工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)機制 課程教學(xué)大綱

【工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)】【FundamentalsofEngineeringMaterialsandFormingTechnologies】一、基本信息課程代碼：【1080002】課程學(xué)分：【3】面向?qū)I(yè)：【機械設(shè)計制造及其自動化】課程性質(zhì)：【必修課】開課院系：機電學(xué)院機械系使用教材：教材【龐國星主編，工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)，機械工業(yè)出版社，2018】參考書目【練勇主姜自蓮主編，機械工程材料與成形工藝，重慶大學(xué)出版社，2015】【姜敏鳳董芳主編，機械工程材料及成形工藝，高等教育出版社，2014】【孫學(xué)強主編.機械制造基礎(chǔ)(第2版).機械工業(yè)出版社.2010】【蘇建修主編.機械制造基礎(chǔ)(第2版).機械工業(yè)出版社.2010】【徐圣群主編.簡明機械加工工藝手冊.上海科技出版社.2010】【劉烈元、劉兆祥主編.工程材料及機械制造基礎(chǔ).高等教育出版社.2010】課程網(wǎng)站網(wǎng)址：/G2S/Template/View.aspx?action=view&courseType=1&courseId=27361&ZZWLOOKINGFOR=G）先修課程：【機械制圖】、【工程化學(xué)】、【工程力學(xué)】二、課程簡介《工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)》是機械類專業(yè)必修的基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，獲得常用工程材料特別是金屬材料的性能和應(yīng)用、鋼的熱處理方面的知識，各種毛坯成型方法及特點，工藝原理及其基本規(guī)律等知識，使學(xué)生在掌握工程材料的基本理論和基本知識的基礎(chǔ)上，具備根據(jù)機械零件使用條件和性能要求，對零件進行合理選材及熱處理工藝的初步能力，并能結(jié)合材料成型方法和工藝對零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求進行分析，對毛坯設(shè)計、毛坯成型方法選擇和成型質(zhì)量預(yù)測，為后續(xù)課程及從事機械設(shè)計和加工制造方面的工作奠定必要的基礎(chǔ)。本課程的重點是鐵碳合金相圖和鋼的熱處理，重點要掌握的工程材料是碳鋼和合金鋼。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識和實驗操作的基礎(chǔ)上，提高學(xué)生選材和用材的能力。三、選課建議《工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)》是面向機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的考查課程，屬專業(yè)基礎(chǔ)課，要求有一定機械制圖基礎(chǔ)，工程力學(xué)基礎(chǔ)。四、課程與專業(yè)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)性（必填項）專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)LO11：理解他人的觀點，尊重他人的價值觀，能在不同場合用書面或口頭形式進行有效溝通。LO21：能根據(jù)需要確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，并通過搜集信息、分析信息、討論、實踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。LO31：能夠應(yīng)用本專業(yè)知識進行產(chǎn)品設(shè)計及工程問題分析。L032:了解金屬材料的結(jié)構(gòu)、相變和形變的基礎(chǔ)理論LO33：基本掌握常用金屬材料的牌號、性能、用途及選用原則LO34：初步具有合理選擇材料、確定零件熱處理工藝的能力LO35：熟悉鑄造、鍛造、焊接的工藝工程及特點LO36：了解毛坯的選擇方法LO41：遵守紀(jì)律、守信守責(zé)；具有耐挫折、抗壓力的能力。（“責(zé)任”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）。LO51：同群體保持良好的合作關(guān)系，做集體中的積極成員；勇于從不同角度思考問題，勇于提出新設(shè)想。LO61：能在學(xué)習(xí)、工作中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題。LO71：愿意服務(wù)他人、服務(wù)企業(yè)、服務(wù)社會；為人熱忱，富于愛心，懂得感恩（“感恩、回報、愛心”為我校校訓(xùn)內(nèi)容之一）LO81：具有基本的外語表達(dá)溝通能力與跨文化理解能力。備注：LO=learningoutcomes（學(xué)習(xí)成果）五、課程目標(biāo)/課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果序號課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果課程目標(biāo)（細(xì)化的預(yù)期學(xué)習(xí)成果）教與學(xué)方式評價方式1LO2111.根據(jù)任務(wù)設(shè)定團隊學(xué)習(xí)計劃自主學(xué)習(xí)1.學(xué)習(xí)目標(biāo)、計劃、進度文檔。2.課堂授課情況評分。2LO2121.