金属材料与热处理课程教学大纲.docx

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金属材料与热处理课程教学大纲

《金属材料与热处理》课程教学大纲

一、课程性质、目的和任务

属材料与热处理是一门技术基础课。

其主要内容包括：

金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。

二、教学基本要求

本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。

通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：

（1）了解金属学的基本知识。

（2）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。

（3）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。

（4）了解热处理的一般原理及其工艺。

（5）了解热处理工艺在实际生产中的应用。

三、教学内容及要求

绪论

教学要求：

1、明确学习本课程的目的。

2、了解本课程的基本内容。

教学内容：

1、学习金属材料与热处理的目的

2、金属材料与热处理的基本内容

3、金属材料与热处理的发展史

4、金属材料在工农业生产中的应用

教学建议：

1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。

2、展望金属材料与热处理的发展前景。

第一章金属的性能

教学要求：

1、掌握金属的力学性能，包括强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳等概念及各力学性能的衡量指标。

2、了解金属的工艺性能。

教学内容：

§1—1金属的力学性能

一、强度

二、塑性

三、硬度

四、冲击韧性

五、疲劳强度

§1-2金属的工艺性能

一、铸造性能

二、锻造性能

三、焊接性能

四、切削加工性能

第二章金属的结构与结晶

教学要求：

1、了解金属的晶体结构。

2、掌握纯金属的结晶过程。

3、掌握纯铁的同素异构转变。

教学内容：

§2-1金属的晶体结构

一、晶体与非晶体

二、晶体结构的概念

三、金属晶格的类型

§2—2纯金属的结晶

一、纯金属的冷却曲线及过冷度

二、纯金属的结晶过程

三、晶粒大小对金属力学性能的影响

＊四、金属晶体结构的缺陷

§2—3金属的同素异构转变

教学建议：

1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。

2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。

＊第三章金属的塑性变形与再结晶

教学要求：

1、了解金属塑性变形的基本原理。

2、掌握冷塑性变形和热塑性变形对金属性能的影响。

教学内容：

§3—1金属的塑性变形

一、单晶体的塑性变形

二、多晶体的塑性变形

§3—2冷性变形对金属性能与组织的影响

一、冷塑性变形对金属性能的影响

二、冷塑性变形对金属组织结构的影响

§3—3回复与再结晶

一、回复

二、再结晶

三、晶粒长大

§3—4金属的热塑性变形

一、热加工与冷加工的区别

二、热加工对金属组织和性能的影响

教学建议：

1、冷加工专业的学生作为选学内容。

2、利用塑性变形理论，分析细晶粒金属材料具有良好的力学性能原因。

第四章铁碳合金

教学要求：

1、掌握合金的概念及合金组织的基本类型。

2、掌握铁碳合金的基本组织，包括概念、牌号、性能等。

3、掌握简化的Fe—Fe3C相图中的主要特性点、特性线的含义及典型铁碳合金的结晶过程。

4、掌握含碳量对钢组织及性能的影响。

教学内容：

§4—1合金的组织

一、固溶体

二、金属化合物

三、混合物

§4—2二元合金相图

一、二元合金相图的建立

二、铅锑二元合金相图的分析

§4—3铁碳合金相图

一、铁碳合金的相及组织

二、铁碳合金相图

三、典型铁碳合金的结晶过程

四、铁碳合金的成分、组织与性能的关系

