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《金属学与热处理》课程教学大纲

课程代号：ABJD0702

课程中文名称：金属学与热处理

课程英文名称：Meta11ographyandHeatTreatment

课程类型：必修

课程学分数：4学分

课程学时数：64学时

授课对象：材料成型与控制工程专业

本课程的前导课程：高等数学，大学物理，画法几何及工程制图、材料力学、金工实习等课程

一、课程简介

《金属学与热处理》是材料成型与控制工程专业的专业基础课，着重阐述金属及合金的化学成分、

组织结构与性能的内在联系以及在各种条件下的变化规律，比较全面系统地介绍金属与合金的晶体结构、

金属及合金的相图与结晶、塑性变形与再结晶以及固态金属相变的基本理论。并结合实例，从组织结构

的角度出发来阐明问题，重点放在与金属材料学科有关的基本现象、基本概念、基本规律和基本方法上，

以便为合理使用金属材料和制定热加工工艺规程，为从事金属与合金研究提供理论依据和线索。通过对

本课程的学习，使学生系统掌握《金属学与热处理》基本理论和基础知识，运用所学知识分析问题、解

决问题，提高学生综合能力与素质，并为后继有关专业课程的学习打好基础；使学生在金属学基础理论

方面具备阅读专业文献及进一步提高自学的能力；使学生具备运用金相光学显微分析方法分析金属及合

金的组织、性能的能力。通过课堂讲授，习题课和课堂讨论，课外作业，实验等教学环节的教学，重点

培养学生的自学能力，动手能力，分析问题，解决问题的能力。

二、教学基本内容和要求

第1章金属与合金的晶体结构

课程教学内容：金属、金属的晶体结构、实际金属的的晶体缺陷。

课程的重点、难点：本章的重点是三种常见的金属晶体结构及其基本性能，实际金属晶体缺陷及其

对性能的影响。本章的难点是晶体结构缺陷。

课程教学要求：熟练掌握几何晶体学的基本知识和纯金属的三种典型的晶体结构；掌握晶面、晶

向的表示方法；掌握合金相结构；

掌握点缺陷、线缺陷与位错的基本概念，了解位错的运动以及面缺陷。

第2章纯金属的结晶

课程教学内容：纯金属结晶的现象、金属的热力学条件、金属结晶的结构条件、形核、长大以及晶

粒大小的控制。

课程的重点、难点：本章的重点是关于液态金属结晶时生核与长大的基本概念，过冷度对结晶过程

的影响规律和获得细晶粒金属的方法等。难点是非均匀形核的规律、熔化端对晶体生长的影响。

课程教学要求：了解金属结晶的基本规律，即形核和长大过程；

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掌握凝固理论及过冷度的概念，掌握晶体的形核理论、生长理论和晶体长大机制及

界面形态；

了解液态金属的性质、熔化时体积变化、熔化潜热、熔化熠;

掌握相起伏、相起伏尺寸与过冷度、结晶潜热；

了解结晶理论实际应用，用凝固理论解释或说明实际生产问题；了解结晶过程获得

细晶粒金属的主要途径。

第3章二元合金相图和合金的凝固

课程教学内容：二元合金相图的建立、匀晶相图及其固溶体的结晶、共晶相图及其合金的结晶、包

晶相图及其合金的结晶、其它类型的二元合金相图、铸锭的组织与缺陷。

课程的重点、难点：本章的重点是匀晶、共晶基本相图、包晶相图、相图与性能的关系。本章的难

点是固溶体的不平衡结晶、区域偏析和区域提纯、成分过冷及对晶体成长形状和铸锭组织的影响。

课程教学要求：掌握相平衡与相平衡图的基本概念、相律；二元相图的基本类型，杠杆定律，相律

在相图中的应用；

理解组元、相、组织、相组成物、组织组成物等基本概念；

掌握匀晶、共晶相图、包晶相图，并会分析典型合金的结晶过程，会用杠杆定律，