工程材料学(双语)
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实验一： 有色金属的显微结构观察 实验二：测定热处理对高速钢的显微组织和硬度的作用 实验三：铸铁显微组织的观察
教学方法
双语教学（ Bilingual Language Teaching ）
定义：
双语和双语教学的界定是将学生的外语或第二语言，通过 教学和环境，经过若干阶段的训练，使之能代替，或接近母语 的表达水平。
Principal alloying elements
Si
﹡second-phase strengthening ﹡Al-Si cast alloys (wSi=10-13%) ﹡Si+Mg→Mg2Si precipitate (wSi=1.0-1.2%) Zn ﹡ high solubility——solid solution strengthening ﹡wZn=0.4-0.8%——strength, corrosion resistance ﹡precipitate-forming element in multi-component alloys ——precipitation strengthening Li ﹡ density， elastic modulus ﹡Al3Li ordering precipitate phase——precipitation strengthening; wLi≤3.0% in Al-Li alloys
Al alloys
Characteristics of Pure aluminum
ρ=2.7g/cm3—— light weight alloy T=660℃； Atomic structure
3 valence electrons in the outermost electronic shell——good electrical and thermal conductivity Unit cell FCC ——excellent ductility and formability, Excellent corrosion resistance
Bilingual Language Teaching
工程材料学 Engineering Materials
2012. 11
提要
教学目的 教学内容及重点
教学方法
使用教材
教学目的
材料成分——组织——性能——用途关系； 掌握常用金属材料的基本理论知识，具有对给定
零件选择合适钢种和热处理工艺的初步能力；
Category
Metallic materials Ferrous alloys
Iron-based alloys
Nonferrous alloys
Non-iron-based alloys
Wrought iron Steel Cast iron etc.
Aluminum Copper, etc
Classification of Al alloys
Cast Al alloys Wrought Al alloys
﹡heat treatable Al alloys ﹡non-heat-treatable Al alloys
Codes of Al alloys
Abroad
1XXX 2XXX 3XXX 4XXX 5XXX 6XXX 7XXX
回归再时效应用举例
如Al-Zn-Mg-Cu系的7075合金，用单极峰值时效(T6)可达
Al-Mg-Si Al-Mg-Si-Cu Al-Cu-Mg-Fe-Ni
Al-Zn
Heat treatment of Al alloys
Annealing
﹡Recrystallization annealing（full annealing） relieve work hardenging——ductility ﹡Low temperature annealing relieve internal stress——modestly ductility—— generally 180~300℃ ﹡Homogenization annealing (diffusion annealing) relieve composition segregation and internal stress Solid solution heat treatment
Category
Property Polyphase alloys Single-phase alloys
Age Dispersion Martensite Cold-working RecrystallizationSolid-solution hardening hardening reaction (冷加工、冷作) (再结晶) strengthening
通过双语教学培养学生准确理解本专业外文科技
文献的能力，为后续专业知识的拓广奠定必要的
基础。
教学内容及重点
课堂教学（34学时）
Chapter 7： Nonferrous Alloys （7学时） Chapter 8： Plain-carbon and Low-alloy Steels （18学时） Chapter 9： High-Alloy Steels（9学时） 实验环节（6学时）
Principal alloying elements
Cu
﹡Solid solution strengthening; precipitate hardening ﹡Ambient-temperature Strength; heat resistance ﹡principal alloying element in high-strength Al alloys and heat-resistant Al alloys Mg ﹡Solid solution strengthening ﹡Strength, density, corrosion resistance Mn ﹡Electro chemical characteristics of MnAl6 in Al-Mn alloy is similar to that of Al—— corrosion resistance ﹡Corrosion-resistant Aluminum alloys; wMn≤2%
◆ 材质低劣：冶炼、铸造、锻造、轧制中的缺陷
失效类型
◆ 变形：弹性、塑性、蠕变
◆ 断裂：塑性、脆性、疲劳、蠕变断裂
◆ 腐蚀：点、缝隙、应力腐蚀、氢脆、腐蚀疲劳 ◆ 磨损：粘着、磨粒、接触疲劳、微动、气蚀
工程材料的选用原则
使用性能选材原则
金属的力学性能（强度、塑性、硬度、疲 劳、 腐蚀性）、物理性能、化学性能
Richard A. Flinn, Paul K. Trojan
John Wiley &Sons, INC.
