黑龙江省高等教育自学考试焊接专业080315.docx
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黑龙江省高等教育自学考试焊接专业080315
黑龙江省高等教育自学考试焊接专业(080315)
开考课程名称:
《金属学与热处理》考试大纲
课程代码:
5802
黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室
二○○八年十月
目录
Ⅰ课程性质与设置目的……………………………………………………………4Ⅱ课程内容与考核目标……………………………………………………………4
第一章金属的晶体结构……………………………………………………………4
第一节金属的晶体结构……………………………………………………………4
第二节金属的实际晶体结构………………………………………………………4
考核知识点……………………………………………………………………………4
考核要求……………………………………………………………………………4
第二章纯金属的结晶………………………………………………………………4
第一节金属结晶的现象……………………………………………………………5
第二节金属结晶的条件……………………………………………………………5
第三节形核的规律…………………………………………………………………5
第四节晶核长大的规律……………………………………………………………5
考核知识点……………………………………………………………………………5
考核要求……………………………………………………………………………5
第三章二元合金的相结构与结晶…………………………………………………5
第一节基本概念……………………………………………………………………5
第二节合金的相结构………………………………………………………………5
第三节二元合晶相图的建立………………………………………………………5
第四节二元均晶相图………………………………………………………………5
第五节共晶相图……………………………………………………………………6
考核知识点……………………………………………………………………………6
考核要求……………………………………………………………………………6
第四章铁碳合金……………………………………………………………………6
第一节铁碳合金的组元及其基本相………………………………………………6
第二节铁碳合金相图分析…………………………………………………………6
第三节典型合金的结晶过程及其组织……………………………………………6
第四节含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响………………………………6
第五节铁—碳合金相图的应用……………………………………………………6
第六节碳素钢………………………………………………………………………7
考核知识点……………………………………………………………………………7
考核要求……………………………………………………………………………7
第五章金属的塑性变形与再结晶…………………………………………………7
第一节金属的塑性变形……………………………………………………………7
第二节冷变形金属在加热时的变化………………………………………………7
第三节热变形加工的特点及组织和性能的变化…………………………………7
考核知识点……………………………………………………………………………7
考核要求……………………………………………………………………………7
第六章钢的热处理…………………………………………………………………8
第一节钢在加热时的组织转变……………………………………………………8
第二节钢在冷却时的组织转变……………………………………………………8
第三节钢的普通热处理……………………………………………………………8
第四节钢的表面热处理……………………………………………………………8
第五节热处理与其它冷、热加工工艺的关系……………………………………8
考核知识点……………………………………………………………………………8
考核要求……………………………………………………………………………8
第七章合金钢………………………………………………………………………9
第一节合金元素在钢中的作用……………………………………………………9
第二节合金结构钢…………………………………………………………………9
第三节合金工具钢…………………………………………………………………9
考核知识点……………………………………………………………………………9
考核要求……………………………………………………………………………9
第八章铸铁…………………………………………………………………………9
第一节铸铁的石墨化………………………………………………………………9
第二节灰铸铁………………………………………………………………………9
第三节球墨铸铁……………………………………………………………………9
第四节可锻铸铁……………………………………………………………………9
考核知识…………………………………………………………………………10
考核要求……………………………………………………………………………10
第九章非铁合金……………………………………………………………………10
第一节铝及铝合金…………………………………………………………………10
第二节铜及铜合金…………………………………………………………………10
第三节轴承合金……………………………………………………………………10
第四节其它非铁合金………………………………………………………………10
考核知识点…………………………………………………………………………10
考核要求……………………………………………………………………………10
Ⅲ有关说明与实施要求…………………………………………………………10
一、关于考核目标……………………………………………………………………11
二、建议选用教材与参考资料………………………………………………………11
三、关于对考试命题的要求…………………………………………………………11
考试样题……………………………………………………………………………11
《金属学与热处理》自学考试大纲
Ⅰ课程性质与设置目的
《金属学与热处理》课程是高等教育自学考试焊接专业的一门专业基础课程,本课程是一门融金属材料、非金属材料、复合材料及热处理等各个方面的基础知识为一体的实践性较强的学科。
设置该课程的目的是:
考生通过学习,能初步掌握获得有关工程材料的基本理论和基本知识,初步掌握零件设计时的合理选材、用材,并具有正确运用热处理、妥善安排加工工艺路线等方面的知识和能力,为学习其他有关课程和将来从事生产技术工作奠定必要的基础。
学习本课程的具体要求是:
1、熟悉常用的机械工程材料的成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系及变化规律。
2、掌握常用的机械工程材料的牌号、性能与应用,具有选用常用机械工程材料初步能力。
3、掌握热处理的基本原理、基本工艺,具有确定热处理工艺路线的能力,了解材料改性的其它基本知识。
4、了解与本课程有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况
Ⅱ课程内容及考核目标
第一章金属的晶体结构
一、学习目的及要求
理解晶体的基本概念、了解金属的典型结构和实际金属的晶体结构
二、基本内容(即考试内容,下同)
第一节金属的晶体结构
一、晶体的基本概念
二、金属的典型晶格
三、典型晶格的其它参数
第二节金属的实际晶体结构
一、金属实际晶体结构
点缺陷、线缺陷、面缺陷的意义
三、考核知识点
1、金属的典型晶体结构
2、金属的实际晶体结构
四、考核要求
1、识记
晶体、晶格、晶胞、晶格常数、金属内部缺陷
2、领会
金属内部缺陷对金属性能的影响
第二章纯金属的结晶
一、学习目的及要求
理解金属结晶的概念和结晶的基本过程,了解形核的规律和晶核长大的方式
掌握金属结晶的条件和晶粒大小的控制
二、基本内容
第一节金属结晶的现象
一、金属结晶的过冷现象
二、纯金属结晶的过程
第二节金属结晶的条件
一、金属结晶的能量条件
二、金属结晶的结构条件
第三节形核的规律
一、自发形核
二、非自发形核
第四节晶核长大的规律
一、晶核长大的机理
二、晶核长大的方式
第五节晶粒大小的控制
一、晶粒大小对性能的影响
二、影响晶粒大小的因素
三、控制晶粒大小的方法
三、考核知识点
1、过冷度、自发形核、非自发形核的概念
2、金属结晶的基本过程
3、晶核长大的方式
4、晶粒大小对力学性能的影响
四、考核要求
1、识记
结晶、自发晶核、非自发晶核、过冷度的概念
2、领会
晶粒大小对金属性能的影响,如何控制晶粒大小
第三章二元合金的相结构与结晶
一、学习目的及要求
理解合金的一些基本概念,了解合金的相结构和每种相结构的性能,正确分析合金基本相图,掌握相图与合金性能的关系
二、基本内容
第一节基本概念
一、合金的基本概念
合金、组元、合金系、相、组织的概念
二、相和组织的关系
第二节合金的相结构
一、固溶体的概念和性能
二、金属化合物的概念和性能
三、机械混合物
第三节二元合晶相图的建立
一、二元合金的表示方法
二、二元合金相图的建立
第四节二元均晶相图
一、相图的分析
二、杠杆定律的应用
三、枝晶偏析的概念
四、固溶体合金的性能与相图的关系
第五节共晶相图
一、相图的分析
二、初晶和共晶组织形态
三、共晶合金性能与成分的关系
三、考核知识点
1、合金、组元、合金系、相、组织、固溶体、金属化合物、枝晶偏析、密度偏析的概念
2、匀晶、共晶相图的分析
3、杠杆定律的应用
4、初晶和共晶组织形态
四、考核要求
1、识记
合金、组元、合金系、相、组织、固溶体、金属化合物的概念
2、领会
