燕山大学材料学院教学大纲

1、材料科学与工程学院本科课程教学大纲目 录金属腐蚀与防护课程教学大纲1金属物理性能课程教学大纲6金属冶炼与成形加工课程教学大纲11计算机在材料科学中的应用a课程教学大纲16金属无损检测课程教学大纲20大型铸锻件材料及热加工工艺课程教学大纲23金属材料科学基础课程教学大纲27金属材料科学基础ii课程教学大纲31金属材料科学基础iii课程教学大纲34热处理工艺学课程教学大纲38热处理原理课程教学大纲43金属材料学i课程教学大纲48金属材料学课程教学大纲53热处理新技术课程教学大纲58专业外语课程教学大纲62弧焊方法及工艺课程教学大纲67特种焊接技术课程教学大纲73传输原理a课程教学大纲78近代物理概

2、论课程教学大纲84晶体学基础课程教学大纲87无机材料科学基础课程教学大纲93无机材料科学基础ii课程教学大纲97材料近代分析测试方法i课程课程教学大纲100材料近代分析测试方法课程教学大纲104计算机在材料科学中的应用a课程教学大纲109无机材料物理性能课程教学大纲114无机材料岩相学课程教学大纲119专业外语课程教学大纲123超硬材料学课程教学大纲128超硬磨具工艺学课程教学大纲132普通磨料磨具工艺学课程教学大纲136超硬设备课程教学大纲140陶瓷工艺学课程教学大纲144玻璃工艺学课程教学大纲150结构和物性课程教学大纲155原子物理与量子力学课程教学大纲161材料物理科学基础i课程课程教

3、学大纲165材料物理科学基础ii课程教学大纲170计算材料物理课程教学大纲175固体物理课程教学大纲181热力学及统计物理b课程教学大纲186材料力学性能课程教学大纲191纳米科学技术课程教学大纲196功能材料及物理性能课程教学大纲200薄膜技术与表面物理课程教学大纲205专业外语课程教学大纲210材料无损检测课程教学大纲214电子材料学课程教学大纲220高分子材料科学基础课程教学大纲224高分子化学课程教学大纲229计算机在材料科学中的应用b课程教学大纲235高分子材料研究方法课程教学大纲239高分子物理课程教学大纲245专业外语课程教学大纲250高分子材料加工设备课程教学大纲253高分子设

4、计与助剂课程教学大纲256焊接冶金学课程教学大纲262金属学与热处理教学大纲266金属学与热处理课程教学大纲269金属学与热处理教学大纲272压力焊与钎焊课程教学大纲275金属焊接性课程教学大纲279金属力学性能课程教学大纲283焊接结构课程教学大纲288热处理设备课程教学大纲292工程材料a课程教学大纲294工程材料b课程教学大纲302金属材料及热处理课程教学大纲309水泥工艺学课程教学大纲316粉体工程课程教学大纲321硅酸盐热工设备课程教学大纲329实验设计与数据处理a课程教学大纲334高分子材料成型原理课程教学大纲338157金属腐蚀与防护课程教学大纲英文名称：corrosion an

5、d protection of metals 课程编码：02110160学 时：24学时 学 分：1.5课程性质：学科基础课 课程类别：理论课先修课程：材料科学基础；电化学；材料工程基础 开课学期：第五学期适用专业：金属材料工程一、课程的性质与任务金属腐蚀与防护为材料科学与工程的专业课、是一门以物理化学为基础, 涉及材料科学、电化学、化学、金属学、表面科学、无机非金属材料、高分子材料、生物科学、工程力学、固体物理等学科的交叉性、综合性学科。本课程讲述了金属材料腐蚀的基本规律和作用机理腐蚀控制的基本原理和具体应用技术。主要内容包括金属的化学腐蚀、金属电化学腐蚀热力学金属电化学腐蚀动力学析氢腐蚀、

6、耗氧腐蚀、金属钝化、全面腐蚀与局部腐蚀以及在各种不同过程下的腐蚀与保护的处理技术。通过本门课程的学习，使学生能深入的理解和掌握腐蚀发生的条件过程和机理，应该采取何种手段和措施来预防和控制金属的腐蚀，为将来从事有关金属腐蚀与防护方面的工作或研究奠定一个较为扎实的基础。本课程是为金属系金属材料工程专业本科生开设的一门专业课, 也可作为材料物理专业、无机非金属材料专业以及高分子材料专业本科生的选修课。二、教学目标与要求讲授中要采取启发分析和研讨式的授课方式形成师生的同步互动；开拓学生的思维和创造能力；要紧密结合生产实际和科学技术前沿领域的最新发展成果；注重培养学生分析和解决实际问题的能力。通过本门课

