《热处理工程基础》教学大纲

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《热处理工程基础》教学大纲

课程编号:C050140501

课程名称:热处理工程基础

课程类型:专业方向课

英文名称:FundamentalofHeatTreatment

适用专业:金属材料工程

总学时:60

学分:4

一、课程的性质、目的和任务

《热处理工程基础》是金属材料专业的一门重要专业课,是一门理论性和

实践性都很强的课程。

目的:使学生通过学习,了解各种热处理技术,热处理设备,掌握一般热

处理工艺,具有制定常用材料热处理工艺的能力。

任务:主要讲授钢的加热和冷却时的转变的理论,珠光体转变、马氏体转

变、贝氏体转变;钢的退火、正火、淬火、回火工艺;钢的过冷奥氏体转变图;

淬火应力与淬火缺陷;表面淬火;钢的化学热处理基础;钢的渗碳、渗氮、碳

氮共渗等化学热处理工艺;铸铁热处理原理及工艺;热处理设备等。

二、课程教学的基本要求

1.课程教学的基本要求

(1)要使学生了解各种热处理的特点及应用范围,了解常见的热处理设

备;

(2)要使学生理解零件的热处理工艺后的组织和性能;

(3)使学生掌握常见机械零件的热处理工艺的制定,热处理设备的使用。

2.能力培养要求

学生能够了解各种热处理技术,热处理设备,掌握一般热处理工艺,具有

制定常用材料热处理工艺的能力。

三、课程教学内容

0.概述

1.金属固态相变基础

内容:

1.1金属固态相变的主要类型

1.2金属固态相变的基本特性

1.3固态相变中的形核

1.4固态相变中新相的长大

1.5综合转变动力学-奥氏体等温转变图

1.6组织粗化

重点:

(1)金属固态相变的主要类型

(2)奥氏体的等温转变

难点:金属固态相变的形核与长大机理

要求:通过本章节的讲授,使学生了解金属固态相变的类型及一般特征,

掌握金属固态相变的规律。

2.钢中奥氏体的形成内容:

2.1奥氏体的结构、组织与性能

2.2奥氏体形成的热力学条件

2.3奥氏体的形成机制

2.4奥氏体等温形成动力学

2.5连续加热时奥氏体的形成

2.6奥氏体晶粒长大及其控制

2.7非平衡组织加热时奥氏体的形成

重点:

(1)钢的加热转变过程

(2)奥氏体的晶粒长大及其控制

难点:

(1)非平衡态钢的加热转变

(2)连续加热时奥氏体的形成

要求:通过本章节的讲授,使学生能够掌握钢中奥氏体的形成过程,了解

奥氏体转变的热力学和动力学特点。

3.珠光体转变

内容:

3.1珠光体的组织形态及晶体学

3.2珠光体转变机制

3.3先共析转变和伪共析转变

3.4珠光体转变动力学

3.5珠光体的力学性能

3.6钢中碳化物的相间沉淀

重点:

(1)片状珠光体的形成机制

(2)先(伪)共析钢的珠光体转变

(3)珠光体的力学性能

难点:

(1)珠光体组织的力学性能

(2)珠光体转变机制

要求:通过本章节的讲授,使学生了解珠光体的组织形貌,理解珠光体的

转变过程,掌握珠光体的组织对力学性能的影响。

4.马氏体转变

内容:

4.1马氏体转变的主要特征

4.2钢中马氏体转变的晶体学

4.3马氏体的组织形态及影响因素

4.4马氏体转变的热力学

4.5马氏体转变动力学

4.6马氏体的性能

重点:

(1)马氏体的形貌(2)马氏体的性能

难点:

(1)马氏体的相变机制

(2)马氏体的形状记忆效应

要求:通过本章节的讲授,使学生了解马氏体转变的基本特征、马氏体的

组织形貌及马氏体转变的晶体学,掌握马氏体组织的力学性能。

5.贝氏体转变

内容:

5.1贝氏体转变特征

5.2贝氏体组织形态

5.3贝氏体的形成条件

5.4贝氏体的转变机制

5.5贝氏体转变产物的力学性能

5.6贝氏体组织的应用

重点:

(1)贝氏体转变机制

(2)贝氏体形貌

(3)贝氏体的力学性能

难点:

(1)贝氏体的分类

(2)贝氏体的转变机制

要求:通过本章节的讲授,使学生了解贝氏体的基本特征,理解贝氏体转

变机制,掌握贝氏体组织的力学性能。

6.钢的过冷奥氏体转变图

内容:

6.1过冷奥氏体等温转变动图

6.2过冷奥氏体连续冷却转变图

6.3过冷奥氏体转变图的应用

重点:

(1)过冷奥氏体的等温转变图

(2)过冷奥氏体的连续冷却转变图

难点:过冷奥氏体的等温及连续冷却转变图的生成过程。

要求:通过本章节的讲授,使学生了解过冷奥氏体的等温及连续冷却转变

动力学图,理解动力学图的生成过程,掌握动力学在热处理工艺制定中的作用。

7.过饱和固溶体的脱溶分解

内容:

7.1铝合金在时效过程中组织和性能的变化

7.2钢的回火转变

7.3调幅分解

重点:

(1)钢回火时的组织转变

(2)钢回火后的力学性能变化难点:调幅分解

要求:通过本章节的讲授,使学生理解过饱和固溶体分解过程中的组织转

变,掌握不同分解状态下的组织形貌及力学性能。

8.钢的退火和正火

内容:

8.1钢的退火

8.2钢的正火

8.3退火与正火后钢的组织性能及工艺选用

重点:退火和正火的基本含义、工艺特点及原理。

难点:退火、正火工艺的正确选择应用。

要求:理解退火和正火的基本含义、工艺特点及原理,掌握退火、正火工

艺的正确选择应用。

9.钢的淬火及回火

内容:

9.1钢的淬火与分类

9.2钢的淬透性

9.3淬火介质

9.4淬火工艺

9.5回火工艺

9.6钢的表面淬火

9.7淬火缺陷与防止

9.8淬火工艺的新发展

重点:淬火的基本含义、工艺特点及原理,淬透性的含义及试验结果分析,

淬火缺陷及防止

难点:淬火回火工艺的应用。

要求:理解淬火的基本含义、工艺特点及原理,掌握淬火、回火工艺的正

确选择应用。

10.钢的化学热处理

内容:

10.1化学热处理的分类与基本过程

10.2钢的渗碳

10.3钢的渗氮

10.4钢的碳氮共渗与软氮化

10.5其它化学热处理

重点:钢的渗碳、渗氮的工艺原理。

难点:钢的渗碳、渗氮的工艺原理及应用。

要求:理解化学热处理的基本含义、工艺特点及原理,了解化学热处理的

基本工艺方法。

四、课内实践教学要求

课内实践教学名称学

时内容及要求实

质实

式实

型每

数其

1.碳钢热处理后

的显微组织观察与

分析4观察和分析碳钢经不同热处理后显微

组织特征必

修实

验演

示1

0课

2.热处理综合实

验4根据金相组织判断材料的基本性能必

修实

验验

证1

0课

3.碳钢的普通热处

理4改变热处理工艺(温度和时间及冷却

速度),观察金相组织的变化必

修实

验验

证1

0课

合计12

五、学时分配

主要内容讲课学时习题课

时讨论课

时实验课

时上机课

时作业

0.绪论2

1.金属固态相变基础4

2.钢中奥氏体的形成44

3.珠光体转变4

4.马氏体转变6

5.贝氏体转变6

6.钢的过冷奥氏体转变

图44

7.过饱和固溶体的脱溶

分解4

8.钢的退火与正火4

9.钢的淬火与回火64

10.钢的化学热处理4

小计4812

合计60

六、本课程与其他相关课程的联系

根据本课程的内容,学生在学习本课程之前应具备以下课程基础:物理化

学冶金传输原理材料科学基础材料成型技术基础

七、考核评价方式

本课程为考查课,其中:

⑴平时考核:10%

⑵实践考核:10%

⑶期末考核:闭卷考试80%

八、建议教材和教学参考书

[1].陆兴主编《热处理工程基础》机械工业出版社2008.3

[2].夏立芳主编,《金属热处理工艺学》,哈尔滨工业大学出版社,2008.7

[3].刘云旭主编,《金属热处理原理》机械工业出版社1981年

[4].刘永栓主编,《钢热处理》冶金工业出版社1987年[5].安运铮主编,《热处理工艺学》机械工业出版社1982年

[6].曾祥模主编,《热处理炉》,西北工大出版社,1996

[7].吴克英主编,《现代热处理炉》机械工业出版社1997

[8].刘孝曾主编,《热处理设备及设计》机械工业出版社1989