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1、机械工程材料教案 作者： 日期：24 个人收集整理，勿做商业用途教 案2014 2015 学年第 1 学期学院材料学院系部功能材料系课 程 名 称机械工程材料及其成形技术基础适用班级12机械设计及自动化卓越班主 讲 教 师许龙山职 称 副教授二一四年九月十六日厦门理工学院教务处 制课程名称机械工程材料及其成形技术基础授课对象12机械设计及自动化1-2班课程编号课程类型必修课公共基础课（ ）；专业基础课（ ）；专业课（ ）选修课限选课（ ）；任选课（ ）授课方式课堂讲授（ ）；实践课（ ）考核方式考试（ ）；考查（ ）课程教学总学时数56学 分 数3.5学时分配课堂讲授 48 学时； 实践课 8
2、 学时基 本教 材和 主要 参考 资料序号教材名称作者出版社出版时间1工程材料（第二版）戴枝荣、张远明主编高等教育出版社2005年4月2材料成形技术基础张亮峰主编高等教育出版社2011年3材料科学基础潘金生主编清华大学出版社2003年授课教师许龙山职称副教授授课时间9月16日-12月18日教学目的要求教学目的：通过本课程的学习，使学生了解材料基本性能、理解材料的基本概念、掌握一些材料的制备工艺，能初步通过设计材料的制备工艺来达到改善材料的某些性能。基本要求：熟悉金属材料的内部结构特点；熟悉常用金属材料的分类、牌号、主要性能及大致用途；掌握金属材料的成份，组织、性能之间的关系；熟悉金属材料的强化
3、方法、性能检验方法、金相分析手段等。教学重点难点教学重点：材料力学性能；材料的晶体结构；材料的相图分析。教学难点：金属与合金的晶体结构；合金的相结构及二元合金相图；热处理机理、金属的强化机理等。注：表中（）选项请打“”课程教案授课时间9.16 第一周课次1授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：绪论1. 工程材料的性能1 1静载时材料的力学性能 12动载荷时材料的力学性能13疲劳强度、断裂韧性教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1了解材料科学的基本范畴、研究领域及其在本专业学习中的作用2了解拉伸实验的基本过程3了解材料的疲劳强度和断
4、裂韧性。4熟悉刚度、强度、塑性基本指标的含义和计算方法5掌握布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的测量方法教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重点：金属材料的强度、刚度、塑性、弹性、硬度、冲击韧度、疲劳强度的含义及应用教学难点：材料的强度、刚度、硬度的含义及其计算教学基本内容：绪论（45分钟） 材料概念、分类、发展；学习要求，学习方法。1工程材料的性能11静载时材料的力学性能 （60分钟）强度和塑性的概念，符号，测试方法；硬度的概念；硬度的测试方法及常用的硬度指标。1 2动载荷时材料的力学性能 （15分钟）冲击韧度的概念；冲击试验的原理、方法；冲击韧度指标的应用。1 3断裂韧性（12分钟）疲劳强度
5、的概念；疲劳试验的试验方法；疲劳强度指标的应用。总结（3分钟）教学方法及手段：1 强调材料在本专业中的地位来激发学生的学习热情。；2通过拉伸试验的讲解引进强度、刚度和塑性指标的计算方法及其含义。3. 从生产实例入手引入硬度、冲击韧性和疲劳强度的概念、指标和试验。4.采用多媒体课件配图片。讨论、作业和思考题：P8:1-1 P8：1-2参考资料：材料科学基础 潘金生备注：授课时间9.18 第一周课次2授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：绪论2 材料力学性能实验2.1 材料的拉伸实验 2.2 材料的硬度测量实验教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解
6、三个层次）：1了解实验的规章制度和基本实验技能2熟悉拉伸实验和硬度测量实验的基本过程3了解材料的疲劳强度和断裂韧性。5掌握强度、刚度、布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度的测量及结果分析教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重点：拉伸实验的基本操作过程及实验方法教学难点：材料的强度、刚度、硬度的测量结果分析教学基本内容：1拉伸实验（75分钟） 实验的基本方法和原理 拉伸实验设备的操作和维护 拉伸强度的测量及曲线分析 拉伸实验报告的撰写2 材料的硬度测量实验（60分钟）实验的基本原理硬度测量仪的操作和注意事项布氏硬度、洛氏印度及维氏硬度的测量硬度实验报告的撰写教学方法及手段：1 言传身教，介绍自己做实