7、程的学习，使学生了解和掌握腐蚀发生的条件过程和机理 ；采取有效手段和措施来预防和控制金属的腐蚀。为毕业后从事专业技术工作和科学研究打下必要基础。三、课程的基本内容与教学要求第一章 绪论教学目的与要求：了解并掌握材料腐蚀的基本概念、研究材料腐蚀的意义、腐蚀与防护历史、腐蚀的分类和腐蚀评定以及材料的腐蚀控制。本章主要内容：1.1 材料腐蚀的基本概念 1.2 研究材料腐蚀的意义1.3 腐蚀与防护历史1.4 腐蚀的分类和腐蚀评定1.5 材料的腐蚀控制1.6 教学内容、目的及要求本章重点：1. 腐蚀的分类2. 腐蚀评定第二章 金属与合金的高温氧化教学目的与要求：理解和掌握金属高温氧化的热力学判据、氧化膜

8、的p-b比、氧化膜离子晶体缺陷、影响金属氧化的因素、高温氧化机理及动力学、合金氧化形式及提高合金抗氧化的途径。本章主要内容：2.1 金属高温氧化的热力学基础2.2 金属的氧化膜2.3 氧化膜离子晶体缺陷2.4 高温氧化动力学2.5 影响金属氧化的因素2.6 合金氧化及抗氧化机理本章重点：1. 金属高温氧化的热力学判据2. 氧化膜的p-b比3. 氧化膜离子晶体缺陷4. 影响金属氧化的因素5. 高温氧化机理及动力学6. 合金氧化形式7. 提高合金抗氧化的途径 本章难点：1. 高温氧化机理2. 合金氧化形式第三章 金属的电化学腐蚀教学目的与要求：理解和掌握电极电位的概念、腐蚀原电池的类型、析氢腐蚀与

9、耗氧腐蚀、极化曲线、腐蚀极化图和钝化机理及其特性曲线。本章主要内容：3.1 电极与电极电位3.2 腐蚀原电池3.3 极化3.4 去极化3.5 腐蚀极化图3.6 金属的钝化本章重点：1. 电极电位的概念2. 腐蚀原电池的类型3. 析氢腐蚀与耗氧腐蚀4. 极化曲线与腐蚀极化图5. 钝化机理及其特性曲线 本章难点：1. 极化与去极化2. 钝化机理 第四章 全面腐蚀与局部腐蚀教学目的与要求：理解和掌握点蚀发生的条件、机理及防护措施、点蚀与缝隙腐蚀异同点、电偶腐蚀机理及防护措施、不锈钢晶间腐蚀的机理及防护措施、黄铜脱锌机理及防护措施、应力腐蚀产生的条件、断裂特征、机理及防护措施及腐蚀疲劳、磨损腐蚀、湍流

10、腐蚀、空泡腐蚀及石墨化腐蚀的概念。本章主要内容：4.1 全面腐蚀4.2 点蚀4.3 缝隙腐蚀4.4 电偶腐蚀4.5 晶间腐蚀4.6 选择性腐蚀4.7 应力腐蚀4.8 其它类型的腐蚀 本章重点：1点蚀发生的条件、机理及防护措施2点蚀与缝隙腐蚀异同点3. 电偶腐蚀机理及防护措施4. 不锈钢晶间腐蚀的机理及防护措施5. 黄铜脱锌机理及防护措施6. 应力腐蚀产生的条件、断裂特征、机理及防护措施7. 腐蚀疲劳、磨损腐蚀、湍流腐蚀、空泡腐蚀及石墨化腐蚀的概念本章难点：1. 电偶腐蚀机理2. 应力腐蚀机理第五章 材料的防护教学目的与要求：了解和掌握金属的缓蚀剂保护机理及其应用、金属的电化学保护机理及其应用以

11、及表面涂层保护机理及应用。本章主要内容：5.1 金属的缓蚀剂保护5.2 金属的电化学保护5.3 表面保护涂层本章重点：1. 金属的缓蚀剂保护机理及应用2. 金属的电化学保护机理及应用3. 表面涂层保护机理及应用本章难点：1. 金属的电化学保护机理2. 涂层形成机理第六章 防腐蚀设计教学目的与要求：了解和掌握选材的基本原则、防腐蚀措施的选择、防腐蚀结构设计和工艺设计的要求。本章主要内容： 6.1 选材6.2 防腐蚀结构设计6.3 防腐蚀措施的选择6.4 防腐蚀强度设计6.5 防腐蚀工艺设计本章重点：1选材的基本原则及考虑2. 防腐蚀措施的选择3. 防腐蚀强度设计和工艺设计的要求本章难点：防腐蚀措

12、施的选择四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 第一章 绪论22 第二章 金属与合金的高温氧化63 第三章 金属的电化学腐蚀 64 第四章 全面腐蚀与局部腐蚀45 第五章 材料的防护36 第六章 防腐蚀设计17实验一 应力腐蚀开裂-恒载荷法2五、课程习题课（讨论课）的要求本课程习题课的基本要求是：巩固课堂讲授的理论知识和基本概念，结合工程实际，培养分析和解决问题的能力，初步达到解决实际金属腐蚀与防护问题的能力。习题课的课时2-3学时，不单独进行而是融入讲课中。六、实验内容与要求实验一 应力腐蚀开裂-恒载荷法实验目的：巩固和加深理解所学的理论知识，训练实验技能，树立工程实际观点和严谨

13、的科学作风，使学生能独立进行实验。实验要求：能进行实验操作、测取数据和观察实验现象；能整理分析实验数据并写出整洁的、条理清楚的、内容完整的实验报告。七、教学方法及手段（含现代化教学手段）运用多媒体课件。八、课程考核方式本课程是考试课，考试的形式：闭卷期末考试：百分制九、课程教材及主要参考书课程教材：材料腐蚀与防护孙秋霞 冶金工业出版社 2004年 课程主要参考书：材料的腐蚀与防护、曾荣昌、化学工业出版社、2006腐蚀基础 (瑞典)马特松著 黄建中译 北京-冶金工业出版社 1990.腐蚀和腐蚀控制原理 林玉珍、 杨德钧编著 北京-中国石化出版社 2007 金属腐蚀与控制 孙跃, 胡津编著 哈尔滨

14、-哈尔滨工业大学出版社 2003 材料腐蚀学原理 肖纪美，曹楚南编著 北京-化学工业出版社 2002 制定人：苑 辉审定人：付瑞东 批准人：杨庆祥2008年7月金属物理性能课程教学大纲英文名称：physical properties of materials 课程编码：02110170学 时：32 学 分：2 课程性质：学科基础课 课程类别：理论课先修课程：材料科学基础、物理化学、近代物理、热处理原理学、热处理工艺学 开课学期：第五学期适用专业：金属材料工程一、课程的性质与任务本课程是金属材料工程专业的学科基础课程。讲授与金属材料相关的热学性能、电学性能、热电性能、磁学性能、弹性及内耗性能等物

15、理性能。本教学大纲是依据燕山大学材料科学与工程学院2008年修订的培养计划中所规定的培养目标制定的，目的是使学生掌握各种物理性能的物理本质；了解金属及金属的物理性能与成分、组织和结构等内部因素之间的关系；掌握常用的一些物理性能的测量方法。本课程在专业学习中具有重要的地位，其作用培养学生具有应用物理性能来分析和解决金属学和热处理等学科中所存在的各种问题的能力。二、教学目标与要求根据本专业培养目标，紧密结合本课程为学科基础课程的特性，通过学习与金属材料相关的热学性能、电学性能、热电性能、磁学性能、弹性及内耗性能等物理性能，使学生学习该课程后，具有分析和解决金属材料的结构、性能和金属材料加工工艺等问

16、题的基本能力。三、课程的基本内容与教学要求绪 论教学目的与要求：通过绪论学习，了解金属物理性能的发展历史，理解金属物理性能的分类；掌握金属物理性能在材料科学与工程中的地位和作用。本章主要内容：1. 金属材料的定义和分类；2. 金属材料性能的分类；3. 金属材料物理性能的分类；4. 学习金属材料物理的目的和意义。第一章 热学性能分析教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属热焓、热容的概念及其分类和差动扫描量热方法；理解金属热容理论及影响热容的各种因素以及热分析测量方法的原理；掌握热容随温度变化的规律和热学性能在金属材料热加工过程中的应用。本章主要内容：1.1 金属的热焓与热容；1.2 影响金属热

17、容的因素。1.3 热焓与热容的测量；1.4 热学性能分析的应用。本章重点：1. 热容随温度变化的规律2. 热学性能在金属材料热加工过程中的应用。本章难点：1. 爱因斯坦热容理论；2. 简单热分析方法的基本原理；3. 差热热分析方法的基本理论。第二章 电阻分析教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属的导电性及影响的因素；理解金属的导电性的影响因素；掌握电阻分析的测量方法和电阻分析的应用。本章主要内容：2.1 金属的导电性；2.2 影响电阻的因素；2.3 电阻的测量；2.4 电阻分析的应用。本章重点：1. 电阻分析的测量方法；2. 电阻分析的应用。本章难点：金属的导电原理。第三章 热电性分析教学目

18、的与要求：通过本章的学习，了解金属的热电性及影响的因素；理解金属的热电性的影响因素；掌握热电性能的应用。本章主要内容：3.1 金属的热电性；3.2 影响热电性的因素；3.3 热电性的测量；3.4 金属热电性的应用。本章重点：热电性的应用。本章难点：金属的热电性原理。第四章 磁学分析教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属磁性的基本概念及基本量、金属的铁磁性及其影响因素；理解金属产生顺磁性和抗磁性的原理、铁磁金属的技术磁化过程；掌握金属的顺磁性和抗磁性、铁磁金属的自发磁化、测量金属铁磁性的方法和铁磁性的应用。本章主要内容：4.1 磁性的基本概念及基本量；4.2 金属的顺磁性和抗磁性；4.3 金属

19、的铁磁性；4.4 影响铁磁性的因素；4.5 金属铁磁性的测量方法；4.6 铁磁性分析的应用。本章重点：1. 金属的顺磁性和抗磁性；2. 铁磁金属的自发磁化；3. 铁磁性的应用。本章难点：1. 金属产生顺磁性和抗磁性的原理；2. 铁磁金属的技术磁化过程。第五章 膨胀分析教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属膨胀的基本概念及其影响因素；理解金属产生膨胀的物理本质；掌握金属膨胀的测量方法和膨胀分析的应用。本章主要内容：5.1 金属热膨胀及其物理本质；5.2 影响金属膨胀的因素；5.3 金属膨胀的测量方法；5.4 膨胀分析的应用。本章重点：1. 金属膨胀的测量方法；2. 膨胀分析的应用。本章难点：金

20、属产生膨胀的物理本质。第六章 弹性分析及内耗分析教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属的弹性和内耗的概念及其影响因素；理解金属内耗产生机制；掌握金属内耗的测量方法和内耗分析的应用。本章主要内容：6.1 金属的弹性；6.2 影响金属弹性模量的因素；6.3 金属弹性模量的测量与应用；6.4 金属的内耗；6.5 产生内耗的机制；6.6 内耗的测量；6.7 内耗的应用。本章重点：1. 金属的弹性和内耗的概念及其影响因素；2. 金属内耗的测量方法；3. 内耗分析的应用。本章难点：金属内耗产生机制。第七章 各种物理性能的综合评述教学目的与要求：通过本章的学习，了解金属物理性能之间的关系；掌握金属物理性能

21、的综合应用。本章主要内容：7.1 各种物理性能分析的总结和比较；7.2 试验方案的制定及测量方法的选择；7.3 各种物理性能方法的综合应用。本章重点：1. 金属物理性能之间的关系；2. 掌握金属物理性能的综合应用。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 绪论22 热学性能423 电阻分析324 热电性能分析15 磁性分析826 膨胀分析27弹性与内耗分析48物理性能的综合运用2合 计32五、课程习题课（讨论课）的要求巩固课堂讲授的理论知识和基本概念。锻炼独立思考和分析问题的能力。结合工程实际，初步达到解决金属学中材料科学中各种问题的能力。习题的分量占自学时间的三分之一到四分之一，具

22、体数量视习题难易程度而定。六、实验内容与要求1. 示差热分析法测定钢的临界点；2. 研究淬火钢的回火对钢的电阻系数的影响；3. 利用磁性测定钢中残余奥氏体量。实验目的：验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。培养学生初步具备采用材料物理性能能够解决金属学中各种问题的能力。实验要求：通过实验，培养运用所学理论解决实际问题的能力，分析和综合实验结果的能力。在实验中培养学生严肃认真的态度和踏实细致、实事求是的作风。七、教学方法及手段（含现代化教学手段）本课程教学活动所运用的主要教学手段和方法是理论教学与实验相结合。八、课程考核方式根据燕山大学相关文件规定并结合本课程自身特点确定：本课程是考试课；考试的形

23、式采用闭卷。九、课程教材及主要参考书课程教材：金属物理性能分析 宋学孟编 机械工业出版社 1990课程主要参考书：材料物理性能 陈騑騢编 机械工业出版社 2006金属材料物理性能 王 润编 冶金工业出版社 1985 制定人：杨庆祥审定人：付瑞东批准人：杨庆祥2008年7月金属冶炼与成形加工课程教学大纲英文名称：smelting and forming of metal 课程编码：02110210学 时：40学 分：2.5课程性质：学科基础课课程类别：理论课先修课程：材料科学基础开课学期：第五学期适用专业：金属材料工程一、课程的性质与任务本课程是材料类专业中的主要专业基础课。主要讲授金属材料制备

24、过程材料冶炼问题和材料成型问题。二、教学目标与要求1、使学生了解材料冶炼在材料制备过程中的重要性；2、掌握材料冶炼的基本原理和特点；3、理解材料冶炼过程中各种冶金反应及控制；4、了解金属材料成型方法的特点，理解和掌握材料成型方法的选择。三、课程的基本内容与教学要求第一章 冶金熔体教学目的与要求：使学生了解冶金熔体的特性，理解各种元素在熔铁中的溶解度和相互作用以及炉渣结构，掌握炉渣的来源与与作用。本章主要内容：1.1 熔铁1.2 炼钢炉渣本章重点：炉渣的来源与作用和炉渣的物理化学性质。本章难点：炉渣的物理化学性质。第二章 元素的氧化与合金的脱氧教学目的与要求：使学生了解熔池传氧过程，理解合金元素

