?2021年河北專接本冶金工程專業(yè)考試大綱

第一部分：金屬材料及熱處理

Ⅰ.課程簡介

一、內(nèi)容概述與要求

金屬材料及熱處理考試是為招收冶金工程專業(yè)?？平颖究茖W生而實施的入學考試。為了體現(xiàn)冶金工程專業(yè)對專接本科學生入學應具備的金屬學知識和能力的要求，金屬材料及熱處理考試分為兩大部分：金屬學基礎部分和熱處理原理部分，考試結(jié)構(gòu)構(gòu)成主要集中在金屬學基礎部分。

參加金屬材料及熱處理考試的考生應理解《金屬材料及熱處理》中金屬的晶體結(jié)構(gòu)、純金屬的結(jié)晶、二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金、金屬及合金的塑性變形、金屬及合金的回復與再結(jié)晶、擴散、鋼的熱處理原理這八部分的基礎基本概念和基本理論;掌握上述部分學習的基本方法;能夠運用所學的基礎知識來分析并解決一些簡單的實際問題。金屬學考試主要是針對考生對金屬學基礎知識掌握程度的考核，及一些簡單實際問題的分析考核。

二、考試形式與考試結(jié)構(gòu)

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為 150 分，考試時間 75 分鐘。

試卷包括填空題、選擇題、簡答題、綜合題。答案均在答題紙上作答。

填空題 40 分，選擇題 40 分，簡答題 50 分，綜合題 20 分。

Ⅱ.知識要點與考核要求

一、概論

1.知識范圍

金屬學的研究對象，方法以及金屬組織結(jié)構(gòu)的基本輪廓(晶粒、晶界、亞晶、晶體結(jié)構(gòu))，以及金屬材料的力學性能(強度、硬度、塑性、韌性)。

2.考核要求

(1)金屬和合金的區(qū)別;

(2)金屬材料的機械性能即力學性能都有哪些;

(3)金屬材料的強化機制。

二、金屬和合金的固態(tài)結(jié)構(gòu)

1.知識范圍

主要講述金屬和合金的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)缺陷，是重點章之一，本章包括了金屬學中最基本的理論和概念，是學好該課程的基礎。

晶體學基礎部分應掌握雙原子作用模型、晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)與空間點陣、晶胞、 晶格、14 種空間點陣、七大晶系、晶面指數(shù)與晶向指數(shù)、晶帶與晶帶軸。

純金屬的晶體結(jié)構(gòu)部分應掌握典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)(體心立方、面心立方、密排六方)、 晶體中原子的堆垛、晶體結(jié)構(gòu)中的間隙、原子半徑、多晶型性、單晶體的各向異性與多晶體 的各向同性，了解亞金屬與鑭系金屬的晶體結(jié)構(gòu)。

晶體缺陷部分應掌握點缺陷，包括空位和間隙原子、點缺陷的平衡濃度、點缺陷的運動; 位錯包括刃型位錯、螺型位錯、柏氏回路與柏氏矢量;界面包括晶界、大角度晶界與小角度 晶界、亞晶界與相界、界面能、堆垛層錯。

固態(tài)合金的相結(jié)構(gòu)部分應掌握固溶體，包括固溶體的晶體結(jié)構(gòu)、置換固溶體及其溶解度、 間隙固溶體、有序固溶體及固溶體的微觀不均勻性;中間相包括中間相的特點及分類、正常 價化合物、電子化合物、間隙相和間隙化合物。

2.考核要求

(1)金屬的結(jié)合鍵和結(jié)合能。

(2)固態(tài)物質(zhì)的分類(晶體和非晶體)，空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)的區(qū)別以及三種典型的金 屬晶體結(jié)構(gòu)(原子數(shù)、配位數(shù)、原子半徑、密排面和密排方向)。給出晶面指數(shù)和晶向指數(shù)， 會畫出一個晶胞內(nèi)的晶向和晶面(不考慮負號)。

