《金属材料学》课程教学大纲Word文件下载.docx

1、3.本课 程的性质、地位和任务 第一章 金属的晶体结构 第一节 金属的结合方式 第二节 金属的晶体结构 第三节 实际金属的晶体结构 教学方法与学时分配 讲授，5学时 内容及基本要求 主 要内容：1.组成材料的原子间的键合方式及其与性能间的关系。2.晶体学基础的基本概念和应用。4.点缺陷、线缺陷、面缺陷。5.刃型位错、螺型位错的结构特征、应力场、相互作 用、增殖及其对性能的影响。【重点掌握】：位错的概念，柏氏矢虽及其性质。位错的运动，两种位 错的应力场的特征，位错的能虽，位错的受力和线张力，位 错的相互作用。实际晶体中的位错，不全位错，堆垛层错，位错反应，扩展位错，位错的增殖。【掌握】：晶面间距

2、，晶带，六方系的三轴制和四轴制 的表小方法晶体、典型金属 的晶体结构，晶胞中的原子数、配位数和致密度，晶体 中原子的堆垛方式，晶体结构中的间隙。【了解】：三种典型化学键的特征与材料性能的关系。位错概念的提出过程。汤姆逊四面体。【难点】：合金的相结构和分类。位错结构、柏氏矢虽、应力场和相互作用。第二章纯金属的结晶 第一节纯金属的结晶过 程 第二节 结晶的热力学条件 第三节 形核规律 第四 节长大规律 第五节结晶理论的某些实际应用 教学方法与学时分 配 讲授，3学时 内容及基本要求 主要内容：1.纯金属的凝固过程。2.结晶的热力学条件。3.形 核及长大的规律。4.凝固理论的应用。结晶的热力学条件，

3、过冷度的概念。均匀形核和非均匀形核的条件和规律，形核率。长大 的方式和规律，线长大速度。细化金属铸件的晶粒的方法。【掌握】:单晶、微晶、纳米晶、非晶、准晶的概念。定向凝固与快速凝固。单晶体的制备，急冷技术。形核的条件和规律，长大的方式和规律。第三章 二元合金的结晶 第一节 合金的相和相结 构。第二节 相图的基本知识 第三节 匀晶相图及固溶体 的结晶第四节共晶相图及其合金的结晶 第五节包晶 相图及其合金的结晶 第六节 其他类型的二元合金相图 第七节 二元相图的分析和使用 第八节 金属铸锭的宏观 组织与缺陷 教学方法与学时分配 讲授，4学时 内容及 基本要求主要内容：1.合金的相结构：一次固溶体、

4、二次固溶体、置换固 溶体、间隙固溶体、固溶度的影响因素，超结构，中间相，正常价化合物、电子化合物，间隙相和间隙化合物，拓扑密 堆相。2.相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图 的分析与使用方法。相律，杠杆定理，二元相图的几何规律。匀晶相图，固溶体合金的非平衡凝固，溶质再分配和成 分过冷，合金生长形态。共晶相图，伪共晶、非平衡共晶、离异共晶的概念。包晶相图，具有包晶转变的非平衡凝固。二元相图的 基本分析方法。合金的相结构，固溶体、金属间化合物的分类、特征。其他类型的二元相图。复杂二元相图的分析方法。根 据相图判断合金的性能。铸件组织与缺陷，偏析。非平衡凝固、溶质再分配、成分过冷。二元相图的

5、分 析和使用。金属间化合物的分类、特征。第四章三元相图 第一节 三元相图的成分标示法 第二节 三元系平衡 转变的定虽法则 第三节 三元匀晶相图 第四节 三元共 晶相图 第五节 三元合金相图的四相平衡转变 第六节 具有 化合物的三元相图及其分割 第七节 三元合金相图应用举 例 教学方法与学时分配 讲授，5学时 内容及基本要求 主要内容：1.三元相图的成分表示方法及定 H法则。2.三元匀晶相图、三元共晶相图。3.四相平衡转变。4.三元相图应用举例。直线定律和重心 定律。三元匀晶相图和三元匀晶合金的凝固过程。三元共晶 相图和三元共晶合金的凝固过程。三元相图应用举例。【掌 握】：四相平衡转变。具有化合

6、物的三元相图及其分割。三元共晶相图和三元共晶合金的凝固过程，四相平衡转 变。第五章 金属及合金的塑性变形与断裂 第一节 金属的变形特性 第二节单晶体的塑性变形 第三节多晶体的塑性变 形第四节合金的塑性变形 第五节 塑性变形对金属组织与性能的影响 第六节 金属和合金强化的位错解释 第七节断裂 教学方法与学时分配 讲授，4学时 内容及基本要求 主要内容：1.塑性变形的机理，塑性变形对组织与性能的影响，滑移系，晶体转动。2.金属强化的位错解释。3.断裂理 论。滑移，滑移系，滑移的临界分切应力，滑移时的晶体转 动，多滑移和交滑移。挛生及其特点，扭折及其特点。多晶体的塑性变形过程，晶粒尺寸对塑性变形的影

