要求：理解和掌握铁碳合金的基本组成、铁碳合金相图及其转变过程、铁碳合金的结晶过程及其组织、元素对铁碳合金结晶过程及其组织的影响。5三元合金相图5.1三元合金相图的表示方法成分三角形、在成分三角形中具有特定意义的直线5.2三元系平衡相的定量法则直线法则和杠杆定律、重心法则5.3三元匀晶相图相图分析、三元固溶体合金的结晶过程、等温截面、变温截面、投影图5.4三元共晶相图组元在固态完全不溶的共晶相图、组元在固态有限溶解，具有共晶转变的相图5三元相图总结5.5三元系的两相平衡、三元系的三相平衡、三元系的四相平衡、相区接触法则5.6三元合金相图应用举例Fe-C-Si三元系变温截面、Fe-C-Cr三元系等温截面、Al-Cu-Mg三元系液相面投影图重点：成分三角形的建立和应用；直线法则与重心定律；材料的凝固过程分析，投影图的建立及其应用；三元共晶相图的应用；材料的凝固过程分析；投影图的建立及其应用：立体图中的三相平衡转变和四相平衡转变特征：三元系反应类型的判断；相区接触法则：材料的凝固过程分析。难点：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程：三元共晶相图立体图形与凝固过程分析：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；利用全方位投影图分析特定成分材料的凝固过程。要求：主要讲述三元相图的成分表示法，三元系平衡转变的定量法则，三元匀晶相图，三元共晶相图，三元相图的四相平衡转变，具有化合物的三元相图，三元相图应用举例。6金属及合金的塑性变形与断裂6.1金属的变形特性应力一应变曲线、真应力一真应变曲线、金属与合金的弹性变形6.2单晶体的塑性变形滑移、李生6.3多晶体的塑性变形多晶体的塑性变形过程、晶粒大小对塑性变形的影响6.4合金的塑性变形单相固溶体的塑性变形、多相合金的塑性变形6.5塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变形对组织结构的影响、塑性变形对金属性能的影响、残余应力6.6金属的断裂断裂分类、微孔聚集型断裂、解理断裂、沿晶断裂、影响材料断裂的基本因素、断裂韧性及其应用重点：金属塑性变形的过程，弹性变形的微观现象；滑移和李生的产生；滑移特征；典型的滑移系；滑移的分类及滑移的痕迹；塑性变形的位错机制4
4 要求：理解和掌握铁碳合金的基本组成、铁碳合金相图及其转变过程、铁 碳合金的结晶过程及其组织、元素对铁碳合金结晶过程及其组织的影响。 5 三元合金相图 5.1 三元合金相图的表示方法 成分三角形、在成分三角形中具有特定意义的直线 5.2 三元系平衡相的定量法则 直线法则和杠杆定律、重心法则 5.3 三元匀晶相图 相图分析、三元固溶体合金的结晶过程、等温截面、变温截面、投影图 5.4 三元共晶相图 组元在固态完全不溶的共晶相图、组元在固态有限溶解，具有共晶转变的 相图 5.5 三元相图总结 三元系的两相平衡、三元系的三相平衡、三元系的四相平衡、相区接触法 则 5.6 三元合金相图应用举例 Fe-C-Si 三元系变温截面、Fe-C-Cr 三元系等温截面、Al-Cu-Mg 三元系液相 面投影图 重点：成分三角形的建立和应用；直线法则与重心定律；材料的凝固过程 分析，投影图的建立及其应用；三元共晶相图的应用；材料的凝固过程分析； 投影图的建立及其应用；立体图中的三相平衡转变和四相平衡转变特征；三元 系反应类型的判断；相区接触法则；材料的凝固过程分析。 难点：利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；三元共晶相图立体图形 与凝固过程分析；利用投影图分析特定成分材料的凝固过程；利用全方位投影 图分析特定成分材料的凝固过程。 要求：主要讲述三元相图的成分表示法，三元系平衡转变的定量法则，三 元匀晶相图，三元共晶相图，三元相图的四相平衡转变，具有化合物的三元相 图，三元相图应用举例。 6 金属及合金的塑性变形与断裂 6.1 金属的变形特性 应力－应变曲线、真应力－真应变曲线、金属与合金的弹性变形 6.2 单晶体的塑性变形 滑移、孪生 6.3 多晶体的塑性变形 多晶体的塑性变形过程、晶粒大小对塑性变形的影响 6.4 合金的塑性变形 单相固溶体的塑性变形、多相合金的塑性变形 6.5 塑性变形对金属组织和性能的影响 塑性变形对组织结构的影响、塑性变形对金属性能的影响、残余应力 6.6 金属的断裂 断裂分类、微孔聚集型断裂、解理断裂、沿晶断裂、影响材料断裂的基本 因素、断裂韧性及其应用 重点：金属塑性变形的过程，弹性变形的微观现象；滑移和孪生的产生； 滑移特征；典型的滑移系；滑移的分类及滑移的痕迹；塑性变形的位错机制；
