沈陽(yáng)化工大學(xué)

    2021年碩士研究Th入學(xué)考試初試自命題科目考試大綱科目代碼：807科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

    一、課程性質(zhì)與任務(wù)

    《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是金屬材料工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課課，其目的是使學(xué)生掌握金屬及合金的成分、組織、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及其變化規(guī)律，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。其內(nèi)容主要包括三個(gè)方面。第一方面由晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷和擴(kuò)散等組成，這是金屬學(xué)的基本概念，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)其它各章的必要基礎(chǔ)；第二方面內(nèi)容涉及金屬及合金的凝固、相圖和鐵碳合金，著重闡述相變的熱力學(xué)分析、轉(zhuǎn)變機(jī)制和組織形態(tài)等；第三方面內(nèi)容是金屬及合金的塑性變形和回復(fù)、再結(jié)晶，主要介紹金屬及合金的強(qiáng)度和塑性理論。通過對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握《材料科學(xué)基礎(chǔ)》基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題，提高學(xué)生綜合能力與素質(zhì)，并為后繼有關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，使學(xué)生在相關(guān)基礎(chǔ)理論方面具備閱讀專業(yè)文獻(xiàn)及進(jìn)一步提高自學(xué)的能力。

    二、課程目標(biāo)與要求

    1.本課程支撐的畢業(yè)要求

    本課程主要支撐的畢業(yè)要求為：

    （1）畢業(yè)要求1.3學(xué)習(xí)金屬材料工程專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握解決工程中復(fù)雜金屬材料問題的基本思路和方法。

    （2）畢業(yè)要求3.1掌握金屬材料的成分、組織、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝與性能之間關(guān)系的相關(guān)知識(shí)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。

    2.本課程擬達(dá)到的特定教學(xué)目標(biāo)

    （1）掌握常用金屬的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷及其對(duì)材料性能的影響的基本知識(shí)；

    （對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1.3）

    （2）掌握金屬結(jié)晶的基本過程和規(guī)律。熟悉通過結(jié)晶過程獲得細(xì)晶粒金屬的主要途徑，并能應(yīng)用結(jié)晶過程基本理論說明鑄錠組織的形成過程及改變鑄錠組織的思路和方法；（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求1.3）

    （3）掌握組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念；掌握勻晶、共晶、包晶二元及三元相圖，熟知相圖與性能的關(guān)系；（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3.1）

    （4）掌握金屬塑性變形及在加熱過程中微觀組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律及對(duì)金屬組織與性能的影響。（對(duì)應(yīng)畢業(yè)要求3.1）

    三、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)要求與學(xué)時(shí)分配

    教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)要求與學(xué)時(shí)分配表

    序號(hào)

    教學(xué)內(nèi)容

    教學(xué)要求

    學(xué)時(shí)

    教學(xué)方式對(duì)應(yīng)特定教學(xué)

    目標(biāo)

    1一、緒論

    1.金屬材料的一般特性

    2.影響金屬材料性能的基本因素

    3.研究對(duì)象、方法和目的以

    及金屬組織結(jié)構(gòu)的基本輪廓1.熟悉本課程的內(nèi)容、要求及學(xué)習(xí)方法；

    2.了解金屬材料成分、組織、結(jié)構(gòu)和性能的基本輪廓。

    2

    講授

    1、2、3、

    4

    2二、金屬及合金的晶體結(jié)構(gòu)

    §1金屬概述

    1.金屬與非金屬

    2.金屬鍵與結(jié)合能

    3.金屬的晶體性

    §2晶體學(xué)基礎(chǔ)

    1.晶體結(jié)構(gòu)語(yǔ)空間點(diǎn)陣

    2.晶系

    3.晶向指數(shù)與晶面指數(shù)

    §3典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)

    §4合金的相結(jié)構(gòu)

    1.掌握常用金屬的晶體結(jié)構(gòu)；

    2.掌握晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)定；

    3.了解固溶體與金屬間化合物。

    8

    講授課堂討論作業(yè)1

    1

    3三、晶體缺陷

    §1點(diǎn)缺陷

    點(diǎn)缺陷的類型、平衡濃度及其運(yùn)動(dòng)

    §2線缺陷

    刃型位錯(cuò)及螺型位錯(cuò)柏氏矢量位錯(cuò)密度應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變能線張力位錯(cuò)反應(yīng)

    §3面缺陷

    晶體表面、晶界、亞晶界、

    孿晶界、相界、堆垛層錯(cuò)

