理论课程教学大纲
《材料工程基础》课程教学大纲
执笔人：编写日期：2014年9月
一、课程基本信息
1. 课程编号：1713L2001
2. 课程名称（中文）：材料工程基础
课程名称（英文）：Fundamentals of Material Engineering
3. 课程层次/性质：专业课（资源循环科学与工程）/选修
4. 学时/学分：48/3
5. 先修课程：材料科学基础
6. 适用专业：资源循环科学与工程
二、课程教学目标及学生应达到的能力
随着科学技术的发展，原来各类相对独立的材料学科，如金属、陶瓷、高分子材料等已经相互渗透，相互结合与交叉，形成了材料科学发展的新特色。形势要求必须将三大类材料在工程技术方面所具有的共性的内容综合为材料制备、加工、改性及复合四部分，尽可能将二级学科的内容有机地涵括在一级学科的教学课程中。
《材料工程基础》是资源循环科学与工程专业的专业基础课，是培养资源循环科学与工程专业人才的主干课程之一。本课程的任务是使学生学习必要的材料加工工程方面的基本知识、掌握材料加工工程的基本技能，培养学生独立分析问题和解决问题的能力，为今后的工作打下坚实的基础。
三、课程教学内容和要求
通过本课程的学习，使学生掌握材料制备、加工、改性及复合的基本概念、基本理论和基本知识，为后继相关专业课程的学习奠定良好的基础。本课程突出讲授材料制备过程体系和单元操作的共性，适度反映该领域中的最新研究成果，培养学生具有一定的分析问题、逻辑推理和创新的能力，有比较熟练地运用材料工程基础理论去分析解决实际生产、科研问题的能力。本课程的教学组织贯彻“加强基础，拓宽知识面，提高学生创造能力”的原则，培养适应市场经济的高层次人才。本课程的具体要求是：使学生建立起全面、系统的材料工程背景知识；使学生能够针对实际问题知道如
何合理地选择材料；使学生能够针对实际问题确定较为合理的材料制备与加工方法。具体内容安排如下：
绪论
第一篇材料的制备
第一章材料的熔炼：
[教学目的与要求]
1 掌握炼铁和炼钢的原理和生产工艺
2 掌握氧化铝的生产方法，拜耳法和烧结法；以及金属铝的生产工艺
3掌握炼铜的方法及工艺流程，理解火法炼铜的基本理论
4了解金属的真空熔炼
5了解单晶材料制备方法
6掌握非晶态玻璃的制备工艺
[本章重点]
1 炼铁和炼钢的原理以及生产工艺流程
2 火法炼铜
[本章难点]
1 炼铁和炼钢工艺流程的区别和联系
第二章粉末材料制备：
[教学目的与要求]
1了解几种粉末颗粒大小的测定方法
2掌握机械制粉法中的球磨法的原理及提高球磨法的效率原则
3掌握物理制粉法中的雾化法制粉原理及影响因素
4掌握化学制粉-化学气相沉积法、电化学法的原理及制粉过程
5了解纳米粉体的制备方法
[本章重点]
1 机械制粉、物理制粉、化学制粉原理
[本章难点]
1 球磨法的原理及提高球磨法的效率原则
第三章高分子材料的聚合：
[教学目的与要求]
1了解高分子材料的结构特点及分类
2掌握连锁聚合和逐步聚合的方法及机理
3掌握连锁聚合和逐步聚合的聚合方法(乳液聚合、本体聚合等) 4了解高分子的发展前景
[本章重点]
1 高分子的聚合反应机理
2 各种聚合方法的特点
[本章难点]
1 连锁聚合和逐步聚合的反应机理
第二篇材料的成形与加工
第四章金属液态与半固态成形：
[教学目的与要求]
1理解液态成形合金性能，掌握液态成型方法
2理解半固态下合金的流动性能，掌握半固态成形方法
3理解快速凝固技术
[本章重点]
1 液态成型方法
[本章难点]
1 半固态下合金的流动性能，半固态成形方法
2 快速凝固技术
第五章金属塑性加工：
[教学目的与要求]
1理解金属塑性加工的特点
2掌握金属塑性加工理论基础（塑性变形、应力应变曲线）
3掌握轧制过程及基本原理
4掌握挤压过程及基本原理
5掌握拉拔过程及基本原理
6掌握锻造过程及基本原理
7掌握冲压成形及基本原理
[本章重点]
1 金属塑性加工过程及原理
[本章难点]
1 金属塑性加工理论基础
第六章粉末成形与固化
[教学目的与要求]
1理解粉末成形的基本理论
2掌握粉末体烧结的烧结原理，基本过程及影响因素
3理解胶凝固化（气硬固化和水硬固化）
[本章重点]
1 粉末体烧结的烧结原理，基本过程及影响因素
[本章难点]
1 胶凝固化
第七章高分子材料成形：
[教学目的与要求]
1掌握塑料成形加工方法（挤出成型、注射成型、压制成型等）2 掌握橡胶成形及加工方法
3了解合成纤维成形加工
[本章重点]
1.塑料成形加工方法
2.橡胶成形加工方法
[本章难点]
1.塑料成形各种加工方法的工作原理
第八章材料连接
[教学目的与要求]
1了解焊接方法的分类及焊接设备
2 理解焊接工艺
3 理解粘接技术的基本原理及粘接工艺
[本章重点]
1 焊接原理
2.粘接原理
[本章难点]
1 焊接工艺及设备
第三篇材料的改性与表面加工
第九章金属材料的热处理：
[教学目的与要求]
1理解常规热处理的基本原理
2掌握常规热处理工艺（退火、淬火、正火）
[本章重点]
1常规热处理的基本原理
[本章难点]
1 常规热处理工艺
第十章材料的表面改性：
[教学目的与要求]
1理解表面淬火工艺
2了解表面化学改性方法
3了解三束表面改性方法
[本章重点]
1 表面淬火工艺
[本章难点]
1表面化学改性方法
2三束表面改性方法
第十一章材料的表面防护：
[教学目的与要求]
1理解腐蚀理论，掌握材料的腐蚀与防护的方法
2了解材料的摩擦磨损防护工艺
[本章重点]
1 腐蚀理论
[本章难点]
1 材料的腐蚀与防护的方法
第十二章薄膜制备技术：
[教学目的与要求]
1了解薄膜材料特点
2理解物理成膜、化学成膜、液相反应沉积的方法及工艺[本章重点]
1 物理成膜、化学成膜、液相反应沉积的方法及工艺
[本章难点]
1 物理成膜、化学成膜、液相反应沉积的方法及工艺
第四篇材料的复合
第十三章复合材料基础：
[教学目的与要求]
1了解复合材料的分类及应用
2理解复合材料的界面对性能影响
3了解复合理论与复合材料设计
[本章重点]
1 复合材料的特点及应用
[本章难点]
1 复合理论与复合材料设计
第十四章金属复合材料制备与加工：
自学
第十五章陶瓷复合材料：
自学
1了解陶瓷基复合材料用增强体的制备
2理解颗粒弥散陶瓷基复合材料
3理解晶须强韧化、陶瓷基复合材料、纤维增强陶瓷基复合材料
第十六章纤维增强高分子复合材料的制备与加工：
自学
1了解诶高分子复合材料成形用半成品的制备
2理解高分子复合材料的成形工艺
四、课程教学安排
讲课内容学时绪论2
第一章材料的熔炼6
第二章粉末材料制备6
第三章高分子材料的聚合4
第四章金属液态与半固态成形4
第五章金属塑性加工6
第六章粉末成形与固化4
