金属腐蚀与防护课程教学大纲-西安工业大学北方信息工程学院 联系客服

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(4) 相界

第四单元 固体中原子及分子的运动

㈠ 基本要求 了解扩散现象、扩散的分类以及离子晶体中的扩散和高分子中的分子运动现象;理解并掌握一些基本概念:扩散第一、第二定律及其表示方法、扩散系数、纯扩散、化学扩散、上坡扩散、下坡扩散、原子扩散、反应(相变)扩散、自扩散、互(异)扩散、扩散激活能,稳态扩散,非稳态扩散,扩散通量、柯肯达尔效应;掌握固态金属中原子扩散的条件和固相中原子扩散的各种机制;熟练掌握 扩散定律的内容、适应条件、解及应用 以及扩散系数及其影响因素,扩散驱动力。

㈡ 教学重点 扩散的概念、本质与分类;扩散的驱动力;扩散定律及其应用以及影响扩散的因素。

㈢ 教学难点 扩散的微观机制、反应扩散及其溶质浓度分布。 ㈣ 教学内容 1 表象理论 (1) 菲克第一定律 (2) 菲克第二定律 (3) 扩散方程的解 (4) 置换型固溶体中的扩散

(5) 扩散系数D与浓度相关时的求解 2 扩散的热力学分析 3 扩散的原子理论 (1) 扩散机制

(2) 原子跳跃和扩散系数 4 反应扩散 5 影响扩散的因素 6 离子晶体中的扩散 7 高分子的分子运动

(1) 分子链运动的起因及其柔顺性 (2) 分子的运动方式及其结构影响因素 (3) 高分子不同力学状态的分子运动解说

第五单元 材料的形变和再结晶

㈠ 基本要求 了解高聚物材料的塑性变形行为;理解和掌握一些基本概念和术语:弹性变形、塑性变形、纤维组织、形变织构、带状组织、残余应力、软(硬)位向和临界分切应力; 熟练掌握

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塑性变形的实质、方式——滑移、孪生,纯金属及合金的变形强化,冷变形金属的回复与再结晶,金属的热变形、动态回复再结晶等。

㈡ 教学重点 如何用位错理论来解释各类塑性变形等问题;回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力;结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别;去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用;冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响等。

㈢ 教学难点 结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别;各种强化机理(如:固溶强化、细晶(晶界)强化、弥散(沉淀)强化、形变强化(加工硬化)等);冷变形金属回复与再结晶等。

㈣ 教学内容 1 弹性和粘弹性 (1) 弹性变形的本质

(2) 弹性变形的特征和弹性模量 (3) 弹性的不完整性 (4) 黏弹性 2 晶体的塑性变形 (1) 单晶体的塑形变形 (2) 多晶体的塑形变形 (3) 合金的塑形变形

(4) 塑形变形对材料组织与性能的影响 3 回复与再结晶

(1) 冷变形金属在加热时的组织与性能变化 (2) 回复 (3) 再结晶 (4) 晶粒长大

(5) 再结晶退火后的组织 4 热变形与动态回复、再结晶 (1) 动态回复与动态再结晶 (2) 热加工对组织性能的影响 (3) 蠕变 (3) 超塑性

5 高聚物材料的变形

第六单元 单组元相图及纯晶体的凝固

㈠ 基本要求 了解结晶理论在实际生产中的应用,以及单晶的制备和定向凝固技术和高分子的结晶特征;掌握纯金属凝固的过程和现象,结晶的热力学条件、形核规律、长大规律以及晶核的形

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成和成分过冷;熟练掌握过冷度,临界晶核半径,临界形核功,形核率,均匀形核,非均匀形核,晶体生长形态 、生长条件和长大机制。

㈡ 教学重点 结晶的热力学、动力学、能量、和结构条件;过冷度对结晶过程和结晶组织的影响;过冷度、临界过冷度、有效过冷度、动态过冷度之间的区别以及均匀形核和非均匀形核。

㈢ 教学难点 结晶的热力学条件、形核规律、长大规律以及与临界晶核有关参数的推导;液—固界面的结构及温度梯度,晶体生长形态 、生长条件和长大机制。

㈣ 教学内容

1 单元系相变的热力学及相平衡 (1) 相平衡条件和相律 (2) 单元系相图 2 纯晶体的凝固 (1) 液态结构

(2) 晶体凝固的热力学条件 (3) 形核 (4) 晶体长大

(5) 结晶动力学及凝固组织 (6) 凝固理论的应用举例 3 高分子的结晶特征

第七单元 二元系相图及其合金的凝固

㈠ 基本要求 掌握相图的分析方法和几种最基本相图: 匀晶相图(Cu-Ni合金相图)、 共晶相图(Pb-Sn合金相图)、包晶相图(Pt-Ag合金相图);相律,杠杆定律及其应用;二元合金相图中的几种平衡反应:共晶反应、共析反应、包晶反应、包析反应 、偏晶反应、熔晶反应、合晶反应并会在相图中分析合金的结晶过程以及得到的组织;熟练掌握和应用Fe-Fe3C相图;熟练杠杆定律在Fe-C合金的应用。

㈡ 教学重点 相律与杠杆定律,匀晶转变与偏析,共晶转变及其不平衡组织,相图中的几何规律,铁碳相图中典型合金的凝固过程及其相与组织的相对量计算,利用相图判断材料的性能。

㈢ 教学难点 相律及其应用;相图的热力学原理。 ㈣ 教学内容

1 相图的表示和测定方法 2 相图热力学的基本要点 (1) 固溶体的自由能-成分曲线 (2) 多相平衡的公切线原理 (3) 混合物的自由能和杠杆法则 (4) 从自由能-成分曲线推测相图

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(5) 二元相图的几何规律 3 二元相图分析

(1) 匀晶相图和固溶体凝固 (2) 共晶相图及其合金凝固 (3) 包晶相图及其合金凝固 (4) 溶混间隙相图与条幅分解 (5) 其他类型的二元相图 (6) 复杂二元相图的分析方法 (7) 根据相图推测合金的性能 (8) 二元相图实例分析 4 二元合金的凝固理沦 (1) 固溶体的凝固理论 (2) 共晶凝固理论

(3) 合金铸锭(件)的组织与缺陷 (3) 合金的铸造和二次加工 5 高分子合金概述 (1) 高分子合金的相容性 (2) 高分子体系的相图及测定方法 (3) 高分子合金的制备方法 (4) 高分子合金的形态结构

(5) 高分子合金性能与组元的一般关系 (6) 高分子及其合金的主要类型

第八单元 三元相图

㈠ 基本要求 了解三元相图的基本知识;掌握三元合金的成分表示法;理解并掌握直线定律与重心法则及其应用;熟练掌握三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变、具有化合物的三元相图的分析方法;会看简单的等温截面图和变温截面图。

㈡ 教学重点 三元合金成分表示方法,三元合金结晶过程中相与组织的转变规律,三元匀晶相图、三元共晶相图、三元相图的四相平衡转变以及等温截面图和变温截面图。

㈢ 教学难点 杠杆定律和重心法则;三元相图的结晶规律;等温截面图和变温截面图。 ㈣ 教学内容 1 三元相图的基础 (1) 三元相图成分表示法 (2) 三元相图的空间模型 (3) 三元相图的截面图和投影图 22