参考教材：
《工程材料学》，哈尔滨工业大学 王晓敏主编， 机械工业出版社，1998.
工程材料概述
工程材料分类
工程材料的失效原因及类型
工程材料的选用原则
工程材料分类
工程材料
金属材料
工艺性能选材原则
铸造、锻造、焊接性能、热处理工艺性能
经济性原则
Chapter 7
Nonferrous alloys: Aluminum, Magnesium, Copper, Nickel, Titanium, Zinc and others
Vocabulary
hang gliding: n. 悬挂式滑翔，乘风滑翔
glider: n. 滑翔机 rib: n. 肋,筋条;肋状物，起肋作用的东西 structure: n.结构,构造 mechanical: 机械学的; 力学的; 物理上的 processing: n. (数据)处理, 加工工艺(生产
方法)设计, 工艺过程
Vocabulary
specification: n.详述, [常 pl.] 规格, 说明书,
陶瓷材料
高分子材料 复合材料
金属材料
黑色金属材料 铸铁 钢 有色金属材料 轻有色金属
Al、Mg、Ti等
工程构件用钢
机器零件用钢
重有色金属
Cu、Zn、Pb、Ni等
工具钢
不锈钢、耐热钢
贵重有色金属
Au、Ag、Pt
稀有金属
W、Mo、V、Li、Co等
放射性金属
工程材料的失效原因及类型
失效原因
◆ 设计不合理 ◆ 选材不当
名称;【军】番号; 标号[记, 志]; 目的, 目标
Fra Baidu bibliotek
Vocabulary
non-ferrous metal: 有色[非铁]金属
wrought: adj. [古]work 的过去式及过去分词
制造的; 形成的; 精炼的, 锻成的 n.锻件、轧材和冷拨产品的总称,精制 wrought iron: n.熟铁, 锻铁 cast: 铸件n；浇铸v cast iron : 铸铁 component design: 零件设计
Al Al-Cu Al-Mn Al-Si Al-Mg
Al-Mg-Si
China Casting Al alloys
China
Wrought Al alloys
ZL101 ZL201 ZL301 ZL401
Al-Si Al-Cu Al-Mg Al-Zn
LF Al-Mn; Al-Mg LY Al-Cu-Mg LC Al-Zn-Mg-Cu LD
7.2 Aluminum Alloys
Outline:
Characteristics of pure Aluminum
Principal alloying elements
Classification of Al alloys
Heat treatment of Al alloys
Recent research and development of
Heat treatment of Al alloys
Aging treatment
﹡natural aging; artificial aging; eg. Al-Cu alloy ﹡ Optimal aging temperature Ts=(0.5-0.6)Tm Tm : melting temperature of the alloy Retrogression and re-aging(RRA) 回归再时效 ﹡process：aged alloy——200~250℃（several seconds/minutes）——rapid cooling to room temperature——quenching state ﹡characteristics：slightly strength， corrosion resistance ﹡reason: G.P zone or metastable phase dissolving
规范，规格、标准 course: n. 过程, 经过, 进程, 课程, 一道菜； v.追猎, 急行, 运行, 流动 laughing stock: 笑柄 engineering department: 工程系 engineering drawing 工程图样, 工程制图 handbooks of standards: 标准手册
7.1 Overview
Vocabulary
box: 框;寄存器;框符 degasify: vt. 脱[去, 除]气 modify: vt. 变更, 修改，缓和, 减轻; 调节; 限
制，变质[孕育, 改善]处理
component : n. 元［部,组］件,成［部］分
designation: n. 指出, 指明; 任命, 选派; 称呼;
中国 采用“保持型双语教学”形式，即 学生刚进入学校时 使用母语，然后逐渐地使用第二语言进行部分学科的教学，其 它学科仍使用母语教学。
培养目标：1）获取学科知识（重点掌握专业知识）；
2）培养和提高学生运用外语的能力（用英语学）。
使用教材
主要教材：
‘ Engineering Materials and Their Applications”
教学方法
双语教学（ Bilingual Language Teaching ）
定义：
双语和双语教学的界定是将学生的外语或第二语言，通过 教学和环境，经过若干阶段的训练，使之能代替，或接近母语 的表达水平。
Principal alloying elements
Si