(3)晶體缺陷：點、線、面缺陷。分別了解點缺陷有哪些，線缺陷主要是位錯， 位錯分為螺型和刃型，及其和柏氏矢量的關系，面缺陷有哪些。

(4)組織和相的概念，固溶體和金屬化合物的定義及分類。

三、純金屬的結(jié)晶

1.知識范圍

金屬結(jié)晶的基本規(guī)律，即形核和長大過程。金屬凝固的基本過程應掌握過冷現(xiàn)象與過冷度、形核與長大、孕育期。液態(tài)金屬的微觀結(jié)構(gòu)部分，了解液態(tài)金屬的性質(zhì)、熔化時體積變化、熔化潛熱、熔化熵。掌握相起伏、相起伏尺寸與過冷度、結(jié)晶潛熱。純金屬凝固的熱力學條件應掌握自由能(G)-溫度(T)曲線、GS<gl時Δg<0單位體積自由能(Δgv)與過冷度(Δt)的關系。形核部分的內(nèi)容為均勻形核、形核時能量的變化、臨界晶核、臨界晶核半徑與過冷度、臨界過冷度、臨界形核功與過冷度、均勻形核率。非均勻形核、臨界晶核半 p="" 界面處的溫度分布、正溫度梯度、負溫度梯度、垂直生長、平面狀、臺階擴展生長、規(guī)則的幾何外形、樹枝狀晶體。鑄錠組織及其晶粒度，熟悉通過結(jié)晶過程獲得細晶粒金屬的主要途徑，并能應用結(jié)晶過程基本理論說明鑄錠組織的形成過程及改變鑄錠組織的方法。

2.考核要求

(1)結(jié)晶的條件必須要過冷，過冷度的概念，以及結(jié)晶的微觀過程(形核和長大);

(2)結(jié)晶的驅(qū)動力和阻力，形核的基礎;

(3)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu);

(4)晶粒大小的控制(控制過冷度、變質(zhì)處理、振動和攪拌);

(5)鑄錠三晶區(qū)的形成原因。

四、二元合金相圖

1.知識范圍

相平衡與相平衡圖的基本概念、相律;二元相圖的基本類型，杠桿定律，相律在相圖中 的應用;了解三元合金相圖。弄清楚組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念; 掌握勻晶、共晶相圖、包晶相圖，并會分析典型合金的結(jié)晶過程，會用杠桿定律，熟知相圖中相組成與性能的關系。

2.考核要求

(1)相律和杠桿定律;

(2)成分過冷的概念、成分過冷對晶體長大形狀和鑄錠組織的影響、晶內(nèi)偏析及解決方法 ;

(3)熟悉勻晶相圖、共晶相圖、共析相圖。

五、鐵碳相圖

1.知識范圍

Fe—Fe3C 相圖和典型合金的平衡結(jié)晶過程。掌握鐵碳合金的基本相和組織，建立合金成分—組織—性能—用途之間的關系;能默繪 Fe—Fe3C 相圖，掌握其點、線、區(qū)的物理意義等。掌握鐵碳相圖會分析鐵碳合金緩冷過程中的組織變化，能應用杠桿定律計算合金的組織組成物和相組成物的相對量。

2.考核要求

(1)鐵碳合金的組元及基本相;

(2)鐵碳相圖分析;

(3)鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織;

(4)含碳量對鐵碳合金平衡組織和性能的影響;

(5)鋼中的雜質(zhì)元素。

六、金屬及合金中的擴散

1.知識范圍

擴散的宏觀定律，分析擴散的微觀機理，給出固態(tài)擴散的實驗規(guī)律和實際應用。內(nèi)容為 擴散方程，包括擴散第一方程、擴散第二方程、擴散第二方程的解及其應用舉例;原子運動 與擴散，包括擴散機理、擴散的激活能;了解反應擴散;影響擴散的因素包括溫度、固溶體 類型、晶體結(jié)構(gòu)、合金元素。

2.考核要求

(1)擴散機制、固態(tài)金屬擴散的條件及分類;

(2)影響擴散的因素。

七、金屬及合金的形變

1.知識范圍

應力-應變曲線、金屬變形的三個階段。金屬的彈性變形：彈性變形的特點及彈性模量、 彈性變形的微觀解釋。掌握單晶體的塑性變形：滑移及滑移系、滑移帶、滑移面、滑移方向、 滑移的臨界分切應力、硬位向、軟位向、取向因子、影響臨界分切應力的因素、滑移時晶面 及晶向的轉(zhuǎn)動等。孿生及扭折：孿生變形、孿生變形的特點、扭折。弄清多晶體的塑性變形： 多晶體的塑性變形的特點、不均勻變形、協(xié)調(diào)變形、晶界強強化、位錯塞積、多晶體屈服強 度高于單晶體。金屬塑性變形后的組織與性能：塑性變形對金屬組織的影響、顯微組織、形 變織構(gòu)、亞結(jié)構(gòu)、塑性變形后金屬性能的變化、加工硬化及其微觀解釋、擇優(yōu)取向、殘余應 力。

