(2)断裂K判据的应用难点：线弹性条件下的金属断裂韧度要求：理解应力场强度因子、断裂韧度KIc等基本概念：掌握断裂韧度的K判据及断裂韧度KIc的计算方法及测试方法；了解断裂韧度GIc、JIc、和c等概念。5.金属的疲劳内容：5.1金属疲劳现象及特点5.2疲劳曲线及基本疲劳力学性能5.3疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值5.4疲劳过程及机理5.5影响疲劳强度的主要因素5.6低周疲劳重点：(1)疲劳极限(2)疲劳裂纹的形成与扩展机理(3)影响疲劳强度的因素难点：疲劳裂纹的形成与扩展机理要求：了解疲劳现象及特点；掌握主要疲劳力学性能指标-1、da/dN和Kh。了解疲劳过程与机制及影响疲劳强度的主要因素：了解低周疲劳、热疲劳及冲击疲劳。6.金属的应力腐蚀和氢脆断裂内容：6.1应力腐蚀6.2氢脆重点：应力腐蚀和氢脆的概念、产生的机理。难点：应力腐蚀和氢脆的现象与机理要求：了解金属的应力腐蚀与氢脆的产生条件、机制、断口形貌、影响因素及防止措施及应力腐蚀与氢脆的异同。7.金属磨损和接触疲劳内容：7.1磨损概念7.2磨损模型7.3磨损试验方法7.4金属接触疲劳重点：(1)磨损的物理本质(2)金属接触疲劳的现象与机理24
24 (2) 断裂 K 判据的应用 难点：线弹性条件下的金属断裂韧度 要求：理解应力场强度因子、断裂韧度 KⅠc 等基本概念；掌握断裂韧度的 K 判据及断裂韧度 KⅠc 的计算方法及测试方法；了解断裂韧度 GⅠc、JⅠc、和 c 等概念。 5. 金属的疲劳 内容： 5.1 金属疲劳现象及特点 5.2 疲劳曲线及基本疲劳力学性能 5.3 疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值 5.4 疲劳过程及机理 5.5 影响疲劳强度的主要因素 5.6 低周疲劳 重点： (1) 疲劳极限 (2) 疲劳裂纹的形成与扩展机理 (3) 影响疲劳强度的因素 难点：疲劳裂纹的形成与扩展机理 要求：了解疲劳现象及特点；掌握主要疲劳力学性能指标 -1、da/dN 和 Kth。了解疲劳过程与机制及影响疲劳强度的主要因素；了解低周疲劳、热疲 劳及冲击疲劳。 6. 金属的应力腐蚀和氢脆断裂 内容： 6.1 应力腐蚀 6.2 氢脆 重点：应力腐蚀和氢脆的概念、产生的机理。 难点：应力腐蚀和氢脆的现象与机理 要求：了解金属的应力腐蚀与氢脆的产生条件、机制、断口形貌、影响因 素及防止措施及应力腐蚀与氢脆的异同。 7. 金属磨损和接触疲劳 内容： 7.1 磨损概念 7.2 磨损模型 7.3 磨损试验方法 7.4 金属接触疲劳 重点： (1) 磨损的物理本质 (2) 金属接触疲劳的现象与机理
难点：磨损与接触疲劳的机理要求：掌握磨损概念及磨损实验方法：了解粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损特点；了解接触疲劳概念和影响接触疲劳的因素。8.金属高温力学性能内容：8.1金属的蠕变现象8.2螺变变形与螺变断裂机理8.3金属高温力学性能指标及其影响因素重点：(1)蠕变变形与蠕变断裂机理(2)蠕变极限难点：蠕变变形与蠕变断裂机理要求：了解金属的蠕变现象；蠕变变形与蠕变断裂机制；掌握高温力学性能指标及测试方法。四、课内实践教学要求学项目项目项目每组其他课外项目名称内容及要求时性质类型人数说明形式单向静载拉伸，掌握材料在1.材料单相静载拉伸时的应力一应变曲线与选修验证6-8课内实验拉伸试验断裂的特征与机理。掌握常规硬度测试方法，了课内2.材料硬度试验解硬度试验的机理和数据分必修实验验证6-8析。掌握摩擦磨损的测试方法，必修实验课内摩擦磨损实验验证6-83.了解摩擦磨损的基本原理了解疲劳曲线及疲劳强度的选修课内疲劳实验实验验证6-84.4测试方法8合计五、学时分配讲课学习题讨论实验上机作主要内容时业课时课时课时课时1. 金属在单向静拉伸载荷下的力学性26能2442.金属在其它静载荷下的力学性能213.金属在冲击载荷下力学性能614.金属的断裂韧度615.金属的疲劳216.金属的应力腐蚀与氢脆217.金属磨损和接触疲劳4218.金属高温力学性能25
