我觉得，一旦决定考研，就要对全局有一个清醒的认识，而不是在模模糊糊的状态下就开始看书，鄙人鱼见，这样只是浪费了自己的时间和经历。 看书前要做好万全准备。大家可能会问要做好哪些准备。且听我慢慢道来。
做好了以上的各种准备，接下来就需要开始各科的复习了。不需要过多的解释，数学和英语都是要从大三下开始的，而政治和专业课是从九月份开始。细节我慢慢道来。 因为本人是工科生，所以只介绍工科生相关经验。我们考的是数学二，也就是只有高数和线性代数。而关于考研复xí，论坛里很多人都会分为三轮，说实话，我自己到目前为止也没好好划分过，所以只按自己的经验一点点介绍。 先插播一下我的学习理念。我觉得作为一个工科生，在学习这一块，理应有些自己的方法。我觉得不管是学什么，首先我们得对这一科有一个全局的把握，其次，我们还要有能力从众多信息中抽象出重点，然后循着重点对症下药。简单来讲，我觉得就是个盖房子的过程，先打地基，再出骨架，最后各种装饰。 频道调回到数学，关于数学的学习，我觉得首先得从书本下手，高数用同济5或者6版的两本书，线代无所谓，大同小异。依据往年的大纲，先把书本过个一遍，对各种概念，各种公式有个初步印象，我觉得这一步很重要：对于基础好的同学，可以作为回顾，对于基础差的同学，可以作为启蒙用。然而这样还不够，书本还要用第二遍，这一遍，最好边看边把你自己认为是重点的句子，定义，概念等抄下来（后期还有大作用），基础好的同学可以随意练练课后习题，基础
工程力学材料力学 （北京科技大学与东北大学） 第一章 轴向拉伸和压缩 1-1：用截面法求下列各杆指定截面的内力 解： (a):N 1=0,N 2=N 3=P (b):N 1=N 2=2kN (c):N 1=P,N 2=2P,N 3= -P (d):N 1=-2P,N 2=P (e):N 1= -50N,N 2= -90N (f):N 1=0.896P,N 2=-0.732P 注（轴向拉伸为正，压缩为负） 1-2：高炉装料器中的大钟拉杆如图a 所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b 所示；拉杆上端螺纹的内 径d=175mm 。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN ，试计算大钟拉杆的最大静应力。 解： σ1= 2118504P kN S d π= =35.3Mpa σ2=2228504P kN S d π= =30.4MPa ∴σmax =35.3Mpa 1-3：试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN ，吊杆的尺寸如图b 所示。 解： 下端螺孔截面：σ1=1 90 20.065*0.045P S = =15.4Mpa 上端单螺孔截面：σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面：σ3= 3P S =9.15Mpa ∴σmax =15.4Mpa 1-4：一桅杆起重机如图所示，起重杆AB 为一钢管，其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm 2。已知起重量
P=2000N ， 试计算起重机杆和钢丝绳的应力。 解： 受力分析得： F 1*sin15=F 2*sin45 F 1*cos15=P+F 2*sin45 ∴σAB = 1 1F S =-47.7MPa σBC =2 2F S =103.5 MPa 1-5：图a 所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又 两层钢板构成,如c 所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力. 解: F=6P S 1=h*t=40*4.5=180mm 2 S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2 ∴σmax=2F S =38.1MPa 1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求; (1) AC. CD DB 各段的应力和变形. (2) AB 杆的总变形. 解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa; △ l AC =NL EA =AC L EA σ=-0.01mm △ l CD =CD L EA σ=0 △ L DB =DB L EA σ=-0.01mm (2) ∴AB l ?=-0.02mm 1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知 材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变. 解: AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104 ,
