【天津】05508金属材料与热处理自学考试大纲

天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：金属材料与热处理

课程代码：05508

（2011年12月版）

第一部分  课程性质与目标

一、课程的性质与特点

金属材料与热处理是高等教育自学考试机械制造及自动化（专科）专业必修的一门专业基础课程。本课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切的联系。

二、课程目标与基本要求

本课程主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，有色金属及合金的特点及应用等。本课程的学习为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。

通过本课程学习要求考生：

1、系统掌握金属材料基本理论及基本知识，初步具备应用所学理论知识分析解决实际问题的能力，为选材和热处理工艺制定打下一定的基础

2、在金属材料基础理论及基本知识方面具备应用阅读一般专业文献及进一步提高自修能力

3、初步具备应用光学金相分析金属及合金组织的能力

4、掌握常用金属材料的编号，性能及用途

5、掌握铁碳合金的结构及其相图

6、掌握钢的常用热处理工艺的原理和工艺

7、了解热处理工艺在实际生产中的应用

三、与本专业其他课程的关系

学习本课程应具有一定的理论知识和生产实践知识，因此考生应具备高等数学、大学物理、工程力学等相关知识，本课程所学知识还须在后继课程（专业课程设计、毕业设计）中进一步加深和巩固。为了使学生较好地消化所学知识，在学习本课程前，应安排学生进行金工实习，使他们对金属冶炼、加工及热处理有一个概括认识。

第二部分  考核内容与考核目标

第一章   钢的冶炼、浇注、成型工艺及钢材的质量控制

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解钢的冶炼、浇注及成型的基本概念和过程，了解钢材质量检验的常用方法。

二、考核知识点与考核目标

    本章为认识性学习，不作为考核内容。

 

第二章  金属材料的力学性能

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解金属材料的1、使用性能：包括力学、物理、化学等方面的性能。2、工艺性能：即材料适应冷热加工的性能。

二、考核知识点与考核目标

（一）金属材料的力学性能（重点）

理解：强度指标、塑性指标、硬度指标、韧性指标

应用：各种力学性能指标的概念及符号、标注

• 金属材料的工艺性能（一般）

      识记：各种工艺性能指标

第三章  金属及其合金的固态结构

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解金属的特征；金属的晶体结构；实际金属晶体中的晶体缺陷，金属合金的概念。

二、考核知识点与考核目标

（一）体心立方，面心立方，密排六方的三种常见晶体结构（重点）

1、有关“晶体结构”的概念

识记：金属与非金属特性；金属的晶格、晶胞、体心立方，面心立方，密排六方晶格；

2、致密度的概念

理解：体心立方，面心立方，密排六方晶格的致密度

（二）实际金属的晶体结构（一般）

      识记：点缺陷、面缺陷；线缺陷

（三）合金的结构类型（一般）

识记：合金和相的基本概念

理解：合金的定义、二元合金及多元合金的概念、固溶体、金属化合物

 

第四章  金属及其合金的的结晶

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解金属材料的结晶原理及结晶后的组织，如何控制晶粒的大小，提高金属材料的性能和产品质量。

二、考核知识点与考核目标

（一）金属的结晶（重点）

   1、金属结晶的基本规律

识记：过冷度

2、晶核的形成与长大

理解：结晶的形核和长大，晶粒大小控制

（二）铸锭的结晶组织（一般）

      识记：铸锭的一般组织，改善铸锭组织的方法

第五章  金属的塑性变形

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解金属变形和再结晶的关系。

二、考核知识点与考核目标

（一）金属的塑性变形（一般）

识记：滑移

（二）塑性变形对金属组织和性能的影响（次重点）

识记：加工硬化及其工业上的现实意义、各向异性

（三）冷塑性变形金属在加热时的变化（重点）

  1、冷塑性变形的金属加热时的变化

理解：回复、再结晶、晶粒长大

2、再结晶温度影响再结晶晶粒大小的因素

应用：再结晶温度、最低再结晶温度

（四）金属的热变形（一般）

识记：冷热变形的区别

 

