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第一章金属的晶体结构
本章主要学习晶格、晶向、晶面等基本概念，金属晶体结构类型及特征参数，以及晶体缺陷等，应熟练掌握晶面、晶向的表示方法，三种典型的晶体结构，以及晶体缺陷的基本类型、特征和性质。
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●1.1金属
本节主要学习金属的原子结构及原子间的结合方式，并从原子间结合力与结合能的角度了解金属中原子的排列方式。
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●1.2金属晶体结构
本节主要学习晶体的特性，阵点、空间点阵、晶格和晶胞的概念，以及晶胞参数的表示方式。
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●1.3体心立方结构
本节主要学习体心立方晶体结构，并进一步计算体心立方结构的原子半径、原子数、配位数、致密度等各种特征参数值。
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●1.4面心立方结构
本节主要学习面心立方晶体结构，并进一步计算面心立方结构的原子半径、原子数、配位数、致密度等各种特征参数值。
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●1.5密排六方结构
本节主要学习密排六方晶体结构，并进一步计算密排六方结构的原子半径、原子数、配位数、致密度等各种特征参数值。
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●1.6原子堆垛方式
本节主要学习晶体中的原子堆垛方式，以及晶体中的间隙类型和间隙大小。
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●1.7晶向指数
本节主要学习晶向的概念，以及晶向指数的标定方法与步骤。
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●1.8晶面指数
本节主要学习晶面的概念，以及晶面指数的标定方法与步骤。
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●1.9晶体缺陷-点缺陷
本节主要学习空位、间隙原子和置换原子三种常见的点缺陷，以及它们的形成原因。
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●1.10晶体缺陷-线缺陷
本节主要学习两种最简单、最基本的线缺陷类型：刃型位错和螺型位错，并进一步学习位错的重要特征和形成机制，以及柏氏矢量的确定。
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●1.11晶体缺陷-面缺陷
本节主要学习晶界、亚晶界、孪晶界、堆垛层错和相界等概念，以及它们的形成机制。
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第二章纯金属的结晶
本章主要学习过冷度、形核率、结晶潜热、均匀形核等基本概念，熟练掌握纯金属结晶的条件和晶核的形成与长大过程等，理解晶核长大的三种机制，掌握影响晶粒大小控制的方法和途径。
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●2.1金属结晶的现象
本节主要从金属结晶的宏观现象入手，学习研究金属结晶的微观本质。
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●2.2金属结晶的热力学条件
本节主要学习金属结晶所必须具备的热力学条件，并了解液体金属为什么必须在一定的过冷条件下才能结晶的原因。
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●2.3金属结晶的结构条件
本节主要学习液体金属的结构，并进一步了解金属结晶所必须具备的结构条件。
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●2.4均匀形核
本节主要学习均匀形核的能量变化和临界晶核半径大小，并进一步学习形核功的大小，以及形核率与温度和过冷度之间的关系。
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●2.5非均匀形核
本节主要学习非均匀形核的临界晶核半径和形核功的大小，并进一步学习过冷度、固体杂质结构以及固体杂质形貌对形核率的影响。
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●2.6固液界面的微观结构
本节主要学习生长着的晶体的界面状态，并从宏观和微观角度分别学习光滑界面和粗糙界面这两种界面结构的性质与特点。
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●2.7晶体长大机制
本节主要学习三种不同的晶粒长大机制：二维晶核长大机制、螺型位错长大机制和连续长大机制，以及三种长大机制不同的长大条件和过程。
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●2.8晶体生长的界面形状
本节主要学习晶体生长的晶体形态，并进一步学习在不同的温度梯度下界面的微观结构、界面前沿温度分布等对晶体形态的影响。
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●2.9晶体长大速度与晶粒大小控制
本节主要学习晶体长大速度与其生长机制之间的关系，并进一步学习晶粒大小与形核率和长大速度的关系，以及如何通过控制过冷度、变质处理、振动搅动等方法来控制晶粒的大小。
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第三章二元合金的相结构与结晶
本章主要介绍合金的基本概念及相律、杠杆定律、偏析等基本概念、二元合金相图的建立，以及二元匀晶相图、二元共晶相图、二元包晶相图、其它类型的二元合金相图的特征。相图分析、合金的平衡和不平衡结晶过程的分析方法。
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●3.1合金的相结构
本节主要介绍合金的基本概念、合金的相结构即固溶体和金属化合物的分类、结构特征和性能特征。
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●3.2二元合金相图的建立
本节主要介绍二元合金相图的表示方法和测定方法、相律和杠杆定律。
