课程名称：金属学与热处理 课程类型：专业必修课程 学 分：3 总学时：48
理论学时：32 实验学时：16 课程代码:
先修课程：高等数学 材料力学 适用专业：材料成型与控制技术、模具设计与制造
一、课程性质、目的和任务
本课程是“材料成型与控制技术、模具设计与制造”专业的专业必修课，是学习材料专业课的技术基础课。它在基础课和专业课之间起桥梁作用。只有在修完本课程之后，才能进入其他专业课的学习。开设该课程的目的主要是向学生阐述金属学与热处理的基础知识，任务是使学生通过该课程的学习，掌握金属材料的成份、组织结构、热处理工艺与性能之间的相互关系及其变化规律，熟悉热处理基本工艺和常用工程材料的种类、成份、组织、性能特点，为后续专业课的学习奠定基础。
二、教学基本要求
1、 知识、能力、素质的基本要求
通过本课程的学习，应使学生掌握金属学与热处理的基础知识，即金属及合金的成分、组织、结构与性能之间的相互关系及其变化规律；初步学会使用金相显微镜对金属及合金的组织进行观察及相应的实验能力；具备能用所学理论对金属材料热处理的一些实际工程问题进行分析的素质。
2、 教学模式基本要求（课程主要教学环节要求，教学方法及手段要求）
本课程的特点是理论抽象，空间结构多且复杂，理论性叙述多，计算内容少。针对这些特点，在教学时应尽量结合工程实例来加深对基础理论的理解；有关金属组织的认识和识别对初学者来说是难度很大的内容，必须配合实验来加深认识。 三、 教学内容及要求 第一章 金属的晶体结构
要求学生掌握三种常见金属的晶体结构、晶体学基本概念、实际金属中三类晶体缺陷、合金中的两类基本相。
第二章 纯金属金属的结晶
要求学生掌握结晶的规律，结晶基本过程以及结晶后获得细晶粒的方法，了解晶核长大机理、铸锭组织形成过程、铸锭组织结构与性能特点。
第三章 二元合金相图
要求学生掌握二元合金相图的建立方法，熟悉匀晶相图．共晶相图、包晶相图的结构，正确地分析相应合金的结晶过程，画出示意图，并能熟练地运用杠杆定律计算相组成物的相
对量。
第四章 铁碳合金
要求学生理解Fe-Fe3C相图中点、线及各相区的金属学含义，掌握不同成分的铁碳合金平衡结晶过程的分析方法，能用杠杆定律计算室温下相组成物和组织组成物的相对量，掌握不同成分的铁碳合金室温下组织组成物与相组成物的形态和性能特点。
第六章 金属及合金的塑性变形与再结晶
要求学生了解金属塑性变形的主要方式，理解金属塑性变形后的组织结构与性能之间的变化规律，掌握塑性变形对金属组织和性能的影响，以及变形金属在加热过程中组织结构和性能变化的特点，掌握加工硬化的概念及其实际应用，了解热加工工艺过程中控轧控冷的意义及最新进展。
第七章 金属与合金中的扩散
要求学生了解扩散现象和本质以及扩散机理，了解固体金属扩散的条件和分类，了解扩散定律和影响扩散的因素。
第八章 钢的热处理原理
要求学生了解钢加热时奥氏体化的基本过程，理解过冷奥氏体等温冷却和连续冷却曲线的物理意义，掌握过冷奥氏体转变产物(珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体、贝氏体)的组织特点和性能特点，熟悉C曲线的形状、位置和影响因素，了解C曲线在热处理生产中的实际应用。要求学生了解热处理在机械零件加工制造过程中的地位和作用，理解常用热处理工艺的目的及其应用范围，并能合理地制定典型零件(齿轮、轴)的加工工艺流程，掌握退火、正火、淬火和回火工艺参数的一般方法，了解表面淬火和化学热处理的种类，掌握淬透性和淬硬性的概念，了解淬透性曲线在选材中的实际应用。
第九章 工业用钢
要求学生了解工业用钢的分类，掌握我国钢的编号基本方法原则，理解合金元素在钢中的作用，了解碳钢、合金钢、结构钢、工具钢、特殊钢的成分和性能特点，熟悉其中的典型钢号，根据零件的工作条件和性能要求正确选用钢材，掌握典型钢种的热处理工艺。
第十章 铸铁
要求学生掌握常用工业铸铁的分类及组织特点，了解在不同工况条件下选择铸铁材料的一般原则和方法。