第六章  二元合金相图

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解典型二元合金相图特点及与合金性能的关系。

二、考核知识点与考核目标

（一）二元合金相图（重点）

识记：二元合金相图的建立过程；基本相图、枝晶偏析现象，杠杆定律；

理解：匀晶相图、共晶相图的产生条件；

（二）合金相图与合金性能的关系（一般）

识记：合金的机械性能、工艺性能与成分的关系

第七章  铁碳合金相图

一、学习目的与要求

通过本章的学习，应使学生从本质上了解到铁碳合金的性质与相图的关系及碳钢的概念、各种分类方法和主要牌号。

二、考核知识点与考核目标

（一）纯铁、铁碳相图结构、性能（重点）

      理解：同素异构转变；铁素体、奥氏体、渗碳体的概念

（二）铁碳合金相图分析（次重点）：

理解：液态结晶、固相相变，典型铁-碳合金的平衡结晶过程，铁-碳合金相图的应用。

第八章  钢的热处理

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解了解钢的退火、正火、淬火和表面淬火及化学热处理。

二、考核知识点与考核目标

（一）钢的热处理原理（重点）

 1、钢在加热时的转变

理解：奥氏体的形成过程、奥氏体晶粒的长大和控制

2、钢在冷却时的转变

  理解：平衡状态下，奥氏体向珠光体的转变，在一定的过冷度下，奥氏体向马氏体的转变。

  应用：等温转变曲线及各温度区间物质的划分

（二）钢的热处理工艺（次重点）

应用：钢的退火和正火，钢的淬火、回火；钢的淬透性；钢的表面淬火；钢的化学热处理。

第九章  非合金钢（碳钢）与铸铁

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解工业非合金钢（碳钢）与铸铁的分类、编号、性能与应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）碳钢（重点）

识记：碳钢的分类与应用，分类方法，牌号、主要性能及用途。

（二）铸铁（重点）

      识记：铸铁的石墨化过程及影响因素

      识记：常用铸铁的牌号、组织、性能和用途。

 

第十章  合金钢

一、学习目的与要求

通过本章的学习，使学生了解合金钢，合金元素在钢中的作用，合金钢的分类、性能及应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）合金结构钢（一般）

应用：合金结构钢、合金工具钢，特殊性能的编号及应用。

第十一章  金属材料的选用原则和热处理工艺应用

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解机械零件选材的一半原则，了解典型零件的热处理工艺。

二、考核知识点与考核目标（重点）

应用：合理选择和使用金属材料。

 

第十二章  有色金属及其合金

一、学习目的与要求

通过本章的学习，学生应了解铝及铝合金，铜及铜合金，钛及钛合金。

二、考核知识点与考核目标

（一）铝及铝合金（一般）

识记：铝的性质及其合金的性能

（二）铜及铜合金（一般）

识记：纯铜、黄铜、青铜的性能

（三）钛及钛合金（一般）

      识记：钛合金的特点和性能；

第三部分  有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、指定教材

《金属学与热处理》  朱黎江 主编  北京理工大学出版社  2011年

 

三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

 

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。 

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡”认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通”的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、助学学时：本课程为4学分，建议总助学课时72学时。助学学时分配如下：

章 次	内 容	学 时
第一章	钢的冶炼、浇注、成型工艺及钢材的质量控制	2
第二章	金属材料的力学性能	4
第三章	金属及其合金的固态结构	6
第四章	金属及其合金的的结晶	4
第五章	金属的塑性变形	8
第六章	二元合金相图	10
第七章	铁碳合金相图	6
第八章	钢的热处理	12
第九章	非合金钢（碳钢）与铸铁	5
第十章	合金钢	5
第十一章	金属材料的选用原则和热处理工艺应用	6
第十二章	有色金属及其合金	4
	合计	72

 

五、关于命题考试的若干规定

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：”识记”为20%、”理解”为35％、”应用”为45％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占60%，次重点占25%，一般占15%。

5、试题类型一般分为：填空题、单项选择题、判断题、名词解释题、钢号含义题、简述题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例（样题）

（一）填空题

1、硬度标注方法有三种，分别是＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。

（二）单项选择题 

1、硬度的正确标注是＿＿＿。

   A、600HBS      B、600HRC      C、HRC600             

（三）判断题

1、金属在室温下的变形是冷变形。(    )

（四）名词解释题

1、固溶强化

（五）指出下列钢所属类别及所表达的含义

1、Q195       

2、ZG250-450

（六）简述题

  1、金属铸锭组织分哪三层？为什么会形成不同的三层？