2.考核要求

(1)金屬及合金的基本塑性變形方式、滑移和孿生的概念;

(2)三種常見金屬的滑移系、面心立方結(jié)構(gòu)和體心立方結(jié)構(gòu)塑性好壞的比較;

(3)多晶體的塑性變形的特點、細晶強化和加工硬化的機理。

八、回復和再結(jié)晶

1.知識范圍

金屬或合金形變后在加熱過程中組織結(jié)構(gòu)及性能的變化，即回復，再結(jié)晶及再結(jié)晶后的 晶粒長大過程。掌握變形金屬在加熱過程中微觀組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律，清楚回復及再結(jié) 晶對金屬組織與性能的影響，明確熱加工的概念。

2.考核要求

(1)形變金屬與合金在退火過程中三個階段組織及力學性能的變化;

(2)再結(jié)晶、二次再結(jié)晶、熱加工的定義。

九、鋼的熱處理原理

1.知識范圍

鋼的熱處理原理。特別是結(jié)合鐵碳相圖選擇鋼的加熱溫度、運用 C 曲線確定過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的組織和性能特征。掌握鋼的熱處理基本原理，結(jié)合 C 曲線，分析過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。

2.考核要求

(1)普通熱處理的分類;

(2)珠光體、貝氏體、馬氏體的分類及組織形態(tài)，它們分別屬于哪類固態(tài)相變;

(3)調(diào)質(zhì)處理的定義、回火索氏體和索氏體的區(qū)別。

第二部分：鋼鐵冶金概論

Ⅰ.課程簡介

一、內(nèi)容概述與要求

本課程為冶金工程專業(yè)的專業(yè)課，通過本課程教學內(nèi)容的學習，要求學生全面了解現(xiàn)代燒結(jié)工藝過程和球團工藝過程，掌握現(xiàn)代高爐生產(chǎn)工藝與冶煉過程的特點和發(fā)展趨勢，掌握燒結(jié)礦和燒結(jié)礦的成礦機理與特點，熟悉鐵氧化物在高爐內(nèi)的還原過程和高爐內(nèi)生鐵與爐渣的形成過程，能夠正確地進行高爐工藝計算，掌握高爐強化冶煉的主要技術(shù)手段和相應的基本原理。掌握頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝、頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐煉鋼工藝、電爐煉鋼工藝，爐外精煉以及連鑄工藝的基本理論和過程。

二、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)

考試采用閉卷、筆試形式，全卷滿分為150 分，考試時間為75分鐘。

試卷包括名詞解釋、填空題、選擇題和簡答題。名詞解釋應寫出文字說明;填空題應寫出文字或符號;選擇題是四選一型的單項選擇題;簡答題寫出文字說明。

名詞解釋題共10小題，每小題5分;填空題共10個空，每空2分;選擇題共10小題，每小題2分;簡答題為60分。

Ⅱ.知識要點與考核要求

一、緒論

(一)冶金學基本概念

1.知識范圍

冶金、冶金學、提取冶金、物理冶金，金屬分類，常用冶金的方法，主要冶金過程。

2.考核要求

(1)掌握冶金、冶金學、提取冶金和物理冶金的概念;

(2)了解金屬的分類;

(3)掌握常用的冶煉方法;

(4)了解主要冶金過程。

(二)鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位

1. 知識范圍

鋼鐵工業(yè)發(fā)展的條件，鋼鐵成為各種機械裝備及建筑、民用等各部門的基本材料的原因。

2. 考核要求

(1)了解鋼鐵工業(yè)發(fā)展的條件;