第七章高分子材料成形4
第八章材料连接2
第九章金属材料的热处理2
第十章材料的表面改性2
第十一章材料的表面防护1
第十二章薄膜制备技术1
第十三章复合材料基础1
第十四章金属复合材料制备与加工1
第十五章陶瓷复合材料1
第十六章纤维增强高分子复合材料的制备与加工1
合计48
多媒体课件和板书。以课堂讲授为主：讲授时重点突出，详略得当，注重培养提高学生的分析解决问题的能力。
作业：重点课程均布置作业2-3道，要求清晰的解题过程并按时上交、批改。另外，要求上课做笔记，并不定时抽查笔记本。课后加强辅导和答疑。
五、课程的考核
课程评分类型：百分制
成绩评定办法：平时成绩占40%，期末考试成绩占总评成绩的60%。总成绩由平时成绩、期末考试成绩折合确定。
平时成绩由平时表现（课堂纪律、是否迟到或早退）和作业两部分组成
期中是考试方式：闭卷考试，重点考察学生的基本理论、基本知识和基本能力。
六、建议教材及教学参考书
教材：
周美玲，材料工程基础，北京工业大学出版社，2001
参考书：
1. 师昌绪，钟群鹏，李成功编，中国材料工程大典第1卷，材料工程基础，化学工业出版社，
2006
2. 谷臣清，赵敬忠，材料工程基础，机械工业出版社，2004
3. 胡汉起，金属凝固原理，机械工业出版社，2000
4. 果世驹，粉末烧结理论，冶金工业出版社，1998
5. 刘雅政，材料成形理论基础，国防工业出版社，2004
材料工程基础部分复习参考 1、矿石准备 采掘的矿石含有大量无用的脉石，经过选矿以后的含有较多金属元素的精矿，经过选矿后，还需要对矿石进行焙烧，球化，烧结。 2、 火法冶金：利用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法 湿法冶金：利用一些溶剂的化学作用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化，还愿，中和，水解和络合等反应，对原料，中间产物或者二次再生资源中的金属进行提取和分离的冶金过程。 电冶金：利用电能从矿石或者其他原料中提取，回收，精炼金属的冶金过程 3、炼铁：⑴燃料的燃烧22C O CO +→温度达到1800℃(放热)；2CO C CO +→ 1000℃(吸热)，热源和还原剂 ⑵ Fe 的还原2FeO+CO Fe+CO →，FeO+C Fe+CO → ⑶熔剂反应32CaCO 700~1000CaO+CO (g) (Slag ：CaO40%，Al2O3,15%，SiO2,3.5%，FeO, MnO.) FeS (in iron)+CaO CaS(in slag)+FeO → 3、炼钢：⑴元素的氧化 22F e +O 2F e O →，FeO+C Fe+CO →，FeO+Mn Fe+MnO → 22FeO+Si 2Fe+SiO →，255FeO+2P P O → ⑵造渣脱磷，脱硫； ⑶脱氧合金化 4、炼铝：氧化铝的制备（湿碱法） （1）铝土矿的浸出（digestion ） 用NaOH 溶液：2322232·32?4Al O H O NaOH Na O Al O H O +→+；2232SiO ,Fe O ,TiO 不溶解，沉淀，形成红泥 （2）过滤（Fitration ） （3）铝酸钠溶液分解（Precipitation ）22323·4()Na O Al O H O Al OH NaOH +→+ （4）3Al(OH)煅烧（Calsination ）950-1000 ℃下煅烧，生成23-Al O α，获得99.5％的23-Al O α 熔盐电解法制备铝：23Al O 熔点2050℃，采用冰晶石36Na AlF 作为电解质，熔点1010℃ 2336Al O +Na AlF →共晶物，熔点938℃，密度32.1g/cm Al: 32.3g/cm ，阴极33Al e Al ++→；阳极2-224O C e CO +-→阳极不断消耗； 2323432Al O C Al CO +→+ 99.5~99.7％ 5、熔化焊：手工电弧焊，可在室内、室外、高空和各种位置实施焊接，所用设备简单，易于维护，焊钳小，使用灵活。其实用于焊接各种碳素钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、也可用于焊接高强度钢、铸钢、铸铁和有色金
机械工程材料期末考试 一．填空题（共30分，每空1分） 1．液态金属结晶的基本过程是形核与晶核长大。 2．铁素体（F）是碳溶于α-Fe 所形成的间隙固溶体，其晶格类型是：体心立方。 3. 检测淬火钢件的硬度一般用洛氏（HRC）硬度；而检测退火和正火钢件的硬度常用布氏（HRB）硬度。4．GCr15钢是滚动轴承钢，其Cr的质量分数是1.5% 。5．16Mn钢是合金结构钢，其碳的质量分数是0.16% 。6．QT600-03中的“03”的含义是：最低伸长率为3% 。7. 钢与铸铁含碳量的分界点是：2.11% 。 8．贝氏体的显微组织形态主要有B上和B下两种，其中B下的综合性能好。9．钢的淬火加热温度越高，淬火后马氏体中含碳量越高，马氏体晶粒越粗大，残余奥氏体的量越越多。 10．钢加热时A的形成是由A晶核的形成、A晶核向F和Fe3C 两侧长大、残余Fe3C的溶解、A的均匀化等四个基本过程所组成的。11．一般表面淬火应选中碳成分钢，调质件应选用中碳成分钢。13．碳钢常用的淬火介质是水，而合金钢是油。 14．T10钢（Ac1≈727℃，Accm≈800℃）退火试样经700 ℃、780 ℃、860 ℃加热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：P+Fe3C ，Fe3C+M+Ar ，M+Ar 。 15．渗碳钢在渗碳后缓慢冷却，由表面向心部的组织分布依次为：P+Fe3CⅡ （网状），P ，P+F 。得分 二．判断题（共10分，每小题1分）（正确√ 错误×，答案填入表格）1．在其他条件相同时，砂型铸造比金属型铸造的铸件晶粒更细。× 2．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。√ 3．珠光体、索氏体、屈氏体都是铁素体和渗碳体组成的机械混合物。√ 4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响
材料工程基础》课程教学大纲 课程代码：050231021 课程英文名称：Fundamentals of Materials Engineering 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：金属材料工程专业大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标材料工程基础是金属材料工程专业学生必修的专业基础课，是学位课，是从事材料科学与工程专业技术领域人员必备的课程。 本课程主要讲授液态金属成形工艺、金属塑性成形工艺、金属连接成形工艺、粉末冶金成形、非金属材料成形工艺及各种材料成形工艺方法的选择原则。通过学习，使学生初步具备为不同零件的生产选择合理的制造方法的能力，为其他相关课程如工程材料学、热处理原理与工艺学以及从事新材料成形研究奠定必要的基础，同时使学生具有对典型的金属材料零件分析讨论使用不同的成形方法制造的能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1.掌握液态金属成形的工艺设计、浇注系统、冒口、冷铁等的设计基本原则；掌握顺序凝固的应用，同时凝固的应用；掌握砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等特种铸造方法的原理、特点和应用；了解3D 打印等先进成形技术； 2．掌握自由锻件图设计和模锻工艺；掌握板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺特点和应用；了解超塑性成形、液态模锻等先进塑性成形工艺。 3.掌握金属连接成形原理和方法；掌握电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等焊接工艺原理、特点及应用；了解焊接缺陷的检验方法；了解电子束焊接等现代焊接方法。 4.掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用。 5.掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用。 6.掌握各种材料成形工艺选用原则和方法。对具体典型的金属材料零件如暖气片、机床床身、大口径地下输水管、黄铜水龙头、发动机缸体、汽车铝轮毂、大型发电子转子、大批量齿轮毛坯、柴油机曲轴、连杆、半轴、硬币、汽车面板、火车钢轨、铜线、钢瓶、船体、硬质合金刀具、显示器壳体等分析讨论使用不同的成形方法制造的合理性。 7.了解国家相关政策，了解“一带一路”政策给材料成形带来的挑战以及机遇。 8.了解各种成形方法的设备。 9.了解各种新的材料成形方法。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握材料成形方法的一般知识，主要掌握金属材料成形的常用方法及特点。 2.基本理论及方法：掌握液态金属各种成形方法及工艺设计，浇注系统、冒口、冷铁的设计基本原则，掌握铸造缺陷及检验方法，掌握特种铸造方法的原理；掌握塑性成形方法的原理及工艺设计，锻件图设计，板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺，掌握模型锻造的零件结构特点；掌握金属连接成形的方法及工艺设计，电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等工艺，掌握焊接接头的组织和性能，掌握焊接缺陷及检验方法；掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用；掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用；
《工程材料》教学大纲 一、教学基本目标 《工程材料》课程是高等院校机械类专业的一门必修的技术基础课，是机械设备设计合理选择材料和使用材料的基础。通过教学使学生： 1．了解工程材料的发展，了解非金属材料的分类及其应用，了解新材料、新工艺； 2．掌握机械工程材料的基本理论及基本知识，熟悉金属材料的分类及其应用；（毕业要求1-3） 3．熟悉铁碳相图、钢的热处理工艺、合金化等基本知识，掌握材料的成分、组织、性能之间的关系，具有分析机械工程材料性能的能力；（毕业要求1-3）4．能够根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材的能力；（毕业要求1-3） 5．能够根据机械零件使用条件和性能要求，制定结构零件热处理工艺的能力。（毕业要求1-3） 二、课程涉及知识技能 本课程通过课堂教学、实验、综合作业等综合教学环节，训练以下知识技能（毕业要求1-3）： 1．掌握工程材料基本理论及基本知识，具备根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力； 2．掌握铁碳相图和钢的合金化原理相关知识，具备分析材料、成份和组织和性能关系的能力； 3．掌握钢的热处理工艺、目的及其应用，具备根据材料的性能需求选择热
处理工艺的能力； 4．培养学生自主学习的能力和材料性能分析的工程意识； 5．通过材料金相试样制备及金相组织观察实验，具备分析材料成份、组织和性能关系的能力； 6．设计典型机械零件材料热处理工艺实验，具备分析不同热处理工艺对材料组织和性能影响能力。 三、相关能力培养 1．具有根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力；（毕业要求1-3） 2．具有设计实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力； 3．通过分组实验研究与讨论，培养学生具有团队意识和人际交流能力； 4．通过工程材料的选择与应用，培养学生工程设计的安全意识和社会责任感；（毕业要求1-3） 5．具有自主学习的能力。 四、教学基本内容 绪论 1. 了解材料的发展简史及工程材料研究的对象 2. 熟悉工程材料的分类 第 1 章材料的结构与性能 1. 掌握常见的纯金属晶体结构和合金的晶体结构 2. 掌握实际金属中的晶体缺陷 3. 熟悉金属材料的力学性能，了解金属材料的工艺性能和理化性能 4. 了解金属晶体中的晶面和晶向 5. 了解组织和性能的关系 第2章金属材料组织和性能的控制 1. 掌握纯金属的结晶过程 2. 掌握细晶强化的措施 3. 掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图和共析相图的分析 4. 掌握铁碳合金中的相和组织的概念，掌握相图中重要的点和线的含义，
