金屬材料及熱處理II 教學(xué)大綱

第頁(yè)金屬材料及熱處理II一、課程說(shuō)明課程編號(hào)：060107Z10課程名稱(chēng)：金屬材料及熱處理II/MetalMaterialsandHeatTreatmentⅡ課程類(lèi)別：學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3先修課程：物理化學(xué)，材料科學(xué)基礎(chǔ)（物理冶金基礎(chǔ)、金屬學(xué)原理），金屬力學(xué)性能，金屬熔煉與鑄造適用專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)本科生建議教材及參考書(shū)：（1）李松瑞主編，《金屬熱處理》，冶金工業(yè)出版社；（2）崔振鐸劉華山主編，《金屬材料及熱處理》，XX大學(xué)出版社二、課程設(shè)置的目的、意義《金屬材料及熱處理II》是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)，特別是金屬材料學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課程，同時(shí)也是材料加工、材料物理專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)選修課。本課程系統(tǒng)講授金屬（合金）材料熱處理的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)闡明基于無(wú)多型性轉(zhuǎn)變合金（以鋁合金為例）的均勻化退火、再結(jié)晶退火及固溶淬火時(shí)效過(guò)程中的組織性能變化的基本原理，以及鋼鐵退火加熱冷卻、淬火、回火過(guò)程中的組織性能變化的基本原理。通過(guò)本課程內(nèi)容學(xué)習(xí)，解析金屬材料的成分、組織、熱處理和性能之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生如下基本能力：通過(guò)改變熱處理工藝，改善合金組織，從而提高合金的性能。三、課程目標(biāo)3.1課程對(duì)畢業(yè)生能力支撐本課程對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1-5、3-3、4-3，具體內(nèi)容如下：畢業(yè)要求1-5：掌握解決本專(zhuān)業(yè)復(fù)雜工程問(wèn)題所必須的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，能夠運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與相關(guān)自然科學(xué)知識(shí)對(duì)材料生產(chǎn)方案進(jìn)行初步評(píng)估；能夠運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)材料生產(chǎn)過(guò)程多因素影響工藝模型選用合適的方法求解和評(píng)估。畢業(yè)要求3-3：具有材料科學(xué)與工程全過(guò)程方案設(shè)計(jì)及評(píng)估能力。能夠根據(jù)產(chǎn)品和工程要求完成包括設(shè)備配置和系統(tǒng)優(yōu)化的全過(guò)程工藝方案設(shè)計(jì)，協(xié)調(diào)和滿(mǎn)足全過(guò)程多因素制約條件，并能夠分析闡明設(shè)計(jì)方案的合理性；畢業(yè)要求4-3：具有研究和開(kāi)發(fā)新材料、新工藝的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)能力，能根據(jù)材料性能的要求，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案進(jìn)行材料制備研究，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，綜合多方信息對(duì)方案和工藝參數(shù)進(jìn)行評(píng)估得到有效的結(jié)論。3.2課程教學(xué)目標(biāo)《金屬材料及熱處理II》講授金屬（合金）材料熱處理的基礎(chǔ)理論，解析金屬材料的成分、組織、熱處理和性能之間的關(guān)系，是材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生必須掌握的專(zhuān)業(yè)技能，因此本課程的教學(xué)目標(biāo)包括以下幾方面：1）掌握無(wú)多型性轉(zhuǎn)變合金均勻化退火、再結(jié)晶退火、固溶淬火時(shí)效過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)變化及性能變化與相關(guān)機(jī)理；2）掌握鋼鐵材料退火加熱冷卻、淬火、回火時(shí)的組織性能變化和相關(guān)機(jī)理；3）通過(guò)本課程學(xué)習(xí)后，使學(xué)生掌握基本的熱處理方法，能對(duì)常用金屬材料基本熱處理后的組織和性能進(jìn)行預(yù)測(cè)與分析；能根據(jù)金屬材料的性能要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的熱處理方法。