13级金属材料工程专业教学大纲汇编河北工程大学材料科学与工程学院
13 级金属材料工程专业 教学大纲汇编 河北工程大学材料科学与工程学院
目录《材料科学基础》教学大纲1《材料现代分析方法》教学大纲。..8《表面工程学》教学大纲.14..18《焊接工程学》教学大纲《材料力学性能》教学大纲...22《材料治金传输原理》教学大纲..27《粉末冶金原理》教学大纲...30《复合材料》教学大纲...36..40《材料物理性能与功能材料》教学大纲...45《金属材料先进制备技术》教学大纲..49《金属材料学》教学大纲...53《失效分析与防护》教学大纲..57《材料科学研究方法》教学大纲..61《铸造合金及其熔炼》教学大纲...65《专业前沿进展概况》教学大纲..《计算机在材料科学中的应用》教学大纲..69..73《金属的腐蚀与防护》教学大纲《先进结构材料》教学大纲，...77《材料现代设计理论与方法》教学大纲..80...84《工程伦理》教学大纲....8《热处理工程基础》教学大纲...94《创新能力与实践》教学大纲..97《专业课程设计》教学大纲..99《材料成型工艺实习》教学大纲《生产实习》教学大纲..101《金属材料专业毕业设计（论文）》教学大纲..103..107《金属材料专业毕业实习》教学大纲，《应用写作与专业外语》教学大纲....111《工程导论》教学大纲..116..119《工程化学》教学大纲..126《粉末冶金材料》课程教学大纲《无损检测》教学大纲.133
目 录 《材料科学基础》教学大纲.1 《材料现代分析方法》教学大纲.8 《表面工程学》教学大纲.14 《焊接工程学》教学大纲.18 《材料力学性能》教学大纲.22 《材料冶金传输原理》教学大纲.27 《粉末冶金原理》教学大纲.30 《复合材料》教学大纲.36 《材料物理性能与功能材料》教学大纲.40 《金属材料先进制备技术》教学大纲.45 《金属材料学》教学大纲.49 《失效分析与防护》教学大纲.53 《材料科学研究方法》教学大纲.57 《铸造合金及其熔炼》教学大纲.61 《专业前沿进展概况》教学大纲.65 《计算机在材料科学中的应用》教学大纲.69 《金属的腐蚀与防护》教学大纲.73 《先进结构材料》教学大纲.77 《材料现代设计理论与方法》教学大纲.80 《工程伦理》教学大纲.84 《热处理工程基础》教学大纲.88 《创新能力与实践》教学大纲.94 《专业课程设计》教学大纲.97 《材料成型工艺实习》教学大纲.99 《生产实习》教学大纲.101 《金属材料专业毕业设计（论文）》教学大纲.103 《金属材料专业毕业实习》教学大纲.107 《应用写作与专业外语》教学大纲.111 《工程导论》 教学大纲.116 《工程化学》教学大纲.119 《粉末冶金材料》课程教学大纲.126 《无损检测》教学大纲.133
《材料科学基础》教学大纲课程编号：C050130507课程名称：材料科学基础课程类型：专业基础课组英文名称：FundamentalsofMaterialsScience适用专业：材料科学与工程总学时：70学分：4.5一、课程的性质、目的和任务性质：材料科学基础是材料金属材料和冶金工程专业的一门重要的学科基础理论课程。目的：本课程的教学目的是使学生系统掌握材料的化学成分、组织结构与性能之间的关系及其变化规律的基础理论，材料热处理的基本原理和方法，以及金相组织的分析方法，能从材料组成-结构-性能相互联系的角度理解、解释材料制备、通过热处理进行材料改性以及使用过程中的各种化学、物理现象和性能。任务：为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。二、课程教学的基本要求1.课程教学的基本要求通过学习，应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系；了解材料科学在国民经济中的地位与作用与材料科学的发展历史。掌握材料中原子的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构、相结构。掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的有关概念、规律、实际应用等基本理论。掌握纯金属的结晶过程、结晶的条件、形核规律、长大规律，了解结晶理论的实际应用。掌握相图的基本知识、二元相图的基本类型、二元相图的分析与使用方法，熟练记忆和应用Fe-Fe3C相图。掌握三元相图的成分表示法，理解三元系平衡转变的定量法则、三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分析方法。掌握弹性变形、单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律，掌握塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释。掌握金属及合金在加热过程中的组织与性能变化，掌握回复、再结晶、晶粒长大及金属的热变形的规律。掌握扩散的基本理论。三、课程教学内容0. 绪论内容：0.1材料科学在国民经济中的地位与作用0.2材料科学的发展简史0.3本课程的主要内容和学习方法I