﹡second-phase strengthening ﹡Al-Si cast alloys (wSi=10-13%) ﹡Si+Mg→Mg2Si precipitate (wSi=1.0-1.2%) Zn ﹡ high solubility——solid solution strengthening ﹡wZn=0.4-0.8%——strength, corrosion resistance ﹡precipitate-forming element in multi-component alloys ——precipitation strengthening Li ﹡ density， elastic modulus ﹡Al3Li ordering precipitate phase——precipitation strengthening; wLi≤3.0% in Al-Li alloys
Al alloys
Characteristics of Pure aluminum
ρ=2.7g/cm3—— light weight alloy T=660℃； Atomic structure
3 valence electrons in the outermost electronic shell——good electrical and thermal conductivity Unit cell FCC ——excellent ductility and formability, Excellent corrosion resistance
Bilingual Language Teaching
工程材料学 Engineering Materials
2012. 11
提要
教学目的 教学内容及重点
教学方法
使用教材
教学目的
材料成分——组织——性能——用途关系； 掌握常用金属材料的基本理论知识，具有对给定
零件选择合适钢种和热处理工艺的初步能力；
Category
Metallic materials Ferrous alloys
Iron-based alloys
Nonferrous alloys
Non-iron-based alloys
Wrought iron Steel Cast iron etc.
Aluminum Copper, etc
Classification of Al alloys
Cast Al alloys Wrought Al alloys
﹡heat treatable Al alloys ﹡non-heat-treatable Al alloys
Codes of Al alloys
Abroad
1XXX 2XXX 3XXX 4XXX 5XXX 6XXX 7XXX
回归再时效应用举例
如Al-Zn-Mg-Cu系的7075合金，用单极峰值时效(T6)可达
Al-Mg-Si Al-Mg-Si-Cu Al-Cu-Mg-Fe-Ni
Al-Zn
Heat treatment of Al alloys
Annealing
﹡Recrystallization annealing（full annealing） relieve work hardenging——ductility ﹡Low temperature annealing relieve internal stress——modestly ductility—— generally 180~300℃ ﹡Homogenization annealing (diffusion annealing) relieve composition segregation and internal stress Solid solution heat treatment
Category
Property Polyphase alloys Single-phase alloys
Age Dispersion Martensite Cold-working RecrystallizationSolid-solution hardening hardening reaction (冷加工、冷作) (再结晶) strengthening
通过双语教学培养学生准确理解本专业外文科技
文献的能力，为后续专业知识的拓广奠定必要的
基础。
教学内容及重点
课堂教学（34学时）
Chapter 7： Nonferrous Alloys （7学时） Chapter 8： Plain-carbon and Low-alloy Steels （18学时） Chapter 9： High-Alloy Steels（9学时） 实验环节（6学时）
Principal alloying elements
Cu
﹡Solid solution strengthening; precipitate hardening ﹡Ambient-temperature Strength; heat resistance ﹡principal alloying element in high-strength Al alloys and heat-resistant Al alloys Mg ﹡Solid solution strengthening ﹡Strength, density, corrosion resistance Mn ﹡Electro chemical characteristics of MnAl6 in Al-Mn alloy is similar to that of Al—— corrosion resistance ﹡Corrosion-resistant Aluminum alloys; wMn≤2%
◆ 材质低劣：冶炼、铸造、锻造、轧制中的缺陷
失效类型
◆ 变形：弹性、塑性、蠕变
◆ 断裂：塑性、脆性、疲劳、蠕变断裂
◆ 腐蚀：点、缝隙、应力腐蚀、氢脆、腐蚀疲劳 ◆ 磨损：粘着、磨粒、接触疲劳、微动、气蚀
工程材料的选用原则
使用性能选材原则
金属的力学性能（强度、塑性、硬度、疲 劳、 腐蚀性）、物理性能、化学性能
Richard A. Flinn, Paul K. Trojan
John Wiley &Sons, INC.
