《热处理原理、工艺及设备》教学大纲课程编号：B04041800课程名称：热处理原理、工艺及设备英文名称：Principles,TechnologyandEquipmentforHeatTreatment课程性质：专业必修课学时/学分：64/4.00考核方式：考试先修课程：材料科学基础、金属工艺学、材料加工工艺、材料测试与研究方法后继课程：金属材料学、金属材料专业实验、金属材料腐蚀与防护、材料表面工程、金属材料专业实验、工程伦理、生产管理、认识实习、生产实习、专业综合实验、毕业实习与毕业设计适用专业及层次：金属材料工程专业本科生大纲执笔人：李成栋大纲审核人：孙瑞雪一、课程性质与目标热处理原理、工艺及设备是金属材料工程专业一门重要的专业必修课。要求学生掌握金属材料热处理原理、工艺及设备的基本概念、原理、工艺：系统学习金属材料的各种热处理工艺以及对应材料的性能与应用；理解金属材料热处理工艺的设计原理及设计方法：了解金属材料相关领域的最新研究成果及科研动向，特别是先进热处理工艺、设备的发展趋势，从而丰富和拓宽学生在材料科学与工艺、设备方面的知识：为培养专业素质打下坚实的基础。通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标课程目标1：能够准确理解金属材料的热处理理论，熟悉代表性碳钢、合金钢及有色金属等材料的应用和热处理工艺：能够运用热处理之提高材料性能的基础理论、方法和工艺，根据零件的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺：能够掌握热处理设备的温度控制原理和相应设备基本构造。课程自标2：能够根据金属材料热处理工艺设计发展要求，掌握自主学习的方法，通过网络文献检索自主地学习金属材料相关领域中的新知识和新技能。能够运用相关知识进行相关材料的研发和工艺选择；结合金属材料的基本知识，提出金属材料热处理工艺的整体设计方案并进行优化，且能够在设计环节体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系毕业要求指标点课程目标斗1-4.能将工程基础和专业知识毕业要求1.：能够将数学、自然科课程目标1用于金属材料的制备、成型及加学、工程基础和专业知识用于分析和解决金属材料工程领域中的复「工过程等复杂工程问题解决方1
1 《热处理原理、工艺及设备》教学大纲 课程编号：B04041800 课程名称：热处理原理、工艺及设备 英文名称： Principles, Technology and Equipment for Heat Treatment 课程性质： 专业必修课 学时/学分：64/4.00 考核方式： 考试 先修课程：材料科学基础、金属工艺学、材料加工工艺、材料测试与研究方法 后继课程：金属材料学、金属材料专业实验、金属材料腐蚀与防护、材料表面工程、 金属材料专业实验、工程伦理、生产管理、认识实习、生产实习、专业综 合实验、毕业实习与毕业设计 适用专业及层次：金属材料工程专业本科生 大纲执笔人： 李成栋 大纲审核人： 孙瑞雪 一、课程性质与目标 热处理原理、工艺及设备是金属材料工程专业一门重要的专业必修课。要求学生掌握金属材 料热处理原理、工艺及设备的基本概念、原理、工艺；系统学习金属材料的各种热处理工艺以及 对应材料的性能与应用；理解金属材料热处理工艺的设计原理及设计方法；了解金属材料相关领 域的最新研究成果及科研动向，特别是先进热处理工艺、设备的发展趋势，从而丰富和拓宽学生 在材料科学与工艺、设备方面的知识；为培养专业素质打下坚实的基础。通过本课程的学习，要 求学生达到以下的目标： 课程目标 1：能够准确理解金属材料的热处理理论，熟悉代表性碳钢、合金钢及有色金属等 材料的应用和热处理工艺；能够运用热处理之提高材料性能的基础理论、方法和工艺，根据零件 的服役条件和性能要求正确地选择材料，合理制定工艺；能够掌握热处理设备的温度控制原理和 相应设备基本构造。 课程目标 2：能够根据金属材料热处理工艺设计发展要求，掌握自主学习的方法，通过网络、 文献检索自主地学习金属材料相关领域中的新知识和新技能。