李生变形特点：临界分切应力；多晶体变形的特点：合金变形的特点：塑性变形对材料组织和性能的影响；金属强化的位错解释；残余应力的类型及特点；常见断裂类型的形成机理、断裂过程和断口形貌。难点：等效滑移系的确定；金属强化的位错解释；断裂韧性的应用。要求：理解和掌握金属的变形特点，单晶体的塑变，多晶体的塑变，塑性变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释，断裂。7金属及合金的回复与再结晶7.1形变金属与合金在退火过程中的变化显微组织的变化、储存能及内应力的变化、机械性能的变化、其他性能的变化、亚晶粒尺寸7.2回复退火温度和时间对回复过程的影响、回复机理、亚结构的变化、回复退火的应用7.3再结晶再结晶晶核的形成与长大、再结晶温度及其影响因素、再结晶晶粒大小的控制7.4晶粒长大晶粒的正常长大、晶粒的反常长大、再结晶退火后的组织7.5金属的热加工金属的热加工与冷加工、动态回复与动态再结晶、热加工后的组织与性能重点：冷变形金属在加热时的组织与性能变化：回复的概念：回复的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；材料亚结构的变化；再结晶的概念；再结晶的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用：再结晶晶粒大小的影响因素：临界变形度及对再结晶晶粒大小的影响：临界变形量的意义与应用；正常长大与异常长大；长大的驱动力和机制；热加工与冷加工的概念；动态回复与动态再结晶的过程、特点和机制；热加工过程中组织与性能变化。难点：多边形化：位错攀移和滑移的过程：再结晶形核机制：再结晶过程的驱动力：回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别：动态回复与动态再结晶的机制：纤维组织和带状组织对性能的影响及其应用。要求：主要讲述金属及合金在退火过程中的变化，回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形。8扩散8.1概述扩散现象和本质、扩散机理、固态金属扩散的条件、固态扩散的分类8.2扩散定律菲克第一定律、菲克第二定律、扩散应用举例8.3影响扩散的因素温度、晶体结构、固溶体类型、晶体缺陷、化学成分难点：反应扩散及其溶质浓度分布；菲克第二定律的应用。重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力和机理；扩散定律及其应用；影响扩散的各种因素。要求：理解和掌握扩散的基本定律、扩散的微观机理与现象以及影响扩散的因素。四、课内实践教学要求5
5 孪生变形特点；临界分切应力；多晶体变形的特点；合金变形的特点；塑性变 形对材料组织和性能的影响；金属强化的位错解释；残余应力的类型及特点； 常见断裂类型的形成机理、断裂过程和断口形貌。 难点：等效滑移系的确定；金属强化的位错解释；断裂韧性的应用。 要求：理解和掌握金属的变形特点，单晶体的塑变，多晶体的塑变，塑性 变形对金属组织与性能的影响，金属及合金强化的位错解释，断裂。 7 金属及合金的回复与再结晶 7.1 形变金属与合金在退火过程中的变化 显微组织的变化、储存能及内应力的变化、机械性能的变化、其他性能的 变化、亚晶粒尺寸 7.2 回复 退火温度和时间对回复过程的影响、回复机理、亚结构的变化、回复退火 的应用 7.3 再结晶 再结晶晶核的形成与长大、再结晶温度及其影响因素、再结晶晶粒大小的 控制 7.4 晶粒长大 晶粒的正常长大、晶粒的反常长大、再结晶退火后的组织 7.5 金属的热加工 金属的热加工与冷加工、动态回复与动态再结晶、热加工后的组织与性能 重点：冷变形金属在加热时的组织与性能变化；回复的概念；回复的驱动 力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；材料亚结构的变化；再结晶的概 念；再结晶的驱动力、机制、组织与性能的变化规律及其应用；再结晶晶粒大 小的影响因素；临界变形度及对再结晶晶粒大小的影响；临界变形量的意义与 应用；正常长大与异常长大；长大的驱动力和机制；热加工与冷加工的概念； 动态回复与动态再结晶的过程、特点和机制；热加工过程中组织与性能变化。 难点：多边形化；位错攀移和滑移的过程；再结晶形核机制；再结晶过程 的驱动力；回复、再结晶与晶粒长大过程驱动力的识别；动态回复与动态再结 晶的机制；纤维组织和带状组织对性能的影响及其应用。 要求：主要讲述金属及合金在退火过程中的变化，回复，再结晶，晶粒长 大，金属的热变形。 8 扩散 8.1 概述 扩散现象和本质、扩散机理、固态金属扩散的条件、固态扩散的分类 8.2 扩散定律 菲克第一定律、菲克第二定律、扩散应用举例 8.3 影响扩散的因素 温度、晶体结构、固溶体类型、晶体缺陷、化学成分 难点：反应扩散及其溶质浓度分布；菲克第二定律的应用。 重点：扩散的概念、本质与分类；扩散的驱动力和机理；扩散定律及其应 用；影响扩散的各种因素。 要求：理解和掌握扩散的基本定律、扩散的微观机理与现象以及影响扩散 的因素。 四、课内实践教学要求
