《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/學(xué)分40/2.5課程性質(zhì)必修實踐學(xué)時6責(zé)任教師 課外學(xué)時課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹課程描述： 本課程是機械類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，為機械設(shè)計、機械制造工藝學(xué)等機械類專業(yè)課程提供工程材料及其成型技術(shù)等方面的基本知識。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及應(yīng)用。（3）常用工程材料的種類、牌號、性能及用途。（4）常用工程材料成型工藝的種類、特點及其應(yīng)用。（5）典型機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、基本知識和工程應(yīng)用的能力，了解工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計、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)后從事機械設(shè)計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)計思路： 本課程以工程材料及其成型工藝為研究對象，圍繞機械零部件設(shè)計和制造中的選材和成型兩個主要環(huán)節(jié)，講授工程材料及其成型工藝的基本知識，并將其應(yīng)用到機械零部件的設(shè)計和加工工藝中。實踐環(huán)節(jié)以金屬材料的硬度實驗、鐵碳合

3、金平衡組織的金相分析實驗、碳鋼的熱處理實驗為主。通過學(xué)習(xí)本課程，使機械專業(yè)大學(xué)生了解工程材料的一般知識，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。開課依據(jù)：對畢業(yè)要求的能力支撐矩陣。本課程是培養(yǎng)本科生從事機械設(shè)計和機械制造等領(lǐng)域工作的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為達(dá)成機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生能力矩陣1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.5項要求見下表。序號授課內(nèi)容機械設(shè)計制造及其自動化專業(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)容包括五個模塊：工程材料的基礎(chǔ)知識（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)知識本模塊內(nèi)容為本課程的理論基礎(chǔ)，重點講授兩部分內(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，為在機械設(shè)計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和冷卻時的轉(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驗，重點強調(diào)工程材料的理論知識的學(xué)習(xí)。根據(jù)課程內(nèi)容，該部分安排兩次實驗：金屬材料的硬度實驗和鐵碳合金平衡組織的金相分析實驗，通過實驗加深對理論學(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械設(shè)計和制造中的應(yīng)用。重點講授鋼的退火、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、固溶熱處理與時效強化等內(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驗，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

6、驗，加深對熱處理概念的理解，在機械設(shè)計和制造中得到實踐。（3）金屬材料本模塊內(nèi)容主要以工業(yè)用鋼為研究對象，重點講授結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼和鑄鐵的特點及其應(yīng)用；介紹鋁及其合金、銅及其合金、軸承合金的特點及其應(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及其選用等知識點。（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象，重點講授鑄造、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及其選用等知識點。（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。重點講授軸類零件和盤類零件的選材方法、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：機械設(shè)計及其課程設(shè)計、機械制造工藝學(xué)及其課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等。本課程為機械類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，在后續(xù)的多門機械專業(yè)課程中得到應(yīng)用，特別是為后續(xù)的機械設(shè)計及其課程設(shè)計、機械制造工藝學(xué)及其課程設(shè)計、以及畢業(yè)設(shè)計等課程打下基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解工程材料的一般知識，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，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應(yīng)用到機械設(shè)計、機械制造和裝配過程中；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；在機械設(shè)計、制造和實驗方面，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及其應(yīng)用。在機械設(shè)計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，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)實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計打下良好基礎(chǔ)。四、教學(xué)進(jìn)度序號專題或主題計劃課時主要內(nèi)容概述實驗實踐內(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。金屬材料的硬度實驗（2學(xué)時）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)；鋼在加熱時的轉(zhuǎn)變；鋼在冷卻時的轉(zhuǎn)變。鐵碳

11、合金平衡組織的金相分析實驗（2學(xué)時）4金屬材料的塑性變形2單晶體和多晶體的塑性變形；金屬的形變強化；塑性變形金屬在加熱時組織和性能的變化；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；固溶熱處理與時效強化；鋼的化學(xué)熱處理。碳鋼的熱處理實驗（2學(xué)時）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；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 =SUM(ABOVE) 40（6）五、參考教材與主要參考書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). 龐國星主編. 機械工業(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。六、成績評定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績綜合評分體系： 成績綜合評分體系比例%1.平時成績：平時作業(yè)、 試驗成績、出勤成績、課題表現(xiàn)等綜合考慮30%2.期末考試成績70%總計100%平時成績的評分標(biāo)準(zhǔn)：平時成績的得分等于各項成績得分乘上各項的權(quán)重值。平時成績的評分標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重得分平時作業(yè)成績平時作業(yè)成績?yōu)楦鞔巫鳂I(yè)所得成績的平均值40%0-100實驗成績獨立完成實驗占