《材料工程基础》复习思考题 第一章绪论 1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？ 2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？ 3、为什么材料是科学技术进步的先导？ 4、材料的制备技术或方法主要有哪些？ 5、材料的加工技术主要包括哪些内容？ 6、进行材料设计时应考虑哪些因素？ 7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？ 8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。 9、材料设计包括哪几个层次？进行材料设计时应遵循哪些原则？ 10、如何区分传统材料与先进材料？ 11、工业1.0、2.0、3.0和4.0分别以什么为特征？ 12、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？ 13、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？ 14、化工材料主要有哪些？ 15、建筑材料有何特点？ 16、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？ 17、航空航天材料的性能特点如何？ 18、先进陶瓷材料如何分类？各有何特点？ 19、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？
20、新能源材料有哪些？各有何特点？ 21、超导材料的三个临界参数是什么？如何区分低温超导与高温超导？ 22、纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？ 22、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？ 23、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？
1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发展方向？ 2、金属的铸造性能主要包括哪些？ 3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？ 4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？ 5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？ 6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？ 7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基本规律。 8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何影响？ 9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止措施。 10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何消除？ 11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何要求？ 12、什么是冒口？其作用和设计原则？ 13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？ 14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？ 15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？
第一章 一、填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为有色金属和黑色金属两类；非金属材料主要有无机非金属、有机非金属；复合材料是指。 2．金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性等；强度的主要判据有屈服点和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；洛氏硬度测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3．理解静拉伸试验过程和应力-应变曲线图。 二、判断题材料所受的应力小于屈服点σs时，是不可能发生断裂的。（×） 第二章 1 名词解释 晶体：指其原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度 变质处理：有意地向液态金属中加入某些变质剂以细化晶粒和改善组织达到提高材料性能的目的。 各向异性：在晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能的不同形核率：在单位时间内，单位体积中所产生的晶核 2 填空 三种常见的金属晶格体心立方，面心立方，密排六方。 晶体缺陷的形式包括点缺陷，线缺陷，面缺陷。 3 问答 1 简述形过冷度和难熔杂质对晶体的影响。 答：过冷度影响：金属结晶石，形核率和长大速度决定于过冷度。在一般的液态金属的过冷范围内，过冷度愈大，形核率愈高，则长大速度相对较小，金属凝固后得到的晶粒就愈细；当缓慢冷却时，过冷度小，晶粒就粗大。 难熔杂质的影响：金属结晶过程中非自发形核的作用王伟是主要的。所以某些高熔点的杂质，特别是当杂质的晶体结构与经书的晶体结构有某些相似时将强烈的促使非自发形核，大大提高形核率。 2 简述铸锭的组织结构特点。 答：铸锭是由柱状晶粒和等轴晶粒组成的，组织部均匀，不同形状的晶粒对性能由不同的影响。 3．凝固过程中晶粒度大小的控制。 答：主要有两种方法：1增大过冷度，2变质处理 第三章 1.金属塑性变形是在什么应力作用下产生的？金属的塑性变形有哪几种基本方式？它们之间有何区别 金属的塑性形变是在切应力的作用下产生的。金属的塑性形变有滑移和孪生两种形式。它们之间的区别是：1滑移是金属键一个个断裂，而孪生是孪生面上的键同时发生断裂；2孪生之后，虽然晶体结构为改变，但孪生的晶体的晶格位向已经发生改变。 2.塑性变形对金属的组织、结构和性能有哪些影响？ 组织结构影响：当工件的外形被拉长或者压扁时其内部的晶粒的形状也被拉长或压扁。 性能影响：强硬度提高，塑韧性降低，电阻增加，耐腐蚀性降低 3.什么叫再结晶？再结晶前、后组织和性能有何变化？ 当变形金属加热至较高温度，原子具有较大扩散能力时，会在变形最激烈的区域自发的形成新的细小等轴晶粒称为再结晶。再结晶前后组织上的变化是，在形变激烈能量高的地方形核。性能上的变