考点1：金属键，离子键，共价键，氢键，范德瓦耳斯力的定义。 例1（名词解释）：离子键。 例2：解释金属键。 例3：大多数实际材料键合的特点是（）。 A．几种键合形式同时存在B．以离子键的形式存在 C．以金属键的形式存在 考点2：金属键，离子键，共价键的特征。 例4：化学键中既有方向性又有饱和性的为（）。 A．共价键B．金属键C．离子键 例5：原子的结合键有哪几种？各有什么特点？ 考点3：依据结合键对于材料的分类。 例6：解释高分子材料与陶瓷材料。 例7：试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。 例8：何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。 考点1：以米勒指数描述晶向和晶面 1.1 晶面族 例1：什么是晶面族？{111}晶面族包含哪些晶面？ 例2：请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。 1.2 晶面夹角和晶面间距 例：面心立方结构金属的[100]和[111]晶向间的夹角是多少？{100}面间距是多少？ 1.3 晶带定理 例1（名词解释）：晶带定理。 例4：晶面（110）和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为（）。 1.4 HCP的米勒指数 例1：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE面的密勒-布拉菲晶面指数，以及EF、FG、GH、HI、IJ、JE各晶向的密勒-布拉菲晶向指数。 例2：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE晶面、EF晶向、FG晶向、CH晶向、JE晶向的密勒-布拉菲指数。 例3：六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。 1.5 画晶向和晶面，面密度的求法
例2：bcc结构的金属铁，其（112）晶面的原子面密度为 9.94×1014atoms/cm3。（1）请计算（110）晶面的原子面密度；（2）分别计算（112）和（110）晶面的晶面间距；（3）确定通常在那个晶面上最可能产生晶面滑移？为什么？（bcc结构铁的晶格常数为a=0.2866nm） 1.6 晶向指数的意义 例：一组数[uvw]，称为晶向指数，它是用来表示（）。 A．所有相互垂直的晶面的方向B．所有相互垂直的晶向 C．所有相互平行、方向一致的晶向 1.7 晶面指数的意义 例：有两个晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），根据晶带轴的定义，要计算这两个晶面的晶带轴时，这两个晶面可以是（）。 A．任意两个晶面B．两个平行的晶面 C．两个不平行的晶面 考点2：固溶体和合金相的定义，分类和影响因素 2.1．固溶体分类 例1（名词解释）：固溶体、置换固溶体和间隙固溶体 例2：什么是置换固溶体？影响置换固溶体固溶度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？ 例3：影响固溶度的主要因素有（）。 A．溶质和溶剂原子的原子半径差 B．溶质和溶剂原子的电负性差 C．溶质元素的原子价D．电子浓度 例4：在置换型固溶体中，从离子半径、晶体结构类型和离子电价三个因素考虑，生成连续型固溶体的条件是什么？ 2.2 合金相分类 例1：以金属为基的固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？ 例2：渗碳体是一种（）。 A．间隙相B．金属化合物C．间隙化合物D．固溶体 2.3 间隙固溶体和间隙相的辨析 例1：解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。 2.4 中间相分类 例：中间相分为________、________和________。
1999年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 科学技术史冶金物理化学钢铁冶金有色金属材料加工工程 说明:统考生做1~10题,单考生做1~7题和11~13题。 1、名词解释10分) (1)点阵畸变(2)组成过冷 (3)再结晶温度 (4)滑移和孪生(5)惯习现象 2、说明面心立方、体心立方、密排六方(c/a≥1.633)三种晶体结构形成的最密排面,最密排方向和致密度。(10分) 3、在形变过程中,位错增殖的机理是什么?(10分) 4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因,以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。(10分) 5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程(包括相变转换和成分转换)。(10分) 6、选答题(二选一,10分) (1)铸锭中区域偏析有哪几种?试分析其原因,并提出消除区域偏析的措施。 (2)固溶体结晶的一般特点是什么?简要描述固溶体非平衡态结晶时产生显微偏析的原因,说明消除显微偏析的方法。 7、简述金属或合金冷塑性变形后,其结构、组织和性能的变化。(10分) 8、简述经冷变形的金属或合金在退火时其显微组织,储存能和性能的变化规律。(10分) 9、选答题(二选一,10分) (1)为了提高Al-4.5%Cu合金的综合力学性能,采用了如下热处理工艺制度,在熔盐浴中505℃保温30分钟后,在水中淬火,然后在190℃下保温24小时,试分析其原因以及整个过程中显微组织的变化过程。 (2)什么叫固溶体的脱溶?说明连续脱溶和不连续脱溶在脱溶过程中母相成分变化的特点。 10、简述固溶强化,形变强化,细晶强化和弥散强化的强化机理。(10分) 11、简述影响再结晶晶粒大小的因素有哪些?并说明其影响的基本规律。(10分) 12、画出铁碳相图,并写出其中包晶反应,共晶反应和共析反应的反应式。(10分) 13、选做题(二选一,10分) (1)如果其他条件相同,试比较下列铸造条件下,铸件中晶粒大小,并分析原因。 a.水冷模浇铸和砂模浇铸 b.低过热度浇铸和高过热浇铸 c.电磁搅拌和无电磁搅拌 d.加入,不加入Al-Ti-B铅合金。 (2)什么叫形变织构?什么叫再结晶织构?简要说明形变织构,再结晶织构的形成机理。 2000年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 材料加工工程科学技术史 说明:统考生答1-10题,单考生答1-7题和11-13题。 1.名词解释(10分) 1相界面2相律3过渡相④菲克第一定律⑤退火织构 2.什么是固溶体?在单相合金中,影响合金元素的固溶度的因素有哪些?固溶体与组成固溶体
《材料力学》教学大纲及主要参考书目 课程编码：60115 课程名称：材料力学 英文名称：MECHANICS OF MATERICALS 开课学期：第5学期 学时/学分：81 / 5（其中实验学时：10学时） 课程类型：学科基础必修课 开课专业：机械学院机械专业、车辆工程专业 选用教材：《材料力学》第四版刘鸿文编高等教育出版社2004年 主要参考书：1.《材料力学》刘鸿文主编高等教育出版社第三版，1992 2.《Mechnics of Materials》S.Timoshemke J.Gere.Van Nostrand Reinhold Compangy,1978 3.《材料力学》范钦珊主编高等教育出版社，2000 一、课程性质、目的与任务： 材料力学课程是一门用以培养学生在机械设计中有关力学方面设计计算能力的技术基础课，本课程主要研究工程结构中构件的承载能力问题。通过材料力学的学习，能够对构件的强度、刚度和稳定性问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初
步的实践能力。 材料力学课程是高等工科院校中机械类专业一门主干课程，是机械类硕士研究生入学考试的一门专业基础课。在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事机械设计工作打下基础。因此材料力学课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。 二、教学基本要求： 1、树立正确的设计思想，理论联系实际，解决好经济与安全的矛盾，具备创新精神； 2、全面系统地了解构件的受力变形、破坏的规律； 3、掌握有关构件设计计算的基本概念、基本理论、基本方法及其在工程中的应用； 4、将一般构件抽象成力学简图，进行外力分析、内力分析、应力分析、应变分析、应力~应变分析； 5、掌握测定材料力学性能的原理和方法，具有进行实验研究的初步能力； 6、在满足强度、刚度和稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件选择合适的材料，设计合理的截面形状和尺寸，为构件设计提供计算依据； 7、了解材料力学的新理论，新方法及发展趋向。 三、各章节内容及学时分配： 第一章：绪论（2学时）
《工程流体力学》习题答案（杜广生主编） 第一章 习题 1. 解：依据相对密度的定义：13600 13.61000 f w d ρρ===。 式中，w ρ 表示4摄氏度时水的密度。 2. 解：查表可知，标准状态下：2 31.976/CO kg m ρ=，2 32.927/SO kg m ρ=，2 31.429/O kg m ρ=， 2 31.251/N kg m ρ=，2 30.804/H O kg m ρ= ，因此烟气在标准状态下的密度为： 11223 1.9760.135 2.9270.003 1.4290.052 1.2510.760.8040.051.341/n n kg m ρραραρα=++=?+?+?+?+?=L 3. 解：（1）气体等温压缩时，气体的体积弹性模量等于作用在气体上的压强，因此，绝对压强为4atm 的空气的等温体积模量： 34101325405.310T K Pa =?=? ； （2）气体等熵压缩时，其体积弹性模量等于等熵指数和压强的乘积，因此，绝对压强为4atm 的空气的等熵体积模量： 31.44101325567.410S K p Pa κ==??=? 式中，对于空气，其等熵指数为1.4。 4. 解：根据流体膨胀系数表达式可知： 30.0058502V dV V dT m α=??=??= 因此，膨胀水箱至少应有的体积为2立方米。 5. 解：由流体压缩系数计算公式可知： 392 5 11050.5110/(4.90.98)10 dV V k m N dp -?÷=-=-=?-? 6. 解：根据动力粘度计算关系式： 74678 4.2810 2.910Pa S μρν--==??=?? 7. 解：根据运动粘度计算公式：
XX年北京科技大学材料专业考研经验全分享转眼间，已经尘埃落定。回首这一年，有努力，也有回报，有汗水，也有欢笑。这一年，个人的付出固然重要，但诚然，我也从论坛收益良多，现在我小小的总结一下自己的观点，希望能对学弟学哥妹们有所帮助。 先来说说自己的情况:我报考的是北京科技大学材料学院，所考的分数分别为政治58，英语57，数学二115，专业课（材料科学基础）108，总分338。这样一个分数，对于一个工科生而言，算是中规中矩，但是对于今年的北科材料，可算是一个不折不扣的擦线党（初试线337）。即便如此，我想我还是很有必要介绍一下自己的经验。 如今，考研是一个热门的话题。同时，也是大学本科生的一个未来规划中的热门选项。很多人很轻率的就决定考研，对此我是不发表任何评论的。但是，我觉得，一旦决定考研，就要对全局有一个清醒的认识，而不是在模模糊糊的状态下就开始看书，鄙人鱼见，这样只是浪费了自己的时间和经历。 看书前要做好万全准备。大家可能会问要做好哪些准备。且听我慢慢道来。
