金属材料学课程教学大纲

《金属材料学》课程教学大纲

（06级）

编号：40083060

英文名称：Metal Material

适用专业：金属材料工程

责任教学单位：材料系金属材料工程教研室

总学时：42（其中实验学时4）

学分：3

考核形式：考试

课程类别：专业课

修读方式：必修

教学目的：《金属材料学》是一门综合性、应用性较强的专业必修课。它建立在材料科学基础、金属热处理原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及典型金属材料的成分、工艺、组织和性能的关系。通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生掌握有关金属材料的知识，同时也培养学生选择和应用金属材料的能力。

主要教学内容及要求：

绪论：

了解金属材料在国民经济中的地位与作用；金属材料的发展概况；本课程的性质、地位和任务。

一．钢的合金化原理

1．了解钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体；碳（氮）化合物；

2．了解合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响。

3．了解钢的分类、编号方法。

4．掌握合金元素在钢加热中的作用，合金元素对过冷奥氏体转变动力曲线的影响。

5．掌握合金元素在淬火马氏体回火中的作用，合金元素对力学性能的影响以及有关强韧化问题。

6．掌握合金元素对钢工艺性能的影响，合金元素对淬透性的影响。

7．了解微量元素在钢中的作用。

二．工程构件用钢

1．了解工程构件用钢的服役条件及性能要求。

2．掌握普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化）钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢。

3．了解提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、合金化等。了解工程构件用钢的发展趋势。

三．机器零件用钢

1．了解机器零件用钢一般性能要求概述。

2．掌握常用机器零件用钢：调质钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、（低淬钢）等合金化原则和性能及其典型钢种。

3．了解超高强度钢

4．了解典型机器零件用钢的选材思路和发展。

四．工具用钢

1．了解工具用钢的合金化、组织性能的特点、分类。

2．掌握刃具的服役条件和性能要求，碳素刃具钢和合金刃具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。掌握高速钢的合金化、组织、性能、工艺过程、典型钢种。

3．掌握冷作模具的服役条件和性能要求，冷作模具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。

4．掌握热作模具的服役条件和性能要求，热作模具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。

5．了解量具用钢

五．不锈钢

1．掌握提高钢抗蚀性的途径、对不锈钢组织、性能的要求、不锈钢的合金化。

2．掌握铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的成分、性能及热处理特点3．了解复相不锈钢，沉淀、硬化型不锈钢及微量元素的作用。

六．耐热钢

1．了解热稳定性与钢的成分、组织关系、热强钢的合金化、珠光体型热强钢

2．了解马氏型热强钢、奥氏体型热强钢、高温合金。

七．铸铁

1．了解铸铁特点、分类及应用。

2．了解铸铁的石墨化、石墨形态和基体组织对性能影响。

3．掌握灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁的性能、应用及铸铁的热处理。

4．了解特殊性能铸铁

八．有色金属及其合金

1．了解铝的性质、铝的强化方法、铝的合金化、典型的铝合金二元相图、铝合金分类，铝合金的热处理

2．掌握主要铝合金的组织、性能、特点及用途。

3．了解铜的特性、杂质对纯铜的影响，掌握铜合金分类、黄铜、青铜的成分、特性、用途。

4．了解滑动轴承

九．新型金属材料

了解一些典型的新金属材料特点及其发展方向

本课程与其他课程的联系与分工：本课程应在< 《材料科学基础》、《材料工程基础》、《材料性能学》、《热处理原理》等课程后开设。讲授时应结合材料科学基础、热处理原理等基本知识，综合地分析问题，采用启发式教学以培养学生掌握应用专业知识进行综合分析的思路与方法。

学时分配表：

实验要求：

第一次实验

实验的名称：热处理对合金结构钢的组织与硬度的影响

实验的目的：通过实验进一步掌握调质结构钢中铬的作用；熟悉最常用的调质结构钢之一—35CrMo(40Cr)钢——在热处理后的组织与硬度。

实验的内容和要求：本实验所用材料为35(40)钢和35CrMo(40Cr)钢，将两种钢的试样进行平行试验，进行系列热处理对比，将热处理后试样先测硬度，然后制备金相试样进行观察分析。

使用的设备和仪器：箱式热处理炉、硬度计、金相显微镜。

第二次实验

实验的名称：典型金属材料的显微组织观察

实验的目的：观察典型金属材料的组织，分析这些材料的组织和性能的关系及其应用。

实验的内容和要求：观察调质钢、高速钢、不锈钢、铝合金、铜合金、铸铁的金相组织，画出各样品的显微组织示意图，并标明各种组织组成物的名称。

使用的设备和仪器：金相显微镜。

编制：庞国星审核：李艳霞