第十一章 有色金属合金
要求学生掌握铝、铜、镁、钛及其合金的分类、牌号和用途，了解铝、铜及其合金的性能参数和热处理方法，了解轴承合金的成分、组织特征以及应用。
四、实验内容 序号 实验名称 实验内容 学时 每组人数 实验属性 1 显微镜使用及试样制备 铁碳合金平1.熟练掌握金相显微镜的使用方法； 2.掌握试样制备的方法 1. 观察分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织，判定每个试样的大致成分范围； 2．绘出每块试样的显微组织示意图，注明浸蚀剂与放大倍数等。 3．说明铁碳合金成分、平衡组织与性能间的关系。 1.了解钢的普通热处理工艺方法和操作规程； 2.掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； 3.了解各种热处理设备的结构和使用方法。 1．制备合金钢热处理后的金相试样； 2．金相显微镜下进行观察； 3．对实验过程和结果进行综合性分析，得出相应的结论，并写出实验报告。 1.了解有色金属的普通热处理工艺方法和操作规程； 2.掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； 3.了解各种热处理设备的结构和使用方法。 1．制备有色金属热处理后的金相试样； 2．金相显微镜下进行观察； 3．对实验过程和结果进行综合性分析，得出相应的结论，并写出实验报告。 2 10 验证性 2 衡组织的观察 2 10 验证性 3 钢的热处理操作 钢热处理后显微组织观察 4 40 综合性 4 5 6 2 10 验证性 有色金属热处理实验 4 40 综合性 有色金属热处理后显微组织观察 合计 2 10 验证性 16 五、学时分配 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 课程内容 第一章 金属的晶体 第二章 纯金属的结晶 第三章 二元合金相图 第四章 铁碳合金相图 第六章 金属及合金的塑性变形与再结晶 第七章 金属与合金中的扩散 第八章 钢的热处理原理 第九章 工业用钢 第十一章 有色金属及合金 合计 教学时数 讲授 4 2 4 6 4 2 6 2 2 32 习题课 实验 4 6 6 16 小计 4 2 4 10 4 2 6 2 2 48 六、考核办法
考核采用百分制，“综合成绩”由“平时成绩”、 “期末考试成绩”组成。其中，“平时成绩”占30% ； “期末考试成绩”占70%。“平时成绩”通过作业成绩、出勤率及课堂纪律的考核确定。迟到、早退、旷课均予以扣分。理论课或实验课缺勤超过三分之一，或作业未完成次数超过三分之一，不准参加考试。
七、推荐教材和教学参考书
教材：《金属学与热处理》，陈惠芬编著，冶金工业出版社， 2009年。 参考书：
1.《金属学与热处理》，崔忠圻编著，哈尔滨工业大学出版社，2001。 2.《金属力学性能》，束德林编著，机械工业出版社，2002(第2 版) 年。 3.《金属固态相变及应用》，康煜平编著，化学工业出版社，2007年。 4.《机械工程材料》，沈莲编著，机械工业出版社，2007(第3版)。
制订：房洪杰、康煜平、李双翠 审定：杨丽娟、尹登峰 批准：尹登峰
《金属学与热处理》课程实验教学大纲
课程名称：金属学与热处理 课程总学时：48
课程代码：05224040
实验学时：16 实验学分：1
适用专业：材料成型与控制技术、模具设计与制造
一、实验教学的性质和任务
金属学与热处理是“材料成型与控制技术、模具设计与制造”专业的必修课。《金属学与热处理》实验教学是课程教学的重要组成部分，是为巩固课堂所学的知识，培养学生操作实验仪器、整理实验数据和分析实验结果的能力而设立的必要教学环节。通过实验，加强学生的感性认识，验证课程教学内容，激发学生的创新意识，提高学生的专业技能，为学生走向工作岗位奠定坚实的基础。