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章基體無(wú)多型性轉(zhuǎn)變的熱處理：均勻化退火1）鑄態(tài)合金的組織與性質(zhì)特點(diǎn)；2）均勻化退火過(guò)程中的組織性能變化；3）均勻化退火工藝規(guī)程441）均勻化退火過(guò)程中的組織性能變化；理想退火組織課堂PPT講授第2章基體無(wú)多型性轉(zhuǎn)變的熱處理：再結(jié)晶退火1）冷變形金屬加熱退火過(guò)程中組織性能變化；2）回復(fù)退火；3）再結(jié)晶退火；4）二次再結(jié)晶；5）退火織構(gòu)；6）回復(fù)與再結(jié)晶工藝與規(guī)程661）加熱退火過(guò)程中組織性能變化；2）再結(jié)晶溫度及晶粒尺寸影響因素再結(jié)晶溫度及晶粒尺寸影響因素課堂講授（結(jié)合實(shí)際研究講解）第3章基體無(wú)多型性轉(zhuǎn)變的熱處理：淬火及時(shí)效1）固溶處理；2）過(guò)飽和固溶體脫溶轉(zhuǎn)變；3）脫溶序列；4）時(shí)效后的組織特征與性能變化；5）影響時(shí)效過(guò)程及材料性能的因素；6）淬火（固溶處理）與時(shí)效規(guī)程9631）脫溶序列機(jī)理；2）時(shí)效后的組織特征與性能變化脫溶序列機(jī)理課堂PPT講授與試驗(yàn)結(jié)合，并結(jié)合教師實(shí)際研究結(jié)果（包括組織照片、性能）講解第4章鋁合金介紹鋁合金材料系列介紹44課堂PPT講授第5章鋼鐵材料介紹碳鋼、合金鋼、鑄鐵介紹22課堂講授第5章鋼的退火1）鋼在加熱時(shí)的奧氏體相變；2）冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變；3）珠光體轉(zhuǎn)變；4）退火及正火工藝881）加熱時(shí)的奧氏體相變過(guò)程；2）冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變；3）幾種退火工藝組織與性能冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物性能分析課堂PPT講授第5章鋼的淬火和回火1）馬氏體轉(zhuǎn)變；2）淬火馬氏體在回火時(shí)的轉(zhuǎn)變；3）貝氏體轉(zhuǎn)變及等溫淬火；4）淬火及回火工藝；5）表面淬火9631）馬氏體特點(diǎn)與性能；2）回火時(shí)的組織轉(zhuǎn)變；3）表面淬火組織特點(diǎn)回火時(shí)的組織與性能課堂PPT講授與試驗(yàn)結(jié)合第6章鋼的化學(xué)熱處理滲碳、滲氮、碳氮共滲22滲碳組織變化課堂PPT講授第7章形變熱處理1）時(shí)效型合金的形變熱處理；2）馬氏體型合金的形變熱處理441）低溫形變熱處理；2）鋼材形變熱處理工藝控制鋼材形變熱處理工藝控制課堂PPT講授注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容：（1）2系鋁合金的淬火時(shí)效處理與硬度測(cè)試，3學(xué)時(shí)基本要求：熟悉固溶及時(shí)效處理的基本操作，了解Al-Cu-Mg系鋁合金析出產(chǎn)物的形成及析出過(guò)程中合金性能的變化；掌握淬火加熱溫度、保溫時(shí)間及淬火速度對(duì)該鋁合金時(shí)效效果的影響，掌握最佳熱處理工藝參數(shù)的確定方法。（2）45＃鋼的淬火、回火處理與硬度測(cè)試，3學(xué)時(shí)基本要求：熟悉鋼的退火，正火，淬火+回火工藝操作方法，掌握相應(yīng)鋼材的基本熱處理參數(shù)（加熱溫度、冷卻速度等），掌握淬火與回火過(guò)程中性能變化規(guī)律，并分析性能變化的相關(guān)機(jī)理。實(shí)踐教學(xué)要求：（1）實(shí)驗(yàn)以班為單位進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中每個(gè)班分組進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，各組的人員可以互相協(xié)調(diào)。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)老師的安排，對(duì)于不遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度等造成損失的學(xué)生，由其承擔(dān)相關(guān)的責(zé)任。（3）每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的成員，根據(jù)本小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行集體分析和討論，但要求每個(gè)同學(xué)必須單獨(dú)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，每個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求有學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)獨(dú)特的理解。（4）實(shí)驗(yàn)成績(jī)占平