中国机械工程学会

材料热处理工程师资格考试大纲

前 言

《材料热处理工程师资格考试大纲》是中国机械工程学会开展我国材料热处理工程技术人员专业资格认证工作所必需的考试标准文件之一。它是材料热处理工程师资格申报者复习备考的指南，也是编写辅导材料及资格考试命题的重要依据。为便于广大应考者复习准备和考试组织者命题，大纲对材料热处理工程师的基本要求、考试内容和考试方法等作出了相应的规定，尽量做到科学、规范和量化，以取得社会认同，并逐步与世界接轨。为此，中国机械工程学会热处理分会于2005年4月组建了材料热处理工程师资格认证考核标准起草小组，组织有关专家，参照机械工程师资格考试大纲，结合热处理行业特点，借鉴其他专业学会资格考试大纲，同时参照美国、日本、香港地区的做法，经过反复讨论修改，编写了本大纲试行稿。

本试行大纲共分三个部分：I、基本要求，II、考试内容，Ⅲ、有关规定和说明。基本要求部分旨在表明，作为一名合格的材料热处理工程师，不仅应有扎实的理论基础，而且应具有良好的职业道德和创新意识，熟悉材料的性能及选用，掌握热处理工艺技术并具有解决实际问题的能力，了解和熟悉热处理设备和过程控制及质量管理的新一代的材料热处理专业技术人员。

大纲所列考试内容，体现了一名合格的材料热处理工程师应具备的基本理论、相关知识与技能。这些考试内容不仅涵盖了大学所学的主要基础理论与专业知识，更重要的是包含了应考者工作后运用这些知识所获得的实践经验与能力，是对应考者综合素质和技能的全面考核。

为便于应考者复习准备和避免考试命题的随意性，本大纲第Ⅲ部分对资格考试的方式、时间、注意事项和考试命题的覆盖面、覆盖密度、试题分布、题型题量和难易程度，均作了规定。同时对应考者复习用资料做了必要说明。
本试行大纲尚待通过一个阶段的考试实践后，再进一步改进和完善，希望广大材料热处理工作者随时提出意见和建议。

I、基本要求

1、熟悉掌握材料结构的基本知识、晶体结构、晶体缺陷、材料的凝固、材料中的原子扩散和材料的相结构及相图。掌握常用金属材料的性能、分类及选用。

熟悉材料及机械零件的失效分析。熟悉金属陶瓷、特种陶瓷、复合材料、电阻材料、热电偶材料的性能及选用。了解工程塑料、纳米材料和光纤材料的性能及选用。

2、掌握钢的热处理原理。掌握制订机械零件热处理工艺过程的基本知识与技能。掌握整体热处理、化学热处理、工模具热处理、铸铁热处理、有色金属热处理、感应加热热处理的工艺方法，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉高能束（激光束、离子束、电子束）热处理、气相沉积技术、发蓝、磷化、喷丸强化、电镀、热喷涂等表面处理技术的工作原理及应用。

3、掌握常用热处理设备（箱式炉、井式炉、盐浴炉）的操作，熟悉可控气氛炉、真空炉、感应加热设备、表面处理设备的结构及操作规程，了解热处理车间平面布置原则和生产线设计知识，了解热处理的安全生产和绿色环保，熟悉热处理工艺方案和热处理工艺装备的设计知识。熟悉计算机在热处理中的应用。

4、熟悉热处理过程质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本方法。掌握光学显微镜的使用及常规力学性能的检测方法和设备的使用，熟悉X射线衍射仪，扫描电镜，定量金相、离子探针、化学分析、无损检测的方法和使用范围。
　