(2)了解鋼鐵成為各種機械裝備及建筑、民用等各部門的基本材料的原因。

(三)冶金工業(yè)的發(fā)展趨勢

1. 知識范圍

鋼鐵工業(yè)的發(fā)展趨勢。

2. 考核要求

了解鋼鐵工業(yè)的發(fā)展趨勢。

二.高爐煉鐵

(一)鐵礦石

1.知識范圍

鐵礦石及其分類，高爐冶煉對鐵礦石的要求，礦石入爐前的準備，其他含鐵原料。

2.考核要求

(1)了解礦物、礦石的基本概念，掌握常用鐵礦石的種類及特點。掌握鐵礦石的品位，了解鐵礦石中常見脈石成分，理解鐵礦石中常見有害雜質(zhì)及其影響。掌握鐵礦石還原性、軟熔性的概念、鐵礦石的機械強度、粒度及氣孔率的概念及要求;

(2)了解鐵礦石的破碎、篩分分級、混勻和焙燒，了解常用鐵礦石的選礦方法，掌握粉礦造塊的方法，掌握燒結(jié)法的概念、工藝過程和設備及技術(shù)指標，掌握球團生產(chǎn)工藝、過程、設備及參數(shù)。了解其他含鐵原料的種類。

(二)熔劑

1.知識范圍

高爐冶煉中熔劑的作用，高爐用熔劑的種類，高爐冶煉對熔劑的質(zhì)量要求。

2.考核要求

(1)掌握高爐冶煉中熔劑的作用;

(2)掌握高爐常用的熔劑的種類;

(3)理解高爐冶煉對熔劑的質(zhì)量要求。

(三)高爐用燃料

1.知識范圍

焦炭在高爐冶煉中的作用，高爐冶煉對燃料質(zhì)量的要求，煉焦生產(chǎn)。

2.考核要求

(1)掌握焦炭在高爐冶煉中的作用;

(2)掌握焦炭質(zhì)量的影響因素及要求，掌握焦炭的物理性質(zhì)及化學性質(zhì);

(3)了解煉焦生產(chǎn)工藝過程。

(四)高爐冶煉產(chǎn)品和經(jīng)濟技術(shù)指標

1.知識范圍

高爐產(chǎn)品，高爐冶煉經(jīng)濟技術(shù)指標。

2.考核要求

(1)掌握高爐煉鐵生產(chǎn)的主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品;

(2)掌握高爐冶煉技術(shù)經(jīng)濟指標：高爐有效容積利用系數(shù)、焦比、冶煉強度、生鐵合格率、富氧率、生鐵成本，爐齡等。

(五)高爐冶煉基本原理

1.知識范圍

鐵氧化物的還原基本原理，鐵氧化物的還原，非鐵元素的還原，爐缸內(nèi)的燃料燃燒，煤氣的運動與變化，高爐渣，爐渣脫硫，高爐強化冶煉。

2.考核要求

(1)掌握鐵氧化物的直接還原和間接還原;

(2)了解非鐵元素的還原;

(3)掌握爐缸內(nèi)的燃燒反應;

(4)掌握爐料的運動及爐料下降的條件，理解煤氣的運動及溫度和壓力的變化;

(5)掌握高爐渣的組成及物理性質(zhì)，了解爐渣脫硫機理;

(6)掌握高爐強化冶煉的措施。

(六)高爐及其附屬設備

1.知識范圍

高爐內(nèi)型，高爐本體結(jié)構(gòu)，高爐附屬設備。

2.考核要求

(1)掌握高爐爐型結(jié)構(gòu)及特點;

(2)掌握高爐的本體結(jié)構(gòu)的組成;

(3)掌握高爐的附屬設備：上料設備、送風設備、除塵設備、燃料噴吹設備、渣鐵處理設備等。

(七)鐵水預處理

1.知識范圍

鐵水脫硅，鐵水脫硫，鐵水脫磷。

2.考核要求

掌握鐵水脫硅、脫硫、脫磷技術(shù)的特點及工藝。

三.轉(zhuǎn)爐煉鋼

(一)概述

1.知識范圍

鋼和鐵的區(qū)別，煉鋼的基本任務，現(xiàn)代煉鋼的方法和趨勢。

2.考核要求

掌握鋼和鐵的區(qū)別，掌握煉鋼的基本任務，了解煉鋼方法和發(fā)展。

(二)煉鋼基本原理

1.知識范圍

鋼液的物理性質(zhì)，熔渣的物理化學性質(zhì)，硅錳的氧化和還原，碳的氧化，鋼液脫磷、脫硫，鋼液去氣、去夾雜。

2.考核要求

(1)了解鋼的密度、熔點、粘度、表面張力;