25、的氧化度和氧化物的稳定性，掌握脱氧原理和脱氧方法，理解炼钢的合金化过程。本章主要内容：2.1 熔池传氧过程2.2 合金元素的氧化度和氧化物的稳定性2.3 脱氧原理和脱氧方法2.4 炼钢的合金化过程本章重点：炼钢过程脱氧原理和脱氧方法。本章难点：材料的氧化过程与基本原理。第三章 炼钢过程的脱碳反应教学目的与要求：使学生了解脱碳反应的作用，理解脱碳反应的热力学过程和脱碳反应的动力学，掌握脱碳反应的控制。本章主要内容：3.1 脱碳反应的作用3.2 脱碳反应的热力学3.3 脱碳反应的动力学3.5 脱碳反应的控制本章重点：脱碳反应的控制。本章难点：正确理解脱碳反应的热力学和动力学。第四章 脱磷与脱硫教学

26、目的与要求：使学生了解脱磷与脱硫在炼钢中的重要性，掌握脱磷与脱硫原理和方法。本章主要内容：4.1 脱磷4.2 脱硫本章重点：脱磷与脱硫的方法本章难点：脱磷与脱硫的基本原理。第五章 炼钢过程的去气教学目的与要求：使学生了解气体对钢及合金性能的影响，理解气体在钢及合金中的溶解与去除规律，掌握去气的方法措施。本章主要内容：5.1 气体对钢及合金性能的影响5.2 气体在钢及合金中的溶解与去除规律5.3 去气措施本章重点：炼钢过程中去气的方法措施。本章难点：气体在钢及合金中的溶解与去除规律。第六章 非金属夹杂物的控制教学目的与要求：使学生了解非金属夹杂物的类型，理解夹杂物对钢及合金性能的影响，掌握非金属

27、夹杂物的去除方法，理解熔炼过程中夹杂物的溶解及结晶过程中夹杂物的再生过程。本章主要内容：6.1 非金属夹杂物的分类6.2 夹杂物对钢及合金性能的影响6.3 非金属夹杂物的去除6.4 熔炼过程中夹杂物的溶解及结晶过程中夹杂物的再生本章重点：非金属夹杂物的去除方法措施。本章难点：非金属夹杂物的去除原理。第七章 元素的挥发教学目的与要求：使学生了解元素的挥发的危害，理解元素挥发的热力学和动力学，掌握元素的实际挥发情况机控制措施。本章主要内容：7.1 元素挥发的热力学7.2 元素挥发的动力学7.3 元素的实际挥发情况本章重点：元素挥发与控制。本章难点：元素挥发的基本原理。第八章 钢和合金的结晶与凝固教

28、学目的与要求：使学生了解钢和合金的凝固过程，理解钢和合金的铸锭组织形成原理，理解凝固过程中偏析的危害和规律，理解凝固过程中的收缩特性。本章主要内容：8.1 金属结晶凝固的一般规律8.2 钢和合金的铸锭组织8.3 凝固过程中的偏析8.4 凝固过程中的收缩本章重点：金属结晶凝固的规律。本章难点：金属结晶凝固的基本原理。第九章 一次熔炼教学目的与要求：使学生了解炼钢的基本过程和原理，理解各种炼钢方法（包括氧气转炉炼钢、平炉炼钢、电弧炉炼钢、感应炉冶炼）的基本工艺过程。本章主要内容：9.1 金属结晶凝固的一般规律9.2 钢和合金的铸锭组织9.3 凝固过程中的偏析9.4 凝固过程中的收缩本章重点：电弧炉

29、炼钢的基本工艺过程。本章难点：炼钢的基本工艺过程原理。第十章 金属液态成型教学目的与要求：使学生了解金属液态成型的特点，理解液态成型基本原理，掌握各种铸造成型方法特点。本章主要内容：10.1 液态成型概述10.2 液态成型基本原理10.3 砂型铸造成型方法10.4 特种铸造本章重点：各种铸造成型方法。本章难点：液态成型基本原理。第十一章 塑性加工成型教学目的与要求：使学生了解塑性加工成型的特点，理解塑性加工成型基本原理，理解塑性加工成型方法(自由锻和模型锻造)。本章主要内容：11.1 塑性成型原理11.2 自由锻11.3 模型锻造本章重点：塑性加工成型方法(自由锻和模型锻造)。本章难点：塑性成

30、型的基本原理。第十二章 材料成型工艺的选择教学目的与要求：使学生在了解材料成型工艺特点的基础上能够进行材料成型工艺的选择，掌握材料成型工艺选择的原则和依据，掌握材料成型工艺方案的选择，理解经济性和产品质量对材料成型方案的影响本章主要内容：12.1 材料成型工艺选择的原则和依据12.2 材料的主要成型工艺特点12.3 材料成型工艺方案的选择12.4 经济性和产品质量对材料成型方案的影响本章重点：材料成型工艺方案的选择。本章难点：材料成型工艺方案的选择。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 冶金熔体22 元素的氧化与合金的脱氧23 炼钢过程的脱碳反应2讲 课 内 容学 时讲课实验上机

