金属力学性能教学大纲
高职《金属材料力学性能》说课稿
《金属材料的力学性能》说课稿一、说教材：本任务是高等职业技术教育“十二五”规划教材《机械制造基础》项目一“机械工程材料及热处理”中的任务一。
本教材贯彻先进教育理念，以技能训练为主线、相关知识为支撑，较好的处理了理论教学和技能训练的关系，切实落实“管用、够用、适用”的教学指导思想，在内容安排上以实际案例为切入点，并尽量采用以图代文的编写形式，降低学习难度，提高学生的学习兴趣。
本任务是继“绪论”后的开篇之章，通过“绪论”的学习学生已经有了机械制造的概念：即“原材料——产品”的全过程。
万丈高楼平地起，本任务就是制造的源头，我们知道只有“知己知彼”，熟悉材料的性能，才能够正确的选择材料，应用材料为后续毛坯的成形、热处理、切削加工、质量检测、最终制造出优质的产品做保障，也只有在课程开始树立严谨的态度和质量意识，才会增强学生的职业责任感。
因此可见，本课的学习是本课程学习的重中之重。
本次授课对象：13机制1本次授课重点：材料强度和塑性的判断及实际意义本次授课难点：强度和塑性的测定本次授课时间：1课时二、说学生：我有一个愿望，希望我们的机械专业课不再是枯燥、烦闷的代名词。
能够像艺术课一样充满激情和魅力，当然，精彩的课堂是师生双方共同的努力的，我所面对的学生有这样的特点：1.大一的金工基础实习，为本课的学习奠定感性认知，可同时已经形成的重加工轻选材的思维定式也为本课的学习增加了难度。
2.大二真正进入专业课程的学习期，学生还没有专业的认同感和归属感；本课作为《机械制造基础》有通过每节课的学习潜移默化的影响学生对自我专业认同的责任。
3.尽管是网络信息化时代，学生可以自如的玩游戏，但是能够通过数字化的方式学习的意识淡薄，导致获取知识的途径受限，很多停留在被动接受的状态。
三、说目标为了使教学活动有目的，达到期望的效果。
本节课我设立了相应的专业能力目标、方法能力目标及社会能力目标。
专业能力目标：1.掌握金属材料的主要性能之：强度、塑性2.掌握强度、塑性的测量方法（拉伸实验）3.能够根据加工要求，正确地选择机械工程材料方法能力目标：1.具有较好的学习新知识的能力2.具有较好的分析和解决问题的方法和能力3.具备搜索、阅读、鉴别资料、文献、获取信息的能力社会能力目标：1.具备良好的沟通和交流能力2.具有严谨的工作态度和较强的质量和成本意识。
金属的力学性能教案
.金属材料与热处理陈健10中职（3）班、（四）班2011-02-28至03-44§2-2 金属的力学性能（1）、掌握金属力学性的基本概念。
（2）、了解各力学性能的衡量指标。
理解力学性能的基本概念。
对拉伸曲线各阶段分析。
挂图习题册P5，填空题1-15和P6的判断题金属力学的五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。
讲授、提问引导、图片展示、举例分析、§2-2金属的力学性能；各种机械零件或工具在使用过程中都要受到各种形式外力的作用。
如弯矩、扭力的作用。
这就要求金属材料必须具有一定的承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力说是金属材料力学性能。
用金属材料力学性能指标来衡量：有五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。
一、强度：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力，称为强度，强度的大小用应力表示。
多以抗拉强度作为判别强度高低的指标。
拉伸试验过程的四个特殊阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。
强度指标：a.弹性极限：Re=Fe/Sob.屈服强度：Rs=Fs/So试样产生屈服现象时所承受的应力。
它是机械设计的主要依据。
提示：起重机上的钢索悬吊物的拉力等。
提要：见书P17伸长曲线图及拉伸试c.抗拉强度：Rm=Fm/So材料在拉断前所承受的最大应力。
Fm是试样承受的最大载荷。
二、塑性：金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
有两个指标：由拉伸试验测得，其指标包括：伸长率：A=Lu-Lo/Lox100%Lu:试样拉断后的标距长度，mmLo: 试样原始标距长度，mm断面收缩率：Z=So-Su/Sox100%So:试样原始横截面面积；Su:试样拉断后缩颈处的横截面积。
三、硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
它是衡量材料软硬程度的指标。
常用的有布氏硬度(HBW)和洛氏硬度(HR) 验机。
提示：一般机件都是在弹性状态下工作，不允许有微小的塑性变形，更不允许工作应力大于Rm四.冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为韧性。
金属材料教学大纲
金属材料教学大纲金属材料教学大纲引言：金属材料是工程领域中最常用的材料之一，具有优异的导电、导热和机械性能。
为了培养学生对金属材料的理解和应用能力，制定一份全面而系统的金属材料教学大纲至关重要。
本文将讨论金属材料教学大纲的内容和结构，旨在为教师和学生提供指导。
一、金属材料基础知识1. 金属材料的分类和特性：介绍金属材料的分类方法，包括晶体结构、成分和性能等方面。
重点介绍常见金属材料的特性，如强度、硬度、延展性等。
2. 金属材料的加工与热处理：讲解金属材料的加工工艺，包括锻造、铸造、焊接和切削等方法。
