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绪章绪论
本节主要介绍课程的教学目标、学习要求以及材料的分类。
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●0.1教学目标、学习要求、材料的分类
本章主要学习工程材料的分类,学习工程材料在使用过程中衡量材料力学性能的指标,简单介绍材料的物理性能、化学性能以及工艺性能。
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第一章工程材料的分类与性能
本章主要学习工程材料的分类,学习工程材料在使用过程中衡量材料力学性能的指标,简单介绍材料的物理性能、化学性能以及工艺性能。
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●1.1材料的力学性能指标——强度、塑性
本节主要学习力学性能指标中的强度和塑性指标,掌握材料在拉伸过程中的转折点所对应的强度指标,学会计算材料的强度和塑性。
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●1.2材料的力学性能指标——硬度
本节主要学习力学性能指标中的硬度指标,掌握硬度测量的方法,硬度表示方法。
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第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图
本章主要学金属与合金,简单介绍典型的晶体结构,实际晶体结构中存在的晶体缺陷;掌握纯金属的结晶过程是形核和长大,并在恒温下结晶的过程;介绍了相结构,建立并认识了二元相图,铁碳合金及其相图,并采用杠杆定律计算不同温度下不同相或组织的相对百分含量,分析了典型合金结晶过程中相和组织的变化情况。
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●2.1常见晶体结构
本节主要学习常见的晶体结构。
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●2.2晶体缺陷
本节主要学习点缺陷、线缺陷和面缺陷三类晶体缺陷,并介绍了由于晶体缺陷而造成的材料的性能的变化。
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●2.3晶面指数与晶向指数
本节主要学习晶面指数和晶向指数的确定方法。
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●2.4金属的结晶
本节主要学习纯金属、合金结晶过程,无论是纯金属或者是合金其结晶过程都是形核和长大两个基本过程。
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●2.5合金的相结构
本节主要学习合金相,固溶体和金属化合物,及其性能特点。
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●2.6相图
本节学习通过实验方法如何获得相图,并认识了相图。
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●2.7铁碳合金的相
本节学习铁碳合金的相,铁碳合金主要有3种相,分别学习了奥氏体,铁素体和渗碳体的特点。
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●2.8铁碳合金相图
本节认识并学习铁碳合金相图,重点学习了相图中特征点、特征线所表达的含义。
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●2.9杠杆定律
本节重点学习杠杆定律的推导过程。
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●2.10典型合金的结晶过程
本节主要分析典型合金结晶过程中相和组织的变化情况。
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第三章钢的热处理
本章主要学习钢的热处理,首先热处理的重要性;其次热处理过程中钢中组织和相是如何变化的,最后学习了传统的热处理工艺“四把火”,分别学习了“四把火”的加热温度、保温时间和冷却方式;最后还学习了表面热处理工艺,表面淬火和化学热处理。
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●3.1钢在加热时的转变
本节主要学习钢在加热过程中的转变——奥氏体化过程。
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●3.2C曲线建立
本节主要学习在等温转变过程中,通过实验方法如何获得C曲线,并认识了C曲线及其不同线条表达的含义。
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●3.3过冷奥氏体的等温转变
本节主要学习在等温转变过程中,随着转变温度的不同主要有三类转变过程:高温扩散型,中温过渡型和低温非扩散型。
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●3.4过冷奥氏体的连续转变(CCT曲线建立)
本节主要学习过冷奥氏体的连续冷却过程曲线(CCT曲线),认识了CCT曲线,并对C曲线和CCT曲线进行了对比分析,在CCT曲线中多了一条中止线,当过冷奥氏体冷却过程与该线相交,必定有剩余的过冷奥氏体,在条件满足时会发生其余类型的转变。
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●3.5钢的普通热处理
本节主要学习“四把火”中的退火和正火,分别介绍了几种不同的退火工艺,明确其目的和获得的性能。
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●3.6表面淬火
本节学习表面淬火,其目的是获得“表硬内韧”的性能特点,介绍了表面淬火的预处理工艺和加热方法。
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●3.7化学热处理
本节学习化学热处理,重点学习了渗碳和渗氮(氮化)工艺,都是提高表面硬度的工艺,但这种方法与表面淬火工艺却有着本质的区别。
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第四章工业用钢
工业用钢是主要的金属材料,占据工程材料的主导地位。不同的钢材具有不同的使用性能和工艺性能。因此,通过了解工业用钢,可以为正确选用各类钢材,制订合理的加工工艺打下基础。
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●4.1合金钢牌号
生产上使用的钢材品种很多,性能也千差万别,为了便于生产、使用和研究,就需要对钢进行分类和编号,本节主要介绍钢的分类及牌号。
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●4.2钢中常存杂质元素对钢性能的影响
钢在冶炼过程中,由于受所用原料以及冶炼工艺方法等因素影响,不可避免地存在一些并非有意加入或保留的元素,如硅、锰、硫、磷、非金属夹杂物以及某些气体,如氮、氢、氧等,一般将它们作为杂质看待,本节主要介绍这些杂质元素的存在将对钢的质量和性能产生的影响。