匀晶相图、共晶相图的结晶过程分析;枝晶偏析、密度偏析
3、应用
利用相图进行分析材料的力学性能和工艺性能
第四章铁碳合金
一、学习目的及要求
理解铁碳相图的分析方法,掌握典型合金的结晶过程分析,正确合理的填写相图各区组织组成物,理解碳的质量分数变化对合金性能的影响。
二、基本内容
第一节铁碳合金的组元及其基本相
一、金属的同素异晶转变
二、铁碳合金的基本相
第二节铁碳合金相图分析
一、铁、碳相图分析
二、铁、碳相图中特性点
三、铁、碳相图中特性线
四、铁碳合金相图中的相区
第三节典型合金的结晶过程及其组织
一、工业纯铁的结晶过程及其组织转变
二、共析钢的结晶过程及其组织转变
三、亚共析钢的结晶过程及其组织转变
四、过共析钢的结晶过程及其组织转变
五、共晶白口铸铁的结晶过程及其组织转变
六、亚共晶白口铸铁的结晶过程及其组织转变
七、过共晶白口铸铁的结晶过程及其组织转变
第四节含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
一、含碳量对平衡组织的影响
二、含碳量量对性能的影响
第五节铁—碳合金相图的应用
一、在选材方面的应用
二、在铸造生产方面的应用
三、在锻压加工方面的应用
四、在热处理方面的应用
五、在焊接工艺方面的应用
第六节碳素钢
一、钢中杂质元素对性能的影响
二、碳素钢的分类
三、碳钢的牌号、性能和用途
三、考核知识点
1、铁碳合金相图的点、线、区的意义
2、铁碳合金基本相、基本组织的种类及性能
3、典型合金的结晶过程及组织转变
4、碳钢的分类、牌号、性能
四、考核要求
1、识记
铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、高温莱氏体、低温莱氏体、碳素结构纲、碳素工具钢
2、领会
铁碳合金相图的结晶规律,铁碳合金中碳的质量分数变化对平衡组织和性能的影响
3、应用
铁碳合金相图在铸造生产、锻压生产、焊接生产及热处理方面的应用。
第五章金属的塑性变形与再结晶
一、学习目的及要求
冷塑性变形对金属组织和性能的影响,冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化
二、基本内容
第一节金属的塑性变形
一、塑性变形对金属组织和性能的影响
1、纤维组织的概念
2、冷变形强化的意义
第二节冷变形金属在加热时的变化
一、回复的概念
二、再结晶的意义
三、再结晶后的晶粒大小的影响因素
第三节热变形加工的特点及组织和性能的变化
一、压力加工时变形的分类
二、热变形加工及其优点
三、热变形加工时组织和性能的变化
三、考核知识点
1、冷塑性变形对金属组织和性能的影响
2、冷塑性变形后金属在加热时的变化
3、热塑性变形对金属组织和性能的影响
四、考核要求
识记
塑性变形、纤维组织、回复、再结晶、锻造流纹、冷、热加工
领会
加工硬化,锻造流纹的实际意义;
第六章钢的热处理
一、学习目的和要求
理解钢的热处理原理,熟记整体热处理、表面热处理及化学热处理的目的,正确合理的确定热处理在零件加工中的位置。
二、基本内容
第一节钢在加热时的组织转变
一、奥氏体的形成及其影响因素
二、奥氏体晶粒长大及其影响因素
第二节钢在冷却时的组织转变
一、过冷奥氏体等温转变
过冷奥氏体等温转变曲线的建立,过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能
二、过冷奥氏体的连续冷却转变
过冷奥氏体的连续冷却转变曲线;C曲线在连续冷却转变中的应用;马氏体转变
第三节钢的普通热处理
一、钢的退火
退火的方法与应用
二、钢的正火
方法与应用
三、淬火工艺
加热温度的确定,淬火加热时间,淬火的冷却介质
四、淬透性的概念
淬透性的测定方法、淬透性的应用
五、淬火钢的回火
回火的种类与应用、回火脆性
第四节钢的表面热处理
一、表面淬火的目的
二、常用的种类
感应淬火,火焰淬火
三、钢的化学热处理
钢的渗碳、钢的渗氮
第五节热处理与其它冷、热加工工艺的关系
一、热处理技术条件的标注
二、热处理常见的缺陷及预防
三、热处理工序位置安排
四、热处理工艺的应用
三、考核知识点
1、钢在加热、冷却时的组织转变规律
2、常用热处理的种类、目的及应用
3、热处理工艺路线的制定
四、考核要求
1、识记
钢的热处理、钢在加热时组织转变规律、钢的热处理种类
2、领会
C曲线的应用;退火、正火、淬火、回火工艺参数的确定、及实际应用;钢的表面热处理的应用;钢的淬透性。
3、应用
各种热处理在零件加工过程中的应用
第七章合金钢
一、学习目的及要求
掌握合金元素在钢中的作用;合金钢的分类、牌号、性能、热处理特点、用途
二、基本内容
第一节合金元素在钢中的作用
一、合金钢的分类
二、合金元素在钢中的作用
第二节合金结构钢
一、低合金高强度钢的编号、特点、应用
二、合金结构钢
分类、编号、性能、特点
三、高耐候性钢、焊接结构用钢的牌号、性能
四、滚动轴承钢的牌号和性能
第三节合金工具钢
一、合金工具钢的分类、性能、牌号、用途