同时介绍金属材料的热处理工艺，如退火、淬火和时效处理等。
3. 金属材料的失效机制：探讨金属材料的失效机制，包括腐蚀、疲劳和应力腐蚀等。
重点强调预防和控制金属材料失效的方法。
二、金属材料的应用1. 金属材料在工程领域的应用：介绍金属材料在机械、航空、汽车和建筑等领域的广泛应用。
重点分析金属材料在各个领域中的特点和要求。
2. 金属材料的设计与选择：讲解金属材料的设计原则和选择方法。
包括根据工程要求选择合适的金属材料，考虑成本、性能和可持续性等因素。
3. 金属材料的创新与发展：探讨金属材料的创新和发展趋势。
包括新型合金材料、纳米材料和生物材料等领域的研究进展。
三、金属材料实验与实践1. 金属材料实验室安全与操作规范：介绍金属材料实验室的安全要求和操作规范。
包括化学品的储存和处理、实验设备的使用和维护等方面。
2. 金属材料实验项目：设计一系列金属材料实验项目，包括金属材料的力学性能测试、金相显微镜观察和腐蚀实验等。
通过实践提高学生对金属材料的理解和实验技能。
3. 金属材料实践案例分析：选取一些实际工程案例，让学生分析金属材料在其中的应用和问题。
通过案例分析，培养学生的问题解决能力和创新思维。
结论：金属材料教学大纲的制定对于培养学生的金属材料专业知识和实践能力至关重要。
本文提出了金属材料教学大纲的内容和结构，包括金属材料基础知识、金属材料的应用和金属材料实验与实践等方面。
金属材料学教学大纲-金属专业
金属材料学AScience of Metal Materials课程编号：07310410学分：3学时： 45 （其中：讲课学时：41 实验学时：4 上机学时：0 ）先修课程：金属学、金属组织控制原理、金属材料强韧化、材料力学性能适用专业：金属材料工程。
教材：《金属材料学》，戴起勋主编，化学工业出版社，2012 年9月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业主干课，是金属材料工程专业的核心课程。
在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。
通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。
二、课程的基本内容及要求绪论（金属材料的过去、现在和将来）：1．教学内容（1）金属材料发展简史（2）现代金属材料（3）金属材料的可持续发展与趋势2．基本要求了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。
第一章钢的合金化原理1．教学内容（1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布；（2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变；（3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化；（4）合金元素对钢工艺性能的影响；（5）微量元素在钢中的作用（6）金属材料的环境协调性设计基本概念；（7）钢的分类、编号方法。
2．基本要求（1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法（3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响（4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律（5）理解微量元素在钢中的作用（6）了解材料的环境协调性设计基本概念第二章工程构件用钢1.教学内容（1）工程构件用钢的服役条件及性能要求（2）普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化）钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢（3）提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、合金化等，了解工程构件用钢的发展趋势2.基本要求（1）了解工程构件用钢的服役条件及性能要求（2）掌握普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化）钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢（3）理解提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、合金化等，了解工程构件用钢的发展趋势第三章机器零用钢1．教学内容（1）机器零件用钢一般性能要求（2）机器零件用钢：调质钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、非调质钢等合金化原则和性能及其典型钢种（3）（超高强度钢简介）（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展2．基本要求（1）掌握机器零件用钢一般服役条件及性能要求（2）掌握常用机器零件用钢的合金化原则和性能及其典型钢种（3）了解超强度钢（4）理解典型机器零件用钢的选材思路和发展第四章工具用钢1．教学内容（1）工具用钢的合金化、组织性能的特点及分类（2）低合金刃具钢的合金化，热处理特点，典型钢种。
金属的力学性能课件
公式：
Rm
Fm S0
MPa
式中： Fb— 指试样被拉断前所承受的最大外力， 即拉伸曲线上b点所对应的外力（N）。
S0 — 试样原始横截面面积（mm2）
金属的力学性能
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二、塑性
定义： 材料受力后在断裂之前产生塑性变形的能力。
(1)断后伸长率
公式：A = （Lu- L0）/L0 ×100% 式中： L0—试样原标距的长度（mm）
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3.强度指标
（1）屈服强度
对于大多数没有明显的屈服现象的金属材料。 定义：条件屈服强度： （ RP0.2 ） 规定：产生0.2%残余伸长时的应力作为条件屈 服强度。 指出：
是工程技术中最重要的机械性能指标之一； 是设计零件时作为选用金属材料的重要依据。
金属的力学性能
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3）抗拉强度
定义：指在外力作用下由产生大量塑性变形到断 裂前所承受的 最大应力，故又称强度极限。
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力 称为冲击韧度。
冲击韧度的测定方法，如图所示。是将被测 材料制成标准缺口试样，在冲击试验机上由置于 一定高度的重锤自由落下而一次冲断。
冲断试样所消耗的能量称为冲击功，其数值 为重锤冲断试样的势能差。冲击韧度值aKV就是试 样缺口处单位截面积上所消耗的冲击功，这个值 越大，则韧性越好，受冲击时，越不容易断裂。
一般淬火钢
4）优、缺点
优点：操作简单、快速，可直接在表盘上读出硬度 值，适宜测定成品及较薄零件及硬度高的材料；
缺点：但由于压痕较小，硬度代表性差些，如果材
料中有偏析或组织不均匀的情况，测得的硬度值重
复性较差，一般要求在不同部位测试多次，并取平
均值。
金属的力学性能
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金属学教学大纲
《金属学原理》教学大纲教学目的：使学生系统掌握金属学基本理论及基本知识，初步具备应用所学知识分析解决实际问题的能力。
使学生在金属学基础理论方面具备阅读一般专业文献及进一步自修提高的能力。
使学生初步具备应用光学金相技术分析金属及合金组织的能力。
绪论（1学时）金属及合金；本课程在教学计划中的地位；本课程的主要内容及学习方法；学习本课程的目的及要求第一章纯金属的晶体结构(8学时)1．1 晶体学基础晶体与非晶体晶体结构与空间点阵，晶胞，十四种Bravias点阵，七个晶系晶面指数和晶向指数的表示方法晶带和晶带轴1．2 纯金属的晶体结构典型金属的晶体结构(体心立方，面心立方，密排六方结构)晶体中原子的堆垛方式晶体结构中的间隙原子半径的物理概念，影响原子半径的因素亚金属晶体结构的特点第二章晶体缺陷(8学时)2. 1 点缺陷点缺陷的类型，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对金属性能的影响2. 2 位错的基本概念晶体中的刃型，螺型及混合型位错）Burgers矢量的求法和意义晶体中位错的形成及位错密度2．3 位错的运动位错的滑移，位错的攀移2．4 位错的弹性性质（本节视学时情况可自学）应力、应变的表示方法刃、螺位错的应力场位错的应变能外力对位错的作用力，位错的线张力，位错间的作用力2．5 实际晶体中的位错全位错和不全位错堆垛层错位错反应和扩展位错，位错的增殖及位错源位错的观察2．6 面缺陷面缺陷概述界面结构(小角度晶界模型及大角度晶界模型简介)孪晶界，相界，表面界面能及界面特性第三章二元合金相图(12学时)3．1 合金相结构固溶体置换固溶体中间相中间相的特点及分类正常价化合物，电子化合物，间隙相及间隙化合物3．2 匀晶相图相图的表示，相图的实验测定相图分析相律和杠杆定律典型合金平衡结晶过程不平衡结晶，枝晶偏析3．3 共晶相图相图分析共晶反应典型合金的平衡结晶过程：共晶合金及亚(过)共晶合金的平衡结晶过程不平衡结晶及其组织,伪共晶，离异共晶3．4 包晶相图相图分析包晶反应平衡结晶过程及平衡组织不平衡结晶过程及不平衡组织3．5 其他类型的二元合金相图形成化合物的相图,具有固态转变的相图：具有多晶转变、共析转变、包析转变、脱溶分解等转变的相图3．6 复杂二元相图分析进行分析的基本思路，基本二元相图类型小结，相区接触法则，复杂二元相图举例3. 7 根据相图推测合金性能相图与合金的力学、物理性能相图与合金的铸造性能由相图看热处理的可能性第四章铁碳相图（4学时）4. 1 碳合金的组元和基本相4. 2 相图分析：相图上的点、线、区的分析4. 3 典型合金平衡结晶过程分析4. 4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响对平衡组织的影响对力学性能的影响对铸造性能的影响杂质元素对钢的性能的影响（硅、锰、磷、硫、氮、氢、氧）第五章三元相图（6学时）5. 1 三元合金相图的表示方法浓度三角形，浓度三角形中具有特定意义的直线三元合金其它表示方法5. 2 三元匀晶相图相图分析：水平截面，垂直截面，液相面投影典型合金的结晶过程5. 3 三元共晶相图三组元固态互不相溶，具有共晶转变的相图：相图分析、水平截面，截线法则，垂直截面，投影图三组元固态有限互溶，具有共晶转变的相图：组元间固态有限互溶时相图的基本特点，截面及投影图，典型合金结晶过程分析5. 4 实际三元合金相图举例Fe—Cr—C三元系垂直截面第六章金属的凝固(6学时)6．1 金属凝固的基本规律液态金属的结构，凝固的热力学条件，过冷现象，结晶的一般过程6. 2 晶核的形成均匀形核：晶核形成时的能量变化，形核率，临界晶核半径，临界形核功不均匀形核：影响不均匀形核的因素6. 3 晶核的成长液—固界面的微观结构，液—固界面附近的温度分布晶体生长形态晶体生长速率6．4 固溶体的凝固固溶体的平衡凝固稳态凝固成分过冷及其对晶体长大形状的影响6．5 共晶合金的凝固共晶体的形态6．6 铸件的组织及其控制铸件三晶区及形成条件影响铸件组织的因素铸件晶粒尺寸的控制6. 7 铸件缺陷偏析，杂质和气孔，缩孔和疏松6. 8 凝固技术的应用单晶的制备，定向凝固，微晶,区域熔炼，非晶态金属第七章固态金属中的扩散(4学时)7．1 扩散方程扩散第一定律，扩散第二定律，扩散第二方程应用举例7．2 扩散机制空位扩散，间隙扩散，置换扩散，扩散系数扩散激活能7．3 扩散的驱动力7．4 反应扩散7．5 影响扩散的因素温度，固溶体类型，晶体结构，浓度，晶体缺陷，合金元素第八章金属及合金的塑性变形(9学时)8．1 金属的应力——应变曲线8．2 滑移与孪晶变形滑移，滑移带，滑移面和滑移方向，滑移系，滑移的临界分切应力，晶体转动，多滑移,滑移的机制孪晶8．3 单晶体的塑性变形施密特定律，单滑移、多滑移和交滑移8．4 多晶体的塑性变形晶界和晶体位向对塑性变形的影响晶粒大小对材料强度与塑性的影响8．5 金属经塑性变形后的组织与性能塑性变形后组织的变化：显微组织的变化，变形金属的亚结构塑性变形后性能的变化：性能变化，择优取向(形变织构)，残留应力和点阵畸变，加工硬化8．6 合金的变形与强化单相合金的变形与强化低碳钢的屈服和应变时效第二相对合金变形的影响8．7 冷变形金属的组织与性能冷变形金属的力学性能,冷变形金属的组织，形变织构，残余应力第九章回复、再结晶和金属热加工（6学时）9．1 冷变形金属的回复回复阶段性能和组织的变化，回复的动力学，回复的机制9．2 冷变形金属的再结晶再结晶的形核，再结晶动力学，影响再结晶的因素，晶粒长大正常晶粒长大，异常晶粒长大(二次再结晶)：9．3 再结晶后组织及性能的变化再结晶图，退火孪晶，再结晶织构9．4 金属的热加工热加工过程及对组织与性能的影响，金属的超塑性实验：（9学时)1、二元合金组织观察(2学时)2、铁碳合金平衡组织观察(2学时)3、三元合金组织分析(2学时)4、金属的塑性变形与再结晶(3学时)。
金属的力学性能教案
金属的力学性能教案一、教学目标1、让学生理解金属力学性能的基本概念，包括强度、硬度、塑性、韧性等。
2、使学生掌握常见的金属力学性能测试方法及原理。
3、培养学生分析金属力学性能数据的能力，以及将其应用于实际工程问题的思维。
4、激发学生对材料科学的兴趣，培养学生的科学探究精神。
二、教学重难点1、重点金属力学性能的主要指标及其含义。
拉伸试验、硬度测试的方法和原理。
2、难点理解金属变形和断裂的微观机制与力学性能之间的关系。
如何根据力学性能数据选择合适的金属材料。
三、教学方法1、讲授法：讲解金属力学性能的基本概念和理论知识。
2、实验演示法：通过实验演示拉伸试验和硬度测试过程，增强学生的直观认识。
3、案例分析法：结合实际工程案例，分析金属力学性能在材料选择和设计中的应用。
四、教学过程1、课程导入（约 5 分钟）通过展示一些常见的金属制品，如汽车零件、建筑结构、机械工具等，提问学生这些金属制品在使用过程中需要具备哪些性能，从而引出金属力学性能的主题。
2、知识讲解（约 30 分钟）强度：解释强度的概念，包括屈服强度和抗拉强度。
以拉伸试验为例，说明如何通过应力应变曲线确定强度指标。
强调强度是金属抵抗塑性变形和断裂的能力。
硬度：介绍硬度的定义和常见的硬度测试方法，如布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
讲解硬度与强度之间的关系。
塑性：阐述塑性的含义，即金属产生永久变形而不破坏的能力。
用伸长率和断面收缩率来衡量塑性。
解释塑性在金属加工和成型中的重要性。
韧性：说明韧性是金属抵抗冲击载荷的能力。
介绍冲击试验的方法和冲击韧性的概念。
3、实验演示（约 20 分钟）在实验室或通过视频演示拉伸试验和硬度测试的操作过程。
让学生观察试验设备、试样的变形和破坏情况，以及测试数据的获取。
4、小组讨论（约 15 分钟）将学生分成小组，讨论以下问题：不同金属材料的力学性能差异及其原因。
如何根据具体的使用要求选择合适的金属材料。
5、案例分析（约 20 分钟）展示实际工程中的案例，如桥梁结构的选材、机械零件的失效分析等，让学生运用所学的金属力学性能知识进行分析和讨论。
第一章金属材料的力学性能教案
复习旧课1、材料的发展历史2、工程材料的分类讲授新课第一章金属材料的力学性能材料的性能有使用性能和工艺性能两类使用性能是保证工件的正常工作应具备的性能，主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。
工艺性能是材料在被加工过程中适应各种冷热加工的性能，包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。
力学性能是指金属在外力作用下所显示的性能能。
金属力学性能指标有：强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
第一节刚度、强度与塑性一、拉伸试验及力—伸长曲线L 0——原始标距长度；L1——拉断后试样标距长度d 0——原始直径。
d1——拉断后试样断口直径国际上常用的是L0=5 d0（短试样），L0=10 d0（长试样）[拉伸曲线]：拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL（某一拉伸力时试样的长度与原始长度的差ΔL=Lu-L0）的F—ΔL曲线称为拉伸曲线图。
Oe段：为纯弹性变形阶段，卸去载荷时，试样能恢复原状Es段：屈服阶段Sb段：强化阶段，试样产生均匀的塑性变形，并出现了强化Bk段：局部塑性变形阶段二、刚度刚度:金属材料抵抗弹变的能力指标：弹性模量 E E= σ / ε (Gpa )弹性范围内. 应力与应变的比值（或线形关系，正比）E↑刚度↑一定应力作用下弹性变形↓三、强度指标σ= F/S o强度：强度是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度表示：强度一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。
单位采用N/mm2(或MPa 兆帕）σ= F/Aoσ——应力（MPa）；F——拉力（N）；S o——截面积（mm2）。
常用的强度判据主要有屈服点、条件屈服强度（也称为规定残余伸长应力）和抗拉强度等。
1、屈服点与条件屈服强度[屈服强度]σs 产生屈服时的应力（屈服点），亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。
[ 规定残余伸长应力]：σr0.2产生0.2%残余伸长率时的应力。
σr0.2= F r0.2/Ao2、抗拉强度[抗拉强度]：σb断裂前最大载荷时的应力（强度极限）σγ0.2常常难以测出，所以，脆性材料没有屈服强度指标，只有抗拉强度指标用于零件的设计计算。
《金属力学性能》实验课程教学大纲
《金属力学性能》实验课程教学大纲课程代码：MEME3016 课程学分：0.5课程名称（中/英）：金属力学性能/Mechanical Property of Materials 课程学时：54 实验学时：18适用专业：金属材料工程实验室名称：江苏省冶金工程实践教育中心，金属材料工程实验室一、课程简介：金属力学性能是冶金工程、材料类及机械类等专业的主要基础课之一，它是以实验为基础的一门学科，是加强学生实践能力的一个重要的教学环节。
本实验课程包括金属的拉伸试验、金属硬度试验、金属冲击试验、金属的压缩试验以及金属的摩擦磨损试验五部分。
通过本课程的学习，使学生了解国家标准对材料不同力学性能测试的相关要求；理解金属材料在不同条件下的力学行为的特点和产生机理；掌握典型金属材料力学性能指标的物理含义和影响因素。
实验教学旨在加强学生的专业基本试验技能训练，巩固所学专业课程知识，深入理解材料成分、工艺-组织结构-性能之间的规律，培养学生应用各种理论知识分析和解决具体实际问题的能力。
以支撑人才培养规格中在金属材料科学与工程及相关领域从事科学研究、技术开发、工艺要求的实现。
二、实验项目及学时分配三、实验内容及教学要求实验项目1：金属材料硬度试验1.教学内容学习利用硬度计测量金属的洛氏硬度。
2.教学目标（1）了解洛氏硬度测定的工作原理和操作方法。
（2）熟悉洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度和显微硬度的适用范围。
（3）掌握金属材料洛氏硬度的测量方法。
实验项目2：金属的拉伸试验1.教学内容学习利用万能拉伸试验机测量金属在单向拉伸载荷作用下的力学行为。
2.教学目标（1）了解电子万能拉伸试验机的构造原理及使用方法。
（2）熟悉金属在室温下单向静拉伸实验的最新国家标准及金属在单向拉伸载荷作用下的应力—应变曲线类型。
（3）掌握金属材料在室温下单向静拉伸曲线及力学行为如屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率的测定方法，加深对强度指标和塑性指标的认识。
《金属材料学》 课程教学大纲
《金属材料学》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：金属材料学英文名称：Science of Metal Materials二、课程代码及性质课程代码: 0806803课程性质:专业必修课三、学时与学分总学时：48（理论学时：48学时；实践学时：0学时）学分：3四、先修课程材料科学基础、热处理原理与工艺、材料力学性能五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1. 系统掌握金属合金化的基本原理，建立典型金属材料的牌号--成分--热处理工艺--组织特征--性能之间的关系，形成完整的金属材料学知识体系；2. 熟悉典型金属材料的服役条件与失效方式，为金属材料的工程应用奠定基础；3. 培养学生金属材料设计与选材的基本能力，使学生具备将所学知识进行综合分析的能力；4. 了解金属材料发展前沿与动态，掌握其发展规律。
七、教学重点与难点：教学重点：熟练掌握钢的合金化原理，系统掌握服役条件—材料成分和编号—热处理工艺—组织结构—性能之间的关系。
教学难点：金属材料合金化原理中的元素交互作用辩证关系，针对品种繁杂的钢种，灵活掌握其特点，具备初步应用的基本能力。
八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,引入生动的工程案例，将知识性与趣味性有机结合;(2)安排适量的课堂作业和课堂讨论,调动学生学习的主管能动性，要求学生通过课下资料查阅，掌握文献阅读、归纳和表达的基本能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,引入图像、视频等，生动教学；(2)多引入工程案例，并结合知识点进行剖析。
