x2040251工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱8頁(yè)

1、x2040251工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)大綱課程名稱：工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ) 英文名稱：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation課程編碼：x2040251學(xué) 時(shí) 數(shù)：48其中實(shí)踐學(xué)時(shí)數(shù)：4 課外學(xué)時(shí)數(shù)：學(xué) 分 數(shù)：3.0適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 機(jī)械電子工程 機(jī)械工程 過(guò)程裝備與控制工程 一、課程簡(jiǎn)介工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，與先修課程工程訓(xùn)練、后續(xù)課程機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)共同探討機(jī)械制造全過(guò)程即從選擇材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各個(gè)方面內(nèi)容。要求學(xué)生了解機(jī)械工程材料的

2、一般知識(shí)，掌握常用材料的成分、組織、性能與加工工藝之間的關(guān)系及其用途，使學(xué)生具有合理選用材料、正確確定加工方法的能力，并初步掌握零件的結(jié)構(gòu)工藝性，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、工作打下必備的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系表課程目標(biāo)畢業(yè)要求（1）掌握工程材料和成型技術(shù)基本理論知識(shí), 明確材料成分、組織、性能與工藝之間具有一定對(duì)應(yīng)的關(guān)系1-3掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)知識(shí)，能將其應(yīng)用于解決復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域工程問(wèn)題。（2）掌握各種成形零件的結(jié)構(gòu)工藝性1-3掌握機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)知識(shí)，能將其應(yīng)用于解決復(fù)雜機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域工程問(wèn)題（3）掌握鋼鐵材料的分類、性能

3、特點(diǎn)和熱處理工藝方法，掌握鑄造、鍛造、板料沖壓及焊接的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合，具備合理而經(jīng)濟(jì)地對(duì)機(jī)械典型零件進(jìn)行材料、熱處理工藝和毛坯成型工藝的選擇能力2-3能夠綜合運(yùn)用機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)理論和研究方法，借助文獻(xiàn)尋求機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題解決方案，并獲得有效結(jié)論三、課程教學(xué)內(nèi)容、基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)（一）工程材料的結(jié)構(gòu)與性能1. 教學(xué)內(nèi)容晶體材料的原子排列；合金的晶體結(jié)構(gòu)；工程材料的性能2. 基本要求（1）了解部分：晶體結(jié)構(gòu)及缺陷的形式；單晶體和多晶體；相與組織之間的關(guān)系；固溶體和化合物性能；機(jī)械性能的概念；材料物理化學(xué)性能的概念；陶瓷和高聚物的結(jié)構(gòu) （2）理解部分：剛度、強(qiáng)度、塑性、

4、韌性與材料之間的關(guān)系應(yīng)用；材料工藝性能的含義（3）掌握部分：晶體結(jié)構(gòu)缺陷與材料性能之間的關(guān)系；合金的相的種類及對(duì)性能的影響；硬度的測(cè)量、表示方法及應(yīng)用（4）熟練掌握：材料強(qiáng)化方式3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：金屬的三種典型晶體結(jié)構(gòu)；實(shí)際金屬中的三類晶體缺陷；合金的相結(jié)構(gòu)；材料的力學(xué)性能指標(biāo)S、b、k、HB、HRC及與材料之間的關(guān)系（2）難點(diǎn)：材料強(qiáng)化方式（二）金屬材料的凝固與固態(tài)相變 1. 教學(xué)內(nèi)容金屬結(jié)晶過(guò)程的基本規(guī)律；二元合金相圖的分析；鐵碳相圖的分析；鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變2. 基本要求（1）了解部分：金屬結(jié)晶過(guò)程的基本規(guī)律及影響因素；鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變；二元相圖的意義和基本類型；鋼在加熱時(shí)

