工程材料及熱加工

1、工程材料及熱加工課程整體情況介紹王巧云課程整體情況介紹1. 本課程校內(nèi)發(fā)展的歷史沿革2. 本課程的內(nèi)容3. 教學內(nèi)容組織方式與目的4. 教學條件（教材的使用與建設）5. 工學結合6. 課程特色7. 教學隊伍8. 教學效果1、本課程校內(nèi)發(fā)展的歷史沿革斗一材料是人類文明生活的物質(zhì)基礎。人類歷史所謂石器時代、青銅器時代和鐵器時代就是按生產(chǎn)活動中 起主要作用的工具材料來劃分的。可見材料的發(fā)展對 社會的進步起著極為重要的作用。工程材料及熱加工包括工程材料及熱加工工藝兩部分。它是機械類和近機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。作為 一名機械制造的技術人員,在設計和制造零件時,必 須熟悉各類材料的牌號,懂得材料的成分

2、、組織和性 能之間的關系,對零件毛坯選用的熱加工工藝應有相當?shù)牧私?。商代青銅獸周朝青銅器本校以前招生是五年制大專生,沒有一套合適的教材, 上課所用的是參考教材。要講授的內(nèi)容包括鐵碳合金、合 金鋼、熱處理、壓力加工、鑄造、鑄焊等方面，它的內(nèi)容 涉及的比較廣，每個方面在各大院校都是一門獨立的專業(yè)。 1994年原金工教硏室主任金南威根據(jù)原航空航天工業(yè)部批 準的”工程材料及金屬熱加工基礎”課程教學大綱要求， 主編了一本適合工科中專學校的教材。該教材課時多，對 五年制大專生分兩個學期教學。工程材料部分在第一學期 作為考試課程，熱加工工藝部分在第二學期作為考查課程。 該課程設有實驗課,包括金相組織的觀察和

3、熱處理實驗等。根據(jù)學校發(fā)展的要求Z對實驗室及實習工 廠進行改建,其課程的教學也需要進行改革。 現(xiàn)在學校招生是三年制大專生,教材的選用 是程曉宇主編的面向21世紀高職高專規(guī)劃教 材工程材料及熱加工技術,對課程進行 了以下方面的改革:(1)鑒于現(xiàn)在課程改革和課時緊張的情況,將熱處理實驗內(nèi)容改為認識實習期間參觀熱 處理車間,將金相組織的觀察實驗改為在教 師的指導下運用課件進行。(2) 在教學過程中,配合理論教學,為了使學生對熱加 工和材料應用方面有一定的感性認識,采用多媒體課 件、采集的視頻等教學方式,提高了教學效果。(3) 改變了傳統(tǒng)的以教師為中心的教學方法，充分調(diào)動 學生學習的積極性,采用互動式

4、、課堂討論式教學, 臨罕11 了 狼好餡妨學勃果(4 )加強過程管理j改欠期杏考試為平時成績+作 業(yè)+崩末看試綜合考樓捧定成績。1條馬氏體鐵素體2、本課程的內(nèi)容機械工程系飛機制造技術專業(yè)、模具設計與 制造專業(yè)、機械制造與自動化專業(yè)、機電一體化 專業(yè)（五年制）開設了工程材料及熱加工這 門課程,該課程是機械類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課, 要求學生掌握制造機械零件所必備的有關工程材 料及毛坯熱加工方面的知識。該課程的內(nèi)容包括 工程材料基礎和熱加工工藝基礎兩部分曲軸整體熱處理大爐機械工程材料基礎包括以下內(nèi)容：也金屬的力學性能:介紹材料室溫時的力學性能。也金屬的晶體結構與結晶：介紹常見金屬的晶體結 構。囪鐵碳

5、相圖：介紹鐵碳合金相圖中典型合金的結晶 過程,鐵碳合金的組織和力學性能的關系、相圖 在選材方面的應用m鋼的熱處理:介紹鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變, 過冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織、形態(tài)和性能,以及 熱處理工藝的目的、方法、和應用。也金屬材料:介紹常用金屬材料（鑄鐵、碳鋼、合 金鋼、軸承合金、鋁合金等）的種類、成份、牌 號、熱處理、性能特點及其應用。OSHSi、s& . i a sffl Z1 -1 a ossi、8fi SI、wiB、SWH1 -1 s3、教學內(nèi)容組織方式與目的以合金滲碳鋼為例1、性能要求(1) 表面滲碳層硬展高,以保證優(yōu)異的耐磨性和接觸疲勞 抗力,同時具肴適當?shù)乃苄院娃I性。(2)