九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
（2）具体内容各章节的具体内容如下：绪论（金属材料的过去、现在和将来）：1．教学内容（1）金属材料发展简史（2）现代金属材料（3）金属材料的可持续发展与趋势2．基本要求了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。
金属的力学性能教案
金属的力学性能教案 .（1）、掌握金属力学性的基本概念。
（2）、了解各力学性能的衡量指标。
理解力学性能的基本概念。
金属材料与热处理10中职（3）班、（四）班 2021-02-28至03-44陈健§2-2 金属的力学性能对拉伸曲线各阶段分析。
挂图习题册P5，填空题1-15和P6的判断题金属力学的五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。
讲授、提问引导、图片展示、举例分析、.§2-2金属的力学性能；各种机械零件或工具在使用过程中都要受到各种形式外力的作用。
如弯矩、扭力的作用。
这就要求金属材料必须具有一定的承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力说是金属材料力学性能。
用金属材料力学性能指标来衡量：有五大指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度。
一、强度：金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力，称为强度，强度的大小用应力表示。
多以抗拉强度作为判别强度高低的指标。
拉伸试验过程的四个特殊阶段：弹性变形阶段、屈服阶段、强化阶段、缩颈阶段。
强度指标：a.弹性极限：Re=Fe/Sob.屈服强度：Rs=Fs/So试样产生屈服现象时所承受的应力。
它是机械设计的主要依据。
c.抗拉强度：Rm=Fm/So材料在拉断前所承受的最大应力。
Fm是试样承受的最大载荷。
提示：起重机上的钢索悬吊物的拉力等。
提要：见书P17伸长曲线图及拉伸试验机。
提示：一般机件都是在弹性状态下工作，不允许有微小的塑性变形，更不允许工作应力大于Rm二、塑性：金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。
有两个指标：由拉伸试验测得，其指标包括：伸长率：A=Lu-Lo/Lox100%Lu:试样拉断后的标距长度，mm Lo: 试样原始标距长度，mm断面收缩率：Z=So-Su/Sox100%So:试样原始横截面面积；Su:试样拉断后缩颈处的横截面积。
三、硬度：材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
它是衡量材料软硬程度的指标。
金属力学课程设计
金属力学课程设计一、教学目标本节课的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握金属的弹性形变、塑性形变和断裂等基本概念；了解金属的力学性能及其影响因素。
技能目标要求学生能够运用金属力学的知识分析和解决实际问题，如金属材料的选用、金属结构的强度计算等。
情感态度价值观目标则要求学生在学习过程中培养对金属力学的兴趣，增强对科学研究的热情，形成积极的学习态度和团队合作精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括金属的弹性形变、塑性形变和断裂等基本概念，以及金属的力学性能及其影响因素。
具体包括以下几个方面：1.金属的弹性形变：介绍弹性形变的定义、弹性模量的概念及计算方法。
2.金属的塑性形变：介绍塑性形变的定义、塑性极限和比例极限的概念。
3.金属的断裂：介绍断裂的类型、断裂韧性的概念及测定方法。
4.金属的力学性能：介绍强度、韧性、塑性等力学性能的定义及相互关系。
5.影响金属力学性能的因素：介绍成分、、热处理等对金属力学性能的影响。
三、教学方法本节课采用多种教学方法相结合的方式，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括：1.讲授法：讲解金属力学的基本概念、原理和公式。
2.讨论法：学生讨论金属力学在实际工程中的应用案例。
3.案例分析法：分析金属材料选用和金属结构设计中的实际问题。
4.实验法：安排金属力学性能实验，让学生亲身体验金属的变形和断裂过程。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材选用我国高校通用教材《金属力学》，为学生提供系统、科学的知识体系。
参考书则包括《金属材料力学性能测试》、《金属塑性成形原理》等，以丰富学生的知识储备。
多媒体资料包括PPT、视频等，用于直观展示金属力学的实验现象和原理。
实验设备包括拉伸试验机、压缩试验机等，让学生在实验中验证金属力学的理论知识。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
金属力学性能教学大纲
《材料力学性能》教学大纲课程编码：1512课群名称：特种材料及性能英文名称：Mechanical properties of Materials总学时：48实验： 0上机： 0适合专业：金属材料工程（四年制本科，工学材料类与冶金类各有关专业）一、课程内容及要求绪论了解本课程的性质和内容，以及本课程在材料科学研究及生产实践中的地位与其它课程的关系第一章金属在单向静拉伸下的力学性能§1.1拉伸曲线§1.2 弹性变形§1.3 塑性变形§1.4 断裂§1.5 真应力真应变曲线课程教学要求：了解颈缩现象、颈缩判据的推导及证明，金属材料的断裂的基本规律和原理。