Ⅱ、考试内容

第一部分 工程材料
1.0 基本要求
1.1 材料结构的基本知识
1.1.1 原子结构
1.1.2 原子结合键
1.1.3 原子排列方式
1.1.4 晶体材料组织
1.1.5 材料的稳态结构与亚稳态结构
1.2 材料中晶体结构
1.2.1 晶体学基础
1.2.2 纯金属的晶体结构
1.2.3 离子晶体的结构
1.2.4 共价晶体的结构
1.3 晶体缺陷
1.3.1 点缺陷
1.3.2 位错
1.3.3 晶体中的界面
1.3.4 位错的能量及相互作用
1.4 材料的相结构及相图
1.4.1 材料的相结构
1.4.2 二元相图及其类型
1.4.3 铁碳合金相图
1.4.4 铁碳氮三元相图
1.5 材料的凝固
1.5.1 晶体材料熔液凝固的基本规律
1.5.2 晶核的形成及成长
1.5.3 固溶体的凝固
1.5.4 共晶合金的凝固
1.5.5 凝固组织及其控制
1.5.6 凝固技术的应用
1.5.7 材料的非晶态
1.6 材料中的原子扩散
1.6.1 扩散现象及扩散方程
1.6.2 扩散的微观机制
1.6.3 扩散驱动力
1.6.4 反应扩散
1.6.5 影响扩散的因素
1.7 材料的失效
1.7.1 在常温静载下的过量变形
1.7.2 在静载和冲击载荷下的断裂
1.7.3 在交变载荷下的疲劳断裂
1.7.4 磨损失效
1.7.5 腐蚀失效
1.7.6 高温下的蠕变变形和断裂失效
1.7.7 脆性断裂
1.8 金属材料分类及选择
1.8.1 碳钢的分类和用途
1.8.2 合金钢的分类和用途
1.8.3 铸铁分类和用途
1.8.4 有色金属及合金分类和用途
1.9 陶瓷材料
1.9.1 陶瓷材料的分类与特点
1.9.2 特种陶瓷
1.9.3 金属陶瓷
1.10 复合材料
1.10.1 复合材料分类与特点
1.10.2 常用复合材料
1.11 工程塑料
1.11.1 高分子材料的性能特点
1.11.2 常用热塑性工程塑料
1.11.3 常用热固性工程塑料
1.11.4 工程塑料的加工与应用
1.12 纳米材料
1.12.1 纳米材料的主要用途
1.12.2 纳米材料的主要制备方法
1.13 功能材料
1.13.1 功能材料的分类
1.13.2 电阻材料
1.13.3 热电偶材料
1.13.4 光学纤维
1.14 典型零件的选材及热处理工艺分析
1.14.1 常用力学性能在选材中的意义
1.14.2 断裂韧度在选材中的意义
1.14.3 零件实物性能试验的重要性
1.14.4 材料强度、塑性与韧性的合理配合
1.14.5 选材的基本原则
1.14.6 典型零件选材及热处理工艺分析
思考题
习题一
参考文献

第二部分 热处理工艺
2.0 基本要求
2.1 钢的热处理原理
2.1.1 钢在加热时的转变
2.1.2 钢在冷却时的转变
2.1.3 钢在回火时的转变
2.2 钢的整体热处理
2.2.1 退火与正火
2.2.2 淬火与回火
2.3 钢的化学热处理
2.3.1 化学热处理的分类及特点
2.3.2 渗碳
2.3.3 碳氮共渗
2.3.4 渗氮
2.3.5 氮碳共渗
2.3.6 渗硼
2.3.7 渗硫
2.3.8 渗金属
2.3.9 多元共渗
2.4 钢的表面淬火
2.4.1 感应加热淬火
2.4.2 火焰淬火
2.5 铸铁热处理
2.5.1 铸铁的分类及代号
2.5.2 铸铁固态相变特征及常温下的组织
2.5.3 灰铸铁的热处理
2.5.4 白口铸铁的热处理
2.5.5 球墨铸铁的热处理
2.5.6 可锻铸铁的热处理
2.5.7 蠕墨铸铁的热处理
2.6 有色金属热处理
2.6.1 铝及铝合金的热处理
2.6.2 铜及铜合金的热处理
2.6.3 钛及钛合金的热处理
2.6.4 镁及镁合金的热处理
2.7 工模具热处理
2.7.1 高速钢刀具热处理
2.7.2 量具热处理
2.7.3 模具热处理
2.8 表面处理
2.8.1 发蓝
2.8.2 磷化
2.8.3 热喷涂
2.8.4 电镀
2.8.5 高能束热处理
2.8.6 气相沉积技术
2.8.7 喷丸及滚压强化
2.9 典型零件的热处理
2.9.1 轴类零件热处理
2.9.2 弹簧的热处理
2.9.3 齿轮的热处理
2.9.4 大型锻件的热处理
2.9.5 轧辊的热处理
2.9.6 轴承零件的热处理
思考题
习题二
参考文献