(2)掌握熔渣的有利作用和不利作用及來源，掌握熔渣的堿度、氧化性、粘度;

(3)理解硅錳的氧化和還原反應;

(4)掌握碳氧反應作用及形式，產(chǎn)生過剩氧的原因，脫碳速度的確定;

(5)了解鋼液的脫磷反應;

(6)了解鋼液的脫硫反應;

(7)掌握鋼液脫氧的方式、脫氧劑和脫氧反應的步驟。

(三)煉鋼原料

1.知識范圍

金屬料，非金屬料，氧化劑。

2.考核要求

(1)掌握煉鋼金屬料，鐵水的要求，廢鋼的要求，金屬料的種類及要求;

(2)掌握煉鋼常用非金屬料;

(3)了解煉鋼常用的氧化劑。

(四)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本工藝

1.知識范圍

氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼特點。

2.考核要求

(1)掌握氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的構(gòu)造及主要設備，掌握轉(zhuǎn)爐的爐襯及爐型、爐容比，了解轉(zhuǎn)爐的輔助設備，掌握轉(zhuǎn)爐煙氣回收及處理特點及方法，理解氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的特點，了解吹氧特征和冶金特征，掌握氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的冶煉工藝過程;

(2)掌握氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的優(yōu)缺點。

(五)其他氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法

1.知識范圍

底吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，頂?shù)讖秃洗笛鯕廪D(zhuǎn)爐法。

2.考核要求

掌握底吹轉(zhuǎn)爐的設備及冶金特點，了解頂?shù)讖秃洗笛鯕廪D(zhuǎn)爐種類及冶金特征，掌握濺渣護爐技術(shù)。

四.電爐煉鋼

(一)電弧爐及其附屬設備

1.知識范圍

電弧爐的主要結(jié)構(gòu)及附屬設備。

2.考核要求

掌握電弧爐的主要結(jié)構(gòu)組成及附屬設備。

(二)電弧爐煉鋼工藝

1.知識范圍

電弧爐煉鋼工藝過程。

2.考核要求

掌握電弧爐煉鋼各階段的任務及特點。

(三)電爐煉鋼新技術(shù)

1.知識范圍

爐容量大型化及超高功率電爐，偏心爐底出鋼電弧爐，直流電弧爐，強化冶煉及鐵水熱裝技術(shù)。

2.考核要求

了解電爐煉鋼的新技術(shù)，掌握電爐強化冶煉技術(shù)所包含的內(nèi)容。

五.爐外精煉

(一)鋼液真空處理

1.知識范圍

真空處理的作用及方法。

2.考核要求

掌握鋼液真空處理的作用，了解常用的鋼液真空處理方法。

(二)鋼包吹氬

1.知識范圍

鋼包吹氬的工作原理，吹氬的作用與效果。

2.考核要求

掌握鋼包吹氬的工作原理，吹氬的作用與效果。

(三)電弧加熱鋼包精煉法

1.知識范圍

電弧加熱的優(yōu)點及常見加熱方法。

2.考核要求

掌握電弧加熱的優(yōu)點，了解常見的加熱方法。

(四)噴粉精煉法

1.知識范圍

常用粉料及作用。

2.考核要求

掌握噴粉常用的粉料及噴粉的作用。

六.連續(xù)鑄鋼

1.知識范圍

連續(xù)鑄鋼的概念及優(yōu)點，連鑄機的類型，連鑄生產(chǎn)的主要經(jīng)濟技術(shù)指標，連鑄機的主要設備，連鑄工藝及操作，鋼液的保護澆鑄，連鑄坯的缺陷，連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.考核要求

掌握連續(xù)鑄鋼的概念及優(yōu)點，掌握常見連鑄機的類型，了解連鑄生產(chǎn)的主要經(jīng)濟技術(shù)指標，掌握連鑄機的主要設備，了解連鑄工藝及操作，掌握鋼液的保護澆鑄，掌握連鑄坯的缺陷，了解連鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢。