1、金屬材料學(xué)課程實施大綱目 錄 TOC h z t 課程實施大綱1,1,課程實施大綱2,2,課程實施大綱2-1,2 HYPERLINK l _Toc445518485 1教學(xué)理念 PAGEREF _Toc445518485 h 7 HYPERLINK l _Toc445518486 2課程描述 PAGEREF _Toc445518486 h 7 HYPERLINK l _Toc445518487 2. 1課程的性質(zhì) PAGEREF _Toc445518487 h 7 HYPERLINK l _Toc445518488 2. 2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用 PAGEREF _Toc445518

2、488 h 7 HYPERLINK l _Toc445518489 2. 3課程的前沿及發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc445518489 h 7 HYPERLINK l _Toc445518490 2. 4學(xué)習(xí)本課程的必要性 PAGEREF _Toc445518490 h 8 HYPERLINK l _Toc445518491 3教師簡介 PAGEREF _Toc445518491 h 8 HYPERLINK l _Toc445518492 3. 1教師的職稱、學(xué)歷 PAGEREF _Toc445518492 h 8 HYPERLINK l _Toc445518493 3. 2教育背景 P

3、AGEREF _Toc445518493 h 8 HYPERLINK l _Toc445518494 3. 3研究興趣（方向） PAGEREF _Toc445518494 h 8 HYPERLINK l _Toc445518495 4先修課程 PAGEREF _Toc445518495 h 8 HYPERLINK l _Toc445518496 5課程目標(biāo) PAGEREF _Toc445518496 h 8 HYPERLINK l _Toc445518497 5. 1 知識與技能方面 PAGEREF _Toc445518497 h 8 HYPERLINK l _Toc445518498 5.

4、2 情感、態(tài)度與價值觀方面 PAGEREF _Toc445518498 h 9 HYPERLINK l _Toc445518499 6課程內(nèi)容 PAGEREF _Toc445518499 h 9 HYPERLINK l _Toc445518500 6. 1課程的內(nèi)容概要 PAGEREF _Toc445518500 h 9 HYPERLINK l _Toc445518501 6. 2教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排 PAGEREF _Toc445518501 h 9 HYPERLINK l _Toc445518502 7課程教學(xué)實施 PAGEREF _Toc445518502 h 13 HYPERLINK l

5、 _Toc445518503 第一次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518503 h 13 HYPERLINK l _Toc445518504 第二次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518504 h 16 HYPERLINK l _Toc445518505 第三次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518505 h 19 HYPERLINK l _Toc445518506 第四次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518506 h 22 HYPERLINK l _Toc445518507 第五次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518507 h 26 HYPERL

6、INK l _Toc445518508 第六次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518508 h 30 HYPERLINK l _Toc445518509 第七次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518509 h 34 HYPERLINK l _Toc445518510 第八次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518510 h 37 HYPERLINK l _Toc445518511 第九次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518511 h 40 HYPERLINK l _Toc445518512 第十次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518512 h 43 H

7、YPERLINK l _Toc445518513 第十一次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518513 h 46 HYPERLINK l _Toc445518514 第十二次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518514 h 48 HYPERLINK l _Toc445518515 第十三次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518515 h 52 HYPERLINK l _Toc445518516 第十四次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518516 h 55 HYPERLINK l _Toc445518517 第十五次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518

8、517 h 59 HYPERLINK l _Toc445518518 第十六次教學(xué)課程 PAGEREF _Toc445518518 h 62 HYPERLINK l _Toc445518519 第十七次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518519 h 64 HYPERLINK l _Toc445518520 第十八次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518520 h 67 HYPERLINK l _Toc445518521 第十九次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518521 h 69 HYPERLINK l _Toc445518522 第二十次教學(xué)課次 PAGEREF

9、_Toc445518522 h 73 HYPERLINK l _Toc445518523 第二十一次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518523 h 76 HYPERLINK l _Toc445518524 第二十二次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518524 h 79 HYPERLINK l _Toc445518525 第二十三次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518525 h 81 HYPERLINK l _Toc445518526 第二十四次教學(xué)課次 PAGEREF _Toc445518526 h 83 HYPERLINK l _Toc445518527 8學(xué)生

10、課程學(xué)習(xí)要求 PAGEREF _Toc445518527 h 84 HYPERLINK l _Toc445518528 8. 1學(xué)生自學(xué)的要求 PAGEREF _Toc445518528 h 84 HYPERLINK l _Toc445518529 8. 2課外閱讀的要求 PAGEREF _Toc445518529 h 84 HYPERLINK l _Toc445518530 9課程考核方式及評分規(guī)程 PAGEREF _Toc445518530 h 84 HYPERLINK l _Toc445518531 9. 1出勤（遲到、早退等）、作業(yè)、報告等的要求 PAGEREF _Toc4455185

11、31 h 84 HYPERLINK l _Toc445518532 9. 2成績的構(gòu)成與評分規(guī)則說明 PAGEREF _Toc445518532 h 84 HYPERLINK l _Toc445518533 9. 3考試形式及說明（含補考） PAGEREF _Toc445518533 h 84 HYPERLINK l _Toc445518534 10學(xué)術(shù)誠信規(guī)定 PAGEREF _Toc445518534 h 84 HYPERLINK l _Toc445518535 10. 1考試違規(guī)與作弊 PAGEREF _Toc445518535 h 84 HYPERLINK l _Toc44551853

12、6 10. 2杜撰數(shù)據(jù)、信息等 PAGEREF _Toc445518536 h 85 HYPERLINK l _Toc445518537 10. 3學(xué)術(shù)剽竊等 PAGEREF _Toc445518537 h 85 HYPERLINK l _Toc445518538 11課堂規(guī)范 PAGEREF _Toc445518538 h 85 HYPERLINK l _Toc445518539 11. 1課堂紀律 PAGEREF _Toc445518539 h 85 HYPERLINK l _Toc445518540 11. 2課堂禮儀 PAGEREF _Toc445518540 h 85 HYPERLI

13、NK l _Toc445518541 12課程資源 PAGEREF _Toc445518541 h 86 HYPERLINK l _Toc445518542 12. 1教材與參考書 PAGEREF _Toc445518542 h 86 HYPERLINK l _Toc445518543 12. 2專業(yè)學(xué)術(shù)專著 PAGEREF _Toc445518543 h 86 HYPERLINK l _Toc445518544 12. 3專業(yè)刊物 PAGEREF _Toc445518544 h 86 HYPERLINK l _Toc445518545 12. 4網(wǎng)絡(luò)課程資源 PAGEREF _Toc4455

14、18545 h 86 HYPERLINK l _Toc445518546 12. 5課外閱讀資源 PAGEREF _Toc445518546 h 86 HYPERLINK l _Toc445518547 13其他必要說明（或建議） PAGEREF _Toc445518547 h 87 HYPERLINK l _Toc445518548 14學(xué)術(shù)合作備忘錄（契約） PAGEREF _Toc445518548 h 87 HYPERLINK l _Toc445518549 14. 1閱讀課程實施大綱，理解其內(nèi)容 PAGEREF _Toc445518549 h 87 HYPERLINK l _Toc4

15、45518550 14. 2同意遵守課程實施大綱中闡述的標(biāo)準(zhǔn)和期望 PAGEREF _Toc445518550 h 87PAGE PAGE 861教學(xué)理念堅持“以學(xué)生為本”。教師尊重每個學(xué)生的個性發(fā)展，課堂教學(xué)以學(xué)生為主體、以學(xué)生為中心。課堂是學(xué)生真正的學(xué)堂而不是教師的講堂。課堂教學(xué)注重師生間的互動，注意調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。教學(xué)重在挖掘?qū)W生自身的潛能，教師只是當(dāng)好設(shè)計者和引導(dǎo)者，教師要把激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性放在首要位置。教的目的是為了學(xué)，其最終目的是為了不教，引導(dǎo)學(xué)生從“學(xué)會”走向“會學(xué)”，實現(xiàn)教的最終目的。專業(yè)課教學(xué)要將專業(yè)基礎(chǔ)理論及最前沿專業(yè)知識傳授給學(xué)生，但不可能包括學(xué)生

16、將會用到的所有專業(yè)知識。重要的是讓學(xué)生學(xué)會將得到的信息加工成可用的知識，學(xué)到科學(xué)分析、解決專業(yè)問題的思維方法，學(xué)到獲取知識和加工知識的本領(lǐng)。因此，在課堂教學(xué)中強調(diào)基礎(chǔ)理論的理解、學(xué)習(xí)，強調(diào)材料設(shè)計、加工、組織、性能及應(yīng)用之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識、加工知識的能力。2課程描述2. 1課程的性質(zhì)金屬材料學(xué)是一門綜合性應(yīng)用性較強的專業(yè)主干課，是金屬材料工程專業(yè)的核心課程。在金屬學(xué)、金屬組織控制原理及工藝和力學(xué)性能等課程的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹金屬材料合金化的一般規(guī)律及金屬材料的成分、工藝、組織、性能及應(yīng)用的關(guān)系。2. 2課程在學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)中的地位、作用金屬材料學(xué)一直是專業(yè)的主干課程和核心課程。該課程在專

17、業(yè)知識結(jié)構(gòu)中占有很重要的位置，是學(xué)生走上工作崗位使用知識最多最直接的課程。該課程是最后一門專業(yè)主干課，其內(nèi)容特點是具有綜合性、應(yīng)用性和經(jīng)驗性。綜合性是指內(nèi)容涉及知識面比較廣，涉及以前學(xué)過的所有專業(yè)知識和相關(guān)課程只是，分析問題和解決問題需要應(yīng)用各專業(yè)課程的綜合知識；應(yīng)用性是指課程的材料及工藝等內(nèi)容是生產(chǎn)或科研中正在廣泛使用的技術(shù)；經(jīng)驗型是指某些內(nèi)容是長期經(jīng)驗的總結(jié)。2. 3課程的前沿及發(fā)展趨勢由于歷史的繼承，金屬材料的生產(chǎn)、設(shè)計和應(yīng)用已有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗和技術(shù)，現(xiàn)在所追求的是在已有基礎(chǔ)上的改進和創(chuàng)新。所走途徑主要是通過開發(fā)新的工藝措施，使金屬高純度化、微晶玻璃化和復(fù)相化。高純度化是指通過特殊的提純

18、和軋（拉）制工藝，使金屬高純度、無雜質(zhì)缺陷或單晶化，以達到高強度、高韌性。微晶玻璃化是指通過快速冷卻的辦法（105-106/s），使金屬玻璃化，可以使其具有極高的斷裂強度和屈服強度并有良好的彈塑性，可經(jīng)受180度彎曲不斷裂。復(fù)相化是指從微觀組織上增加更多具有優(yōu)異性能的組織，達到“一加一大于二”的效果。2. 4學(xué)習(xí)本課程的必要性20世紀70年代，人們把材料、信息和能源稱為現(xiàn)代科技的三大支柱。80年代，又把新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。金屬材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、工藝性能和一些特殊的理化性能，在現(xiàn)代工業(yè)中仍是用量最大的工程材料，在今后相當(dāng)長的歷史時期內(nèi)仍占重要的位置。據(jù)有關(guān)

19、資料統(tǒng)計，在現(xiàn)代機械工業(yè)中金屬材料的使用量仍占到95。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，新材料及其新技術(shù)、新工藝不斷出現(xiàn)，金屬材料的理論和體系近十幾年也有了較大的發(fā)展。金屬材料工程專業(yè)的學(xué)生在走上工作崗位后，應(yīng)用最多、最直接的就是本門課程教授的知識，因此只有學(xué)習(xí)好本門課程，才能保證學(xué)生全面深入地掌握金屬材料的理論和知識，才能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。3教師簡介3. 1教師的職稱、學(xué)歷 3. 3研究興趣（方向）納米材料制備與表征，先進表面技術(shù)4先修課程大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)5課程目標(biāo)5. 1 知識與技能方面1. 掌握金屬材料學(xué)基本理論，科學(xué)分析數(shù)據(jù)，合理設(shè)計實驗方案。2. 學(xué)會收集、評估數(shù)據(jù)，用

20、于解決工程實際問題，尤其是涉及到金屬材料的選擇和設(shè)計。3. 養(yǎng)成材料研究創(chuàng)新思維的主動意識，掌握材料研究創(chuàng)新活動的科學(xué)方法，具有材料研究創(chuàng)新成果的分析能力5. 2 情感、態(tài)度與價值觀方面1. 具有良好的職業(yè)道德及團隊精神。2. 具有愛崗敬業(yè)，勇于創(chuàng)新的工作作風(fēng)。3. 具有一絲不茍、嚴謹求實的工作態(tài)度。6課程內(nèi)容6. 1課程的內(nèi)容概要本書內(nèi)容包括鋼鐵材料和有色金屬合金兩大部分。以合金化原理為核心，著重闡明了材料成分與處理工藝的特點，強調(diào)了材料組織與性能及應(yīng)用之間的關(guān)系，力圖使學(xué)生掌握各類材料成分設(shè)計和制定工藝的依據(jù)。對各類新材料的發(fā)展也作了一定介紹。第一篇鋼鐵材料由八章組成，包括第一章鋼的合金化

21、概論、第二章工程結(jié)構(gòu)鋼、第三章機械制造結(jié)構(gòu)鋼、第四章工模具鋼、第五章不銹鋼、第六章耐熱鋼、第七章超高強度結(jié)構(gòu)鋼和第八章鑄鐵。其中第七章內(nèi)容不作要求，不在課堂上講授，安排同學(xué)們自學(xué)。第二篇有色金屬合金由四章組成，包括第九章鋁合金、第十章銅合金、第十一章鈦合金和第十二章鎂合金。本課程教學(xué)內(nèi)容占用41學(xué)時，課堂討論占用3學(xué)時，總復(fù)習(xí)占用1學(xué)時，共計45學(xué)時。6. 2教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排本課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排見 REF _Ref440605596 h * MERGEFORMAT 表 1。表 SEQ 表 * ARABIC 1 教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時安排章節(jié)主要內(nèi)容基本要求學(xué)時第零章（1）金屬材料發(fā)展簡史（2）現(xiàn)

22、代金屬材料（3）金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢（1）了解金屬材料在國民經(jīng)濟中的地位與作用（2）掌握金屬材料的發(fā)展概況（3）理解本課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)2第一章（1）鋼中的合金元素：合金元素和鐵基二元相圖；合金元素對Fe-C相圖的影響；合金鋼中的相組成；合金元素在鋼中的分布（2）合金鋼中的相變：合金鋼加熱奧氏體化，合金過冷奧氏體分解；合金鋼回火轉(zhuǎn)變（3）金元素對強度、韌度的影響及其強韌化（4）合金元素對鋼工藝性能的影響 （5）微量元素在鋼中的作用（6）金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計基本概念（7）鋼的分類、編號方法（1）掌握鋼中合金元素與鐵和碳的作用；鐵基固溶體、碳（氮）化合物的形成規(guī)律；合金元素在鋼中的分

23、布；合金元素對鐵-碳狀態(tài)圖的影響（2）了解鋼的分類、編號方法（3）掌握合金元素對合金鋼工藝過程的影響（4）掌握合金元素對合金鋼力學(xué)性能的影響規(guī)律（5）理解微量元素在鋼中的作用（6）了解材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計基本概念8第二章（1）工程結(jié)構(gòu)用鋼的服役條件及性能要求（2）普通碳素工程結(jié)構(gòu)用鋼、低合金（含微合金化）鋼的合金化原則和有關(guān)的低合金鋼，雙相鋼（3）提高高低碳工程結(jié)構(gòu)用鋼性能的途徑：控軋、控冷、合金化等，了解工程結(jié)構(gòu)用鋼的發(fā)展趨勢（1）了解工程結(jié)構(gòu)用鋼的服役條件及性能要求（2）掌握普通碳素工程結(jié)構(gòu)用鋼、低合金（含微合金化）鋼的合金化原則和有關(guān)的低合金鋼，雙相鋼（3）理解提高高低碳工程結(jié)構(gòu)用鋼性能

24、的途徑：控軋、控冷、合金化等，了解工程結(jié)構(gòu)用鋼的發(fā)展趨勢2第三章（1）機器制造結(jié)構(gòu)鋼一般性能要求（2）機器制造結(jié)構(gòu)鋼：調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、低碳馬氏體鋼、軸承鋼、高錳耐磨鋼、滲碳鋼、氮化鋼、非調(diào)質(zhì)鋼等合金化原則和性能及其典型鋼種（3）理解典型機器制造結(jié)構(gòu)鋼的選材思路和發(fā)展（1）掌握機器制造結(jié)構(gòu)鋼一般服役條件及性能要求（2）掌握常用機器制造結(jié)構(gòu)鋼的合金化原則和性能及其典型鋼種（3）了解超強度鋼（4）理解典型機器制造結(jié)構(gòu)鋼的選材思路和發(fā)展8第四章（1）工具用鋼的合金化、組織性能的特點及分類（2）低合金刃具鋼的合金化，熱處理特點，典型鋼種。（3）高速鋼的合金化、組織、性能、工藝過程、典型鋼種（4）冷作模具

25、鋼的性能要求、合金化、熱處理特點及典型鋼種（5）熱作模具鋼的性能要求、合金化、熱處理特點及典型鋼種（6）其他工具用鋼（1）理解工具用鋼的合金化、組織性能的特點（2）掌握低合金工具鋼的合金化，熱處理特點，典型鋼種。掌握高速鋼的合金化、組織、性能、工藝過程、典型鋼種（3）掌握冷、熱模具服役條件、性能要求和鋼的合金化、熱處理之間的關(guān)系（4）了解冷、熱模具鋼的典型鋼種（5）了解其他工具用鋼5第五章（1）提高鋼的抗蝕性途徑，對不銹鋼組織、性能的要求和不銹鋼的合金化（2）鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的成分及性能特點（1）掌握提高鋼的抗蝕性途徑，對不銹鋼組織、性能的要求和不銹鋼的合金化（2）掌握

26、鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼成分及性能特點4第六章（1）熱穩(wěn)定性與鋼的成分、組織關(guān)系，熱強鋼的合金化（2）珠光體型熱強鋼，馬氏型熱強鋼成分設(shè)計及性能特點（1）理解溫度對鋼組織性能的影響及耐熱鋼合金化設(shè)計思路（2）了解珠光體型熱強鋼、馬氏型熱強鋼成分及性能特點3課堂討論根據(jù)第一章至第六章的教學(xué)內(nèi)容，教師給出若干題目，將學(xué)生分成若干個小組，每個小組負責(zé)一題；每組選派一名代表作發(fā)言，講述后，由其他學(xué)生提出問題，進行答辯；最后，由教師或?qū)W生進行總結(jié)。通過對講課中的一些重點、難點的討論，使學(xué)生進一步掌握課程的重點、基本概念、基本原理；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力；訓(xùn)練學(xué)生答辯和陳述

