工程材料与成型技术基础机制 课程教学大纲

【工程材料与成型技术基础】【FundamentalsofEngineeringMaterialsandFormingTechnologies】一、基本信息课程代码：【1080002】课程学分：【3】面向专业：【机械设计制造及其自动化】课程性质：【必修课】开课院系：机电学院机械系使用教材：教材【庞国星主编，工程材料与成形技术基础，机械工业出版社，2018】参考书目【练勇主姜自莲主编，机械工程材料与成形工艺，重庆大学出版社，2015】【姜敏凤董芳主编，机械工程材料及成形工艺，高等教育出版社，2014】【孙学强主编.机械制造基础(第2版).机械工业出版社.2010】【苏建修主编.机械制造基础(第2版).机械工业出版社.2010】【徐圣群主编.简明机械加工工艺手册.上海科技出版社.2010】【刘烈元、刘兆祥主编.工程材料及机械制造基础.高等教育出版社.2010】课程网站网址：/G2S/Template/View.aspx?action=view&courseType=1&courseId=27361&ZZWLOOKINGFOR=G）先修课程：【机械制图】、【工程化学】、【工程力学】二、课程简介《工程材料与成型技术基础》是机械类专业必修的基础课。通过本课程的学习，获得常用工程材料特别是金属材料的性能和应用、钢的热处理方面的知识，各种毛坯成型方法及特点，工艺原理及其基本规律等知识，使学生在掌握工程材料的基本理论和基本知识的基础上，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对零件进行合理选材及热处理工艺的初步能力，并能结合材料成型方法和工艺对零部件结构设计的要求进行分析，对毛坯设计、毛坯成型方法选择和成型质量预测，为后续课程及从事机械设计和加工制造方面的工作奠定必要的基础。本课程的重点是铁碳合金相图和钢的热处理，重点要掌握的工程材料是碳钢和合金钢。学生在学习理论知识和实验操作的基础上，提高学生选材和用材的能力。三、选课建议《工程材料与成型技术基础》是面向机械设计制造及其自动化专业的考查课程，属专业基础课，要求有一定机械制图基础，工程力学基础。四、课程与专业毕业要求的关联性（必填项）专业毕业要求关联LO11：理解他人的观点，尊重他人的价值观，能在不同场合用书面或口头形式进行有效沟通。LO21：能根据需要确定学习目标，并通过搜集信息、分析信息、讨论、实践、质疑、创造等方法来实现学习目标。LO31：能够应用本专业知识进行产品设计及工程问题分析。L032:了解金属材料的结构、相变和形变的基础理论LO33：基本掌握常用金属材料的牌号、性能、用途及选用原则LO34：初步具有合理选择材料、确定零件热处理工艺的能力LO35：熟悉铸造、锻造、焊接的工艺工程及特点LO36：了解毛坯的选择方法LO41：遵守纪律、守信守责；具有耐挫折、抗压力的能力。（“责任”为我校校训内容之一）。LO51：同群体保持良好的合作关系，做集体中的积极成员；勇于从不同角度思考问题，勇于提出新设想。LO61：能在学习、工作中应用信息技术解决问题。LO71：愿意服务他人、服务企业、服务社会；为人热忱，富于爱心，懂得感恩（“感恩、回报、爱心”为我校校训内容之一）LO81：具有基本的外语表达沟通能力与跨文化理解能力。备注：LO=learningoutcomes（学习成果）五、课程目标/课程预期学习成果序号课程预期学习成果课程目标（细化的预期学习成果）教与学方式评价方式1LO2111.根据任务设定团队学习计划自主学习1.学习目标、计划、进度文档。2.课堂授课情况评分。2LO2121.执行学习计划、达到自学目标自主学习1.学习计划执行文档，包含反思。2.课前成员熟练程度考核。3LO3211.能详解工程材料的种类、铁碳相图、金属材料的热处理、非金属材料，以及金属材料的各种成形工艺。翻转课堂1.期末考核2.过程考核1（2次）3.成员熟练程度4.课堂练习考核4LO3222.能够正确选择金属材料和非金属材料，制定热处理工艺，正确选择成形工艺。翻转课堂1.期末考核2.过程考核1（2次）3.成员熟练程度4.课堂练习考核5LO5111.团队任务分配2.团队完成授课任务翻转课堂1.团队任务分配管考方案2.授课任务完成情况6LO5131.控课方案有创新点2.