6、心部具有高的韌性和足夠高的強度。有良好的熱處理工藝性能。2、成分特點低碳：碳含量一般為0.10% 0.25%。(2迦入提高淬透性的合金元素:常加入Cr、Ni、Mn、B(3) 矗入阻礙奧氏體晶粒長大的元素:Ti、V、W、Mo等。3、常見鋼種及牌號20Cr低淬透性合金滲碳鋼。20CrMnTi中淬透性合金滲碳鋼。18Cr2Ni4WA和20Cr2Ni4A高淬透性合金滲碳鋼。2020/4/29104、熱處理和組織性能合金滲碳鋼的熱處理工藝一般 都是滲碳后直接淬火,再低溫回火。熱處理后，表面滲碳層的組織為合金滲碳體+回火 馬氏體+少量殘余奧氏體組織,硬度為60HRC 62HRC。心部組織與鋼的淬透性及零件

7、截面尺寸有 關,完全淬透時為低碳回火馬氏體,硬度為 40HRC-48HRC;多數(shù)情況下是屈氏體、回火馬氏 體和少量鐵素體，硬度為25HRC40HRC。心部韌 性一般都高于700KJ/m2。5、用途主要用于制造汽車、拖拉機中的變速齒輪, 內(nèi)燃機上的凸輪軸、活塞銷等機器零件。變速齒輪撥叉以熔模鑄造為例*_、熔模鑄造的工藝過程二、熔模鑄造的特點及應用范圍熔模鑄造有以下優(yōu)點：1）由于鑄型精密，沒有分型面，型腔表面極光潔，故鑄件的 精度及表面質(zhì)量均優(yōu)。同時，鑄型在熱態(tài)澆注,可以生 產(chǎn)出形狀復雜的薄壁鑄件。2）由于型殼是由耐火材料制成，可以適應各種合金的生產(chǎn), 對于生產(chǎn)高熔點合金及難切削加工合金,更顯出其

8、獨特 的優(yōu)越性。3）生產(chǎn)批量不受限制，除常用于成批、大量生產(chǎn)外,也可用 于單件生乂熔模鑄造的主要缺點是:材料昂貴、工序多、生產(chǎn)周 期長，不宜生產(chǎn)大件等。熔模鑄造廣泛應用于電器儀表、刀具、航空等制造 部門。例如，汽輪機和渦輪發(fā)動機的葉片汽車、拖拉 機上的小型零件等,已成為少或無切削加工中最重要的 工藝方法。4、教學條件（教材的使用與建設）1H暮 蒔主料與彎 tIITZsi 孤滬用：工教系分料理 論體部材意 理容個些注 將內(nèi)各一就 O的始 線課容生開 主的內(nèi)發(fā)為新材際生力 瞿教實薯 應形到業(yè)讓的 料券企，題U合夷簾材問 K 內(nèi)械2C編特縮。以整養(yǎng) 。驀 參下壓點的培例燙刀 時學昌力際到學 辭及任分

9、藝生、具學教為全能實入亠咼 總為擇行用術引提 詢聶工羣教學用技例, 加內(nèi)宇該8坯榮產(chǎn)実口 ，:無曉。應化毛教技生術結 B- isB適強與訓生業(yè)技踐 2應教、教材、料實學企的實 翟備習版門8彗對重面與 主不善實出這該概以學把注方論曾.幺以齒輪為例齒輪類零件選材1. 齒輪的工作條件(1) 由于傳遞扭矩,齒根承受很大的交變彎曲應力;(2) 換擋、啟動或嚙合不均時，齒部承受一定沖擊載荷；G)齒面相互滾動或滑動接觸,承受很大的接觸壓應力及 摩擦力的作用。2. 齒輪的失效形式疲勞斷裂主要從根部發(fā)生。(2)齒面磨損由于齒面接觸區(qū)摩擦，使齒厚變小。G)齒面接觸疲勞破壞,在交變接觸應力作用下，齒面產(chǎn) 生微裂紋,

10、微裂紋的發(fā)展,引起點狀剝落。過載斷裂主要是沖擊載荷過大造成的斷齒。3 齒輪的性能要求(1) 高的彎曲疲勞強度；(2) 高的接觸疲勞強度和耐磨性；G)較高的強度和沖擊韌性。齒輪材料一般選用低、中碳鋼或其合金鋼,經(jīng)表面強 化處理后,表面強度和硬度高,心部韌性好,工藝性 能好,經(jīng)濟上也較合理。典型齒輪選材舉例齒輪機床變速箱齒輪擔負傳遞動力,改變運動速度和方 向的任務。載荷不大，運動平穩(wěn),工作條件好。一 般可選中碳鋼（45鋼）制造,為了提高淬透性，也可 選用中碳合金鋼（40C鋼）。工藝路線為：下料T鍛造一正火一粗加工一調(diào)質(zhì)T 精加工一輪齒高頻淬火及回火一精磨。沖擊載荷小的低速齒輪也可采用HT250、H

