1、百度文庫工程材料及其成型基礎課程教學大綱(Fundamentals of Engineering Material and TheirManufacturing Technology )課程編號：011103學 分：4學 /時：78 (其中：講課學時：68 實驗學時：10 上機學時：0 )先修課程：畫法幾何與機械制圖后續課程：機械設計、金屬切削原理與刀具、機械制造工藝學適用專業：機械設計制造及其自動化開課部門：機械工程學院一、課程的性質與目標工程材料及其成型基礎課程是以材料成形與加工工藝為主的工藝技術性 基礎課。它是對工科大學生進行現代機械工程制造技術和綜合工程素質教育的重 要基礎課程。通過本

2、課程學習，應達到以下基本要求：1、%掌握常用工程材料的性能、結構、牌號和應用范圍。2、熟悉鐵碳合金狀態圖，并能據圖分析碳鋼成分、組織和性能之間的關系。3、了解金屬熱處理的基本原理，熟悉常用熱處理方法及其應用。 /4、了解常用非金屬材料的組成、特性及應用；5、熟悉鑄造、壓力加工和焊接方法的基本原理、現代技術、工藝特點和應 用范圍。6、了解零件結構工藝性的基本知識，能改進較明顯不合理的結構設計。7、了解選擇材料及加工方法的經濟性，具有選擇材料、毛坯和制定簡單零件加工工藝規程的能力。二、課程的主要內容及基本要求第0章 緒論（2學時）知識點'機械制造基礎課程主要內容和機械制造技術發展概況，機械

3、產品生產全過/程概念，材料成形與加工在機械工業中的地位和作用，學習本課程的要求和方法。'重點機械產品生產全過程概念，材料成形與加工在機械工業中的地位和作用。難點機械產品生產全過程概念，材料成形與加工在機械工業中的地位和作用。基本要求明確本課程的作用與學習內容和方法。第1章金屬材料的力學性能（3學時）知識點 材料的力學性能：強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度等。重點強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度的概念。難點/強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度的區分理解。基本要求/掌握機械行業中常用金屬材料的力學性能指標。實踐與練習、/本部分內容建議開設“硬度實驗”。通過實驗讓學生進一步理解硬度

4、測量的原理，掌握布氏硬度、洛氏硬度的測量方法。1、彈性模量E的工程含義是什么？它和零件的剛度有什么關系？2、何謂硬度？簡述布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度的試驗原理及應用范圍。3、疲勞破壞是怎么產生的？提高零件疲勞強度的方法有哪些？第2章金屬及合金的結構與結晶（7學時）、知識點/金屬的結構與結晶，晶體與非晶體，三種常見的晶格類型，多晶體、金屬 的缺陷及其對金屬性能的影響，結晶的概念，結晶的基本過程,'結晶過程對晶粒 大小的影響。合金的結構與相圖。重 點金屬的特性，金屬的晶體結構，晶體缺陷，金屬的結晶，合金的概念，固 態合金中的相結構，二元合金相圖。難 點位錯、過冷度、二元合金相圖。基本要求

5、掌握金屬的特性、晶體結構、晶體缺陷、金屬的結晶過程，熟練掌握二元 合金相圖。實踐與練習'1、何謂晶體、晶格、晶胞？常見的晶格類型有哪些及代表金屬？2、簡述金屬的結晶過程。3、晶粒大小對金屬力學性能有何影響，影響晶粒度的因素有？/第3章鐵碳合金相圖（10學時）/知識點/鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體的定義，符號，性能與特點， 鐵碳合金狀態圖，圖形的特征點，線和區域組織，典型鐵碳合金的平衡結晶過程， 鐵碳合金成分、組織和性能的關系。重 點同素異構轉變的概念、鐵素體、奧氏體、滲碳體的概念及其特性、鐵碳合金相圖、含碳量對鋼組織與性能的影響。難 點/人、相與組織的區分，鐵碳合金狀態圖，鐵