了解金属的断裂和真实应力应变曲线。
理解金属材料弹性变形、塑性变形的基本规律和原理。
掌握金属材料的拉伸曲线图，以及金属常用力学性能指标的物理意义、工程意义。
掌握弹性变形和塑性变形。
本章重点内容为：金属材料的拉伸曲线图，金属常用力学性能指标。
金属的弹性变形，塑性变形。
基本力学性能指标的物理意义、工程意义。
基本力学性能指标的影响因素和提高途径。
本章难点内容为：金属材料弹性变形、塑性变形的基本规律和原理。
颈缩现象、颈缩判据的推导及证明。
金属材料的断裂的基本规律和原理。
本章应注意图表、曲线的运用，讲授时应进行对比分析，讲清基本机理。
第二章金属在其它静加载下的力学性能§2.1 扭转§2.2 弯曲和压缩§2.3 硬度课程教学要求：了解金属材料的扭转、弯曲、压缩载荷下的力学行为，理解金属在扭转、弯曲、压缩载荷下的力-变形曲线及基本力学性能指标。
熟练掌握金属的硬度测试方法。
本章重点内容为：金属在扭转、弯曲、压缩载荷下的力-变形曲线及基本力学性能指标。
硬度测试的基本原理。
本章难点内容为：扭转、弯曲、压缩的试验方法，硬度的适用范围及选择原则。
注意同第一章静拉伸的力学性能指标相对比（包括曲线），硬度内容应理论与实践相结合。
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《材料力学性能》教学大纲课程编码：1512课群名称：特种材料及性能英文名称：Mechanical properties of Materials总学时：48实验： 0上机： 0适合专业：金属材料工程（四年制本科，工学材料类与冶金类各有关专业）一、课程内容及要求绪论了解本课程的性质和内容，以及本课程在材料科学研究及生产实践中的地位与其它课程的关系第一章金属在单向静拉伸下的力学性能§1.1拉伸曲线§1.2 弹性变形§1.3 塑性变形§1.4 断裂§1.5 真应力真应变曲线课程教学要求：了解颈缩现象、颈缩判据的推导及证明，金属材料的断裂的基本规律和原理。
了解金属的断裂和真实应力应变曲线。
理解金属材料弹性变形、塑性变形的基本规律和原理。
掌握金属材料的拉伸曲线图，以及金属常用力学性能指标的物理意义、工程意义。
掌握弹性变形和塑性变形。
本章重点内容为：金属材料的拉伸曲线图，金属常用力学性能指标。
金属的弹性变形，塑性变形。
基本力学性能指标的物理意义、工程意义。
基本力学性能指标的影响因素和提高途径。
本章难点内容为：金属材料弹性变形、塑性变形的基本规律和原理。
颈缩现象、颈缩判据的推导及证明。
金属材料的断裂的基本规律和原理。
本章应注意图表、曲线的运用，讲授时应进行对比分析，讲清基本机理。
第二章金属在其它静加载下的力学性能§2.1 扭转§2.2 弯曲和压缩§2.3 硬度课程教学要求：了解金属材料的扭转、弯曲、压缩载荷下的力学行为，理解金属在扭转、弯曲、压缩载荷下的力-变形曲线及基本力学性能指标。
熟练掌握金属的硬度测试方法。
本章重点内容为：金属在扭转、弯曲、压缩载荷下的力-变形曲线及基本力学性能指标。
硬度测试的基本原理。
本章难点内容为：扭转、弯曲、压缩的试验方法，硬度的适用范围及选择原则。
注意同第一章静拉伸的力学性能指标相对比（包括曲线），硬度内容应理论与实践相结合。
第三章缺口试样的力学性能§3.1 缺口效应和缺口敏感度§3.2 冲击韧性§3.3 低温脆性课程教学要求：了解材料的缺口效应和缺口敏感度，理解金属在冲击载荷下的力学性能。
了解金属的低温脆性，掌握低温脆性的测试方法。
了解FAD图（断裂分析图）以及影响冲击韧性和韧脆转折温度的因素。
本章重点内容为：缺口效应，金属在冲击载荷下的力学性能，冲击试验方法，低温脆性本章难点内容为：低温脆性的基本原理及测试方法，FAD图（断裂分析图）影响冲击韧性和韧脆转折温度的因素。
注意从实例引入，着重面向应用（工程实践）。
断裂分析图注意仔细的推理讲授。
第四章金属的断裂韧性§4.1 线弹性条件下的断裂韧性§4.2 弹塑性条件下的断裂韧性§4.3 影响断裂韧性K1c的因素课程教学要求：了解材料的低应力脆断的现象及本质、裂纹扩张的力学参量，线弹性力学和弹塑性力学的应力场分析。
理解平面应力与平面应变的区分，材料的断裂判据、材料的断裂韧度。
掌握评价金属断裂韧性的指标，金属构件安全性的定量计算，以及影响断裂韧性的基本因素及提高途径。
本章重点内容为：低应力脆断的现象及本质、裂纹扩张的力学参量、断裂判据、材料的断裂韧度、构件安全性的定量计算，影响断裂韧性的基本因素及提高途径。
本章难点内容为：线弹性力学和弹塑性力学的应力场分析，裂纹尖端塑性区边界方程的建立及修正公式。
平面应力与平面应变的区分。
阻力曲线及分析。
注意复习材料力学的基本内容，加强逻辑思维训练。
讲清应力场及塑性区边界方程推导。
第五章金属的疲劳§5.1 金属的疲劳现象§5.2 疲劳抗力指标§5.3 疲劳破坏过程§5.4 影响疲劳抗力的因素§5.5 低周疲劳§5.6 冲击疲劳课程教学要求：了解金属的疲劳现象。
理解材料的疲劳破坏过程以及影响疲劳的基本因素及提高途径。
掌握疲劳寿命的定量计算，评价材料的疲劳抗力指标。
了解低周疲劳和冲击疲劳。
本章重点内容为：金属疲劳的特点及分类、疲劳曲线、评价金属疲劳性能的指标、疲劳图、疲劳寿命的定量计算，高应力低周疲劳。
本章难点内容为：疲劳破坏的过程和基本机理，用疲劳图分析金属在不同载荷状态下的疲劳。
疲劳剩余寿命的计算。