7、验的基本方法和习惯来达到教育学生的目的2 结合实际，测量常见的一些材料，让学生感觉到这种实验的重要性讨论、作业和思考题：整理实验报告参考资料：材料科学基础 潘金生 备注：授课时间9.23 第二周课次3授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 2 金属的晶体结构与结晶教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1了解金属晶体结构、晶体缺陷、金属晶体的结晶等基本概念，了解非金属晶体的基本类型；2熟悉金属的结构特征、金属结晶基本过程；3掌握金属的常见晶格类型、金属的实际晶体结构特点、金属结晶的基本规律；教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重
8、点：金属的晶格类型、特征及结晶的基本规律。教学难点：金属的晶体结构特征。教学基本内容：2.1 金属的晶体结构（55分钟）金属晶体结构的基本概念和特性；常见的三种常见金属晶格类型；晶格的致密度、实际金属的结构特点。晶面指数和晶向指数2.2 实际金属结构和非金属晶体（25分钟）三种基本的缺陷：点缺陷、线缺陷和面缺陷；三种类型的非金属晶体：离子晶体，共价晶体，结晶型高分子聚合物。2.2 金属的结晶（55分钟） 金属结晶的基本概念、金属的结晶过程、金属结晶的晶粒大小及其影响因素、金属铸锭的结晶过程及组织、金属的同素异晶转变。教学方法及手段：1利用多媒体图片组织课堂教学，并与材料性能相联系。2利用实际接
9、触过的材料作为素材，浅入深出的探讨金属材料的晶格特点。3通过学生们自己动手画图比赛来加深对抽象晶格的理解。 讨论、作业和思考题：P20:2-2, 2-5参考资料： 材料科学基础 潘金生备注：授课时间9.25 第二周课次4授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：绪论3 金属的塑性变形31单晶、多晶体的塑性变形32塑性变形对金属组织和性能的影响33金属的热加工3. 4 超塑性教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1了解单晶体和多晶体塑性变形的基本类型和形式2 了解超塑性的基本含义3 熟悉塑性变形对金属组织和性能的影响4 熟悉热加工的基本基
10、本概念和热加工对金属组织和性能的影响。5掌握滑移和孪生的结构特征及典型的滑移系得计算教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重点：滑移和孪生的结构特征及典型的滑移系得计算教学难点： 塑性变形对金属组织和性能的影响及滑移系数的判断教学基本内容：1 单晶、多晶体的塑性变形(75分钟)滑移和孪生的基本概念和结构特征， 单晶体的塑性变形， 多晶体的塑性变形，三种典型晶格的滑移系2塑性变形对金属组织和性能的影响（20分钟）3金属的热加工（30分钟）4 超塑性（10分钟）教学方法及手段：1. 采用多媒体课件配图片。2. 结合自身的科研工作，介绍各种单晶体和多晶体的塑性变形和结构特征3. 引导学生通过网络或
11、看文献的方式了解晶体的塑性变形实例。讨论、作业和思考题：P31：3-1， 3-9参考资料：材料科学基础 潘金生备注：授课时间9.30 第三周课次5授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 4二元合金41合金的相结构42二元合金相图 一、匀晶相图，二、共晶相图教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1了解合金中的基本概念、固态合金相结构的分类、合金相图的概念和分类； 2熟悉固态合金相中的原子排列规律及对合金性能的影响；3掌握固态合金中相结构的基本组成、结构特点、形成条件和性能特点。4. 掌握二元匀晶相图的含义、结晶过程及室温下的组织、各
12、组成物相对量的计算方法。教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重点：固态合金中相结构的基本组成、结构特点、形成条件和性能特点。二元相图中合金的结晶过程及室温下的组织。教学难点：固态合金中相结构的结构和对性能的影响。二元合金相图中各组成物相对量的计算。教学基本内容：41二元合金42合金的相结构 合金中的相的概念；合金中的相结构（30分钟）43二元合金相图 相图的概念与分类；（15分钟）一、匀晶相图（45分钟）二、共晶相图（45分钟）教学方法及手段：1以金属键模型为依据，具体讲解合金的晶体结构及特征；2从相的角度出发介绍合金中相的基本结构，并引入单相组织和多相组织的概念；3以画板图的方法介绍相图
13、的概念及分类。举例分析相图、组成物的计算。讨论、作业和思考题：P46:4-1参考资料： 材料科学基础 潘金生备注：授课时间10.2第三周课次6授课方式（请打）理论课 实验课 习题课 实践课 其他课时安排2授课题目（教学章、节或主题）： 5铁碳合金51 铁碳合金的相结构与性能52铁碳合金相图一、 相图分析教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1熟悉铁碳合金中的基本元素组成及基本组织类型； 2掌握铁碳合金中基本组织的形貌特征、表现形式、基本性能特点及其在合金中的作用。 3. 了解铁碳合金相图的内涵，成分、温度、结构和组成物相对重量的计算。教学内容（注明：重点、难点及疑点）：教学重点： 铁碳合金基本组织的类型、结构特