25 难点：磨损与接触疲劳的机理 要求：掌握磨损概念及磨损实验方法；了解粘着磨损、磨粒磨损和腐蚀磨 损特点；了解接触疲劳概念和影响接触疲劳的因素。 8. 金属高温力学性能 内容： 8.1 金属的蠕变现象 8.2 蠕变变形与蠕变断裂机理 8.3 金属高温力学性能指标及其影响因素 重点： (1) 蠕变变形与蠕变断裂机理 (2) 蠕变极限 难点：蠕变变形与蠕变断裂机理 要求：了解金属的蠕变现象；蠕变变形与蠕变断裂机制；掌握高温力学性 能指标及测试方法。 四、课内实践教学要求 课外项目名称 学 时 内容及要求 项目 性质 项目 形式 项目 类型 每组 人数 其他 说明 1. 材料单相静载 拉伸试验 4 单向静载拉伸，掌握材料在 拉伸时的应力－应变曲线与 断裂的特征与机理。 选修 实验 验证 6-8 课内 2. 材料硬度试验 4 掌握常规硬度测试方法，了 解硬度试验的机理和数据分 析。 必修 实验 验证 6-8 课内 3. 摩擦磨损实验 4 掌握摩擦磨损的测试方法， 了解摩擦磨损的基本原理 必修 实验 验证 6-8 课内 4. 疲劳实验 4 了解疲劳曲线及疲劳强度的 测试方法 选修 实验 验证 6-8 课内 合 计 8 五、学时分配 主要内容 讲课学 时 习题 课时 讨论 课时 实验 课时 上机 课时 作 业 1. 金属在单向静拉伸载荷下的力学性 能 6 2 2. 金属在其它静载荷下的力学性能 4 2 4 3. 金属在冲击载荷下力学性能 2 1 4. 金属的断裂韧度 6 1 5. 金属的疲劳 6 1 6. 金属的应力腐蚀与氢脆 2 1 7. 金属磨损和接触疲劳 2 1 4 8. 金属高温力学性能 2 1
8小计（学时）301048共计（学时）六、本课程与其它相关课程的联系先修课程：工程导论、工程力学、材料科学基础。后续课程：金属材料学、热处理工程基础。七、考核方式本课程为考试课，其中：(1)平时考核：20%(2)实践考核：16%(3)期末考核：64%八、建议教材和教学参考书建议教材：束德林.工程材料力学性能（第2版），北京：机械工业出版社2007.5.教学参考书：（1）郑修麟.材料的力学性能（第2版）.西安：西北工业大学出版社，2000.4.2）孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.6.（3）戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991制定：金属材料工程系教研室执笔人：梁顺星审定人：郑立允制定时间：2013年8月26
26 小计（学时） 30 10 8 共计（学时） 48 六、本课程与其它相关课程的联系 先修课程：工程导论、工程力学、材料科学基础。 后续课程：金属材料学、热处理工程基础。 七、考核方式 本课程为考试课，其中： ⑴平时考核：20% ⑵实践考核：16% ⑶期末考核：64% 八、建议教材和教学参考书 建议教材：束德林.工程材料力学性能（第 2 版），北京：机械工业出版社， 2007.5. 教学参考书： (1) 郑修麟.材料的力学性能（第 2 版）.西安：西北工业大学出版 社,2000.4. (2) 孙茂才.金属力学性能.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003.6. (3) 戴雅康.金属力学性能实验.北京：机械工业出版社，1991 制 定：金属材料工程系教研室 执 笔 人：梁顺星 审 定 人：郑立允 制定时间：2013 年 8 月
