x2040251工程材料及成型技術基礎課程教學大綱

1、X2040251工程材料及成型技術基礎課程教學大綱課程名稱：工程材料及成型技術基礎英文名稱：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation課程編碼：x2040251學時數(shù)：48其中實踐學時數(shù)：4課外學時數(shù)：學分數(shù)：適用專業(yè)：機械設計制造及其自動化機械電子工程機械工程過程裝備與控制工程一、課程簡介工程材料及成型技術基礎是機械類專業(yè)學生的一門重要專業(yè)基礎課，與先修課程工程訓 練、后續(xù)課程機械制造技術基礎共同探討機械制造全過程一一即從選擇材料、制造毛坯、直到 加工出零件所涉及的各個方面內(nèi)容。要求學生了解機械工程材料的一般知識，掌握常用

2、材料的成分、 組織、性能與加工工藝之間的關系及其用途，使學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構工藝性，為學生今后的學習、設計、工作打下必備的基礎。二、課程目標與畢業(yè)要求關系表課程目標畢業(yè)要求（1）掌握工程材料和成型技術基本理論知識， 明確材料成分、組織、性能與工藝之間具有一 定對應的關系1-3掌握機械設計制造及其自動化專業(yè) 的專業(yè)知識，能將其應用于解決復雜機 械設計制造及其自動化領域工程問題o（2）掌握各種成形零件的結構工藝性1-3掌握機械設計制造及其自動化專業(yè) 的專業(yè)知識，能將其應用于解決復雜機 械設計制造及其自動化領域工程問題（3）掌握鋼鐵材料的分類、性能特點

3、和熱處理 工藝方法，掌握鑄造、鍛造、板料沖壓及焊接 的特點和應用場合，具備合理而經(jīng)濟地對機械 典型零件進行材料、熱處理工藝和毛坯成型工 藝的選擇能力2-3能夠綜合運用機械專業(yè)基礎理論和 研究方法，借助文獻尋求機械設計制造 及其自動化專業(yè)領域中復雜工程問題解 決方案，并獲得有效結論三、課程教學內(nèi)容、基本要求、重點和難點（一）工程材料的結構與性能1.教學內(nèi)容晶體材料的原子排列：合金的晶體結構：工程材料的性能2.基本要求（1） 了解部分：晶體結構及缺陷的形式：單晶體和多晶體：相與組織之間的關系：固溶體和化 合物性能：機械性能的概念：材料物理化學性能的概念：陶瓷和高聚物的結構（2）理解部分：剛度、強度

4、、塑性、韌性與材料之間的關系應用：材料工藝性能的含義（3）掌握部分：晶體結構缺陷與材料性能之間的關系：合金的相的種類及對性能的影響：硬度 的測量、表示方法及應用（4）熟練掌握：材料強化方式3.重點和難點（1）重點：金屬的三種典型晶體結構：實際金屬中的三類晶體缺陷：合金的相結構：材料的力 學性能指標。s、。6、8、HB、HRC及與材料之間的關系（2）難點：材料強化方式（二）金屬材料的凝固與固態(tài)相變1 .教學內(nèi)容金屬結晶過程的基本規(guī)律；二元合金相圖的分析：鐵碳相圖的分析；鋼在加熱和冷卻時的轉變2 .基本要求（1）了解部分：金屬結晶過程的基本規(guī)律及影響因素：鐵的同素異構轉變；二元相圖的意義和 基本類

5、型；鋼在加熱時的轉變（2）理解部分：細化晶粒的方法：二元相圖的基本類型和結晶過程特點；相圖與材料使用性能 和工藝性能之間關系；連續(xù)冷卻轉變曲線；鋼在冷卻時的轉變產(chǎn)物及性能特點（3）掌握部分：杠桿定律；勻晶相圖：共晶轉變：包晶轉變：共析轉變（4）熟練掌握：鐵碳相圖的規(guī)律及應用3 .重點和難點（1）重點：鐵碳合金的基本相；碳鋼室溫下的平衡組織組成：含碳量對鐵碳合金的組織及性能 的影響：鐵碳相圖的應用（2）難點：鐵碳相圖（三）金屬材料的塑性變形1 .教學內(nèi)容金屬的塑性變形：塑性變形對金屬組織和性能的影響：回復與再結晶：冷、熱變形：金屬的可 鍛性2 .基本要求（1）了解部分：單晶體與多晶體金屬的塑性變