参考教材：
《工程材料学》，哈尔滨工业大学 王晓敏主编， 机械工业出版社，1998.
工程材料概述
工程材料分类
工程材料的失效原因及类型
工程材料的选用原则
工程材料分类
工程材料
金属材料
工艺性能选材原则
铸造、锻造、焊接性能、热处理工艺性能
经济性原则
Chapter 7
Nonferrous alloys: Aluminum, Magnesium, Copper, Nickel, Titanium, Zinc and others
Vocabulary
hang gliding: n. 悬挂式滑翔，乘风滑翔
glider: n. 滑翔机 rib: n. 肋,筋条;肋状物，起肋作用的东西 structure: n.结构,构造 mechanical: 机械学的; 力学的; 物理上的 processing: n. (数据)处理, 加工工艺(生产
方法)设计, 工艺过程
Vocabulary
specification: n.详述, [常 pl.] 规格, 说明书,
陶瓷材料
高分子材料 复合材料
金属材料
黑色金属材料 铸铁 钢 有色金属材料 轻有色金属
Al、Mg、Ti等
工程构件用钢
机器零件用钢
重有色金属
Cu、Zn、Pb、Ni等
工具钢
不锈钢、耐热钢
贵重有色金属
Au、Ag、Pt
稀有金属
W、Mo、V、Li、Co等
放射性金属
工程材料的失效原因及类型
失效原因
◆ 设计不合理 ◆ 选材不当
名称;【军】番号; 标号[记, 志]; 目的, 目标
Fra Baidu bibliotek
Vocabulary
non-ferrous metal: 有色[非铁]金属
wrought: adj. [古]work 的过去式及过去分词
制造的; 形成的; 精炼的, 锻成的 n.锻件、轧材和冷拨产品的总称,精制 wrought iron: n.熟铁, 锻铁 cast: 铸件n；浇铸v cast iron : 铸铁 component design: 零件设计
Al Al-Cu Al-Mn Al-Si Al-Mg
Al-Mg-Si
China Casting Al alloys
China
Wrought Al alloys
ZL101 ZL201 ZL301 ZL401
Al-Si Al-Cu Al-Mg Al-Zn
LF Al-Mn; Al-Mg LY Al-Cu-Mg LC Al-Zn-Mg-Cu LD
7.2 Aluminum Alloys
Outline:
Characteristics of pure Aluminum
Principal alloying elements
Classification of Al alloys
Heat treatment of Al alloys
Recent research and development of
Heat treatment of Al alloys
Aging treatment
﹡natural aging; artificial aging; eg. Al-Cu alloy ﹡ Optimal aging temperature Ts=(0.5-0.6)Tm Tm : melting temperature of the alloy Retrogression and re-aging(RRA) 回归再时效 ﹡process：aged alloy——200~250℃（several seconds/minutes）——rapid cooling to room temperature——quenching state ﹡characteristics：slightly strength， corrosion resistance ﹡reason: G.P zone or metastable phase dissolving
规范，规格、标准 course: n. 过程, 经过, 进程, 课程, 一道菜； v.追猎, 急行, 运行, 流动 laughing stock: 笑柄 engineering department: 工程系 engineering drawing 工程图样, 工程制图 handbooks of standards: 标准手册
7.1 Overview
Vocabulary
box: 框;寄存器;框符 degasify: vt. 脱[去, 除]气 modify: vt. 变更, 修改，缓和, 减轻; 调节; 限
制，变质[孕育, 改善]处理
component : n. 元［部,组］件,成［部］分
designation: n. 指出, 指明; 任命, 选派; 称呼;
中国 采用“保持型双语教学”形式，即 学生刚进入学校时 使用母语，然后逐渐地使用第二语言进行部分学科的教学，其 它学科仍使用母语教学。
培养目标：1）获取学科知识（重点掌握专业知识）；
2）培养和提高学生运用外语的能力（用英语学）。
使用教材
主要教材：
‘ Engineering Materials and Their Applications”