《工程材料及成型技术》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称工程材料及成型技术Engineering Material and Forming Technology课程代码082102101204课程属性学科基础课时/学分40/2.5课程性质必修实践学时6责任教师 课外学时课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修课程介绍课程描述： 本课程是机械类专业的技术基础课，为机械设计、机械制造工艺学等机械类专业课程提供工程材料及其成型技术等方面的基本知识。本课程的主要内容如下：（1）常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系及其用途。（2）金属材料热处理（如：退火、正火

2、、淬火、回火）和零件表面热处理的工艺特点及应用。（3）常用工程材料的种类、牌号、性能及用途。（4）常用工程材料成型工艺的种类、特点及其应用。（5）典型机械零件材料及成型工艺的选用。本课程学生应掌握材料与成型技术的基本原理、基本知识和工程应用的能力，了解工业产品的设计、选材、加工三者之间的关系。为后续专业课学习和毕业后从事机械设计和制造方面的工作打下一定的工程材料选择和应用的基础。设计思路： 本课程以工程材料及其成型工艺为研究对象，围绕机械零部件设计和制造中的选材和成型两个主要环节，讲授工程材料及其成型工艺的基本知识，并将其应用到机械零部件的设计和加工工艺中。实践环节以金属材料的硬度实验、铁碳合

3、金平衡组织的金相分析实验、碳钢的热处理实验为主。通过学习本课程，使机械专业大学生了解工程材料的一般知识，了解常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系，培养学生具有使用和选择工程材料及成型工艺的能力，掌握制造金属零件基本成型工艺的基本知识。开课依据：对毕业要求的能力支撑矩阵。本课程是培养本科生从事机械设计和机械制造等领域工作的专业基础课程，为达成机械设计制造及其自动化专业毕业生能力矩阵1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.5项要求见下表。序号授课内容机械设计制造及其自动化专业毕业生能力要求1.41.62.12.22.32.51工程材料的基础知识2金属材料热处理3金属材料4工程材料的成型

4、工艺5典型零件的材料及成型工艺选择课程内容包括五个模块：工程材料的基础知识（工程材料的结构与性能、金属材料的凝固与固态相变）、金属材料热处理、金属材料、工程材料的成型工艺、典型零件的材料及成型工艺选择。（1）工程材料的基础知识本模块内容为本课程的理论基础，重点讲授两部分内容：1）工程材料的结构与性能：从工程材料的微观结构探索其宏观性能，主要讲授原子（或分子）的相互作用、晶体材料和非晶态材料的原子排列等，并介绍工程材料的性能，为在机械设计中选择材料打下基础。2）金属材料的凝固与固态相变：讲授纯金属和合金的结晶和凝固原理、铁碳合金平衡态的相变基础；特别讲授钢在加热时和冷却时的转变规律，为后续金属材

5、料的热处理打好基础。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案、多媒体课件和课程实验，重点强调工程材料的理论知识的学习。根据课程内容，该部分安排两次实验：金属材料的硬度实验和铁碳合金平衡组织的金相分析实验，通过实验加深对理论学习内容的理解。（2）金属材料热处理本模块主要内容为金属材料热处理的基本概念及其在机械设计和制造中的应用。重点讲授钢的退火、正火、淬火和回火“四把火”的基本原理与应用；同时介绍钢的化学热处理和表面淬火以及钢的淬透性、固溶热处理与时效强化等内容。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案、多媒体课件和课程实验，使大学生掌握金属材料热处理的基本原理及其应用，并利用课程实

6、验，加深对热处理概念的理解，在机械设计和制造中得到实践。（3）金属材料本模块内容主要以工业用钢为研究对象，重点讲授结构钢、工具钢、特殊性能钢和铸铁的特点及其应用；介绍铝及其合金、铜及其合金、轴承合金的特点及其应用。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，使大学生了解各种金属材料的特点及其选用等知识点。（4）工程材料的成型工艺本模块内容主要以金属材料为研究对象，重点讲授铸造、焊接、金属的塑性加工基本概念，介绍各种成型工艺的结构工艺性及其应用。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，使大学生了解各种成型工艺的特点及其选用等知识点。（5）典型零件的材料及成型工

7、艺选择本模块内容为本课程的综合应用环节，以典型零件为例，将前面章节所学的工程材料、热处理方法和成型工艺等内容在零件加工工艺中选择应用。重点讲授轴类零件和盘类零件的选材方法、加工工艺选择和热处理方法选择。本模块的课程内容以课堂讲授为主，辅助以电子教案和多媒体课件，使大学生理解工程材料及成型工艺选用的基本原则，了解具体成形方法及改性工艺的选用，掌握典型零件的材料及成型工艺选择。课程与其他课程的关系：先修课程：材料力学。本课程与先修课程材料力学密切相关。在材料力学中，初步介绍了金属材料的各种力学性能的概念，如塑性、强度和韧性，在本课程中多处得到应用。在材料力学课程中所学的关于材料变形和应力等概念对于

