课程名称(中文)：金属材料及热处理
课程名称(英文)：Metauic Materials and thermal treatment
课程编号：050807
课程性质：技术基础课
课程属性：金属材料工程、材料成型与控制
教材名称：金属材料及热处理
实验指导书名称：《金属材料及热处理实验指导》
课程总学时：50
实验总学时：6
开设实验项目数：3
总学分：3
应开实验学期：三年级五/六学期
适用专业：材料成型与控制，金属材料工程, 冶金工程
先修课程：物理化学等
本大纲主撰人：翟克勇 胡裕邦 审核人：华建社 负责人：马幼平
一、课程的目标及基本要求
金属材料及热处理是金属材料工程、材料成型与控制专业的一门重要的必修技术基础课程，它在整个教学过程中占有非常重要的地位，对于学生的知识、能力和综合素质的培养与提高起着至关重要的作用。本课程以课堂教学环节为主，主要研究材料的共性规律，即材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系。主要内容包括材料的微观结构、晶体缺陷、原子及分子的运动、塑性变形和回复、再结晶、凝固与相图等基础知识。本课程着重于基本概论和基础理论，强调科学性，先进性和实用性。
二、课程实验的目的要求
金属学、金属材料及热处理、机械工程材料学、工程材料及机械制造基础等所开设实验属于技术基础实验，具有很强的技术性。其目的主要是使学生了解材料金相分析的基本实验方法和基本研究方法，掌握金相分析的基本实验技术和技能，加深理解并掌握材料科学基础的基本知识和原理，通过实验训练进一步培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新意识、创新精神和创新能力，为学生今后从事冶金、材料成型、金属材料工程、机械设计研究或相关领域的科学研究和技术开发工作打下扎实的基础。
三、适用专业
材料成型与控制，金属材料工程
四、实验方式与基本要求
1．实验不单独设课。实验开始时，由指导教师向学生介绍实验的性质、任务、要求、实验安排和进度、考核内容、实验守则及实验室安全制度等。
2．本课程实验以基础性实验为主，实验的操作训练是本课程的中心环节。学生根据各实验的任务，6~15人1组，1人1套或6~15人一套设备，在规定时间内，独立完成实验或数据处理，并撰写实验报告。实验前, 学生必须认真阅读实验指导书, 了解实验的目的和原理, 然后用什么实验方法, 使用什么仪器, 控制什么条件，需要注意什么问题。指导教师需对学生的预习情况进行检查，合格后，学生才能开始做实验。实验过程中, 要求学生勤于动手, 敏锐观察, 细心操作, 开动脑筋, 分析钻研问题, 准确记录原始数据。
3．由于设计性、综合性实验持续的时间较长，实验内容较多并具有一定的复杂性和综合度，因此以小组为单位进行。各小组独立开展工作，但在小组内，学生既有分工，又有合作。学生接题后，即根据所掌握的资料、文献，设计实验方案，经与指导教师讨论后，即可着手开始实验设计。对于课堂中无法完成的设计性、综合性实验，学生可根据自己的时间提前与相关实验室联系，在指定的时间内完成。
4．指导教师要认真上好每一次实验课，实验前教师要亲自检查仪器设备情况，清点学生人数；实验过程中，要向学生提问，引导学生深入思考与实验现象有关的一些问题，着力培养学生观察实验、综合考虑问题的能力，使学生学会分析和研究问题的方法。
五、主要仪器设备
金相显微镜、体视显微镜、干涉显微镜、显微硬度计、制样机、热处理炉、HB硬度计、HV硬度计、HR硬度计、万能试验机、X射线衍射仪、晶体仪、计算机等。
六、考核与实验报告
实验报告按优、良、及格和不及格予以评定，作为课程平时成绩的参考。
七、实验项目设置与内容
实验项目一：
（1）实验名称：钢的热处理工艺及硬度实验
（2）实验性质：综合性
（3）实验类别：本科技术基础实验
（4）实验学时：2
（5）每组人数：6-10
（6）开出要求：必做
（7）实验内容：由学生抽取钢种（45钢或T10钢）试样，根据所抽取钢种试样设计热处理工艺，选取设备等。①了解热处理设备、仪表的性能和操作规程，安全事项；②用φ10×10的45钢或T10钢试样，分组分别在不同温度加热淬火（保留一个空冷试样），然后将淬火试样分在200℃、400℃、600℃回火0.5 小时（保留1个不回火试样）；③将退火、正火、淬火、回火后的试样表面用砂轮磨光，了解硬度计的操作要领后，分别在洛氏硬度计上测量硬度值；④整理实验结果，绘制各钢种回火温度与硬度的关系曲线。比较不同含碳量和不同热处理工艺对钢的性能的影响，并分析正确工艺与不正确工艺的性能差别。
（8）实验目的：①学生能够自行制定碳钢的基本热处理（退火、正火、淬火、回火）工艺方法，掌握不同淬火、回火工艺对钢的性能的影响；②学会硬度测定的基本原理及应用范围，并掌握布氏、洛氏硬度试验机的主要结构和操作方法。
（9）主要仪器设备及套数：切割机、砂轮机、抛光机、硬度计、电阻炉
实验项目二：
（1）实验名称：合金钢及碳钢热处理后的显微组织分析
（2）实验性质：验证性
（3）实验类别：本科技术基础实验
（4）实验学时：2
（5）每组人数：15
（6）开出要求：必做
（7）实验内容：①通过金相显微镜观察碳钢经不同热处理后（如表面处理等）的显微组织特点；②画出几种典型的显微组织图；③按照Fe-FeC相图及TTT，CCT曲线，分析碳钢热处理组织的形成原因及各种组织的性能特点。
（8）实验目的：观察和研究碳钢经不同热处理后的显微组织特点，了解热处理工艺对钢的组织和性能的影响。
（9）主要仪器设备及套数：气体渗碳炉、电阻炉、切割机、砂轮机、抛光机、显微镜等。
实验项目三：
（1）实验名称：铸铁、有色金属的显微组织观察
（2）实验性质：验证性
（3）实验类别：本科技术基础实验
（4）实验学时：2
（5）每组人数：15
（6）开出要求：必做
（7）实验内容：①在显微镜下观察给定合金试样的显微组织特征；②画出规定的试样显微组织图；③分析有关材料的显微组织与性能的关系。根据所学知识系统分析不同组织特征铸铁的形成条件，以及组织特征对性能的影响，并试述其在生产中的应用。
（8）实验目的：观察和研究各种合金材料在不同状态下的组织特征，了解其成份、结构、组织与性能的关系。
（9）主要仪器设备及套数：切割机、砂轮机，抛光机各1套，显微镜30套
