机械工程材料教学大纲

1、机械工程资料授课大纲大纲说明课程代码：3325041总学时：32学时（讲课26学时，实验6学时）总学分：2课程种类：学科基础课，必修适用专业：机械设计制造及其自动化专业预修要求：化学，物理学，工程图学等。一、课程的性质、目的、任务：1、课程的性质本课程是机械工程专业的一门学科基础课。2、课程的目的与任务使学生在获得有关金属学，热办理的基本理论和机械工程资料的一般知识的基础上认识常用机械工程资料的成份、组织和性能之间的关系及其热办理工艺和用途。使学生在学完本课程后，应拥有常用机械工程资料的正确选择，合理使用及其主要办理工艺方案和工艺路线安排等方面也应拥有有关的基础，并为学习其他有关课程和将来从事

2、技术工作准备必要的条件二、课程授课的基本要求：1、理解金属和合金组织构造和结晶过程以及二元合金相图。2、掌握铁碳合金相图的基本理论。3、掌握常用的碳钢、合金钢、铜合金、轴承合金等金属资料（其中钢铁资料为主）的成分、组织、性能和用途基本知识拥有合理采用机械工程资料的初步能力。4、理解和掌握钢铁资料的热办理基根源理，工艺特点和应用范围，初步拥有合理采用资料和热办理方法，确定零件生产过程中热办理工序地址的能力。5、授课方法及现代化授课手段的运用a为了填充学生实践经验少，实质条件差的不足，课堂授课中配以多媒体授课。b习题课和习题的要求由于课时紧张不单独安排习题课，对于作业中出现的问题，在课堂上及时予以

3、解决。每次课后部署1-3题作业，以书中习题为主。三、大纲的使用说明：本大纲适用于机械设计制造及其自动化专业的本科学生。大纲正文第一章金属的力学性能学时：3学时（讲课1学时，实验2学时）本章解说要点：掌握强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲倦强度和断裂韧性的看法。要点：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲倦强度和断裂韧性的看法。强度和塑性一、强度二、塑性硬度一、布氏硬度试验法二、洛氏硬度试验法三、维氏硬度试验法冲击韧性一、摆锤式一次冲击试验二、多次冲击试验疲倦强度断裂韧性第二章金属与合金的晶体构造学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章解说要点：掌握金属与合金的晶体构造以及实质的晶体构造；掌握合金晶体构造

4、的基本看法；理解合金的相构造。要点：金属与合金的晶体构造以及实质的晶体构造；合金晶体构造的基本看法。难点：合金的相构造。金属的晶体构造一、晶体与非晶体二、晶体构造的基本知识三、晶体的各向异性金属的实质晶体构造一、多晶体构造与亚晶粒二、晶体弊端合金的晶体构造一、基本看法二、合金的相构造第三章纯金属与合金的结晶学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章解说要点：掌握纯金属结晶的过程及其基本规律；理解纯金属结晶后的组织；掌握二元合金相图基本种类及合金的冷却过程；掌握合金性能与相图的关系。要点：纯金属以及合金的结晶过程和它们的相图；合金的性能与相图的关系。难点：合金的性能与相图的关系。纯金属的结晶一、

5、冷却曲线与过冷度二、结晶过程及其基本规律三、金属结晶后的晶粒大小四、铸锭的组织合金的结晶一、二元合金相图二、二元合金相图的基本种类及合金的冷却过程合金性能与相图的关系一、合金力学性能与相图的关系二、合金铸造性能与相图的关系第四章金属的塑性变形与再结晶学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章解说要点：掌握金属塑性变形的理论；掌握金属塑性变形对金属组织和性能的影响；掌握塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化。要点：金属塑性变形的理论；金属塑性变形对金属组织和性能的影响；塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化。难点：金属塑性变形经过形变机理的谈论，引入了资料的形变抗力看法，可以加深学生对机械性

6、能指标的理解和对资料增强的理解，同时也为零件的无效解析，供应必要的基础知识。掌握塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化，为金属的热加工供应必要的基础知识。所以本章是本书的一个要点，也是难点。金属的塑性变形一、单晶体的塑性变形二、多晶体的塑性变形塑性变形对金属组织和性能的影响一、晶粒沿变形方向被拉长，性能趋于各向异性二、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化三、晶粒择优取向，形成变形织构四、产生节余应力塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化一、回复二、再结晶三、晶粒长大四、再结晶后的晶粒大小金属的热变形加工一、热变形加工的看法二、热变形加工对金属组织和性能的影响第五章铁碳合金相图与碳钢学时：6