7、响。单晶体和多晶体的应力应变曲线。变形过程显微组织和性能的变化，应力和织构。金属 强化的位错解释。Griffith 理论和断裂韧性。影响材料断 裂的基本因素。弹性变形机制。挛生晶体学。裂纹的萌生机制。多滑移和交滑移，固定位错。金属强化的位错解释。第六章 金属及合金的回复与再结晶 第一节形变金属及合金在退火过程中的变化 第二节回复第三节再结晶第四节晶粒长大第 五节金属的热加工 教学方法与学时分配 讲授，3学时 内容及基本要求 主要内容：1.形变金属材料退火时的回复、再结晶、晶粒长大过 程及其机制。2.金属的热变形。形变金属退火是显微组织的变化过程。不同温度下的 回复机制。再结晶的形核机制。影响再

8、结晶的因素，再结晶后晶粒的大小。晶粒的正 常长大和异常长大过程及影响因素。动态回复和动态再结 晶。回复动力学。再结晶动力学。超塑性。【难点】:再结晶形核机制、晶粒长大过程及其机制。第七章钢的热处理原理和工艺 第一节概述 第二节钢在加热时的转变 第三节钢在冷却时的转 变 第四节 钢在回火时的转变 第五节 钢的退火与正 火 第六节 钢的淬火与回火 第七节 其他类型的热处理 教学方法与学时分配 讲授，3学时 内容及基本要求 主要内容：1.固态相变中的形核、长大。2.钢的加热转变过程，扩散对奥氏体化转变、均匀化 和晶粒长大的影响。3.钢的冷却转变及动力学过程，TT 曲线和 CCT曲线及应用。4.珠光体

9、、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体、马氏体转变区间。5.珠光体、马氏体、贝氏体转变的机理 和特征。6.退火、正火、淬火、回火工艺、目的和特点。回火 过程组织的转变。回火脆性。1.固态相变的基本特征。2.钢的加热转变过程，扩散多奥氏体化转变和均匀化 的影响。3.TTT曲线和 CCT 曲线。珠光体、索氏体、屈氏体、上 贝氏体、下贝氏体、马氏体转变区间。4.碳和合金元素对 C 曲线的影响。5.珠光体、马氏体、贝氏体转变的机理和特征。7.回 火过程组织的转变。表面热处理和 化学热处理。加热和冷却过程晶粒大小的影响因素，马氏体、贝氏体 转变机理。退火、正火、淬火、回火工艺、目的和特点的 区分。第八章钢

10、铁材料基础 第一节钢铁的冶炼 第二节碳和杂质元素对碳钢的组织和性能的影响 第 三节钢的分类和编号教学方法与学时分配 讲授，2学 时 内容及基本要求 主要内容：1.钢铁冶炼过程的氧化还原反应。2.碳和杂质元素对碳钢的组织和性能的影响。3.钢 的分类和号。钢的分类和钢的编号。碳和杂质元素对碳钢的组织和性能的影响。钢铁冶炼过程的氧化还原反应。钢铁冶炼工艺。钢的编号方法 和规律。第九章 工程结构钢第一节 工程结构钢的合金化 第二节 铁素体-珠光体钢 第三节 低碳贝氏体钢和马氏 体钢 第四节 工程结构钢的冶金工艺特点 教学方法与学 时分配 讲授，3学时 内容及基本要求 主要内容：1.工程结构钢的性能要求

11、和特征。2.工程结构的合 金化原则。3.碳素工程结构钢、低合金高强度钢、微合金钢、低 碳贝氏体钢、针状马氏体钢、低碳马氏体钢、双相钢的合金 化和热处理特点。不同种类工程结构钢的组织、性能、合金化的区别。微 合金元素在钢中的作用。工程构件用钢的服 役条件及性能要求。工程结构钢的冶金工艺特点、控制轧制和控 制冷却。工程构件用钢的发 展趋势。不同种类工程结构钢的组织、性能、合金化 的区别。第十章机械制造结构钢第一节结构钢的强度和脆 性第二节钢的淬透性第三节调质钢 第四节 低温回火状态下使用的结构钢 第五节 高合 金超高强度结构钢第六节轴承钢 第七节渗碳钢和氮化钢第八节其他机械制造结构 钢 教学方法与

12、学时分配 讲授，5学时 内容及基本要求 主要内容：3.结构钢的强化和韧化原理和特点、合金化原则。4.淬透性对钢的组织和性能的影响。5.调质钢、低温回火钢、非调质微合金钢的种类、组 织和性能特点、热处理特点。6.滚动轴承钢、弹簧钢、渗 碳钢、超高强度钢等特殊结构钢的性能和工艺特点。【重 点掌握】：调质钢的种类和特点、合金化、热处理。低温回火钢 的种类和特点、合金化、热处理。轴承钢和弹簧钢。非调质钢、超高强度钢的种类和特点、合金 化、热处理。渗碳钢和氮化钢、高猛钢、易切 削钢。各种结构钢的性能特点、组织特点、热处理 工艺、合金化特点的区分。第十一章工具钢 第一节 碳素及低合金工具钢 第二节 高速工