27、的能力2第八章（1）鑄鐵特點、分類及應(yīng)用（2）鑄鐵的石墨化，石墨形態(tài)和基體組織對性能影響（3）灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵等鑄鐵的性能、應(yīng)用（4）鑄鐵的熱處理（1）理解鑄鐵特點、分類及應(yīng)用（2）理解鑄鐵的石墨化，石墨形態(tài)和基體組織對性能影響（3）掌握灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的性能、應(yīng)用和鑄鐵的熱處理特點（4）了解特殊性能鑄鐵4第九章（1）鋁的性質(zhì)及強化方法和合金化（2）典型的鋁合金二元相圖、鋁合金分類和強化方法（3）主要鋁合金的組織、性能、特點及用途（1）了解鋁的性質(zhì)、合金化、鋁合金分類和強化方法（2）掌握主要鋁合金的組織、性能、特點及用途2第十章（1）黃銅、青銅的成分、特性、用途（2）銅合金

28、的熱處理（1）掌握黃銅與青銅的成分、特性、用途（2）了解銅合金的牌號及表示方法1第十一章（1）鈦的基本性質(zhì)與合金化（2）鈦合金的熱處理（3）鈦合金的特性、用途（1）掌握鈦的合金化（2）理解鈦合金的熱處理（3）了解鈦合金的特性、用途1第十二章（1）鎂的基本性質(zhì)與合金化（2）鎂合金的熱處理（3）鎂合金的特性、用途（1）掌握鎂的合金化（2）理解鎂合金的熱處理（3）了解鎂合金的特性、用途1課堂討論根據(jù)第八章至第十二章的教學(xué)內(nèi)容，教師給出若干題目，將學(xué)生分成若干個小組，每個小組負責(zé)一題；每組選派一名代表作發(fā)言，講述后，由其他學(xué)生提出問題，進行答辯；最后，由教師或?qū)W生進行總結(jié)。通過對講課中的一些重點、難點

29、的討論，使學(xué)生進一步掌握課程的重點、基本概念、基本原理；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力；訓(xùn)練學(xué)生答辯和陳述的能力1總復(fù)習(xí)（1）主線、核心和“思想”（2）合金化（3）各類鋼要點（4）各主要材料的分析思路消化和鞏固課程的理論知識，使學(xué)生得到進一步的總結(jié)和提高；同時對以前學(xué)過的專業(yè)基本知識也進一步得到復(fù)習(xí)和鞏固，使學(xué)生對專業(yè)知識建立一個宏觀而系統(tǒng)的概念，為專業(yè)課程設(shè)計做準(zhǔn)備。17課程教學(xué)實施本課程教學(xué)實施具體過程見 REF _Ref440605622 h * MERGEFORMAT 表 2至 REF _Ref440605629 h * MERGEFORMAT 表 25。表 SEQ 表 * A

30、RABIC 2 第一次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)第零章 緒論教學(xué)課次第1次學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)了解金屬材料在國民經(jīng)濟中的地位與作用、金屬材料的發(fā)展概況和本課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)。教學(xué)內(nèi)容0. 1 金屬材料發(fā)展簡史0. 2 現(xiàn)代金屬材料0. 3 金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢重點金屬材料在國民經(jīng)濟中的地位與作用難點金屬材料的發(fā)展概況教學(xué)過程導(dǎo)入：由教師自我介紹開始，簡單介紹最終成績評定原則后，以大四學(xué)生最為關(guān)注的就業(yè)問題為切入點，引出社會對金屬材料工程科技人員的需求（ REF _Ref440481072 h * MERGEFORMAT 圖 1），激發(fā)學(xué)生興趣。圖 SEQ 圖 * ARABIC 1 金屬材料工程科技人

31、員需求介紹課程特點，整體思路（ REF _Ref440481091 h * MERGEFORMAT 圖 2）圖 SEQ 圖 * ARABIC 2 課程特點教學(xué)新課：0. 1金屬材料發(fā)展簡史0. 1. 1 第一階段原始金屬材料的生產(chǎn)提供古代金屬材料的圖片、音頻等資料，引導(dǎo)學(xué)生思考材料四要素（ REF _Ref440481110 h * MERGEFORMAT 圖 3）“使用性能”、“性質(zhì)”、“工藝過程”和“成分結(jié)構(gòu)”之間的關(guān)系。圖 SEQ 圖 * ARABIC 3 材料四要素四面體0. 1. 2 第二階段金屬材料學(xué)科的基礎(chǔ)0. 1. 3 第三階段一一微觀組織理論的大發(fā)展0. 1. 4 第四階段一

32、一微觀理論的深入研究介紹眾多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題，思考問題，解決問題的過程，中間穿插一點科學(xué)家的典故，提升學(xué)生興趣。0. 2現(xiàn)代金屬材料長期以來，金屬材料一直是最重要的結(jié)構(gòu)材料和功能材料。可以預(yù)期，新型金屬材料的發(fā)展和應(yīng)用將成為21 世紀金屬材料工業(yè)的重要特征之一。先進結(jié)構(gòu)材料的研究與開發(fā)是永恒的主題。鋼的技術(shù)界限和強韌化方向見 REF _Ref440481234 h * MERGEFORMAT 圖 4。圖 SEQ 圖 * ARABIC 4 鋼的技術(shù)界限和鋼強韌化的方向0. 3金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢提供圖片實例，讓學(xué)生了解材料的發(fā)展帶來的社會變革；以泰坦尼克號沉沒悲劇的實例，進一步引導(dǎo)學(xué)生思考“

33、片面的提高強度為什么會產(chǎn)生如此慘烈的后果？”。課堂討論：1、1958年世界工業(yè)博覽會在比利時召開，博覽會大樓（ REF _Ref440481248 h * MERGEFORMAT 圖 5）是由9個巨大金屬球組成，球直徑為18m，8球位于立方體角。1球在中心。這象征什么？說明什么意義？ 圖 SEQ 圖 * ARABIC 5 1958年世界工業(yè)博覽會大樓2、金子從古到今都作為世界上的流通貨幣，為什么？教學(xué)方法講授法、討論法、案例法作業(yè)和課后反思1、銅是人類最早認識和使用的金屬，為什么？2、983年在上海召開的第4屆國際材料及熱處理大會的會標(biāo)是小爐匠錘打的圖案，代表什么意義。為什么古代著名的刀劍都要