7、学时（讲课4学时，实验2学时）本章解说要点：掌握铁碳合金的基本组织；掌握铁碳合金相图；认识常用碳钢分类、牌号、性能和用途。要点：铁碳合金的基本组织和铁碳合金相图。难点：铁碳合金相图是研究铁碳合金的基础，要求在掌握铁碳合金中各种组织性能特点的基础上，会熟练地解析和运用铁碳合金相图。即要求会熟练解析不同样成分的铁碳合金在结晶过程中的组织变化，以及随合金成分变化时相应的组织变化和由此所引起的性能变化，为正确地认识资料和合理地采用材打下基础这一内容的难度在于铁碳合金相图的解析和运用是金属学基础部分看法的综合运用，学生经常易于掌握单一看法而不善于综合运用。铁碳合金的基本组织一、纯铁的同素异晶转变二、铁碳

8、合金的基本组织铁碳合金相图一、Fe-Fe3C相图解析二、典型铁碳合金的冷却过程及其组织三、含碳量对铁碳合金组织和力学性能的影响四、Fe-Fe3C相图的应用碳钢一、常存杂质对钢性能的影响二、碳钢的分类、牌号、性能和用途第六章钢的热办理学时：8学时（讲课6学时，实验2学时）本章解说要点：掌握钢在加热时的组织转变、钢在冷却时的组织转变、钢的退火与正火、钢的淬火、钢的回火钢的淬透性、钢的表面淬火；认识钢的化学热办理的原理及应用；认识其他热办理工艺（可控气氛热办理、形变热办理、真空热办理、激光热办理）；认识热办理对零件构造设计的要求。要点：掌握加热和冷却过程中的组织转变，会解析和运用过冷奥氏体的转变曲线

9、选择资料和热办理工艺，淬透性曲线及其在选材中的应用。难点：钢铁热办理是改变资料性能的一种重要手段，要求掌握加热和冷却过程中的组织转变，会解析和运用过冷奥氏体的转变曲线选择资料和热办理工艺，淬透性曲线及其在选材中的应用。钢在加热时的组织转变一、奥氏体的形成二、影响奥氏体化的因素三、奥氏体晶粒长大及其控制措施钢在冷却时的组织转变一、过冷奥氏体的等温转变二、过冷奥氏体的连续冷却转变钢的退火与正火一、钢的退火二、钢的正火钢的淬火一、淬火的目的二、淬火工艺三、淬火方法钢的回火一、回火的目的二、淬火钢回火时的组织转变三、淬火钢回火时的性能变化四、回火方法及应用五、回火脆性钢的淬透性一、淬透性的看法二、淬透

10、性的测定方法三、影响淬透性的应素四、淬透性的实质应用钢的表面淬火一、感觉加热淬火二、火焰淬火钢的化学热办理一、钢的渗碳二、钢的渗氮三、钢的碳氮共渗其他热办理工艺简介热办理零件的构造工艺性一、常有热办理弊端二、热办理零件的构造工艺性热办理技术对零件构造设计的要求第七章合金钢学时：4学时（讲课4学时，实验0学时）本章解说要点：掌握合金元素在钢中的作用以及合金钢的分类与编号。认识低合金构造钢与合金构造钢、合金弹簧钢与转动轴承钢、合金工具钢与高速工具钢、特别性能钢的牌号、成分、组织和性能特点和应用。要点：合金元素在钢中的作用，合金钢的分类与编号。难点：合金元素在钢中的作用。合金钢的分类与编号一、合金钢

11、的分类二、合金钢的牌号合金元素在钢中的作用一、合金元素与铁、碳的相互作用二、合金元素对铁碳合金相图的影响三、合金元素对钢热办理的影响低合金构造钢与合金构造钢一、低合金构造钢二、合金构造钢三、其他构造钢简介合金弹簧钢与转动轴承钢一、合金弹簧钢二、转动轴承钢合金工具钢与高速工具钢一、合金刃具钢二、高速工具钢三、合金模具钢四、合金量具钢特别性能钢一、不锈钢二、耐热钢三、耐磨钢第八章铸铁学时：1学时（讲课1学时，实验0学时）本章解说要点：认识铸铁的石墨化，熟悉常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）的牌号、组织、性能和用途，认识合金铸铁。要点：常用铸铁（灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁）的牌号、组织、性能和用

