《工程材料及成型技術(shù)》課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 6 -本科生課程大綱課程名稱工程材料及成型技術(shù)Engineering Material and Forming Technology課程代碼082102101204課程屬性學(xué)科基礎(chǔ)課時(shí)/學(xué)分40/2.5課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)6責(zé)任教師 課外學(xué)時(shí)課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹課程描述： 本課程是機(jī)械類(lèi)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，為機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)等機(jī)械類(lèi)專業(yè)課程提供工程材料及其成型技術(shù)等方面的基本知識(shí)。本課程的主要內(nèi)容如下：（1）常用材料的成分、組織性能與成型工藝之間的關(guān)系及其用途。（2）金屬材料熱處理（如：退火、正火

2、、淬火、回火）和零件表面熱處理的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用。（3）常用工程材料的種類(lèi)、牌號(hào)、性能及用途。（4）常用工程材料成型工藝的種類(lèi)、特點(diǎn)及其應(yīng)用。（5）典型機(jī)械零件材料及成型工藝的選用。本課程學(xué)生應(yīng)掌握材料與成型技術(shù)的基本原理、基本知識(shí)和工程應(yīng)用的能力，了解工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、選材、加工三者之間的關(guān)系。為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)后從事機(jī)械設(shè)計(jì)和制造方面的工作打下一定的工程材料選擇和應(yīng)用的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)思路： 本課程以工程材料及其成型工藝為研究對(duì)象，圍繞機(jī)械零部件設(shè)計(jì)和制造中的選材和成型兩個(gè)主要環(huán)節(jié)，講授工程材料及其成型工藝的基本知識(shí)，并將其應(yīng)用到機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)和加工工藝中。實(shí)踐環(huán)節(jié)以金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)、鐵碳合

3、金平衡組織的金相分析實(shí)驗(yàn)、碳鋼的熱處理實(shí)驗(yàn)為主。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，使機(jī)械專業(yè)大學(xué)生了解工程材料的一般知識(shí)，了解常用材料的成分、組織性能與成型工藝之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生具有使用和選擇工程材料及成型工藝的能力，掌握制造金屬零件基本成型工藝的基本知識(shí)。開(kāi)課依據(jù)：對(duì)畢業(yè)要求的能力支撐矩陣。本課程是培養(yǎng)本科生從事機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械制造等領(lǐng)域工作的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為達(dá)成機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生能力矩陣1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.5項(xiàng)要求見(jiàn)下表。序號(hào)授課內(nèi)容機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生能力要求1.41.62.12.22.32.51工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)2金屬材料熱處理3金屬材料4工程材料的成型

4、工藝5典型零件的材料及成型工藝選擇課程內(nèi)容包括五個(gè)模塊：工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)（工程材料的結(jié)構(gòu)與性能、金屬材料的凝固與固態(tài)相變）、金屬材料熱處理、金屬材料、工程材料的成型工藝、典型零件的材料及成型工藝選擇。（1）工程材料的基礎(chǔ)知識(shí)本模塊內(nèi)容為本課程的理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)講授兩部分內(nèi)容：1）工程材料的結(jié)構(gòu)與性能：從工程材料的微觀結(jié)構(gòu)探索其宏觀性能，主要講授原子（或分子）的相互作用、晶體材料和非晶態(tài)材料的原子排列等，并介紹工程材料的性能，為在機(jī)械設(shè)計(jì)中選擇材料打下基礎(chǔ)。2）金屬材料的凝固與固態(tài)相變：講授純金屬和合金的結(jié)晶和凝固原理、鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)；特別講授鋼在加熱時(shí)和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變規(guī)律，為后續(xù)金屬材

5、料的熱處理打好基礎(chǔ)。本模塊的課程內(nèi)容以課堂講授為主，輔助以電子教案、多媒體課件和課程實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)工程材料的理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。根據(jù)課程內(nèi)容，該部分安排兩次實(shí)驗(yàn)：金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)和鐵碳合金平衡組織的金相分析實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。（2）金屬材料熱處理本模塊主要內(nèi)容為金屬材料熱處理的基本概念及其在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用。重點(diǎn)講授鋼的退火、正火、淬火和回火“四把火”的基本原理與應(yīng)用；同時(shí)介紹鋼的化學(xué)熱處理和表面淬火以及鋼的淬透性、固溶熱處理與時(shí)效強(qiáng)化等內(nèi)容。本模塊的課程內(nèi)容以課堂講授為主，輔助以電子教案、多媒體課件和課程實(shí)驗(yàn)，使大學(xué)生掌握金屬材料熱處理的基本原理及其應(yīng)用，并利用課程實(shí)