6、形特點：加工硬化現(xiàn)象；殘余應力的危害及消除（2）理解部分：塑性變形金屬在加熱時組織與性能的變化：金屬可鍛性的概念及影響因素（3）掌握部分：加工硬化現(xiàn)象的應用；回復與再結晶的特點；冷、熱變形的對比：纖維組織對 性能的影響及應用（4）熟練掌握：無3 .重點和難點（1）重點：加工硬化現(xiàn)象的應用：回復與再結晶的應用：冷、熱變形的選擇：纖維組織對性能的應用（2）難點：無（四）金屬材料熱處理1 .教學內(nèi)容鋼的熱處理工藝（退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應加熱表面淬火）2 .基本要求（1）了解部分：熱處理的分類及工序安排；固溶處理和時效強化：熱處理零件結構工藝性；先 進熱處理工藝；滲氮的特點和應用（2）理解

7、部分：退火、正火、淬火、回火的工藝：感應加熱表面淬火的參數(shù)選擇；滲俄過程（3）掌握部分：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應加熱表而淬火的目的、組織及應用（4）熟練掌握：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應加熱表而淬火的目的、組織及應用3 .重點和難點（1）重點：退火、正火、淬火、回火、滲碳、感應加熱表而淬火的目的，組織和應用（2）難點：無（五）金屬表面改性處理1 .教學內(nèi)容金屬表而改性處理的目的、意義、特點和方法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：轉化膜、電鍍、離子沉積、熱噴涂、涂裝、表面著色等工藝的特點和應用場合（3）掌握部分：無（4）熟練掌握：無3 .重點和難

8、點（1）重點：無（2）難點：無（六）金屬材料1 .教學內(nèi)容合金鋼的概述：合金元素的作用：結構鋼：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、編號方法、化學成分和主要用途：特殊性能鋼（主要是不銹鋼） 的性能特點、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、灰鑄鐵的性能特點及應用；彈簧鋼、軸承鋼、易切削鋼成分、性能 特點及主要用途（4）熟練掌握：普通碳素結構鋼和普通低合金結構鋼、調質鋼、滲碳鋼成分、性能特點、熱處 理工藝、典型牌號及應用3 .重點和難點（1）重點：普通碳素結構鋼和普通低合金結構鋼、調質鋼

9、、滲碳鋼成分、性能特點、熱處理工 藝、典型牌號及應用（2）難點：無（七）鑄造1 .教學內(nèi)容合金鑄造性能：砂型鑄造工藝：特種鑄造：鑄件結構設計：常用合金鑄造生產(chǎn)2 .基本要求（1）了解部分：特種鑄造的特點和應用：鑄造技術新進展（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：鑄件結構設計3 .重點和難點（1）重點：合金的鑄造性能：灰鑄鐵的鑄造生產(chǎn)：鑄件結構設計（2）難點：無（八）壓力加工1 .教學內(nèi)容自由鍛；模鍛；板料沖壓：壓力加工件結構設計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

10、：塑性加工新進展（2）理解部分：自由鍛、模鍛的特點及應用；板料沖壓的工序、特點及應用（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：壓力加工件結構設計3 .重點和難點（1）重點：壓力加工件結構設計（2）難點：無（九）焊接1 .教學內(nèi)容電弧焊；電阻焊；摩擦焊；焊接件結構工藝性；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：焊接技術新進展（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：電弧焊方法及應用；碳鋼和合金鋼的焊接性（4）熟練掌握：焊接結構設計3 .重點和難點（1）重點：電弧焊方法及應用：碳鋼和合