6、碳合金相圖的特征點、線和區域組 織，典型鐵碳合金的平衡結晶過程，含碳量對鋼組織與性能的影響。基本要求/熟練掌握同素異構轉變的概念、 鐵素體、奧氏體、滲碳體的概念及其特性, 會默畫出鐵碳合金相圖，掌握各種典型鐵碳合金的平衡結晶過程及含碳量對鋼組 織與性能的影響。/實踐與練習本部分內容建議開設“顯微鏡的構造與使用”、“鐵碳合金平衡組織觀察”兩個實驗。通過“顯微鏡的構造與使用”實驗讓學生了解金相顯微鏡的構造和工, 作原理，掌握其使用的方法；通過“鐵碳合金平衡組織觀察”讓學生進一步理解 鐵碳合金相圖的相關知識點，掌握平衡狀態下的各種不同含碳量的鐵碳合金的組 織及其性能上的差別、含碳量對其組織和性能的影

7、響。1、何謂鐵素體、滲碳體、奧氏體，寫出它們的符號，簡述其特性。2、畫出鐵碳合金相圖，說明其中各點、線的含義，并標出各區域的組織。3、根據鐵碳合金相圖畫出亞共析鋼、過共晶白口鑄鐵的冷卻曲線。第4章 鋼的熱處理（10學時）知識點/熱處理的定義，目的，分類及其在機械制造中的地位， 奧氏體的形成過程, 奧氏體晶粒長大及其控制，過冷奧氏體的等溫轉變，高溫轉變產物的組織形態及 性能，退火的種類，目的，工藝及應用，正火的目的，工藝及應用，退火與正火 選擇，淬火的目的及應用，淬透性的概念，影響淬透性的因素，淬透性與零件設 計的關系，常見的淬火缺陷及其預防措施，回火的目的，回火工藝及其對組織和 性能的影響，回

8、火脆性，調質的概念，鋼的表面熱處理，滲碳、氮化、碳氮共滲 及其它化學熱處理簡介，可控氣氛熱處理，真空熱處理，形變熱處理，復合熱處 理，其它表面處理技術。重點鋼在加熱時奧氏體的形成及晶粒大小和影響因素、過冷奧氏體的等溫及連 續轉變曲線、鋼的退火與正火、鋼的淬火與回火、鋼的淬透性與淬硬性、鋼的表 面熱處理。難點/過冷奧氏體的等溫及連續轉變曲線、鋼的淬透性與淬硬性的區分、各種熱 處理工藝的選擇。基本要求/ 掌握鋼在加熱和冷卻時的轉變規律和各種熱處理方法。實踐與練習本部分內容建議開設“鐵碳合金非平衡組織觀察”實驗，通過實驗讓學生理解熱處理的作用以及對鋼鐵材料組織、性能變化的影響。1、何謂熱處理？可分為

9、哪幾類？2、簡述奧氏體加熱時候的轉變。3、什么是臨界冷卻速度，有何重要意義？4、什么是退火、正火、淬火、和回火？ 5、常見的表面熱處理方法有哪些，分別用于什么情況下？第%5章工業用鋼（8學時）知識點鋼的分類、碳及其雜質對鋼性能的影響，合金元素在鋼中的作用，結構鋼, 工具鋼，特殊性能鋼。重點/鋼中的常存雜質，合金元素在鋼中的作用，普通與優質碳素結構鋼的牌號， 成分、性能和用途。低合金結構鋼、低碳合金結構鋼，中碳合金結構鋼、彈簧鋼 及滾動軸承鋼的牌號、成分、熱處理的特點和用途，刃具鋼（碳素刃具鋼、低合金刃具鋼、高速鋼），模具鋼及量具鋼的牌號、成分、熱處理的特點和用途，不 銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼。難點

10、合金元素在鋼中的作用、各種鋼的應用。基本要求/掌握鋼的分類和牌號表示方法以及應用，了解合金元素在鋼中的作用。實踐與練習/'1、鋼中常存雜質有哪些，其作用分別是什么？2、合金元素在鋼中有何作用？3、什么是調質鋼？調質鋼分為哪幾類？簡述調質鋼的熱處理過程。4、試比較冷作模具鋼與熱作模具鋼的性能要求， 并簡單分析這兩種模具鋼 的成分特點及用途。5、常見的特殊性能鋼有哪些？第6章有色金屬及其合金（4學時）知識點鋁及鋁合金、銅及銅合金、滑動軸承合金。重點工業純鋁，鋁合金，工業純銅，銅合金，軸承合金的性能與組織，常用滑 動軸承合金。難點各種有色金屬的應用。基本要求/掌握各種有色金屬的牌號表示方法了

