其应用，能根据相变理论指定材料合理的处理工艺。 达成途径：通过掌握晶体结构理论、凝固理论、塑性变 形及再结晶理论、扩散理论及固态相变理论，训练学生 综合应用凝固过程工艺控制与组织的关系，进一步分析 凝固条件与材料性能的联系：训练学生综合应用晶体结 构理论、塑性变形及再结晶理论，分析材料在使用过程 中的性能变化及产生断裂的原因，分析材料在进行热处 理过程（回复和再结晶）中的性能变化，能够根据材料 的使用情况设计合理的热处理工艺；通过掌握扩散理论， 能够针对零件使用要求进行合理的选材并且进行正确的 表面处理，达到工程实践中的要求。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求2： 教学目标：理解掌握晶体结构理论，理解金属结晶过程， 2.1能够将数学、自然科学、工 熟悉掌握铁碳相图中的组元与基本相，铁碳合金的组织 程基础知识运用于材料成型与控 与力学性能；了解金属塑性变形的本质、塑性变形时组 织的变化，了解回复和再结晶过程组织以及性能的变化， 制工程问题的表述。 了解扩散的本质，了解固态相变过程及固态相变过程中 组织和力学性能的变化。 达成途径：通过掌握相图理论和凝固理论，能过表述材 料的成型工艺选择原因及成型工艺与材料性能关系；通 过掌握晶体结构理论和塑性变形及再结晶理论，能过解 释表达材料在使用过程中的各种强化方式和原理 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求2： 教学目标：理解掌握晶体结构理论，理解金属结晶过程， 2.2能够针对材料成型过程选 熟悉掌握铁碳相图中的组元与基本相，铁碳合金的组织 择正确、可用的数学模型，并能 与力学性能；了解金属塑性变形的本质、塑性变形时组 对模型的正确性进行论证与求解 织的变化，了解回复和再结晶过程组织以及性能的变化， 了解扩散的本质，了解固态相变过程及固态相变过程中 组织和力学性能的变化。 达成途径：通过掌握晶体结构理论及塑性变形理论，能 够建立工模具在使用过程中物理、数学模型，求解加载 条件下的应力场和温度场；通过掌握扩散理论，能够建 立求解材料在表面处理过程中扩散厚度，元素分布情况 和需要进行的表面处理工艺条件。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求4： 教学目标：了解金相制作过程，能够正确操作金相显微 4.1能够对材料成型与控制工程 镜金相金相观察，并且分析材料各组织的形态以及相对 领域复杂工程问题及相关的各类 含量；了解硬度计测试原理，理解热处理工艺与组织以 物理现象、材料特性、工艺过程 及性能之间的关系，能使用硬度计测试材料硬度并分析 进行研究和实验。 原因。了解用热分析法建立二元相图的建立过程，并根 据相图分析材料的特性及加工工艺选择原因。 达成途径：通过实验一铁碳相图平衡组织观察与实验二 金属的塑性变形及再结晶实验，训练学生设计实验、开 展实验，并且根据实验结果分析工程问题。 3
3 其应用，能根据相变理论指定材料合理的处理工艺。 达成途径：通过掌握晶体结构理论、凝固理论、塑性变 形及再结晶理论、扩散理论及固态相变理论，训练学生 综合应用凝固过程工艺控制与组织的关系，进一步分析 凝固条件与材料性能的联系；训练学生综合应用晶体结 构理论、塑性变形及再结晶理论，分析材料在使用过程 中的性能变化及产生断裂的原因，分析材料在进行热处 理过程（回复和再结晶）中的性能变化，能够根据材料 的使用情况设计合理的热处理工艺；通过掌握扩散理论， 能够针对零件使用要求进行合理的选材并且进行正确的 表面处理，达到工程实践中的要求。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求 2： 2.1 能够将数学、自然科学、工 程基础知识运用于材料成型与控 制工程问题的表述。 教学目标：理解掌握晶体结构理论，理解金属结晶过程， 熟悉掌握铁碳相图中的组元与基本相，铁碳合金的组织 与力学性能；了解金属塑性变形的本质、塑性变形时组 织的变化，了解回复和再结晶过程组织以及性能的变化， 了解扩散的本质，了解固态相变过程及固态相变过程中 组织和力学性能的变化。 达成途径：通过掌握相图理论和凝固理论，能过表述材 料的成型工艺选择原因及成型工艺与材料性能关系；通 过掌握晶体结构理论和塑性变形及再结晶理论，能过解 释表达材料在使用过程中的各种强化方式和原理 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求 2： 2.2 能够针对材料成型过程选 择正确、可用的数学模型，并能 对模型的正确性进行论证与求解 教学目标：理解掌握晶体结构理论，理解金属结晶过程， 熟悉掌握铁碳相图中的组元与基本相，铁碳合金的组织 与力学性能；了解金属塑性变形的本质、塑性变形时组 织的变化，了解回复和再结晶过程组织以及性能的变化， 了解扩散的本质，了解固态相变过程及固态相变过程中 组织和力学性能的变化。 达成途径：通过掌握晶体结构理论及塑性变形理论，能 够建立工模具在使用过程中物理、数学模型，求解加载 条件下的应力场和温度场；通过掌握扩散理论，能够建 立求解材料在表面处理过程中扩散厚度，元素分布情况 和需要进行的表面处理工艺条件。 评价依据：课堂问答、课堂作业和考试 毕业要求 4： 4.1 能够对材料成型与控制工程 领域复杂工程问题及相关的各类 物理现象、材料特性、工艺过程 进行研究和实验。 教学目标：了解金相制作过程，能够正确操作金相显微 镜金相金相观察，并且分析材料各组织的形态以及相对 含量；了解硬度计测试原理，理解热处理工艺与组织以 及性能之间的关系，能使用硬度计测试材料硬度并分析 原因。了解用热分析法建立二元相图的建立过程，并根 据相图分析材料的特性及加工工艺选择原因。 达成途径：通过实验一铁碳相图平衡组织观察与实验二 金属的塑性变形及再结晶实验，训练学生设计实验、开 展实验，并且根据实验结果分析工程问题
评价依据：实验操作、问答、实验报告。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章材料的结构 自学内容：几种化学键的成键原理；非金属 1.1材料的结合方式 材料的晶体结构特种；晶胞与原胞的区别 1.1.1、化学键 课堂作业： 1.1.2、工程材料的键性 1.总结体心立方、面心立方和密排六方晶 1.2晶体学基础 体的晶体学参数。 1.2.1、空间点阵 2.如何确定晶向指数和晶面指数 1.2.2、晶向指数与晶面指数 课外作业： 1.3材料的晶体结构 1.完成本章小结 1.3.1典型金属的晶体结构 2.完成课后作业 1.3.2共价晶体的晶体结构 1.3.3离子晶体的晶体结构 1.3.4、合金相结构 知识点： 1固体材料的结构特点、性能特点，建立材料 结构与性能之间的关系。 2.掌握晶体学的基础知识，重点是掌握晶向指 数与晶面指数的标定方法 3三种典型的金属晶体结构 第二章晶体缺陷 自学内容：位错的提出过程 2.1点缺陷 课堂作业： 2.1.1、点缺陷的类型及形成 1.总结各种缺陷的特征及与材料性能之间 2.1.2、点缺陷的运动及平衡浓度 的关系 2.13、点缺陷对性能的影响 2.如何判断左螺旋、右螺旋、正刃型和负 2.2、线缺陷 刃型位错 2.2.1、位错的基本概念 课外作业： 2.2.2、位错的运动 1.完成本章小结 2.2.3、位错的弹性性质 2.完成课后作业 2.2.4、实际晶体中的位错 2.3、面缺陷 2.3.1、外表面 2.3.2、晶界与亚晶界 知识点： 1、晶体缺陷的类型、各类缺陷的结构特征、 性质及其对材料性能的影响。 2、位错的概念，柏氏矢量及其性质，位错的 运动与交割，位错反应，掌握位错的应力场， 了解位错的能量、晶体的界面与界面能，吸附 与润湿等概念与现象。 3、点缺陷、线缺陷、面缺陷、各类缺陷对结 构及性能的影响
4 评价依据： 实验操作、问答、实验报告。 四、课程内容 教学内容 作业要求 第一章 材料的结构 1.1 材料的结合方式 1.1.1、化学键 1.1.2、工程材料的键性 1.2 晶体学基础 1.2.1、 空间点阵 1.2.2、 晶向指数与晶面指数 1.3 材料的晶体结构 1.3.1 典型金属的晶体结构 1.3.2 共价晶体的晶体结构 1.3.3 离子晶体的晶体结构 1.3.4、 合金相结构 知识点： 1.固体材料的结构特点、性能特点，建立材料 结构与性能之间的关系。 2.掌握晶体学的基础知识，重点是掌握晶向指 数与晶面指数的标定方法 3.三种典型的金属晶体结构 自学内容：几种化学键的成键原理；非金属 材料的晶体结构特种；晶胞与原胞的区别 课堂作业： 1. 