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●3.3匀晶相图-固溶体合金的平衡结晶
本节主要介绍二元匀晶相图的分析方法、匀晶相图中合金的平衡结晶过程分析方法，比较固溶体合金结晶与纯金属结晶的异同处。
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●3.4匀晶相图-固溶体合金的不平衡结晶
本节主要介绍二元匀晶相图中合金的不平衡结晶过程分析方法，不平衡结晶的组织、成分偏析的概念、均匀化退火。
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●3.5成分过冷
本节主要介绍成分过冷的基本概念、成分过冷的形成原理、成分过冷对晶体成长形状的影响。
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●3.6共晶相图-合金的平衡结晶
本节主要介绍二元共晶相图的分析方法、合金的平衡结晶过程的分析方法，合金的相组成物与组织组成物的计算。
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●3.7共晶相图-合金的不平衡结晶
本节主要介绍二元共晶相图中合金的不平衡结晶过程分析方法，不平衡结晶的组织，伪共晶、离异共晶等。
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●3.8包晶相图及其合金的结晶
本节主要介绍二元包晶相图的分析方法、合金的平衡结晶过程的分析方法，合金的相组成物与组织组成物的计算。
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●3.9其他类型的二元合金相图
本节主要介绍组元间形成化合物的相图，偏晶、熔晶、合晶相图，具有固态转变的二元合金相图。
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第四章铁碳合金
本章主要介绍铁碳合金的基本相、铁碳相图，铁碳相图与铁碳合金是本课程纲领性的内容。要求学生理解铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体的概念及性能特征，铁碳合金的平衡结晶过程及组织；相组成物、组织组成物的计算及填图；含碳量和常存杂质元素对碳钢组织和性能的影响。合金铸件的组织与缺陷。
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●4.1铁碳合金的组元及基本相
本节主要学习铁碳合金中基本组元铁的同素异构转变，以及铁碳相图中重要的基本相铁素体、奥氏体以及渗碳体的晶体结构及其特征参数。
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●4.2Fe-Fe3C相图分析
本节主要学习Fe-Fe3C相图中点、线、区等基本构成及其意义，学习包晶反应、共晶反应和共析反应的组织转变过程，以及GS线、ES线和PQ线三条重要的特性曲线。
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●4.3工业纯铁的平衡结晶过程及组织
本节主要学习工业纯铁的平衡结晶过程和组织形成，并学习运用杠杆定律计算组织组成物和相组成物的含量百分数。
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●4.4碳钢的平衡结晶过程及组织
本节主要学习共析钢、亚共析钢和过共析钢的平衡结晶过程和组织形成，并学习运用杠杆定律计算组织组成物和相组成物含量百分数。
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●4.5白口铸铁的平衡结晶过程及组织
本节主要学习共晶白口铁、亚共晶白口铁和过共晶白口铁的平衡结晶过程和组织形成，并学习运用杠杆定律计算组织组成物和相组成物的含量百分数。
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●4.6含碳量对铁碳合金平衡组织与性能的影响
本节主要学习含碳量对铁碳合金的平衡组织、力学性能以及切削加工、可锻性和铸造性等加工工艺性能的影响。
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●4.7钢中的杂质元素及钢锭组织
本节主要学习钢中的锰、硅、硫、磷、氧、氢、氮等杂质元素对钢的质量和性能的影响，并进一步学习钢锭的宏观组织及其缩孔、偏析、气泡等缺陷。
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第五章三元合金相图
本章主要介绍三元合金相图的表示方法、三元系平衡相的直线法则、重心定律、三元匀晶相图三元共晶相图的分析、三元相图的变温截面和等温截面图、投影图、合金的结晶过程的分析及组织、三元相图基本规律。
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●5.1三元合金相图的表示方法
本节主要学习成分三角形的基本构成及表示方法，以及成分三角形中具有特定意义的两条直线：平行于三角形某一条边的直线和通过三角形顶点的任一直线。
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●5.2三元系平衡相的定量法则
本节主要学习运用直线法则和杠杆定律进行三元系合金中平衡相含量的定量计算，以及运用重心法则进行新相的成分和含量间关系的分析计算。
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●5.3三元匀晶相图
本节主要学习三元匀晶相图的构成，以及借助三元匀晶相图分析合金结晶过程。
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●5.4组元在固态完全不溶的三元共晶相图
本节主要学习利用等温截面、变温截面和投影图进行组元在固态完全不溶的三元共晶相图分析。
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●5.5组元在固态有限互溶的三元共晶相图
本节主要学习利用等温截面、变温截面和投影图进行组元在固态有限溶解的三元共晶相图分析。
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●5.6三元合金相图的基本规律
本节主要学习三元合金相图中两相平衡、三相平衡、四相平衡以及相区接触法则等基本规律。
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第六章金属及合金的塑性变形与断裂
本章主要学习单晶体、多晶体、合金的塑性变形特点及其机理，应熟练掌握滑移、孪生的主要概念以及滑移中位错的运动机制。