1 《材料科学基础》教学大纲 课程编号: C050130507 课程名称：材料科学基础 课程类型：专业基础课组 英文名称：Fundamentals of Materials Science 适用专业：材料科学与工程 总 学 时：70 学 分：4.5 一、课程的性质、目的和任务 性质：材料科学基础是材料金属材料和冶金工程专业的一门重要的学科基 础理论课程。 目的：本课程的教学目的是使学生系统掌握材料的化学成分、组织结构与 性能之间的关系及其变化规律的基础理论，材料热处理的基本原理和方法，以 及金相组织的分析方法，能从材料组成-结构-性能相互联系的角度理解、解释 材料制备、通过热处理进行材料改性以及使用过程中的各种化学、物理现象和 性能。 任务：为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发 打下坚实的理论基础。 二、课程教学的基本要求 1.课程教学的基本要求 通过学习，应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互 关系； 了解材料科学在国民经济中的地位与作用与材料科学的发展历史。 掌握材料中原子的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构、相结构。 掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的有关概念、规律、实际应用等基本理论。 掌握纯金属的结晶过程、结晶的条件、形核规律、长大规律，了解结晶理 论的实际应用。 掌握相图的基本知识、二元相图的基本类型、二元相图的分析与使用方法， 熟练记忆和应用 Fe-Fe3C 相图。 掌握三元相图的成分表示法，理解三元系平衡转变的定量法则、三元匀晶 相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分 析方法。 掌握弹性变形、单晶体的塑变、多晶体的塑变的规律，掌握塑性变形对金 属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释。 掌握金属及合金在加热过程中的组织与性能变化，掌握回复、再结晶、晶 粒长大及金属的热变形的规律。 掌握扩散的基本理论。 三、课程教学内容 0.绪论 内容： 0.1 材料科学在国民经济中的地位与作用 0.2 材料科学的发展简史 0.3 本课程的主要内容和学习方法
重点：本课程的主要内容难点：学习方法要求：了解材料科学在国民经济中的地位与作用和材料科学的发展简史，掌握本课程的主要内容和学习方法1金属的晶体结构内容：1.1金属1.2金属的晶体结构1.3实际晶体的晶体结构重点：金属原子的结构特点和结合能；空间点阵及有关概念，晶向、晶面指数的标定，典型金属的晶体结构：位错等有关基本概念，点缺陷的平衡性质，位错的运动与晶体滑移的关系，位错的性质，柏氏失量的性质与应用，位错反应与位错的增殖，点缺陷的平衡性质，晶界的结构与特性。难点：金属原子的结构特点和结合能：六方晶系布拉菲指数标定，原子的堆垛方式；线缺陷，位错模型，位错的应力场，不全位错的原子模型。要求：理解和掌握材料的结合方式，晶体学基础，材料的晶体结构，晶体缺陷（点缺陷，线缺陷，面缺陷）。2纯金属的结晶2.1金属结晶的现象2.2金属结晶的热力学条件2.3金属结晶的结构条件2.4晶核的形成2.5晶核长大2.6金属铸锭的组织与缺陷重点：金属结晶的微观过程；结晶的热力学条件的推导、有关过冷的概念、金属凝固的条件：有关近程有序、远程有序和相起伏的概念：晶核形成的条件：形核规律；固液界面的几种微观结构、晶体长大的机制、树枝状晶的形成机理；结晶理论应用；铸锭的组织形态和特点、铸锭缺陷的种类和形成原因。难点：与临界晶核半径、形核率、形核功有关参数的推导：螺型位错长大机制、控制长大速度的措施；铸锭组织的控制。要求：理解和掌握纯金属的结晶过程，结晶的热力学条件，形核规律，长大规律，结晶理论的实际应用。3二元合金的相结构与结晶3.1合金中的相相的分类、影响相结构的因素3.2合金的相结构固溶体、金属化合物3.3二元合金相图的建立二元相图的表示方法、二元合金相图的测定方法、相律及杠杆定律3.4匀晶相图及固溶体的结晶相图分析、固溶体合金的平衡结晶过程、固溶体的不平衡结晶、区域偏析和区域提纯、成分过冷及其对晶体成长形状和铸锭组织的影响3.5共晶相图及其合金的结晶2