总结体心立方、面心立方和密排六方晶 体的晶体学参数。 2.如何确定晶向指数和晶面指数 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业 第二章 晶体缺陷 2.1 点缺陷 2.1.1、点缺陷的类型及形成 2.1.2、点缺陷的运动及平衡浓度 2.1.3、 点缺陷对性能的影响 2.2、线缺陷 2.2.1、位错的基本概念 2.2.2、位错的运动 2.2.3、位错的弹性性质 2.2.4、实际晶体中的位错 2.3、面缺陷 2.3.1、外表面 2.3.2、晶界与亚晶界 知识点： 1、晶体缺陷的类型、各类缺陷的结构特征、 性质及其对材料性能的影响。 2、位错的概念，柏氏矢量及其性质，位错的 运动与交割，位错反应，掌握位错的应力场， 了解位错的能量、晶体的界面与界面能，吸附 与润湿等概念与现象。 3、点缺陷、线缺陷、面缺陷、各类缺陷对结 构及性能的影响。 自学内容：位错的提出过程 课堂作业： 1. 总结各种缺陷的特征及与材料性能之间 的关系 2. 如何判断左螺旋、右螺旋、正刃型和负 刃型位错 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业
第三章纯金属的凝固 自学内容：晶核的长大方式与晶体的组织结 31纯金属的结晶过程 构和性能的关系；结晶理论的实际应用 3.1.1、液态金属的结构 课堂作业： 3.1.2、纯金属的结晶过程 1.均匀形核和非均匀形核的区别和联系 3.2结晶的热力学条件 课外作业： 3.2.1、结晶的过冷现象 1完成本章小结 3.2.2、凝固的热力学条件 2.完成课后作业 3.3、形核规律 3.3.1、均匀形核 3.3.2、非均匀形核 3.4、长大规律 3.4.1、液一固界面的微观结构 3.4.2、晶核的长大机制 3.4.3、纯金属的生长形态 3.5、结晶理论的某些实际应用 知识点： 1、结晶的基本过程、结晶的热力学条件、形 核及长大规律、凝固理论的应用。2、非均匀 形核、生长的规律。了解固溶体合金的凝固规 律，了解材料的非晶态概念。 3、纯金属的凝固过程；结晶的热力学条件： 形核及长大的规律；凝固理论的应用。 第四章二元相图 自学内容：二元相图的建立过程 4.1、相图的基本知识 课堂作业： 4.1.1、相图的表示方法 1. 根据相图确定材料的加工工艺 4.1.2、相图的建立 2.根据相图判断材料的性能 4.1.3、相平衡与相律 课外作业： 4.1.4、二元相图的一些几何规律 1.完成本章小结 4.2、二元相图的基本类型 2.完成课后作业 4.2.1、匀晶相图 4.2.2、共晶相图 4.2.3、包晶相图 4.3、二元相固的分析和使用 4.3.1、其他类型的二元相图 4.3.2、复杂二元相图的分析方法 4.4、铁碳相图和铁碳合金 4.4.1、铁碳相图 4.42、碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响 4.4.3、合金铸件的组织与缺陷 知识点： 1、二元相图的基本类型，二元相图的分析与 使用方法，熟练应用铁碳相图。 2、二元相图的基本类型； 3、二元相图的分析和使用；
5 第三章 纯金属的凝固 3.1 纯金属的结晶过程 3.1.1、液态金属的结构 3.1.2、纯金属的结晶过程 3.2 结晶的热力学条件 3.2.1、结晶的过冷现象 3.2.2、凝固的热力学条件 3.3、形核规律 3.3.1、均匀形核 3.3.2、非均匀形核 3.4、长大规律 3.4.1、液—固界面的微观结构 3.4.2、晶核的长大机制 3.4.3、纯金属的生长形态 3.5、结晶理论的某些实际应用 知识点： 1、结晶的基本过程、结晶的热力学条件、形 核及长大规律、凝固理论的应用。/2、非均匀 形核、生长的规律。了解固溶体合金的凝固规 律，了解材料的非晶态概念。 /3、纯金属的凝固过程；结晶的热力学条件； 形核及长大的规律；凝固理论的应用。 自学内容：晶核的长大方式与晶体的组织结 构和性能的关系；结晶理论的实际应用 课堂作业： 1. 