12、途。难点：铸铁的石墨化。铸铁的石墨化常用铸铁合金铸铁第九章有色金属学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章解说要点：认识铝及其合金以及铜及其合金的性能和应用。铝及其合金一、纯铝二、铝合金铜及其合金一、纯铜二、铜合金第十章工程资料的采用学时：2学时（讲课2学时，实验0学时）本章解说要点：掌握零件的无效的原因；掌握选材的一般原则、方法和步骤；认识典型零件的选材与工艺。要点：选材的一般原则、方法和步骤。难点：认识资料性能，初步学会资料选择是本课程的主要目的之一，也是本课程全部内容的综合运用，由于金属资料种类众多，学生不易掌握，应依照学生缺少实践经验，缺少零件服役条件的感性认识的情况，要修业生重视金

13、工工艺的学习和实习，重视各实践环节。在本课程中则重申学生学会运用成分工艺，组织构造和性能的关系来认识金属资料，并组织进行合理选材和零件工艺路线解析的课堂谈论，以对全课程内容进行综合性的归纳和运用。工艺路线解析是本课程的一个重要内容，这是由于热办理是一种调整资料性能的工艺而安排在各工艺之间，经过工艺路线解析，可以认识各加工工艺之间的关系和进一步理解热办理工艺的作用，也为专业课程的学习打下基础。零件的无效一、无效的看法二、无效的形式三、零件无效的原因选材的一般原则方法和步骤一、选材的一般原则二、选材的方法和步骤典型零件的选材与工艺本课程对学生自学的要求由于金属资料种类众多，学生不易掌握，且学生缺少

14、实践经验，缺少零件服役条件的感性认识，要修业生重视各实践环节，针对课程内容多课时紧的情况，要修业生的确在课前做好预习课后做好复习工作。学时分配表学时序号内容讲课实验小计1金属的力学性能1232金属与合金的晶体构造223纯金属与合金的结晶224金属的塑性变形与再结晶225铁碳合金相图与碳钢4266钢的热办理6287合金钢448铸铁119有色金属2210工程资料的采用22合计26632核查方式与要求课程核查为期终考一次，采用闭卷形式考试。介绍教材与参照书目1、工程资料及机械制造基础（）工程资料，戴枝荣等主编，高等教育初版社。2、工程资料及成形技术基础，吕广庶等主编，高等教育初版社。3、机械工程资料

15、，许德珠主编，高等教育初版社。4、工程资料，郑明新主编，清华大学初版社5、工程资料，丁厚福等主编，武汉理工大学初版社。机械工程资料实验大纲一、总则本大纲的适用范围本大纲有关的课程名称及课程属性课程名称：机械工程资料课程属性：学科基础课本大纲的适用范围机械设计制造及其自动化专业实验总时数学时本大纲的实验目的和要求掌握测试金属资料硬度的方法；学会使用金相显微镜观察金相显微组织；观察和鉴别铁碳合金（碳钢和白口铁）在平衡状态下的显微组织；解析铁碳合金成分（碳的含量）、组织和性能之间的关系；认识钢的基本热办理工艺方法和操作过程及金相显微试样的制备。本实验课程的要点和内容铁碳合金（碳钢和白口铁）在平衡状态

16、下的显微组织，钢的基本热办理工艺方法和操作过程。本大纲的所需实验设备布氏硬度计、洛氏硬度机、金相显微镜、铁碳合金金相试样、电阻加热炉、抛光机。二、实验项目及学时安排1实验项目一金属资料的硬度实验1）实验种类考据性实验2）实验开设属性必开实验3）学时数2学时4）实验目的认识布氏、洛氏硬度机的构造及应用范围；掌握布氏、洛氏硬度机的操作方法。5）实验要求使用布氏硬度机测定45钢退火状态下的硬度，使用洛氏硬度机测定45钢淬火状态下的硬度。2实验项目二铁碳合金平衡组织的显微解析实验1）实验种类考据性实验2）实验开设属性必开实验3）学时数2学时4）实验目的研究和认识铁碳合金(碳钢及白口铸铁)在平衡状态下的显微组织。解析成分(含碳量)对铁碳合金的显微组织的影响，从而加深理解成分，组织和性能之间的互有关系。并初步掌握用组织相对量来估计碳钢的大体含碳量。进一步熟悉金相显微镜的使用方法及组织表示图的描绘技术。5）实验要求熟悉钢和铸铁的平衡组织特点，以