2 重点：本课程的主要内容 难点：学习方法 要求：了解材料科学在国民经济中的地位与作用和材料科学的发展简史,掌 握本课程的主要内容和学习方法. 1 金属的晶体结构 内容： 1.1 金属 1.2 金属的晶体结构 1.3 实际晶体的晶体结构 重点：金属原子的结构特点和结合能; 空间点阵及有关概念，晶向、晶面 指数的标定，典型金属的晶体结构; 位错等有关基本概念，点缺陷的平衡性质， 位错的运动与晶体滑移的关系，位错的性质，柏氏矢量的性质与应用，位错反 应与位错的增殖，点缺陷的平衡性质，晶界的结构与特性。 难点：金属原子的结构特点和结合能; 六方晶系布拉菲指数标定，原子的 堆垛方式;线缺陷，位错模型，位错的应力场，不全位错的原子模型。 要求：理解和掌握材料的结合方式，晶体学基础，材料的晶体结构，晶体 缺陷（点缺陷，线缺陷，面缺陷）。 2 纯金属的结晶 2.1 金属结晶的现象 2.2 金属结晶的热力学条件 2.3 金属结晶的结构条件 2.4 晶核的形成 2.5 晶核长大 2.6 金属铸锭的组织与缺陷 重点：金属结晶的微观过程；结晶的热力学条件的推导、有关过冷的概念、 金属凝固的条件；有关近程有序、远程有序和相起伏的概念；晶核形成的条件； 形核规律；固液界面的几种微观结构、晶体长大的机制、树枝状晶的形成机理； 结晶理论应用；铸锭的组织形态和特点、铸锭缺陷的种类和形成原因。 难点：与临界晶核半径、形核率、形核功有关参数的推导；螺型位错长大 机制、控制长大速度的措施；铸锭组织的控制。 要求：理解和掌握纯金属的结晶过程，结晶的热力学条件，形核规律，长 大规律，结晶理论的实际应用。 3 二元合金的相结构与结晶 3.1 合金中的相 相的分类、影响相结构的因素 3.2 合金的相结构 固溶体、金属化合物 3.3 二元合金相图的建立 二元相图的表示方法、二元合金相图的测定方法、相律及杠杆定律 3.4 匀晶相图及固溶体的结晶 相图分析、固溶体合金的平衡结晶过程、固溶体的不平衡结晶、区域偏析 和区域提纯、成分过冷及其对晶体成长形状和铸锭组织的影响 3.5 共晶相图及其合金的结晶
相图分析、典型合金的平衡结晶及其组织、不平衡结晶及组织、比重偏析和区域偏析3.6包晶相图及其合金的结晶相图分析、典型合金的平衡结晶及组织、不平衡结晶及组织、包晶转变的实际应用3.7其它类型的二元合金相图组元间形成化合物的相图、偏晶、熔晶和合晶相图、具有固态转变的二元合金相图3.8二元相图的分析和使用相图分析步骤、应用相图时要注意的问题、根据相图判断合金的性能重点：各种相的概念及其分类方法：二元相图的建立及含义：相律与杠杆定律；匀晶转变、固溶体的结晶过程与偏析：共晶转变及其结晶组织；包晶转变及其结晶组织：偏晶相图、熔晶相图和合晶相图的特点，共析转变和包析转变及其结晶组织；相图中的几何规律，相图的分析方法，利用相图判断材料的性能。难点：中间相的结构及其区别：二次杠杆的应用：相图的热力学原理；不平衡凝固与偏析、成分过冷对组织的影响；利用相图判断材料的性能；不平衡凝固与偏析；利用相图判断材料的性能：包晶转变的实际应用：利用相图判断材料的性能；复杂二元相图分析；利用相图判断材料的性能。要求：理解和掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图的分析与使用，铁碳相图和铁碳合金。4铁碳合金4.1铁碳合金的组元及基本相纯铁、渗碳体的概念，铁的同素异晶转变，铁素体、奥氏体、渗碳体的晶体结构4.2Fe一Fe3C相图分析相图中的点、线、区及其意义、包晶转变、共晶转变、共析转变、三条重要的特性曲线4.3铁碳合金的平衡结晶过程及组织のC=0.01%的工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁4.4含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响对平衡组织的影响、对机械性能的影响、对工艺性能的影响4.5钢中的杂质元素及钢锭组织钢中的杂质元素及其影响、钢锭的组织及其宏观缺陷重点：铁的同素异晶转变及其晶体结构，铁素体、奥氏体、渗碳体的晶体结构及其性能；铁碳合金相图及其各点、线、区的名称及含义，包晶转变、共晶转变和共析转变的条件及其组织，GS线、ES线和PQ线的含义及应用；铁碳相图中典型合金的凝固过程、组织特点及其相与组织组成物的相对量计算：含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响：锰、硅、硫、磷、氮、氢、氧对铁碳组织和性能的影响，钢锭组织的组成。难点：渗碳体的晶体结构：铁碳合金相与组织组成物的相对量计算；钢锭组织中的宏观缺陷及其形成因素。3
