沈陽化工大學

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

    一、課程性質(zhì)與任務(wù)

    《材料科學基礎(chǔ)》是金屬材料工程專業(yè)學生學習的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課課，其目的是使學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)課的學習奠定基礎(chǔ)。其內(nèi)容主要包括三個方面。第一方面由晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷和擴散等組成，這是金屬學的基本概念，也是進一步學習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分析、轉(zhuǎn)變機制和組織形態(tài)等；第三方面內(nèi)容是金屬及合金的塑性變形和回復、再結(jié)晶，主要介紹金屬及合金的強度和塑性理論。通過對本課程的學習，使學生系統(tǒng)掌握《材料科學基礎(chǔ)》基本理論和基礎(chǔ)知識，運用所學知識分析問題、解決問題，提高學生綜合能力與素質(zhì)，并為后繼有關(guān)專業(yè)課程的學習打好基礎(chǔ)，使學生在相關(guān)基礎(chǔ)理論方面具備閱讀專業(yè)文獻及進一步提高自學的能力。

    二、課程目標與要求

    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學習金屬材料工程專業(yè)基礎(chǔ)知識，掌握解決工程中復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，了解影響設(shè)計目標和技術(shù)方案的各種因素。

    2.本課程擬達到的特定教學目標

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

    （對應(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)律及對金屬組織與性能的影響。（對應(yīng)畢業(yè)要求3.1）

    三、教學內(nèi)容、教學方法、教學要求與學時分配

    教學內(nèi)容、教學方法、教學要求與學時分配表

    序號

    教學內(nèi)容

    教學要求

    學時

    教學方式對應(yīng)特定教學

    目標

    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、要求及學習方法；

    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晶體學基礎(chǔ)

    1.晶體結(jié)構(gòu)語空間點陣

    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點缺陷

    點缺陷的類型、平衡濃度及其運動

    §2線缺陷

    刃型位錯及螺型位錯柏氏矢量位錯密度應(yīng)力場應(yīng)變能線張力位錯反應(yīng)

    §3面缺陷

    晶體表面、晶界、亞晶界、

    孿晶界、相界、堆垛層錯

    1.熟悉金屬及其合金的晶體缺陷類型；

    2.掌握晶體缺陷對材料性能的影響。

    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

    條件；6講授

    課堂2

    序號

    教學內(nèi)容

    教學要求

    學時

    教學方式對應(yīng)特定教學

    目標

    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)

    熱力學條件結(jié)構(gòu)條件3．熟悉細化晶粒的主要途3

    §3晶核的形成

    均勻形核非均勻形核徑。

    §4晶體的長大

    長大條件長大機制長大形

    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．掌握三元勻晶相圖；課堂

    7理2．掌握固態(tài)互不相溶的三6討論3

    §2三元勻晶相圖

    §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滑移的位錯機制

    §3多晶體的塑性變形

    §4塑性變形對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與本質(zhì)；

    2.熟悉塑性變形對金屬組織和性能的影響

    6

    講授

    4

    九、回復與再結(jié)晶

    §1退火中的變化

    1.掌握回復、再結(jié)晶及再講授

    課堂

    9§2回復

    §3再結(jié)晶結(jié)晶后的晶粒長大過程；

    2.熟悉金屬的熱加工4討論作業(yè)4

    §4再結(jié)晶晶粒的長大5

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

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

    考核階段評價環(huán)節(jié)評估特定課

    程教學目標評估畢業(yè)要求

    平時成績作業(yè)1+課堂討論（20分）11.3

    考核階段

    評價環(huán)節(jié)

    評估特定課

    程教學目標

    評估畢業(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，《材料科學基礎(chǔ)教程》（第二版），哈爾濱工業(yè)大學出版社，2016年。

    （2）主要參考書

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

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

    [3]胡賡祥主編，《金屬學》，上海科學技術(shù)出版社，2001年。附《課程教學目標-畢業(yè)要求關(guān)系表》

    執(zhí)筆人：劉強

    審核人：郭樹國副院長：王立強2015年5月

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