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1、3机械工程材料教学大纲3-机械工程材料教学大纲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 通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及

2、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

3、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： 通过学习，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习的主观能动性，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

4、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 学习本课程前,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）对习题课、实践环节的要求 习题要求：每部分教学内容结束后，结合重点和难点内容，安排适当、适量习题；习题类型有论述型、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）、平时成绩（包括作

5、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

6、、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1概述 工程材料的力学性能 22强度与塑性 硬度 冲击韧度 疲劳强度22金属材料的基础知识662.1 金属的晶体结构 合金的相结构22.2 纯金属的结晶 合金结晶 22.3 铁碳合金相图23金属的塑性变形与再结晶22金属的塑性变形与再结晶24钢的热处理444.1钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变24.2钢的退火和正火 钢的淬火 钢的回火25金属材料 885.15.1 工业用钢（碳钢、合金钢结构钢)45.25.2 铸铁25.35.3 有色金属及合金（铝及铝合金，铜及铜合金）26非金属材料446.1高分子材料26.2陶瓷材料 复合材料27机械零件的

7、失效与选材447.1机械零件的失效与失效分析选材的基本原则27.2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28新材料和新工艺 考试22合计3232四、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:02.1 金属的晶体结构2.2 合金的相结构 （讲课2学时）具体内容:

8、 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。习 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、铅锡合金的平衡结晶过程。重 点：变质处理。固溶体成分的分析。难 点：固溶体成分的分析。习 题：铅锡合金的平衡结晶过程。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）的平衡结晶过程。明

9、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）平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）平衡结晶过程的组织分析。习 题: 铁碳合金（碳钢部分）平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。习 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:

10、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。习 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

11、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 习 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。习 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

12、分类及应用。重 点：铝合金的分类，时效强化应用。铝硅合金的应用。难 点：时效强化。习 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习 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