3 相图分析、典型合金的平衡结晶及其组织、不平衡结晶及组织、比重偏析 和区域偏析 3.6 包晶相图及其合金的结晶 相图分析、典型合金的平衡结晶及组织、不平衡结晶及组织、包晶转变的 实际应用 3.7 其它类型的二元合金相图 组元间形成化合物的相图、偏晶、熔晶和合晶相图、具有固态转变的二元 合金相图 3.8 二元相图的分析和使用 相图分析步骤、应用相图时要注意的问题、根据相图判断合金的性能 重点：各种相的概念及其分类方法；二元相图的建立及含义；相律与杠杆 定律；匀晶转变、固溶体的结晶过程与偏析；共晶转变及其结晶组织；包晶转 变及其结晶组织；偏晶相图、熔晶相图和合晶相图的特点，共析转变和包析转 变及其结晶组织；相图中的几何规律，相图的分析方法，利用相图判断材料的 性能。 难点：中间相的结构及其区别；二次杠杆的应用；相图的热力学原理；不 平衡凝固与偏析、成分过冷对组织的影响；利用相图判断材料的性能；不平衡 凝固与偏析；利用相图判断材料的性能；包晶转变的实际应用；利用相图判断 材料的性能；复杂二元相图分析；利用相图判断材料的性能。 要求：理解和掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图的分 析与使用，铁碳相图和铁碳合金。 4 铁碳合金 4.1 铁碳合金的组元及基本相 纯铁、渗碳体的概念，铁的同素异晶转变，铁素体、奥氏体、渗碳体的晶 体结构 4.2 Fe－Fe3C 相图分析 相图中的点、线、区及其意义、包晶转变、共晶转变、共析转变、三条重 要的特性曲线 4.3 铁碳合金的平衡结晶过程及组织 ωC＝0.01％的工业纯铁、共析钢、亚共析钢、过共析钢、共晶白口铁、亚 共晶白口铁、过共晶白口铁 4.4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响 对平衡组织的影响、对机械性能的影响、对工艺性能的影响 4.5 钢中的杂质元素及钢锭组织 钢中的杂质元素及其影响、钢锭的组织及其宏观缺陷 重点：铁的同素异晶转变及其晶体结构，铁素体、奥氏体、渗碳体的晶体 结构及其性能；铁碳合金相图及其各点、线、区的名称及含义，包晶转变、共 晶转变和共析转变的条件及其组织，GS 线、ES 线和 PQ 线的含义及应用；铁碳 相图中典型合金的凝固过程、组织特点及其相与组织组成物的相对量计算；含 碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响；锰、硅、硫、磷、氮、氢、氧对铁碳 组织和性能的影响，钢锭组织的组成。 难点：渗碳体的晶体结构；铁碳合金相与组织组成物的相对量计算；钢锭 组织中的宏观缺陷及其形成因素
要求：理解和掌握铁碳合金的基本组成、铁碳合金相图及其转变过程、铁碳合金的结晶过程及其组织、元素对铁碳合金结晶过程及其组织的影响。5三元合金相图5.1三元合金相图的表示方法成分三角形、在成分三角形中具有特定意义的直线5.2三元系平衡相的定量法则直线法则和杠杆定律、重心法则5.3三元匀晶相图相图分析、三元固溶体合金的结晶过程、等温截面、变温截面、投影图5.4三元共晶相图组元在固态完全不溶的共晶相图、组元在固态有限溶解，具有共晶转变的相图5三元相图总结5.5三元系的两相平衡、三元系的三相平衡、三元系的四相平衡、相区接触法则5.6三元合金相图应用举例Fe-C-Si三元系变温截面、Fe-C-Cr三元系等温截面、Al-Cu-Mg三元系液相面投影图重点：成分三角形的建立和应用；直线法则与重心定律；材料的凝固过程分析，投影图的建立及其应用；三元共晶相图的应用；材料的凝固过程分析；投影图的建立及其应用：立体图中的三相平衡转变和四相平衡转变特征：三元系反应类型的判断；相区接触法则：材料的凝固过程分析。难点：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程：三元共晶相图立体图形与凝固过程分析：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；利用全方位投影图分析特定成分材料的凝固过程。