《機(jī)械工程材料》教學(xué)大綱

1、PAGE 機(jī)械工程材料課程教學(xué)大綱課程中文名稱(chēng)：機(jī)械工程材料課程英文名稱(chēng)：Mechanical Engineering Materials課程編號(hào)：ZJ16601課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué) 時(shí)：（總學(xué)時(shí)36、理論課學(xué)時(shí)30、實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)6）學(xué) 分：2適用對(duì)象：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化先修課程：材料力學(xué)、物理化學(xué)課程簡(jiǎn)介：本課程是從機(jī)械工程材料的應(yīng)用角度出發(fā)，闡明工程材料的基礎(chǔ)理論；了解材料的化學(xué)成分、加工工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系；介紹常用工程材料及其應(yīng)用等基本知識(shí)。通過(guò)機(jī)械工程材料課的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生掌握工程材料的基本理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，具備根據(jù)機(jī)械零件使用條件和性能要求，對(duì)結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行合理的選

2、材及制定零件加工熱處理工藝路線(xiàn)的初步能力。一、教學(xué)目標(biāo)及任務(wù)要求學(xué)生重點(diǎn)掌握機(jī)械工程材料的基礎(chǔ)理論知識(shí)和金屬材料熱處理的工藝過(guò)程；掌握常見(jiàn)材料的性能和金屬的結(jié)構(gòu)和結(jié)晶，了解金屬的晶體結(jié)構(gòu)和合金相圖的類(lèi)型和應(yīng)用，熟悉鐵碳合金相圖，初步具備合理選材與制定零件加工熱處理工藝路線(xiàn)的能力。二、學(xué)時(shí)分配章 節(jié)理論教學(xué)內(nèi)容理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)第一章金屬材料的性能1硬度實(shí)驗(yàn)2第二章金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶3/第三章二元合金的相圖與結(jié)晶3/第四章鐵碳合金與鐵碳相圖4/第五章金屬及合金的塑性變形和再結(jié)晶4金相試樣的制備2第六章鋼的熱處理6金相組織的觀察2第七章合金鋼5/第八章鑄鐵2/第九章有色金屬及其合金2/合 計(jì)3

3、0合計(jì)6三、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求說(shuō)明本章節(jié)的主要內(nèi)容、重難點(diǎn)及各節(jié)相應(yīng)習(xí)題要點(diǎn)，并按“了解”、“理解”、“掌握”三個(gè)層次寫(xiě)明本章節(jié)的教學(xué)要求。具體格式如下：第一章 金屬材料的性能（1學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握金屬材料的機(jī)械性能，了解金屬材料的其它性能。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：金屬材料的各種性能的概念理解、金屬材料的機(jī)械性能。第一節(jié) 金屬材料的機(jī)械性能（0.5學(xué)時(shí)）1金屬材料的強(qiáng)度和塑性；金屬材料的硬度。第二節(jié) 金屬材料的其它性能（0.5學(xué)時(shí)）1物理性能；化學(xué)性能；工藝性能。本章習(xí)題要點(diǎn)：硬度測(cè)量的種類(lèi)及應(yīng)用范圍；退火鋼、淬火鋼的硬度。第二章 金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（3學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握體心、面心和密排六方晶格的特

4、征，掌握控制晶粒大小的方法。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)是金屬三種晶格形式的特征；難點(diǎn)是晶面和晶向指數(shù)的概念。第一節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)（1學(xué)時(shí)）1金屬的晶體結(jié)構(gòu)。第二節(jié) 實(shí)際金屬晶體中的晶體缺陷（1學(xué)時(shí)）1點(diǎn)缺陷；線(xiàn)缺陷；面缺陷。第三節(jié) 金屬的結(jié)晶（1學(xué)時(shí)）1結(jié)晶的基本概念。2形核和長(zhǎng)大；晶粒大小的控制。本章習(xí)題要點(diǎn)：常見(jiàn)金屬的晶格類(lèi)型；金屬晶體的缺陷。液態(tài)金屬的形核及長(zhǎng)大方式。第三章 二元合金的相圖與結(jié)晶（3學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握二元合金相圖的分析方法，理解杠桿定律，了解相圖和材料性能之間的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：共晶相圖的分析、杠桿定律的運(yùn)用、合金性能與相圖之間的關(guān)系。第一節(jié) 二元合金相圖的建立（1學(xué)時(shí)

5、）合金中的相。二元合金相圖的建立。杠桿定律。第二節(jié) 常見(jiàn)的二元合金相圖（1.5學(xué)時(shí)）勻晶相圖；共晶相圖；包晶相圖。其它常見(jiàn)相圖。第三節(jié) 合金性能與相圖之間的關(guān)系（0.5學(xué)時(shí)）1合金的力學(xué)性能；合金的鑄造性能。2相圖的局限性。本章習(xí)題要點(diǎn)：三種典型相圖的結(jié)晶過(guò)程分析。杠桿定律的應(yīng)用。第四章 鐵碳合金與鐵碳相圖（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握鐵碳相圖的結(jié)晶過(guò)程，掌握鐵碳合金相圖中相和組織的分布規(guī)律，能利用杠桿定律對(duì)鐵碳合金相圖的成分進(jìn)行分析，了解鐵碳合金相圖和鋼鐵性能之間的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)是鐵碳合金相圖的分析；難點(diǎn)是杠桿定律的應(yīng)用。第一節(jié) 鐵碳合金系合金的組元和基本相（1學(xué)時(shí)）1鐵碳合金系的基本

