金属材料学教学大纲

1 金属材料学金属材料学 专业限选课 专业限选课 Metal Material 以下部分标题填写用黑体五号字体 具体填写内容字体为宋体五号 课程编号课程编号 BJ26614 课程类别课程类别 专业限选课 学分数学分数 3 编写日期编写日期 2011 9 22 学时数学时数 54 先修课程先修课程 材料科学基础 材料力学 适用专业适用专业 金属材料工程 一 教学目的 任务一 教学目的 任务 本课程是金属材料与热处理技术专业的学生的必修课 它以 材料科学基础 热处理原理与 工艺 为基础 阐述合金元素的作用 合理热处理工艺 探讨金属材料成分 结构组织与性能之间 的内在规律 通过本课程的教学 培养学生根据具体结构的服役条件和性能要求合理选择使用金属 材料 正确制定热加工工艺 特别是热处理工艺 获得经济优质结构的能力 二 课程教学的基本要求 1 掌握工业用钢的分类与编号 熟悉钢中合金元素的作用 2 掌握工程结构钢的性能要求 成分设计 组织强韧化途径 3 掌握不同机器结构件对性能的要求 典型牌号 合金化原理 热处理方法及其组织 4 掌握不同工模具钢对性能的要求 典型牌号 合金化原理 热处理方法及其组织 5 了解金属腐蚀的基本概念 防蚀途径 不锈钢中合金元素作用 以及 F M A 及双相不锈钢 6 了解铸铁的组织性能特点 铸铁石墨化过程与影响因素 工程铸铁的成分 牌号 性能与应 用 7 了解有色金属 铝及其合金 铜及其合金 的分类 编号 成分 性能与应用等 三 教学内容和学时分配三 教学内容和学时分配 2 2 4 4 4 4 9 9 6 6 4 4 4 4 4 4 1313 4 4 5454 学时学时 第一章第一章 绪论绪论 2 2 学时学时 课堂讲授学时 课程实验学时 主要内容 主要内容 1 概述 2 工程材料的失效分析 3 工程材料的选用原则 4 材料化学成分 组织结构与性能的关系 2 教学要求 教学要求 了解材料在经济建设中的地位和作用 工程材料的选用原则 以及材料的化学成分 组 织结构与性能的关系 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 第二章第二章 钢的合金化概论钢的合金化概论 4 4 学时学时 主要内容 主要内容 1 钢中的合金元素及其与铁和碳的相互作用 2 钢的强化机制 3 改善钢塑性和韧性的基本途径 4 合金元素对钢相变的影响 5 合金元素对钢工艺性的影响 6 钢的冶金质量 教学要求 教学要求 了解合金元素在钢中的存在形式 合金元素与钢中铁 碳的作用 合金元素对钢的相变 的影响 合金元素与钢的强化机制等 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 1 学时习题学时习题 第三章第三章 工程构件用钢工程构件用钢 4 4 学时 学时 主要内容 主要内容 1 力学性能特点 2 工程构件用钢的耐大气腐蚀性 3 工程构件用钢的加工工艺性能 4 碳素构件用钢 5 低合金结构钢 6 进一步提供普低钢性能的途径 教学要求 教学要求 了解工程结构件用钢的力学性能特点 耐大气腐蚀性及加工工艺性能 熟悉常用碳素构 件用钢和低合金构件用钢 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 第四章第四章 机器零件用钢机器零件用钢 6 36 3 学时 学时 主要内容 主要内容 1 机器零件用钢的特点与合金化 2 整体强化态钢 3 表面强化态钢 4 耐磨钢 教学要求 教学要求 了解机器零件用钢的强韧化机制 掌握渗碳钢的化学成分特点和热处理特点 掌握调质 零件 弹簧 滚动轴承的服役条件及对钢的基本性能要求 化学成分特点和热处理特点 掌握常用 调质钢 弹簧钢及滚动轴承钢的服役条件及对钢的基本性能要求 化学成分特点和热处理特点 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 1 学时习题学时习题 实验一 热处理对合金结构钢的组织与硬度的影响 3 学时 3 实验的目的 通过实验进一步掌握调质结构钢中铬的作用 熟悉最常用的调质结构钢之一 35CrMo 40Cr 钢 在热处理后的组织与硬度 实验的内容和要求 