11、解其應用。實踐與練習/本部分內容建議開設“有色金屬組織觀察”實驗，通過實驗讓學生進一步了解有色金屬組織與黑色金屬組織之間的差別以及常見有色金屬組織性能上的 特點。1、鋁合金共分為哪幾類？鋁合金的強化方式有哪幾種?2、黃銅的含鋅量是如何影響其力學性能的？3、如何滿足滑動軸承合金的性能及組織的要求？第7章非金屬材料及新型材料 （2學時）知識點/高分子材料、工業陶瓷、復合材料、納米材料、超導材料、貯氫材料、形 狀記憶材料、非晶態合金。重 點/常用的高分子材料、工業陶瓷、復合材料。難 點常用的高分子材料、工業陶瓷、復合材料的應用。基本要求掌握常用的高分子材料、工業陶瓷、復合材料，了解一些新型材料。實踐

12、與練習1、塑料的主要成分是什么，分別起什么作用？2、試比較熱塑性塑料和熱固性塑料的結構和性能特點。第8章 鑄造（6學時） 知識點合金的鑄造性能、常用鑄造合金、砂型鑄造、鑄件工藝的制定原則及結構 工藝性、特種鑄造。重 ,點/合金的流動性，流動性對鑄件質量的影響，影響流動性的因素，合金的收 縮，影響收縮的主要因素，縮孔的形成及預防措施，鑄件內應力、變形和裂紋形 成及其防止，工藝設計內容：確立澆注位置，分型面，選擇主要工藝參數，設計 澆注系統及繪制鑄件圖，鑄件結構工藝性與合金鑄造性能的關系， 鑄件結構工藝 性對鑄造工藝過程的影響，鑄件結構設計：鑄件外形設計，鑄件內腔與孔洞設計， 鑄件壁厚設計。難 點

13、鑄造內應力與變形裂紋、鑄件工藝的制定原則及結構工藝性。基本要求熟悉合金的鑄造性能和常用的鑄造合金，掌握砂型鑄造的各種方法和鑄件 工藝的制定原則及結構工藝性。實踐與練習/1、常用的鑄造合金有哪些，分別有什么特點？2、什么是合金的流動性，提高合金流動性的主要措施有哪些？3、縮孔和縮松是怎么形成的？防止措施有哪些？/4、鑄造應力有哪幾種？形成原因是什么？5、確定澆注位置和分型面的原則是什么？6、零件、鑄件、模樣三者在尺寸與形狀上有何區別？第9章金屬壓力加工（6學時）知識點金屬塑性成形概述，金屬塑性成形工藝種類，金屬塑性變形的實質和塑性 變形過程中的組織與性能，金屬的鍛造性及影響成形的因素，鍛造，板料

14、沖壓。重點金屬塑性成形的條件、實質和塑性變形過程中的組織性能特點，再結晶溫 度，加工硬化，金屬的冷變形與熱變形，自由鍛造，模膛鍛造，鍛造工藝設計內 容：確定機械加工余量，鍛件公差，余塊，繪制鍛件圖，計算坯料質量和尺寸， 確定加熱與冷卻規范，沖壓特點與基本工序，沖模的分類及結構特點，沖壓件的 結構工藝性。難點、/鍛造工藝設計，沖模的結構，沖壓件的結構工藝性。基本要求/掌握金屬塑性變形的實質，熟悉各種金屬塑性成形工藝、鍛造和沖壓工藝 設計的內容、鍛模和沖模的結構特點。實踐與練習1/1、何謂塑性變形？塑性變形的實質是什么？2、何謂冷變形強化？它對工件性能和加工過程有何影響？冷變形強化在生產中有何實用