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●6.1单晶体的塑性变形-滑移
本节主要学习滑移、滑移带、滑移系的基本概念，滑移系开动时所需要满足的切应力条件，以及多系滑移和交滑移的现象与特点。
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●6.2滑移的位错机制
本节主要学习位错的运动与晶体的滑移实质、常见的位错增殖机制，以及位错的交割与塞积。
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●6.3单晶体的塑性变形-孪生
本节主要学习孪生的基本概念、孪生面与孪生方向的确定、孪生变形的临界条件以及孪生变形机制。
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●6.4多晶体的塑性变形
本节主要学习多晶体的塑性变形过程及其变形特点，以及晶粒大小对塑性变形的影响。
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●6.5合金的塑性变形
本节主要学习单相固溶体合金的塑性变形过程及其变形特点、“柯氏气团”与合金固溶强化的原因，以及多相合金的塑性变形。
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第七章金属及合金的回复与再结晶
本章主要学习冷变形金属在加热时组织和力学性能的变化，应熟练掌握冷塑性变形金属发生回复、再结晶和晶粒长大的条件、微观机理以及影响因素。
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●7.1形变金属的退火
本节主要学习退火过程中形变金属的显微组织、储存能及内应力、力学性能以及其他性能的变化。
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●7.2回复
本节主要学习回复的基本概念、回复机制以及退火过程中位错的运动及亚结构变化。
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●7.3再结晶
本节主要学习再结晶的基本概念、再结晶形核与长大机制，以及再结晶温度及其影响因素。
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●7.4晶粒长大
本节主要学习晶粒长大的驱动力、晶粒的稳定形状，以及温度、杂质及合金元素、第二相质点、位向差等因素对晶粒长大的影响，二次再结晶的概念、重要特点以及发生异常晶粒长大的原因。
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第八章扩散
扩散是固体金属中物质传输的唯一方式，是原子（或分子）热运动的结果，固体金属中的许多变化过程均与扩散相关联。
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●8.1扩散现象
本节主要学习固态金属中的扩散现象以及柯肯达尔效应，并进一步学习扩散时固态金属中原子的迁移及其扩散本质。
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●8.2扩散机制
本节主要学习扩散机制与晶体结构的关系，并进一步学习空位扩散机制和间隙扩散机制两种主要的原子扩散机制。
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●8.3扩散定律
本节主要学习固态金属扩散所需要满足的驱动力、原子固溶度、温度、时间的四个条件，以及固体扩散的分类。
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●8.4影响扩散的因素
本节主要学习扩散过程中菲克第一定律和菲克第二定律，以及扩散在生产实际中的应用举例分析。
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●8.5反应扩散
本节主要学习扩散过程中温度、键能和晶体结构、固溶体类型、晶体缺陷、化学成分等对扩散的影响。
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第九章固态相变
金属中的固态相变过程概括有三个基本特征：①结构的变化；②成分的变化；③有序程度的变化。金属在不同条件下发生不同类型的转变，也可能难以直接形成稳定相而存在过渡相现象。
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●9.1固态相变的特点
固态相变时新相母相同为固态，比容差和界面结构的错配度将引起弹性应变，而使得相变过程存在显著特点。
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●9.2固态相变的形核与长大
大多数固态相变都经历形核和长大过程，形核有均匀形核和非均匀形核之分，晶界是相变主要形核位置，而新相生长也有受界面和扩散两种过程控制的长大方式。
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●9.3共折转变
共析转变是母相同时分解为两个不同结构和成分的新相过程，两相通常交替呈层片状，界面存在位向关系，层间距离主要取决于形成温度。
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●9.4过饱和固溶体脱落
按脱溶区分解过程分为连续脱溶和不连续脱溶。对于连续脱溶，平衡相析出前存在过渡相析出，并存在脱溶贯序。对于不连续脱溶，脱溶相是两相呈层片的胞状组织，与母相有明显的界面。
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●9.5调幅分解
调幅分解时，任何微小的成分起伏均使系统自由能降低，波动幅度通过上坡扩散加剧，形成调幅结构，分解的两相总是保持共格关系，分解速度极快。
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●9.6马氏体转变（上）
马氏体转变是低温转变，具有共格切变特点，并产生表面浮凸，属于非扩散型相变。
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●9.7马氏体转变（下）
马氏体是一个单相组织，形成温度（或成分）不同，组织形态各异，且亚结构、晶体学位向关系也存在差异。
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●9.8贝氏体转变
贝氏体是中温转变产物，转变特征和产物组织形态兼有扩散型转变和非扩散型转变的特征，称为半扩散型相变。