《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）
材料工程基础复习资料 一、 题型介绍 1.填空题（15/15） 2.名词解释（4/16） 3.简答题（3/21） 4.计算题（4/48） 二、复习内容 1.名词解释（Chapters 2-4） 热传导：两个相互接触的物体或同一物体的各部分之间，由于温差而引起的热量传递现象，称为热传导。（依靠物体微观粒子的热运动而传递热量） 热对流：指流体不同部分之间发生相对位移，把热量从一处传递到另一处的现象。（依靠流体质点的宏观位移而传热） 热辐射：物体通过电磁波向外传递能量并能明显引起热效应的辐射现象称为热辐射。（不借助于媒介物，热量以热射线的形式从高温物体传向低温物体） 温度场：某瞬时物体内部各点温度的集合，称为该物体的温度场。 稳态温度场：温度不随时间变化的温度场。 等温面：温度场中同一瞬间同温度各点连成的面。 导热系数：在一定温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。 热射线：能被物体吸收并转变成热能的部分电磁波。 光谱辐射强度（E λ）：单位时间内物体单位辐射面积表面向半球空间辐射从d λλλ+到波长间隔内的能量。 辐射力（E ）：单位时间内物体单位辐射面积向半球空间辐射的全波段的辐射能，称为辐射力。 立体角：以球面中心为顶点的圆锥体所张的球面角。 角系数：任意两表面所组成的体系，其中一个表面（如F 1）所辐射到另一表面 上的能量占其总辐射能量的百分数，称为第一表面对第二表面的角度系数，简称角系数，记为12?。
有效辐射：本身辐射和反射辐射之和称为物体的有效辐射。 照度：到达表面单位面积的热辐射通量。 黑度：实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比。 空间热阻：由于物体的尺寸形状和相对位置的不同，以致一物体发射的辐射能不可能全部到达另一物体的表面上，相对于全部接受辐射能来说，有热阻的存在，称为空间热阻。 表面热阻：由于物体表面不是黑体，所以它不可能全部吸收投射到它表面上的辐射能，相对于黑体来说，可以看成是热阻，称为表面热阻。 光带：把具有辐射能力的波长范围称为光带。 绝对湿度：单位体积湿空气所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。 相对湿度：指湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比。 含湿量：1Kg的干空气所携带的水蒸气的质量。 湿球温度计：在普通温度计外包裹湿纱布，湿纱布的一端浸入水中，使得纱布保持湿润，这种温度计称为失球温度计。 露点：当未饱和湿空气中水蒸气分压或含湿量不变时，湿空气冷却到饱和状态的温度称为露点。 平衡水分：当物料表面水蒸气分压与湿空气水蒸气分压达到平衡时，物料的含水量不再随与空气接触时间的延长而变化，此时物料的含水量就是该空气状态下的该物料的平衡含水量。 恒定干燥条件：是指干燥过程中空气的湿度、温度、速度以及与湿物料的接触状况都不变。 发热量（热值）：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量。 结渣性：煤在燃烧的高温状态下灰分的粘结能力。 闪点：当有火源接近时，若出现蓝色的闪光，此时的油温称为闪点。 燃点：油温继续升高，用火源接近油表面时在蓝色闪光后能持续燃烧，此时的油温称为燃点。 着火点：油温达到一定程度，油表面蒸气自燃，此时的油温称为着火点。 爆炸浓度极限：当空气中燃料油蒸气达到一定浓度时，遇到明火或温度升高到一
系别：__________ 班次：____________ 姓名：___________ 学号：____________ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。装。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。订。。。。。。。。。。。。。 。。。。。。。。。。。。。线。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 2008—2009学年第一学期 《工程材料》期末考试试卷(A) 注意：本试卷共四大题，总分100分，考试时间120分钟。本试卷适用于07模具班，共需印制61份。 1. 碳素工具钢的含碳量一般是在以下哪个范围之内（ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 2. 以下那种元素是9Mn2V 里不含的 （ ） A. C 元素 B. Ni 元素 C. Si 元素 D. Mn 元素 3. Cr12是以下哪种冷作模具钢的典型钢种 （ ） A. 高碳高铬冷作模具钢 B. 空淬冷作模具钢 C. 油淬冷作模具钢 D. 基体钢 4. 以下哪种模具钢的抗压强度、耐磨性及承载能力居冷作模具钢之首 （ ） A. 碳素工具钢 B. 火焰淬火冷作模具钢 C. 高速钢 D. DT 合金 5. 以下哪种钢号不属于热作模具钢的类型 （ ） A. 5CrNiMo B. 3Cr2W8V C. 4Cr5MoSiV D. 9SiCr 6. 高韧性热作模具钢的含碳量在以下哪个范围之内 （ ） A. 0.3% - 0.5% B. 0.5% - 0.7% C. 0.7% - 1.3% D. 1.3% - 1.6% 7. 以下哪个钢种属于冷热兼用的模具钢 （ ） A. GR 钢 C.HD 钢 C. 012Al D.PH 钢 8. 以下哪个选项的塑料模具钢已列入了国家标准 （ ） A. 3Cr2Mo 和CrWMn B. CrWMn 和Cr12MoV C. 3Cr2Mo 和3Cr2MnNiMo D. 3Cr2MnNiMo 和Cr12MoV 9. SM50属于以下哪种塑料模具钢 （ ） A. 预硬型塑料模具钢 B. 碳素塑料模具钢 C. 渗碳型塑料模具钢 D. 时效硬化型塑料模具钢 10. 以下哪种表面工程技术改变了技术表面的化学成分 （ ） A. 表面改性 B. 表面处理 C. 表面涂覆 D. 电镀技术 1.按照工作条件可将模具分为 、 、 。 2.塑料模具按其成型固化可分为 、 。 3.模具的失效形式主要有 、 、 、 、 。 4.塑料模具用钢系列有七大类，分别是 、 、 、 、 、 、 。 5.表面工程技术有三类，分别是 、 、 。 6.热作模具钢的主要失效形式是 、 。 7.铁碳合金相图中三种基本相是 、 、 。 1．硬度 2.模具失效 3. 延伸率 4. 二次硬化 5. 时效 一、选择题：请将唯一正确答案的编号填入答卷中，本题共10小题，每题2分，共20分。 三、名词解释：本题共5小题，每空3分，共15分。 二、填空题：本题每空1分，共25分。
