《材料失效分析》課程教學大綱

1、材料失效分析Failure Analysis of Materials一、課程基本情況課程屬性：專業(yè)方向課課程學分：2學分課程總學時：32學時，其中講課：32學時，實驗（含上機）：0學時，課外0學時課程性質(zhì)：選修開課學期：第4學期先修課程：材料概論、材料科學基礎(chǔ)等適用專業(yè)：材料物理專業(yè)教 材：莊東漢編著，材料失效分析，華東理工大學出版社，2009年。開課單位：物理與光電工程學院材料物理系二、課程的教學目標和任務(wù)材料失效分析是材料物理專業(yè)一門專業(yè)方向課，也是材料科學工程應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。它有二個基本特點：一是綜合性，涉及許多科學領(lǐng)域和技術(shù)門類，呈現(xiàn)多學科的交叉性和邊緣性；二是經(jīng)濟性，與國民經(jīng)濟發(fā)展

2、緊密相聯(lián)，應(yīng)用廣泛，社會經(jīng)濟效益顯著，因而一直受到人們的廣泛關(guān)注和研究。材料失效分析為材料科學的工程應(yīng)用提供了必要的基礎(chǔ)。 從學科性質(zhì)來看，材料失效分析是運用材料科學的基礎(chǔ)知識和其他技術(shù)科學相結(jié)合的綜合方法開展事故分析和事后分析，是著眼于未來成功和發(fā)展的、應(yīng)用性強的綜合性學科。本課程的教學目的是以學生為主體，融知識傳授、能力培養(yǎng)和素質(zhì)教育于一體，培養(yǎng)學生如何運用已有的基礎(chǔ)知識去分析解決工程實際問題，提高學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，在分析解決問題的過程中提升專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)，從而為國家高技術(shù)領(lǐng)域和相關(guān)的技術(shù)科學領(lǐng)域輸送綜合型專有人才。三、教學內(nèi)容和要求第1章 材料失效分析總論 （4學時）1.1

3、材料失效導(dǎo)言 （2學時）（1）了解材料失效分析在發(fā)展國民經(jīng)濟中的意義；（2）理解材料失效分析的發(fā)展歷程；（3）掌握材料失效的來源。 重點：材料失效的來源。難點：材料失效的案例分析。 1.2失效分析原理 （2學時）（1）了解材料破壞形式及材料加工方式；（2）理解材料失效破壞的過程；（3）掌握材料破壞形式及失效分析原理。 重點：材料破壞形式與特征。難點：材料破壞的形式及失效原理。第2章 材料失效分析方法（10學時）2.1斷口形貌觀察 （2學時）（1）了解宏觀和微觀的斷口形貌特征；（2）理解電子束觀察斷口形貌技術(shù)；（3）掌握不同的斷口形貌。 重點：不同斷口形貌的特征。難點：不同的斷口形貌的分析。 2

4、.2破壞成分分析 （2學時）（1）了解材料破壞成分分析的方法。（2）理解表面分析、次表面分析及本體成分分析方法。（3）掌握不同的破壞成分。重點：表面分析、次表面分析及本體成分分析方法。難點：表面分析、次表面分析及本體成分分析。 2.3非破壞性檢測中的滲透檢測（2學時）（1）了解材料非破壞性分析方法種類及檢測機理。（2）理解材料非破壞性檢測機理及其中滲透檢測的分析方法。（3）掌握常規(guī)的非破壞性檢測方法；重點：非破壞性分析檢測的種類及滲透檢測機理。難點：滲透檢測的分析過程及機制。 2.4渦流檢測和磁粉探傷檢測方法（2學時）（1）了解渦流檢測和磁粉探傷檢測方法。（2）理解渦流檢測和磁粉探傷檢測在應(yīng)用