《材料冶金传输原理》教学大纲课程编号：C050130511课程名称：材料冶金传输原理课程类型：专业基础课英文名称：TransmissionPrincipleof Metallurgy适用专业：金属材料工程总学时：40学分：2.5一、课程的性质、目的和任务《材料治金传输原理》是金属材料工程专业的一门专业基础课程。目的：要求学生掌握治金传输过程的基本概念、基本理论。使学生掌握治金过程的动量、热量和质量传输的理论知识，应用“三传”的理论去分析治金过程的现象和问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。任务：本课程的任务是通过该课程的教学，使学生运用基本知识分析冶金过程，深入了解复杂的治金反应过程中各因素的影响机理，从而为改进治金工艺操作和设备、提高控制和设计水平打下基础，同时为治金反应过程提供物理模型和数学模型，学习计算机求解的基本方法。二、课程教学的基本要求1.课程教学的基本要求正确理解和运用动量传输、热量传输、质量传输的基本概念、基本定理及其基本规律：熟悉动量传输、热量传输、质量传输之间的相似性，采用理论联系实际、三种传递过程类比对照的方法综合理解、分析三种传输现象；了解动量传输、热量传输、质量传输的基本理论和基本规律在实际工程中的具体应用。2.能力培养要求培养学生定性分析、定量分析、仿真实验以及初步联系工程实际等方面的综合技能。三、课程教学内容0.绪论内容：动量、热量与质量传输的类似性：传输过程的研究方法重点难点：“三传”的概念、规律及“三传”现象的类比1.流体的性质内容：流体的概念及连续介质模型；流体的主要物理性质；流体的粘性和内摩擦定律：非牛顿流体重点难点：流体的主要物理性质：流体的粘性和内摩擦定律2.流体动力学内容：流体运动的描述；连续性方程；理想流体的欧拉方程；实际流体的N-S方程；伯努利方程；伯努利方程的应用；稳定流的动量方程及其应用重点难点：上述方程的推导及应用3.层流流动及瑞流流动内容：流动状态及阻力分类：流体在圆管中的层流运动：流体在平行平板间的层流运动；流体在圆管中的瑞流运动；沿程阻力系数值的确定；局部阻力重点难点：雷诺数；流体在上述流动特例中的规律及其沿程损失的计算4.边界层理论27
27 《材料冶金传输原理》教学大纲 课程编号：C050130511 课程名称：材料冶金传输原理 课程类型：专业基础课 英文名称：Transmission Principle of Metallurgy 适用专业：金属材料工程 总 学 时：40 学 分：2.5 一、课程的性质、目的和任务 《材料冶金传输原理》是金属材料工程专业的一门专业基础课程。 目的：要求学生掌握冶金传输过程的基本概念、基本理论。使学生掌握冶 金过程的动量、热量和质量传输的理论知识，应用“三传”的理论去分析冶金 过程的现象和问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。 任务：本课程的任务是通过该课程的教学，使学生运用基本知识分析冶金 过程，深入了解复杂的冶金反应过程中各因素的影响机理，从而为改进冶金工 艺操作和设备、提高控制和设计水平打下基础，同时为冶金反应过程提供物理 模型和数学模型，学习计算机求解的基本方法。 二、课程教学的基本要求 1．课程教学的基本要求 正确理解和运用动量传输、热量传输、质量传输的基本概念、基本定理及 其基本规律；熟悉动量传输、热量传输、质量传输之间的相似性，采用理论联 系实际、三种传递过程类比对照的方法综合理解、分析三种传输现象；了解动 量传输、热量传输、质量传输的基本理论和基本规律在实际工程中的具体应用。 2．能力培养要求 培养学生定性分析、定量分析、仿真实验以及初步联系工程实际等方面的 综合技能。 三、课程教学内容 0. 绪论 内容：动量、热量与质量传输的类似性；传输过程的研究方法 重点难点：“三传”的概念、规律及“三传”现象的类比 1.流体的性质 内容：流体的概念及连续介质模型；流体的主要物理性质；流体的粘性和 内摩擦定律；非牛顿流体 重点难点： 流体的主要物理性质；流体的粘性和内摩擦定律 2. 流体动力学 内容：流体运动的描述；连续性方程；理想流体的欧拉方程；实际流体的 N-S 方程；伯努利方程；伯努利方程的应用；稳定流的动量方程及其应用 重点难点： 上述方程的推导及应用 3. 层流流动及湍流流动 内容：流动状态及阻力分类；流体在圆管中的层流运动；流体在平行平板 间的层流运动；流体在圆管中的湍流运动；沿程阻力系数值的确定；局部阻力 重点难点： 雷诺数；流体在上述流动特例中的规律及其沿程损失的计算 4. 边界层理论
