GATE冶金工程大纲

科目代码：MT

课程结构

课程大纲

A节：工程数学

单元1：线性代数

• 矩阵和行列式
• 线性方程组
• 特征值和特征向量

单元2：微积分

• 极限、连续性和可微性
• 偏导数
• 最大值和最小值
• 数列与级数
• 收敛性检验
• 傅里叶级数

单元3：向量微积分

• 梯度
• 散度和旋度
• 线积分、面积分和体积分
• 斯托克斯定理、高斯定理和格林定理

单元4：微分方程

• 线性的一阶和非线性的一阶常微分方程
• 具有常系数的高阶线性常微分方程
• 柯西方程和欧拉方程
• 拉普拉斯变换
• 偏微分方程——拉普拉斯方程、一维热传导方程和波动方程

单元5：概率与统计

• 概率和抽样定理的定义
• 条件概率
• 均值、中位数、众数和标准差
• 随机变量
• 泊松分布、正态分布和二项分布
• 相关和回归分析

单元6：数值方法

• 线性方程和非线性方程（二分法、割线法、牛顿-拉夫森法）的解法

• 梯形法和辛普森法积分

• 常微分方程的单步法和多步法

B节：热力学与速率过程

• 热力学定律，活性，平衡常数，在冶金系统中的应用，溶液，相平衡，埃林汉图和相稳定图，表面的热力学，界面和缺陷，吸附和偏析

• 基本动力学定律，反应级数，速率常数和速率控制步骤

• 电化学原理-单电极电位，电化学电池和极化，水腐蚀和金属的保护，电偶腐蚀，缝隙腐蚀，点蚀，晶间腐蚀，选择性浸出，氧化和高温腐蚀-表征和控制

• 传热-传导，对流和传热系数关系，辐射，传质-扩散和菲克定律，传质系数

• 动量传递-粘度的概念，壳体平衡，伯努利方程，摩擦系数

C节：湿法冶金

• 矿物 −
  • 具有经济意义的矿物
  • 粉碎技术
  • 粒度分类
  • 浮选
  • 矿物加工的其他方法和重力法
• 烧结，火法冶金，湿法冶金和电冶金过程
• 物料衡算和能量衡算
• 提取有色金属的原理和工艺 −
  • 铝
  • 铜
  • 锌
  • 铅
  • 镁
  • 镍
  • 钛和其他稀有金属
• 钢铁制造 −
  • 原理
  • 炉渣的结构和性能
  • 冶金焦
  • 高炉
  • 直接还原工艺
  • 初炼和精炼
  • 包括脱氧的钢包冶金操作
  • 脱硫
  • 硫化物形状控制
  • 惰性气体冲洗
  • 真空反应器
• 二次精炼工艺，包括 −
  • AOD
  • VAD
  • VOD
  • VAR
  • ESR
• 铸锭和连铸
• 不锈钢制造，炉子和耐火材料

D节：物理冶金

• 金属、合金、陶瓷和聚合物的晶体结构和键合特性，表面和界面的结构，纳米晶体和非晶态结构

• 固溶体

• 凝固

• 相变和二元相图

• 钢、铸铁和铝合金的热处理原理

• 表面处理

• 回复、再结晶和晶粒长大

• 工业上重要的黑色金属和有色金属合金的组织和性能

• X射线和电子衍射的基本原理

• 光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜的基本原理

• 工业陶瓷、聚合物和复合材料

• 材料的热、光、电和磁性能的电子基础简介

• 电子和光电材料简介

E节：机械冶金

• 弹性，屈服准则和塑性

• 晶体缺陷

• 位错理论的基本原理——位错类型，滑移和孪晶，位错的源和增殖，位错周围的应力场，不全位错，位错相互作用和反应

• 强化机制

• 拉伸、疲劳和蠕变行为

• 超塑性

• 断裂——格里菲斯理论，线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学的基本概念，韧脆转变，断裂韧性

• 失效分析

• 机械测试——拉伸、压缩、扭转、硬度、冲击、蠕变、疲劳、断裂韧性和成形性

F节：制造工艺

• 金属铸造 −

  • 型芯和模具，包括涉及浇注的模具设计

  • 浇口和冒口

  • 熔炼

  • 砂型铸造的铸造工艺

  • 永久模铸造

  • 投资铸造和壳模铸造

  • 铸造缺陷和修复

• 金属的热加工、温加工和冷加工

• 金属成形 −

  • 轧制、锻造、挤压、拉丝和薄板成形的金属成形工艺基础

  • 锻造

  • 挤压

  • 拉丝和薄板成形

  • 成形缺陷

• 金属连接 −

  • 焊接

  • 钎焊和焊接

  • 常用的焊接工艺：手工电弧焊

  • 气体保护金属电弧焊

  • 气体保护钨极电弧焊

  • 埋弧焊

• 焊接冶金，钢和铝合金焊接相关的问题，焊接接头的缺陷

• 粉末冶金 −

  • 粉末的生产

  • 压实

  • 烧结

• 使用渗透探伤、超声波探伤、射线探伤、涡流探伤、声发射探伤和磁粉探伤的无损检测方法

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