《材料失效分析》课程教学大纲

1、材料失效分析Failure Analysis of Materials一、课程基本情况课程属性：专业方向课课程学分：2学分课程总学时：32学时，其中讲课：32学时，实验（含上机）：0学时，课外0学时课程性质：选修开课学期：第4学期先修课程：材料概论、材料科学基础等适用专业：材料物理专业教 材：庄东汉编著，材料失效分析，华东理工大学出版社，2009年。开课单位：物理与光电工程学院材料物理系二、课程的教学目标和任务材料失效分析是材料物理专业一门专业方向课，也是材料科学工程应用的重要基础。它有二个基本特点：一是综合性，涉及许多科学领域和技术门类，呈现多学科的交叉性和边缘性；二是经济性，与国民经济发展

2、紧密相联，应用广泛，社会经济效益显著，因而一直受到人们的广泛关注和研究。材料失效分析为材料科学的工程应用提供了必要的基础。 从学科性质来看，材料失效分析是运用材料科学的基础知识和其他技术科学相结合的综合方法开展事故分析和事后分析，是着眼于未来成功和发展的、应用性强的综合性学科。本课程的教学目的是以学生为主体，融知识传授、能力培养和素质教育于一体，培养学生如何运用已有的基础知识去分析解决工程实际问题，提高学生的创新思维和创新能力，在分析解决问题的过程中提升专业素养和综合素质，从而为国家高技术领域和相关的技术科学领域输送综合型专有人才。三、教学内容和要求第1章 材料失效分析总论 （4学时）1.1

3、材料失效导言 （2学时）（1）了解材料失效分析在发展国民经济中的意义；（2）理解材料失效分析的发展历程；（3）掌握材料失效的来源。 重点：材料失效的来源。难点：材料失效的案例分析。 1.2失效分析原理 （2学时）（1）了解材料破坏形式及材料加工方式；（2）理解材料失效破坏的过程；（3）掌握材料破坏形式及失效分析原理。 重点：材料破坏形式与特征。难点：材料破坏的形式及失效原理。第2章 材料失效分析方法（10学时）2.1断口形貌观察 （2学时）（1）了解宏观和微观的断口形貌特征；（2）理解电子束观察断口形貌技术；（3）掌握不同的断口形貌。 重点：不同断口形貌的特征。难点：不同的断口形貌的分析。 2

4、.2破坏成分分析 （2学时）（1）了解材料破坏成分分析的方法。（2）理解表面分析、次表面分析及本体成分分析方法。（3）掌握不同的破坏成分。重点：表面分析、次表面分析及本体成分分析方法。难点：表面分析、次表面分析及本体成分分析。 2.3非破坏性检测中的渗透检测（2学时）（1）了解材料非破坏性分析方法种类及检测机理。（2）理解材料非破坏性检测机理及其中渗透检测的分析方法。（3）掌握常规的非破坏性检测方法；重点：非破坏性分析检测的种类及渗透检测机理。难点：渗透检测的分析过程及机制。 2.4涡流检测和磁粉探伤检测方法（2学时）（1）了解涡流检测和磁粉探伤检测方法。（2）理解涡流检测和磁粉探伤检测在应用

5、中的差异。（3）掌握涡流检测和磁粉探伤检测的分析过程及机制；重点：涡流检测和磁粉探伤检测机理。难点：涡流检测和磁粉探伤的超声分析方法及区别。2.4 射线透视和超声波检测方法（2学时）（1）了解射线透视和超声波检测方法。（2）理解射线透视和超声波检测在应用中的差异。（3）掌握射线透视和超声波检测的分析过程及机制；重点：射线透视和超声波检测机理。难点：射线透视和超声波的超声分析方法及区别。第3章 残余应力 （4学时）3.1 残余应力破损与量测 （2学时）（1）了解产生残余应力的原因；（2）理解钻孔法量测残余应力的测量机理与方法；（3）掌握残余应力破损与测量的方法。重点：残余应力产生原因及其破损形式

6、。难点：钻孔法残余应力的测量机理与方法。3.2 X光衍射及超声波量测残余应力 （2学时）（1）了解X光衍射及超声波的作用；（2）理解光衍射量测残余应力及超声波量测残余应力分析方法；（3）掌握光衍射与超声波量测残余应力的方法。重点：光衍射与超声波量测残余应力破损的方法。难点：光衍射与超声波量测残余应力的本质。第4章 疲劳破坏 （4学时）4.1疲劳破坏的分类及机制 （2学时）（1）了解疲劳破坏的分类及影响材料疲劳限或疲劳强度的因素；（2）理解疲劳破坏的宏观与微观特征；（3）掌握改善材料疲劳破坏的机制。重点：疲劳破坏的形貌特征及材料疲劳破坏的机制。难点：材料疲劳破坏特征的分析及破坏机制的探讨。4.2

7、疲劳断裂力学 （2学时）（1）了解疲劳断裂的力学过程及影响材料疲劳限或疲劳强度的因素；（2）理解疲劳断裂的力学行为；（3）掌握改善材料疲劳限或疲劳强度的方式。重点：改善材料疲劳限或疲劳强度的方式。难点：疲劳断裂的力学行为。第5章 腐蚀及磨损破坏 （6学时）5.1腐蚀的破坏形式及防蚀技术 （2学时）（1）了解材料腐蚀的破坏形式及破坏实验方式（2）理解腐蚀破坏形式；（4）掌握材料腐蚀中的热力学及动力学的形式及电化学原理金属防蚀技术。重点：材料腐蚀破坏形式及腐蚀的热力学及动力学。难点：材料腐蚀的热力学及动力学的形式。5.2磨损的破坏机制及形貌特征 （2学时）（1）了解材料磨损的破坏形式及形貌特征.（

8、2）理解磨损破坏形式。（3）掌握材料磨损中磨削的形式方式及其对摩擦学行为的影响。重点：材料磨损破坏形式及其形貌特征分析。难点：材料磨损过程中各因素的影响行为及其破坏机制。5.3 磨损的检测方法及其表面改质技术 （2学时）（1）了解金属材料耐磨损性的防护方法；（2）理解磨损检测的方法及耐磨损表面改质技术；（3）掌握磨损破坏机制及形貌特征。重点：材料磨损检测的方法及耐磨损表面改质技术。难点：材料磨损破坏机制及形貌特征分析。第6章 高温破坏 （4学时）6.1高温氧化与热盐腐蚀 （2学时）（1）了解高温氧化与热盐腐蚀的预防措施；（2）熟悉材料高温氧化与热盐腐蚀破坏特征；（3）掌握高温氧化的机制及高温热盐腐蚀机制。重点：材料高温氧化与热盐腐蚀特征及其温氧化的机制。难点：高温氧化与热盐腐蚀机制。6.2高温断裂破坏及其预防措施 （2学时）（1）了解高温断裂与破坏的特征及预防措施；（2）熟悉材料高温断裂及其破坏特征；（3）掌握高温断裂的破坏过程及其失效机制。重点：材料高温断裂及其破坏特征及机制。 难点：高温断裂破坏机制及其预防措施。四、课程考核（1）作业等：作业：6次，课程论文：2篇。（