《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)大綱

《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)大綱一、課程說(shuō)明課程性質(zhì)：專業(yè)根底課

學(xué)分：3課程簡(jiǎn)介：《金屬材料學(xué)》是一門(mén)綜合性和應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)必修課。依據(jù)材料物理專業(yè)先修課程和教學(xué)內(nèi)容，本課程包括金屬學(xué)和金屬材料兩大局部，其中金屬學(xué)的內(nèi)容作》課程的補(bǔ)充和深入，金屬材料局部在《材料科學(xué)根底》、《材料力學(xué)性能》等課程的根底上，系統(tǒng)介紹金屬材料合金化的一般規(guī)律及金屬材料的成分、工藝、組織、性能及應(yīng)用的關(guān)系。課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)把握有關(guān)金屬材料學(xué)方面的學(xué)問(wèn)，培育學(xué)生爭(zhēng)論目標(biāo)與任務(wù)；通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)主要把握：1.金屬材料的成份、組織構(gòu)造及性能三者間的關(guān)系，金屬的根本理論和學(xué)問(wèn)。合金元素在鋼中的作用、原理和規(guī)律； 3.鋼的熱處理原理以及其與合金化的協(xié)作；4.把握各類鑄鐵的成分組織和性能特點(diǎn)；5.常用有色金屬及其合金的成分、性能和熱處理特點(diǎn).先修課程：《材料科學(xué)根底》、《材料力學(xué)性能》等。教材與主要參考書(shū)。教材：《金屬學(xué)與熱處理》其次版，崔忠圻主編，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社。 參考書(shū)：《金屬材料學(xué)》其次版，吳承建陳國(guó)良強(qiáng)文江等編著，冶金工業(yè)出版社。 《金屬材料學(xué)》其次版，戴起勛主編程曉農(nóng)主審，化學(xué)工業(yè)出版社。胡庚祥、蔡荀主編，上海交通大學(xué)出版潘金生等編，清華大學(xué)出版社

《材料科學(xué)根底》，《材料科學(xué)根底》，21.金屬材料的進(jìn)展概況了解金屬材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用。程的性質(zhì)、地位和任務(wù)

本課

教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排要內(nèi)容：

講授，5學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主1.組成材料的原子間的鍵合方式及其與性能間的關(guān)系。2.晶體學(xué)根底的根本概念和應(yīng)用。面缺陷。

點(diǎn)缺陷、線缺陷、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)的構(gòu)造特征、應(yīng)力場(chǎng)、相互作用、增殖及其對(duì)性能的影響。【重點(diǎn)把握】：反響，擴(kuò)展位錯(cuò)，位錯(cuò)的增殖。【把握】：晶面間距，晶帶，六方系的三軸制和四軸制的表小方法晶體、典型金屬的晶體構(gòu)造，晶胞中的原子數(shù)、配位數(shù)和致密度，晶體中原子的堆垛方式，晶體構(gòu)造中的間隙?！玖私狻浚喝N典型化學(xué)鍵的特征與材料性能的關(guān)系。位錯(cuò)概念的提出過(guò)程。湯姆遜四周體。【難點(diǎn)】：合金的相構(gòu)造和分類。位錯(cuò)構(gòu)造、柏氏矢雖、應(yīng)力場(chǎng)和相互作用。其次章純金屬的結(jié)晶 第一節(jié)純金屬的結(jié)晶過(guò)程其次節(jié)結(jié)晶的熱力學(xué)條件第三節(jié)形核規(guī)律第四節(jié)長(zhǎng)大規(guī)律第五節(jié)結(jié)晶理論的某些實(shí)際應(yīng)用 講授，3學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：1.純金屬的凝固過(guò)程。2.結(jié)晶的熱力學(xué)條件。3.形核及長(zhǎng)大的規(guī)律。4.凝固理論的應(yīng)用。

【重點(diǎn)把握】：均勻形核和非均勻形核的條件和規(guī)律，形核率。 長(zhǎng)大的方式和規(guī)律，線長(zhǎng)大速度。【把握】:

細(xì)化金屬鑄件的晶粒的方法。單晶、微晶、納米晶、非晶、準(zhǔn)晶的概念。定向凝固與快速凝固。 【了解】：?jiǎn)尉w的制備，急冷技術(shù)。 【難點(diǎn)】：形核的條件和規(guī)律，長(zhǎng)大的方式和規(guī)律。第三章二元合金的結(jié)晶 第一節(jié)合金的相和相結(jié)四節(jié)共晶相圖及其合金的結(jié)晶 第五節(jié)包晶相圖及其合金的結(jié)晶 第六節(jié)其他類型的二元合金相圖

講授，4學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：合金的相構(gòu)造：一次固溶體、二次固溶體、置換固溶體、間隙固溶體、固溶度的影響因素，超構(gòu)造，中間相，正常價(jià)化合相圖的根本學(xué)問(wèn)，二元相圖的根本類型，二元相圖的分析與使用方法。 【重點(diǎn)把握】：相律，杠桿定理，二元相圖的幾何規(guī)律。勻晶相圖，固溶體合金的非平衡凝固，溶質(zhì)再安排和成分過(guò)離異共晶的概念。

共晶相圖，偽共晶、非平衡共晶、包晶相圖，具有包晶轉(zhuǎn)變的非平衡凝固。 二元相圖的根本分析方法。合金的相構(gòu)造，固溶體、金屬間化合物的分類、特征。【把握】:其他類型的二元相圖。 簡(jiǎn)潔二元相圖的分析方法。 相圖推斷合金的性能。 鑄件組織與缺陷，偏析。【難點(diǎn)】：非平衡凝固、溶質(zhì)再安排、成分過(guò)冷。第四章三元相圖

二元相圖的分第五節(jié)三元合金相圖的四相平衡轉(zhuǎn)變 第六節(jié)具有

講授，5主要內(nèi)容：三元相圖的成分表示方法及定H法則。三元?jiǎng)蚓鄨D、三元共晶相圖。 3.四相平衡轉(zhuǎn)變。定律。

【重點(diǎn)把握】： 直線定律和重心三元?jiǎng)蚓鄨D和三元?jiǎng)蚓Ш辖鸬哪踢^(guò)程。三元共晶相圖和平衡轉(zhuǎn)變。具有化合物的三元相圖及其分割。 【難點(diǎn)】：三元共晶相圖和三元共晶合金的凝固過(guò)程，四相平衡轉(zhuǎn)變。第五章 金屬及合金的塑性變形與斷裂 第一節(jié)金屬的變形特性合金的塑性變形

第六節(jié)教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排主要內(nèi)容：

講授，4學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求塑性變形的機(jī)理，塑性變形對(duì)組織與性能的影響，2.金屬?gòu)?qiáng)化的位錯(cuò)解釋。論?！局攸c(diǎn)把握】：

斷裂理滑移，滑移系，滑移的臨界分切應(yīng)力，滑移時(shí)的晶體轉(zhuǎn)動(dòng)，多滑移和交滑移。 攣生及其特點(diǎn)，扭折及其特點(diǎn)。多晶體的塑性變形過(guò)程，晶粒尺寸對(duì)塑性變形的影響。單晶體和多晶體的應(yīng)力應(yīng)變曲線。變形過(guò)程顯微組織和性能的變化，應(yīng)力和織構(gòu)。 金屬?gòu)?qiáng)化的位錯(cuò)解釋。Griffith

理論和斷裂韌性。影響材料斷裂的根本因素。

【把握】：彈性變形機(jī)制。攣生晶體學(xué)?！倦y點(diǎn)】：多滑移和交滑移，固定位錯(cuò)。 第六章金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶第一節(jié)形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化其次節(jié)回復(fù)第三節(jié)再結(jié)晶第四節(jié)晶粒長(zhǎng)大第五節(jié)金屬的熱加工教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排

講授，3學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：形變金屬材料退火時(shí)的回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制。2.金屬的熱變形。 【重點(diǎn)把握】：影響再結(jié)晶的因素，再結(jié)晶后晶粒的大小。晶粒的正常長(zhǎng)大和特別長(zhǎng)大過(guò)程及影響因素。 動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶?！景盐铡浚骸倦y點(diǎn)】:

回復(fù)動(dòng)力學(xué)。 再結(jié)晶動(dòng)力學(xué)。 超塑性。再結(jié)晶形核機(jī)制、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制。第七章鋼的熱處理原理和工藝 第一節(jié)概述其次節(jié)鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變第三節(jié)鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變第四節(jié)火

教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排 講授，3學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：固態(tài)相變中的形核、長(zhǎng)大。鋼的加熱轉(zhuǎn)變過(guò)程，集中對(duì)奧氏體化轉(zhuǎn)變、均勻化和晶粒長(zhǎng)大的影響。3.鋼的冷卻轉(zhuǎn)變及動(dòng)力學(xué)過(guò)程， TT曲線和CCT曲線及應(yīng)用。4.珠光體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間。5.6.退火、正火、淬火、回火工藝、目的和特點(diǎn)。回火過(guò)程組織的轉(zhuǎn)變?；鼗鸫嘈?。 【重點(diǎn)把握】：固態(tài)相變的根本特征。鋼的加熱轉(zhuǎn)變過(guò)程，集中多奧氏體化轉(zhuǎn)變和均勻化的影響。TTTCCT曲線。珠光體、索氏體、屈氏體、上貝氏體、下貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)間。碳和合金元素對(duì)C曲線的影響。珠光體、馬氏體、貝氏體轉(zhuǎn)變的機(jī)理和特征。退火、正火、淬火、回火工藝、目的和特點(diǎn)。

回

【把握】：外表熱處理和機(jī)理。退火、正火、淬火、回火工藝、目的和特點(diǎn)的區(qū)分。第一節(jié)鋼鐵的冶煉其次節(jié)碳和雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼的組織和性能的影響第三節(jié)鋼的分類和編號(hào)教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排講授，2學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：1.鋼鐵冶煉過(guò)程的氧化復(fù)原反響。2.碳和雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼的組織和性能的影響。3.鋼的分類和號(hào)。 【重點(diǎn)把握】：鋼的分類和鋼的編號(hào)。碳和雜質(zhì)元素對(duì)碳鋼的組織和性能的影響。 】：鋼鐵冶煉過(guò)程的氧化復(fù)原反響。和規(guī)律。

【難點(diǎn)】：鋼的編號(hào)方法鋼的冶金工藝特點(diǎn)教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排講授，3學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：1.工程構(gòu)造鋼的性能要求和特征。2.工程構(gòu)造的合金化原則。3. 碳素工程構(gòu)造鋼、低合金高強(qiáng)度鋼、微合金鋼、低碳貝氏體鋼、針狀馬氏體鋼、低碳馬氏體鋼、雙相鋼的合金化和熱處理特點(diǎn)。【重點(diǎn)把握】：不同種類工程構(gòu)造鋼的組織、性能、合金化的區(qū)分。微役條件及性能要求。

【把握】：工程構(gòu)件用鋼的服【了解】：工程構(gòu)造鋼的冶金工藝特點(diǎn)、把握軋制和控制冷卻。工程構(gòu)件用鋼的發(fā)展趨勢(shì)?！倦y點(diǎn)】：不同種類工程構(gòu)造鋼的組織、性能、合金化的區(qū)分。第十章機(jī)械制造構(gòu)造鋼第一節(jié)構(gòu)造鋼的強(qiáng)度和脆性其次節(jié)鋼的淬透性第三節(jié)調(diào)質(zhì)鋼金超高強(qiáng)度構(gòu)造鋼第六節(jié)軸承鋼