内容：边界层理论的基本概念；平面层流边界层微分方程；边界层内积分方程；平板扰流摩擦阻力计算重点难点：边界层的定义及形成特点；上述方程的推导及其解的应用；平板扰流摩擦阻力的计算5.相似原理与量纲分析内容：相似的概念；流体流动过程中的相似准数；相似三定律；量纲分析基础；相似模型研究法重点难点：相似准数的推导过程及其物理意义；准数方程；量纲的和谐性及元定理的应用6.热量传输的基本概念内容：热量传递方式与傅里叶导热定律；温度场、等温面和温度梯度；热导率与热扩散率重点难点：傅里叶导热定律：热导率与热扩散率7.导热内容：导热微分方程；一维稳态导热：接触热阻；二位稳态导热；一维非稳态导热：二维及三维非稳态导热重点难点：导热微分方程的推导：边界条件与初始条件：一维稳态导热：8.对流换热内容：对流换热的机理及影响因素；对流换热微分方程组；对流换热的准数方程式：强制对流换热的计算：自然对流换热的计算重点难点：换热微分方程及能量微分方程的推导；强制对流换热及自然对流换热的计算9.质量传输基本概念和传质微分方程内容：浓度、速度、扩散通量密度；扩散系数；质量传输微分方程；定解条件重点难点：双组分混合物中各组分的浓度、速度及通量密度的各种表示式质量传输微分方程的推导及各种形式10.分子传质内容：一维稳定态分子扩散；非稳定态分子扩散重点难点：一维稳定态分子扩散四、课内实践教学要求其实实实每践践他学践组课内实践教学名称内容及要求性说形类人质型明式数课观察液体在玻璃管道中的流动状态；内选测定下临界雷诺数实综1.雷诺实验修验合完0成课掌握导热系数的测定方法：掌握使用2.粉末或散装绝内选实综热电偶测温、直流电位差计测热电势1热材料导热系数测完修验合0的方法定实验成4合计28
28 内容：边界层理论的基本概念；平面层流边界层微分方程；边界层内积分 方程；平板扰流摩擦阻力计算 重点难点：边界层的定义及形成特点；上述方程的推导及其解的应用；平 板扰流摩擦阻力的计算 5. 相似原理与量纲分析 内容：相似的概念；流体流动过程中的相似准数；相似三定律；量纲分析 基础；相似模型研究法 重点难点： 相似准数的推导过程及其物理意义；准数方程；量纲的和谐性 及定理的应用 6. 热量传输的基本概念 内容：热量传递方式与傅里叶导热定律；温度场、等温面和温度梯度；热 导率与热扩散率 重点难点：傅里叶导热定律；热导率与热扩散率 7. 导热 内容：导热微分方程；一维稳态导热；接触热阻；二位稳态导热；一维非 稳态导热；二维及三维非稳态导热 重点难点：导热微分方程的推导；边界条件与初始条件；一维稳态导热； 8. 对流换热 内容：对流换热的机理及影响因素；对流换热微分方程组；对流换热的准 数方程式；强制对流换热的计算；自然对流换热的计算 重点难点：换热微分方程及能量微分方程的推导；强制对流换热及自然对 流换热的计算 9.质量传输基本概念和传质微分方程 内容：浓度、速度、扩散通量密度；扩散系数；质量传输微分方程；定解 条件 重点难点： 双组分混合物中各组分的浓度、速度及通量密度的各种表示式； 质量传输微分方程的推导及各种形式 10. 分子传质 内容：一维稳定态分子扩散；非稳定态分子扩散 重点难点： 一维稳定态分子扩散 四、课内实践教学要求 课内实践教学名称 学 时 内容及要求 实 践 性 质 实 践 形 式 实 践 类 型 每 组 人 数 其 他 说 明 1. 雷诺实验 4 观察液体在玻璃管道中的流动状态； 测定下临界雷诺数 选 修 实 验 综 合 1 0 课 内 完 成 2. 粉末或散装绝 热材料导热系数测 定实验 4 掌握导热系数的测定方法；掌握使用 热电偶测温、直流电位差计测热电势 的方法 选 修 实 验 综 合 1 0 课 内 完 成 合 计 4