要求：主要讲述三元相图的成分表示法，三元系平衡转变的定量法则，三元匀晶相图，三元共晶相图，三元相图的四相平衡转变，具有化合物的三元相图，三元相图应用举例。6金属及合金的塑性变形与断裂6.1金属的变形特性应力一应变曲线、真应力一真应变曲线、金属与合金的弹性变形6.2单晶体的塑性变形滑移、李生6.3多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形过程、晶粒大小对塑性变形的影响6.4合金的塑性变形单相固溶体的塑性变形、多相合金的塑性变形6.5塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变形对组织结构的影响、塑性变形对金属性能的影响、残余应力6.6金属的断裂断裂分类、微孔聚集型断裂、解理断裂、沿晶断裂、影响材料断裂的基本因素、断裂韧性及其应用重点：金属塑性变形的过程，弹性变形的微观现象；滑移和李生的产生；滑移特征；典型的滑移系；滑移的分类及滑移的痕迹；塑性变形的位错机制4
4 要求：理解和掌握铁碳合金的基本组成、铁碳合金相图及其转变过程、铁 碳合金的结晶过程及其组织、元素对铁碳合金结晶过程及其组织的影响。 5 三元合金相图 5.1 三元合金相图的表示方法 成分三角形、在成分三角形中具有特定意义的直线 5.2 三元系平衡相的定量法则 直线法则和杠杆定律、重心法则 5.3 三元匀晶相图 相图分析、三元固溶体合金的结晶过程、等温截面、变温截面、投影图 5.4 三元共晶相图 组元在固态完全不溶的共晶相图、组元在固态有限溶解，具有共晶转变的 相图 5.5 三元相图总结 三元系的两相平衡、三元系的三相平衡、三元系的四相平衡、相区接触法 则 5.6 三元合金相图应用举例 Fe-C-Si 三元系变温截面、Fe-C-Cr 三元系等温截面、Al-Cu-Mg 三元系液相 面投影图 重点：成分三角形的建立和应用；直线法则与重心定律；材料的凝固过程 分析，投影图的建立及其应用；三元共晶相图的应用；材料的凝固过程分析； 投影图的建立及其应用；立体图中的三相平衡转变和四相平衡转变特征；三元 系反应类型的判断；相区接触法则；材料的凝固过程分析。 难点：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；三元共晶相图立体图形 与凝固过程分析；利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；利用全方位投影 图分析特定成分材料的凝固过程。 要求：主要讲述三元相图的成分表示法，三元系平衡转变的定量法则，三 元匀晶相图，三元共晶相图，三元相图的四相平衡转变，具有化合物的三元相 图，三元相图应用举例。 6 金属及合金的塑性变形与断裂 6.1 金属的变形特性 应力－应变曲线、真应力－真应变曲线、金属与合金的弹性变形 6.2 单晶体的塑性变形 滑移、孪生 6.3 多晶体的塑性变形 多晶体的塑性变形过程、晶粒大小对塑性变形的影响 6.4 合金的塑性变形 单相固溶体的塑性变形、多相合金的塑性变形 6.5 塑性变形对金属组织和性能的影响 塑性变形对组织结构的影响、塑性变形对金属性能的影响、残余应力 6.6 金属的断裂 断裂分类、微孔聚集型断裂、解理断裂、沿晶断裂、影响材料断裂的基本 因素、断裂韧性及其应用 重点：金属塑性变形的过程，弹性变形的微观现象；滑移和孪生的产生； 滑移特征；典型的滑移系；滑移的分类及滑移的痕迹；塑性变形的位错机制；
李生变形特点：临界分切应力；多晶体变形的特点：合金变形的特点：塑性变形对材料组织和性能的影响；金属强化的位错解释；残余应力的类型及特点；常见断裂类型的形成机理、断裂过程和断口形貌。难点：等效滑移系的确定；金属强化的位错解释；断裂韧性的应用。要求：理解和掌握金属的变形特点，单晶体的塑变，多晶体的塑变，塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释，断裂。