第三部分 热处理设备
3.0 基本要求
3.1 概述
3.1.1 热处理设备分类
3.1.2 热处理炉分类及特征
3.1.3 加热装置的类别及特征
3.1.4 气相沉积的类别及特征
3.1.5 热处理设备的技术经济指标
3.1.6 热处理设备常用材料
3.1.7 加热炉传热原理
3.2 热处理常用设备
3.2.1 箱式炉
3.2.2 井式炉
3.2.3 盐浴炉
3.3 可控气氛炉
3.3.1 可控气氛类型
3.3.2 可控气氛炉
3.3.3 可控气氛炉的安全操作
3.4 真空炉
3.4.1 概述
3.4.2 真空炉的主要结构
3.4.3 加热器及其选择
3.4.4 真空系统的选用
3.4.5 真空炉的使用与维护
3.5 感应加热设备
3.5.1 概述
3.5.2 感应加热电源
3.5.3 淬火机床
3.5.4 感应器
思考题
习题三
参考文献
第四部分 热处理质量控制与检测
4.0 基本要求
4.1 热处理质量管理
4.1.1 产品设计中的热处理质量管理
4.1.2 原材料质量管理
4.1.3 热处理工艺设计的质量保证
4.1.4 热处理生产的过程质量控制
4.1.5 计算机在热处理质量控制中的应用
4.2 化学成分检测方法
4.2.1 钢铁材料的火花鉴别方法
4.2.2 常规化学分析法
4.2.3 近代仪器分析法
4.2.4 金属材料的微区化学成分分析
4.3 力学性能试验
4.3.1 硬度试验
4.3.2 静拉伸试验
4.3.3 冲击韧度试验
4.3.4 压缩、弯曲及扭转试验
4.3.5 断裂韧度试验
4.3.6 疲劳试验
4.3.7 磨损试验
4.3.8 残余应力测试
4.4 金相试验与分析
4.4.1 低倍检验
4.4.2 光学金相试验
4.4.3 光学金相试验的特种技术
4.4.4 电子显微分析
4.4.5 裂纹分析
4.4.6 断口分析
4.4.7 钢铁零件热处理后金相组织与缺陷的特征
4.5 无损检测方法
4.5.1 磁粉探伤
4.5.2 超声波探伤
4.5.3 涡流探伤
4.5.4 X射线探伤
4.5.5 渗透发探伤
思考题
习题四
参考文献
　

Ⅲ、有关规定和说明

一、考试方式

材料热处理工程师资格考试分两个单元进行：

上午（第一单元）：热处理工艺

下午（第二单元）：工程材料、热处理设备、热处理质量控制与检验。

每一单元的考试时间为3小时，闭卷、笔试。所有应考者一律必作。可带计算器、三角板圆规。评分采用百分制。两个单元总计为200分，总分120（第一单元不低于70分）为及格

二、考试命题的若干规定

1、命题以本大纲为依据

2、考试命题应覆盖本大纲所规定的所有考试内容。本大纲的重点内容为工程材料/热处理工艺/热处理质量控制和检验部分。

3、着重应用能力的考核，即主要考核应考者运用所学知识分析和解决问题的能力，以应用性、案例性考题为主。

4、考试命题的题型为选择题和应用题。试题难度可分为易、较易、较难、难。试题量以中等水平应考者能在规定时间内答完全部试题为依据。

三、培训教材参考书

1、《材料热处理工程师资格考试指导书》

2、《热处理工程师手册》中国机械工程学会热处理分会编，机械工业出版社

3、《热处理手册》中国机械工程学会热处理分会编，机械工业出版社

4、《热处理实用技术》李泉华编著 机械工业出版社

5、《机械工程材料》 西安交通大学沈莲编著 机械工业出版社

附录 题型举例

一、选择题（每题1～2分）

例如：

1、在金属及合金中，主要是（ ），但同时也不同程度混有其他键。

A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.氢键

2、碳钢调质处理后获得的组织应为 （ ）。

A.回火马氏体 B.回火索氏体 C.回火托氏体 D.珠光体

二、应用题（每题４～８分）

1、球头角总成在独立悬挂系统起铰链作用，用来传递前轮承受力，工作时，球头销与球座及粉末冶金球有相对运动。因此，要求杆的心部不能淬硬使其具有较高的韧性，而表面和球面则必须有较高的硬度，以提高耐磨性。球头销应选择什么材料？采用那种工艺获得综合性能好的组织？心部应为什么组织？球面及杆部应采取什么热处理工艺获得高硬度？

2、麻花钻头是刀具中消耗最大的刀具之一，其主要失效形式是刃钝，折断，因此提高麻花钻头的硬度、热硬性，冲击韧度、抗弯强度及耐磨性能才能提高麻花钻头的耐用度，请问W6Mo5Cr4V2钢直柄麻花钻头采用那种预处理退火工艺较好？进一步提高钻头抗弯强度、热硬性和硬度的热处理工艺？表面硬度采用那种硬度计检测？

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