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010132300-机械工程材料教学大纲

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《机械工程材料》课程教学大纲
课程代码:010132300 课程英文名称: Machinery engineering materials 课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0 适用专业:机械类各专业 大纲编写(修订)时间:2012.3

一、大纲使用说明
(一)课程地位及教学目标 (1)课程地位 机械工程材料是机械类专业的一门专业基础课, 为必修课。 该课程从机械工程的应用角度出 发,阐明机械工程材料的基本理论,了解材料的成分、加工工艺、组织、结构和性能之间的关系, 介绍常用机械工程材料的基本理论及基本知识。 (2)教学目标 通过学*, 在掌握机械工程材料的基本理论及基础知识的基础上, 掌握常见机械工程材料的 力学性能指标, 具备根据机械零件使用条件和性能要求, 对结构零件进行合理选材及制定零件工 艺路线的能力。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 (1)知识方面的基本要求: 掌握晶面、晶向、位错、过冷度、晶核成长 滑移、加工硬化、再结晶 固溶体、化合物、匀 晶相图 铅锡二元共晶相图 纯铁、铁碳合金相图分析。 掌握珠光体、贝氏体、马氏体、 C 曲线,退火、正火、淬火、回火。 掌握碳钢、普低钢、渗碳钢、调制钢、弹簧钢 高速钢、模具刚 不锈钢、耐热钢、耐磨钢 、 灰口铸铁、球铁 铝合金、铜合金。 掌握基本概念、高分子材料性质 通用塑料、工程塑料 常用橡胶、老化及防止、常用合成胶 粘剂。 掌握陶瓷材料、复合材料的分类、性能、特点、应用。 (2)能力方面的基本要求: 通过学*,使学生能够根据实际应用情况合理选用材料,制定正确工艺路线 (3)技能方面的基本要求: 使用常用热处理设备及典型性能表征仪器。 (三)实施说明 1.教学方法: 教学以课堂讲授为主,对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程 既具有理论性又具有实践性, 因此在教学过程中要注意理论联系实际, 通过实例锻炼学生分析解 决问题的能力。 采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;通过作业调动学生学* 的主观能动性,培养学生的自学能力。 2.教学手段:本课程属于技术基础课,在教学中采用电子教案、CAI 课件及多媒体教学系 统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。 (四)对先修课的要求 学*本课程前,学生应学完金属工艺学、 材料力学等相关课程,对金属材料的理论和性能有一 定的掌握。

(五)对*题课、实践环节的要求 *题要求:每部分教学内容结束后,结合重点和难点内容,安排适当、适量*题;*题类型 有论述型、计算型和工艺设计型。 无实验。 (六) 课程考核方式 1.考核方式:考查 2.考核目标:在考核学生对机械工程材料基本知识、基本理论的基础上,重点考核学生对 轴类零件、齿轮类零件和刀具零件的加工工艺路线及组织、性能的理解和应用。 3. 成绩构成:期末考试成绩(开卷笔试、小论文) 、*时成绩(包括作业、小测验、提问、 出勤等)成绩的总和。 (七)参考书目 《机械工程材料》 赵程, 机械工业出版社 、 《工程材料》第三版. 郑明新,清华大学出版社 《金属材料及热处理》 史美堂.,上海科学出版社 , 《金属学及热处理》 王健安,机械工业出版社 , 《金属工艺学》. 王东升,浙江大学出版社

二、中文摘要
《机械工程材料》是机械设计、机械设计汽车拖拉机专业、装备制造类专业的的专业基础 课,讲授金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料、功能材料知识,并阐明它们之间的联系, 帮助学生正确地选择材料和使用材料。其中以金属材料为主,特别讲授钢铁材料,碳钢和合金钢 是重点。要求学生掌握轴类零件、齿轮类零件、刀具类零件的生产工艺路线,组织、性能和应用。

三、课程学时分配表
序号 1 2 2.1 2.2 2.3 3 4 4.1 4.2 5 5.1 5.2 5.3 6 6.1 6.2 概述 教学内容 工程材料的力学性能 冲击韧度
合金的相结构 合金结晶

学时 2 疲劳强度 6

讲课 2 2 6 2 2 2

实验

上机

强度与塑性 硬度 金属材料的基础知识
金属的晶体结构 纯金属的结晶 铁碳合金相图

金属的塑性变形与再结晶
金属的塑性变形与再结晶

2 4

2
2

钢的热处理
钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转变 钢的退火和正火 钢的淬火 钢的回火

4 2 2

金属材料
5.1 工业用钢(碳钢、合金钢结构钢) 5.2 铸铁 5.3 有色金属及合金 (铝及铝合金, 铜及铜合金)