二、实验教学的主要内容和基本要求
1、实验教学的主要内容及知识、能力、素质的基本要求 ； 实验一、金相试样的制备
(1) 初步掌握金相试样制备过程中取样、磨削、抛光、浸蚀的操作方法和注意事项； (2) 每名学生制备金相试样一个。 实验二、铁碳合金平衡组织观察
(1) 观察工业纯铁、亚共析钢、共析钢和过共析钢的室温平衡组织； (2) 能够正确识别铁碳合金的平衡组织； (3) 掌握含碳量对铁碳合金组织的影响； (4) 初步掌握金相显微镜的构造和使用方法。 实验三、钢的热处理操作
(1)了解钢的普通热处理工艺方法和操作规程； (2)掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； (3)了解各种热处理设备的结构和使用方法。 实验四、典型合金钢显微组织观察
(1) 用金相显微镜观察不锈钢、高速钢、铸铁的显微组织； (2) 进一步认识合金成分、组织和性能三者之间的关系； (3)进一步掌握金相显微镜的使用方法。 实验五、有色金属热处理实验
（1）了解有色金属的普通热处理工艺方法和操作规程； （2）掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； （3）了解各种热处理设备的结构和使用方法。 实验六、有色金属热处理后显微组织观察 （1）制备有色金属热处理后的金相试样；
（2）金相显微镜下进行观察；
（3）对实验过程和结果进行综合性分析，得出相应的结论，并写出实验报告。 2、实验教学方法手段的基本要求；
(1) 了解金相显微镜等实验设备的大致构造和实验的基本原理，初步掌握上述实验设备的操作方法；
(2) 了解制备试样过程，具备制备金相试样的能力
(3) 初步具有鉴定碳素钢、灰铸铁、球墨铸铁常温下平衡组织的能力； （4）具有正确处理实验数据和分析实验结果的能力。
三、实验项目的设置及学时分配表 序号 1 实验名称 显微镜使用及试样制备 铁碳合金平2 衡组织的观察 实验内容 1.熟练掌握金相显微镜的使用方法； 2.掌握试样制备的方法 1. 观察分析铁碳合金在平衡状态下的显微组织，判定每个试样的大致成分范围； 2．绘出每块试样的显微组织示意图，注明浸蚀剂与放大倍数等。 3．说明铁碳合金成分、平衡组织与性能间的关系。 3 钢的热处理操作 钢热处理后显微组织观察 1.了解钢的普通热处理工艺方法和操作规程； 2.掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； 3.了解各种热处理设备的结构和使用方法。 1．制备合金钢热处理后的金相试样； 2．金相显微镜下进行观察； 3．对实验过程和结果进行综合性分析，得出相应的结论，并写出实验报告。 1.了解有色金属的普通热处理工艺方法和操作规有色金属热处理实验 程； 2.掌握各种成分的碳钢加热规范的选定原则； 3.了解各种热处理设备的结构和使用方法。 有色金属热处理后显微组织观察 合计 1．制备有色金属热处理后的金相试样； 2．金相显微镜下进行观察； 3．对实验过程和结果进行综合性分析，得出相应的结论，并写出实验报告。 16 2 10 验证性 4 40 综合性 2 10 验证性 4 40 综合性 2 10 验证性 学时 2 每组人数 10 实验属性 验证性 4 5 6 四、考核办法
以课堂的表现、动手能力、分析问题和解决问题的能力以及实验报告的完成质量为主要依据评定成绩。实验成绩分为优、良、中、及格和不及格五个等级，以一定比例计入平时成
绩。
五、推荐实验教材及教学参考书
教材：《金属学及热处理》，杨秀英，刘春忠编著，机械工业出版社，2010。 参考书：
《金属学与热处理》，陈惠芬编著，冶金工业出版社，2009。
制订：房洪杰 康煜平 李双翠 审定：杨丽娟 尹登峰 批准：尹登峰
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