《金属材料强韧化》课程教学大纲（本科）.docx

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1、金属材料强韧化（Toughening And Strengthening of Metal Materials）课程代码：07410061学分：2学时：32 （其中：讲课学时：26实验学时：6上机学时：。课外学时：）先修课程：材料科学基础；金属组织控制原理适用专业：金属材料工程教材：金属组织控制技术与设备邵红红、纪嘉明主编；北京大学出版社；第1 版.一、 课程性质与教学目标（一）课程性质与任务本课程是金属材料工程专业一门必修的专业课。主要任务是使学生掌握各种基本 的热处理工艺原理及热处理工艺对金属合金组织与性能的影响规律。培养学生正确制定 热处理工艺以及探索发展热处理新工艺的能力。通过本课程的

2、学习，使学生掌握基本热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、感应 热处理、化学热处理）的原理，熟悉提高机械零件、工具等产品质量和寿命所采取的各 种热处理方法及其强化规律和适用范围，熟悉热处理对金属组织和性能的影响，了解当 代表面和化学热处理的发展。为改善金属材料性能、制定金属材料加工工艺打下良好的 基础。通过本课程的学习，可以为学习金属材料学、材料力学性能、失效分析等后续课程 打下必要的基础。（二）教学目标1掌握基本热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）的目的及应用，能够根据组织 和性能要求正确选择或制定热处理工艺，了解退火、正火、淬火及回火缺陷及其预防、 补救。2掌握表面淬火的目的、分类及应用，掌

3、握钢在非平衡加热时的相变特点、表面淬 火的金相组织以及表面淬火后的力学性能，重点掌握感应加热的原理及感应加热表面淬 火的工艺。3掌握化学热处理的基本过程以及加速化学热处理的途径，重点掌握渗碳、渗氮、 碳氮共渗以及氮碳共渗的目的、工艺特点、渗层的组织及性能，了解钢渗硼的组织特性、 方法、以及渗硼后的热处理，了解渗金属的方法。4掌握提高金属强韧化的途径、金属强韧化的工艺原理及其应用，了解强烈淬火技术的关键步骤、目的及其应用。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1-4、2-3和3-2o1 .毕业要求1-4.掌握金属材料工程专业知识，能够用于解决涉及金属材料的成

4、分、 结构、制备/加工及性能之间相互关系的复杂工程问题。2 .毕业要求2-3.能够应用材料科学的基本原理分析复杂金属材料工程问题的产生 原因和提出解决途径并试图改进。3 .毕业要求3-2.能够基于服役条件和性能要求，设计金属材料、金属部件（零部件）、 热处理或表面改性等专业领域的生产或加工工艺。毕业要求指标点课程目标课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-4VVV毕业要求2-3V毕业要求3-2VVV二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑早P内容讲课实 验上机课外小 计支撑课程目 标支撑的毕业要求指标 点第1章钢的退火与正火：钢的退火；常用退火工艺方法；钢的正火；退 火与正火

5、的选择；退火、正火常见缺陷（补充）40411-4. 3-2第2章钢的淬火及回火：淬火定义、目的及必要条件；淬火介质；钢的 淬透性；淬火应力、变形及开裂；淬火工艺规范原则、工艺方法 及其应用；钢的回火；淬火及回火常见缺陷（补充）821011-4、 3-2第3章钢的表面淬火：表面淬火目的、分类及应用；表面淬火工艺原理； 表面淬火方法4423-2第4章金属的化学热处理：化学热处理基本原理；钢的渗碳；金属的渗 氮；钢的碳氮共渗；钢的氮碳共渗及含氮多元共渗；其他化学热 处理641032-K 4-2第5章热处理新工艺新技术： 5-1淬火新技术与新工艺 5-2现代热处 理节能技术40442-3合计26632