15、意義？3、何謂回復與再結晶它們對金屬的組織及性能有何影響？4、如何提高金屬的塑性？常用措施是什么？ 5、何謂鍛件基本尺寸、鍛件公差、始鍛溫度、終鍛溫度？6、何謂單工序模、連續模、復合模，各有何特點？ / 第10章 焊接（6學時）知識點金屬熔焊，電弧焊，其他焊接方法，常用金屬材料的焊接，焊接結構設計。重點焊接的分類、特點，焊接工件上溫度的變化與分布，焊接接頭金屬組織與 性能的變化，改善焊接熱影響區組織性能的方法， 焊接應力與產生原因，防止變 形措施，焊接結構件材料的選擇，焊接方法的選擇，焊接接頭工藝設計規范，典 型焊件的工藝設計。難點焊接應力與產生原因，防止變形措施，焊接結構件材料的選擇，焊接方

16、法 的選擇，焊接接頭工藝設計規范，典型焊件的工藝設計。基本要求掌握焊接的分類和特點，熟悉常見的焊接工藝和典型焊件的工藝設計。實踐與練習1、什么叫焊接熱影響區？低碳鋼焊接熱影響區的組織與性能如何？/2、焊接應力與變形的原因是什么？焊接變形的基本形式有哪幾種？3、何謂金屬的焊接性?'鋼材的焊接性主要取決于什么因素？4、何謂焊件的結構工藝性？保證焊件結構工藝性良好的一般原則有哪些？第11章機械零件材料及成型方法選用（4學時）知識點零件失效的定義、類型、原因及分析方法，選材的一般原則與程序，齒輪 類及軸類零件的選材及改性方法示例，毛坯成型方法選用原則，選擇毛坯的依據, 典型機械零件毛坯成型方法

17、選用示例。重點/零件失效的原因及分析方法，齒輪類及軸類零件的選材及改性方法，毛坯 成型方法選用原則，典型機械零件毛坯成型方法選用。難/點齒輪類及軸類零件的選材及改性方法，毛坯成型方法選用原則，典型機械零件毛坯成型方法選用。基本要求掌握零件失效的原因及分析方法、毛坯成型方法選用原則。實踐與練習1、機械零件有哪些失效形式？失效的基本原因有哪些？它們要求材料的主要性能指標分別是什么？2、選材應遵循哪些原則？3、零件毛坯選擇有哪些基本原則？'4、按形狀和用途不同，常用機械零件有哪些主要類型？三、學時分配 章 目講課實驗上機合計緒論2第一章 金屬材料的力學性能32第二章 金屬及合金的結構和結晶7

18、第三章鐵碳合金相圖104第四章鋼的熱處理102第五章工業用鋼8第六章有色金屬及其合金42第七章非金屬材料及新型材料 /2第八章鑄造/6第九章金屬壓力加工一6 第十章焊接/6第章機械零件材料及成型方法選用4合計681078四、考核模式與成績評定辦法考核方式：考試。成績評定：期評成績=期末考試卷面成績X 70%+平時成績X 10%+實驗成 績X20%的辦法進行。實驗成績根據實驗記分冊成績給出，平時成績根據實際作 業、課堂出勤率與表現等情況評定，具體結果參照教師日志。五、選用教材和主要參考書推薦教材：1、機械工程材料與熱加工工藝第一版，梁戈；機械工業出版社，2006年7月。2、機械制造基礎第一版，陳儀先；中國水利水電出版社，2005年1月。主要參考資料：1、工程材料與機械制造基礎，齊樂華 楊方;/高等教育出版社，2006 年7月/六、大綱說明1、本課程是一門實踐性很強的課程. 本課程開始前，必須完成金工實習和 機械制圖課程的教學內容。本課程所開設的實驗參考工程材料及其成型基礎 課程實驗教學大綱。2、本課程以各種加工工藝的基本原理、工藝分析和結構工藝性為重點，注 意學生素質與綜合分析能力培養。要特別注意貫徹啟發式的教學方法，破除滿堂 灌式的教學方法。建議采取靈活多樣的教學方式，并輔