《材料科学基础I》是材料科学与工程专业的一门主要技术基础课。本课程任务是通过各种教学环节,使学生掌握材料科学的基础理论和基本实验技能。主要包括:材料的结构、晶体缺陷、材料的结晶、相图、材料的变形与断裂、回复与再结晶、扩散等。通过学习,提高学生分析问题和解决问题的能力,为以后学习材料专业的后续知识,从事材料科学研究等打下坚实的基础。

 

    高万夫,男,1956年1月26日生,工学硕士,副教授。1982年2月毕业于大连理工大学金属材料专业,获工学学士学位。1986年9月进入大连理工大学金属材料专业攻读硕士研究生,1989年1月获工学硕士学位。
1982年2月至今,一直在高等院校从事教学和科研工作。由于教学质量高,多次受到学校奖励。目前,他是中国石油大学(北京)品牌课教师之一,也是首批“十佳”教师之一。

 

参考学分:4.5        参考学时: 72      参考实验学时: 8

一、课程基本要求:


学完本课程后,应达到以下基本要求:


1. 熟悉材料科学研究的任务及内容 ;
2. 掌握材料的结构、晶体缺陷及其对性能的影响;
3. 掌握材料的结晶及控制晶粒大小的方法;
4. 掌握相图分析方法,熟悉材料的组织、成分对性能的影响;
5. 理解固体材料的塑性变形和再结晶过程中组织、性能的变化规律;
6. 认识强化、韧化材料的基本方法和途径。
本课程是材料科学与工程专业的一门技术基础课,应注重讲授基础理论和基础知识。

二、课程内容及学时分配


第一章 材料的结构(16学时)
材料的键合特点,共价键、离子键、金属键;晶体的特点,布拉菲点阵;典型的金属晶体结构、配位数、致密度、晶格间隙;晶面和晶向指数;共价晶体、离子晶体的结构;

第二章:晶体缺陷(6学时)
点缺陷,空位、间隙原子、置换原子;线缺陷,位错的类型、柏氏矢量、位错的滑移与攀移、实际晶体中的位错。

第三章:材料的结晶(6学时)
结晶现象与结晶条件;均匀形核与非均匀形核;晶粒大小的控制;金属铸锭的组织。

第四章:二元合金的相结构与相图(16学时)
合金的相结构:固溶体与化合物;相律和杠杆定律;
匀晶相图、共晶相图、包晶相图。其它类型的二元合金相图;根据相图判断合金的性能;
铁碳合金中的基本相和组织,Fe—Fe3C相图分析,典型合金的结晶过程分析,含碳量对铁碳合金的平衡组织和性能的影响。

第五章:固体材料的塑性变形与断裂(8学时)
材料的应力—应变曲线及性能指标;
塑性变形的实质,塑性变形的主要方式,位错滑移与增殖机理;
塑性变形对材料组织和性能的影响,多晶体的塑性变形与合金的塑性变形;
材料的断裂分类、断裂韧性。
第六章: 回复与再结晶(6学时)
变形材料回复、再结晶的过程及组织和性能的变化规律;再结晶温度及影响因素;
再结晶晶粒大小及控制;材料的热加工与冷加工。

第七章:扩散(4学时)
扩散本质与机理,扩散条件与分类;扩散定律及应用,影响扩散的因素。

三、 实验(8学时)


基本内容:金相试样制备与显微镜的使用:典型二元的显微组织分析:碳钢及白口铁的显微组织分析:冷塑性变形及再结晶退火对金属组织与性能的影响。
基本要求:注重实验现象观察、分析;注重动手能力的培养;养成严谨的科学作风。

 

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推荐教材:《材料科学基础教程》,赵品主编,哈尔滨工业大学出版社,2002年。

 

1、《材料科学基础》刘智恩主编 ---西北工业大学出版社
2、《材料科学基础》石德珂主编 ---机械工业出版社

 

主要以期末考试为主,期末考试成绩占90%,平时出勤、作业、实验等占10%。

 

 

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