《机械设计制造及自动化专业工程材料》课程教学大纲.doc

《机械设计制造及自动化专业工程材料》课程教学大纲 课程代码：ABJD0735 课程中文名称: 工程材料 课程英文名称：Engineering?Materials 课程性质：必修 课程学分数：2.5学分 课程学时数：40学时 授课对象：机械设计制造及自动化专业 本课程的前导课程：高等数学，大学物理，工程制图、材料力学、金工实习等课程 一、课程简介 《工程材料》是理工科高等院校机械类、近机械类（冷加工）各专业的一门必修的技术基础课程。 ?本课程的任务是从工程材料的应用角度出发，通过对工程材料基本理论的阐述，使学生了解“材料结构与性能的关系”这一控制材料性能的基本关系，介绍金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料等常用工程材料及其应用等方面的基本知识，了解合理地选材与用材的基本原则与程序。 ?本课程的目的是使学生在掌握“材料结构与性能的关系”这一核心思想的基础上，具备合理的选择材料和使用材料的基础知识，即：材料选择与技术决策基础（原则、判据、方法等）；常用材料的应用及其性能特点；控制材料性能的基本途径；以及根据机械零件使用条件和性能要求，对机械零件进行合理选材及制订零件加工工艺路线的初步能力。为学习其它相关课程和从事机械设计、工程材料选用奠定必要的理论基础和工艺基础。 二、教学基本内容和要求 第一章 材料的性能 课程教学内容：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。 课程的重点、难点：金属材料的机械性能：单向静拉伸图及屈服、颈缩现象；掌握强度（抗拉强度、屈服 强度、条件屈服强度、疲劳强度）、塑性（延伸率、断面收缩率）、冲击韧性、硬度的符号及表示方法、单位、物理意义、工程技术意义。 课程教学要求：通过本章的学习， 了解工程材料的主要力学性能。 掌握材料的各种机械性能指标（强度、 塑性、冲击韧性、硬度 HB ， HRC ， HV 、疲劳强度和断裂韧性）的物理意义和单位，了解材料的工艺性能和物理化学性能以及零件失效分析的一般方法。 第二章 金属与合金的晶体结构 课程教学内容：金属的晶体结构、实际金属的的晶体缺陷、金属中的扩散。 课程的重点、难点：（1）金属的晶体结构（晶体学基础）：晶体结构的描述、晶胞的概念和三种典型金属晶胞（ BCC 、 FCC 、 HCP ）。（2）合金的晶体结构 （合金相结构）：相和组织的概念、固溶体的概念、分类、特点；固溶强化；化合物、机械混合物等概念。 课程教学要求：?通过本章的学习，掌握有关晶体结构的基本概念（金属键、晶面、晶向、晶体、晶格、晶粒、单晶体）和三种常见的金属晶格以及合金相（固溶体、化合物及混合物）结构与性能。 晶体缺陷及其对性能的影响 。 第三章 金属和合金的结晶 课程教学内容：金属和合金的结晶的概念、 金属和合金的结晶的过程、铁碳合金相图及平衡结晶过程、铁碳合金相图的应用。 课程的重点、难点：（1）纯金属的结晶与组织：过冷度与冷却曲线；结晶过程；变质处理；过冷度对结晶过程的影响；晶粒度概念及细化晶粒的途径。（2）二元合金相图：相图的建立方法；二元匀晶、共晶相图的概念、相图分析、相组成物、相相对量、杠杆原理，相图与机械性能的关系；相图与工艺性能的关系。 （3） Fe-Fe3 C 相图： Fe 的同素异构现象； Fe-Fe3 C 相图的组元； Fe-Fe3 C 相图中的基本相； Fe-Fe3 C 相图的重要点线。（4）典型 Fe － C 课程教学要求：了解纯金属和合金结晶过程，了解合金相与组织的概念，熟悉二元合金状态图和铁碳合金状态图及其应用。 第四章 钢的热处理原理 课程教学内容：钢在加热时的转变、钢在冷却时的转变、钢的退火和火、钢的退火和火、钢的淬火、钢的回火、钢的淬透性、钢的表面处理。 课程的重点、难点：（1）钢在加热过程中的组织转变：钢的临界点； A 化的转变温度；共析钢 A 化的过程；影响 A 化的因素；（2）过冷 A 等温转变曲线（ TTT 图）；共析钢过冷 A 等温转变以及产物组织特征、性能特点；马氏体转变的实质和马氏体转变的特征；影响 “C” 曲线的因素；过冷 A 的连续冷却转变（ CCT 图）； “C” 曲线的应用。（3）钢的退火和正火：完全退火、不完全退火（球化退火）、扩散退火（均匀化退火）、再结晶退火、去应力退火（低温退火）的温度、组织和目的；正火的温度、组织和目的；正火与完全退火的比较。（4）钢的淬火和回火：淬透性和淬硬性的概念影响淬透性的因素及淬透性的应用；回火的温度与组织、性能的关系；调质与正火的区别。 课程教学要求：?通过本章的学习，熟悉钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形态和性能。掌握退火、正火、淬火、回火及表面热处理的工艺特点和应用。了解常见热处理缺陷、产生原因及预防措施。 第五章 金属的塑性变形与再结晶 课程教学内容：金属的塑性变形、塑性变形对金属组