8、理解本课程的工程材料的塑性变形、金属材料成型工艺有很大帮助。在本课程中，以工程材料及其成型工艺为核心，对各种工程材料的性能、热处理方法及其成型工艺的基本概念、选择和应用进行深入学习。后置课程：机械设计及其课程设计、机械制造工艺学及其课程设计、毕业设计等。本课程为机械类专业的技术基础课，在后续的多门机械专业课程中得到应用，特别是为后续的机械设计及其课程设计、机械制造工艺学及其课程设计、以及毕业设计等课程打下基础。二、课程目标通过对本课程的学习，使学生了解工程材料的一般知识，了解常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系，培养学生具有使用和选择工程材料及成型工艺的能力，掌握制造金属零件基本成型工

9、艺的基本知识，为后续专业课学习打下基础。学生可以将工程材料及其成型工艺的基本知识应用到机械设计、机械制造和装配过程中；具备基本的工程材料、成型工艺和热处理方法选择和应用能力；在机械设计、制造和实验方面，培养学生耐心细致的科学态度。三、学习要求基本要求：学生应该掌握工程材料的基本特点和选择方法、热处理工艺的基本概念和选择方法、各种成型工艺的特点及其应用。在机械设计和制造中能够灵活地综合选择工程材料、成型工艺和热处理方法。（1）掌握工程材料的一般知识，了解常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系及其用途。（2）掌握退火、正火、淬火、回火和零件表面热处理的工艺特点及应用。（3）掌握金属零件的基本

10、成型工艺，如铸造、锻造、焊接等的基本知识及其应用。（4）使学生具有使用和选择工程材料及成型工艺的能力，为后续理论课程学习、生产实习、课程设计和毕业设计打下良好基础。四、教学进度序号专题或主题计划课时主要内容概述实验实践内容或课外练习等1绪论2课程概况；本课程的内容和任务；学习本课程的方法。2工程材料的结构与性能4材料原子（或分子）的相互作用；晶体材料的原子排列；非晶态材料中的原子排列；合金的晶体结构；高聚物的晶体结构；陶瓷的结构；工程材料的性能。金属材料的硬度实验（2学时）3金属材料的凝固与固态相变8纯金属的结晶； 合金的凝固；铁碳合金平衡态的相变基础；钢在加热时的转变；钢在冷却时的转变。铁碳

11、合金平衡组织的金相分析实验（2学时）4金属材料的塑性变形2单晶体和多晶体的塑性变形；金属的形变强化；塑性变形金属在加热时组织和性能的变化；塑性加工性能及影响因素。5金属材料热处理8退火与正火；钢的淬火；钢的表面淬火；钢的回火；钢的淬透性；固溶热处理与时效强化；钢的化学热处理。碳钢的热处理实验（2学时）6金属材料4工业用钢概述；合金元素在钢中的作用；结构钢；工具钢；特殊性能钢；铸铁；铝及其合金；铜及其合金；轴承合金。7铸造2砂型铸造及其工艺设计；特种铸造；金属或合金的铸造性能；铸件结构工艺性。常用合金铸件的制造。8塑性加工4锻造成形；板料冲压成形；挤压、轧制、拉拔成形；特种塑性加工方法；塑性加工

12、零件的结构工艺性。9焊接2电弧焊；电阻焊；摩擦焊、钎焊；其它焊接方法；焊接件结构工艺性；常用金属材料的焊接。10非金属材料及其成形1工程塑料及成形工艺。11机械零件材料及成型工艺的选用3工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成形方法及改性工艺的选用；典型零件的材料及成型工艺选择。合计 =SUM(ABOVE) 40（6）五、参考教材与主要参考书1选用教材工程材料及成形技术基础. 吕广庶主编. 高等教育出版社, 2011.2主要参考书1 工程材料与成形技术基础. 鞠鲁粤主编. 高等教育出版社, 2004.2 工程材料及其成型工艺基础. 庞国星主编. 机械工业出版社, 2004.其它与工程材料及成形技术相关的参考书。六、成绩评定（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1.平时成绩：平时作业、 试验成绩、出勤成绩、课题表现等综合考虑30%2.期末考试成绩70%总计100%平时成绩的评分标准：平时成绩的得分等于各项成绩得分乘上各项的权重值。平时成绩的评分标准权重得分平时作业成绩平时作业成绩为各次作业所得成绩的平均值40%0-100实验成绩独立完成实验占