做好了以上的各种准备，接下来就需要开始各科的复习了。不需要过多的解释，数学和英语都是要从大三下开始的，而政治和专业课是从九月份开始。细节我慢慢道来。 因为本人是工科生，所以只介绍工科生相关经验。我们考的是数学二，也就是只有高数和线性代数。而关于考研复xí，论坛里很多人都会分为三轮，说实话，我自己到目前为止也没好好划分过，所以只按自己的经验一点点介绍。 先插播一下我的学习理念。我觉得作为一个工科生，在学习这一块，理应有些自己的方法。我觉得不管是学什么，首先我们得对这一科有一个全局的把握，其次，我们还要有能力从众多信息中抽象出重点，然后循着重点对症下药。简单来讲，我觉得就是个盖房子的过程，先打地基，再出骨架，最后各种装饰。 频道调回到数学，关于数学的学习，我觉得首先得从书本下手，高数用同济5或者6版的两本书，线代无所谓，大同小异。依据往年的大纲，先把书本过个一遍，对各种概念，各种公式有个初步印象，我觉得这一步很重要：对于基础好的同学，可以作为回顾，对于基础差的同学，可以作为启蒙用。然而这样还不够，书本还要用第二遍，这一遍，最好边看边把你自己认为是重点的句子，定义，概念等抄下来（后期还有大作用），基础好的同学可以随意练练课后习题，基础
第二章 习题 2-1 一螺栓连接如图所示，已知P=200 kN， =2 cm，螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa，试求螺栓的直径。 2-2 销钉式安全离合器如图所示，允许传递的外力偶距 m=10kN·cm，销钉材料的剪切强度极限=360 Mpa，轴的直径D=30 mm，为保证m＞30000 N·cm 时销钉被剪切断，求销钉的直径 d。
2-3 冲床的最大冲力为400 kN，冲头材料的许用应力[σ]=440 Mpa，被冲剪钢板的剪切强度极限=360 Mpa。求在最大冲力作用 下所能冲剪圆孔的最小直径D和钢板的最大厚度。 2-4 已知图示铆接钢板的厚度=10 mm，铆钉的直径为[τ]=140 Mpa，许用挤压应力[]=320 Mpa，P=24 kN，试做强度校核。2-5 图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已经低碳钢试件的直径D=1 cm，剪断试件的外力P=50.2Kn，问材料的剪切强度极 限为多少？ 2-6一减速机上齿轮与轴通过平键连接。已知键受外力P=12 kN，所用平键的尺寸为b=28 mm，h=16 mm，l=60 mm，键的许用应力[τ]=87 Mpa，[]=100 Mpa。试校核键的强度。
2-7图示连轴器，用四个螺栓连接，螺栓对称的安排在直径D=480 mm的圆周上。这个连轴结传递的力偶矩m=24 kN·m，求螺 栓的直径d需要多大？材料的许用切应力[τ]=80 Mpa。 （提示：由于对称，可假设个螺栓所受的剪力相等） 2-8 图示夹剪，销子C的之间直径为0.6 cm，剪直径与销子直径相同的铜丝时，若力P=200 N，a=3 cm，b=15 cm，求铜丝与销子横截面上的平均切应力。
北京科技大学 1995年硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 金属塑性加工 说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。每题10分。 1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。 2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？ 3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。 4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。 5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。 6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。 7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。 8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。 9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N 10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？ 11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。 12、说明共析钢加热时奥氏体形成的过程，并画图表示。 13、合金钢中主要的合金相有几种类型？