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●4.3合金元素在钢中的作用
在碳素钢中加入合金元素后可以改善钢的使用性能和工艺性能,使合金钢得到许多碳钢所不具备的优良的或特殊的性质。本节主要介绍合金元素与铁、碳以及合金元素之间的相互作用,以及合金元素对Fe-Fe3C相图及钢热处理工艺的影响。
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●4.4高速钢
本节主要介绍高速钢的性能及成分特点,以及高速钢的加工与热处理。
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第五章铸铁
铸铁是碳的质量分数大于2.1%的一系列由铁、碳、硅等元素组成的合金的总称。有时还加人其他合金元素,以获得特种性能的铸铁。
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●5.1铸铁的分类
本节主要介绍铸铁的分类,要求掌握铸铁中石墨的形态。
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●5.2铸铁的石墨化
本节主要介绍铁碳合金双重相图、铸铁的石墨化过程及影响石墨化的因素。
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第六章有色金属及硬质合金
钢铁材料以外的金属材料通常称为非铁金属材料,也称为有色金属。与钢铁材料相比,非铁金属材料具有许多钢铁材料所没有的特殊的物理,化学和力学性能,因而成为现代工业尤其是许多高科技产业中不可缺少的材料。
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●6.1铝合金的分类及热处理
本节主要介绍铝合金的分类及热处理。
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第七章铸造
铸造是金属材料液态成形的一种重要方法。铸造方法很多,按照铸型特点可分为砂型铸造和特种铸造两大类。由于铸造有着许多优点,因而在国民经济建设中占有极其重要的地位。
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●7.1什么是铸造
本节为铸造成形理论基础,主要介绍铸造的概念及特点、液态合金的流动性与充型能力、铸造合金的收缩。
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●7.2缩孔缩松及其解决办法
本节主要介绍缩孔缩松的形成过程、形成位置及防止铸件产生缩孔和缩松的方法。
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●7.3造型方法
本节主要介绍砂型铸造过程中常用的造型方法,主要介绍整模造型、分模造型、挖砂造型、假箱造型、活块造型、刮板造型、地坑造型、三箱造型等。
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●7.4浇注位置及分型面的确定原则、浇注系统、冒口
浇注位置是指浇注时铸件在铸型中所处的位置。浇注位置不同,铸件质量不同。分型面是铸型砂箱间的结合面。分型面位置合理与否不仅影响到铸件质量,还影响到能否简化铸造工艺。本节主要介绍浇注位置的选择原则、分型面的选择原则。
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●7.5特种铸造——熔模铸造、金属型铸造熔模
本节主要介绍特种铸造中熔模(失蜡)铸造及金属型铸造的特点及应用。
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●7.6特种铸造——压力铸造、低压铸造
本节主要介绍特种铸造中压力铸造及低压铸造的特点及应用。
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●7.7特种铸造——离心铸造、连续铸造
本节主要介绍特种铸造中离心铸造及连续铸造的特点及应用。
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第八章金属压力加工成形
金属压力加工是利用金属在外力作用下所产生的塑性变形,来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的一种生产方法。通过本章的学习主要掌握其原理、方式及在生产、生活中应用。
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●8.1金属压力加工成形
本节主要介绍压力加工的实质、分类及应用。金属塑性变形的机理,包括单晶及多晶的塑性变形原理。金属塑性变形后对材料内部组织结构的影响及性能的影响。金属塑性变形后,对材料进行性能改善的两种途径,即回复和再结晶。不同金属发生热变形或冷变形的概念及区分。
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●8.2自由锻的基本工序
本节主要介绍自由锻造的概念、特点及工序介绍。自由锻工艺规程的编制并举例说明。自由锻结构设计的四种原则。
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●8.3板料冲压
本节主要介绍板料冲压的概念、特点及设备和产品介绍。板料冲压的各个工序概念及特点介绍。板料冲压中冲模的分类及冲压件结构设计中遵循的原则。
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第九章焊接
一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。通过本章的学习主要掌握其原理、方式及在生产、生活中应用。
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●9.1焊接分类
本节主要学习焊接的概念、优缺点、应用及基本分类 。
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●9.2焊接接头及组织性能
本节主要介绍焊接接头的组成及各区域的特点。
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●9.3手工电弧焊、埋弧焊
本节主要介绍电弧焊、埋弧焊以及焊剂的特点及作用。
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●9.4气体保护焊——CO2、Ar保护焊、电渣焊、电阻焊
本节主要学习两种气体保护焊即氩弧焊和二氧化碳气体保护焊,同时介绍电渣焊和电阻焊的分类、特点和应用。
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●9.5摩擦焊、钎焊
本节主要学习摩擦焊和钎焊的特点及应用。
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●9.6材料焊接性能
本节主要学习材料的焊接性及评价,着重讲述了钢材焊接性的评价指标——碳当量的定义及举例说明。
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●9.7焊接接头工艺
本节主要学习焊缝结构设计遵循的原则及焊接接头形式在不同焊接方式下的选择和设计要点。