均匀形核和非均匀形核的区别和联系 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业 第四章 二元相图 4.1、相图的基本知识 4.1.1、相图的表示方法 4.1.2、 相图的建立 4.1.3、 相平衡与相律 4.1.4、 二元相图的一些几何规律 4.2、二元相图的基本类型 4.2.1、匀晶相图 4.2.2、共晶相图 4.2.3、包晶相图 4.3、二元相固的分析和使用 4.3.1、其他类型的二元相图 4.3.2、复杂二元相图的分析方法 4.4、铁碳相图和铁碳合金 4.4.1、铁碳相图 4.4.2、碳和杂质元素对碳钢组织和性能的影响 4.4.3、合金铸件的组织与缺陷 知识点： 1、二元相图的基本类型，二元相图的分析与 使用方法，熟练应用铁碳相图。 2、二元相图的基本类型； 3、二元相图的分析和使用； 自学内容：二元相图的建立过程 课堂作业： 1. 根据相图确定材料的加工工艺 2. 根据相图判断材料的性能 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业
4、铁碳相图和铁碳合金。 第五章三元相图 自学内容：浓度三角形特定意义线的几何证 5.1、三元相图的成分表示法 明过程；一般三元相图的分析 5.1.1、浓度三角形 课堂作业： 5.12、浓度三角形中具有特定意义的线 1.浓度三角形的组元浓度确定 5.2、三元系平衡转变的定量法则 2.直线定律和重心定律的利用 5.2.1、直线定律 课外作业： 5.2.2、重心定律 1.完成本章小结 5.3、三元相图 2.完成课后作业 5.3.1、相图的分析 5.3.2、等温截面图（水平截面图） 5.3.3、变温截面图 知识点：掌握三元相图类型、定量法则、分析 方法、等温截面、变温截面。 第六章固体材料的变形与断裂 自学内容：滞弹性在工程中的应用 6.1弹性变形 课堂作业： 6.1.1、普弹性 1.滑移系和晶体结构之间的关系 6.1.2、滞弹性 课外作业： 6.2、单晶体的塑性变形 1完成本章小结和已经学过的强化机制 6.2.3、晶体的扭折 2.完成课后作业 63、多晶体的塑性变形 6.4、塑性变形对金属组织与性能的影响 6.5、金属及合金强化的位错解释 6.6、断裂 6.6.1、理论断裂强度 6.6.2、Griffith理论与断裂韧性 6.6.3、裂纹的萌生 6.6.4、断裂形式 知识点：固体材料变形的基本方式、弹性变形 的机制、塑性变形的机理、塑性变形对组织与 性能的影响、金属及合金强化的位错解释。 第七章回复与再结晶 自学内容：超塑性在材料中的应用，再结晶 7.1形变金属及合金在退火过程中的变化 中形核机制 7.2、回复 课堂作业： 72.1、回复机理 1.回复和再结晶的区别和联系 7.2.2、回复动力学 2.结晶和再结晶的形核机制的区别和联系 7.3、再结晶 课外作业： 7.4、晶粒长大 1.完成本章小结 7.5、金属的热变形 2.完成课后作业 7.5.4、超塑性 知识点：形变金属及合金在退火过程中的变 化、即回复、再结晶、晶粒长大过程及其机制、 金属的热变形。主要内容为：形变金属及合金 6
6 4、铁碳相图和铁碳合金。 第五章 三元相图 5.1、 三元相图的成分表示法 5.1.1、浓度三角形 5.1.2、浓度三角形中具有特定意义的线 5.2、三元系平衡转变的定量法则 5.2.1、直线定律 5.2.2、重心定律 5.3、 三元相图 5.3.1、 相图的分析 5.3.2、 等温截面图（水平截面图） 5.3.3、 变温截面图 知识点：掌握三元相图类型、定量法则、分析 方法、等温截面、变温截面。 自学内容：浓度三角形特定意义线的几何证 明过程；一般三元相图的分析 课堂作业： 1. 浓度三角形的组元浓度确定 2. 直线定律和重心定律的利用 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业 第六章 固体材料的变形与断裂 6.1 弹性变形 6.1.1、普弹性 6.1.2、滞弹性 6.2、单晶体的塑性变形 6.2.3、晶体的扭折 6.3、多晶体的塑性变形 6.4、塑性变形对金属组织与性能的影响 6.5、金属及合金强化的位错解释 6.6、断裂 6.6.1、理论断裂强度 6.6.2、 Griffith 理论与断裂韧性 6.6.3、裂纹的萌生 6.6.4、断裂形式 知识点：固体材料变形的基本方式、弹性变形 的机制、塑性变形的机理、塑性变形对组织与 性能的影响、金属及合金强化的位错解释。 