金属材料学教学大纲

金属材料学

(Science of Metal Materials)

课程编号：07171390

学分：3

学时： 48 （其中：讲课学时：38 课堂讨论学时：10 ）

先修课程：金属学、热处理原理、热处理工艺、工程材料力学性能

适用专业：金属材料工程、材料成型加工、冶金专业。

教材：戴起勋主编.金属材料学.北京：化学工业出版社，2005.9

开课学院：材料科学与工程学院

一、课程的性质与任务：

《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业必修课。在金属学、金属组织控制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金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。

二、课程的基本内容及要求

绪论（金属材料的过去、现在和将来）：

1．教学内容

（1）金属材料发展简史

（2）现代金属材料

（3）金属材料的可持续发展与趋势

2．基本要求

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和本课程的性质、地位和任务。

第一章钢的合金化概论

1．教学内容

（1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布；

（2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变；

（3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化；

（4）合金元素对钢工艺性能的影响；

（5）微量元素在钢中的作用

（6）金属材料的环境协调性设计基本概念；

（7）钢的分类、编号方法。

2．基本要求

（1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法

（3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响

（4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律

（5）理解微量元素在钢中的作用

（6）了解材料的环境协调性设计基本概念

第二章工程构件用钢

1．教学内容

（1）工程构件用钢的服役条件及性能要求

（2）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）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

2．基本要求

（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）理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

第三章机器零用钢

1．教学内容

（1）机器零件用钢一般性能要求

（2）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、非调质钢等合金化原则和性能及其典型钢种（3）（超高强度钢简介）

（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展

2．基本要求

（1）掌握机器零件用钢一般服役条件及性能要求

（2）掌握常用机器零件用钢的合金化原则和性能及其典型钢种

（3）了解超强度钢

（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展

第四章工模具用钢

1．教学内容

（1）工具用钢的合金化、组织性能的特点及分类

（2）低合金刃具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。

（3）高速钢的合金化、组织、性能、工艺过程、典型钢种

（3）冷作模具钢的性能要求、合金化、热处理特点及典型钢种

（4）热作模具钢的性能要求、合金化、热处理特点及典型钢种

（5）其他工具用钢

2．基本要求

（1）理解工具用钢的合金化、组织性能的特点

（2）掌握低合金工具钢的合金化，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、热模具服役条件、性能要求和钢的合金化、热处理之间的关系（4）了解冷、热模具钢的典型钢种

（5）了解其他工具用钢

第五章不锈钢

1．教学内容

（1）提高钢的抗蚀性途径，对不锈钢组织、性能的要求和不锈钢的合金化

（2）铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的成分及性能特点

2．基本要求

（1）掌握提高钢的抗蚀性途径，对不锈钢组织、性能的要求和不锈钢的合金化（2）掌握铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢成分及性能特点

第六章耐热钢

1.教学内容

（1）热稳定性与钢的成分、组织关系，热强钢的合金化

（2）珠光体型热强钢，马氏型热强钢成分设计及性能特点

2.基本要求

（1）理解温度对钢组织性能的影响及耐热钢合金化设计思路

（2）了解珠光体型热强钢、马氏型热强钢成分及性能特点

第六章铸铁

1．教学内容

（1）铸铁特点、分类及应用；

（2）铸铁的石墨化，石墨形态和基体组织对性能影响；

（3）灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁等铸铁的性能、应用；

（4）铸铁的热处理。

2．基本要求

（1）理解铸铁特点、分类及应用；

（2）理解铸铁的石墨化，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、应用和铸铁的热处理特点；

（4）了解特殊性能铸铁

第七、八、九、十、十一章有色金属合金

1．教学内容

（1）铝的性质及强化方法和合金化

（2）典型的铝合金二元相图、铝合金分类和强化方法

（3）主要铝合金的组织、性能、特点及用途

（4）黄铜、青铜的成分、特性、用途

（5）钛合金和镁合金的特性、用途

2．基本要求

（1）了解铝的性质、合金化、铝合金分类和强化方法

（2）掌握主要铝合金的组织、性能、特点及用途

（3）掌握黄铜与青铜的成分、特性、用途

（4）了解钛合金和镁合金的特性、用途

第十二、十三章新型金属材料

1．教学内容

（1）形状记忆合金：镍基、铜基、铁基形状记忆合金特点与应用

（2）其它金属功能材料