5、中的差異。（3）掌握渦流檢測和磁粉探傷檢測的分析過程及機制；重點：渦流檢測和磁粉探傷檢測機理。難點：渦流檢測和磁粉探傷的超聲分析方法及區(qū)別。2.4 射線透視和超聲波檢測方法（2學時）（1）了解射線透視和超聲波檢測方法。（2）理解射線透視和超聲波檢測在應(yīng)用中的差異。（3）掌握射線透視和超聲波檢測的分析過程及機制；重點：射線透視和超聲波檢測機理。難點：射線透視和超聲波的超聲分析方法及區(qū)別。第3章 殘余應(yīng)力 （4學時）3.1 殘余應(yīng)力破損與量測 （2學時）（1）了解產(chǎn)生殘余應(yīng)力的原因；（2）理解鉆孔法量測殘余應(yīng)力的測量機理與方法；（3）掌握殘余應(yīng)力破損與測量的方法。重點：殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因及其破損形式

6、。難點：鉆孔法殘余應(yīng)力的測量機理與方法。3.2 X光衍射及超聲波量測殘余應(yīng)力 （2學時）（1）了解X光衍射及超聲波的作用；（2）理解光衍射量測殘余應(yīng)力及超聲波量測殘余應(yīng)力分析方法；（3）掌握光衍射與超聲波量測殘余應(yīng)力的方法。重點：光衍射與超聲波量測殘余應(yīng)力破損的方法。難點：光衍射與超聲波量測殘余應(yīng)力的本質(zhì)。第4章 疲勞破壞 （4學時）4.1疲勞破壞的分類及機制 （2學時）（1）了解疲勞破壞的分類及影響材料疲勞限或疲勞強度的因素；（2）理解疲勞破壞的宏觀與微觀特征；（3）掌握改善材料疲勞破壞的機制。重點：疲勞破壞的形貌特征及材料疲勞破壞的機制。難點：材料疲勞破壞特征的分析及破壞機制的探討。4.2

7、疲勞斷裂力學 （2學時）（1）了解疲勞斷裂的力學過程及影響材料疲勞限或疲勞強度的因素；（2）理解疲勞斷裂的力學行為；（3）掌握改善材料疲勞限或疲勞強度的方式。重點：改善材料疲勞限或疲勞強度的方式。難點：疲勞斷裂的力學行為。第5章 腐蝕及磨損破壞 （6學時）5.1腐蝕的破壞形式及防蝕技術(shù) （2學時）（1）了解材料腐蝕的破壞形式及破壞實驗方式（2）理解腐蝕破壞形式；（4）掌握材料腐蝕中的熱力學及動力學的形式及電化學原理金屬防蝕技術(shù)。重點：材料腐蝕破壞形式及腐蝕的熱力學及動力學。難點：材料腐蝕的熱力學及動力學的形式。5.2磨損的破壞機制及形貌特征 （2學時）（1）了解材料磨損的破壞形式及形貌特征.（

8、2）理解磨損破壞形式。（3）掌握材料磨損中磨削的形式方式及其對摩擦學行為的影響。重點：材料磨損破壞形式及其形貌特征分析。難點：材料磨損過程中各因素的影響行為及其破壞機制。5.3 磨損的檢測方法及其表面改質(zhì)技術(shù) （2學時）（1）了解金屬材料耐磨損性的防護方法；（2）理解磨損檢測的方法及耐磨損表面改質(zhì)技術(shù)；（3）掌握磨損破壞機制及形貌特征。重點：材料磨損檢測的方法及耐磨損表面改質(zhì)技術(shù)。難點：材料磨損破壞機制及形貌特征分析。第6章 高溫破壞 （4學時）6.1高溫氧化與熱鹽腐蝕 （2學時）（1）了解高溫氧化與熱鹽腐蝕的預(yù)防措施；（2）熟悉材料高溫氧化與熱鹽腐蝕破壞特征；（3）掌握高溫氧化的機制及高溫熱鹽腐蝕機制。重點：材料高溫氧化與熱鹽腐蝕特征及其溫氧化的機制。難點：高溫氧化與熱鹽腐蝕機制。6.2高溫斷裂破壞及其預(yù)防措施 （2學時）（1）了解高溫斷裂與破壞的特征及預(yù)防措施；（2）熟悉材料高溫斷裂及其破壞特征；（3）掌握高溫斷裂的破壞過程及其失效機制。重點：材料高溫斷裂及其破壞特征及機制。 難點：高溫斷裂破壞機制及其預(yù)防措施。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：6次，課程論文：2篇。（