第七節(jié)滲碳鋼和氮化鋼第八節(jié)其他機(jī)械制造構(gòu)造主要內(nèi)容：

講授，5學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求構(gòu)造鋼的強(qiáng)化和韌化原理和特點(diǎn)、合金化原則。淬透性對(duì)鋼的組織和性能的影響。調(diào)質(zhì)鋼、低溫回火鋼、非調(diào)質(zhì)微合金鋼的種類、組織和性能特點(diǎn)、熱處理特點(diǎn)。 6.滾動(dòng)軸承鋼、彈簧鋼、滲碳鋼、超高強(qiáng)度鋼等特別構(gòu)造鋼的性能和工藝特點(diǎn)。 點(diǎn)把握】：調(diào)質(zhì)鋼的種類和特點(diǎn)、合金化、熱處理。 低溫回火鋼的種類和特點(diǎn)、合金化、熱處理。 軸承鋼和彈簧鋼?！景盐铡浚悍钦{(diào)質(zhì)鋼、超高強(qiáng)度鋼的種類和特點(diǎn)、合金化、【難點(diǎn)】：各種構(gòu)造鋼的性能特點(diǎn)、組織特點(diǎn)、熱處理工藝、合金化特點(diǎn)的區(qū)分。41.碳素工具鋼、低合金工具鋼、高速鋼的組織性能特點(diǎn)和要求。2.冷作模具鋼和熱作模具鋼的組織性能特點(diǎn)和要求、合金化特點(diǎn)。 【重點(diǎn)把握】：碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼的組織、性能和合金化特點(diǎn)?！景盐铡浚喊盐崭鞣N工具鋼和模具鋼的熱處理特點(diǎn)。【了解】：雖具用鋼。第十二章不銹耐蝕鋼第一節(jié)鋼的耐蝕性 節(jié)不銹耐蝕鋼的組織 第三節(jié)不銹耐蝕鋼的腐蝕特性第四節(jié)不銹耐蝕鋼的強(qiáng)化與脆性 第五節(jié)不銹耐蝕鋼種教學(xué)方法與學(xué)時(shí)安排

講授，2學(xué)時(shí)內(nèi)容及根本要求主要內(nèi)容：鋼的鈍化現(xiàn)象，提高鋼抗蝕性的途徑、不銹鋼組織、性能的要求，不銹鋼的合金化。鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的成分、組織、性能及熱處理特點(diǎn)。【重點(diǎn)把握】：鋼的鈍化原理，提高鋼抗蝕性的途徑、不銹鋼組織、性能的要求，不銹鋼的合金化。鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的成分、組織、性能及熱處理特點(diǎn)。【把握】：復(fù)相不銹鋼，沉淀、碩化型不銹鋼及微雖元素的作用?！倦y點(diǎn)】：各種不銹鋼的成分、性能及熱處理特點(diǎn)的區(qū)分。第十三章耐熱鋼和耐熱合金其次節(jié)鐵素體型耐熱鋼第三節(jié)工業(yè)爐用耐熱鋼 第四節(jié)奧氏體型耐熱鋼2熱穩(wěn)定性與鋼的成分、組織關(guān)系。珠光體型耐熱鋼、馬氏體型耐熱鋼、奧氏體型耐熱鋼的合金化特點(diǎn)。5.工業(yè)爐用耐熱鋼的性能要求和組織、性能特點(diǎn)。6.鐐基高溫合金的組織和性能特點(diǎn)。把握】：熱穩(wěn)定性與鋼的成分、組織關(guān)系。鐵素體型耐熱鋼和奧氏體型耐熱鋼。

【重點(diǎn)【把握】：工業(yè)爐用耐熱鋼，高溫鐐基合金。 【了解】：型耐熱合金【難點(diǎn)】：各類耐熱鋼的成分、組織、性能、熱處理的特點(diǎn)和區(qū)分。第十四章鑄鐵3主要內(nèi)容：石墨組織的形成過(guò)程，石墨形態(tài)的影響因素和把握?；铱阼T鐵、球面鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的組織、性能特點(diǎn)。3.耐磨、耐熱、耐蝕等特別性能鑄鐵的組織和性能?！局攸c(diǎn)把握】：石墨組織的形成過(guò)程，石墨形態(tài)的影響因素和把握?；铱阼T鐵、球面鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的組織、性把握。第十五章有色金屬及合金第一節(jié)鋁及鋁合金方法與學(xué)時(shí)安排

講授，4學(xué)時(shí)內(nèi)容及基本要求主要內(nèi)容：鋁合金的分類、強(qiáng)化方式和機(jī)理。變形鋁合金的成分、組織、工藝特點(diǎn)。鑄造鋁合金的成分、組織、工藝特點(diǎn)。鈦的特性，冶金根底。鈦合金相圖和主要合金元素。鈦合金的分類，強(qiáng)韌化原理，熱處理和加工工藝。鈦合金的進(jìn)展和應(yīng)用。銅的特性，雜質(zhì)對(duì)純銅的影響。銅的合金化、組織和強(qiáng)軸承合