010132300-6机械工程材料教学大纲

1、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基础知识的

2、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

3、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

4、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）

5、、平时成绩（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

6、。三、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机械零件的失效与选材447.1机械零件的

7、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：1）掌握晶体概念，晶面、晶向，三种常见晶体晶格。2）

8、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）

9、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 :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

10、。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）具体内容：1） 掌握碳钢、合金结构钢、 工具钢、特殊性

11、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 金的分类及应用。重点：

12、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