二、高速工具钢的种类、性能、牌号、用途
第四节特殊钢
不锈、耐蚀钢与耐热钢的分类、性能、牌号、用途
三、考核知识点
1、合金元素在钢中的作用
2、钢铁材料的牌号、性能及用途
四、考核要求
1、识记
合金元素在钢中的作用,合金钢的牌号表示方法
2、领会
合金钢的分类;合金元素的主要作用;渗碳钢的成分、组织、热处理和性能特点;调质钢的成分、组织、热处理和性能特点;刃具钢的成分、组织、热处理和性能特点。
3、应用
各种材料在实际生产的应用
第八章铸铁
一、学习目的和要求
了解铸铁的石墨化过程,掌握常用铸铁的牌号、成分、性能及用途
二、基本内容
第一节铸铁的石墨化
一、铸铁的石墨化
二、影响石墨化的因素
第二节灰铸铁
一、灰铸铁的成分、组织和性能
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
第三节球墨铸铁
球墨铸铁的成分、组织和性能;球墨铸铁的牌号及用途;球墨铸铁的热处理
第四节可锻铸铁
可锻铸铁的成分、组织和性能;可锻铸铁的牌号及用途;可锻铸铁的热处理
三、考核知识点
1、铸铁的石墨化
2、铸铁的分类、各种铸铁的牌号、性能及应用
四、考核要求
1、识记
铸铁的牌号;铸铁的石墨化
2、领会灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁牌号组织、性能和应用特点
3、应用
铸铁在实际生产中的应用
第九章非铁合金
一学习目的及要求
了解常用的非铁合金的种类、牌号、掌握其性能及用途
二、主要内容
第一节铝及铝合金
一、铝合金的分类
二、铝合金的牌号、性能及应用
三、铝合金的热处理
第二节铜及铜合金
铜合金的分类、牌号、性能及应用
第三节轴承合金
一、滑动轴承的工作条件及对轴承合金的性能要求
二、常用的轴承合金
第四节其它非铁合金
钛、镁合金的分类及牌号、性能及应用
三、考核知识点
常用的非铁合金种类、牌号、掌握其性能及用途
四、考核要求
1、识记
有色金属;紫铜;铝合金的分类;滑动轴承合金
2、领会
黄铜的成分和性能特点;铸造铝合金;
Ⅲ有关说明与实施要求
为了使本大纲的内容在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻和落实,特作如下说明:
一、关于考核目标
为使考试内容具体化和考试要求标准化,本大纲对各章规定了考试目标,包括考核知识和考核要求。
明确考核目标,使自学应考者进一步明确考试内容和要求,更有目的地系统学习教材;使考试命题更加明确范围,更准确地安排试题的知识能力层次和难易程度。
本大纲在考试目标中,按照识记、领会、应用三个层次规定应达到的能力要求。
三个能力层次是递进等级关系。
各能力层次的含义是
一、识记要求能记住有关名词、主要性能、基本结论等,是最低层次要求。
二、领会要求掌握有关概念、原理之间的区别和联系,简单说明基本原则和基本结论。
领会是较高层次的要求。
三、应用在领会的基础上,能综合有关知识,正确分析和阐述较复杂的问题。
应用是最高层次的要求。
二、建议选用教材与参考资料
学习教材:
《金属学与热处理础》,丁建生主编,机械工业出版社2004年10月1版。
参考资料:
《机械工程材料辅助教材》哈尔滨工程大学出版社邱平善等
三、关于对考试命题的要求
对于大纲中所列课程内容,考核知识点和考核要求要覆盖全面、系统并适当突出课程重点内容。
对于社会助学应以教材为基础,大纲为依据,不得随意删改。
应注意培养学生的自学能力,引导学生学会独立思考和独立操作。
应正确把握各知识点要求的层次,深刻理解对各考核点的要求。
考核试题覆盖到各章的知识点,适当突出重点章节。
试题中对不同层次的分数比例为:
识记占30%,领会占30%,应用占40%。
试题的难易程度为:
易、较易、较难和难四个等级,比例为:
2:
3:
3:
2.
题型结构:
填空题、单项选择题、名词解释、应用题、分析题等
考试样题
一、填空题(每空1分,共26分)
1、钢是指合金。
二、单项选择题(每题一分,共10分)
2、HB是( )性能指标
A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性
三、名词解释(每题4分,共16分)
1、强度
四、应用题(每题6分,共24分)
钢锉采用T12钢制造,硬度为60∼64HRC,其加工工艺路线为:
(热轧钢板)下料→正火→球化退火→机械加工→淬火、低温回火→校直
试说明:
工艺路线中各个热处理工序的目的
五、分析题(每题8分,共24分)
生产下列工件应选用下列哪种材料较合理(10分)
(1)高速车刀(2)坦克车的履带(3)桥梁(4)普通的地脚螺丝(5)轴承(6)气轮机叶片(7)手用丝锥(8)汽车变速箱齿轮(9)机床主轴(10)发动机排气门弹簧
材料40Cr60Si2Mn16MnW18Cr4V9SiCr20CrMnTiZGMn13GCr9Q2351Cr13
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