北京科技大学 1999年硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 金属塑性加工 1、名词解释:（10分） （1）点阵畸变（2）组成过冷（3）再结晶温度（4）滑移和孪生（5）惯习现象 2、说明面心立方、体心立方、密排六方（c/a≥1.633）三种晶体结构形成的最密排面，最密排方向和致密度。（10分） 3、在形变过程中，位错增殖的机理是什么？（10分） 4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因，以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。（10分） 5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程（包括相变转换和成分转换）。（10分） 6、选答题（二选一，10分） （1）铸锭中区域偏析有哪几种？试分析其原因，并提出消除区域偏析的措施。 （2）固溶体结晶的一般特点是什么？简要描述固溶体非平衡态结晶时产生显微偏析的原因，说明消除显微偏析的方法。 7、简述金属或合金冷塑性变形后，其结构、组织和性能的变化。（10分） 8、简述经冷变形的金属或合金在退火时其显微组织，储存能和性能的变化规律。（10分） 9、选答题（二选一，10分） （1）为了提高Al-4.5%Cu合金的综合力学性能，采用了如下热处理工艺制度，在熔盐浴中505℃保温30分钟后，在水中淬火，然后在190℃下保温24小时，试分析其原因以及整个过程中显微组织的变化过程。 （2）什么叫固溶体的脱溶？说明连续脱溶和不连续脱溶在脱溶过程中母相成分变化的特点。 10、简述固溶强化，形变强化，细晶强化和弥散强化的强化机理。（10分） 11、简述影响再结晶晶粒大小的因素有哪些？并说明其影响的基本规律。（10分） 12、画出铁碳相图，并写出其中包晶反应，共晶反应和共析反应的反应式。（10分） 13、选做题（二选一，10分） （1）如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件中晶粒大小，并分析原因。 a.水冷模浇铸和砂模浇铸 b.低过热度浇铸和高过热浇铸
第一章绪论1-1． 20℃的水 2.5m 3，当温度升至80℃时，其体积增加多少？[ 解 ] 温度变化前后质量守恒，即1V12V2 又20℃时，水的密度80℃时，水的密度1998.23kg / m3 2971.83kg / m3 V2 1V 1 2.5679m3 2 则增加的体积为V V2 V1 0.0679 m3 1-2．当空气温度从0℃增加至 20℃时，运动粘度增加15%，重度减少 10% ，问此时动力粘度增加多少（百分数）？ [ 解 ] (1 0.15) 原 (1 0.1) 原 1.035 原原 1.035 原 原 1.035 原原 0.035 原原 此时动力粘度增加了 3.5% 1-3．有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为u 0.002 g( hy 0.5y2 ) /，式中、分别为水的密度和动力粘度，h 为水深。试求h 0.5m 时渠底（y=0）处的切应力。 [ 解 ] du 0.002 g (h y) / dy du 0.002 g(h y) dy 当h =0.5m，y=0时 0.002 1000 9.807(0.50) 9.807Pa 1-4．一底面积为 45× 50cm2，高为 1cm 的木块，质量为 5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度 u=1m/s，油层厚 1cm，斜坡角 22.620（见图示），求油的粘度。 u
[ 解 ] 木块重量沿斜坡分力 F 与切力 T 平衡时，等速下滑 mg sin T A du dy mg sin 5 9.8 sin 22.62 A u 0. 4 0.45 1 0.001 0.1047 Pa s 1-5．已知液体中流速沿 y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律 du ，定性绘出切应力 dy 沿 y 方向的分布图。 y y y u u u u u u [ 解 ] y y y = 0 = 1-6．为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径 0.9mm ，长度 20mm ，涂料 的粘度 =0.02Pa ． s 。若导线以速率 50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。 （1.O1N ） [ 解 ] A dl 3.14 0.8 10 3 20 10 3 5.024 10 5 m 2
工程力学材料力学 （科技大学与东北大学） 第一章轴向拉伸和压缩 1-1：用截面法求下列各杆指定截面的力 解：
(a):N1=0,N2=N3=P (b):N1=N2=2kN (c):N1=P,N2=2P,N3= -P
(d):N1=-2P,N2=P (e):N1= -50N,N2= -90N (f):N1=0.896P,N2=-0.732P 注（轴向拉伸为正，压缩为负） 1-2：高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示，拉杆下端以连接楔与大钟连接，连接处拉杆的横截面如图b所示；拉杆上端螺纹的 径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN，试计算大钟拉杆的最大静应力。
解：σ1= 2 1 1 850 4 P kN S d π = =35.3Mpa σ2= 2 2 2 850 4 P kN S d π = =30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa 1-3：试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN，吊杆的尺寸如图b所示。 解：