五、Fe—Fe3C相图的应用

实验观察典型铁碳合金的金相组织

教学建议：

1、通过铁碳合金相图分析,讲明相图在生产中的应用。

2、因碳铁合金组织的内容较为抽象,有条件的学校应作金相实验。

第五章碳素钢

教学要求：

1、了解碳素钢中常存元素对钢的性能影响。

2、掌握常用碳素钢的牌号、成分、性能及主要用途。

3、了解钢的火花鉴别方法。

教学内容：

§5-1常存元素对钢性能的影响

一、硅

二、锰

三、硫

四、磷

§5-2碳素钢的分类

一、按钢的含碳量分类

二、按钢的质量分类

三、按钢的用途分类

四、按冶炼时脱氧程度的不同分类

§5-3碳素钢的牌号及用途

一、碳素结构钢

二、优质碳素结构钢

三、碳素工具钢

四、铸造碳钢

§5-4钢的火花鉴别

一、火花鉴别的原理及火花组成

二、火花鉴别方法

＊实验钢的火花鉴别

教学建议：

1、重点讲述常用钢的牌号、成分、性能及用途。

2、若讲授钢的火花鉴别一节，可组织学生自磨火花，并仔细观察，鉴别常用钢的不同火花。

第六章钢的热处理

教学要求：

1、了解钢在加热和冷却时的组织转变。

2、掌握钢的退火、正火、淬火、回火及表面热处理的方法和目的。

3、掌握常用工件热处理的方法。

教学内容：

§6-1钢在加热时的转变

一、钢的奥氏体化

二、奥氏体晶粒的长大

§6-2钢在冷却时的转变

一、过冷奥氏体的等温转变

二、过冷奥氏体等温转变图的应用

§6-3钢的退火与正火

一、退火

二、正火

§6—4钢的淬火

一、淬火加热温度

二、淬火冷却介质

三、淬火方法

四、钢的淬透性和淬硬性

五、淬火缺陷

§6—5钢的回火

一、淬火钢在回火时组织与性能的变化

二、回火的分类及应用

§6—6钢的表面热处理

一、表面淬火

二、化学热处理

§6—7热处理新工艺简介

一、形变热处理

二、激光热处理

三、保护气氛热处理

四、真空热处理

§6—8零件的热处理分析

一、热处理的技术条件

二、热处理的工序位置

三、典型零件的热处理分析

第七章合金钢

教学要求：

1、了解合金元素在钢中的作用。

2、掌握常用合金钢的牌号、性能及热处理方法。

教学内容：

§7—1合金元素在钢中的主要作用

一、强化铁素体

二、形成合金碳化物

三、细化晶粒

四、提高钢的淬透性

五、提高钢的回火稳定性

§7—2合金钢的分类和牌号

一、合金钢的分类

二、合金钢的牌号

§7—3合金结构钢

一、低合金结构钢

二、合金渗碳钢

三、合金调质钢

四、合金弹簧钢

五、滚动轴承钢

§7—4合金工具钢

一、合金刃具钢

二、合金模具钢

三、合金量具钢

§7—5特殊性能钢

一、不锈钢

二、耐热钢

三、耐磨钢

教学建议：

1、通过对合金元素在钢中作用的讲解，使学生掌握合

金钢的特点。

2、重点讲述常用合金钢的牌号、性能、热处理方法及应用。

第八章铸铁

教学要求：

1、了解铸铁的分类。

2、掌握灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的牌号。

3、了解灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁的组织、性能及主要用途。

教学内容：

§8-1铸铁的石墨化

§8-2灰铸铁

一、灰铸铁的组织与性能

二、灰铸铁的孕育处理

三、灰铸铁的牌号及用途

四、灰铸铁的热处理

§8-3可锻铸铁

一、可锻铸铁的组织与性能

二、可锻铸铁的牌号及用途

§8-4球墨铸铁

一、球墨铸铁的组织与性能

二、球墨铸铁的牌号及用途

三、球墨铸铁的热处理

§8-5蠕墨铸铁

教学建议：

1、重点分析铸铁与钢的性能差异。

2、重点讲解石墨的形状、数量、大小及分布状况对铸铁性能的影响。

第九章有色金属及硬质合金

教学要求：

1、了解常用有色金属及其合金的牌号、性能及用途。

2、掌握常用硬质合金的牌号、性能及用途。

教学内容：

§9－1铜及铜合金

一、铜

二、铜合金

§9－2铝及铝合金

一、铝

二、铝合金

＊§9-3钛及钛合金

一、钛

二、钛合金

§9—4轴承合金

一、锡基轴承合金

二、铅基轴承合金

三、铝基轴承合金

§9—5硬质合金

一、硬质合金的性能特点

