材料性能及表征

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1、《材料性能与表征》教学大纲课程代码：023155P1英文名称：Materialspropertiesandcharacterization学时：32学分：2先修课程：大学物理、高等数学、金属学与热处理、模具材料与热处理、金工实习等适用专业：材料成型及其控制开课院系：材料成型及其控制系教材：《工程材料力学性能》，束德林主编，机械工业出版社，2011年5月（第2版）《材料现代分析测试方法》，王富耻主编，北京理工大学出版社，2006年1月（第1版）参考书：《分析电子显微学导论》，戎咏华主编，高等教育出版社

2、，2006年09月（第1版）《材料性能学》，张帆主编，上海交通大学出版社，2009年1月（第1版）一、课程的性质、地位和任务（黑体小四号）《材料性能与表征》是理工科高等院校材料类专业的一门选修专业课程。在掌握材料科学理论知识的基础上，与材料工程实践和材料科学理论研究相结合，通过《材料性能与表征》课程的学习，进一步深化掌握材料各种性能性能指标的理论和工程意义以及影响材料性能指标的各种因素，并全面介绍有关材料成分、结构及组织形貌的现代分析方法、测试技术，内容涉及X射线衍射学、电子显微学、电子能谱学、有机

3、波谱学等方法了解或熟悉各种材料的现代分析。培养学生掌握材料性能指标的测试原理，并初步具有分析材料性能影响因素的能力，最终达到使学生学会研究材料的晶体结构、微观组织、化学成分、物相组成与材料制备工艺、材料性能间相互作用关系的理论知识和研究方法。二、课程内容和基本要求（黑体小四号）1．绪论（2学时）介绍《材料性能与表征课程》的性质、意义、内容及学习本课程的要求等。2.金属在单向静拉伸载荷下的力学性能（2学时）熟悉力—拉伸曲线和应力—应变曲线的测试方法；掌握弹性变形的实质、熟悉弹性极限、比例极限、弹性比功

4、的物理意义、工程意义；熟悉影响弹性摸量的主要因素；掌握几种理想弹性行为的定义、物理意义以及工程上的利弊；了解内耗基本概念；掌握塑性变形的机理；掌握塑性变形指标（屈服强度、延伸率、伸长率）的测试方法，了解影响屈服强度的主要因素；了解断裂的基本概念、断裂基本方式；掌握断裂的机理。3.材料在其它静载下的力学性能（4学时）教学内容：掌握应力状态软性系数的概念，熟悉应力状态软性系数在实验设计中的应用；熟悉扭转、弯曲与压缩测试方法及其测试的力学性能指标的分析；熟悉缺口对应力状态的影响，了解缺口试样的测试方法；了

5、解硬度测试的物理意义、工程意义，熟悉几种常用的硬度的测试方法。4.材料的冲击韧性和断裂韧性（6学时）熟悉多冲与单冲实验的测试方法、物理意义以及工程工厂意义；掌握系列冲击试验与冲击韧性的关系；掌握低温脆性的工程意义；了解韧脆转化温度的测试方法以及对其的影响因素。了解材料裂纹的基本方式；熟悉线弹性条件下的I型裂纹大板的应力应变状态；掌握KIC的基本概念、物理意义；了解弹塑性条件下的断裂韧性；掌握影响材料断裂韧度的因素；熟悉断裂韧度在工程中的基本应用5.材料的疲劳、磨损和高温蠕变性能（6学时）了解疲劳破坏

6、的一般规律；掌握疲劳破坏的机理；熟悉疲劳抗力指标；掌握影响材料及机件疲劳强度的因素；对热疲劳对基本介绍。掌握磨损的基本概念；了解磨损基本类型；熟悉磨损的基本过程；掌握耐磨性及其测量方法；理解提高材料耐磨性的途径。掌握材料高温蠕变的机理；了解高温蠕变力学性能指标的物理意义、工程意义以及测试方法。6.X射线衍射分析（4学时）了解X射线的物理学基础，熟悉X射线衍射方向，掌握X射线物相分析方法。7.扫描电子显微镜分析（6学时）了解高能电子束与物质的相互作用、理解扫描电子显微镜的结构原理、了解X射线能谱仪的结

7、构原理、了解扫描电子显微镜和电子探针在材料分析中的应用。8.透射电子显微镜分析（8学时）了解电子衍射、衍衬像及应用，了解电子的波粒二像性、磁聚焦、球差等概念，熟悉透射电镜结构、成像原理及应用，了解试样制备技术。三、实验内容和基本要求无四、对学生能力培养的要求通过本课程的学习，学生能够初步具备金属材料力学性能的基本概念，并了解其物理意义；熟练掌握材料各种力学性能指标的变化规律以及影响因素，并了解各种性能指标的工程意义；掌握材料力学性能与材料其化学成分、组织结构之间的关系，以及改善和提高材料力学性能的主

8、要途径；了解材料失效的基本方式、机理及失效分析方法；了解或熟悉材料显微组织的测试方法及原理，有关仪器、设备的使用。五、学时分配表（黑体小四号）序号教学内容要求课时分配课堂实验合计1绪论了解222金属在单向静拉伸载荷下的力学性能掌握443材料在其它静载下的力学性能掌握444材料的冲击韧性和断裂韧性熟悉445材料的疲劳、磨损和高温蠕变性能掌握446X射线衍射分析熟悉447扫描电子显微镜分析熟悉448透射电子显微镜分析熟悉449机动22总计3232六、考核方法与要求（黑体小