5、的轉(zhuǎn)變（2）理解部分：細(xì)化晶粒的方法；二元相圖的基本類型和結(jié)晶過(guò)程特點(diǎn)；相圖與材料使用性能和工藝性能之間關(guān)系；連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線；鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物及性能特點(diǎn)（3）掌握部分：杠桿定律；勻晶相圖；共晶轉(zhuǎn)變；包晶轉(zhuǎn)變；共析轉(zhuǎn)變（4）熟練掌握：鐵碳相圖的規(guī)律及應(yīng)用3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：鐵碳合金的基本相；碳鋼室溫下的平衡組織組成；含碳量對(duì)鐵碳合金的組織及性能的影響；鐵碳相圖的應(yīng)用（2）難點(diǎn)：鐵碳相圖（三）金屬材料的塑性變形1. 教學(xué)內(nèi)容金屬的塑性變形；塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響；回復(fù)與再結(jié)晶；冷、熱變形；金屬的可鍛性2. 基本要求（1）了解部分：?jiǎn)尉w與多晶體金屬的塑性變形特點(diǎn)；加工硬化現(xiàn)象

6、；殘余應(yīng)力的危害及消除（2）理解部分：塑性變形金屬在加熱時(shí)組織與性能的變化；金屬可鍛性的概念及影響因素 （3）掌握部分：加工硬化現(xiàn)象的應(yīng)用；回復(fù)與再結(jié)晶的特點(diǎn)；冷、熱變形的對(duì)比；纖維組織對(duì)性能的影響及應(yīng)用（4）熟練掌握：無(wú)3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：加工硬化現(xiàn)象的應(yīng)用；回復(fù)與再結(jié)晶的應(yīng)用；冷、熱變形的選擇；纖維組織對(duì)性能的應(yīng)用（2）難點(diǎn)：無(wú)（四）金屬材料熱處理1. 教學(xué)內(nèi)容鋼的熱處理工藝（退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應(yīng)加熱表面淬火）2. 基本要求（1）了解部分：熱處理的分類及工序安排；固溶處理和時(shí)效強(qiáng)化；熱處理零件結(jié)構(gòu)工藝性；先進(jìn)熱處理工藝；滲氮的特點(diǎn)和應(yīng)用（2）理解部分：退火、正火、淬火

7、、回火的工藝；感應(yīng)加熱表面淬火的參數(shù)選擇；滲碳過(guò)程（3）掌握部分：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應(yīng)加熱表面淬火的目的、組織及應(yīng)用（4）熟練掌握：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應(yīng)加熱表面淬火的目的、組織及應(yīng)用3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應(yīng)加熱表面淬火的目的，組織和應(yīng)用（2）難點(diǎn)：無(wú)（五） 金屬表面改性處理1. 教學(xué)內(nèi)容金屬表面改性處理的目的、意義、特點(diǎn)和方法2. 基本要求（1）了解部分：金屬表面改性處理的意義（2）理解部分：轉(zhuǎn)化膜、電鍍、離子沉積、熱噴涂、涂裝、表面著色等工藝的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合（3）掌握部分：無(wú) （4）熟練掌握：無(wú)3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：無(wú)（

8、2）難點(diǎn)：無(wú)（六）金屬材料1. 教學(xué)內(nèi)容合金鋼的概述；合金元素的作用；結(jié)構(gòu)鋼；工具鋼；特殊性能鋼；鑄鐵2. 基本要求（1）了解部分：合金鋼的分類、編號(hào)方法、化學(xué)成分和主要用途；特殊性能鋼（主要是不銹鋼）的性能特點(diǎn)、熱處理工藝及主要用途；有色金屬和新型金屬材料（2）理解部分：合金元素對(duì)鋼的組織和性能影響規(guī)律（3）掌握部分：工具鋼、灰鑄鐵的性能特點(diǎn)及應(yīng)用；彈簧鋼、 軸承鋼、易切削鋼成分、性能特點(diǎn)及主要用途（4）熟練掌握：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼成分、性能特點(diǎn)、熱處理工藝、典型牌號(hào)及應(yīng)用3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼成分、性能特點(diǎn)