8

8 4 2 2

非金属材料
高分子材料 陶瓷材料 复合材料

4

4 2 2

7
7.1 7.2

机械零件的失效与选材
机械零件的失效与失效分析 选材的基本原则 典型工件选材及工艺路线设计 1、齿轮选材 2.轴类零件选材

4

4 2 2

8

新材料和新工艺

考试 合计

2 32

2 32

四、教学内容及基本要求
第 1 部分 概述 工程材料的力学性能 总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容: 1) 明确本课程的内容、性质和任务; 2) 掌握机械工程材料的力学性能指标。强度、硬度、塑性、韧性、疲劳、耐磨性。 重 点: 强度、硬度、塑性、韧性的概念及测试设备。 第 2 部分 金属材料的基础知识 总学时(单位:学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0 2.1 金属的晶体结构 2.2 合金的相结构 (讲课 2 学时) 具体内容: 1) 掌握晶体概念,晶面、晶向,三种常见晶体晶格。 2) 掌握相、固溶体、化合物、固溶强化概念。 重 点: 体心、面心立方晶格。固溶体概念,固溶强化。 难 点: 相的概念,固溶体、化合物的概念。 * 题: 固溶强化的概念和应用举例。 第 2.3 纯金属的结晶 2.4 合金结晶 (讲课 2 学时) 具 体 内 容: 1)掌握过冷度、变质处理。 2)掌握铜镍、铅锡合金的*衡结晶过程。 重 点: 变质处理。固溶体成分的分析。 难 点: 固溶体成分的分析。 * 题: 铅锡合金的*衡结晶过程。 第 2.5 铁碳合金相图(讲课 2 学时) 具体内容: 1) 掌握铁碳合金相图的点、线及各个区域的意义。 2) 掌握铁碳合金(碳钢部分)的*衡结晶过程。明确对相图对热处理、铸造、压力加工、 焊接的指导意义。 重 点:

铁碳合金(碳钢部分)*衡结晶过程的组织分析。相图对热处理的指导意义。 难 点: 铁碳合金(碳钢部分)*衡结晶过程的组织分析。 * 题: 铁碳合金(碳钢部分)*衡结晶过程的组织分析。 第 3 部分 金属的塑性变形与再结晶 总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容: 掌握加工硬化、回复、再结晶的概念。明确冷热加工的区别。 重 点: 掌握加工硬化、回复、再结晶的概念。三个重要概念的实际应用, 难 点: 加工硬化的成因。 * 题: 加工硬化、回复、再结晶的实际应用。 第 4 部分 钢的热处理 总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 具体内容: 1) 了解热处理的发展。 2) 了解热处理设备的构造。 3) 掌握共析碳钢过冷奥氏体等温转变的产物。 4) 掌握退火、正火、淬火、回火的概念,操作、组织、性能及应用。 重 点: 共析碳钢过冷奥氏体等温转变的产物。退火、正火、淬火、回火的概念,操作、组织、性能 及应用 难 点: 共析碳钢过冷奥氏体等温转变的产物。退火、正火、淬火、回火组织。 * 题: 共析碳钢过冷奥氏体等温转变的产物。退火、正火、淬火、回火的概念,操作、组织、性能 及应用 第 5 部分 金属材料 总学时(单位:学时):8 讲课:8 实验:0 上机:0 第 5.1 部分 工业用钢(碳钢、合金钢结构钢、工具钢、特殊性能钢)(讲课 4 学时) 具体内容: 1) 掌握碳钢、合金结构钢、工具钢、特殊性能钢的概念,典型钢种的成分、组织、性能及应
用。

2) 掌握弹簧、齿轮、轴、刀具的生产工艺路线。热处理的组织。 重 点: 弹 簧、齿轮、轴、刀具的生产工艺路线。热处理的组织。 难 点: 热处理的组织 * 题: 弹簧、齿轮、轴、刀具的生产工艺路线、性能及应用。 第 5.2 部分 铸铁(讲课 2 学时)

具体内容: 掌握铸铁的概念,组织,分类及应用。 重 点: 铸铁的应用。 难 点: 铸铁的组织。 * 题: 铸铁的应用举例。 第 5.3 部分 有色金属及合金(铝及铝合金,铜及铜合金)(讲课 2 学时) 具体内容: 掌握铝合金的分类,铝铜、铝硅合金的组织,性能及应用。时效强化的概念及应用。铜及铜合
金的分类及应用。 重 难 点:铝合金的分类,时效强化应用。铝硅合金的应用。 点:时效强化。

* 题:时效强化的应用。 第 6 部分 非金属材料 总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 第 6.1 部分 高分子材料(讲课 2 学时) 具体内容: 1) 了解高分子材料的发展。 2) 掌握高分子材料的概念,分类。塑料的分类、特点及应用。 3) 了解橡胶、纤维的特点及应用。 重 点:塑料的特点及应用。 第 6.2 部分 陶瓷材料 复合材料(讲课 2 学时) 具体内容: 1) 了解陶瓷材料、复合材料的概念和发展。 2) 掌握典型的普通陶瓷、特种陶瓷性能及应用。 3) 掌握玻璃钢的特点及应用。 第 7 部分 机械零件的失效与选材 总学时(单位:学时):4 讲课:4 实验:0 上机:0 第 7.1 部分 机械零件的失效与失效分析 选材的基本原则 (讲课 2 学时) 具体内容: 掌握零件的失效形式。掌握选材的基本原则。 第 7.2 部分 典型工件选材及工艺路线设计(齿轮选材 轴类零件选材)(讲课 2 学时) 具体内容: 掌握齿轮、轴的选材。 重 点: 掌握齿轮、轴的选材。 难 点: 齿轮、轴的热处理组织分析 * 题: 齿轮、轴的选材,加工工艺路线。 第 8 部分 新材料和新工艺 考试 总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0

具体内容: 了解概述新材料、新工艺。 开卷考试或论文

编写人:金光 审核人: 娄长胜 批准人: 张罡




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