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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划金属材料学,吴承建,PDF金属材料学课程教学大纲MetalMaterialsScience课程代号：适用专业：材料科学与工程学时数：48学分数：3执笔者：编写日期：一、课程性质和目的金属材料学是材料科学与工程专业必修的一门专业课。该课程的目的是使学生在修完热处理原理与工艺、材料力学性能和材料科学基础等专业基础课之后，进一步了解金属材料合金化的一般规律及各种主要金属材料的化学成分、热处理工艺、显微组织等和性能之间的关系。二、课程教学的基本要求本课程结束后，学生应具备以下知识和技能：1理
2、解合金元素在金属材料中的作用及其作用原理；2了解工程机构钢、机械制造结构钢、工具钢、不锈耐蚀钢、耐热钢和耐热合金等金属材料的化学成分和热处理工艺，组织结构和力学性能之间的关系；3初步掌握根据材料应用的要求，选用合适的材料及制定相应的热处理工艺。三、课程教训内容与学时数分配1绪论(2学时)2钢铁中的合金元素(6学时)铁基固溶体合金与钢中晶体缺陷的相互作用钢铁中的碳化物和氮化物钢中的金属间化合物合金元素对铁碳相图的影响合金元素对钢在加热时转变的影响合金元素对过冷奥氏体转变的影响合金元素对淬火钢回火转变的影响3工程结构钢(6学时)工程结构钢的合金化铁素体珠光体钢低碳贝氏体和马氏体钢工程材料钢的冶金工
3、艺特点4机械制造用钢(8学时)结构钢的强度与脆性结构钢的脆性调质钢低温回火状态下使用的结构钢高合金超高强度钢轴承钢渗碳钢和氮化钢其他机械制造结构钢5工具钢(6碳素及低合金工具钢高速合金钢冷作模具钢热作模具钢6不锈耐蚀钢(6钢的耐蚀性不锈耐蚀钢的组织不锈钢的强化与脆化不锈耐蚀钢钢种7耐热钢和耐热合金(6耐热钢和合金的工作条件及性能铁素体型耐热钢工业炉用耐热钢奥氏体型耐热钢镍基耐热合金学时)学时)学时)新型耐热合金8铸铁(6学时)铸铁中石墨的形态控制常用的铸铁合金铸铁9实验教学(2学时)实验教学内容见材料科学与工程专业实验教学大纲。四、课程与其它课程的联系与分工先修课程：热处理原理与工艺、材料力学
4、性能和材料科学基础等后修课程：毕业设计五、建议教材与教学参考书金属材料学吴承建等编著冶金工业出版社第一章概论材料在社会中的地位：历史学家以材料来划分人类历史的时代：1、石器时代；2、金属时代：铜器时代和铁器时代，它标志着人类生产大发展的三个飞跃阶段，也是记载着人类文化进展的三个里程碑。目前，人类仍处于金属器时代，虽然无机非金属材料、高分子材料的使用量与日俱增，但在可预见的将来，仍不会改变这种状况。金属材料：在所有应用材料中，凡由金属元素或以金属元素为主而形成的，并具有一般金属特性的材料通称为金属材料金属材料的分类：黑色金属和有色金属两大类。黑色金属：铁及其合金，钢、锰及铬等；有色金属：轻金属；
5、重金属；稀有金属从总产量上看，钢铁材料的产量占绝对优势，占世界金属总产量的95%。它具有许多良好的性能，能满足大多数情况下的应用，故用量最大，且价格低廉。从世界地壳中金属矿产储量来讲，则非铁金属矿储量大于铁的储量，如铁只占%，而非铁金属中铝占%，镁为%等。它冶炼困难，所需能源消耗大，因而生产成本高，限制了生产总量的增长幅度。但它具有许多钢铁不具备的性能，如比强度高，耐低温、耐腐蚀等，因而非铁金属产量仍在迅速增长。金属材料的发展过程人类由石器时代进入金属时代是以青铜的创造和应用作为重要标志的；由铜器时代进入铁器时代是以铸铁的熔炼和应用而开始的；而由铸铁到炼钢，则又是一个较大的飞跃。自从钢铁的冶炼
6、和应用兴起以后，人类社会生产和科学技术的发展便日益紧密地和钢铁逐步联系在一起。进入二十世纪以后，这种关系表现得更加突出。钢铁的发展促进了科学技术的发展，而科学技术的发展，反过来又促进了钢铁和其他有色金属材料的发展。到目前为止，全世界金属材料的总年产量已高达十亿吨以上，质量和品种的发展也相当快。一个国家或一个历史时期，金属材料产量的多少、发展速度的快慢以及质量的高低已成为衡量其生产水平和科学技术发达程度的重要标志之一。在金属材料的生产和使用过程中，人们非常想了解和掌握的一个问题是：金属材料的性能、成分、加工处理之间的关系是怎样？金属材料的一般特性金属材料，尤其是钢铁，之所以能够对人类文明发挥那样