34、經(jīng)過反復(fù)鍛打？參考資料教材1-6頁表 SEQ 表 * ARABIC 3 第二次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)1. 1 合金元素和鐵的作用1. 2 合金鋼中的相組成教學(xué)課次第2次學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)掌握鋼中合金元素與鐵和碳的作用，掌握碳（氮）化物及其形成規(guī)律，理解置換固溶體、間隙固溶體和金屬間化合物的概念教學(xué)內(nèi)容鋼中的元素、鐵基二元相圖、合金元素對Fe-C相圖的影響、置換固溶體、間隙固溶體、碳（氮）化物及其形成規(guī)律、金屬間化合物重點合金元素對Fe-C相圖的影響、碳（氮）化物及其形成規(guī)律難點碳（氮）化物及其形成規(guī)律教學(xué)過程導(dǎo)入：點評上次課程的作業(yè)，回顧材料四要素之間的關(guān)系，引出合金化理論是金屬材料成分設(shè)計和工藝過程控

35、制的重要原理，是材料成分、工藝、組織、性能、應(yīng)用之間有機關(guān)系的根本源頭，也是充分發(fā)掘材料潛力和開發(fā)新材料的基本依據(jù)。教學(xué)新課：1. 1 合金元素和鐵的作用為獲得所要求的組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能或工藝性能而特別在鋼鐵中加入某些元素，稱為合金化。以鐵碳相圖（ REF _Ref440481284 h * MERGEFORMAT 圖 6）為例。圖 SEQ 圖 * ARABIC 6 鐵碳相圖1. 1. 1 鋼中的元素雜質(zhì)元素的存在，一般是有害的，往往會影響鋼的性能，所以在冶金質(zhì)量中都規(guī)定了其最高允許量。為合金化目的加入其含量有一定范圍的元素稱為合金元素，加入合金元素，可以改變鋼工藝性能和力

36、學(xué)或物理性能。1. 1. 2 鐵基二元相圖合金元素對鐵的多型性轉(zhuǎn)變的影響分為擴大相區(qū)、封閉相區(qū)和縮小相區(qū)幾類，如 REF _Ref440481319 h * MERGEFORMAT 圖 7所示。圖 SEQ 圖 * ARABIC 7 合金元素和Fe的作用狀態(tài)合金元素和鐵的不同作用可以從熱力學(xué)來討論。采用Zener和Andrew的方法，設(shè)C和C分別為在溫度T時某合金元素在相和相中的平衡濃度。在平衡狀態(tài)下可得到下式：。式中，是熱焓變化，是單位溶質(zhì)原子溶于相中所吸收的熱和溶于相中所吸收的熱之間的差值，即。為常數(shù)，置換固溶體=1，間隙固溶體=3。1. 1. 3 合金元素對Fe- C相圖的影響凡是擴大相區(qū)

37、的元素均使S、E點向左下方移動，如Mn、Ni等；凡是封閉相區(qū)的元素均使S、E點向左上方移動，如Cr、Si、Mo等。S點左移，意味著共析C量減小。E點左移，意味著出現(xiàn)萊氏體的碳含量減小。奧氏體形成元素Ni、Mn等使共析溫度A1向下移動；鐵素體形成元素Cr、Si等則使共析溫度A1向上移動。合金元素對A3的影響同A1。課堂討論：為什么奧氏體鋼室溫組織為奧氏體？為什么鐵素體鋼高溫組織為鐵素體？ 1. 2 合金鋼中的相組成1. 2. 1 置換固溶體決定組元在置換固溶體中的溶解條件是：溶劑與潛質(zhì)的點陣結(jié)構(gòu)、原子尺寸因素和電子結(jié)構(gòu)，也就是組元在元素周期表中的相對位置。互動交流：為什么不同元素的固溶情況是不同

38、的？1. 2. 2 間隙固溶體間隙固溶體總是有限固溶體，其溶解度取決于溶劑金屬的晶體結(jié)構(gòu)和間隙元素的原子尺寸。間隙固溶體的有限溶解度決定了它保持了溶劑的點陣結(jié)構(gòu)，而間隙原子僅僅占據(jù)了溶劑點陣的八面體或四面體間隙，而且總是有部分間隙沒有被填滿。間隙原子的溶解度隨溶質(zhì)原子的尺寸的減小而增大。顯然，N元素的溶解度要比C元素大。因為-Fe的晶體間隙大于-Fe晶體，所以C、N原子在-Fe中的溶解度顯著地高于-Fe。1. 2. 3 碳（氮）化物及其形成規(guī)律碳化物在鋼中的穩(wěn)定性取決于金屬元素與碳親和力的大小，即主要取決于其d層電子數(shù)，d層電子愈少，則金屬元素與碳的結(jié)合強度愈大，在鋼中的穩(wěn)定性也愈大。一般來說

39、，碳化物的生成熱愈大，所生成的碳化物也愈穩(wěn)定。互動交流：為什么AlN不屬于間隙相？1. 2. 4 金屬間化合物鋼中合金元素之間和合金元素與鐵之間相互作用，可以形成各種金屬間化合物。合金鋼中比較重要的金屬間化合物有相、AB2相（拉氏相）、AB3相（有序相）和A6B7相（相或相）等。互動交流：當(dāng)能形成金屬間化合物的元素是屬于碳化物形成元素時，在鋼中存在碳的條件下，一般先形成碳化物，只有當(dāng)合金元素含量超過生成碳化物所需的量后，才能生成金屬間化合物。為什么？教學(xué)方法講授法、討論法作業(yè)和課后反思1、為什么說鋼中的S、P雜質(zhì)元素在一般情況下總是有害的？2、鋼中的碳化物按點陣結(jié)構(gòu)分為哪兩大類？各有什么特點。

40、參考資料教材7-15頁表 SEQ 表 * ARABIC 4 第三次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)1. 3 合金元素在鋼中的分布及偏聚1. 4 合金鋼中的相變教學(xué)課次第3次學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)掌握合金鋼的加熱奧氏體化、過冷合金奧氏體的分解、合金鋼的回火轉(zhuǎn)變，了解合金元素在鋼中的分布，理解合金元素的偏聚機理教學(xué)內(nèi)容合金元素在鋼中的分布、合金元素的偏聚、合金鋼的加熱奧氏體化、過冷合金奧氏體的分解、合金鋼的回火轉(zhuǎn)變重點合金鋼的加熱奧氏體化、過冷合金奧氏體的分解、合金鋼的回火轉(zhuǎn)變難點過冷合金奧氏體的分解教學(xué)過程導(dǎo)入：回顧合金元素和鐵之間的相互作用，引導(dǎo)學(xué)生思考這些相互作用對鐵性質(zhì)的改變，從而引出本次教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)新課：1.

