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1、工程材料及成型技术课程（Engineering Material and Processing）（36学时，工业工程专业适用）一、 简要说明 工程材料及成型技术是工业工程专业的必修课，36学时，2学分。二、课程的性质，地位和任务工程材料及成型技术是研究工程材料及其成形技术的综合性课程，是机械类、工业工程专业必修的技术基础课。本课程包括工程材料及其选择、材料成形技术及其选择两大部分，使学生通过本课程的学习，达到以下目的： 1获得工程材料性能及其改性和成型工艺的基本知识；2掌握工程材料及其主要成形方法的基本原理和工艺特点，具有合理选择零件材料，零件、毛坯成形方法以及工艺分析的初步能力； 3具有应用
2、工艺知识考虑零件结构设计工艺性的初步能力；4了解现代材料及其成形的新技术和发展方向。为其它相关课程的学习和将来从事机械制造工作奠定基础。三、教学基本要求和方法 本课程是一门密切联系工业生产实践的综合性技术基础课，课堂教学之前应具有一定的生产实践知识，因此学习本课程之前或在学习过程中应到机械制造厂进行一次多工种的金工实习，对于主要工种（如铸造、锻压、焊接、热处理、切削加工等）的基本操作应作全面了解和动手实践，以获得零件加工的感性知识。 在学习本课程之前，应先修完工程图学，工程力学，并完成金工实习，可与机械加工技术、机械原理、互换性原理等课程并行开课。 四、授课教材与主要参考书教材：材料及热加工，
3、陈培里等，高等教育出版社，2006.8参考书：1工程材料及成型技术基础，吕广庶，张远明主编，高教出版 社，2001.82热加工工艺基础 张万昌 主编 ，清华大学出版社，3材料科学与工程导论 王高潮 主编，机械工业出版社，2006 4机械工程材料，沈莲主编，机械工业出版社，2003。四、学分和学时分配工程材料及热处理36学时 ， 2学分，学时分配如下表。工程材料与成形技术学时分配章节教学内容学时分配0绪论11工程材料的性能12工程材料的结构23工程材料的强韧化64常用金属材料65其它工程材料26铸造47锻压38焊接39材料的选用与机械零件毛坯的选择2实验6总学时36 五、教学内容及学时分配 （一
4、）理论教学(30学时）绪 论 （1学时）1目的要求：使学生对材料科学、材料及机械零件的成型技术的发展概况、材料及成型技术与工业工程专业的关系、以及材料及成型技术的课程特点及学习方法有总的了解。2教学内容： 1材料科学与成型技术 2材料及成型技术的种类及应用 3材料及成型技术课程的特点及学习方法第一章 工程材料的性能 （1学时）1目的要求：使学生了解材料的常用性能指标的物理意义及应用，这些内容在后续课程还将学习，在本章只保证本课程够用。2教学要求第一节 材料的力学性能1刚度、强度、塑性 2疲劳强度 3硬度4冲击韧性 5断裂韧性第二节 材料的理化性能1物理性能 2 . 化学性能第三节 材料的工艺性
5、能第二章 工程材料的结构（2学时）1教学要求使学生熟悉工程材料的结合方式、结构类型、晶体缺陷及其对材料性能的影响。2教学内容：第一节 金属的晶体结构（1学时）1晶体的基本概念 2晶体结构的基本类型 3晶体缺陷 4合金的结构第二节 聚合物的结构特点（0.5学时）1高分子材料的基本概念 2高分子化合物的结构第三节 陶瓷的结构特点（0.5学时）1陶瓷的概念 2陶瓷材料的结构第三章 工程材料凝的强韧化（6学时）1目的要求：要求学生掌握金属和合金结晶的基本规律，熟悉细化晶粒的途径和细晶强化的概念，重点掌握铁碳合金成分温度组织规律；熟悉形变强化、固溶强化、第二相强化概念及其应用；掌握热处理工艺方法及其应用
6、。2教学内容第一节 金属的塑性变形 （形变强化） （1学时）1金属塑性变形的实质 2塑性变形后金属的组织和性能3回复与再结晶 4. 热变形与钎维组织5形变强化的应用第二节 金属的结晶（细晶强化）（1.学时）1结晶的概念 2结晶过程 3 晶粒大小的控制 4. 同素异构转变 5合金结晶的规律 （相图） 6相图与合金性能的关系第三节 铁碳合金相图（1.学时） 1铁碳合金的基本组织 2典型合金的结晶过程 3含碳量对铁碳合金组织和性能的影响第四节 钢的热处理（相变强化）（2.学时）1概述 2钢在加热时的转变 3过冷奥氏体在冷却过程的组织转变 4钢的热处理工艺 5 影响热处理效果的因素第五节 钢铁的合金化