31、4 脱磷与脱硫25 炼钢过程的去气26 非金属夹杂物的控制17元素的挥发18钢和合金的结晶与凝固29一次熔炼610金属液态成型811塑性加工成型812材料成型工艺的选择4合 计40五、课程习题课（讨论课）的要求无。六、实验内容与要求无。七、教学方法及手段本课程以多媒体课件形式授课为主。八、课程考核方式本课程是考试课，实行闭卷考试，成绩以试卷成绩为准。九、课程教材及主要参考书课程教材：无课程主要参考书：1. 金属材料冶炼工艺学, 王惠主编, 冶金工业出版社，19952. 材料成型工艺技术基础, 韩建民主编, 中国铁道出版社，2002.83. 材料成型工艺，侯英伟，中国铁道出版社，2002.3制定

32、人：徐 瑞审定人：付瑞东批准人：杨庆祥2008年7月计算机在材料科学中的应用a课程教学大纲英文名称：application of computer on materials science & technology a课程编码：02110430学 时：32学 分：2课程性质：学科基础课课程类别：理论课先修课程：计算机技术基础、计算机硬件基础、材料科学基础、传输原理开课学期：第六学期适用专业：金属材料工程一、课程的性质与任务本课程是为了适应现代材料制备与加工技术的飞速发展和所有手段的不断进步所设的材料类专业的主要专业基础课。主要讲授计算机模拟与计算技术在材料科学研究以及材料加工制备中的应用。二、

33、教学目标与要求1、使学生了解计算机在材料科学与工程中应用；2、掌握材料科学中模拟与计算的基本原理、计算方法和特点；3、了解计算机在材料制备加工中测试与控制系统；4、了解材料科学与工程中的传热学问题计算机分析方法，传热学计算机分析实例应用等。三、课程的基本内容与教学要求第一章 材料科学研究中的数学模型教学目的与要求：使学生了解数学模型在材料科学计算机模拟与计算中的重要性，理解数学模型的概念，掌握数学模型的建立过程。本章主要内容：1.1 数学模型基础1.2 建立数学模型的一般步骤和原则1.3 常用的数学建模方法本章重点：材料科学计算机模拟与计算中数学模型的建立过程。本章难点：正确理解材料科学计算机

34、模拟与计算中数学模型。第二章 材料科学研究中常用的数值分析方法教学目的与要求：使学生了解材料科学计算机模拟与计算中常用哪些数值分析方法，掌握利用有限差分法进行计算机模拟与计算，了解有限元法软件在材料科学计算机模拟与计算中的应用。本章主要内容：2.1 有限差分法2.2 有限元法本章重点：让学生掌握如何建立有限差分法中的差分格式和差分方程的求解。本章难点：如何建立材料科学计算机模拟与计算问题中的差分方程和边界条件的处理。第三章 材料科学研究中主要物理场的数值模拟教学目的与要求：使学生了解材料科学研究中如何进行物理场的数值模拟以及数值模拟的作用，掌握温度场的计算方法，理解应力场和浓度场的计算机模拟与

35、计算。本章主要内容：3.1 温度场的计算3.2 应力场计算3.3 浓度场计算本章重点：让学生掌握温度场的计算机模拟与计算。本章难点：在物理场的数值模拟中如何处理边界条件。第四章 材料科学与行为工艺的计算机模拟教学目的与要求：使学生理解材料组织转变的计算机模拟与计算，掌握合金相图的计算原理和方法，了解相图计算的主要软件。本章主要内容：4.1 组织转变的计算机模拟4.2 计算机相平衡计算方法4.3 相图计算发展历程和计算软件介绍本章重点：让学生掌握材料组织转变的模拟方法和相图计算的基本原理和方法。本章难点：材料组织转变模拟的基本原理和相图计算的基本原理。第五章 材料数据库和新材料、新合金的设计教学

36、目的与要求：使学生了解材料数据库在材料选择和新材料设计中的作用，了解专家系统和人工神经网络技术在开发新材料中的作用，理解数据库系统的发展与应用，掌握数据库系统的组成与结构，了解人工神经网络在材料科学中的应用。本章主要内容：5.1 数据库系统的组成与结构5.2 材料科学与工程数据库5.3 专家系统5.4 人工神经网络技术5.5 人工神经网络在材料科学中的应用本章重点：材料数据库组成与作用。本章难点：如何建立材料数据库和专家系统。第六章 材料加工过程的计算机控制教学目的与要求：使学生了解材料加工过程的计算机控制的作用和意义，了解计算机工业控制系统的基本功能及其结构与组成，掌握计算机工业控制系统中计