9、、熱處理工藝、典型牌號(hào)及應(yīng)用（2）難點(diǎn)：無(wú)（七）鑄造1. 教學(xué)內(nèi)容合金鑄造性能；砂型鑄造工藝；特種鑄造；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；常用合金鑄造生產(chǎn)2. 基本要求（1）了解部分：特種鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用；鑄造技術(shù)新進(jìn)展 （2）理解部分：砂型鑄造工藝選擇 （3）掌握部分：砂型鑄造工藝和常用合金的鑄造生產(chǎn)（4）熟練掌握：合金的鑄造性能；灰鑄鐵的鑄造性能；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：合金的鑄造性能；灰鑄鐵的鑄造生產(chǎn)；鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）難點(diǎn)：無(wú)（八）壓力加工 1. 教學(xué)內(nèi)容自由鍛；模鍛；板料沖壓；壓力加工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2. 基本要求（1）了解部分：自由鍛的工序；模鍛的工序；擠壓、軋制、拉拔方法；塑性加工新進(jìn)展

10、（2）理解部分：自由鍛、模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用；板料沖壓的工序、特點(diǎn)及應(yīng)用（3）掌握部分：自由鍛工藝規(guī)程制訂；模鍛工藝規(guī)程制訂（4）熟練掌握：壓力加工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：壓力加工件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）難點(diǎn)：無(wú)（九）焊接1. 教學(xué)內(nèi)容電弧焊；電阻焊；摩擦焊；焊接件結(jié)構(gòu)工藝性；常用金屬材料的焊接2. 基本要求（1）了解部分：電阻焊、摩擦焊、壓力焊的特點(diǎn)； 焊接技術(shù)新進(jìn)展（2）理解部分：電弧焊接基本原理；焊接接頭形式；鑄鐵的焊接；銅、鋁合金的焊接 （3）掌握部分：電弧焊方法及應(yīng)用； 碳鋼和合金鋼的焊接性（4）熟練掌握：焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：電弧焊方法及應(yīng)用； 碳鋼和合金鋼的焊

11、接性；焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）難點(diǎn)：無(wú)（十）機(jī)械零件材料及成型工藝的選用1. 教學(xué)內(nèi)容工程材料及成型工藝選用的基本原則；具體成型方法及改性工藝的選用；典型零件的材料及成型工藝選擇2. 基本要求（1）了解部分：無(wú)（2）理解部分：無(wú) （3）掌握部分：工程材料及成型工藝選用的基本原則；具體成型方法及改性工藝的選用（4）熟練掌握：典型零件的材料及成型工藝選擇3. 重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）重點(diǎn)：典型零件的材料及成型工藝選擇（2）難點(diǎn)：無(wú)四、教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配序號(hào)主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時(shí)分配輔導(dǎo)答疑比例一1 工程材料的性能與結(jié)構(gòu)1.1 材料原子的相互作用1.2晶體材料的原子排列1.3 合金的晶體結(jié)構(gòu)1.4 工程材料的性

12、能課堂教學(xué)+自學(xué)41:0.5二2 金屬材料的凝固與固態(tài)相變2.1 純金屬的結(jié)晶2.2 合金的凝固2.3 鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)2.4 鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變2.5 鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)71:0.533 金屬材料的塑性變形3.1 單晶體和多晶體的塑性變形3.2 金屬的形變強(qiáng)化3.3 塑性變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化3.4 塑性加工性能及影響因素課堂教學(xué)31:0.5四4 金屬材料熱處理4.1退火與正火4.2 鋼的淬火和回火4.3 鋼的表面淬火4.4 鋼的回火4.5 鋼的淬透性4.6 鋼的化學(xué)熱處理課堂教學(xué)+自學(xué)41:0.5五5 金屬材料表面改性處理5.1 轉(zhuǎn)化膜處理5.2 電鍍5.3 離子沉積