1.课内实践教学要求实每其实实学他践践组课内实践践内容及要求性时形类人说教学名称数质式型明课绘制立方晶系的晶向和晶面1.习题外课晶面指数和晶向指数的计算和绘2.习题制外课刃型位错柏氏矢量的计算3.习题外课匀晶相图、共晶相图、包晶相图7习题外的绘制和相成分的含量计算课铁碳合金相图的绘制以及相组成5.习题外物和组织组成物的含量计算课在成分三角形中绘制三元合金的6.习题外位置课再结晶温度的估算7.习题外课扩散系数的计算8.习题外课9. 习题外合计*注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。五、学时分配序讲课习题讨论实验主要内容教学手段等号学时课时课时课时21绪论多媒体、图片26多媒体、图片金属的晶体结构310纯金属的结晶多媒体、图片4二元合金的相结构与结晶10多媒体、图片5铁碳合金10多媒体、图片64三元合金相图多媒体、图片7金属及合金的塑性变形与断12多媒体、图片裂88多媒体、图片金属及合金的回复与再结晶96扩散多媒体、图片210总复习小计70706
6 1. 课内实践教学要求 课内实践 教学名称 学 时 内容及要求 实 践 性 质 实 践 形 式 实 践 类 型 每 组 人 数 其 他 说 明 1. 习题 绘制立方晶系的晶向和晶面 课 外 2. 习题 晶面指数和晶向指数的计算和绘 制 课 外 3. 习题 刃型位错柏氏矢量的计算 课 外 4. 习题 匀晶相图、共晶相图、包晶相图 的绘制和相成分的含量计算 课 外 5. 习题 铁碳合金相图的绘制以及相组成 物和组织组成物的含量计算 课 外 6. 习题 在成分三角形中绘制三元合金的 位置 课 外 7. 习题 再结晶温度的估算 课 外 8. 习题 扩散系数的计算 课 外 9. 习题 课 外 合 计 *注：实践性质：必修、选修；实践形式：实验、上机；实验类型：演示、 验证、综合、设计；其他说明：课内完成，课内布置、课外完成。 五、学时分配 序 号 主要内容 讲课 学时 习题 课时 讨论 课时 实验 课时 教学手段等 1 绪论 2 多媒体、图片 2 金属的晶体结构 6 多媒体、图片 3 纯金属的结晶 10 多媒体、图片 4 二元合金的相结构与结晶 10 多媒体、图片 5 铁碳合金 10 多媒体、图片 6 三元合金相图 4 多媒体、图片 7 金属及合金的塑性变形与断 裂 12 多媒体、图片 8 金属及合金的回复与再结晶 8 多媒体、图片 9 扩散 6 多媒体、图片 10 总复习 2 小计 70 70
六、本课程与其它相关课程的联系先修课：材料力学、物理化学、金属工艺学等课程。后续课：金属材料学、材料加工原理、金属塑性变形原理、材料表面处理等。为材料专业学生提供材料方面的基本知识和基本实验方法的训练，为后续专业课程的学习打下牢固的基础，同时通过实验研究与训练为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论和实践基础。七、考核方式本课程为考试课，其中：（1）平时考核：20%（2）期末考核：80%八、建议教材和教学参考书【1]】束德林.工程材料力学性能（第2版），北京：机械工业出版社，2007.5.[2】郑修麟.材料的力学性能（第2版）.西安：西北工业大学出版社，2000.4.[3］孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.6.[4]】戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991制定：金属材料工程教研室执笔人：李美霞审定人：郑立允制定时间：2013年8月7