《工程材料》课程教学大纲 总 学 时：12 考核形式：考试 教学目的：《工程材料》是一门综合性、应用性较强的专业基础必修课。学习本课程的目的在于使学生获得有关工程材料及热处理的基本理论、基础知识；了解常用工程材料的成分、组织和性能之间的关系；具有根据零件的使用性能要求，合理选用材料，正确选定热处理方法，妥善安排工艺路线的初步能力。 主要教学内容及要求： 绪论： 讲明本课程的目的、内容、特点与学习方法。 第一章材料结构与性能： 了解晶格概念、常见晶格类型、晶面、晶间指数、晶界特点及应用；掌握金属材料性能、了解刃型位错、固溶体及金属化合物、高分子聚合物构型和构像及如何改变其构型和构像；陶瓷材料的结构、性能。 第二章金属材料组织与性能的控制： 熟悉过冷、过冷度及细化晶粒的基本途径；掌握匀晶相图和二元共晶相图；能利用杠杆定理计算组织组成物和相组成物的质量分数；了解其它相图，掌握Fe — Fe3C 相图，及 Wc 对组织性能的影响；掌握加工硬化、回复、再结晶、冷变形、热变形的概念及应用；掌握钢在加热时的冷却时组织转变，及退火、正火、淬火、回火及表面热处理的目的、工艺及应用。掌握合金元素在钢中的作用，了解表面技术。 第三章金属材料： 掌握钢的分类、钢中常存杂质对钢性能影响，掌握常用合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢的成分、热处理、性能、组织特点及应用；熟悉灰口铁、可锻铸铁、球墨铸铁成分、组织、性能及用途，特殊性能铸铁一般性介绍；掌握铝及铝合金组织、性能之间关系及应用，了解铜及铜合金、钛及钛合金、轴承合金组织、性能之间关系及应用。 第四章高分子材料： 熟悉高分子材料（工程塑料、橡胶、合成纤维）
材料工程基础复习要点 第一章粉体工程基础 粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。 *粉末：最大线尺寸介于0.1～500μm的质粒。 *粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。 粉体颗粒的粒度及粒径的表征方法： 1.网目值表示——（目数越大粒径越小）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时 可用单一粒度表示。 2.投影径——用显微镜测试，对于非球形颗粒测量其投影图的投影径。 ①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离 ②马丁（Martin）径D M：在一定方向上将颗粒投影面积分为两等份的直径 ③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在一定方向上颗粒投影的最大尺度 ④投影面积相当径D H：与颗粒投影面积相等的圆的直径 ⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径 3.轴径——被测颗粒外接立方体的长L、宽B、高T。 ①二轴径长L与宽B ②三轴径长L与宽B及高T 4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表示方法。（容 易处理） *粉体的工艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。 *粉体的基本物理特性： 1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料高得多的能量。 分体颗粒间的作用力——高表面能，固相颗粒之间容易聚集（分子间引力、颗粒间异性静电引力、固相侨联力、附着水分的毛细管力、磁性力、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力）。 3.粉体颗粒的团聚。 第二章粉体加工与处理 粉体制备方法： 1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法。 ①脆性大的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法 ②塑性较高材料：切磨法、涡旋磨法、气流喷射粉碎法 ③超细粉与纳米粉：气流喷射粉碎法、高能球磨法 2.物理化学法 ①物理法（雾化法、气化或蒸发-冷凝法）：只发生物理变化，不发生化学成分的 变化，适于各类材料粉末的制备 ②物理-化学法：用于制备的金属粉末纯度高，粉末的粒度较细 ③还原法：可直接利用矿物或利用冶金生产的废料及其他廉价物料作原料，制的 粉末的成本低 ④电解法：几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高 3.化学合成法——指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细 颗粒的方法
《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种
1．气体温度升高时其粘度（增大）（填增大或减小）。 2．对于不可压压缩流体，其流体静力学的基本方程为___________，静力水头为_________和_______ 之和。 3. 是流场中某一质点运动的轨迹； 是同一时刻，不同流体质点所组成的曲线。 4. 黑体的辐射力数学表达式为____________________，这说明黑体的辐射力仅与__温度__相关。 5. 烟囱的抽力指烟囱内外气体温度不同而引起气体密度差异，这种密度差异产生压力差 6. 导温系数的物理意义是（ ）。 7. 如图所示两个曲面组成的封闭体系， 角系数φ22为（ ）。 8. 燃料在燃烧过程中，其中的H 2、CO 的燃烧需要（ ）作为链锁反应 的刺激物；气态烃的燃烧需要（ ）作为刺激物。 9. 克希霍夫定律表达式说明（ ）。 10. 干燥是 、 同时进行的过程，但传递 不同。 11. 热射线的传播具有与光同样特性，不需要 。 12. 湿空气的I —X 图由湿度、热含量、（ ）（ ）（ ）组成。 13. 对于饱和空气，其干球温度t 、湿球温度t wb 和露点温度t d 三者之间的大小关系为 。 14.传热方式有 、 、 三种。 15.对于凸面，其自见性等于 。 16.投射辐射指 。 17.导热系数的物理意义是 。 18.煤的工业分析法是由 来表示的。 19. 努谢特准数为 和 之比。 20.气体燃料的燃烧方法分为 、 、 。 F 2 F 1 7题图
