中国地质大学(武汉)

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课程概述

“金属材料及热处理”是机械类和近机类各专业的一门重要专业技术基础课。通过本课程的学习,不仅可掌握金属材料及其热处理的相关知识并能加以应用,还能对工程实践能力和创新意识的培养以及后续课程的学习等起到非常关键的作用。

本课程解释了金属学基本原理、相图基本原理等众多理论性知识,分析了钢铁材料的化学成分、组织结构与性能关系,系统地介绍了钢铁材料的分类、钢铁材料常用的热处理工艺;简要介绍了机械工程领域使用的金属材料及热处理是机械设计制造及其自动化专业及其它相关专业非常重要的一门技术基础课。

课程学习的基本要求:金属材料及热处理课程是一门理论性和实践性很强的课程,基本概念多,与实际联系密切。该课程教学采用课程理论教学与实验教学相结合,在学习时应注意联系物理、化学、工程力学及金属工艺学等课程的相关内容,以加深对本课程内容的理解,结合生产与应用的实际,注重分析、理解和运用,强调前后知识的整体联系和综合应用。


授课目标
课程教学目标:通过系统学习和介绍,可充分了解金属材料的内部晶体结构,理解金属材料的热处理方法和工艺,了解金属材料的分类,掌握正确选用和处理金属材料的理论和方法,具备金属材料认知、选用和处理的理论知识和实际操作能力。为后续机械设计、机械制造工艺学等课程的学习打下基础。
证书要求

1.完成每讲课后的作业,作业平时成绩占课程总成绩的30%
2.完成期末测试,成绩占课程总成绩的60%
3.课堂交流讨论分10分,参与讨论达到一定次数即可获得。

总评成绩60-84分为合格,可获得合格证书;
总评成绩85分及以上为优秀,可获得优秀证书。


预备知识

材料力学、机械制图、金属工艺学


授课大纲

论(2学时)

 Key 0-1 材料及材料科学    

 Key 0-2 工程材料分类        

 Key 0-3 我国古代热处理的发展        

 Key 0-4 金属材料及热处理MOOC课程学习   

第一章 材料的性能(2学时)

 Key 1-1  拉伸实验与材料的力学性能-       

 Key 1-2  材料的硬度    

 Key 1-3  材料的物化性能与工艺性能        

第二章 材料的结构(2学时)

 Key 2-1  奇异的金属键        

 Key 2-2  纯金属的晶体结构        

 Key 2-3  实际金属的晶体结构    

 Key 2-4  合金的晶体结构    

 Key 2-5  晶向指数和晶面指数    

第三章材料的凝固与相图(6学时 + 实验3小时)

 Key 3-1  纯金属的结晶        

 Key 3-2  结晶的必要条件    

 Key 3-3  合金相图的建立    

 Key 3-4  二元匀晶相图        

 Key 3-5  二元共晶相图        

 Key 3-6  包晶、共析和稳定化合物相图    

 Key 3-7  铁碳合金相图的组元和相    

 Key 3-8  铁碳合金相图的点线区        

 Key 3-9  铁碳合金的分类    

 Key 3-10  钢的结晶过程        

 Key 3-11 白口铸铁的结晶过程    

 Key 3-12 相图与性能    

 Key 3-13 铁碳合金相图和杠杆定律    

 实验1-1  平衡组织辨析        

 实验1-2  碳钢的非平衡组织        

 实验3   金相显微镜的使用与金相试样的制备        

第四章 金属的塑性变形与再结晶(2学时)

 Key 4-1  金属材料的塑性变形    

 Key 4-2  塑性变形对金属组织和性能的影响    

 Key 4-3  变形后金属的加热变化        

 Key 4-4  金属的热加工        

 Key 4-5  金属材料的强化方式    

第五章 钢的热处理(6学时 + 实验2小时)

 Key 5-1  什么是热处理        

 Key 5-2  钢的奥氏体化        

 Key 5-3  钢在冷却时的转变        

 Key 5- 4  钢的等温冷却曲线        

 Key 5-5  钢的连续冷却曲线        

 Key 5-6  钢的退火与正火    

 Key 5-7  钢的淬火        

 Key 5-8  钢的回火        

 Key 5-9  钢的淬硬性和淬透性    

 Key 5-10  钢的表面热处理    

 实验2-1  退火与正火    

 实验2-2  淬火与回火    

第六章 工业用钢(4学时)

 Key 6-1  钢的分类        

 Key 6-2  工程结构钢    

 Key 6-3  渗碳钢    

 Key 6-4  调质钢/弹簧钢       

 Key 6-5  滚动钢/耐磨钢        

 Key 6-6  工具钢1    

 Key 6-7  工具钢2/刃具钢/模具钢       

第七章 铁(2学时)

 Key 7-1  灰口铸铁

 Key 7-2  球墨铸铁        

 Key 7-3  蠕墨铸铁/可锻铸铁       

第八章 有色金属(自学)

 Key 8-1  工业纯铝        

 Key 8-2  铝合金分类    

 Key 8-3  铸造铝合金    

 实验1-3  铸铁与有色金属的显微组织分析        

第九章 机械零件选材(1学时)

 Key 9-1  选材原则        

 Key 9-2  金属零件的失效    

 Key 9-3  典型零件的选材     


参考资料

1.工程材料 2版,崔占全 孙振国等主编,机械工业出版社;

2.工程材料学习指导 2版,崔占全 孙振国等主编,机械工业出版社;

3.金属材料及热处理,史美堂主编,上海科学技术出版社出版;

4.工程材料,徐自立主编,华中科技大学出版社出版;

5.李恒德、师昌绪,中国材料发展现状及迈入新世纪对策,济南:山东科学技术出版社,2003

6.师昌绪,材料大辞典,北京:化学工业出版社,1994

7.陈光等,新材料概论,北京:科学出版社,2003.8

8.马鸣图、沙维,材料科学和工程研究进展,北京:机械工业出版社,2000

9.师昌绪,高技术现状与发展趋势,北京:科学出版社,1993

10[]桑顿·科兰吉洛,工程材料基础,宁夏:宁夏人民出版社,1990