《金属材料学》课程教学大纲和课程简介

PAGE6《金属材料学》课程简介课程编号：02014036课程名称：金属材料学/ScienceofMetalMaterials学分:3学时：48（实验：4上机：课外实践：）适用专业：资源循环科学与工程建议修读学期：5开课单位：材料科学与工程学院金属材料系课程负责人：先修课程：物理化学、工程力学、金工实习考核方式与成绩评定标准：闭卷考试卷面成绩占70%；平时成绩（包括平时作业、出勤、课堂测试、实验等）占30%。教材与主要参考书目：教材：叶宏主编.金属材料与热处理（第二版）.北京：化学工业出版社，2015主要参考书目：（1）戴启勋主编.金属材料学（第二版）.普通高等教育“十一五”国家级规划教材.北京：化学工业出版社，2011.（2）吴承建主编.金属材料学(第二版).普通高等教育“九一五”国家级重点教材.北京：冶金工业出版社，2000.（3）齐锦刚等编著.金属材料学.北京：冶金工业出版社，2012.内容概述：本课程较系统地阐述了金属材料的晶体结构、合金化与强韧化以及二元合金相图基础理论知识，详细介绍了结构钢、工模具钢、特殊性能钢、铸铁等钢铁材料，简要介绍了铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等有色金属材料，概述了金属基复合材料及金属间化合物结构材料等新型金属材料，揭示了金属材料的成分与组织结构、处理工艺与性能等四要素间的相互关系。本课程为材料科学与工程专业本科生的专业必修课，可使学生掌握金属材料的四要素间的相互关系，可根据零件的服役条件和性能要求正确选材并制定合理的工艺，初步具备设计和开发新材料的能力。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.《金属材料学》教学大纲课程编号：02014036课程名称：金属材料学/ScienceofMetalMaterials学分:3学时：48（实验：4上机：课外实践：）适用专业：资源循环科学与工程建议修读学期：5开课单位：材料科学与工程学院金属材料系课程负责人：先修课程：物理化学、工程力学、金工实习一、课程性质、目的与任务《金属材料学》是资源循环科学与工程专业的专业基础课程。本课程较系统地阐述了金属材料的晶体结构、合金化与强韧化以及二元合金相图基础理论知识，并详细介绍了钢铁材料（包括结构钢、工模具钢、特殊性能钢等材料）、非铁金属材料（包括铝合金、铜合金、钛合金、镁合金等）等常用金属材料，简要介绍了新型金属材料（如金属基复合材料及金属间化合物结构材料等），揭示了金属材料的成分-结构-组织-性能之间以及成分-处理工艺-组织-性能-应用间的相互关系及变化规律。教学目标：通过本课程的理论和实验学习，可使学生掌握金属材料的组织结构、加工工艺、成分与性能等方面的理论知识，掌握金属材料合金化与强韧化的一般规律，理清金属材料，特别是钢铁材料的成分、组织结构、加工工艺与性能四要素之间的相互关系与变化规律。使学生全方位的了解金属材料这种重要资源的性能性质，为后续专业课学习奠定基础，培养学生可根据金属材料零件的特点进行分类回收与处理、初步具备金属材料资源回收利用的能力。具体要求如下：（1）要求学生掌握金属材料的晶体结构与组织、加工工艺、性能性质、使用与分类等基本理论知识（2）要求学生具备一定的动手实验能力（3）要求学生能够根据零件服役条件选择不同金属材料并制定相应的加工工艺，具备一定的分析工程问题解决问题的能力二、教学内容及学时分配课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注绪论C1第一篇金属学（14）第1章金属的结构与性能41.1金属的晶体结构A☆21.1合金的晶体结构A☆11.2金属材料性能B1第2章金属的结晶A32.1纯金属的结晶B12.2合金的结晶A☆△12.3二元相图A☆1第3章铁碳相图33.1铁碳合金的组元及基本相，Fe-Fe3C相图分析A☆13.2铁碳合金平衡结晶过程及组织A☆△13.3铁碳合金的成分-组织-性能间的关系B1第4章钢的热处理原理与工艺44.1钢在加热时的转变B14.2钢在冷却时的转变B△14.3钢在回火时的转变B14.4钢的普通热处理B1第二篇钢铁材料（21）第1章钢的合金化原理41.1合金元素与铁的作用B11.2合金钢中的相组成，合金钢的相变B☆11.3合金元素对钢强韧化的影响A☆△11.4合金元素对钢工艺性的影响C1第2章工程结构钢22.1基本要求；低合金高强度结构钢的合金化A☆12.2常用工程结构钢及其发展趋势C1第3章机械制造结构钢43.1调质钢与非调质钢A☆13.2合金渗碳钢，氮化钢，滚动轴承钢A13.4弹簧钢、低碳马氏体钢、耐磨钢B13.5零件材料选择基本原则和思路B☆1第4章工模具钢24.1碳素工具钢和低合金工具钢B14.2高速钢，冷作模具钢与热作模具钢A☆△1第5章不锈钢35.1不锈钢概述B15.2常用不锈钢种类A☆15.3不锈钢种的腐蚀特性与钢种选择A☆△1第6章耐热钢26.1耐热钢概述B16.2热强钢，抗氧化钢A☆△1第7章超高强度结构钢27.1超高强度钢概述；低合金超高强度钢A☆17.2高合金超高强度钢；马氏体时效钢等A☆△1第8章铸铁28.1铸铁概述A☆18.2灰口铸铁，球墨铸铁蠕墨铸铁；A☆△1第二篇非铁金属材料（8）第9章铝合金29.1铝合金概述；铝合金化原理A☆19.2常用铝合金（变形铝合金，铸造铝合金）A☆1第10章铜合金210.1铜合金概述；铜合金原理A☆110.2常用铜合金（黄铜、青铜、白铜）A☆1第11章钛合金211.1钛合金概述；钛合金化B111.2常用钛合金（黄铜、青铜、白铜）B☆1第12章镁合金212.1镁合金概述；镁合金化原理B112.2常用镁合金（变形镁合金，铸造镁合金）B☆1实践环节4实验1金相试样的制备B☆2实验2铁碳合金的平衡组织观察与分析B☆2三、建议实验（上机）项目及学时分配实验一金相试样的制备（2学时）实验二铁碳合金的平衡组织观察与分析（2学时）四、教学方法与教学手段课程教学以课堂讲授为主，结合实验、作业及专题报告等共同实施。鉴于课改需要，本课程将采用自编讲义随堂发放，并参考多本国内外著名教材。本课程安排二次实验：（1）机械工程陈列室参观和机构简图测绘，（2）整机运动简图测绘。一次报告，以小组方式开展，题目可自拟。讲课教师为每个小组提供咨询，检查工作进度，帮助学生改善方案，从而使学生更好地解决报告中实际的问题。五、考核方式与成绩评定标准闭卷考试卷面成绩占70%；平时成绩（包括平时作业、出勤、课堂测试、实验等）占30%。课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用作业、课堂出勤及测试、实验和报告相结合的方式；期终成绩考核采用考试方式，考试采用闭卷考试的方式；期终考试成绩占课程考核成绩的70%。六、教材与主要参考书目1．教材：叶宏主编.金属材料与热处理（第二版）.北京：化学工业出版社，20152．主要参考书目：（1