6、驗(yàn)，加深對(duì)熱處理概念的理解，在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中得到實(shí)踐。（3）金屬材料本模塊內(nèi)容主要以工業(yè)用鋼為研究對(duì)象，重點(diǎn)講授結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼和鑄鐵的特點(diǎn)及其應(yīng)用；介紹鋁及其合金、銅及其合金、軸承合金的特點(diǎn)及其應(yīng)用。本模塊的課程內(nèi)容以課堂講授為主，輔助以電子教案和多媒體課件，使大學(xué)生了解各種金屬材料的特點(diǎn)及其選用等知識(shí)點(diǎn)。（4）工程材料的成型工藝本模塊內(nèi)容主要以金屬材料為研究對(duì)象，重點(diǎn)講授鑄造、焊接、金屬的塑性加工基本概念，介紹各種成型工藝的結(jié)構(gòu)工藝性及其應(yīng)用。本模塊的課程內(nèi)容以課堂講授為主，輔助以電子教案和多媒體課件，使大學(xué)生了解各種成型工藝的特點(diǎn)及其選用等知識(shí)點(diǎn)。（5）典型零件的材料及成型工

7、藝選擇本模塊內(nèi)容為本課程的綜合應(yīng)用環(huán)節(jié)，以典型零件為例，將前面章節(jié)所學(xué)的工程材料、熱處理方法和成型工藝等內(nèi)容在零件加工工藝中選擇應(yīng)用。重點(diǎn)講授軸類(lèi)零件和盤(pán)類(lèi)零件的選材方法、加工工藝選擇和熱處理方法選擇。本模塊的課程內(nèi)容以課堂講授為主，輔助以電子教案和多媒體課件，使大學(xué)生理解工程材料及成型工藝選用的基本原則，了解具體成形方法及改性工藝的選用，掌握典型零件的材料及成型工藝選擇。課程與其他課程的關(guān)系：先修課程：材料力學(xué)。本課程與先修課程材料力學(xué)密切相關(guān)。在材料力學(xué)中，初步介紹了金屬材料的各種力學(xué)性能的概念，如塑性、強(qiáng)度和韌性，在本課程中多處得到應(yīng)用。在材料力學(xué)課程中所學(xué)的關(guān)于材料變形和應(yīng)力等概念對(duì)于

8、理解本課程的工程材料的塑性變形、金屬材料成型工藝有很大幫助。在本課程中，以工程材料及其成型工藝為核心，對(duì)各種工程材料的性能、熱處理方法及其成型工藝的基本概念、選擇和應(yīng)用進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。后置課程：機(jī)械設(shè)計(jì)及其課程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)及其課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。本課程為機(jī)械類(lèi)專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在后續(xù)的多門(mén)機(jī)械專業(yè)課程中得到應(yīng)用，特別是為后續(xù)的機(jī)械設(shè)計(jì)及其課程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造工藝學(xué)及其課程設(shè)計(jì)、以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程打下基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工程材料的一般知識(shí)，了解常用材料的成分、組織性能與成型工藝之間的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生具有使用和選擇工程材料及成型工藝的能力，掌握制造金屬零件基本成型工

9、藝的基本知識(shí)，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)生可以將工程材料及其成型工藝的基本知識(shí)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造和裝配過(guò)程中；具備基本的工程材料、成型工藝和熱處理方法選擇和應(yīng)用能力；在機(jī)械設(shè)計(jì)、制造和實(shí)驗(yàn)方面，培養(yǎng)學(xué)生耐心細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。三、學(xué)習(xí)要求基本要求：學(xué)生應(yīng)該掌握工程材料的基本特點(diǎn)和選擇方法、熱處理工藝的基本概念和選擇方法、各種成型工藝的特點(diǎn)及其應(yīng)用。在機(jī)械設(shè)計(jì)和制造中能夠靈活地綜合選擇工程材料、成型工藝和熱處理方法。（1）掌握工程材料的一般知識(shí)，了解常用材料的成分、組織性能與成型工藝之間的關(guān)系及其用途。（2）掌握退火、正火、淬火、回火和零件表面熱處理的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用。（3）掌握金屬零件的基本