7金属及合金的回复与再结晶7.1形变金属与合金在退火过程中的变化显微组织的变化、储存能及内应力的变化、机械性能的变化、其他性能的变化、亚晶粒尺寸7.2回复退火温度和时间对回复过程的影响、回复机理、亚结构的变化、回复退火的应用7.3再结晶再结晶晶核的形成与长大、再结晶温度及其影响因素、再结晶晶粒大小的控制7.4晶粒长大晶粒的正常长大、晶粒的反常长大、再结晶退火后的组织7.5金属的热加工金属的热加工与冷加工、动态回复与动态再结晶、热加工后的组织与性能重点：冷变形金属在加热时的组织与性能变化：回复的概念：回复的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；材料亚结构的变化；再结晶的概念；再结晶的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用：再结晶晶粒大小的影响因素：临界变形度及对再结晶晶粒大小的影响：临界变形量的意义与应用；正常长大与异常长大；长大的驱动力和机制；热加工与冷加工的概念；动态回复与动态再结晶的过程、特点和机制；热加工过程中组织与性能变化。难点：多边形化：位错攀移和滑移的过程：再结晶形核机制：再结晶过程的驱动力：回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别：动态回复与动态再结晶的机制：纤维组织和带状组织对性能的影响及其应用。要求：主要讲述金属及合金在退火过程中的变化，回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形。8扩散8.1概述扩散现象和本质、扩散机理、固态金属扩散的条件、固态扩散的分类8.2扩散定律菲克第一定律、菲克第二定律、扩散应用举例8.3影响扩散的因素温度、晶体结构、固溶体类型、晶体缺陷、化学成分难点：反应扩散及其溶质浓度分布；菲克第二定律的应用。重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力和机理；扩散定律及其应用；影响扩散的各种因素。要求：理解和掌握扩散的基本定律、扩散的微观机理与现象以及影响扩散的因素。四、课内实践教学要求5
5 孪生变形特点；临界分切应力；多晶体变形的特点；合金变形的特点；塑性变 形对材料组织和性能的影响；金属强化的位错解释；残余应力的类型及特点； 常见断裂类型的形成机理、断裂过程和断口形貌。 难点：等效滑移系的确定；金属强化的位错解释；断裂韧性的应用。 要求：理解和掌握金属的变形特点，单晶体的塑变，多晶体的塑变，塑性 变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释，断裂。 7 金属及合金的回复与再结晶 7.1 形变金属与合金在退火过程中的变化 显微组织的变化、储存能及内应力的变化、机械性能的变化、其他性能的 变化、亚晶粒尺寸 7.2 回复 退火温度和时间对回复过程的影响、回复机理、亚结构的变化、回复退火 的应用 7.3 再结晶 再结晶晶核的形成与长大、再结晶温度及其影响因素、再结晶晶粒大小的 控制 7.4 晶粒长大 晶粒的正常长大、晶粒的反常长大、再结晶退火后的组织 7.5 金属的热加工 金属的热加工与冷加工、动态回复与动态再结晶、热加工后的组织与性能 重点：冷变形金属在加热时的组织与性能变化；回复的概念；回复的驱动 力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；材料亚结构的变化；再结晶的概 念；再结晶的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；再结晶晶粒大 小的影响因素；临界变形度及对再结晶晶粒大小的影响；临界变形量的意义与 应用；正常长大与异常长大；长大的驱动力和机制；热加工与冷加工的概念； 动态回复与动态再结晶的过程、特点和机制；热加工过程中组织与性能变化。 难点：多边形化；位错攀移和滑移的过程；再结晶形核机制；再结晶过程 的驱动力；回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别；动态回复与动态再结 晶的机制；纤维组织和带状组织对性能的影响及其应用。 要求：主要讲述金属及合金在退火过程中的变化，回复，再结晶，晶粒长 大，金属的热变形。 8 扩散 8.1 概述 扩散现象和本质、扩散机理、固态金属扩散的条件、固态扩散的分类 8.2 扩散定律 菲克第一定律、菲克第二定律、扩散应用举例 8.3 影响扩散的因素 温度、晶体结构、固溶体类型、晶体缺陷、化学成分 难点：反应扩散及其溶质浓度分布；菲克第二定律的应用。 重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力和机理；扩散定律及其应 用；影响扩散的各种因素。 要求：理解和掌握扩散的基本定律、扩散的微观机理与现象以及影响扩散 的因素。 四、课内实践教学要求