影响疲劳的基本因素及提高途径。
注意与实例相结合，通过曲线、照片相结合的方法加深学生对课程的理解，注意低周与高周疲劳的对比分析。
第六章金属的磨损和接触疲劳§6.1 磨损§6.2 接触疲劳课程教学要求：了解磨损现象以及磨损分类。
理解材料的磨损机理。
掌握评价材料的疲劳抗力指标，磨损的试验方法以及提高金属耐磨性的途径。
掌握金属的接触疲劳。
本章重点内容为：磨损现象以及磨损分类，磨损的机理，磨损的试验方法，提高金属耐磨性的途径，金属的接触疲劳。
本章难点内容为：磨损的基本机理，金属的接触疲劳。
注意在实验中巩固课程中所学内容。
第七章金属在环境介质作用下的力学性能§7.1 应力腐蚀断裂§7.2 氢脆§7.3 腐蚀疲劳课程教学要求：了解应力腐蚀现象，理解应力腐蚀断裂的基本机理以及氢脆的分类。
掌握评价材料应力腐蚀的力学性能指标，应力腐蚀与氢滞延滞断裂的区别与联系。
本章重点内容为：应力腐蚀现象、评价应力腐蚀的力学性能指标、氢脆的分类。
应力腐蚀与氢滞延滞断裂的区别与联系，防止断裂的基本方法。
本章难点内容为：应力腐蚀与氢脆的区别与联系，应力腐蚀断裂的基本机理。
注意回顾电化学的基本知识。
并运用对比的方法加强教学效果。
第八章金属的高温力学性能§8.1 蠕变§8.2 持久强度、定义及意义、测定方法§8.3 松弛稳定性§8.4 其它高温力学性能课程教学要求：了解金属的蠕变现象，理解蠕变变形与断裂机理，掌握评价材料的金属高温力学性能指标及影响因素。
本章重点内容为：金属的蠕变现象，蠕变变形与断裂机理。
金属高温力学性能指标及影响因素。
本章难点内容为：蠕变变形及断裂机理。
注意突出重点，区分蠕变极限和持久强度的概念。
第九章陶瓷及聚合物的力学性能§9.1 聚合物的力学性能§9.2 陶瓷材料的力学性能课程教学要求：了解聚合物的力学性能，陶瓷材料的力学性能。
掌握评价聚合物以及陶瓷材料的力学性能指标。
本章重点内容为：评价聚合物以及陶瓷材料的力学性能指标。
本章难点内容为：聚合物的形变。
注意将两种材料与金属材料的力学性能进行对比，补充高分子材料的基本知识。
二、课程各教学环节要求课堂讲授：理论联系实际，体现科研与工程技术的关系。
实验的内容及要求：本课程要求学生掌握静拉伸实验、硬度、系列冲击实验三个实验的基本方法，了解旋转疲劳、接触疲劳、磨损等实验过程。
本课程不单独设立实验，实验教学环节并入《实践型综合实验》中完成。
课后作业：课后习题的题型主要为名词解释、计算题、简答题、论述等题型，教师可根据具体需求增加其它形式的习题，习题比例按照学时进行分配，第1、4、5章可适当增加比例。
《材料力学性能》课程大纲说明一、课程性质、目的和任务本课程是金属材料工程专业的专业课之一，是《特种材料及性能》课群的主干课程。
本课程为机械设计和制造过程中正确选择和合理使用材料提供可靠的力学性能依据；也为充分发挥材料的性能潜力，改进或创新工艺，研制新材料及机器零件或构件的失效分析提供基础。
本课程是从各种零件的服役条件和失效现象出发，提出衡量材料失效抗力的正确指标。
学习本课程的任务是了解这些指标的物理意义、技术意义和测试方法，弄清这些指标之间的相互关系，分析内在因素（材料成分、组织状态）和外在因素（应力状态、加载速度、温度、环境介质）对它们的影响。
二、课程教学基本要求无论从当前生产实际需要出发或是从长远发展需要来看，第一章（金属在单向静拉伸下的力学性能）是本课程的基础。
金属的断裂韧性（第四章）是近年来材料强度科学领域内的新成就和重大发展，金属的疲劳（第五章）是最常见的失效方式之一，特别是随着断裂力学的发展，使疲劳研究的内容大为丰富，因此，这两章都应着重讨论。
缺口、冲击和冷脆，金属在环境介质作用下的力学行为，金属磨损均属工程机械中经常遇到的与失效有关的问题，因此，分别列章，专门讨论。
金属在其它静加载下的力学性能和高温下的力学性能，只作一般介绍。
陶瓷及聚合物的力学性能只作一般介绍，其余内容留给学生自学。
可见本课程的重点放在静强度、疲劳和断裂韧性的分析讨论。
在讲授本课程时，重点突出金属在各种不同服役条件下变形和断裂的基本理论，各种力学性能指标的物理本质及应用，注意金属的宏观现象与微观机制的有机结合，注意金属力学性能的基础理论与解决生产实际问题相结合。
位错理论已在《材料科学基础》课程中作了详细论述，本课程只是直接运用有关知识。
断裂力学中的有关数学力学推导及运算也不在本课程中详细叙述，学生可参阅有关文献资料。
为了帮助学生在学习过程中加深理解和掌握好课程内容，我们要求①在学完相应的章节后进行课后复习和讨论；②各章都布置思考题和习题；③除了指定的教学参考书外，学生可查阅有关资料，如教材中各章列出的主要参考文献、教师补充布置的课外阅读的文献资料、学生自选自学参考文献等。
三、与其他课程的联系本课程应在学生学完《材料力学》、《材料科学基础》和《金属材料热处理》等课程，具备一定金属学和力学基础知识后安排学习。
本课程的后续课程是《失效分析基础》。
四、教材、参考书目及主要期刊参考教材：束德林·工程材料力学性能·机械工业出版社，2003教学参考书：黄明志等·金属力学性能·西安交大出版社，1986周惠久等·金属材料强度学·科学出版社，1989蔡泽高等·金属磨损与断裂·上海交大出版社，1985G.E.Dieter ·Mechanical Metallurgy , McGraw.Hill, 1990主要期刊：五、开课基本手段及课件本课程开课基本手段为课堂讲授，部分内容可选用多媒体手段教学。
六、制定单位、执笔人、审核人、批准人、制定（或修订）时间执笔人：高巍审核人：批准人：制定单位：材料与化工学院材料科学与工程系时间：2006.06.06。