7 六、本课程与其它相关课程的联系 先修课：材料力学、物理化学、金属工艺学等课程。 后续课：金属材料学、材料加工原理、金属塑性变形原理、材料表面处理 等。为材料专业学生提供材料方面的基本知识和基本实验方法的训练，为后续 专业课程的学习打下牢固的基础，同时通过实验研究与训练为将来从事材料的 研究与开发打下坚实的理论和实践基础。 七、考核方式 本课程为考试课，其中： （1）平时考核：20% （2）期末考核：80% 八、建议教材和教学参考书 [1] 束德林.工程材料力学性能（第 2 版），北京：机械工业出版社， 2007.5. [2] 郑修麟.材料的力学性能（第 2 版）.西安：西北工业大学出版 社,2000.4. [3] 孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003.6. [4] 戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991 制 定：金属材料工程教研室 执 笔 人：李美霞 审 定 人：郑立允 制定时间：2013 年 8 月
《材料现代分析方法》教学大纲课程编号：C050130613课程名称：材料现代分析方法课程类型：专业基础课英文名称：AdvancedAnalysisMethodsforMaterials适用专业：金属材料工程总学时：40学分：2.5一、本课程的性质、目的及任务性质：《材料现代分析方法》是金属材料工程专业的一门专业基础课程，在金属材料工程专业的教学中有着重要地位。它具有实用性强、理论和实践结合、软硬件结合等特点。目的：通过本课程的学习，要求学生掌握X射线衍射分析、电子显微分析、电子能谱分析、等测试技术的基本原理、仪器构造、工作原理及其在材料科学中的应用，具有正确选择材料分析方法的能力。任务：使学生掌握专业从事材料分析测试工作的初步基础；具备通过继续学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力，培养学生正确选用现代分析技术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。二、课程教学的基本要求1、了解X射线衍射、电子显微分析技术等在材料科学中的应用。2、掌握X射线衍射和各种电子显微分析技术的原理及所能解决的问题。3、正确地运用现代分析技术开展有关的科学研究。三、课程教学内容1.绪论内容：1.1学习材料现代分析方法的意义与重要性1.2现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同1.3常用的材料现代分析方法重点：材料现代分析方法的意义、重要性难点：常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同要求：掌握材料现代分析方法的意义、重要性，理解常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同，了解材料现代分析方法在材料科学发展过程中的重要性。2.X射线物理学基础内容：2.1X射线的性质2.2X射线的产生及X射线谱2.3X射线与物质的相互作用8
8 《材料现代分析方法》教学大纲 课程编号：C050130613 课程名称：材料现代分析方法 课程类型：专业基础课 英文名称：Advanced Analysis Methods for Materials 适用专业：金属材料工程 总 学 时：40 学 分：2.5 一、本课程的性质、目的及任务 性质：《材料现代分析方法》是金属材料工程专业的一门专业基础课程， 在金属材料工程专业的教学中有着重要地位。它具有实用性强、理论和实践结 合、软硬件结合等特点。 目的：通过本课程的学习，要求学生掌握 X 射线衍射分析、电子显微分析、 电子能谱分析、等测试技术的基本原理、仪器构造、工作原理及其在材料科学 中的应用，具有正确选择材料分析方法的能力。 任务：使学生掌握专业从事材料分析测试工作的初步基础；具备通过继续 学习掌握材料分析新方法、新技术的自学能力，培养学生正确选用现代分析技 术开展材料组成、结构与性能关系的科学研究能力。 二、课程教学的基本要求 1、了解 X 射线衍射、电子显微分析技术等在材料科学中的应用。 2、掌握 X 射线衍射和各种电子显微分析技术的原理及所能解决的问题。 3、正确地运用现代分析技术开展有关的科学研究。 三、课程教学内容 1. 绪论 内容： 1.1 学习材料现代分析方法的意义与重要性 1.2 现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同 1.3 常用的材料现代分析方法 重点：材料现代分析方法的意义、重要性 难点：常用的现代分析方法与传统的显微组织结构、化学成分分析方法的不同 要求：掌握材料现代分析方法的意义、重要性，理解常用的现代分析方法与传统的显 微组织结构、化学成分分析方法的不同，了解材料现代分析方法在材料科学发展过程中的 重要性。 2. X 射线物理学基础 内容： 2.1 X 射线的性质 2.2 X 射线的产生及 X 射线谱 2.3 X 射线与物质的相互作用