能够运用相关知识进行相关材料的 研发和工艺选择；结合金属材料的基本知识，提出金属材料热处理工艺的整体设计方案并进行优 化，且能够在设计环节体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化及环境等因素。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 毕业要求 1. ：能够将数学、自然科 学、工程基础和专业知识用于分析 和解决金属材料工程领域中的复 1-4. 能将工程基础和专业知识 用于金属材料的制备、成型及加 工过程等复杂工程问题解决方 课程目标 1
杂工程问题。案的设计、控制和改进。毕业要求2.问题分析：能够应用数2-2.能够通过对金属材料的复课程目标1学、自然科学、材料科学与工程的杂工程问题进行分析、预测、评基础理论知识和金属材料的专业估，正确表达复杂工程问题的解知识，识别、表达复杂工程问题的决方案。关键环节、参数与解决方索，并能2-3.通过查阅手册、文献、行业够通过文献研究对具体的复杂工规范和国家标准等技术资料，对程问题进行分析，以获得有效结复杂工程问题的影响因素进行论。分析论证，进而寻求可替代的解决方案，认识到解决方案的多样性。毕业要求3.设计开发解决方案：课程目标23-3.能够基于金属材料的成分、能够综合利用所学的基础理论知组织结构、生产工艺、性能的基识和专业知识，针对金属材料工程本规律，针对金属材料的复杂工领域中的复杂工程问题，设计和优程问题，通过合理选材，或设计化材料成分、材料加工工艺、热处/开发加工技术及工艺流程，满足特定需求。理工艺、防魔工艺等，满足特定的产品需求，并能够在方案设计及优3-4.能够在复杂工程问题设计化中体现创新意识，考虑社会、健与开发过程中，充分考虑社会、安全、法律以及环境等问题，系康、安全、法律、文化以及环境等统、全面优化工艺方案，并能够因素的影响。在设计环节中体现创新意识。毕业要求4.研究：能够基于材料科4-2.能够基于科学原理并采用课程目标2学原理和金属材料工程的专业知科学方法对金属材料成分设计、识并采用科学方法对复杂工程问材料制备及加工成型工艺、热处题开展研究，包括设计实验、分析理工艺、防腐技术等设计可行的与解释数据，并通过信息综合得到实验方案。:合理有效的结论，三、教学基本内容及要求0材料热处理绪论（支撑课程目标1）1.材料热处理在现代制造业中的地位和作用；2.材料热处理技术发展史：3.热处理技术展望。要求学生：掌握金属材料热处理的作用教学重点：材料热处理在现代制造业中的地位和作用教学难点：热处理技术展望第一部分热处理原理第一章：金属固态相变基础（支撑课程目标1、2）2
2 杂工程问题。 案的设计、控制和改进。 毕业要求 2. 问题分析：能够应用数 学、自然科学、材料科学与工程的 基础理论知识和金属材料的专业 知识，识别、表达复杂工程问题的 关键环节、参数与解决方案，并能 够通过文献研究对具体的复杂工 程问题进行分析，以获得有效结 论。 2-2. 能够通过对金属材料的复 杂工程问题进行分析、预测、评 估，正确表达复杂工程问题的解 决方案。 2-3. 通过查阅手册、文献、行业 规范和国家标准等技术资料，对 复杂工程问题的影响因素进行 分析论证，进而寻求可替代的解 决方案，认识到解决方案的多样 性。 课程目标 1 毕业要求 3. 设计/开发解决方案： 能够综合利用所学的基础理论知 识和专业知识，针对金属材料工程 领域中的复杂工程问题，设计和优 化材料成分、材料加工工艺、热处 理工艺、防腐工艺等，满足特定的 产品需求，并能够在方案设计及优 化中体现创新意识，考虑社会、健 康、安全、法律、文化以及环境等 因素的影响。 3-3. 能够基于金属材料的成分、 组织结构、生产工艺、性能的基 本规律，针对金属材料的复杂工 程问题，通过合理选材，或设计 /开发加工技术及工艺流程，满 足特定需求。 3-4. 能够在复杂工程问题设计 与开发过程中，充分考虑社会、 安全、法律以及环境等问题，系 统、全面优化工艺方案，并能够 在设计环节中体现创新意识。 