13、5.4 熱噴涂5.5 涂裝5.6 表面著色和染色課堂教學(xué)+自學(xué)41:0.5六6 金屬材料6.1 工業(yè)用鋼概述6.2 合金元素在鋼中的作用6.3 結(jié)構(gòu)鋼6.4 工具鋼6.5 特殊性能鋼6.6 鑄鐵課堂教學(xué)51:0.5七7 鑄造7.1 砂型鑄造及其工藝設(shè)計(jì)7.2 特種鑄造7.3 金屬或合金的鑄造性能7.4 鑄件結(jié)構(gòu)工藝性7.5 常用合金鑄件的制造課堂教學(xué)+自學(xué)61:0.5八8 塑性加工8.1 鍛造成型8.2 板料沖壓成型8.3 擠壓、軋制、拉拔成型8.4 塑性加工零件的結(jié)構(gòu)工藝性課堂教學(xué)41:0.5九9 焊接9.1 電弧焊9.2 電阻焊9.3 摩擦焊、釬焊9.4 焊接件結(jié)構(gòu)工藝性9.5 常用金屬材

14、料的焊接課堂教學(xué)51:0.5十10機(jī)械零件材料及成型工藝的選用10.1工程材料及成型工藝選用的基本原則； 10.2具體成型方法及改性工藝的選用； 10.3典型零件的材料及成型工藝選擇課堂教學(xué)+自學(xué)21:0.5十一實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)41:0.5五、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)課： 實(shí)驗(yàn)一 鐵碳合金平衡組織的顯微分析要求：觀察和識(shí)別鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織，掌握鐵碳合金的成分、組織和性能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)驗(yàn)二 碳鋼熱處理的性能與組織分析 要求：掌握鋼的退火、正火、淬火、回火工藝；掌握含碳量、加熱溫度、冷卻速度、回火溫度對(duì)碳鋼性能的影響；了解碳鋼熱處理的基本組織。（二）作業(yè)序號(hào)主要內(nèi)容學(xué)時(shí)布置作

15、業(yè)題數(shù)及類型作圖題簡(jiǎn)答題綜合題1工程材料的性能與結(jié)構(gòu)4312金屬材料的凝固與固態(tài)相變72513金屬材料的塑性變形3314金屬材料熱處理4615表面改性處理416金屬材料5417鑄造6568塑性加工4539焊接55810機(jī)械零件材料及成型工藝的選用204六、本課程與其他課程的聯(lián)系（一）先修課程：畫法幾何及機(jī)械制圖 工程訓(xùn)練 材料力學(xué)（二）后續(xù)課程：機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) 機(jī)械制造工藝學(xué) 生產(chǎn)實(shí)習(xí) 畢業(yè)實(shí)習(xí)等七、建議教材及教學(xué)參考書目（一）推薦教材：工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ) 呂廣庶主編 高等教育出版社 2011年第2版（二）推薦參考書：金屬工藝學(xué) 鄧文英主編 高等教育出版社 2011年第5版工程

16、材料與成形技術(shù)基礎(chǔ) 鞠魯粵主編 高等教育出版社 2007年第1版機(jī)械工程材料 付廣艷主編 北京理工大學(xué)出版社 2014年第1版實(shí)用機(jī)械工程材料及選用 張正貴主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2014年第1版八、課程考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定辦法（一）課程考核方式為：考試課程（二）成績(jī)?cè)u(píng)定方法： 考核采用結(jié)構(gòu)分：總成績(jī)100期末閉卷考試成績(jī)70實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)10平時(shí)考核成績(jī)（包括作業(yè)完成情況、課堂小測(cè)驗(yàn)情況、出勤情況和課堂紀(jì)律等）20評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)平時(shí)成績(jī)（20分）作業(yè)，課堂測(cè)驗(yàn)、出勤等（20分）（1）掌握工程材料和成型技術(shù)基本理論知識(shí), 明確材料成分、組織、性能與工藝之間具有一定對(duì)應(yīng)的關(guān)系實(shí)驗(yàn)成績(jī)（10分）實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10分）（1）掌握工程材料