11、金鋼的焊接性：焊接結構設計（2）難點：無（十）機械零件材料及成型工藝的選用1 .教學內(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（2）理解部分：無（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 .重點和難點（1）重點：典型零件的材料及成型工藝選擇（2）難點：無四、教學方式及學時分配序號主要內(nèi)容主要教 學方式學時 分配輔導答 疑比例1工程材料的性能與結構 材料原子的相互作用晶體材料的原子排列合金的晶體結構工程材料的性能課堂教學+自學4

12、1:2金屬材料的凝固與固態(tài)相變純金屬的結晶合金的凝固鐵碳合金平衡態(tài)的相變基礎鋼在加熱時的轉變鋼在冷卻時的轉變課堂教學71:33金屬材料的塑性變形的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課堂教學31:四4金屬材料熱處理退火與正火鋼的淳火和回火 鋼的表面淬火鋼的回火鋼的淳透性鋼的化學熱處理課堂教學+自學41:五5金屬材料表而改性處理轉化膜處理電鍍離子沉積熱噴涂涂裝表面著色和染色課堂教學+自學41:六6金屬材料工業(yè)用鋼概述合金元素在鋼中的作用結構鋼工具鋼特殊性能鋼鑄鐵課堂教學01:七7鑄造砂型鑄造及其工藝設計特種鑄造金屬或合金的鑄造性能鑄件結

13、構工藝性常用合金鑄件的制造課堂教學+自學61:八8塑性加工鍛造成型板料沖壓成型擠壓、軋制、拉拔成型塑性加工零件的結構1:藝性課堂教學41:九9焊接電弧焊電阻焊摩擦焊、釬焊焊接件結構工藝性常用金屬材料的焊接課堂教學51:十10機械零件材料及成型工藝的選用1: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課堂教學+自學21:十一實驗教學實驗41:五、課程其他教學環(huán)節(jié)要求（一）實驗教學課：實驗一鐵碳合金平衡組織的顯微分析要求：觀察和識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 的對應關系實驗二 碳鋼熱處理的性能與組織分析要求：

14、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、回火溫度對碳鋼性能的影響：了解碳鋼熱處理的基本組織。（-）作業(yè)序號主要內(nèi)容學時布置作業(yè)題數(shù)及類型作圖題簡答題綜合題1工程材料的性能與結構1312金屬材料的凝固與固態(tài)相變72L013金屬材料的塑性變形3314金屬材料熱處理4615表面改性處理116金屬材料5117鑄造6568塑性加工4539焊接55810機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：畫法幾何及機械制圖 工程訓練 材料力學（二）后續(xù)課程:機械設計 機械制造技術基礎 機械制造工藝學 生產(chǎn)實習 畢業(yè)實習等七、建議教材及教學參考書目（一）推

15、薦教材:工程材料及成形技術基礎呂廣庶主編 高等教育出版社2011年第2版（二）推薦參考書：金屬工藝學工程材料與成形技術基礎機械工程材料實用機械工程材料及選用鄧文英主編高等教育出版社鞠魯粵主編高等教育出版社2011年第5版2007年第1版付廣艷主編 北京理工大學出版社2014年第1版張正貴主編 機械工業(yè)出版社2014年第1版八、課程考核方式與成績評定辦法（一）課程考核方式為：考試課程（二）成績評定方法：考核采用結構分：總成績100%=期末閉卷考試成績70% +實驗考核成績10% +平時考核成績（包括作業(yè)完成情況、課堂小測驗情況、出勤情況和課堂紀律等）20%評價項目評價環(huán)節(jié)課程目標平時成績 （20 分）作業(yè)，課堂測驗、出勤等（20分）（1）掌握工程材料和成型技術基本理論知識， 明確材料成分、組織、性能與工藝之間具有一 定對應的關系實驗成績 （10 分）實驗報告（10分）（1）掌握工程材料和成型技術基本理論知識，