1.课内实践教学要求实每其实实学他践践组课内实践践内容及要求性时形类人说教学名称数质式型明课绘制立方晶系的晶向和晶面1.习题外课晶面指数和晶向指数的计算和绘2.习题制外课刃型位错柏氏矢量的计算3.习题外课匀晶相图、共晶相图、包晶相图7习题外的绘制和相成分的含量计算课铁碳合金相图的绘制以及相组成5.习题外物和组织组成物的含量计算课在成分三角形中绘制三元合金的6.习题外位置课再结晶温度的估算7.习题外课扩散系数的计算8.习题外课9. 习题外合计*注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。五、学时分配序讲课习题讨论实验主要内容教学手段等号学时课时课时课时21绪论多媒体、图片26多媒体、图片金属的晶体结构310纯金属的结晶多媒体、图片4二元合金的相结构与结晶10多媒体、图片5铁碳合金10多媒体、图片64三元合金相图多媒体、图片7金属及合金的塑性变形与断12多媒体、图片裂88多媒体、图片金属及合金的回复与再结晶96扩散多媒体、图片210总复习小计70706
6 1. 课内实践教学要求 课内实践 教学名称 学 时 内容及要求 实 践 性 质 实 践 形 式 实 践 类 型 每 组 人 数 其 他 说 明 1. 习题 绘制立方晶系的晶向和晶面 课 外 2. 习题 晶面指数和晶向指数的计算和绘 制 课 外 3. 习题 刃型位错柏氏矢量的计算 课 外 4. 习题 匀晶相图、共晶相图、包晶相图 的绘制和相成分的含量计算 课 外 5. 习题 铁碳合金相图的绘制以及相组成 物和组织组成物的含量计算 课 外 6. 习题 在成分三角形中绘制三元合金的 位置 课 外 7. 习题 再结晶温度的估算 课 外 8. 习题 扩散系数的计算 课 外 9. 习题 课 外 合 计 *注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、 验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。 五、学时分配 序 号 主要内容 讲课 学时 习题 课时 讨论 课时 实验 课时 教学手段等 1 绪论 2 多媒体、图片 2 金属的晶体结构 6 多媒体、图片 3 纯金属的结晶 10 多媒体、图片 4 二元合金的相结构与结晶 10 多媒体、图片 5 铁碳合金 10 多媒体、图片 6 三元合金相图 4 多媒体、图片 7 金属及合金的塑性变形与断 裂 12 多媒体、图片 8 金属及合金的回复与再结晶 8 多媒体、图片 9 扩散 6 多媒体、图片 10 总复习 2 小计 70 70
六、本课程与其它相关课程的联系先修课：材料力学、物理化学、金属工艺学等课程。后续课：金属材料学、材料加工原理、金属塑性变形原理、材料表面处理等。为材料专业学生提供材料方面的基本知识和基本实验方法的训练，为后续专业课程的学习打下牢固的基础，同时通过实验研究与训练为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论和实践基础。七、考核方式本课程为考试课，其中：（1）平时考核：20%（2）期末考核：80%八、建议教材和教学参考书【1]】束德林.工程材料力学性能（第2版），北京：机械工业出版社，2007.5.[2】郑修麟.材料的力学性能（第2版）.西安：西北工业大学出版社，2000.4.[3］孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.6.[4]】戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991制定：金属材料工程教研室执笔人：李美霞审定人：郑立允制定时间：2013年8月7
7 六、本课程与其它相关课程的联系 先修课：材料力学、物理化学、金属工艺学等课程。 后续课：金属材料学、材料加工原理、金属塑性变形原理、材料表面处理 等。为材料专业学生提供材料方面的基本知识和基本实验方法的训练，为后续 专业课程的学习打下牢固的基础，同时通过实验研究与训练为将来从事材料的 研究与开发打下坚实的理论和实践基础。 七、考核方式 本课程为考试课，其中： （1）平时考核：20% （2）期末考核：80% 八、建议教材和教学参考书 [1] 束德林.工程材料力学性能（第 2 版），北京：机械工业出版社， 2007.5. [2] 郑修麟.材料的力学性能（第 2 版）.西安：西北工业大学出版 社,2000.4. [3] 孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003.6. [4] 戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991 制 定：金属材料工程教研室 执 笔 人：李美霞 审 定 人：郑立允 制定时间：2013 年 8 月