6、相；組元。第二節(jié) 鐵碳合金相圖（1學(xué)時(shí)）鐵碳合金相圖。恒溫轉(zhuǎn)變；特征曲線(xiàn)。第三節(jié) 鐵碳合金的平衡結(jié)晶（1學(xué)時(shí)）鐵碳合金的分類(lèi)。鐵碳合金的平衡結(jié)晶。第四節(jié) 含碳量對(duì)鐵碳合金性能與力學(xué)性能的影響（1學(xué)時(shí)）1對(duì)平衡組織的影響；對(duì)力學(xué)性能的影響。2鋼中的雜質(zhì)元素。本章習(xí)題要點(diǎn)：鐵碳相圖的繪制，鐵碳相圖的平衡結(jié)晶過(guò)程分析。第五章 金屬及合金的塑性變形和再結(jié)晶（4學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握單晶體金屬的塑性變形機(jī)理和變形特點(diǎn)，掌握塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響，了解多晶體金屬和合金的塑性變形特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：重點(diǎn)是塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響，難點(diǎn)是塑性變形的機(jī)理。第一節(jié) 金屬及合金的塑性變形（2學(xué)時(shí)）單晶

7、體金屬的塑性變形。多晶體金屬和合金的塑性變形。第二節(jié) 塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響（1學(xué)時(shí)）組織結(jié)構(gòu)的變化。塑性變形對(duì)性能的影響；內(nèi)應(yīng)力。第三節(jié) 金屬及合金的回復(fù)和再結(jié)晶（0.5學(xué)時(shí)）1回復(fù)；再結(jié)晶；晶粒長(zhǎng)大。第四節(jié) 金屬的熱加工（0.5學(xué)時(shí)）1金屬熱加工的概念。熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響。本章習(xí)題要點(diǎn)：金屬及合金塑性變形的基本方式。第六章 鋼的熱處理（6學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變過(guò)程和轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，熟悉等溫轉(zhuǎn)變曲線(xiàn)。了解退火、正火、淬火和回火的目的、應(yīng)用場(chǎng)合和工藝過(guò)程。了解鋼的淬透性的概念，了解表面熱處理和化學(xué)熱處理。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：過(guò)冷奧氏體的轉(zhuǎn)變特性、常見(jiàn)熱處理工藝的概念

8、、目的和類(lèi)型。第一節(jié) 鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變（2學(xué)時(shí)）熱處理的概念與分類(lèi)。鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變。鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變。第二節(jié) 鋼的退火和正火（1學(xué)時(shí)）退火目的和工藝。正火目的和工藝。第三節(jié) 鋼的淬火（1學(xué)時(shí)）淬火加熱溫度和冷卻介質(zhì)。淬火冷卻方法。第四節(jié) 鋼的回火（1學(xué)時(shí)）回火時(shí)的轉(zhuǎn)變與回火組織；回火鋼的性能。回火種類(lèi)；回火脆性。第五節(jié) 鋼的表面熱處理（1學(xué)時(shí)）1鋼的表面熱處理。 本章習(xí)題要點(diǎn)：共析鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變，四種典型的普通熱處理方法。第七章 合金鋼（5學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握合金化對(duì)鋼的性能的影響。熟悉常見(jiàn)鋼的牌號(hào)及其意義。掌握合金結(jié)構(gòu)鋼的類(lèi)型、性能特點(diǎn)和熱處理工藝路線(xiàn)。了解合金工具鋼和特殊性能鋼。

9、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：合金元素對(duì)鋼性能的影響，合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼的牌號(hào)和用途和典型的熱處理工藝路線(xiàn)，其中難點(diǎn)是合金元素對(duì)鋼性能的影響。第一節(jié) 合金元素對(duì)鋼性能的影響（1學(xué)時(shí)）合金元素對(duì)鐵碳相圖及鋼中基本相的影響。合金元素對(duì)鋼在加熱和冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變的影響。鋼的分類(lèi)及牌號(hào)表示方法第二節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼（2學(xué)時(shí)）1滲碳鋼；調(diào)質(zhì)鋼；彈簧鋼；滾動(dòng)軸承鋼。第三節(jié) 合金工具鋼（2學(xué)時(shí)）1刃具鋼；模具鋼；量具鋼。本章習(xí)題要點(diǎn)：鋼材的編號(hào)方法，不同類(lèi)型的結(jié)構(gòu)鋼用途。第八章 鑄鐵（2學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握鑄鐵的石墨化過(guò)程，了解鑄鐵的特點(diǎn)和常用鑄鐵的特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：鑄鐵的石墨化過(guò)程。第一節(jié) 概述（1學(xué)時(shí)）鑄鐵的特點(diǎn)和成分。鑄鐵的石墨化過(guò)程。第二節(jié) 常用鑄鐵（1學(xué)時(shí)）1灰口鑄鐵；可鍛鑄鐵；球墨鑄鐵；特殊性能鑄鐵。本章習(xí)題要點(diǎn)：灰口鑄鐵的牌號(hào)表示方法及石墨的形態(tài)。第九章 有色金屬及其合金（2學(xué)時(shí)）教學(xué)要求：掌握鋁合金的強(qiáng)化方式，掌握滑動(dòng)軸承合金的性能要求。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：鋁和鋁合金、銅和銅合金的性能和用途。第一節(jié) 鋁及鋁合金（1學(xué)時(shí)）純鋁；鋁合金。鋁合金的熱處理。第二節(jié) 其它有色金屬（1學(xué)時(shí)）1銅及銅合金。本章習(xí)題要點(diǎn)：鋁合金