材料工程基础大纲2013版(1稿)(20150402改)

1、（理论）课程教学大纲课程名称：材料工程基础，Fundamentals of Materials Engineering课程编码： 学 分： 4学分总 学 时： 64学时，其中课堂教学64学时适用专业：材料科学与工程专业先修课程：高等数学、大学物理、无机化学、工程力学、物理化学、材料科学基础等。一. 课程的性质、目的与任务本课程为材料科学与工程专业必修学科基础课。在学此课程之前，要求学生已经掌握高等数学、物理、化学、力学和材料科学的基本理论。通过课堂理论讲授和多媒体图片、动画、声音、录像等直观教学方法，介绍基本理论知识在材料制备、加工各工程学科中的运用，引导学生掌握利用科学理论知识来分析材料工程

2、问题的思路和方法。学生学完本课程后掌握材料制备与合成、材料凝固与结晶、材料成形与加工、材料组织和性能改善、材料连接技术、材料表面技术方面的工程原理，可根据产品质量要求合理选择材料制备与加工方案。二. 教学基本要求了解材料分类、共性和特性及各类材料工程技术发展现状和趋势；理解各类材料工程技术的原理及各种材料工程技术间的关系；掌握各类材料工程技术的特点和应用范围。可根据产品质量要求合理选择材料制备与加工方案。三. 教学内容（一）绪论1学时1. 材料分类、共性和特性2. 材料工程现状及发展趋势（二）常用金属冶金过程13学时1. 炼铁过程 2学时1）高炉炼铁的工艺流程2）炼铁的原料、燃料、辅料3）高炉

3、内的基本反应4）高炉冶炼产品5）高炉设备构成2. 炼钢基本过程2学时1）转炉炼钢2）电炉炼钢3）平炉炼钢3. 钢铁冶炼原理及精炼3学时1）直接还原法炼铁简介2）特殊炼钢法3）金属的真空处理4. 重金属冶金之铜冶金3学时1）造硫2）转炉吹炼3）火法精炼4）电解精炼5. 铝合金制备4学时（1）铝合金冶炼1）铝的性质及用途2）铝冶金特点3）氧化铝生产4）金属铝生产5）铝合金熔炼6）铝合金的凝固（2）铝合金熔体制备1）金属氧化及氧化精练；2）挥发及挥发损失；3）夹杂和除渣精练；4）吸气及脱气精练5）成分控制，备料、配料；6）成分调整，补料、冲料等（三）金属材料成形、加工及热处理24学时1.金属液态成形

4、10学时（1）金属铸造组织特征1）单相合金的凝固，溶质再分布；2）成分过冷，成分偏析3）铸锭晶粒组织及其细化；4）凝固缺陷（2）常规铸造（3）连铸 1）连铸设备 2）连铸工艺 3）连铸坯的凝固传热2.金属塑性加工10学时讲述金属塑性加工基本方法（4学时）结合实例讲常用金属材料的加工（钢铁的常规生产及短流程生产方法、铜的连铸连轧、铝的连续铸轧）（6学时）3、金属热处理4学时（四）金属焊接12学时第一节 绪论 材料连接的基本方法焊接的概念,焊接发展历史第二节 熔化焊焊接原理1） 焊接电弧机理2） 电弧焊热过程3） 电弧焊冶金过程4） 焊缝金属的结晶5） 热影响区的组织性能6） 焊接热影响区中的裂纹

5、第三节 熔化焊工艺1） 焊条电弧焊2） 埋弧焊3） 气体保护焊4） 等离子焊接5） 真空电子束焊6） 激光焊接第四节 压力焊接原理及工艺1） 概述2） 电阻焊接原理及工艺3） 摩擦焊接4） 搅拌摩擦焊5） 超声波焊接6） 爆炸焊接第五节 钎焊焊接原理及工艺1） 概述2） 钎焊过程的结合机理3） 钎焊的特点4） 钎焊的分类5） 钎料及其选用6） 钎焊工艺第六节 材料的焊接性1） 概述2） 工艺参数3） 焊接接头常出现的焊接缺陷（五）粉末冶金10学时1.粉体制备与加工2学时1）粉体基本概念与特性2）粉体制备的热力学基础3）化学制粉机理以及扩散原理4）铁粉、钨粉制备实例5）雾化制粉机理2. 粉末成形

6、4学时（1）粉末成形与烧结概述（2）粉末压制成形 1） 金属粉末的压坯强度2） 金属粉末压制时的位移与变形3） 压制压力与压坯密度关系4） 压制理论5） 压制过程中压坯受力计算6） 压制过程中粉末的运动规律（3）粉末压制工艺1） 模压2） 等静压成型3） 金属粉末轧制4） 粉末挤压5） 爆炸成型6） 粉末注射成型7） 喷射成型1） 反应烧结3.粉体烧结（1）粉末烧结原理4学时1） 烧结的基本过程2） 烧结驱动力3） 烧结机制4） 再结晶和晶粒长大5） 影响烧结的因素（2）粉末体烧结方法1） 液相烧结2） 熔浸3） 活化烧结4） 热压烧结5） 热等静压6） 放电等离子烧结7） 微波烧结（六）材料

7、工程新技术4学时由于材料工程新技术发展迅速，该篇内容更新较快，本篇内容完全开放；每届教学过程中，要根据当时材料工程最新技术作相应的增删，融汇于前面相关的课程内容当中，作必要介绍或者安排学生查阅相关文献与资料。1） 材料工程新技术2） 快速凝固；3） 机械合金化；4） SHS技术5） 其他新技术介绍四. 教学参考书： 1 邵潭华 主编. 材料工程基础.西安交通大学出版社，2000 2 S. Kalpakjian, S. Schmid. Manufacturing Engineering and Technology. New Jersey: Prentice Hall,1998 3 S. Kalpakjian, S. Schmid. Manufacturing Processes for Engineering Materials（4th edition）. New Jersey: Prentice Hall,1998五. 说明：1教学