37、算机的分类和选择方法，理解计算机控制系统的主要特点和基本要求，理解计算机控制系统的输入与输出。本章主要内容：6.1 计算机控制技术基础6.2 计算机控制系统的输入与输出本章重点：让学生掌握如何利用计算机来控制材料加工过程。本章难点：计算机控制系统的主要特点和基本要求。第七章 计算机在材料检测中的应用教学目的与要求：使学生了解计算在材料检测中的地位和应用，掌握材料成分、组织结构和材料力学性能的检测方法中计算机的应用，理解材料物理性能的测量中计算机的应用。本章主要内容：7.1 材料成分的检测7.2 材料组织结构的检测7.3 材料力学性能的检测7.4 材料物理性能的测量本章重点：如何利用计算机使材料

38、检测的准确性获得大幅度提高。本章难点：计算机在材料检测中应用的基本原理和方法。第八章 材料科学研究中的数据与图像处理教学目的与要求：使学生了解材料科学研究中的数据与图像处理中计算机的应用方法和原理，掌握origin软件的基本功能和使用方法，理解材料科学研究中的计算机图像分析与处理方法和应用。本章主要内容：8.1 材料研究中的数据处理8.2 材料科学研究中的计算机图像分析与处理本章重点：让学生掌握如何进行计算机图像分析和处理。本章难点：如何计算机图像分析和处理原理和方法。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 材料科学研究中的数学模型32 材料科学研究中常用的数值分析方法53 材料科

39、学研究中主要物理场的数值模拟54 材料科学与行为工艺的计算机模拟35 材料数据库和新材料、新合金的设计56 材料加工过程的计算机控制57计算机在材料检测中的应用38材料科学研究中的数据与图像处理3合 计32五、课程习题课（讨论课）的要求无。六、实验内容与要求无。七、教学方法及手段本课程以多媒体课件形式授课为主。八、课程考核方式本课程是考试课，实行闭卷考试，成绩以试卷成绩为准。九、课程教材及主要参考书课程教材：计算机在材料科学中的应用，许鑫华、叶卫平，机械工业出版社，2003.3课程主要参考书：1. 计算机在材料科学中的应用，邱大年，北京工业大学出版社，1990.12. 材料科学与工程中的计算机

40、技术，樊新民，中国矿业大学出版社，2000.12制定人：徐 瑞审定人：付瑞东批准人：杨庆祥2008年7月金属无损检测课程教学大纲英文名称：non-destroyed measurment of metal课程编码：02110480学 时：32学 分：2课程性质：学科基础课课程类别：理论课先修课程：材料科学基础开课学期：第六学期适用专业：金属材料工程一、课程的性质与任务本课程是材料类专业的主要专业技术基础课。主要任务是金属材料无损检测的原理方法和应用。二、教学目标与要求1、了解无损检测的目的和意义。2、理解无损检测的方法原理。3、掌握无损检测方法和应用。三、课程的基本内容与教学要求第一章 超声波

41、检测教学目的与要求：使学生了解超声波产生的原理，理解超声波检测的特点，掌握超声波检测的适用范围。本章主要内容：1.1 超声检测的基础知识1.2 超声场及介质的声参量简介1.3 超声波在介质中的传播特性1.4 由圆形压电晶片产生的声场简介(活塞源声场)1.5 超声波检测方法1.5 超声检测技术的应用本章重点：超声检测技术的应用。本章难点：超声检测技术的方法原理。第二章 射线检测教学目的与要求：使学生了解射线检测的目的和意义，理解射线检测的物理基础，掌握射线检测的基本原理和方法，了解射线的防护，掌握常见缺陷及其在底片上的影像特征。本章主要内容：2.1 射线检测的物理基础2.2 x射线检测的基本原理

42、和方法2.3 x射线照相检测技术2.4 常见缺陷及其在底片上的影像特征2.5 g射线探伤和中子射线检测简介2.6 射线的防护本章重点：射线检测的应用。本章难点：常见缺陷及其在底片上的影像特征。第三章 涡流检测教学目的与要求：使学生了涡流检测的目的和意义，理解涡流检测的基本原理，掌握涡流检测的应用。本章主要内容：3.1 涡流检测的基本原理3.2 涡流检测的阻抗分析法3.3 涡流检测的应用本章重点：涡流检测的应用。本章难点：涡流检测的基本原理。第四章 磁粉检测教学目的与要求：使学生了磁粉检测的目的和意义，理解磁场检测的基本原理，掌握磁粉检测技术的应用。本章主要内容：4.1 磁场检测的基本原理4.2

43、 磁化过程4.3 磁粉检测技术本章重点：磁粉检测技术的应用。本章难点：磁化过程的理解。第五章 渗透检测教学目的与要求：使学生了解渗透检测的目的和意义，理解渗透检测的基本原理，掌握渗透检测技术的应用。本章主要内容：5.1 渗透检测的基本原理5.2 渗透检测技术本章重点：渗透检测技术。本章难点：渗透检测的基本原理。第六章 无损检测新技术教学目的与要求：使学生了解无损检测技术的发展趋势，理解各种无损检测新技术的应用。本章主要内容：6.1 激光全息无损检测6.2 声振检测法6.3 微波无损检测6.4 声发射检测技术6.5 红外无损检测本章重点：各种无损检测新技术的应用。本章难点：各种无损检测新技术的原