课程目标 2 毕业要求 4. 研究：能够基于材料科 学原理和金属材料工程的专业知 识并采用科学方法对复杂工程问 题开展研究，包括设计实验、分析 与解释数据，并通过信息综合得到 合理有效的结论。 4-2. 能够基于科学原理并采用 科学方法对金属材料成分设计、 材料制备及加工成型工艺、热处 理工艺、防腐技术等设计可行的 实验方案。 课程目标 2 三、教学基本内容及要求 0 材料热处理绪论（支撑课程目标1） 1.材料热处理在现代制造业中的地位和作用； 2.材料热处理技术发展史； 3.热处理技术展望。 要求学生：掌握金属材料热处理的作用 教学重点：材料热处理在现代制造业中的地位和作用 教学难点：热处理技术展望 第一部分 热处理原理 第一章：金属固态相变基础（支撑课程目标1、2）
1.金属固态相变的主要类型；2.金属固态相变的基本特征；3.固态相变中的形核；4.固态相变中新相的长大：5.综合转变动力学-奥氏体等温转变图；6.组织粗化。要求学生：掌握金属固态相变的基本过程与特征教学重点：固态相变的形核、长大教学难点：固态相变的界面理论第二章：钢中奥氏体的形成（支撑课程目标1、2）1.奥氏体的结构、组织和性能；2.奥氏体形成的热力学条件；3.奥氏体的形成机制；4.奥氏体等温形成动力学；5.连续加热时奥氏体的形成；6.奥氏体晶粒长大及其控制：7.非平衡组织加热时奥氏体的形成。要求学生：掌握奥氏体结构、组织、性能与形成机制教学重点：奥氏体的形成机制教学难点：奥氏体晶粒细化第三章：珠光体转变（支撑课程目标1、2）1.珠光体的组织形态及晶体学：2.珠光体转变机制；3.先共析转变和伪共析转变；4.珠光体转变动力学；5.珠光体的力学性能；6.钢中碳化物的相间沉淀。要求学生：掌握珠光体结构、组织、性能与形成机制教学重点：珠光体转变机制教学难点：相间沉淀第四章：马氏体转变（支撑课程目标1、2）1.马氏体转变的主要特征；2.钢中马氏体转变的晶体学；3.马氏体的组织形态及影响因素；4.马氏体转变的热力学；5.马氏体转变的动力学；3
3 1.金属固态相变的主要类型； 2.金属固态相变的基本特征； 3.固态相变中的形核； 4.固态相变中新相的长大； 5.综合转变动力学-奥氏体等温转变图； 6.组织粗化。 要求学生：掌握金属固态相变的基本过程与特征 教学重点：固态相变的形核、长大 教学难点：固态相变的界面理论 第二章：钢中奥氏体的形成（支撑课程目标1、2） 1.奥氏体的结构、组织和性能； 2.奥氏体形成的热力学条件； 3.奥氏体的形成机制； 4.奥氏体等温形成动力学； 5.连续加热时奥氏体的形成； 6.奥氏体晶粒长大及其控制； 7.非平衡组织加热时奥氏体的形成。 要求学生：掌握奥氏体结构、组织、性能与形成机制 教学重点：奥氏体的形成机制 教学难点：奥氏体晶粒细化 第三章：珠光体转变（支撑课程目标1、2） 1.珠光体的组织形态及晶体学； 2.珠光体转变机制； 3.先共析转变和伪共析转变； 4.珠光体转变动力学； 5.珠光体的力学性能； 6.钢中碳化物的相间沉淀。 要求学生：掌握珠光体结构、组织、性能与形成机制 教学重点：珠光体转变机制 教学难点：相间沉淀 第四章：马氏体转变（支撑课程目标1、2） 1.马氏体转变的主要特征； 2.钢中马氏体转变的晶体学； 3.马氏体的组织形态及影响因素； 4.马氏体转变的热力学； 5.马氏体转变的动力学；
6.马体的性能。要求学生：掌握马氏体结构、组织、性能与形成机制教学重点：马氏体转变机制教学难点：马氏体的组织形态及影响因素第五章：贝氏体转变（支撑课程目标1、2）1.贝氏体转变特征：2.贝氏体的组织形态；3.贝氏体的形成条件：4.贝氏体的转变机制；5.贝氏体转变产物的力学性能：6.贝氏体组织的应用。要求学生：掌握贝氏体结构、组织、性能与形成机制教学重点：贝氏体转变机制教学难点：下贝氏体高性能机理第六章：钢的过冷奥氏体转变图（支撑课程目标1、2）1.过冷奥氏体等温转变图；2.过冷奥氏体连续冷却转变图：3.过冷奥氏体转变图的应用。