41、 3 合金元素在鋼中的分布及偏聚1. 3. 1 合金元素在鋼中的分布合金元素在鋼中的存在狀態(tài)主要有以下幾種形式： 溶于固溶體（奧氏體、鐵素體），有間隙固溶和置換固溶兩類； 形成各種碳化物或氮化物； 存在于金屬間化合物中，常在高合金鋼中出現(xiàn)； 各類夾雜物（如氧化物、硫化物等）； 自由態(tài)，極少數(shù)元素，如鉛在超過其微量溶解度后，以自由態(tài)存在。1. 3. 2 合金元素的偏聚合金元素溶入基體后，與晶體缺陷（晶界、亞晶界、相界、位錯、空位等）產(chǎn)生相互作用。相互作用的現(xiàn)象是使這些合金元素發(fā)生偏聚或內(nèi)吸附。偏聚或吸附的結(jié)果往往是使偏聚元素在缺陷處的濃度大于基體中的平均濃度。這種現(xiàn)象稱為內(nèi)吸附或偏聚現(xiàn)象。溶質(zhì)原

42、子在刃型位錯處的吸附，形成Cottrell氣團；溶質(zhì)原子在層錯附近形成的吸附，形成鈴木氣團；溶質(zhì)原子在螺型位錯處的吸附，形成Snoek氣團。偏聚缺陷處溶質(zhì)濃度計算公式： 。式中，E為缺陷與溶質(zhì)的結(jié)合能，即溶質(zhì)原子在晶內(nèi)和缺陷處引起的畸變能之差，隨溫度的升高而降低，J/mol；C0為溶質(zhì)原子在鋼中的平均濃度；C為溶質(zhì)原子在缺陷處的濃度。思考：溫度、時間、缺陷、元素、點陣類型對偏聚的影響。1. 4 合金鋼中的相變1. 4. 1 合金鋼的加熱奧氏體化合金鋼加熱時的轉(zhuǎn)變包括奧氏體相的形成，碳化物和鐵素體的溶解，奧氏體相中合金元素的均勻化，溶質(zhì)元素的晶界平衡偏聚，奧氏體晶粒長大。1. 4. 2 過冷合金

43、奧氏體的分解不同合金成分的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線（原名稱為C曲線）形狀是不同的（見 REF _Ref440481353 h * MERGEFORMAT 圖 8）。按照不同的影響，可分為三類： 非碳化物形成元素Ni、Si和弱K形成元素Mn，大致保持碳鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線形狀，只是使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線向右作不同程度的移動； 非碳化物形成元素Co，不改變奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線形狀，但使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線左移； 碳化物形成元素不僅使奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線有移，并且改變了奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線形狀。圖 SEQ 圖 * ARABIC 8 合金元素對C曲線的影響絕大多數(shù)合金元素都降低Ms點，其作用按遞減順序排列為：(C)

44、、Mn、Ni、Cr、Mo、W、Si。只有Co和Al相反，它們升高Ms點。圖 SEQ 圖 * ARABIC 9 奧氏體和馬氏體自由能的相對變化根據(jù) REF _Ref440481388 h * MERGEFORMAT 圖 9中奧氏體和馬氏體自由能的相對變化，學(xué)會從能量角度思考問題。1. 4. 3 合金鋼的回火轉(zhuǎn)變回火時馬氏體中C量的變化見 REF _Ref440481429 h * MERGEFORMAT 圖 10。 滲碳體形成開始溫度與合金化無關(guān)； 含非碳化物形成元素（Si除外）的合金鋼（線2）和碳鋼（線1）規(guī)律相同； 在相同回火溫度T1下，合金鋼馬氏體中含C量要比碳鋼的高，如圖中的C3C1，2

45、； 在不同合金中，馬氏體中析出特殊碳化物的溫度TK是不同的，線3的下降幅度也是不同的。圖 SEQ 圖 * ARABIC 10 回火時馬氏體中C量的變化互動交流：合金元素是怎樣影響材料處理各過程的演化規(guī)律的？教學(xué)方法講授法、討論法作業(yè)和課后反思1、第一類回火脆性和第二類回火脆性是在什么條件下產(chǎn)生的？如何減輕或消除？參考資料教材15-24頁表 SEQ 表 * ARABIC 5 第四次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)1. 5 合金元素對鋼強韌化的影響1. 6 合金元素對鋼工藝性的影響教學(xué)課次第4次學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)掌握鋼強化的形式及其機理，理解合金鋼強化的有效性，了解的熱處理工藝性、鋼的成型加工性教學(xué)內(nèi)容鋼強化的形式及

46、其機理、合金鋼強化的有效性、合金元素對鋼韌度的影響、鋼的熱處理工藝性、鋼的成型加工性重點鋼強化的形式及其機理難點合金鋼強化的有效性教學(xué)過程導(dǎo)入：回顧合金元素對相圖的影響和合金元素和碳的作用，引導(dǎo)學(xué)生思考合金元素在各處理過程中的作用和影響，從而引出本節(jié)內(nèi)容為了理解合金元素的作用 就要了解鋼的基本強化機理。教學(xué)新課：1. 5 合金元素對鋼強韌化的影響強化機理從本質(zhì)上說有四種：固溶強化、位錯強化、細晶強化和第二相彌散強化。實際上鋼的強化是以上幾種強化機制的綜合結(jié)果。1. 5. 1 鋼強化的形式及其機理固溶強化公式：位錯強化公式：細晶強化公式：第二相強化公式：思考：上述四種不同強化形式的機理。1. 5