執(zhí)行學(xué)習(xí)計劃、達(dá)到自學(xué)目標(biāo)自主學(xué)習(xí)1.學(xué)習(xí)計劃執(zhí)行文檔，包含反思。2.課前成員熟練程度考核。3LO3211.能詳解工程材料的種類、鐵碳相圖、金屬材料的熱處理、非金屬材料，以及金屬材料的各種成形工藝。翻轉(zhuǎn)課堂1.期末考核2.過程考核1（2次）3.成員熟練程度4.課堂練習(xí)考核4LO3222.能夠正確選擇金屬材料和非金屬材料，制定熱處理工藝，正確選擇成形工藝。翻轉(zhuǎn)課堂1.期末考核2.過程考核1（2次）3.成員熟練程度4.課堂練習(xí)考核5LO5111.團隊任務(wù)分配2.團隊完成授課任務(wù)翻轉(zhuǎn)課堂1.團隊任務(wù)分配管考方案2.授課任務(wù)完成情況6LO5131.控課方案有創(chuàng)新點2.授課過程有創(chuàng)新點翻轉(zhuǎn)課堂1.控課方案創(chuàng)新加分2.授課過程創(chuàng)新加分3.管考評價創(chuàng)新加分六、課程內(nèi)容單元知識點能力要求教學(xué)難點1.金屬材料的性能和組織結(jié)構(gòu)（8課時理論+10課時實驗）1.了解材料的發(fā)展和分類；2.掌握處理的主要性能指標(biāo)；3.理解金屬的晶體結(jié)構(gòu)和晶體的缺陷；結(jié)晶的概念和過程；4.熟悉掌握鐵碳合金的組元和相；熟悉掌握鐵碳合金鋼部分相圖的分析，鐵碳合金的成分、組織和性能的關(guān)系，鐵碳合金相圖的應(yīng)用。1.能夠掌握材料的分類；2.能夠理解鐵碳相圖，理解材料的成分、組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系；3.能夠把鐵碳相圖運用于鋼鐵的熱處理。1.鐵碳相圖；2.授課技巧的掌握與熟悉；3.翻轉(zhuǎn)課堂的心理障礙突破。2.鋼的熱處理及表面強化技術(shù)（4課時理論+4課時實驗）1.熟悉掌握鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變，過冷奧氏體等溫和連續(xù)轉(zhuǎn)變曲線圖；2.鋼的退火、正火、淬火、回火的目的、工藝及應(yīng)用；淬透性及其影響因素；3.了解鋼的表面淬火、化學(xué)熱處理的工藝。1.能夠正確選擇鋼的熱處理基本方法；2.能夠進行熱處理工藝的選擇和設(shè)計。1.淬火和回火的組織變化規(guī)律；表面熱處理的強化機理；2.團隊合作、自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)。3.授課技巧的掌握。4.控課授課管理方法的理解和應(yīng)用。3.鋼鐵材料和有色金屬（6課時理論）1.掌握合金元素在鋼中的作用；2.掌握碳鋼和合金鋼的分類、牌號；3.掌握合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼的牌號和性能特點；4.了解鑄鐵的石墨化，常用鑄鐵的牌號、組織、性能特點及其應(yīng)用；5.了解有色金屬的性能特點、牌號和應(yīng)用。1.能夠正確選擇碳鋼、合金鋼和鑄鐵；2.能夠區(qū)別黑色金屬和有色金屬。1.合金元素在鋼中的存在形式和對鋼性能的影響規(guī)律；2.銅及其合金和鋁及其合金強化機理。軸承合金的組織形成工藝；3.授課技巧的傳授；4.控課授課方案創(chuàng)新管理方法的理解和應(yīng)用。4.非金屬材料、復(fù)合材料、新型材料以及材料的選用（6課時理論）1.了解非金屬材料的分類、性能及應(yīng)用；2.了解復(fù)合材料的特點。3.了解各種新型材料的功能和特點。4.了解機械工程材料的選用原理，掌握選材的方法。1.能夠理解非金屬材料、復(fù)合材料、新型材料的區(qū)別；2.能夠理解常用工程材料的分類、牌號、基本性能和應(yīng)用范圍3.能夠掌握常用的非金屬材料的分類、應(yīng)用1.大量非金屬材料的知識需在絕有限的時間內(nèi)傳授；2.管考評價方法的創(chuàng)新理解和應(yīng)用；3.自學(xué)過程分析與自我提高方法的引導(dǎo)。5.材料的成形工藝（8課時理論）1.掌握砂型鑄造的方法、特點、缺陷，會選擇砂型鑄造澆注位置、分型面及鑄造工藝參數(shù)的選擇、能繪制典型鑄件的鑄造工藝簡圖；2.掌握金屬塑性變形及對金屬組織和性能的影響，金屬的鍛造性能及其影響因素；掌握自由鍛和錘上模鍛的特點及工藝過程，能繪制簡單鍛件圖。了解其它模鍛方法的特點，對典型鍛件具有較合理地選用鍛造方法的能力；3.理解焊接冶金過程及其對焊接接頭組織、性能、焊件焊接應(yīng)力、變形的影響，獲得優(yōu)質(zhì)焊件的措施；4.掌握常用焊接方法的特點，具有較合理選用焊接方法及相關(guān)焊接材料的能力；5.了解鑄造、鍛造、焊接新工藝、新技術(shù)及其發(fā)展趨勢；1.能夠正確選擇鑄造熱加工方法和工藝；2.能夠正確選擇鍛造熱加工方法和工藝；3.能夠正確選擇焊接熱加工方法和工藝。1.授課技巧的傳授；2.控課授課方案創(chuàng)新管理方法的理解和應(yīng)用。七、課內(nèi)實驗名稱及基本要求（選填，適用于課內(nèi)實驗）列出課程實驗的名稱、學(xué)時數(shù)、實驗類型（演示型、驗證型、設(shè)計型、綜合型）及每個實驗的內(nèi)容簡述。序號實驗名稱主要內(nèi)容實驗時數(shù)實驗類型備注1金相試樣的制備了解金相顯微試樣制備原理，熟悉金相顯微試樣的制備過程；初步掌握金相顯微試樣的制備方法。4綜合型2鐵碳合金平衡組織觀察與分析認(rèn)識和熟悉鐵碳合金平衡狀態(tài)下的顯微組織特征；了解含碳量對鐵碳合金平衡組織的影響，建立起Fe-Fe3C狀態(tài)圖與平衡組織的關(guān)系；了解平衡組織的轉(zhuǎn)變規(guī)律并能應(yīng)用杠桿定律；分析含碳量對鐵碳合金顯微組織的影響，加深理解成分、組織與性能之間的相互關(guān)系。4綜合型3材料的硬度測試了解硬度測定的基本原理及常用硬度試驗法的應(yīng)用范圍；掌握布氏硬度計、洛氏硬度計、洛氏硬度計的主要結(jié)構(gòu)與操作方法；學(xué)會正確使用硬度計。