《工程材料》课程教学大纲

《工程材料》课程教学大纲
课程编码：03011031
学分：2
总学时：32
适用专业：过程装备与控制工程
一、课程的性质、目的与任务：
《工程材料》是过程装备与控制工程专业重要的学科基础课之一。

通过《工程材料》课程的学习，使学生具备根据过程装备及机械零部件的使用条件和工艺性能要求进行合理选材，正确选定热处理工艺方法以及合理安排零件加工工艺流程的初步能力。

其主要任务是通过该课程的学习使学生初步掌握金属学基础知识，了解常用工程材料的性能、特点及其应用知识，为正确选用工程材料打下基础。

二、先修课程：
无
三、教学基本要求
了解金属的晶体缺陷、金属铸锭的组织和结构、金属塑性变形对金属组织和性能的影响、
合金相图塑性变形金属的加热回复与再结晶、铁碳合金性能与成分、组织的关系、Fe—FeC
3
的应用、钢的表面处理改性、合金元素在钢中的存在形式和作用、合金元素对钢加工性能的影响、金属材料的物理性能与耐腐蚀性能、失效分析方法、压力容器的工况分析、压力容器对材料性能的要求、回转件用钢、支撑件用钢及铸铁
理解细晶强化与变质处理、合金的相结构、铁碳合金相图中的基本相、钢在加热和冷却时的组织转变、钢的退火、正火、淬火、回火、钢的表面处理强化、钢的化学热处理强化、合金元素对钢热处理的影响、钢中杂质对性能的影响、金属材料的加工工艺性能、过程装备及其构件失效的原因、压力容器材料焊接性能的保证
掌握纯金属的晶体结构和结晶过程、二元合金相图的类型和分析、共析钢、亚共析钢和过共析钢的结晶过程及组织、碳钢及合金钢的分类与牌号、金属材料的力学性能、金属材料常见失效形式及其判断、压力容器用钢、高温及低温构件用钢、耐腐蚀构件用钢、管道用钢及铸铁
四、教学内容：
（一）金属材料基础 6学时
1、金属的晶体结构和缺陷
(1)纯金属的晶体结构
(2)金属的晶体缺陷
2、金属的结晶
(1)纯金属的结晶过程
(2)金属铸锭的组织和结构
(3)细晶强化与变质处理
3、金属的塑性变形与再结晶
(1)金属塑性变形对金属组织和性能的影响
(2)塑性变形金属的加热回复与再结晶
(3)金属的热加工
4、二元合金的相结构和相图
(1)合金的相结构
(2)二元合金相图的类型和分析
（二）铁碳合金的结构和相图 4学时
1、Fe—FeC
合金相图分析
3
(1)铁碳合金相图中的基本相
合金相图
(2)Fe—FeC
3
2、典型铁碳合金的结晶过程及组织
(1)共析钢
(2)亚共析钢
(3)过共析钢
3、铁碳合金性能与成分、组织的关系
(1)合金性能与相图的关系
(2)Fe—FeC
合金相图的应用
3
（三）钢的热处理和表面改性 4学时
1、钢在热处理时的组织转变
(1)钢在加热时的组织转变
(2)钢在冷却时的组织转变
2、钢的热处理工艺对组织和性能的影响
(1)钢的退火和正火
(2)钢的淬火
(3)钢的回火
3、钢的表面处理强化
(1)钢的表面热处理强化
(2)钢的化学热处理强化
(3)钢的表面处理改性
（四）钢的合金化对组织和性能的影响 2学时
1、合金元素在钢中的存在形式和作用
2、合金元素对钢热处理的影响
相图的影响
(1)合金元素对Fe—FeC
3
(2)合金元素对加热和冷却转变的影响
(3)合金元素对回火转变的影响
3、合金元素对钢加工性能的影响
4、钢中杂质对性能的影响
5、钢的分类简介
(1)碳钢的分类与牌号
(2)合金钢的分类
（五）金属材料的主要性能 2学时
1、金属材料的力学性能
(1) 金属材料的强度指标
(2) 金属材料的塑性指标
2、金属材料的加工工艺性能
(1)焊接性能
(2)铸造性能
(3)压力加工性能
(4)机加工性能
(5)热处理性能
3、金属材料的物理性能与耐腐蚀性能
(1)物理性能
(2)耐腐蚀性能
（六）过程装备失效与材料的关系 2学时
1、金属材料常见失效形式及其判断
(1)变形失效
(2)断裂失
(3)表面损伤
2、过程装备及其构件失效的原因和失效分析
(1)过程装备及其构件失效的原因
(2)失效分析方法简介
（七）黑色金属及其选用 8学时
1、压力容器用钢
(1)压力容器的工况分析
(2)压力容器对材料性能的要求
(3)压力容器材料焊接性能的保证
(4)压力容器用钢
2、高温及低温构件用钢
(1)高温用钢
(2)低温用钢
3、耐腐蚀构件用钢
(1)耐蚀低合金钢
(2)耐蚀高合金钢
(3)耐蚀、耐磨、耐热铸铁和铸钢
4、零部件用钢
(1)回火件用钢
(2)支撑件用钢及铸铁
5、管道用钢及铸铁
(1)压力管道的工况分析及对材料性能的要求
(2)管道用钢及铸铁
（八）实验 4学时
五、教材参考书
1、闫康平.工程材料.北京:化学工业出版社，2001
2、郑明新.工程材料.北京:清华大学出版社，1991。