44、理。四、课程学时分配讲 课 内 容学 时讲课实验上机1 超声波检测822 射线检测423 涡流检测24 磁粉检测225 渗透检测26 无损检测新技术8合 计32五、课程习题课（讨论课）的要求无。六、实验内容与要求本课程要求三个实验：超声波检测、x射线检测和磁粉探伤。要求学生动手完成，并用缩学理论解释实验观察现象。七、教学方法及手段本课程要利用多媒体技术，并结合实验，使学生系统掌握各种无所检测在材料检测中的应用。八、课程考核方式本课程是考试课，实行闭卷考试，成绩以试卷成绩为准。九、课程教材及主要参考书课程教材：无损检测，李喜孟主编，机械工业出版社，2001.5课程主要参考书：1. 无损检测概论，

45、中国机械工程学会无损检测学会编，机械工业出版，1993.122. 焊接检验，赵熹华，机械工业出版社，1991.10 制定人：徐 瑞审定人：付瑞东批准人：杨庆祥2008年7月大型铸锻件材料及热加工工艺课程教学大纲英文名称：materials and hot working technology 课程编码：02110920for heavy castings and forgings 学 时：32 学 分：2课程性质：学科基础课 课程类别：理论课先修课程：金属材料科学基础，金属学与热处理，热处理原理，热处理工艺学，材料近代分析测试方法，金属力学性能等 开课学期：第七学期适用专业：金属材料工程一、课

46、程的性质与任务本课程是金属材料热处理及金属材料焊接专业的学科基础课及学位课，也是我校传统特色及优势学科/专业领域的骨干课程之一，它以电力、冶金、石化、造船、铁路、磨具、工程、矿山、军工等工业装备用的大型铸锻件材料及相关典型零部件为对象，着重介绍其材质类型、应用领域、热加工工艺特点与相关物理冶金学基础，以及未来发展趋势等，是将金属材料热处理及金属材料焊接专业的专业基础课与实际产品典型加工工艺结合起来的课程，从而培养学生将专业基础理论知识与实际产品典型制造工艺结合起来的能力,为将来从事与本专业有关的工程技术工作奠定必要的基础。二、教学目标与要求通过本课程的学习，使学生了解目前电力、冶金、石化、造船

47、等行业所用的大型铸锻件典型产品种类、材质、冶炼、锻造及热处理等热加工工艺方法，掌握这些工艺方法制订的物理冶金学依据。三、课程的基本内容与教学要求第1章 绪 论教学目的与要求：通过本章的讲授，使学生了解大型铸锻件的概念、分类、主要应用领域及未来发展趋势，理解国内大型铸锻件主要生产企业的设备现状与技术优势，掌握大型铸锻件热加工工艺的主要特点。 本章主要内容：1.1 大型铸锻件及其主要应用领域1.2 大型铸锻件的主要特点1.3 大型铸锻件的生产、技术现状1.4 大型铸锻件的发展趋势及有待解决的主要问题本章重点：1大型铸锻件的分类；2大型铸锻件的主要特点。本章难点：1大型铸锻件的生产、技术现状；2大型

48、铸锻件制造技术有待解决的问题。第2章 大型铸锻件热加工工艺的物理冶金基础教学目的与要求：通过本章的讲授，使学生了解大型铸锻件热加工过程所涉及的最基本的物理冶金学概念与原理，理解大型铸锻件材料热加工过程中的组织演变规律，掌握大型铸锻件热加工过程的物理与数值模拟方法。 本章主要内容：2.1 相图与相变2.2 形变再结晶2.3 碳化物与氮化物2.4 热加工过程的物理模拟2.5 热加工过程的数值模拟本章重点：1相图与相变；2形变再结晶本章难点：钢中微合金碳化物与氮化物的溶解与析出规律第3章 大型锻件的锻后热处理与性能热处理教学目的与要求：通过本章的讲授，使学生了解大型锻件锻后热处理及性能热处理的目的与作用，理解大锻件用钢的组织遗传特性与晶粒细化方法，掌握制订大型锻件典型热处理工艺的基本方法。 本章主要内容：3.1 大锻件锻后热处理及性能热处理的目的与作用3.2 大锻件用钢的组织遗传与晶粒细化3.3 大锻件的典型锻后热处理工艺3.4 大型锻件的加热与冷却3.5 大型锻件的正火、淬火与回火3.6 大型锻件热处理工艺主要参数的计算3.7 大型锻件的热处理应力与断裂本章重点：1大锻件的典型锻后热处理工艺；2大型锻件热处理工艺主要参数的计算本章难点：大锻件用钢的组织遗传与晶粒细化第4章 重要电站用钢及其热