7、（0.5学时） 1. 固溶强化 2. 第二相强化第六节 高分子材料的增强与改性（0.5学时）1高分子材料的增强 2. 高分子材料的改性3高分子材料增强与改性的应用第四章 金属材料（6学时）1教学要求：要求学生掌握工业用钢、铸铁、有色金属的种类、牌号表示，性能特点及用途，为合理选择金属材料奠定基础。2教学内容第一节 工业用钢概述（0.5学时） 1钢的分类及牌号表示 2合金元素对钢的组织与性能的影响 3合金元素对钢的热处理的影响第二节 结构钢（1.5学时） 1. 渗碳钢 2调质钢 3弹簧钢 4. 滚动轴承钢 5易切削钢 第三节 工具钢（1学时） 1工具钢的特点 2常用工具钢（碳工钢、低合金刃具钢、
8、高速钢、模具钢）第四节 特殊性能钢（1学时） 1不锈钢 2耐热钢 3耐磨钢第五节 铸铁（1.学时）1 概述 （铸铁的特点 铸铁的石墨化 灰口铸铁的分类和牌号）2 常用灰口铸铁3 铸铁的热处理第六节 有色金属材料（1.学时）1 铝及其合金 （工业纯铝 铝合金（重点Al-Si合金） 2 铜及其合金3 滑动轴承合金 （ 巴氏合金 铜合金 铝锡合金 粉末冶金材料） 第五章 其它工程材料（2学时） 1教学要求：要求学生了解工程塑料、合成橡胶、陶瓷材料的特性及应用，具有合理选择非金属材料的初步能力。 2教学内容：第一节 高分子材料（1学时）1高分子材料的合成2高分子材料的结构与性能3工程塑料 4合成橡胶
9、5粘接剂第二节 陶瓷材料（0.5学时）1陶瓷材料的特点 2工程陶瓷及其应用第三节 复合材料（0.5学时）1材料复合的基本要求 2复合材料的性能特点3复合材料的种类及其应用第六章 铸造 （4学时）1目的要求：掌握铸造工艺的基本理论和常用铸造方法的工艺特点及应用，具有分析铸件缺陷和合理设计铸件结构的基本能力。2讲课内容：第一节 铸造工艺基础 （2学时） 1液态金属的充型 2铸件的凝固和收缩 3铸造缺陷 4铸件的质量及其控制 5基于合金铸造性能的铸件结构设计第二节 砂型铸造工艺（1.5学时）1砂型铸造工艺 2基于砂型铸造工艺的铸件结构设计 第三节 特种铸造（0.5学时） 1熔模铸造 2. 金属型铸造
10、 3. 压力铸造 4离心铸造 5. 其它铸造方法 第七章 锻压（3学时）1. 目的要求：掌握金属塑性变形的基本原理和常用压力加工方法的工艺特点及应用，具有合理设计塑性成形零件结构的基本能力2. 教学内容第一节 概述（0.5 学时） 1金属锻压成形的特点 2金属的可锻性第二节 锻造 （1学时） 1自由锻 2模锻 3 模锻零件的结构设计第三节 板料冲压 （1学时） 1分离工序 2变形工序 3 冲压零件的结构设计第四节 压力加工先进工艺简介 （0.5学时） 1精密锻造 2零件的挤压 3零件的轧制 4超塑性成形第八章 焊接 （3学时）1、目的要求：掌握常用焊接方法的基本原理，特点及应用；了解焊接的冶金
11、过程、常用金属材料的焊接性能及焊接件的结构工艺性；了解焊接应力与变形产生的原因与防止措施，具有合理设计焊接构件的基本能力。2、教学内容第一节 手工电弧焊 （1.5学时） 1手工电弧焊的焊接过程 2电焊条 3焊接应力与变形 4 焊接结构设计第二节 其它常用焊接方法 （1学时） 1埋弧自动焊 2气体保护焊 3电渣焊 4等离子弧焊 5电阻焊 6钎焊第三节 常用金属的焊接 （0.5学时） 1金属材料的可焊性 2常用金属的焊接第九章 毛坯分析与材料的选择（2学时） 1教学要求：要求学生掌握材料选择一般原则及系统分析方法，具有能根据零件性能要求合理选择材料的能力。2教学内容：第一节 毛坯成形和材料的选择原
12、则、方法和步骤（1学时）1毛坯材料和成形方法选择的一般原则2毛坯的材料和成形方法选择的基本步骤第二节 机械零件的成形与选材实例 （1学时）1机械零件的失效形式及分析方法2典型零件的成形及材料选择（二）实验教学部分（6学时）1金属材料的硬度测定（1.5学时）2钢铁平衡显微组织观察（1.5学时）3钢的热处理工艺及热处理组织分析（3学时）实验一 钢的硬度的测定（1.5学时）1、实验目的 使学生熟悉硬度计的构造、原理、操作和适用范围。2、实验方法 3、实验仪器 洛氏硬度计 布氏硬度计 读数显微镜 4、实验操作方法 测定材料为45钢、工具钢和低碳钢； 分成两组，分别进行布氏和洛氏硬度试验，并相互轮换；按照规定的操作步骤测定试样的硬度值； 完成实验报告。实验二 铁碳合金的显微组织分析 (1.5学时)1、实验目的 使学生熟悉铁碳合金平衡组织特征，了解金相分析过程和金相显微镜构造、原理。2、实验方法3、实验仪器 金相显微镜4、实验操作方法 在显微镜下观察和分析六类铁碳合金组织，
