《金屬材料學(xué)》課程教學(xué)大綱和課程簡介

PAGE6《金屬材料學(xué)》課程簡介課程編號：02014036課程名稱：金屬材料學(xué)/ScienceofMetalMaterials學(xué)分:3學(xué)時：48（實(shí)驗：4上機(jī)：課外實(shí)踐：）適用專業(yè)：資源循環(huán)科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：5開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料系課程負(fù)責(zé)人：先修課程：物理化學(xué)、工程力學(xué)、金工實(shí)習(xí)考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)：閉卷考試卷面成績占70%；平時成績（包括平時作業(yè)、出勤、課堂測試、實(shí)驗等）占30%。教材與主要參考書目：教材：葉宏主編.金屬材料與熱處理（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015主要參考書目：（1）戴啟勛主編.金屬材料學(xué)（第二版）.普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.（2）吳承建主編.金屬材料學(xué)(第二版).普通高等教育“九一五”國家級重點(diǎn)教材.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.（3）齊錦剛等編著.金屬材料學(xué).北京：冶金工業(yè)出版社，2012.內(nèi)容概述：本課程較系統(tǒng)地闡述了金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、合金化與強(qiáng)韌化以及二元合金相圖基礎(chǔ)理論知識，詳細(xì)介紹了結(jié)構(gòu)鋼、工模具鋼、特殊性能鋼、鑄鐵等鋼鐵材料，簡要介紹了鋁合金、銅合金、鈦合金、鎂合金等有色金屬材料，概述了金屬基復(fù)合材料及金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料等新型金屬材料，揭示了金屬材料的成分與組織結(jié)構(gòu)、處理工藝與性能等四要素間的相互關(guān)系。本課程為材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課，可使學(xué)生掌握金屬材料的四要素間的相互關(guān)系，可根據(jù)零件的服役條件和性能要求正確選材并制定合理的工藝，初步具備設(shè)計和開發(fā)新材料的能力。Thecrystalstructures,lawalloying,strengtheningandtougheningandphasediagramsofmetalmaterialswereintroducedsystematicallyinthiscoursewherethefollowingthreetopicswerefocusedon:(1)thesteel&ironmaterialsincludingstructuralsteel,toolanddiesteel,specialpropertiessteel,andcastironwereintroducedindetail,(2)theNon-ferrousmetalsincludingaluminumalloy,copperalloy,titaniumalloy,andmagnesiumalloywerebrieflydescribedand(3)thenewmetalmaterialsincludingmetalmatrixcompositesandintermetalliccompoundsforstructuralmaterialsweresketchedout.Therelationshipamongfourfactorsincludingcomposition,microstructure,treatmentprocessandpropertiesinmetalmaterialswererevealed.Thiscourseisamajorrequiredandcoresubjectsfortheundergraduateofmaterialsscienceandengineering.Whenthestudentsfinishthiscourse,thestudentsshouldhavethefollowingability:(1)masteringtherelationshipamongfourfactorsinmetalmaterials,(2)selectingthematerialscorrectlyanddrawingupareasonableprocessaccordingtotheserviceconditionsandpropertiesrequirementsoftheparts,and(3)designinganddevelopingnewmaterials.《金屬材料學(xué)》教學(xué)大綱課程編號：02014036課程名稱：金屬材料學(xué)/ScienceofMetalMaterials學(xué)分:3學(xué)時：48（實(shí)驗：4上機(jī)：課外實(shí)踐：）適用專業(yè)：資源循環(huán)科學(xué)與工程建議修讀學(xué)期：5開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院金屬材料系課程負(fù)責(zé)人：先修課程：物理化學(xué)、工程力學(xué)、金工實(shí)習(xí)一、課程性質(zhì)、目的與任務(wù)《金屬材料學(xué)》是資源循環(huán)科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程較系統(tǒng)地闡述了金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)、合金化與強(qiáng)韌化以及二元合金相圖基礎(chǔ)理論知識，并詳細(xì)介紹了鋼鐵材料（包括結(jié)構(gòu)鋼、工模具鋼、特殊性能鋼等材料）、非鐵金屬材料（包括鋁合金、銅合金、鈦合金、鎂合金等）等常用金屬材料，簡要介紹了新型金屬材料（如金屬基復(fù)合材料及金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料等），揭示了金屬材料的成分-結(jié)構(gòu)-組織-性能之間以及成分-處理工藝-組織-性能-應(yīng)用間的相互關(guān)系及變化規(guī)律。教學(xué)目標(biāo)：通過本課程的理論和實(shí)驗學(xué)習(xí)，可使學(xué)生掌握金屬材料的組織結(jié)構(gòu)、加工工藝、成分與性能等方面的理論知識，掌握金屬材料合金化與強(qiáng)韌化的一般規(guī)律，理清金屬材料，特別是鋼鐵材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能四要素之間的相互關(guān)系與變化規(guī)律。使學(xué)生全方位的了解金屬材料這種重要資源的性能性質(zhì)，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生可根據(jù)金屬材料零件的特點(diǎn)進(jìn)行分類回收與處理、初步具備金屬材料資源回收利用的能力。具體要求如下：（1）要求學(xué)生掌握金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)與組織、加工工藝、性能性質(zhì)、使用與分類等基本理論知識（2）要求學(xué)生具備一定的動手實(shí)驗?zāi)芰Γ?）要求學(xué)生能夠根據(jù)零件服役條件選擇不同金屬材料并制定相應(yīng)的加工工藝，具備一定的分析工程問題解決問題的能力二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)（☆）難點(diǎn)（△）學(xué)時安排實(shí)驗學(xué)時上機(jī)學(xué)時備注緒論C1第一篇金屬學(xué)（14）第1章金屬的結(jié)構(gòu)與性能41.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)A☆21.1合金的晶體結(jié)構(gòu)A☆11.2金屬材料性能B1第2章金屬的結(jié)晶A32.1純金屬的結(jié)晶B12.2合金的結(jié)晶A☆△12.3二元相圖A☆1第3章鐵碳相圖33.1鐵碳合金的組元及基本相，F(xiàn)e-Fe3C相圖分析A☆13.2鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及組織A☆△13.3鐵碳合金的成分-組織-性能間的關(guān)系B1第4章鋼的熱處理原理與工藝44.1鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變B14.2鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變B△14.3鋼在回火時的轉(zhuǎn)變B14.4鋼的普通熱處理B1第二篇鋼鐵材料（21）第1章鋼的合金化原理41.1合金元素與鐵的作用B11.2合金鋼中的相組成，合金鋼的相變B☆11.3合金元素對鋼強(qiáng)韌化的影響A☆△11.4合金元素對鋼工藝性的影響C1第2章工程結(jié)構(gòu)鋼22.1基本要求；低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的合金化A☆12.2常用工程結(jié)構(gòu)鋼及其發(fā)展趨勢C1第3章機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼43.1調(diào)質(zhì)鋼與非調(diào)質(zhì)鋼A☆13.2合金滲碳鋼，氮化鋼，滾動軸承鋼A13.4彈簧鋼、低碳馬氏體鋼、耐磨鋼B13.5零件材料選擇基本原則和思路B☆1第4章工模具鋼24.1碳素工具鋼和低合金工具鋼B14.2高速鋼，冷作模具鋼與熱作模具鋼A☆△1第5章不銹鋼35.1不銹鋼概述B15.2常用不銹鋼種類A☆15.3不銹鋼種的腐蝕特性與鋼種選擇A☆△1第6章耐熱鋼26.1耐熱鋼概述B16.2熱強(qiáng)鋼，抗氧化鋼A☆△1第7章超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼27.1超高強(qiáng)度鋼概述；低合金超高強(qiáng)度鋼A☆17.2高合金超高強(qiáng)度鋼；馬氏體時效鋼等A☆△1第8章鑄鐵28.1鑄鐵概述A☆18.2灰口鑄鐵，球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵；A☆△1第二篇非鐵金屬材料（8）第9章鋁合金29.1鋁合金概述；鋁合金化原理A☆19.2常用鋁合金（變形鋁合金，鑄造鋁合金）A☆1第10章銅合金210.1銅合金概述；銅合金原理A☆110.2常用銅合金（黃銅、青銅、白銅）A☆1第11章鈦合金211.1鈦合金概述；鈦合金化B111.2常用鈦合金（黃銅、青銅、白銅）B☆1第12章鎂合金212.1鎂合金概述；鎂合金化原理B112.2常用鎂合金（變形鎂合金，鑄造鎂合金）B☆1實(shí)踐環(huán)節(jié)4實(shí)驗1金相試樣的制備B☆2實(shí)驗2鐵碳合金的平衡組織觀察與分析B☆2三、建議實(shí)驗（上機(jī)）項目及學(xué)時分配實(shí)驗一金相試樣的制備（2學(xué)時）實(shí)驗二鐵碳合金的平衡組織觀察與分析（2學(xué)時）四、教學(xué)方法與教學(xué)手段課程教學(xué)以課堂講授為主，結(jié)合實(shí)驗、作業(yè)及專題報告等共同實(shí)施。鑒于課改需要，本課程將采用自編講義隨堂發(fā)放，并參考多本國內(nèi)外著名教材。本課程安排二次實(shí)驗：（1）機(jī)械工程陳列室參觀和機(jī)構(gòu)簡圖測繪，（2）整機(jī)運(yùn)動簡圖測繪。一次報告，以小組方式開展，題目可自擬。講課教師為每個小組提供咨詢，檢查工作進(jìn)度，幫助學(xué)生改善方案，從而使學(xué)生更好地解決報告中實(shí)際的問題。五、考核方式與成績評定標(biāo)準(zhǔn)閉卷考試卷面成績占70%；平時成績（包括平時作業(yè)、出勤、課堂測試、實(shí)驗等）占30%。課程考核成績采用平時成績+期終考試成績相結(jié)合的方式，平時成績占課程考核成績的30%，平時成績考核采用作業(yè)、課堂出勤及測試、實(shí)驗和報告相結(jié)合的方式；期終成績考核采用考試方式，考試采用閉卷考試的方式；期終考試成績占課程考核成績的70%。六、教材與主要參考書目1．教材：葉宏主編.金屬材料與熱處理（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20152．主要參考書目：（1