47、. 2 合金鋼強化的有效性強化和弱化的演變見 REF _Ref440481451 h * MERGEFORMAT 圖 11。圖 SEQ 圖 * ARABIC 11 強化和弱化的演變（1- M分解；2-彌散析出；3-綜合效應(yīng)）最終強化有效性取決于強化和弱化的綜合結(jié)果。互動交流：為什么不同含C量的V鋼，如產(chǎn)生二次硬化，V的臨界濃度是不同的？1. 5. 3 合金元素對鋼韌度的影響從合金化角度提高或改善韌度的途徑主要有如下幾方面： 細化奧氏體晶粒，從而就細化了鐵素體晶粒與組織，起作用比較大的主要有強碳化物形成元素Ti、Nb、V、W、Mo等以及Al元素。 提高鋼的回火穩(wěn)定性。提高了回火穩(wěn)定性， 也就可以

48、在相同強度水平下，提高回火溫度，從而提高材料的韌度，所以提高回火穩(wěn)定性的合金元素都可不同程度地起到這個作用，如強碳化物形成元素。 改善基體韌度。在鋼中，基體的韌度是整個材料韌度的關(guān)鍵，是一個主要因素。Ni元素能有效地改善或提高鋼基體的韌度。 細化碳化物。粗大的碳化物或其他化合物對鋼的韌度是非常不利的，往往成為變形過程中裂紋核心的起源。所以希望鋼中的碳化物在大小、分布、形狀和數(shù)量的特征參量上為小、勻、圓和適量。如鋼中含有適量的Cr、V，就可改善碳化物的存在狀況。 降低或消除鋼的回火脆性。在合金化方面主要起作用的是W 、Mo 元素。 在保證強度水平下，適當(dāng)降低含碳量。 提高冶金質(zhì)量。鋼中雜質(zhì)是非常

49、有害的，所以提高冶金質(zhì)量也是很好的一個途徑。 通過合金化形成一定量的殘余奧氏體，利用穩(wěn)定的殘余奧氏體來提高材料的韌度。1. 6 合金元素對鋼工藝性的影響1. 6. 1 鋼的熱處理工藝性鋼的淬透性是指在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性，也就是鋼在淬火時能獲得馬氏體的能力，是鋼本身固有的一個屬性。不同淬透性示意圖見 REF _Ref440481482 h * MERGEFORMAT 圖 12。圖 SEQ 圖 * ARABIC 12 不同淬透性示意圖必須強調(diào)指出的是：合金元素對淬透性的作用，其前提是合金元素溶于奧氏體。若含碳化物形成元素鋼中有未溶碳化物，則降低了奧氏體中碳及合金元素的有效

50、濃度，同時未溶碳比物作為相變非自發(fā)形核核心，對鋼的淬透性起了相反的作用。設(shè)計中應(yīng)注意的問題：鋼的尺寸效應(yīng)根據(jù)零件服役條件合理確定淬透性要求合理安排工藝，保證淬透性淬硬性是指在理想的淬火條件下，以超過臨界冷卻速度所形成的馬氏體組織能夠達到的最高硬度，也稱可硬性。淬硬性和淬透性是兩個不同的概念，淬硬性高的不一定淬透性好，而淬硬性低的鋼也可能具有高的淬透性。淬火內(nèi)應(yīng)力是指在淬火過程中由于工件不同部位的溫度差異及組織轉(zhuǎn)變不同時所引起的應(yīng)力。1. 6. 2 鋼的成型加工性冷成型性包括：深沖、拉延、彎曲等。熱壓力加工有鍛造、軋制、拉拔等。切削加工性衡量指標(biāo)有刀具壽命、表面光潔度、切削阻力、斷屑形狀等。互動

51、交流：為什么鋼的切屑是連續(xù)的，而鑄鐵的切屑是碎片狀斷開的？教學(xué)方法講授法、討論法作業(yè)和課后反思1、哪些合金元素能顯著提高鋼的淬透性？ 提高鋼淬透性有何作用？參考資料教材24-35頁表 SEQ 表 * ARABIC 6 第五次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)1. 7 微量元素在鋼中的作用1. 8 金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計1. 9 合金鋼的分類與編號教學(xué)課次第5次學(xué)時2教學(xué)目標(biāo)掌握微量元素的作用，理解環(huán)境協(xié)調(diào)性合金的成分設(shè)計，了解通用合金與簡單合金的概念，了解鋼的分類、合金鋼的編號方法教學(xué)內(nèi)容微量元素的作用、微合金鋼中的合金元素、通用合金與簡單合金、環(huán)境協(xié)調(diào)性合金的成分設(shè)計、鋼的分類、合金鋼的編號方法重點微量元素

52、的作用難點環(huán)境協(xié)調(diào)性合金的成分設(shè)計教學(xué)過程導(dǎo)入：回顧合金元素對鋼強韌化和工藝性的影響，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)合金元素在鋼中的作用，從而引出本節(jié)內(nèi)容。教學(xué)新課：1. 7 微量元素在鋼中的作用常見的微量元素主要有：O、N、S、P、Se、As、Zr和稀土元素等。根據(jù)它們的作用可分為：常用微合金化元素，如B、N、V、Ti、Zr、Nb、RE等；改善切削加工性元素，如S、Se、Bi、Pb、Ca等；能凈化、變質(zhì)、控制夾雜物形態(tài)的元素，如Ti、Zr、RE、Ca等；有害元素，如P、S、As、Sn、Pb等。微量元素在鋼中雖然含量極少，但對鋼的質(zhì)量和性能有很大的影響。1. 7. 1 微量元素的作用微量元素在鋼鐵冶煉過程中的有

53、益效應(yīng)主要有凈化、變質(zhì)、控制夾雜物形態(tài)。P、S、As、Sn、Pb等有害元素的存在并不是有意加入的，而是在煉鋼時由原料帶入的，常規(guī)分析還比較難以測定。這些元素主要表現(xiàn)是偏析、吸附在晶體缺陷及晶界處，從而影響了鋼的性能，如塑韌性、熱塑性、蠕變強度、焊接性和耐蝕性等。1. 7. 2 微合金鋼中的合金元素微合金鋼中合金元素可分為兩類：一類是影響鋼相變的合金元素，如Mn、Mo、Cr、Ni等；另一類是形成碳（氮）化物的微合金元素，如V、Ti、Nb等。1. 8 金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設(shè)計可再生循環(huán)設(shè)計已成為鋼鐵材料設(shè)計的一個重要原則。目前鋼鐵材料再生循環(huán)面臨兩大難題：分選困難和再生冶煉時成分控制困難，根據(jù)冶煉