    1.熟悉金屬及其合金的晶體缺陷類型；

    2.掌握晶體缺陷對(duì)材料性能的影響。

    6

    講授課堂討論作業(yè)2

    1

    4四、金屬的結(jié)晶

    §1金屬結(jié)晶的基本規(guī)律1.掌握金屬結(jié)晶的熱力學(xué)

    條件；6講授

    課堂2

    序號(hào)

    教學(xué)內(nèi)容

    教學(xué)要求

    學(xué)時(shí)

    教學(xué)方式對(duì)應(yīng)特定教學(xué)

    目標(biāo)

    冷卻曲線結(jié)晶溫度過冷度2.了解金屬結(jié)晶的基本規(guī)討論

    §2金屬結(jié)晶的基本條件律；作業(yè)

    熱力學(xué)條件結(jié)構(gòu)條件3．熟悉細(xì)化晶粒的主要途3

    §3晶核的形成

    均勻形核非均勻形核徑。

    §4晶體的長(zhǎng)大

    長(zhǎng)大條件長(zhǎng)大機(jī)制長(zhǎng)大形

    態(tài)

    五、二元合金的結(jié)晶及相圖1．熟悉相平衡圖的基本概念、相律，杠桿應(yīng)律；2．掌握二元相圖的基本類型；

    3．掌握杠桿定律的應(yīng)用及相圖與性能的關(guān)系。

    §1相圖講授

    5§2勻晶相圖及固溶體的結(jié)

    晶6

    課堂3

    §3共晶相圖及合金的結(jié)晶討論

    §4包晶相圖及合金的結(jié)晶

    6六、鐵碳合金

    §1組元及相

    §2Fe-Fe3C相圖

    §3平衡結(jié)晶及組織1.熟悉典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織；

    2.掌握鐵碳相圖中包晶、共析轉(zhuǎn)變；

    3.熟悉杠桿定律及應(yīng)用。

    4講授

    課堂討論

    3

    §2Fe-Fe3C相圖

    七、三元合金相圖講授

    §1三元合金相圖的幾何原1．掌握三元?jiǎng)蚓鄨D；課堂

    7理2．掌握固態(tài)互不相溶的三6討論3

    §2三元?jiǎng)蚓鄨D

    §3三元共晶相圖元共晶相圖。作業(yè)4

    8八、金屬的塑性變形

    §1單晶的塑性變形

    §2滑移的位錯(cuò)機(jī)制

    §3多晶體的塑性變形

    §4塑性變形對(duì)合金組織和性能的影響1.掌握單晶體及多晶體的塑性變形的主要特點(diǎn)與本質(zhì)；

    2.熟悉塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響

    6

    講授

    4

    九、回復(fù)與再結(jié)晶

    §1退火中的變化

    1.掌握回復(fù)、再結(jié)晶及再講授

    課堂

    9§2回復(fù)

    §3再結(jié)晶結(jié)晶后的晶粒長(zhǎng)大過程；

    2.熟悉金屬的熱加工4討論作業(yè)4

    §4再結(jié)晶晶粒的長(zhǎng)大5

    四、課程考核內(nèi)容及方式（體現(xiàn)對(duì)畢業(yè)要求的支撐）

    課程最后成績(jī)=10平時(shí)成績(jī)（課堂討論或提問+作業(yè)）+90考試成績(jī)

    考核階段評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)評(píng)估特定課

    程教學(xué)目標(biāo)評(píng)估畢業(yè)要求

    平時(shí)成績(jī)作業(yè)1+課堂討論（20分）11.3

    考核階段

    評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)

    評(píng)估特定課

    程教學(xué)目標(biāo)

    評(píng)估畢業(yè)要求

    （100分）作業(yè)2+課堂討論（20分）11.3

    作業(yè)3+課堂討論（20分）21.3

    作業(yè)4+課堂討論（20分）33.1

    作業(yè)5+課堂討論（20分）43.1

    期末考試（100分）試題1、試題2、試題3、試題4、試題5、試題6、試

    題7

    1、2、3、4

    1.2、3.1

    五、教材和參考書

    （1）使用教材

    [1]趙品主編，《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》（第二版），哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2016年。

    （2）主要參考書

    [1]潘金生主編，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，清華大學(xué)出版社，2011年。

    [2]徐恒鈞主編，《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，北京工業(yè)大學(xué)出版社，2002年。

    [3]胡賡祥主編，《金屬學(xué)》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001年。附《課程教學(xué)目標(biāo)-畢業(yè)要求關(guān)系表》

    執(zhí)筆人：劉強(qiáng)

    審核人：郭樹國(guó)副院長(zhǎng)：王立強(qiáng)2015年5月

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