7、重要的作用，是由于它本身具有比其他材料远为优越的综合性能，如物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能。归纳起来大致可分为两大类：一类是工艺性能，它是保证生产和制作的问题；一类是使用性能，它是保证使用的问题。1）工艺性能金属材料从冶炼到作为器件使用以前，需要经过铸造、压力加工、机械加工、热处理以及焊接等一系列的工艺过程，它能否适应这些工艺过程的要求，适应的程度如何，是决定它能否进行生产，或如何进行生产的重要因素。因此，金属材料所具有的那种能够适应实际生产工艺要求的能力统称工艺性能，例如铸造性、锻造性、深冲性、焊接性等。2）使用性能金属材料制作成工件后，在使用过程中，则要求它能适应或抵抗作用到它上面
8、的各种作用。这些外界作用包括各种力学、化学、辐射、电磁场以及温度的作用。它有强有弱，有大有小，有单一的，也有复合的。例如，作为结构材料，一般都首先要求能够分别或同时承受各种动力学或静力学的作用，但随使用条件不同，又会附加对抵抗其它作用的要求。如航海中要求抗海水腐蚀；化工上要求抗各种化学介质的腐蚀；空间技术则要求耐高温或耐低温的性能等。金属材料满足这些要求的能力，统称使用性能，它包括力学性能、抗腐蚀性能、耐热性能等等。工艺性能和使用性能是既有联系又不相同的两类性能，尽管它们都是金属材料本身所具有的，但由于目的不同，这两类性能上的好与坏或高与低，有时是一致的，有时是互相矛盾的。解决这对矛盾的过程，
9、也是一个促进金属材料发展的过程。决定金属材料性能的基本因素组成金属材料的主要元素是金属元素，金属作为元素的一大类来说，它的原子结构具有区别于其它元素的一些共性，这个共性决定了金属原子间结合键的特点，这个结合键的特点又在一定程度上决定了内部原子集合体的结构特征。但是不同金属材料由于原子序数、电子结构等不同，会造成它们性能上的差异：例如，铝、铜、铁的性能迥然不同。同一种成分，它的某些性能仍然可以在相当大的范围内发生显著变化，例如同素异型体石墨和金刚石；同一化学成分的某种钢的不同制件，其硬度之差可以达到这样的程度，以至一个切削另一个，而这是由我们称之为“结构”、“组织”的因素所控制的。由此可见，金属
10、材料的性能由化学成分、结构、组织因素决定的，金属材料的多变性，也正是通过这三个因素的多变性而表现出来的。解释一下“组织”的概念：指用肉眼或借助于各种不同放大倍数的显微镜所观察到的金属材料内部的情景。习惯上用放大几十倍的放大镜或用肉眼所观察到的组织，称为低倍组织或宏观组织；用放大100倍XX倍的显微镜所观察到的组织，称为高倍组织或显微组织；用放大几千倍到几十万倍电子显微镜所观察到的组织，称为精细组织。本课程目的和任务本课程的目的是讲授金属材料的物理冶金问题，使学生掌握金属及合金中的化学成分、生产工艺、组织结构和环境对金属材料各种性能的影响的基本规律，并用来分析各种金属材料的化学成分设计、生产、热
11、处理和使用中的问题。主要内容为：1）热处理原理及工艺2）钢铁中的合金元素3）几种重要的钢种4）金属材料的强化方法5）几种重要的有色金属材料6）金属材料的加工工艺性能7）金属材料的力学性能参考书目1）宋维锡，金属学，北京：冶金工业出版社，1989年2）吴承建、陈国良、强文江，金属材料学，北京：冶金工业出版社，XX年博士金属材料学考试大纲一、考试性质及对象本课程考试是为材料学专业招收博士生而设置，其评价标准是高等学校硕士毕业生能达到的及格或及格以上水平，考试对象是参加博士研究生入学考试的具有硕士学位或具有同等学历的在职人员。二、考试的学科范围应考范围：钢中的合金元素及相变、合金元素及微量元素在钢中
12、的作用、典型钢种及铸铁材料的成分、组织、工艺与性能、有色金属及其合金、金属功能材料等。三、评价目标考查考生了解和掌握运用物理冶金、热处理的基本原理描述和解决黑色金属和有色金属的相组成、合金元素以及微量元素的影响、热处理工艺特点、相变过程、组织控制和性能强化等问题。四、考查要点1钢中的合金元素及合金钢中的相组成2合金钢中的相变3合金元素对钢的性能的影响4微量元素在钢中的作用5各种典型钢种工程构件用钢机器零件用钢工模具用钢不锈钢耐热钢6铸铁7有色金属及其合金8金属功能材料五、样题参考教材：1、王笑天，金属材料学，机械工业出版社。2、吴承建、陈国良，金属材料学，冶金出版社，XX其他金属材料学书籍目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