54、過程可將各種元素分成四類： 能完全去除的元素，如Si、Al、V、Zr等； 不能完全去除的元素，如Cr、Mn、S、P等； 全部殘存的元素，如Cu、Ni、Sn、Mo、W等； 與蒸汽壓無關(guān)的元素，如Zn、Pb、Cd等。1. 8. 1 通用合金與簡單合金通用合金，又稱為泛用性合金。這種通用合金能滿足對材料要求的通用性能，如耐熱性、耐腐蝕性和高強度等。組元組成簡單的合金系就叫做簡單合金。研究開發(fā)合金時應(yīng)遵循兩個原則： 在維持合金高性能的前提下，盡量減少合金組元數(shù)； 獲得合金高性能時，以控制顯微組織作為加入合金元素的替代方法。這種設(shè)計合金的思路叫省合金化設(shè)計或最小合金化法。典型案例：SiMn簡單合金，可以

55、通過各種熱處理獲得不同的組織結(jié)構(gòu)，如F+P、F+B、B+M、B、M等，從而得到不同強度、塑性配比的性能，以滿足各種用途。1. 8. 2 環(huán)境協(xié)調(diào)性合金的成分設(shè)計材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性評價稱為MLCA (materials LCA)，即將LCA的基本概念、原則和方法應(yīng)用到對材料壽命周期的評價中去。環(huán)境協(xié)調(diào)性合金的成分設(shè)計原則之一是盡量不使用環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的合金元素。所謂環(huán)境協(xié)調(diào)性不好的元素是指地球中即將枯竭性元素和對生態(tài)環(huán)境特別是對人體有比較大的毒害作用的元素。1. 9 合金鋼的分類與編號1. 9. 1 鋼的分類根據(jù)用途不同對鋼分類見 REF _Ref445519190 h * MERGEFORMAT

56、 圖 13。1. 9. 2 合金鋼的編號方法引入國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法，介紹國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，擴大學(xué)生知識面。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T221-2008的規(guī)定，采用漢語拼音、化學(xué)元素符號和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的原則；產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，一般用漢語拼音的縮寫字母表示；質(zhì)量等級符號采用A、B、C、D、E字母表示；牌號中主要化學(xué)元素含量采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。圖 SEQ 圖 * ARABIC 13 鋼的分類（按用途）小結(jié)：金屬材料學(xué)核心是合金化基本原理，這是材料強韌化矛盾的主要因素。要真正理解“合金元素的作用，主要在于對合金材料相變過程的影響，而良好的作用只有在合適的處理條件

57、下才能得到體現(xiàn)。”掌握了合金元素作用及其在加工過程中的演化規(guī)律，才能更好地理解各類鋼設(shè)計與發(fā)展，才能更好地開發(fā)新工藝、新材料。對鋼合金化原理、主線、核心和設(shè)計思路的總結(jié)見 REF _Ref445519342 h * MERGEFORMAT 圖 14。圖 SEQ 圖 * ARABIC 14 鋼合金化原理、主線、核心和設(shè)計思路教學(xué)方法講授法、案例法作業(yè)和課后反思1、什么叫簡單合金、通用合金？試述其合金化設(shè)計思想及其意義。2、與碳素鋼相比， 一般情況下合金鋼有哪些主要優(yōu)缺點？參考資料教材35-46頁表 SEQ 表 * ARABIC 7 第六次教學(xué)課次教學(xué)章節(jié)第2章 工程結(jié)構(gòu)鋼教學(xué)課次第6次學(xué)時2教學(xué)

58、目標(biāo)掌握低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的合金化，理解微珠光體低合金高強度鋼高強度獲得機理，了解針狀鐵素體鋼、低碳貝氏體和馬氏體鋼、雙相鋼、低合金高強度鋼的應(yīng)用和發(fā)展趨勢教學(xué)內(nèi)容工程結(jié)構(gòu)鋼的基本要求、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的合金化、常用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼、微珠光體低合金高強度鋼、針狀鐵素體鋼、低碳貝氏體和馬氏體鋼、雙相鋼、低合金高強度鋼發(fā)展趨勢重點低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的合金化難點微珠光體低合金高強度鋼高強度獲得機理教學(xué)過程導(dǎo)入：回顧合金化原理，從理論到應(yīng)用引出本節(jié)內(nèi)容。教學(xué)新課：工程結(jié)構(gòu)鋼是指專門用來制造工程結(jié)構(gòu)件的一大類鋼種。在鋼總產(chǎn)量中，工程結(jié)構(gòu)鋼占90左右。工程結(jié)構(gòu)鋼包括碳素鋼和低合金高強度鋼。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)

59、GB/T 700-2006，碳素結(jié)構(gòu)鋼分為Q195、Q215、Q235、Q275四個等級。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼是指在低于0.25%C的普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，通過添加一種或多種少量合金元素，使鋼的強度明顯高于碳素鋼的一類工程結(jié)構(gòu)用鋼，統(tǒng)稱低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼有許多分類方法，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1591-2008，按屈服強度可分為Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690八個等級的鋼種。2. 1 工程結(jié)構(gòu)鋼的基本要求一般用途的普通低合金高強度鋼，大多用于制作工程結(jié)構(gòu)件。根據(jù)工程結(jié)構(gòu)件的服役條件，工程結(jié)構(gòu)鋼以工藝性能為主、力學(xué)性能為輔，主要性能要求

60、如下：（1）足夠的強度與韌度；（2）良好的焊接性和成型工藝性；（3）良好的耐腐蝕性。2. 2 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的合金化2. 2. 1 合金元素對低合金高強度鋼力學(xué)性能的影響目前工業(yè)上廣泛使用的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼大多是在熱軋態(tài)或正火態(tài)供應(yīng)的。這類鋼的主要合金化成分為C、Si、Mn、Nb、V、Ti、Al等元素，具有鐵素體珠光體顯微組織的低碳低合金鋼。合金元素通過固溶強化、析出彌散強化、細化晶粒強化和增加珠光體含量這四種強化機制提高這類鋼的強度。固溶強化可以提高鋼的強度，但是會損害韌度。 REF _Ref440481541 h * MERGEFORMAT 圖 15給出了鐵素體-珠光體低合金高強度鋼