本实验所用材料为 35 40 钢和 35CrMo 40Cr 钢 将两种钢的试样进行平 行试验 进行系列热处理对比 将热处理后试样先测硬度 然后制备金相试样进行观察分析 使用的设备和仪器 箱式热处理炉 硬度计 金相显微镜 第五章第五章 工模具钢工模具钢 6 6 学时 学时 主要内容 主要内容 1 联接螺纹和传动螺纹的概念 主要类型及特点 2 联接件的标准及其性能等级 3 拧紧力矩 预紧力及其控制 螺纹联接的防松原理及防松措施 4 螺纹联接的失效形式及计算准则 5 螺栓联接的计算 受横向载荷 受轴向静载荷 受轴向变载荷 6 螺栓组联接受力分析 7 螺纹联接的许用应力 8 联接件的刚度和预紧力 教学要求 教学要求 掌握工具钢的分类 化学成分及热处理特点 熟悉工具的服役条件及其对用钢的性能要 求 掌握低合金工具钢和碳素工具钢的热处理工艺分析和缺陷分析 熟悉高速工具钢的服役条件及 其对性能的要求 掌握碳及合金元素在高速钢中的作用 碳化物不均匀性对性能的影响 高速钢的 热处理特点 熟悉冷作模具用钢的化学成分特点和热处理特点 掌握常用冷 热作模具钢 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 1 学时习题学时习题 第六章第六章 不锈钢不锈钢 4 4 学时 学时 主要内容 主要内容 1 金属的腐蚀类型与提高耐腐蚀性的途经 2 不锈钢的分类 3 影响不锈钢组织和性能的因素 4 铁素体 马氏体不锈钢 5 奥氏体不锈钢 6 双相不锈钢 7 沉淀硬化不锈钢 超高强度钢 教学要求 教学要求 掌握金属的腐蚀与防护 理解合金元素在不锈钢中的作用 掌握不锈钢分类 常用不锈 钢及其热处理 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 第七章第七章 耐热钢和耐热合金耐热钢和耐热合金 4 4 学时 学时 主要内容 主要内容 4 1 基本概念 2 热强钢 3 抗氧化钢 4 高温合金的新发展 教学要求 教学要求 了解耐热金属材料的工作条件及性能特点 掌握耐热钢的合金化及其热处理 掌握常用 耐热钢 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 1 学时习题学时习题 第八章第八章 铸铁铸铁 4 4 学时 学时 主要内容 主要内容 1 铸铁的石墨化及影响因素 2 灰铸铁 3 球墨铸铁 4 蠕墨铸铁 5 可锻铸铁 教学要求 教学要求 了解铸铁的结晶及其影响因素 掌握各类铸铁的石墨 基体组织及其热处理与性能之间 的关系 熟悉各类铸铁的牌号及用途 其它教学环节其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 第九章第九章 有色金属材料有色金属材料 10 310 3 学时 学时 主要内容 主要内容 1 铝合金 2 铜合金 3 钛合金 4 镁合金 5 锌合金 教学要求 教学要求 了解铝及其合金的合金化原理 掌握铝合金的分类 了解铝合金的热处理 成份及性能 特点 掌握铜及其合金的分类 熟悉各类铜合金的特点和用途 了解钛 镁及其合金的合金化及分 类 热处理及常用钛 镁合金 其它教学环节 其它教学环节 如实验 习题课 讨论课 其它实践活动 1 学时习题学时习题 实验二 典型金属材料的显微组织观察 3 学时 实验的目的 观察典型金属材料的组织 分析这些材料的组织和性能的关系及其应用 实验的内容和要求 观察调质钢 高速钢 不锈钢 铝合金 铜合金 铸铁的金相组织 画出 各样品的显微组织示意图 并标明各种组织组成物的名称 使用的设备和仪器 金相显微镜 四 研究教学内容及时数 四 研究教学内容及时数 4 4 1 热处理对铸铁及有色金属材料组织和性能的影响 2 工具钢的分类 化学成分及热处理特点 5 五 教学重点 难点及教学方法五 教学重点 难点及教学方法 课程重点 钢铁材料 金属功能材料的合金原理 课程难点 合金元素对钢铁材料 金属功能材料的组织 性能的影响规律 处理方法 教师在授课过程中应突出重点 分散难点 使学生对于主要的内容有清晰 深刻的印象 牢固掌握所学的知识 采用多媒体等现代化教学手段辅助教学 丰富教学内容 力争图文并茂 通过启 发式 提问式等灵活多样的