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本課程的前半部分，即金屬學部分。其內容主要包括三個方面。第一方面由晶體結構、晶體缺陷和擴散等組成，這是金屬學的基本概念，也是進一步學習其它各章的必要基礎；第二方面內容涉及金屬及合金的凝固、相圖和鐵碳合金，著重闡述相變的熱力學分析、轉變機制和組織形態等；第三方面內容是金屬及合金的塑性變形和回復、再結晶，主要介紹金屬及合金的強度和塑性理論。 課程的後半部分，即金屬熱處理部分。重點講述金屬或合金固態相變,熱處理原理,熱處理工藝的基本規律。
金屬學是金屬材料專業學生學習的一門必修課，其目的是使學生掌握金屬及合金的成分、組織、結構與性能之間的相互關係及其變化規律，金屬熱處理原理它以物理、數學、物理化學、金屬學等課為基礎課，重點研究固態相變的規律性，研究金屬或合金熱處理組織與性能之間的關係，以及熱處理理論在生產實踐中的應用。為提高零部件的熱處理質量，充分發揮現有材料的潛力，發展新材料和強化熱處理工藝打下堅實的理論基礎。
《金屬學及熱處理》課程大綱 :
第一章 金屬學及熱處理緒論
第二章 金屬和合金的晶體結構
第三章 金屬結晶的現象
第四章 二元合金相圖像
第五章 鐵碳相圖及鐵碳合金
第六章 三元合金相圖
第七章 金屬的塑性變形與再結晶
第八章 熱處理原理
第九章 鋼的回火轉變及其回火熱處理工藝
第十章 鋼的熱處理工藝
研究金屬及其合金的組成、組織結構和性能之間的內在聯繫,以及在各種條件下的變化規律,為有效地使用金屬材料和為發展具有特定性能的金屬材料而服務的一門應用科學。它是從冶金學的一個分支──金相學直接演變而來的。金屬學一詞,在中國始見於50年代初,是從俄文「」翻譯過來的,字義與德文的」Metallkunde」一詞相當,科學內容和英文的」Physicalmetallurgy」（物理冶金）大致相當。
金屬熱處理- 工藝介紹
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同，每一大類又可區分為若幹不同的熱處理工藝。同一種金屬採用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業上應用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為複雜，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分，而是通過改變工件內部的顯微組織，或改變工件表面的化學成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內在質量，而這一般不是肉眼所能看到的。所以，它是機械製造中的特殊工藝過程，也是質量管理的重要環節。
為使金屬工件具有所需要的力學性能、物理性能和化學性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機械工業中應用最廣的材料，鋼鐵顯微組織複雜，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學、物理和化學性能，以獲得不同的使用性能。
金屬熱處理- 基本工藝
種類
整體熱處理是對工件整體加熱，然後以適當的速度冷卻，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將工件加熱到適當溫度，根據材料和工件尺寸採用不同的保溫時間，然後進行緩慢冷卻，目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態，或者是使前道工序產生的內部應力得以釋放，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進一步淬火作組織準備。
正火或稱常化是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細，常用於改善材料的切削性能，也有時用於對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
淬火是將工件加熱保溫後，在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬，但同時變脆。
為了降低鋼件的脆性，將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行較長時間的保溫，再進行冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的「四把火」，其中的淬火與回火關係密切，常常配合使用，缺一不可。
金屬熱處理- 概念瞭解
1.正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點Ac3(對於亞共析鋼)或Accm（過共析鋼）以上30℃—50℃，保溫適當時間後，在自由流動的空氣中均勻冷卻的熱處理工藝為正火.
正火後的組織：亞共析鋼為F+S,共析鋼為S，過共析鋼為S+Fe3CⅡ正火與完全退火的主要差別在於冷卻速度快些，目的是讓鋼組織正常化，亦稱常化處理。
2.退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20-40度，保溫一段時間後，隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝
3.固溶熱處理：將合金加熱至高溫單相區恆溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然後快速冷卻，以得到過飽和固溶體的熱處理工藝
4.時效：合金經固溶熱處理或冷塑性形變後，在室溫放置或稍高於室溫保持時，其性能隨時間而變化的現象。
5.固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強化固溶體並提高韌性及抗蝕性能，消除應力與軟化，以便繼續加工成型
6.時效處理：在強化相析出的溫度加熱並保溫，使強化相沉澱析出，得以硬化，提高強度
7.淬火：將鋼奧氏體化後以適當的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內全部或一定的範圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝
8.回火：將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間，隨後用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝
9.鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化，以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。
10.調質處理quenchingand tempering：一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理後得到回火索氏體組織，它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決於高溫回火溫度並與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關，一般在HB200-350之間。
11.釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝
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全學時授課 (共 116 講) 每講約 30分鐘 
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