13、具钢 第三节冷作模具钢第四节热作模具钢教学方法与学 时分配 讲授，4学时 内容及基本要求 主要内容：1.碳素工具钢、低合金工具钢、高速钢的组织性能特 点和要求。2.高速钢中的合金元素和作用，高速钢的热处 理。3.冷作模具钢和热作模具钢的组织性能特点和要求、合金化特点。碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、冷作模具钢、热作 模具钢的组织、性能和合金化特点。掌握各种工具钢和模具钢的热处理特点。虽具用钢。各种工具钢的分类、组织和性能特点的区分。第十二章不锈耐蚀钢第一节 钢的耐蚀性 第二 节 不锈耐蚀钢的组织 第三节 不锈耐蚀钢的腐蚀特性 第四节 不锈耐蚀钢的强化与脆性 第五节 不锈耐蚀钢种 教学方法与学时

14、分配 讲授，2学时 内容及基本要求 主 要内容：4.钢的钝化现象，提高钢抗蚀性的途径、不锈钢组织、性能的要求，不锈钢 的合金化。5.铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的成 分、组织、性能及热处 理特点。6.复相不锈钢，沉淀、硕化型不锈钢及微虽元素的作 用。钢的钝化原理，提高钢抗蚀性的途径、不锈钢组织、性 能的要求，不锈钢的合金化。铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的成分、组织、性能及热处理特点。复相不锈钢，沉淀、硕化型不锈钢及微虽元 素的作用。各种不锈钢的成分、性能及热处 理特点的区分。第十三章耐热钢和耐热合金 第一节耐热钢和合金的工作条件及性能 第二节铁素体型耐热钢 第三节 工业

15、炉用耐热钢 第四节 奥氏体型耐热钢 第五节镣基耐热合金第六节 新型耐热合金教学方法 与学时分配 讲授，2学时 内容及基本要求 主要内容：3.热稳定性与钢的成分、组织关系。4.珠光体型耐热钢、马氏体型耐热钢、奥氏体型耐热 钢的合金化特点。5.工业炉用耐热钢的性能要求和组织、性能特点。6.镣基高温合金的组织和性能特点。【重点 掌握】：热稳定性与钢的成分、组织关系。铁素体型耐热钢和奥氏体型耐热钢。工业 炉用耐热钢，高温镣基合金。新型耐热合金【难点】：各类耐热钢的成分、组织、性能、热处理的 特点和区分。第十四章铸铁 第一节 铸铁中石墨的形态控制 第二节 常用铸铁第三节合金铸铁教学方法与学 时分配 讲授

16、，3学时 内容及基本要求 主要内容：1.石墨组织的形成过程，石墨形态的影响因素和控制。2.灰口铸铁、球面铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的组织、性能特点。3.耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能铸铁的组织和 性能。石墨组织的形成过程，石墨形态的影响因素和控制。灰口铸铁、球面铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁的组织、性 能特点。耐磨、耐热、耐蚀等特殊性能铸铁的 组织和性能。石墨组织的形成过程，石墨形态 的影响因素和控制。第十五章有色金属及合金 第一节铝及铝合金 第二节 钛及钛合金第三节 铜及铜合金第四节 轴承合金 教学方法与学时分配 讲授，4学时 内容及基 本要求主要内容：1.铝合金的分类、强化方式和机理。变形铝合金的成

17、分、组织、工艺特点。铸造铝合金的成分、组织、工艺特点。钛的特性，冶金基础。2.钛合金相图和主要合金元素。钛合金的分类，强韧 化原理，热处理和加工工艺。钛合金的发展和应用。3.铜的特性，杂质对纯铜的影响。铜的合金化、组织 和强化。铜合金分类，黄铜、青铜、白铜的成分、特性、用 途。4.轴承合金的组织和性能要求及特点，常用轴承合金的 种类。1.铝合金的强化方式和机理，变形铝合金的成分、组 织、工艺特点。2.钛的特性，冶金基础。钛合金相图和主要合金元素。钛合金的分类，强 韧化原理。3.铜的合金化、组织和强化方式，铜合金分类，黄铜、青铜。4.轴承合金的组织性能要求。白铜。钛合金的加工工艺、发展 和应用。铝合金的合金化原理。第十二章铜合金 第一节铜合金中的合金元素 第二节工业纯铜第三节黄铜第四节青铜第五 节白铜 教学方法与学时分配 讲授，2学时 内容及基本要求 主要内容：1.铜的特性，杂质对纯铜的影响。2.铜的合金化、组织和强化。3.铜合金分类，黄铜、青铜、白铜的成分、特性、用 途。铜的合金化、组织和强化方式，铜合金 分类，黄铜、青铜。铝合金、钛合金、铜合金的合金化、强韧化 原理。制定人：张旭东 审定人：批准人：日期：