下端螺孔截面：σ1=1 90 20.065*0.045P S =15.4Mpa 上端单螺孔截面：σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面：σ3= 3P S =9.15Mpa ∴σmax =15.4Mpa
1-4：一桅杆起重机如图所示，起重杆AB为一钢管，其外径D=20mm,径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为0.1cm2。已知起重量 P=2000N，试计算起重机杆和钢丝绳的应力。 解：受力分析得： F1*sin15=F2*sin45 F1*cos15=P+F2*sin45 ∴σAB= 1 1 F S=-47.7MPa σBC= 2 2 F S=103.5 MPa
一、 1、空间点阵：呈周期性和规则性排列的具有相同周围环境的阵点，在三维空间中规则排列而成的阵列。 2、临界分切应力：滑移进行时最小的分切应力，是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无关。 3、滑移系：某个滑移面及滑移面上的滑移方向统称为滑移系 4、堆垛层错：在实际晶体中密排面的堆垛顺序遭到错排和破坏，形成层错。 5、调幅分解：在分解无核阶段，固溶体发生自发的成分涨落，通过上坡扩散使溶质波幅增加，产生结构与母相相同成分不同的两种固溶体。 6、脱溶：在母相中析出第二相，但是母相本身保留，浓度由过饱和状态过渡到饱和状态， 7、上坡扩散：菲克第一定律描述了物质从高浓度向低浓度扩散的现象，扩散的结果导致浓度梯度的减小，使成份趋于均匀。但实际上并非所有的扩散过程都是如此，物质也可能从低浓度区向高浓度区扩散，沿着逆浓度梯度的方向进行扩散，扩散的结果提高了浓度梯度。 8、再结晶温度：在规定时间（1h ）内完成再结晶或者达到再结晶规定程度的最低温度。 二、 NaCl ：面心立方，+Na 4个，- Cl 4个，配位数6。 CsCl ：简单立方，+Cs 1个，-Cl 1个，配位数8。 ZnS ： 面心立方，+2Zn 4个，-2S 4个，配位数4。 CaF 2：面心立方，+2Ca 4个，-1F 8个，+2Ca 配位数8，-1F 配位数4。 CaTiO 3：简单立方，+2Ca 1个，+4Ti 1个，-2O 3个，+2Ca 配位数12，+4Ti 配位数6，- 2O
配位数12。 三、面心立方的密排面{111}，体心立方的密排面{110} 面心立方 体心立方 面心立方八面体间隙位置为)2 1,21, 21(及其等效位置--棱边的中心。 体心立方八面体间隙位置为)0,21,21(及其等效位置--棱边中心和面心。 （a ） （b ） 图（a ）为面心立方八面体间隙分布情况，其中空心圆为八面体间隙所在位置，即（21,21,21）和各棱边的中心处。 图（b ）为体心立方八面体间隙分布情况，其中空心圆为八面体间隙所在位置，即（0,2 1,21）和各面的中心处及各棱边的中心处。
自 觉 遵装守 订考 试 线规 则内， 诚不信 考得试 ，答绝 不题作 弊 北京科技大学 2012--2013 学年第 2 学期 工程力学 AII 试卷（ A ） 院 (系) 班级学号姓名 试卷卷面成绩 占课平时 成绩课程考 程考 占核成绩题号一二三四五六小计 核成 20% 得分 得分一、判断题（20分，每题2分，将“√”或者“X”填入题后括号内。） 1. 材料力学主要研究强度、刚度和稳定性问题。（√） 2. 矩形截面梁由剪力引起的剪应力在中性层为0,上下边缘处最大。（ X ） 3. 结构刚度越大 ,变形越小 ,也越不容易失稳。（√） 4. 塑性材料和脆性材料的失效破坏机理是一样的。（ X ） 5. 单位载荷法等能量方法可以直接用于求梁结构中的最大应力。（ X ） 6. 电测法的基本原理是将结构变形引起电阻丝长度变化,进而导致电阻等电学物理量的 变化 ,由电学量的变化反推可得到结构的变形信息。（√） 7. 低碳钢扭转破坏试验后其断口平面与轴线垂直。（√） 8.测低碳钢的弹性模量与泊松比时在其上下表面各贴一个应变片,其主要考虑是得到双 倍的应变值 ,因为越大的物理量测量精度一般越高。（ X ） 9. 铸铁试件的拉伸和扭转失效 ,主要原因都是最大剪应力超过了许用值。（ X ） 10. 对于主要受挤压的结构件 ,允许结构中出现部分的塑性变形。（√）
得分二、如图所示 外伸梁，B为固定铰，C为移动铰，A端受集中力P=10 kN，B点受一集中力偶 M=40 kNm，HD 段受均布力 q=10 kN/m ，AB 、 BH、 HC 和 CD 各 段的长度均为 L=1 m，试作出梁的弯矩图和剪力图。（20 分） q M A B D H P N B和C 解：解除 B 点和 C 点约束，分别代之以约束反力 C N ，由M B 0，即PL M 2qL 2L N C 2L N C M PL 4qL2 45 kN (2 分) 2L 由M C 0，即3PL M N B2L N B M 3PL (2 分) 35 kN 2L 2 分，一共 16 分，加上支反力 4 分，共计 20 分。 剪力图、弯矩图各分成四段，每段
