内科大金属材料学教学大纲

课程教学大纲英文名称：MetalMaterialScienceA课程编号：161107005学时数：64其中讲授学时数：48

实验学时数：6上机学时数：0

实践学时数：10学分数：4适用专业：金属材料工程一、课程性质和教学目标课程性质：必修教学目标：学生通过学习钢及典型有色金属的合金化原理，初步具备结构材料成分设计的能力。通过案例教学、讨论、作业等教学活动，使学生掌握各种常用钢、铸铁及有色金属的成分、组织、热加工工艺特点、性能及主要用途。通过本课程的综合训练，使学生初步具备工程实际中典型结构件的选材、成分设计或优化、相应组织控制热加工工艺制定及金属材料质量控制的能力。教学目标1：掌握钢及典型有色金属的合金化原理，初步具备结构材料成分设计或优化的能力。教学目标2：能够分析各种常用钢及铸铁的成分、组织、热加工工艺、性能之间的关系。教学目标3：熟悉各类工程用钢、铸铁的分类、牌号，能够进行相关技术标准的查询及应用。课程目标4：能够分析常用有色金属（Al、Mg、Cu、Ti）的成分、组织、热加工工艺、性能之间的关系。课程目标5：熟悉常用有色金属（Al、Mg、Cu、Ti）的分类、牌号，能够进行相关技术标准的查询及应用。课程目标6：初步具备工程实际中典型结构件的选材、成分设计或优化、热加工工艺制定的能力；初步具备综合分析及解决金属材料质量控制问题的能力。二、课程目标与毕业要求的对应关系

课程目标毕业要求(或毕业要求指标点)教学目标1毕业要求3-1、毕业要求4-1教学目标2毕业要求3-1、毕业要求4-1教学目标3毕业要求6-2教学目标4毕业要求6-2教学目标5毕业要求3-1、毕业要求4-1教学目标6毕业要求3-1、毕业要求4-1三、课程教学内容的基本要求、重点和难点绪论了解金属材料的历史地位、金属材料的分类、金属结构材料的应用情况、金属材料发展的历史、热点以及本课程的学习内容和学习方法。第一篇

钢铁材料第1章钢铁材料的合金化原理（课程目标1）

1.1

碳钢简介

1.2

钢中合金元素与铁和碳的相互作用

1.2.1

钢中常用的合金元素及在钢中的存在形式

1.2.2

合金钢中的相

1.2.3

合金元素与铁的相互作用及对Fe-Fe3C相图的影响

1.2.4

合金元素对固溶体中碳活度、扩散系数及奥氏体层错能的影响

1.3

合金元素对钢组织转变的影响

1.3.1

合金元素对钢加热转变的影响

1.3.2

合金元素对钢过冷奥氏体分解转变的影响

1.3.3

合金元素对淬火钢回火转变过程的影响

1.4

合金元素对钢强度、塑性及韧性的影响

1.4.1合金元素对钢强度的影响

1.4.2合金元素对钢塑性及韧性的影响

1.5

合金元素对钢工艺性能的影响

1.5.1

合金元素对钢冷态成型的影响

1.5.2

合金元素对钢切削加工性的影响

1.5.3

合金元素对钢焊接性的影响

1.5.4

合金元素对钢热处理工艺性能的影响

1.6

微量合金元素在钢中的作用

1.7

合金钢的分类与编号重点与难点：掌握钢的分类、牌号及碳钢的应用。合金元素与钢中铁、碳的作用；合金元素对钢的相变、力学性能、工艺性能的影响。第2章工程构件用钢（课程目标2、3、6）

2.1

工程构件用钢的工作条件及性能要求

2.2

工程构件用钢的合金化

2.3

典型工程构件用钢

2.3.1

铁素体-珠光体钢

2.3.2

微珠光体低合金高强度钢

2.3.3

针状铁素体型钢

2.3.4

低碳贝氏体型钢

2.3.5

铁素体--马氏体双相钢

2.3.6

低合金高强度钢的发展重点与难点：工程结构件用钢的力学性能、化学成分、使用态组织、生产工艺特点及常用的构件用钢。第3章机器零件用钢（课程目标2、3、6）

3.0

引言

3.1

渗碳钢

3.2

调质钢

3.3

弹簧钢

3.4

轴承钢

3.5

马氏体型结构钢

3.6

耐磨钢、易削钢、大锻件用钢重点与难点：机器零件用钢的强韧化机制及各类机器零件用钢的化学成分特点、热处理要点、牌号及主要用途。第4章工模具钢（课程目标2、3、6）

4.1

工模具钢的分类和基本性能

4.2

刃具钢

4.3

冷变形模具钢

4.4

热变形模具钢

4.5

常用量具钢重点和难点：各类工具钢、冷、热变形模具钢的钢种（牌号）、合金元素作用及热处理特点。第5章不锈钢（课程目标2、3、6）

5.1

概论

5.2

合金元素对不锈钢组织和性能的影响

5.3

铁素体不锈钢

5.4

马氏体不锈钢

5.5

奥氏体不锈钢

5.6

双相不锈钢重点和难点：各类不锈钢的牌号、主要用途及热处理工艺特点。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀、铁素体不锈钢脆性的原因及预防措施。第6章耐热钢及耐热合金（课程目标2、3）