21.热辐射是一种由来传播能量的现象。 22.高温系数为与之比。 23.燃料组成的分析方法有和两种方法。 24. 流体力学中研究流体的运动有两种不同的方法，一种是方法，另一种是方法。 27.煤的工业分析法是由（）来表示的。 28.煤矿提供的煤一般是（）的组成，实验室所给的是（），而实际使用时则为（）。 29.低位发热量是指（）。 30.高位发热量是指（）。 31.煤的挥发物指（）。 32.煤的挥发物由（）成分组成。 33.工业上通常用（）来判断煤是否易结渣。 34.燃料在燃烧过程中，其中的H2、CO的燃烧需要（）作为链锁反应的刺激物；气态烃的燃烧需要（）作为刺激物。 35.层燃燃烧室内一次风指（），二次风指（）。 36.煤粉燃烧室内一次风指（），二次风指（）。 37.气体燃料的燃烧过程包括（）（）（）。 38.固体燃料的燃烧过程包括（）（）（）。 39.目前使用的低N x O烧嘴有（）（）（）（）四种类型。 40.液体燃料燃烧的方式有（）和（）。 41.重油雾化方式有（）和（）。
材料工程基础教学大纲 课程编号： 课程名称：材料工程基础 英文名称：Fundamentals of Material Engineering 学时：32 学分：2 适用专业：材料化学 课程性质：限选 执笔人： 先修课程：无机化学、高等数学、化工原理 编写日期：2011年3月 修订日期：2012年3月
材料工程基础教学大纲 一、课程教学目标 材料工程基础课程是材料化学专业的一门学科基础课。围绕材料生产过程主要涉及到的工程理论，本课程主要介绍与之相关的基本理论和基础研究方法。通过本课程的学习，要使学生获得工程流体力学、传热与传质基础等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能；掌握材料生产过程中相关的工程理论基本知识，具备一定的工程研究能力。 二、教学内容及基本要求 第一章流体力学基础 （1）了解流体的基本物理属性和流体的输送设备。 （2）理解流体静力学、流体动力学、流体流动及流动阻力的基本概念、特性和工程应用。 第二章两相运动现象 （1）了解两相与多相流的专用术语和基本特性参数。 （2）了解粒子-流体的相互作用、连续相方程、流体-固体两相流的数值模拟。 第三章传热学基础 （1）了解传导传热、对流传热、辐射传热、综合传热等基本概念。 （2）掌握温度梯度、热流量的概念，平壁导热、园筒壁导热的计算，影响对流换热的主要因素及对流换热过程的描述，发射率、角系数的概念，物体之间的辐射传热，强化和削弱传热过程的方法。 第四章质量传递基础 （1）了解传质基本概念、分子扩散传质、传质与化学反应。 （2）掌握对流传质中的浓度边界层与对流传质系数、对流传质准数方程。 第五章物料干燥 （1）了解固体物料的去湿方法、物料的干燥方法、湿空气状态的变化过程、水分在气-固两相间的平衡。 （2）掌握对流干燥、传导干燥、辐射干燥、场干燥技术。
《工程材料》课程教学大纲 课程名称：工程材料课程代码：MEAU2012 英文名称：Engineering Materials 课程性质：大类基础课程（专业基础 学分/学时：2学分/36学时 必修课程） 开课学期：第4学期 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、工业设计等专业 先修课程：材料力学、物理化学、传热学、有机化学 后续课程：无 开课单位：机电工程学院课程负责人：陈长军 大纲执笔人：陈长军大纲审核人：倪俊芳 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：本课程是机械设计及其自动化、过程装备与控制工程、热能与动力工程、理论与应用力学专业的技术基础课程之一。使学生获得有关工程结构和机械零件常用的金属材料和非金属材料的基本理论和性能特点，并使其初步具备合理选择与使用材料、正确制定零件的冷热加工工艺路线的能力。 教学目标：工程材料为工程学基础课。作为工程技术人员，必须具有合理选择、正确使用材料的能力。因此，通过本课程的学习，使学生掌握必要的材料方面的基本理论，具有解决工程实践中关于如何选用材料、确定热处理方法、安排某零件的工艺路线等问题的能力。 本课程的具体教学目标如下： 1）掌握金属材料的成分、组织、性能之间的关系 2）了解强化材料的基本方法 3）初步掌握钢的热处理原理及基本工艺 4）熟悉钢的牌号、性能、用途，正确选用材料的基本原则
教学目标与毕业要求的对应关系： 二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：★；难点内容：?） 1、绪论（1学时） 目标及要求： 1)材料与社会经济发展的关系；工程材料及其分类； 2)课程目的、任务与学习方法；课程内容，了解课程的主要教学内容、学 习方法和主要参考资料。 讨论内容： 讨论材料与社会经济发展的关系 作业内容： 掌握材料的概念及其基本的分类。 2、第一章工程材料的性能（2学时） 1.1静载时材料的力学性能 1.2动载时材料的力学性能 1.3断裂韧性 目标及要求： 1)掌握材料的拉伸强度指标，硬度的表达方法； 2)了解材料的冲击韧度与疲劳强度； 3)了解材料的断裂韧性； 讨论内容：
第一章 第二章 第三章材料的性能及应用意义 变形：材料在外力作用下产生形状与尺寸的变化。 强度：材料在外力作用下对变形与断裂的抵抗能力。（对塑性变形的抗力） 比例极限（σp） 弹性极限（σe） 屈服点或屈服强度（σs、σ0.2） 抗拉强度（σb） 比强度：各种强度指标与材料密度之比。 屈强比：材料屈服强度与抗拉强度之比。 塑性：指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力，即材料断裂前的塑性变形的能力。硬度：反映材料软硬程度的一种性能指标，表示材料表面局部区域内抵抗变形或破裂的能力。韧性：材料强度和塑性的综合表现。 布氏硬度HBW 洛氏硬度HR （优点：操作迅速简便，压痕较小，几乎不损伤工件表面，故而应用最广。）维氏硬度HV 疲劳断裂特点：①断裂时的应力远低于材料静载下的抗拉强度甚至屈服强度；②断裂前无论是韧性材料还是塑性材料均无明显的塑性变形。 疲劳过程的三个基本组成阶段：疲劳萌生、疲劳扩展、最后断裂 第四章材料的结构 键：在固体状态下，原子聚集堆积在一起，其间距足够近，它们之间便产生了相互作用力，即为原子间的结合力或结合键。 根据结合力的强弱，可把结合键分为两大类：强键（包括离子键、共价键、金属键）和弱