课后答案网 工程流体力学 第一章绪论 1-1. 20C 的水2.5m 3 ，当温度升至80C 时，其体积增加多少？ ［解］温度变化前后质量守恒，即 = 7V2 3 又20C 时，水的密度 d 二998.23kg / m 3 80C 时，水的密度 = 971.83kg/m 3 啦 3 V 2 =亠=2.5679m 「2 则增加的体积为 V 二V 2 -V^ 0.0679 m 3 1-2.当空气温度从 0C 增加至20C 时，运动粘度\增加15%，重度 减少10%，问此时动力粘度 」增加 多少(百分数)？ ［解］ 宀(1 0.15)、.原(1 -0.1)「原 = 1.035 原「原=1.035'I 原 ■' -「原1.035?L 原一」原 原 原——原二0.035 卩原 卩原 此时动力粘度 J 增加了 3.5% 2 1-3?有一矩形断面的宽渠道，其水流速度分布为 u =0.002 Jg(hy-0.5y )/」，式中'、」分别为水的 密度和动力粘度，h 为水深。试求h =0.5m 时渠底(y=0)处的切应力。 ［解］ 一 =0.002「g(h -y)/「 dy 当 h =0.5m , y=0 时 = 0.002 1000 9.807(0.5 —0) J du dy -0.002 'g(h -y)
= 9.807Pa 1-4.一底面积为45 x 50cm 2,高为1cm 的木块，质量为5kg ，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块 运动速度u=1m/s ，油层厚1cm ,斜坡角22.620 （见图示），求油的粘度。 mg sin v I mg sin A U 0.4 0.45 — d 0.001 」-0.1047Pa s 1-5 .已知液体中流速沿 y 方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律 沿y 方向的分布图。 ［解］木块重量沿斜坡分力 F 与切力T 平衡时，等速下滑 5 9.8 sin 22.62 -=一，定性绘出切应力 dy 1-6 ?为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径 的粘度」=0.02Pa . s 。若导线以速率50m/s 拉过模具，试求所需牵拉力。 0.9mm ，长度20mm ，涂料 (1.O1N ) e y I
第六章 习题 6—1 用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。 6-2、用积分法求以下各梁的转角方程、挠曲线方程以及指定的转角和挠度。已知抗弯刚度EI为常数。
6-3、用叠加法求图示各梁中指定截面的挠度和转角。已知梁的抗弯刚读EI为常数。 6-4阶梯形悬臂梁如图所示，AC段的惯性矩为CB段的二倍。用积分法求B端的转角以及挠度。 6-5一齿轮轴受力如图所示。已知：a=100mm,b=200mm,c=150mm,l=300mm;材料的弹性模量E=210Pa;轴在轴承处的许用转角[]
=0.005rad。近似的设全轴的直径均为d=60mm,试校核轴的刚度。 回答： 6-6一跨度为4m的简支梁，受均布载荷q=10Kn/m,集中载荷P=20Kn,梁由两个槽钢组成。设材料的许用应力[]=160Ma,梁的许 用挠度[]=。试选择槽钢的号码，并校核其刚度。梁的自重忽略不计。 6-7两端简支的输气管道，外径D=114mm。壁厚=4mm,单位长度重量q=106N/m,材料的弹性模量E=210Gpa。设管道的许用挠度 试确定管道的最大跨度。 6-8 45a号工字钢的简支梁，跨长l=10m,材料的弹性模量E-210Gpa。若梁的最大挠度不得超过，求梁所能承受的布满全梁的
最大均布载荷q。 6-9一直角拐如图所示，AB段横截面为圆形，BC 段为矩形，A段固定，B段为滑动轴承。C端作用一集中力P=60N。有关尺寸如 图所示。材料的弹性模量E=210Gpa,剪切弹性模量G=0.4E。试求C端的挠度。 提示：由于A端固定，B端为滑动轴承，所以BC杆可饶AB杆的轴线转动。C端挠度由二部分组成；（1）把BC杆当作悬臂梁，受 集中力P作用于C端产生的挠度，；（2）AB杆受扭转在C锻又产生了挠度，。最后，可得 C端的挠度 6-10、以弹性元件作为测力装置的实验如图所示，通过测量BC梁中点的挠度来确定卡头A处作用的力P，已知, 梁截面宽b=60mm,高h=40mm,材料的弹性模量E=210Gpa。试问当百分表F指针转动一小格（1/100mm）时，载荷P增加多少？
2005年北京科技大学 攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：金属学 适用专业：材料学、材料科学与工程、材料加工工程 说明：统考生做一至九题；单考生做一至六和十至十二题 一、晶体结构(20分) 1．什么是晶面族｛111｝晶面族包含哪些晶面? 2．面心立方结构金属的［100]和正［111]晶向间的夹角是多少?｛100｝面间距是多少? 3．面心立方结构和密排六方结构金属中的原子堆垛方式和致密度是否有差异?请加以说明。 二、合金相(15分) 1．解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。 2．为什么固溶体的强度常比纯金属高? 三、晶体缺陷(15分) 1．晶体内若有较多的线缺陷(位错)或面缺陷(晶界、孪晶界等)，其强度会明显升高，这些现象称为什么?强度提高的原因是什么? 2．上述的两类缺陷是怎样进入晶体的?举例说明如何提高这些缺陷的数目? 四、相图热力学(10分) 利用图10-1的自由能-成分曲线说明，公切线将成分范围分成三个区域，各区域内哪些相稳定?为什么? 五、凝固(20分) 1．相同过冷度下比较均匀形核与非均匀形核的临界半径、临界形核功、临界晶核体积，哪个大? 2．合金凝固时的液／固界面前沿通常比纯金属液／固界面前沿更容易出现过冷?为什么? 3．典型的金属(如铁)和典型的非金属(如硅，石墨)在液相中单独生长时的形貌差异是什么?