二、常用的硬质合金

教学建议：

1、本章内容作一般介绍。

2、着重讲述硬质合金的性能及用途。

＊第十章非金属材料

教学要求：

了解常用非金属材料。

教学内容：

§10—1高分子材料

一、高分子材料的概念

二、常用高分子材料

§10—2陶瓷材料

一、陶瓷材料的概念

二、陶瓷材料的分类

三、陶瓷制品的成形

四、常用陶瓷的性能特点、种类及其应用

§10—3复合材料

一、复合材料的概念和性能特点

二、常用复合材料的种类

三、常用复合材料简介

教学建议：

结合所学工种，选择学习内容。

四、实践环节

1、实验力学性能试验

教学建议：

1、力学学性能是本章的重点，应多列举其在生产中的应用。

2、有条件的学校可作拉伸实验和硬度实验。

2、实验钢的热处理

教学建议：

1、钢在冷却属时的组织转变主要讲述转变后的组织及其性能.

2、有条件的学校可让学生进行简单工件的热处理操作。

为增强学生的感性认识,应组织学生参观热处理车间。

五、课外习题及课程讨论

课外习题：

自编。

课程讨论：

热处理工艺。

六、教学方法与手段

教学方法：

课堂教学与现场教学。

教学手段：

采用项目教学法。

七、各教学环节学时分配

章节教学环节

讲课

习题课

讨论课

实验

其他

合计

绪论

2

1

第一章金属的性能

5

1

6

§1-1金属的力学性能

2

§1-2金属的工艺性能

2

*实验力学性能实验

1

第二章金属的结构与结晶

2．5

2．5

§2-1金属的晶体结构

1

*§2-2纯金属的结晶

0．5

§2-3金属的同素异构转变

1

＊第三章金属的塑性变形与再结晶

2

2

§3-1金属的塑性变形

0．5

§3-2冷塑性变形对金属性能与组织的影响

0．5

§3-3回复与再结晶

0．5

§3-4金属的热塑性变形

0．5

第四章铁碳合金

3

1

4

§4-1合金的组织

1

§4-2二元合金相图

1

§4-3铁碳合金相图

1

*实验观察典型铁碳合金的金相组织

1

第五章碳素钢

3

1

4

§5-1常存元素对钢性能的影响

§5-2碳素钢的分类

1

1

4

§5-3碳素钢的牌号及用途

1

*§5-4钢的火花鉴别

1

*实验钢的火花鉴别

1

第六章钢的热处理

5

1

6

§6-1钢在加热时的转变

1

§6-2钢在冷却时的转变

0．5

§6-3钢的退火与正火

0．5

§6-4钢的淬火

0．5

§6-5钢的回火

0．5

§6-6钢的表面热处理

0．5

*§6-7热处理新工艺简介

0．5

§6-8零件的热处理分析

1

*实验钢的热处理

1

第七章合金钢

2．5

2．5

§7-l合金元素在钢中的主要作用

0．5

§7-2合金钢的分类及牌号

0．5

§7-3合金结构钢

0．5

§7-4合金工具钢

0．5

§7-5特殊性能钢

0．5

第八章铸铁

2．5

2．5

§8-1铸铁的石墨化

0．5

§8-2灰铸铁

0．5

§8-3可锻铸铁

0．5

§8-4球墨铸铁

0．5

*§8-5蠕墨铸铁

0．5

第九章有色金属及硬质合金

5

5

§9-1铜及铜合金

1

§9-2铝及铝合金

1

*§9-3钛及钛合金

1

§9-4轴承合金

1

§9-5硬质合金

1

*第十章非金属材料

3

3

§10-1高分子材料

1

§10-2陶瓷材料

1

§10-3复合材料

1

机动

3

总计

32

8

40

八、考核方式

考查

九、推荐教材和教学参考书

教材：

《金属材料与热处理》，单小君编著，中国劳动社会保障出版社，2005年。

参考书：

无

十、说明

（1）认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。

（2）在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，学时表中记有“＊”的为选学内容。

（3）加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。

（4）有条件的可辅以电化教学，使教学直观而生动。