焊接结构课程教学大纲

《金属材料》课程教学大纲

课程简介：

本课程是机械设计制造及其自动化、过程装备与控制工程、热能与动力工程、理论与应用力学专业的技术基础课程之一。其目的是使学生获得有关工程结构和机械零件常用的金属材料和非金属材料的基本理论和性能特点，并使其初步具备合理选择与使用材料、正确制定零件的冷热加工工艺路线的能力。

本课程主要担负着以下几方面的任务：使学生掌握金属及合金的成分组织结构与性能之间的关系及其变化规律；学会分析铁碳合金状态图，从而掌握钢铁的成分、组织和性能的关系，为合理选用钢铁材料打下一定的基础；了解钢铁热处理概念和工艺，掌握钢——热处理——组织——性能之间的关系，为合理选用热处理工艺打下必要的基础；在金属材料方面应掌握常用金属材料的工业牌号、热处理工艺及用途，为合理选用金属材料打下一定的基础；对非金属材料性能和用途作一般性的了解。

在学习本课程前应先完成金工实习。本课程可为后续相关的专业课程设计服务。学生通过学习该课程后可掌握有关工程材料的性质、加工性以及热处理工艺等方面的基础知识。

一、课程教学内容及教学基本要求

绪论

本章重点：熟悉本课程的内容、要求及学习方法

第一节、工程材料在近代工业中的地位和作用及与本专业的关系；

第二节、本课程的内容；

第三节、本课程的教学目的，要求和学习方法。

本节要求了解(考核概率20%)

第一章金属的晶体结构与结晶

本章重点：晶体的基本概念；影响晶核形成和长大的因素及细化晶粒的方法。难点：常见金属的晶体结构及纯金属的实际结构。

第一节纯金属的晶体结构

一、晶体的基本概念

晶格、晶胞、晶格常数

二、常见金属的晶体结构类型

体心、面心、密排六方晶格

本节要求理解(考核概率60%)，作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第二节纯金属的实际结构与晶体缺陷

一、单晶体与多晶体

二、晶体缺陷

空位与间隙原子，位错、晶界和亚晶界

本节要求理解(考核概率60%)，作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第三节纯金属的结晶

一、结晶的基本概念

过冷现象，过冷度、冷却曲线

二、结晶过程的基本规律

形核、核长大

三、影响晶核形成和长大的因素

过冷度、变质处理，获得细晶粒金属的方法

本节要求理解(考核概率80%)，作业布置二道题，要求通过作业理解所学内容；

第二章二元合金的相结构与相图

本章重点：掌握合金相结构的基本类型；熟悉状态图的建立及用途。难点：掌握二元合金状态图的基本类型。

第一节合金的晶体结构

一、合金的定义和实用意义，组元、相和组织

二、合金相结构的基本类型

固溶体(置换式、间隙式、溶质、溶剂、固溶度)

化合物

本节要求理解(考核概率60%)，作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第二节二元合金状态图

一、状态图的建立，状态图的用途

二、二元合金状态图的基本类型

匀晶相图(相图分析，结晶过程，晶内偏析)

共晶状态图(相图分析，结晶过程，共晶反应，二次相的析出，比重偏析) 本节要求理解(考核概率60%)；作业布置二道题，要求通过作业理解所学内容；

三、二元合金相图与合金性能的关系

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第三章铁碳合金

本章重点：纯铁的同素异构转变；铁碳合金中的相结构与性能；碳钢的牌号及用途。难点：铁碳合金状态图并利用状态图对典型合金的结晶过程进行分析。

第一节纯铁的同素异构转变与铁碳合金中的相

一、纯铁的同素异构转变

二、铁碳合金中的相结构(铁素体、奥氏体、渗碳体)与性能

本节要求掌握(考核概率90%)；作业布置二道题，要求通过作业理解所学内容；

第二节铁碳合金相图

一、相图分析，共析反应、共晶反应

二、典型合金结晶过程分析

本节要求掌握(考核概率90%)；作业布置五道题，要求通过作业理解所学内

第三节碳钢

一、碳钢的分类、编号

二、碳钢的成分、组织与性能的关系

三、碳钢的用途

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置二道题，要求通过作业理解所学内容；

第四章金属的塑性变形与再结晶

本章重点：加工硬化现象；冷变形与热变形的区别。难点：冷变形金属在加热过程中组织与性能的变化。

第一节金属的塑性变形

一、单晶体塑性变形

滑移的一般概念，金属塑性变形的实质

二、多晶体塑性变形

晶粒间位向的影响，晶界的影响，晶粒大小对金属变形的影响

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第二节冷塑性变形对金属组织和性能的影响

一、加工硬化

二、纤维组织，织构

本节要求理解(考核概率90%)；作业布置二道题，要求通过作业理解所学内容；

第三节冷塑性变形金属在加热过程中组织与性能的变化

一、回复及其对金属组织和性能的影响

二、再结晶

再结晶温度

再结晶对金属组织和性能的影响

本节要求理解(考核概率80%)；作业布置二道题，要求通过作业理解所学内

第四节金属的热变形

一、金属的热变形与冷变形的区别

二、金属经热变形后组织和性能的变化

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第五章钢的热处理

本章重点：掌握钢在加热时的组织转变过程；掌握钢在冷却转变时的产物及转变曲线；熟悉钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺及应用。难点：钢的淬透性概念、影响因素及与淬硬性的区别。

第一节概述

热处理的定义、目的和分类及在工业中的应用

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第二节钢在加热时的转变

一、奥氏体的形成

二、奥氏体晶粒度及其影响因素

本节要求理解(考核概率60%)；作业布置一道题，要求通过作业理解所学内容；

第三节钢在冷却时的转变

一、奥氏体等温转变曲线

二、奥氏体等温转变产物的组织特征与性能

珠光体、上贝氏体、下贝氏体、

三、奥氏体连续冷却转变曲线

四、马氏体的转变

马氏体的组织结构与性能

本节要求掌握(考核概率80%)；作业布置五道题，要求通过作业理解所学内容；