《金属材料与热处理》教学大纲.doc

金属材料与热处理课程要求课程代号： 教学课时：50学时 学分：一、课程的地位与任务1、 性质 本课程是机械类学生进行冶金专业教育的基础课程，是冶金专业学生必须掌握的基础知识。 2、主要任务本课程的主要任务是要求学生掌握金属材料与热处理的基本知识和基本理论，初步了解金属材料的牌号和应用，初步作为正确应用铁碳合金相图确定材料的热加工工艺。 3、目的本课程开设的目的是使学生了解金属材料基础知识，为今后进一步学习和应用金属材料打下初步的基础。 二、课程的主要教学内容和学时分配 本课程的理论教学为51学时，实验教学为9 学时，合计60学时。 具体安排如下：教学内容理论教学实验学时合计学时（一）金属的性能（1）金属的力学性能（强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度）4 39（2）金属的物理性能和化学性能（金属的物理性能、金属的化学性能）2（二）金属学基础知识（1）金属的晶体结构（晶体与非晶体、晶体结构的基本知识、金属的实际晶体结构）2314（2）纯金属的结晶（纯金属的冷却曲线与过冷度、金属的结晶过程、金属结晶后的晶粒大小、金属的同素异构转变）2（3）合金的晶体结构与结晶（合金的基本概念、合金的相结构）2（4）铁碳合金的基本组织（铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体）1（5）铁碳合金相图（铁碳合金相图的主要点、线、面，铁碳合金的分类、典型铁碳合金的结晶过程分析、铁碳合金相图的应用）4（三）非合金钢（1）常存杂质元素对非合金钢性能的影响（锰的影响、硅的影响、硫的影响、碳的影响）14（2）非合金钢的分类（按钢中含碳量分类、按钢的质量分类、按用途分类）1（3）非合金钢的牌号、性能及用途（碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢）2（四）钢的热处理（1）钢在加热是的组织转变（钢在加热和冷却是的相变温度、加热时奥氏体的形成、奥氏体晶粒的长大及影响因素）2317（2）钢在冷却时的组织转变（过冷奥氏体等温转变曲线、过冷奥氏体等温转变产物的组织及性能、过冷奥氏体的连续冷却转变）4（3）钢的退火与正火（钢的退火、钢的正火）2（4）钢的淬火（钢的淬火工艺、钢的淬透性和淬硬性、淬火缺陷）2（5）钢的回火（淬火钢在回火时组织与性能的变化、回火的种类及应用、回火脆性）2（6）钢的表面热处理与化学热处理（表面热处理、化学热处理、表面热处理与化学热处理的区别）2（五）、低合金钢与合金钢（1）合金元素在钢中的作用（合金元素在钢中的存在形式及作用、合金元素对钢的热处理和力学性能的影响）16 （2）低合金钢的分类与编号（低合金钢的分类、低合金高强度结构钢的编号、常用低合金高强度结构钢）1（3）合金钢的分类与编号（合金钢的分类、合金钢牌号表示方法）1（4）合金结构钢（合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢）1（5）合金工具钢（合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢）1（6）特殊性能钢（不锈钢、耐热钢、耐磨钢）1（六）铸铁（1）铸铁概述（铸铁的特点和分类、铸铁的石墨化及影响因素） 14 （2）常用铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁）2（3）合金铸铁（耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁）1课程综述及综合练习7总学时数51960三、课程的基本要求1、 熟悉金属材料的基本性能及其表示方法；2、 掌握金属学基础知识；3、 掌握常用金属材料的分类、牌号、性能和用途；4、 懂得金属材料热处理的概念、目的、方法及其实际应用。课程各部分的主要内容要求：（一）金属的性能 教学目的和要求：1、 明确熔点、密度、热膨胀性、导电性、磁性及耐腐蚀性的概念；2、 掌握s、b、K、HBS、HRC的含义、使用范围；教学内容：A理论教学（1）金属的力学性能强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度（2）金属的物理性能与化学性能金属的物理性能、金属的化学性能 重点、难点：金属力学性能指标的表示方法和实际应用。