6、三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑课程目标1钢的淬透性的测定2综合性必做12典型化学热处理组织观察4验证性必做3实验1.钢的淬透性的测定实验目的：了解淬透性的常用测量方法；掌握端淬法测定钢的淬透性并绘制淬透性 曲线；熟练使用洛氏硬度计。实验原理：不同显微组织具有不同的硬度，端淬实验中距试样水冷端不同距离处显 微组织不同因而洛氏硬度值不同，根据距水冷端不同距离处的硬度值可以绘出淬透性曲 线。实验仪器：热处理炉、端淬试验机、砂轮机、洛氏硬度计。实验安排：教师介绍端淬法测定金属材料淬透性的原理及洛氏硬度计的原理及操 作，学生分组进行40Cr淬透性实验及距水冷端不同距离处的洛氏硬

7、度的测定。实验报告要求：将实验数据以表格列出，据此绘制40Cr淬透性曲线，并分析实验 数据与理论数据有无差异，若有分析产生的原因；查阅淬透性图表，推算40Cr淬透临 界直径。实验2.典型化学热处理组织观察实验目的：熟悉渗碳件的金相检验和组织分析；熟悉渗氮、碳氮共渗以及渗硼、渗 铝、渗铭层的组织检查。实验原理：钢材经过上述化学热处理后，显微组织呈现为不同的特征。通过显微镜 可观察各类化学热处理后的显微组织及化学热处理后的层深。实验仪器：金相多媒体互动教学系统实验安排：教师介绍渗碳层深度的测量方法；介绍渗碳零件的组织检验；介绍氮化 层深度的测量；介绍软氮化层的组织；介绍渗硼、渗铝、渗铭层的组织。实

8、验报告要求:测量20CrMnTi渗碳齿轮的渗层厚度,并画出示意图;检查20CrMnTi 渗碳齿轮的金相组织，对照评级图进行评级并画出其示意图；测量38CrMoAl的氮化层 深度并画出示意图；测量软氮化层深度并画出其示意图；画出渗硼、渗铝及渗铭试样的 显微组织图。四、达成课程目标的途径和措施1 .讲授时采用启发式，引导学生掌握热处理工艺基本原理及热处理工艺的制定原 则，培养学生正确制定热处理工艺以及探索发展热处理新工艺的能力。2 .采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同时, 注意学生的掌握程度和课堂的气氛。3 .采用案例式教学，结合工程实际，培养学生分析问题解决实际工

9、程问题的能力。4 .本课程有6个学时的实验，具体实验内容见“三、本课程开设的实验项目”。五、考核方式1 .课程考核方式包括期末考试、平时及实验情况考核，期末考试采用闭卷笔试。2 .课程成绩=平时成绩xlO%+实验成绩x20%+期末考试成绩x70%。成绩的具体构成如下:成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则对应的课程 目标平时成绩 10%课堂提问、到 课率等10以随机的形式，在每章内容进行中或结束后， 随堂提问，主要考核学生课堂的听课效果和课 后及时复习消化本章知识的能力，结合平时的 随机点名，最后按10%计入课程总成绩。1、 2、 3、 4、实验成绩 20%课程实验20完成6个学时的实验，主

10、要考核学生对所学知 识的理解，并对实验结果进行分析的能力，根 据每个实验的成绩计算平均成绩，最后按20% 计入课程总成绩。1、3期末考试 70%期末考试卷面 成绩70试卷题型可包括名词解释题、填空题、综合应 用题等类型，权重分布如下：对应课程目标1 占30%-40%；对应课程目标2占10%-20%；对 应课程目标3占30%-40%；对应课程目标4占 10%-15%o根据评分标准计算得分并以卷面成 绩的70%计入课程总成绩。1、 2、 3、 4六、参考书目及学习资料1金属热处理工艺学夏立芳编著；哈尔滨工业大学出版社；2008年第5版2热处理工艺学潘健生，胡明娟主编；高等教育出版社；2009年第1版3热处理工艺参数手册杨满主编；机械工业出版社；2013年第1版4热处理工艺与典型案例王有祈主编；化学工业出版社；2013年第1版5热处理工艺与实践樊新民，黄洁雯编著；机械工业出版社；2012年第1版6热处理工艺规范与数据手册李国彬主编；化学工业出版社；2013年第1版七、大纲说明1本大纲适用2016版培养计划。