授课过程有创新点翻转课堂1.控课方案创新加分2.授课过程创新加分3.管考评价创新加分六、课程内容单元知识点能力要求教学难点1.金属材料的性能和组织结构（8课时理论+10课时实验）1.了解材料的发展和分类；2.掌握处理的主要性能指标；3.理解金属的晶体结构和晶体的缺陷；结晶的概念和过程；4.熟悉掌握铁碳合金的组元和相；熟悉掌握铁碳合金钢部分相图的分析，铁碳合金的成分、组织和性能的关系，铁碳合金相图的应用。1.能够掌握材料的分类；2.能够理解铁碳相图，理解材料的成分、组织结构之间的关系；3.能够把铁碳相图运用于钢铁的热处理。1.铁碳相图；2.授课技巧的掌握与熟悉；3.翻转课堂的心理障碍突破。2.钢的热处理及表面强化技术（4课时理论+4课时实验）1.熟悉掌握钢在加热和冷却时的组织转变，过冷奥氏体等温和连续转变曲线图；2.钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺及应用；淬透性及其影响因素；3.了解钢的表面淬火、化学热处理的工艺。1.能够正确选择钢的热处理基本方法；2.能够进行热处理工艺的选择和设计。1.淬火和回火的组织变化规律；表面热处理的强化机理；2.团队合作、自主学习习惯的培养。3.授课技巧的掌握。4.控课授课管理方法的理解和应用。3.钢铁材料和有色金属（6课时理论）1.掌握合金元素在钢中的作用；2.掌握碳钢和合金钢的分类、牌号；3.掌握合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢的牌号和性能特点；4.了解铸铁的石墨化，常用铸铁的牌号、组织、性能特点及其应用；5.了解有色金属的性能特点、牌号和应用。1.能够正确选择碳钢、合金钢和铸铁；2.能够区别黑色金属和有色金属。1.合金元素在钢中的存在形式和对钢性能的影响规律；2.铜及其合金和铝及其合金强化机理。轴承合金的组织形成工艺；3.授课技巧的传授；4.控课授课方案创新管理方法的理解和应用。4.非金属材料、复合材料、新型材料以及材料的选用（6课时理论）1.了解非金属材料的分类、性能及应用；2.了解复合材料的特点。3.了解各种新型材料的功能和特点。4.了解机械工程材料的选用原理，掌握选材的方法。1.能够理解非金属材料、复合材料、新型材料的区别；2.能够理解常用工程材料的分类、牌号、基本性能和应用范围3.能够掌握常用的非金属材料的分类、应用1.大量非金属材料的知识需在绝有限的时间内传授；2.管考评价方法的创新理解和应用；3.自学过程分析与自我提高方法的引导。5.材料的成形工艺（8课时理论）1.掌握砂型铸造的方法、特点、缺陷，会选择砂型铸造浇注位置、分型面及铸造工艺参数的选择、能绘制典型铸件的铸造工艺简图；2.掌握金属塑性变形及对金属组织和性能的影响，金属的锻造性能及其影响因素；掌握自由锻和锤上模锻的特点及工艺过程，能绘制简单锻件图。了解其它模锻方法的特点，对典型锻件具有较合理地选用锻造方法的能力；3.理解焊接冶金过程及其对焊接接头组织、性能、焊件焊接应力、变形的影响，获得优质焊件的措施；4.掌握常用焊接方法的特点，具有较合理选用焊接方法及相关焊接材料的能力；5.了解铸造、锻造、焊接新工艺、新技术及其发展趋势；1.能够正确选择铸造热加工方法和工艺；2.能够正确选择锻造热加工方法和工艺；3.能够正确选择焊接热加工方法和工艺。1.授课技巧的传授；2.控课授课方案创新管理方法的理解和应用。七、课内实验名称及基本要求（选填，适用于课内实验）列出课程实验的名称、学时数、实验类型（演示型、验证型、设计型、综合型）及每个实验的内容简述。序号实验名称主要内容实验时数实验类型备注1金相试样的制备了解金相显微试样制备原理，熟悉金相显微试样的制备过程；初步掌握金相显微试样的制备方法。4综合型2铁碳合金平衡组织观察与分析认识和熟悉铁碳合金平衡状态下的显微组织特征；了解含碳量对铁碳合金平衡组织的影响，建立起Fe-Fe3C状态图与平衡组织的关系；了解平衡组织的转变规律并能应用杠杆定律；分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。4综合型3材料的硬度测试了解硬度测定的基本原理及常用硬度试验法的应用范围；掌握布氏硬度计、洛氏硬度计、洛氏硬度计的主要结构与操作方法；学会正确使用硬度计。