11、T350. QT500-5、QT600-2等鑄鐵制造。2 汽車齒輪汽車齒輪主要分裝在變速箱和差速器 中。工作較為繁重,比機床齒輪要求高。 一般用合金滲碳鋼20Cr或20CrMnTi制 造。滲碳齒輪的工藝路線為：下料鍛造正火切削加工滲碳、 淬火及低溫回火f噴丸f磨削加工制作的在線學習內(nèi)容豐富,圖文并茂,動畫生 動,極大地提高了學生學習的興趣及積極性。 舉例（非合金鋼）電子教案：自制的電子教案及采集的視頻，教 師可以在多媒體進行授課,將生產(chǎn)的實際情況帶到課堂，縮短了課堂與企業(yè)生產(chǎn)的距離,增 強學生的感性認識。A課程組設計與制作的金屬工藝學多媒體課 件在2004年我校青年教師多媒體課件競賽中獲 等獎

12、；該課件在2005年陜西省現(xiàn)代教育技術 應用硏究成果評選活動中獲二等獎,在陜西省 高校青年教師多媒體課件競賽中獲優(yōu)秀獎。高結我造菇學學爺校動絢慫疋國昌 就織團飛署理造行養(yǎng)西八 確組學教面將創(chuàng)進：、瞬 皋諛取 刁務業(yè)課方，合會習系司幀力業(yè)航經(jīng) 學番盍學習結機實關公磅爭就宀八工已 始員構攣矍看識作東 腸人結體在踐工工生認厶昱一等宀蒂為學了企、1 勻工丄女的公等W矍, 業(yè)制課工tw公幕業(yè)使生業(yè)士口 rm/二 mrhl 自Xx-L_人占 竝得直血了 游取i。師專與工鉗。業(yè)計蠶造晦專果業(yè)企 -求雙化計S3體職設深，制 結亂養(yǎng)動設熱廠一生學了處機 豈翱的建自具及工為wm飛會龍j、 I-脅發(fā)究造、材實學培業(yè)

13、地西蔣賽1企 、書學械專工校踐。各聯(lián)訓司拜式教啖孱 5紐酸機術了展實件密實公 孝聲套設開與條驗緊外機合評9在企他21III聊4K整油刪陽斟規(guī) 晡藉Dr則咲刪諭咻 翳曲那卑韋孤兇將屛 鷲喇酣世弁。sS曲H眾 兇Lglffi詈前 附& I 50t 曲曲麗店融碉 餉君制以 UHB雪時棄碑H圈斜盟 忖淤物XH尊沿Slj|I cM4*I總饗醜萃世刪涉MWW蒯毘 olSS 舸fffl甘刪臟刪刪 9曰徑曲楚耀I酣 m I當 和H斗站鳩no堿魚$ MBffi零刪咎叭零君屮的WO咄禺巴M4(nbW敘萌SHffi蔚鋼査7、教學隊伍*王巧云:西工大雙師型韓敏健：在職碩士研究生。王永鋒:研究生曹靜:硏究生 王栓強:研

14、究生教學隊伍整體結構師隊伍屬于中青年結合，以中年教師為核心，青年教 師為主體，梯隊層次清晰合理。現(xiàn)有專職教師5人，其中講 師3人，助講2人，碩士研究生3人，碩士研究生在讀1人， 教師知識結構涵蓋各層次，符合教學要求。教師隊伍中“雙師型”教師1人；畢業(yè)后分配到工廠進行實踐，后來調(diào) 到教師崗位的教師有2名，他們具有參與實際工程的經(jīng)歷和 豐富的教學實踐經(jīng)驗。教師隊伍的專職教師均為核心教學 人員，自入校以來一直在教學一線工作，承擔著主要課程 的教學工作，具有豐富的教學經(jīng)驗，教學效果良好。近幾 年，新畢業(yè)的年輕教師利用假期到生產(chǎn)第一線進行培訓， 受到了很好的效果。今后隨著課程改革的不斷完善，將培 養(yǎng)年輕

15、教師迅速成長，以形成結構更加合理、素質(zhì)更加優(yōu) 秀的教師隊伍。8、教學效果原金工教研室主任金南威的評價工程材料與熱加工在我校辦?？破陂g曾經(jīng)是金 屬工藝學系列課程中一門重要的課程，該課程在 多年的教學實踐和教學改革中取得了很好的教學 效果，特別是近幾年來，形成了獨具特色的教學 模式和教學風格。在學時不斷壓縮的情況下Z能 整合教學內(nèi)容，形成了一定特色的教學內(nèi)容體系。 注重材料學理論知識的傳授與實際動手能力的培 養(yǎng)相結合，著重培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的 能力。教學質(zhì)量不斷提高,且受到了同行專家和 學生的一致好評,機械系主任宋文學教授的評價工程材料與熱加工作為_門技術基礎課z課程內(nèi)容跨越材料工程和機械工程兩大學科, 授課難度很大。該課程授課教師很好地把握了兩大學科內(nèi)容之間的關系建立了完善的課程 內(nèi)容體系。授課教師態(tài)度端正，備課認真z內(nèi) 容熟練,教學方法靈活,善于運用現(xiàn)代教學手 段，板書、多媒體課件、錄像、教學模型交替 使用z學生喜歡，效果較好。機械基礎教研室韓敏建老師的評價該課程的課堂授課既使用了多媒體