B实验： 拉伸、硬度及冲击试验。（二） 金属学基础知识 教学目的和要求：1、 掌握铁碳合金中的基本相和组织；2、 熟悉铁碳合金相图；3、 了解纯金属与合金的结晶过程 教学内容：A理论教学：（1）金属的晶体结构 晶体与非晶体、晶体结构的基本知识、金属的实际晶体结构 （2）纯金属的结晶 纯金属的冷却曲线与过冷度、金属的结晶过程、金属结晶后的晶粒大小、金属的同素异构转变（3） 合金的晶体结构与结晶 合金的基本概念、合金的相结构（4）铁碳合金的基本组织铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体（5） 铁碳合金相图Fe-Fe3C相图的主要点、线、区；铁碳合金的分类；典型铁碳合金的接近能够过程分析；铁碳合金相图的应用实验1 ：铁碳合金平衡组织观察实验 重点、难点：铁碳合金相图（三） 非合金钢教学目的和要求：1、 掌握碳素钢的概念，碳和常存元素对钢性能的影响2、 掌握碳素钢的分类、牌号、性能及要求。教学内容：A理论教学：（1）常存杂质元素对非合金钢的性能的影响锰的影响、硅的影响、磷的影响、硫的影响（2）非合金钢的分类 按钢中含碳量分类、按钢的质量分类、按用途分类（3） 非合金钢的牌号、性能及用途碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢重点、难点；非合金钢的分类、牌号、成分、热处理、性能及主要用途。（四） 钢的热处理 教学目的和要求：1、 了解热处理的概念和热处理对产品质量、寿命及改善工艺性能的关系；2、 熟悉淬火、退火、正火、回火热处理的方法，适用范围和处理后性能变化与冷加工的关系3、 了解表面淬火、化学热处理的目的和处理后性能与冷加工的关系4、 了解热处理可能出现的缺陷和消除方法。 教学内容：A理论教学：（1）钢在加热时的组织转变钢在加热和冷却时的相变温度、加热时奥氏体的形成、奥氏体晶粒的长大及影响因素（2）钢在冷却时的组织转变过冷.奥氏体等温转变曲线、过冷.奥氏体等温转变产物的组织及性能、过冷.奥氏体的连续冷却转变（3）钢的退火与正火钢的退火、钢的正火（4） 钢的淬火钢的淬火工艺、钢的淬透性与淬硬性、淬火缺陷（5） 钢的回火淬火钢在回火时组织与性能的变化、回火的种类及应用、回火脆性（6） 钢的表面热处理与化学热处理表面热处理、化学热处理、表面热处理与化学热处理的区别实验：钢的热处理及其硬度测定重点、难点掌握各种热处理工艺的目的，工艺参数的确定，主要性能及用途（五） 低合金钢与合金钢 教学目的和要求：1、 认识常用合金元素的符号；2、 掌握合金钢的分类、牌号的表示方法；3、 熟悉常用合金钢的牌号、性能及应用范围教学内容：A理论教学：（1）合金元素在钢中的作用合金元素在钢中的存在形式及作用、合金元素对钢的热处理和力学性能的影响。（2） 低合金钢的分类与编号低合金钢的分类、低合金高强度结构钢的编号、常用低合金高强度结构钢。（3） 合金钢的分类与编号合金钢的分类、合金钢牌号表示方法（4） 合金结构钢合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢（5） 合金工具钢。合金刃具钢、合金模具钢、合金量具钢（6） 特殊性能钢不锈钢、耐热钢、耐磨钢重点难点：常用低合金钢与合金钢的分类、牌号、成分、热处理、性能及主要用途。六、铸铁 教学目的和要求：1、 熟悉铸铁的分类方法、牌号、性能及用途；2、 了解铸铁与钢的性能、成分上的差别（优点、缺点）3、 了解白口铸铁与灰口铸铁在性能上的差别。 教学内容：A理论教学：（1） 铸铁概述 铸铁的特点和分类、铸铁的石墨化及影响因素（2） 常用铸铁 灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁（3） 合金铸铁耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁。重点难点：铸铁的分类、常见铸铁的牌号、性能及应用。四、课程的实践环节安排序号实验名称主要内容1实验1 ：拉伸、硬度及冲击试验拉伸实验、硬度实验、冲击实验2实验2： 铁碳合金平衡组织观察实验观察退火状态的工业纯铁、20钢、45钢、T8钢、T12钢试样。3实验3 ： 钢的热处理及其硬度测定碳的质量分数对钢热处理后的性能的影响；冷却速度对钢热处理后性能的影响；回火温度对钢热处理后性能的影响五、先修课程