1 《金属材料学》教学大纲 课程名称：金属材料学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Metal Material Science 总学时/周学时/学分：40/4/2.5 其中实验/实践学时：6 先修课程：大学物理、材料科学基础、材料概论 后续课程支撑：金属材料热处理 授课时间： 1-10 周/周二 1-2 节、周四 1-2 节 授课地点：松山湖校区 6C401 授课对象： 2020 金属材料班 开课学院：材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称：万鹏/副研究员、李润霞/教授 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课间和课后，采用一对一的问答方式；2.通过电子邮件等联系方式答疑;3.办公室课后答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材：《金属材料学》，戴起勋主编，化学工业出版社； 教学参考资料：《金属材料学》，文九巴主编，机械工业出版社；《合金钢》，章守华主编，冶金工业出版社；《走进材料科学》，R.W.Cahn 著，杨 柯等译，化学工业出版社；Structure and Properties of Engineering Alloys-2nd edition, William F. Smith., McGraw-Hill Education, 1993; Metallic Materials, Schweitzer, Philip A., New York: Marcel Dekker, Inc, 2003. 课程简介： 金属材料学是金属材料工程专业一门重要的专业课，要求学生掌握金属材料的基本知识、金属材料的合金化原理、钢铁材料中常用的合金元素及其 作用，以及有色金属的强化原理和工艺等；系统学习各类金属材料及其用途，典型牌号金属材料的热处理工艺，了解金属材料的最新研究成果及科研动 向。从而丰富和拓宽学生在金属材料学方面的知识，为培养专业素质打下坚实的基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求
2 目标 1： 了解金属材料的发展史，掌握金属材料合金化的基本原 理，掌握金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关 系，掌握金属材料的强化机理等。 2.2 掌握运用专业基础知识分析金属材 料工程问题的能力； C2．问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科 学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析 金属材料领域的复杂工程问题，以获得有效结论。 目标 2： 1. 能够根据具体零部件的服役条件、失效形式，确定相应 的性能要求，选择和设计适用的金属材料及加工成型工 艺、热处理工艺等； 2.能够利用合适的材料分析方法来分析金属材料工程中涉 及合金设计与制备等方面的复杂工程问题。 4.2 具有基于金属材料工程专业基础的 基本原理和科学方法开展专业基础实 验，准确分析并解释实验数据，并将实 验结果进行关联以获得有效结论的能 力。 C4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金 属材料工程领域复杂技术问题进行研究，包括设计 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出合理 有效的结论。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 万鹏 1 金属材料发展简史，介绍现代金属材料 以及金属材料的可持续发展与趋势。课 程思政融入点：介绍材料发展史的演变 过程，材料对于国民经济发展的作用和 巨大贡献，培养学生对于学科专业的认 知和使命感。 线上 优学院讲 授和讨论 课程思政作业：要 求学生阅读与材料 发展有关的文章或 书籍 目标一
3 1-2 钢的合金化概论 万鹏 7 教学重点：1.钢中合金元素及其分布，合 金元素的分类 2.钢的强化机理，影响钢 塑性的主要因素，改善钢韧性的途径 3. 合金元素对 Fe-C 相图、过冷奥氏体分解、 钢回火转变的影响。教学难点：钢铁材 料合金化原理，合金元素与 Fe 形成的二 元相图，钢铁材料中常用的合金元素及 其在钢中的作用及在钢中的分布；合金 元素在钢中的存在形式、合金元素对合 金钢的相变及性能的影响； 微量元素在 钢中的作用等。 线上 优学院讲 授和讨论 作业一 目标一 3 工程结构钢 万鹏 4 教学重点：低合金高强度结构钢的合金 化的原则，常用合金结构钢的组织形态， 如铁素体-珠光体钢，微珠光体低合金高 强度钢等。常用提高工程结构钢强度的 途径（控轧、控冷、合金化等）。教学 难点：提高工程结构钢强度的合金化原 则和提高性能的途径（控轧、控冷、合 金化等）。课程思政融入点：通过介绍 桥梁结构用钢，引入国家不同发展时期 的桥梁建设以及演变，增强学生对于国 家发展振兴强大的认同和使命感。 线上 优学院讲 授和讨论 目标二
4 4 机械制造结构钢 万鹏 4 教学重点：各类机器零件用钢（如调质 钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、 高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、非调质 钢等）的性能要求，典型的热处理工艺 以及适合的服役条件等。教学难点：常 用机器零件用钢的合金化原则和性能要 求，通过热处理达到所要求的性能等， 理解典型机器零件用钢的选材思路和发 展。 线上 优学院讲 授和讨论 目标二 5 工模具钢 万鹏 2 教学重点：工具用钢的合金化、组织性 能的特点及分类，低合金工具钢的合金 化，典型热处理工艺等，掌握高速钢的 合金化及组织、性能、热处理工艺等。 教学难点：工具用钢的合金化、组织性 能的特点及分类，低合金工具钢的合金 化，典型热处理工艺等，高速钢的合金 化、热处理工艺等。冷作模具钢、热作 模具钢的性能要求、合金化、热处理特 点等。 线上 优学院讲 授和讨论 目标二 5-6 不锈钢 万鹏 4 教学重点：影响不锈钢组织和性能的因 素，提高钢的抗蚀性途径，铁素体不锈 钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢的组 线上 优学院讲 授和讨论 作业二 目标二
5 织、性能特点。教学难点：提高钢的抗 蚀性途径，铁素体不锈钢、马氏体不锈 钢、奥氏体不锈钢的组织、性能特点。 不同组织不锈钢的耐蚀原理，适用环境， 性能特点等。 6 耐热钢 万鹏 2 教学重点：热强钢的合金化，珠光体型 热强钢，马氏型热强钢成分设计及性能 特点。教学难点：热强钢的合金化。 线上 优学院讲 授和讨论 目标二 7 超高强度结构钢 万鹏 2 教学重点：低合金超高强度钢、二次硬 化型超高强度钢、马氏体时效钢、沉淀 强化超高强度钢。教学难点：低合金超 高强度钢的成分设计。课程思政融入点： 结合超强钢的发展了解其在国民经济发 展和航天事业的作用及重要性 线下 讲授 课程思政作业：要 求学生阅读与超强 钢发展有关的文献 资料及新闻 目标二 7 铸铁 李润霞 2 教学重点：铸铁的成分特点、影响石墨 化的因素；掌握灰铸铁、球墨铸铁、蠕 墨铸铁、可锻铸铁的石墨形态及对性能 的影响。教学难点：铸铁的石墨化，石 墨形态和基体组织对性能影响；灰铸铁、 球墨铸铁、蠕墨铸铁以及可锻铸铁的性 能和热处理。 线下 讲授 目标二 8 铝合金 李润霞 2 教学重点：铝合金的合金化原理，铝合 线下 讲授 目标二