《材料现代分析方法》教学大纲课程编号：C050130613课程名称：材料现代分析方法课程类型：专业基础课英文名称：AdvancedAnalysisMethodsforMaterials适用专业：金属材料工程总学时：40学分：2.5一、本课程的性质、目的及任务性质：《材料现代分析方法》是金属材料工程专业的一门专业基础课程，在金属材料工程专业的教学中有着重要地位。它具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。目的：通过本课程的学习，要求学生掌握X射线衍射分析、电子显微分析、电子能谱分析、等测试技术的基本原理、仪器构造、工作原理及其在材料科学中的应用，具有正确选择材料分析方法的能力。任务：使学生掌握专业从事材料分析测试工作的初步基础；具备通过继续学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力，培养学生正确选用现代分析技术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。二、课程教学的基本要求1、了解X射线衍射、电子显微分析技术等在材料科学中的应用。2、掌握X射线衍射和各种电子显微分析技术的原理及所能解决的问题。3、正确地运用现代分析技术开展有关的科学研究。三、课程教学内容1.绪论内容：1.1学习材料现代分析方法的意义与重要性1.2现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同1.3常用的材料现代分析方法重点：材料现代分析方法的意义、重要性难点：常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同要求：掌握材料现代分析方法的意义、重要性，理解常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同，了解材料现代分析方法在材料科学发展过程中的重要性。2.X射线物理学基础内容：2.1X射线的性质2.2X射线的产生及X射线谱2.3X射线与物质的相互作用8
8 《材料现代分析方法》教学大纲 课程编号：C050130613 课程名称：材料现代分析方法 课程类型：专业基础课 英文名称：Advanced Analysis Methods for Materials 适用专业：金属材料工程 总 学 时：40 学 分：2.5 一、本课程的性质、目的及任务 性质：《材料现代分析方法》是金属材料工程专业的一门专业基础课程， 在金属材料工程专业的教学中有着重要地位。它具有实用性强、理论和实践结 合、软硬件结合等特点。 目的：通过本课程的学习，要求学生掌握 X 射线衍射分析、电子显微分析、 电子能谱分析、等测试技术的基本原理、仪器构造、工作原理及其在材料科学 中的应用，具有正确选择材料分析方法的能力。 任务：使学生掌握专业从事材料分析测试工作的初步基础；具备通过继续 学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力，培养学生正确选用现代分析技 术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。 二、课程教学的基本要求 1、了解 X 射线衍射、电子显微分析技术等在材料科学中的应用。 2、掌握 X 射线衍射和各种电子显微分析技术的原理及所能解决的问题。 3、正确地运用现代分析技术开展有关的科学研究。 三、课程教学内容 1. 绪论 内容： 1.1 学习材料现代分析方法的意义与重要性 1.2 现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同 1.3 常用的材料现代分析方法 重点：材料现代分析方法的意义、重要性 难点：常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同 要求：掌握材料现代分析方法的意义、重要性，理解常用的现代分析方法与传统的显 微组织结构、化学成分分析方法的不同，了解材料现代分析方法在材料科学发展过程中的 重要性。 2. X 射线物理学基础 内容： 2.1 X 射线的性质 2.2 X 射线的产生及 X 射线谱 2.3 X 射线与物质的相互作用