要求学生：掌握过冷奥氏体等温和连续冷却转变图教学重点：过冷奥氏体转变图教学难点：过冷奥氏体连续冷却转变图第七童：过饱和固溶体的脱溶分解（支撑课程目标1、2）1.铝合金在时效过程中组织和性能的变化；2.钢的回火转变：3.调幅分解。要求学生：掌握铝合金和奥氏体的脱溶分解教学重点：时效过程中组织的变化教学难点：钢的回火转变第二部分热处理工艺第八章：钢的退火与正火（支撑课程目标1、2）1.钢的退火：2.钢的正火；3.退火与正火后钢的组织性能及工艺选用。要求学生：掌握退火与正火工艺特点，工艺选用教学重点：退火与正火工艺教学难点：退火与正火后钢的组织性能4
4 6.马氏体的性能。 要求学生：掌握马氏体结构、组织、性能与形成机制 教学重点：马氏体转变机制 教学难点：马氏体的组织形态及影响因素 第五章：贝氏体转变（支撑课程目标1、2） 1.贝氏体转变特征； 2.贝氏体的组织形态； 3.贝氏体的形成条件； 4.贝氏体的转变机制； 5.贝氏体转变产物的力学性能； 6.贝氏体组织的应用。 要求学生：掌握贝氏体结构、组织、性能与形成机制 教学重点：贝氏体转变机制 教学难点：下贝氏体高性能机理 第六章：钢的过冷奥氏体转变图（支撑课程目标1、2） 1.过冷奥氏体等温转变图； 2.过冷奥氏体连续冷却转变图； 3.过冷奥氏体转变图的应用。 要求学生：掌握过冷奥氏体等温和连续冷却转变图 教学重点：过冷奥氏体转变图 教学难点：过冷奥氏体连续冷却转变图 第七章：过饱和固溶体的脱溶分解（支撑课程目标1、2） 1.铝合金在时效过程中组织和性能的变化； 2.钢的回火转变； 3.调幅分解。 要求学生：掌握铝合金和奥氏体的脱溶分解 教学重点： 时效过程中组织的变化 教学难点：钢的回火转变 第二部分 热处理工艺 第八章：钢的退火与正火（支撑课程目标1、2） 1.钢的退火； 2.钢的正火； 3.退火与正火后钢的组织性能及工艺选用。 要求学生：掌握退火与正火工艺特点，工艺选用 教学重点： 退火与正火工艺 教学难点： 退火与正火后钢的组织性能
第九章：钢的火与回火（支撑课程目标1、2.1.钢的淬火与分类；2.钢的淬透性；3.淬火介质；4.淬火工艺：5.回火工艺：6.钢的表面火；7.淬火缺陷与防止；8.淬火工艺的新发展。要求学生：掌握钢的淬火工艺和回火工艺与钢的组织、性能教学重点：淬火与回火工艺教学难点：钢的淬透性第三部分热处理设备第十一章：加热设备（支撑课程目标1、2）1.筑炉材料；2.传热理论；3.热处理电阻炉；4.热处理浴炉；5.感应加热设备。要求学生：掌握不同加热设备的特点与用途教学重点：热处理电阻炉教学难点：感应加热第十二章：冷却设备（支撑课程目标1、2）1.缓冷设备；2.淬火槽；3.淬火介质的循环冷却系统：4.淬火机床；5.喷射淬火装置；6.冷处理设备。要求学生：掌握不同冷却设备的特点与用途教学重点：各种冷却设备特点教学难点：冷却设备的选择第十三章：热处理参数测量与控制（支撑课程目标1、2）1.热电偶：2.温度显示与调节仪表；3.温度的自动控制；5
5 第九章：钢的淬火与回火（支撑课程目标1、2） 1.钢的淬火与分类； 2.钢的淬透性； 3.淬火介质； 4.淬火工艺； 5.回火工艺； 6.钢的表面淬火； 7.淬火缺陷与防止； 8.淬火工艺的新发展。 要求学生：掌握钢的淬火工艺和回火工艺与钢的组织、性能 教学重点：淬火与回火工艺 教学难点：钢的淬透性 第三部分 热处理设备 第十一章：加热设备（支撑课程目标1、2） 1.筑炉材料； 2.传热理论； 3.热处理电阻炉； 4.热处理浴炉； 5.感应加热设备。 要求学生：掌握不同加热设备的特点与用途 教学重点：热处理电阻炉 教学难点： 感应加热 第十二章：冷却设备（支撑课程目标1、2） 1.缓冷设备； 2.淬火槽； 3.淬火介质的循环冷却系统； 4.淬火机床； 5.喷射淬火装置； 6.冷处理设备。 要求学生：掌握不同冷却设备的特点与用途 教学重点： 各种冷却设备特点 教学难点： 冷却设备的选择 第十三章：热处理参数测量与控制（支撑课程目标1、2） 1.热电偶； 2.温度显示与调节仪表； 3.温度的自动控制；