6.1

概论

6.2

抗氧化钢

6.3

热强钢

6.4

镍基高温合金（自学）重点和难点：提高钢的热强性及抗氧化性的基本原理，各类耐热钢及耐热合金的牌号、主要用途及热处理工艺要点。第7章铸铁（课程目标2、3、6）

7.1

铸铁的特点和分类

7.2

铸铁的石墨化

7.3

灰铸铁

7.4

可锻铸铁

7.5

球墨铸铁重点和难点：各类铸铁的牌号、主要用途、石墨的形态及热处理工艺特点。第二篇

有色金属材料第8章铝及铝合金（课程目标4、5、6）

8.1

工业纯铝

8.2

铝合金的组织特点及分类

8.3

铝的合金化

8.4

铝合金的时效

8.5

变形铝合金

8.6

铸造铝合金重点和难点：铝及铝合金的分类、牌号、成分、热处理工艺要点。第9章镁及镁合金（课程目标4、5、6）

9.1

镁合金中的合金元素

9.2

镁合金

9.2.1

变形镁合金

9.2.2

铸造镁合金重点和难点：镁及镁合金的分类、牌号、成分、热处理工艺要点。第10章铜及铜合金（课程目标4、5、6）

10.1

铜中的合金元素

10.2

工业纯铜

10.3

黄铜

10.4

青铜

10.5

白铜重点和难点：铜及铜合金合金的分类、牌号、成分、生产工艺要点。第11章钛及钛合金（课程目标4、5、6）

11.1

钛的特性及钛冶金基础

11.2

钛合金物理冶金基础

11.3

钛合金的分类及热处理

11.4

钛合金的发展及应用

11.5

钛合金的生产工艺重点和难点：钛及钛合金的分类、牌号、成分、生产工艺要点。

实验教学（课程目标：2、4、6）四、教学方式及学时分配

序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例01绪论讲授1

02第1章

钢铁的合金化原理讲授、作业93:103合金元素对钢的相组成、相变、组织及力学性能的影响专题讨论2

04第2章工程构件用钢讲授、案例分析、作业43:105微合金钢（汽车板钢、管线钢、高层建筑用钢、高压容器用钢等）的生产工艺、质量控制及生产新技术专题讨论2

06第3章机器零件用钢讲授、案例分析、作业83:107第4章工模具钢讲授、案例分析、作业63:108机器零件用钢、工模具用钢的选择（国标）、热加工工艺、质量控制及发展新动态专题讨论2

09第5章不锈钢讲授、案例分析、作业53:110第6章耐热钢及耐热合金讲授、案例分析、作业33:111不锈钢、耐热钢的成分设计（国标）、热加工工艺、质量控制及发展新动态专题讨论2

12第7章铸铁讲授、案例分析、作业43:113第8章铝及铝合金讲授、案例分析、作业23:114第9章镁及镁合金讲授、案例分析、作业23:115第10章铜及铜合金讲授、案例分析、作业23:116第11章钛及钛合金讲授、案例分析、作业23:117常用有色金属在结构件中的应用及生产新技术专题讨论2

实验教学内容

序号实验名称实验内容学时实验一合金钢的组织观察及分析典型结构钢、工具钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢的组织观察及对应热加工工艺的分析2实验二铸铁及有色金属的组织观察及分析典型牌号的铸铁及有色金属材料的组织观察及对应热加工工艺的分析2实验三综合训练实验成分、热处理工艺对结构钢、工具钢组织、性能的影响2

五、其它教学环节的要求教学中采用混合式教学，合理安排课前、课中、课后的教学内容，科学设计线上、线下的教学环节。讲授主要是采用板书+多媒体。特色：1.突出案例教学对学生在选材、成分设计或优化、热加工工艺制定的能力、综合分析及解决金属材料质量控制问题能力的培养。2.

针对教学目标（）毕业要求）的达成及教学的知识体系，进行作业、案例分析、专题讨论等教学环节的设计。3.强调学生能力的培养。查阅资料、分析文献、制作PPT、学术交流及沟通能力，实验动手及分析总结能力。六、本课程与其它课程的联系本课程的前修课程为《物理化学》、《材料科学基础》、《金属固态相变》、《材料性能学》、《材料工程基础》、《热处理工艺》等课程。后续课程是金属材料专业的相关专业选修课。七、考核方式本课程考核方式由结课考试和过程考核组成。总成绩=结课考试成绩+过程考核成绩+实验成绩，其中过程考核包括对出勤、作业、课堂讨论等的考核。在成绩评定中结课考试成绩所占的比例为70％左右；实验成绩占10%；作业、专题讨论占20%。要求根据教学目标，设计试题、作业、专题讨论的内容及类型。八、教学参考书目教材：1.