自学内容：滞弹性在工程中的应用 课堂作业： 1. 滑移系和晶体结构之间的关系 课外作业： 1.完成本章小结和已经学过的强化机制 2. 完成课后作业 第七章 回复与再结晶 7.1 形变金属及合金在退火过程中的变化 7.2、回复 7.2.1、回复机理 7.2.2、回复动力学 7.3、再结晶 7.4、晶粒长大 7.5、金属的热变形 7.5.4、超塑性 知识点：形变金属及合金在退火过程中的变 化、即回复、再结晶、晶粒长大过程及其机制、 金属的热变形。主要内容为：形变金属及合金 自学内容：超塑性在材料中的应用，再结晶 中形核机制 课堂作业： 1. 回复和再结晶的区别和联系 2. 结晶和再结晶的形核机制的区别和联系 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业
在退火过程中的变化；回复；再结晶；晶粒长 大；金属的热变形 第八章扩散 自学内容：如何确定扩散系数 8.1、扩散定律 课堂作业： 8.1.1、菲克第一定律 1.扩散过程在生产中应用 8.1.2、菲克第二定律 2.影响扩散的因素 8.13、扩散方程在生产中的应用举例 课外作业： 8.1.4、扩散的驱动力及上坡扩散 1.完成本章小结 8.2、扩散机制 2.完成课后作业 8.2.1、间隙扩散 8.2.2、置换扩散 8.2.3、扩散系数公式 83、影响扩散的因素 8.4、反应扩散 知识点：扩散的概念、扩散第一定律、扩散第 二定律及其应用、扩散机制；柯肯达耳效应、 扩散的热力学解释，掌握扩散系数的计算、影 响扩散的因数 第九章金属固态相变 自学内容：固态相变的发展过程 9.1、固态相变的特点 课堂作业： 9.2、固态相变的基本类型 1.固态相变和液态相变的区别和联系 93、固态相变时的形核与长大 2.固态相变对材料性能的影响 9.4钢的固态转变 课外作业： 9.4.1、钢在加热时的转变 1完成本章小结 9.4.2、过冷奥氏体等温转变曲线和连续冷却转 2.完成课后作业 变曲线 9.4.3、珠光体转变 9.4.4、马氏体转变 9.4.5、贝氏体转变 知识点：固态相变的基本概念，固态相变中的 形核、固态相变的晶体长大、扩散控制的长大、 界面控制的长大、扩散形相变、调幅分解、脱 溶沉淀，无扩散相变等现象。 附注：实验教学安排见《村料科学基础》实验教学大纲 材料科学基础课程实验教学大纲 实验课程名称：《材料科学基础》课程实验 适用专业：材料成型及控制工程专业 实验总学时：4学时 实验个数：2个 实验名称： >
7 在退火过程中的变化；回复；再结晶；晶粒长 大；金属的热变形 第八章 扩散 8.1、扩散定律 8.1.1、菲克第一定律 8.1.2、菲克第二定律 8.1.3、扩散方程在生产中的应用举例 8.1.4、扩散的驱动力及上坡扩散 8.2、扩散机制 8.2.1、间隙扩散 8.2.2、 置换扩散 8.2.3、扩散系数公式 8.3、影响扩散的因素 8.4、反应扩散 知识点：扩散的概念、扩散第一定律、扩散第 二定律及其应用、扩散机制；柯肯达耳效应、 扩散的热力学解释，掌握扩散系数的计算、影 响扩散的因数 自学内容：如何确定扩散系数 课堂作业： 1. 扩散过程在生产中应用 2. 影响扩散的因素 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业 第九章 金属固态相变 9.1、固态相变的特点 9.2、固态相变的基本类型 9.3、固态相变时的形核与长大 9.4 钢的固态转变 9.4.1、钢在加热时的转变 9.4.2、过冷奥氏体等温转变曲线和连续冷却转 变曲线 9.4.3、珠光体转变 9.4.4、马氏体转变 9.4.5、贝氏体转变 知识点：固态相变的基本概念，固态相变中的 形核、固态相变的晶体长大、扩散控制的长大、 界面控制的长大、扩散形相变、调幅分解、脱 溶沉淀，无扩散相变等现象。 自学内容：固态相变的发展过程 课堂作业： 1. 固态相变和液态相变的区别和联系 2. 固态相变对材料性能的影响 课外作业： 1.完成本章小结 2. 完成课后作业 附注：实验教学安排见《材料科学基础》实验教学大纲 材料科学基础课程实验教学大纲 实验课程名称：《材料科学基础》课程实验 适用专业：材料成型及控制工程专业 实验总学时： 4学时 实验个数： 2个 实验名称：