六、扩散(20分) 1．菲克第二定律的解之一是误差函数解，C=A+Berf(x/2(Dt)1/2)，它可用于纯铁的渗碳过程。若温度固定，不同时间碳的浓度分布则如图10-2。已知渗碳1 小时后达到某一特定浓度的渗碳层厚度为0．5mm，问再继续渗碳8小时后，相同浓度的渗层厚度是多少? 2．图10-3为测出的钍在不同温度及以不同方式扩散时扩散系数与温度的关系，从该实验数据图中能得出哪些信息? 七、形变(20分) 1．常温下金属塑性变形有哪些主要机制? 它们间的主要差异是什么? 2．面心立方金属铜在三种不同条件下的真应力-应变曲线如图10-4。说明它们可能是在怎样的温度和应变速率下形成的?为何有这样的形状? 3．什么是上、下屈服点效应(在纯铁或低碳钢中)?原因是什么? 八、再结晶(20分) 1．给出金属发生再结晶的基本条件(驱动力)。 2．指出再结晶、结晶、固态相变之间的主要区别。 3. 图10-5示意画出一种常见的再结晶形核机制，请解释该地点优先形核的原因和形核过程。 4．再结晶动力学公式为X=1-e(-ktn)，各参数表示的含义是什么?以X—t的关系作图，曲线的形状大致是怎样的?如何处理可得一条直线?处理成直线有何用途? 九、固态相变(10分) 图10-6为两组铝铜合金的时效强化曲线；讨论成分变化及时效温度对力学性能(这里是硬度值)的影响，分析可能的原因。 十、固态相变(15分) 1．简述时效(强化)处理的工艺路线及原理。 2．同素异晶转变、马氏体相变、脱溶转变有何主要区别?
一：大纲分析： 北京科技大学2009年攻读硕士学位 《金属学》复习大纲 （适用专业：材料加工工程、材料学、材料科学与工程、材料物理与化学） 一、金属与合金的晶体结构 1. 原子间的键合 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键 2．晶体学基础 1）空间点阵， 2）晶系及布喇菲点阵， 3）晶向指数与晶面指数 3．金属的晶体结构 1）典型的金属晶体结构，2）原子的堆垛方式，3）晶体结构中的间隙， 4）晶体缺陷 4．合金相结构 1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素 4）中间相 5．晶体缺陷 1）点缺陷, 2)晶体缺陷的基本类型和特征, 3)面缺陷 二、金属与合金的凝固 1．金属凝固的热力学条件 2．形核 1）均匀形核，2）非均匀形核 3．晶体生长 1）液-固界面的微观结构，2）金属与合金凝固时的生长形态，3）成分过冷4．凝固宏观组织与缺陷 三、金属与合金中的扩散 1．扩散机制 2．扩散第一定律 3．扩散第二定律 4．影响扩散的主要因素 四、二元相图 1．合金的相平衡条件 2．相律 3．相图的热力学基础 4．二元相图的类型与分析 五、金属与合金的塑性变形 1．单晶体的塑性变形 1）滑移，2）临界分切应力,3）孪生，4）纽折 2．多晶体的塑性变形 1）多晶体塑性变形的特点，2）晶界的影响，
3.塑性变形对组织与性能的影响 1）屈服现象,2)应力-应变曲线及加工硬化现象,3)形变织构等 六、回复和再结晶 1．回复和再结晶的基本概念 2．冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化 3．再结晶动力学 4．影响再结晶的主要因素 5．晶粒正常长大和二次再结晶 七、铁碳相图与铁碳合金 1．铁碳相图 2．铁碳合金 3．铁碳合金在缓慢冷却时组织转变 八、固态相变 1．固态相变的基本特点 2．固态相变的分类 3．扩散型相变 1）合金脱溶，2）共析转变，3）调幅分解 4．非扩散型相变 参考书： 1.金属学（修订版）, 宋维锡主编, 冶金工业出版社，1998； 2.材料科学基础, 余永宁主编, 高等教育出出版社，2006； 3.材料科学基础（第二版）, 胡赓祥等主编, 高等教育出出版社，2006； 4.任何高等学校材料科学与工程专业《金属学》或《材料科学基础》教学参考书。 复习方法的话大家还是根据自己的习惯有所不同。重要的是坚持。我个人有一些看法希望与大家分享。 刚开始看，很难把握重点，看的太细，会浪费时间。而且，第一遍看完之后，往往都是只有一个大概的轮廓，细节部分是很难记住的。所以第一边看要抓大放小，把握大致脉络。短时间内对专业课内容有一个全局的把握，以利于第二遍的深入阅读。这就算达到了目标。 再看的时候，每看完一节或一章，对主要内容进行概括。尤其是把重要的知识点用简练的语言概括出来，列成条目以利于以后把握重点，节约时间。一定要相信，手过一遍，胜过口过十遍。做笔记能加深我们对知识的理解和记忆。 再以后做题时每遇到问题回来看自己总结的笔记，并且把做题时重要的类型题的解法归纳到笔记中。坚持下去。做到点——线——面的复习，这样下来专业课不拿高分都难了。 二：知识梳理 第一章：金属与合金的晶体结构