10、成型工藝，如鑄造、鍛造、焊接等的基本知識(shí)及其應(yīng)用。（4）使學(xué)生具有使用和選擇工程材料及成型工藝的能力，為后續(xù)理論課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。四、教學(xué)進(jìn)度序號(hào)專題或主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容或課外練習(xí)等1緒論2課程概況；本課程的內(nèi)容和任務(wù)；學(xué)習(xí)本課程的方法。2工程材料的結(jié)構(gòu)與性能4材料原子（或分子）的相互作用；晶體材料的原子排列；非晶態(tài)材料中的原子排列；合金的晶體結(jié)構(gòu)；高聚物的晶體結(jié)構(gòu)；陶瓷的結(jié)構(gòu)；工程材料的性能。金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）3金屬材料的凝固與固態(tài)相變8純金屬的結(jié)晶； 合金的凝固；鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎(chǔ)；鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變；鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變。鐵碳

11、合金平衡組織的金相分析實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）4金屬材料的塑性變形2單晶體和多晶體的塑性變形；金屬的形變強(qiáng)化；塑性變形金屬在加熱時(shí)組織和性能的變化；塑性加工性能及影響因素。5金屬材料熱處理8退火與正火；鋼的淬火；鋼的表面淬火；鋼的回火；鋼的淬透性；固溶熱處理與時(shí)效強(qiáng)化；鋼的化學(xué)熱處理。碳鋼的熱處理實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）6金屬材料4工業(yè)用鋼概述；合金元素在鋼中的作用；結(jié)構(gòu)鋼；工具鋼；特殊性能鋼；鑄鐵；鋁及其合金；銅及其合金；軸承合金。7鑄造2砂型鑄造及其工藝設(shè)計(jì)；特種鑄造；金屬或合金的鑄造性能；鑄件結(jié)構(gòu)工藝性。常用合金鑄件的制造。8塑性加工4鍛造成形；板料沖壓成形；擠壓、軋制、拉拔成形；特種塑性加工方法；塑性加工

12、零件的結(jié)構(gòu)工藝性。9焊接2電弧焊；電阻焊；摩擦焊、釬焊；其它焊接方法；焊接件結(jié)構(gòu)工藝性；常用金屬材料的焊接。10非金屬材料及其成形1工程塑料及成形工藝。11機(jī)械零件材料及成型工藝的選用3工程材料及成型工藝選用的基本原則；具體成形方法及改性工藝的選用；典型零件的材料及成型工藝選擇。合計(jì) =SUM(ABOVE) 40（6）五、參考教材與主要參考書(shū)1選用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, 2011.2主要參考書(shū)1 工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ). 鞠魯粵主編. 高等教育出版社, 2004.2 工程材料及其成型工藝基礎(chǔ). 龐國(guó)星主編. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.其它與工程材料及成形技術(shù)相關(guān)的參考書(shū)。六、成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開(kāi)卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績(jī)綜合評(píng)分體系： 成績(jī)綜合評(píng)分體系比例%1.平時(shí)成績(jī)：平時(shí)作業(yè)、 試驗(yàn)成績(jī)、出勤成績(jī)、課題表現(xiàn)等綜合考慮30%2.期末考試成績(jī)70%總計(jì)100%平時(shí)成績(jī)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)成績(jī)的得分等于各項(xiàng)成績(jī)得分乘上各項(xiàng)的權(quán)重值。平時(shí)成績(jī)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重得分平時(shí)作業(yè)成績(jī)平時(shí)作業(yè)成績(jī)?yōu)楦鞔巫鳂I(yè)所得成績(jī)的平均值40%0-100實(shí)驗(yàn)成績(jī)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)占