键（即分子键）。 共价键晶体和离子键晶体结合最强，金属键晶体次之，分子键晶体最弱。 晶体：原子在三维空间中有规则的周期性重复排列的物质。 各向异性：晶体具有固定熔点且在不同方向上具有不同的性能。 晶格：晶体中原子（或离子、分子）在空间呈规则排列，规则排列的方式就称为晶体结构。结点：将构成晶体的实际质点抽象成纯粹的几何点。 体心立方晶格：晶胞原子数2 面心立方晶格：晶胞原子数4 密排六方晶格：晶胞原子数6 晶体缺陷：原子的排列不可能像理想晶体那样规则完整，而是不可避免地或多或少地存在一些原子偏离规则排列的区域，这就是晶体缺陷。 晶体缺陷按几何特征可分为点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（如晶界、亚晶界）三类。点缺陷：空位、间隙原子、置换原子 线缺陷特征：两个方向的尺寸很小，在另一个方向的尺寸相对很大。 位错：晶体中有一列或若干列原子发生了有规律的错排现象。 实际金属晶体中存在的位错等晶体缺陷，晶体的强度值降低了2-3个数量级。 面缺陷：晶界、亚晶界 第五章材料的凝固与结晶组织 凝固：物质从液态转化为固态的过程。 结晶：物质从液态转化为固态后，固态物质是晶体，这种凝固的过程就是结晶。 过冷：金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象。二者之差称为过冷度（△T），△T=Tm-Tn。 过冷度越大，实际结晶温度越低。 同一种金属，其纯度越高，则过冷度越大；冷却速度越快，则实际结晶温度越低，过冷度越大。
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5. 杠杆定律只适用于两相区。 ( ) 6. 金属晶体中，原子排列最紧密的晶面间的距离最小，结合力大，所以这些晶面间难以发生滑移。 ( ) 7. 共析转变时温度不变，且三相的成分也是确定的。 ( ) 8. 热加工与冷加工的主要区别在于是否对变形金属加热。 ( ) 9. 过共析钢为消除网状渗碳体应进行正火处理。 ( ) 10. 可锻铸铁能够进行锻造。 （ ） 四、简答题（每小题5分,共20分） 1． 在图1中分别画出纯铁的)011(、)111(晶面和]011[、]111[晶向。并指出在室 温下对纯铁进行拉伸试验时，滑移将沿以上的哪个晶面及晶向进行？ 图1 2．为什么钳工锯 T10，T12 等钢料时比锯 10，20 钢费力，锯条容易磨钝？
3．奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是怎样产生的？如何防止？ 4．低碳钢渗碳表面化学热处理的温度范围是多少？温度选择的主要理由是什么？ 五、请用直线将下列材料牌号与典型应用零件及热处理工艺连接起来。（每小题2 分,共10分） 材料牌号应用零件热处理工艺 HT250 弹簧调质+氮化 Cr12MoV 飞机起落架固溶+时效 7A04（LC9）机车曲轴自然时效（退火） 65Mn 冷冲模淬火+中温回火 38CrMoAl 机床床身淬火+低温回火 六、某工厂仓库积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂，不知道钢的化学成分， 现找出其中一根，经金相分析后，发现其组织为珠光体+铁素体，其中铁素体占80% ，回答以下问题：（每小题4分,共12分） ①求该钢的含碳量；
《工程材料学》教学大纲 学分：2总学时：36 理论学时：27实验学时：9 适用专业：农机化、农机化师范 大纲执笔人：许令峰大纲审定人：赵立新 一﹑说明 1．课程的性质﹑地位和任务 材料是现代工业技术的物质基础，正确选择材料，确定合理的加工工艺，使零件既能满足性能要求，又能充分发挥材料的潜力，是一个机械工程人员必须具备的能力。工程材料学是研究常用工程材料的实用性能与化学成分﹑内部显微组织之间的相互关系，找出其内在规律，以便采用合理的热处理工艺方法，来控制其内部组织，提高材料的性能。 2．课程教学的基本要求 理论知识方面：本课程是一门与生产实践联系很密切的课程，在课程学习前，应进行金工实习，以便学生建立有关材料与工艺的感性知识。应安排学生在学完机械制图﹑机械制造基础等有关基础课或专业基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，并避免不必要的重复，课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容，使学生获得常用工程材料的种类﹑成分﹑组织﹑性能和改性方法的基本知识，具备根据零件工作条件合理选择和使用材料，正确制定热处理工艺方法，妥善安排工艺路线的初步能力。由于材料学的不断发展，知识不断更新，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展，备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要发展及发展动向。 实验技能方面：观察材料内部组织结构必须借助于金相显微镜或其他仪器，学生必须首先掌握金相显微镜的构造及使用，并且学会金相显微试样制备。还应掌握不同含碳量的碳钢硬度的测定。 3．课程教学改革 总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关材料学方面的理论知识。除课堂教学外，尚需进行必要的课堂讨论和习题课等，以进一步培养学生分析问题和独立工作的能力 二．教学大纲内容 （一）课堂理论教学 第一章：金属的机械性能（1学时） 拉伸图的分析，弹性和刚度﹑强度﹑塑性﹑硬度﹑疲劳强度﹑冲击韧性和断裂韧性的含义。 思考题：1﹑说明低碳钢拉伸曲线上的几个变形阶段 2﹑根据作用性质，载荷可分为几类？其主要性能指标各有那些？ 3﹑何谓硬度？如何衡量？ 第二章：金属的晶体结构与结晶（2学时） 第一节：纯金属的晶体结构 晶体的基本概念；金属中常见的晶格类型；晶面指数和晶向指数；金属晶体结构的其他参数。 第二节：实际金属的晶体结构 多晶体结构；晶体缺陷：点缺陷﹑线缺陷﹑面缺陷 第三节：金属的结晶 结晶的概念；结晶过程；晶粒大小：晶粒大小对性能的影响；晶粒大小的控制 本章重点﹑难点：1﹑晶格类型