工程材料及热处理教学大纲

《工程材料及热处理》教学大纲

课程名称：工程材料及热处理/Mechanical Engineering Materail and Heat Treatment 课程编码：163203

学时： 32 学分：2 讲课学时：32 考核方式：考查

先修课程：机械制图、工程力学

适用专业：机械类各专业

开课院系：高职学院制造工程系

教材：许德珠．机械工程材料（第二版）．高等教育出版社

自编．《机械工程材料实验指导书》

主要参考书：郑建中．工程材料基础．清华大学出版社

一、课程的性质和任务

本课程是高职院校机械类、机电结合类及仪器仪表类各专业必修的技术基础课。

本课程重点阐述工程材料的性能与其组织结构之间的联系；说明如何通过工艺手段改变

材料的组织结构，以达到提高材料性能的目的；介绍常用工程材料及其应用等基本知识；为

工程结构和机械零件的设计和制造提供合理选用材料的方法。

本课程的任务是：使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识；掌握常用工程材料

成分－加工工艺－组织－性能－应用间关系的一般规律；熟悉常用工程材料；具有根据机械

零件的服役条件和失效形式、合理选用工程材料的初步能力。

二、教学内容和基本要求

1．教学内容：

绪论

材料的发展简史及工程材料的概念

学习本课程的目的、要求和方法

工程材料的分类

第1章金属材料的力学性能

2.1 强度与塑性

2.2 硬度

2.3 韧性与疲劳强度

第2章工程材料的组织结构与性能

1.1 金属材料的结构

1.2 纯金属的晶体结构

1.3 合金的相结构

1.4 金属材料的组织

第3章纯金属与合金的结晶

3.1 纯金属的结晶

3.2 纯金属的实际晶体结构

3.3 合金的晶体结构

第5章铁碳合金相图与非合金钢

5.1 铁碳合金的基本组织

5.2 铁碳合金相图

5.3 非合金钢

第6章钢的热处理

6.1 钢在加热时的组织准备

6.2 钢在冷却时的组织转变

6.3 钢的退火与正火

6.4 钢的淬透性

6.5 钢的回火

6.6 钢的表面热处理

6.7 钢的化学热处理

6.8 钢的化学热处理

6.9 热处理零件的质量分析

6.10 热处理的技术条件和工序位置

第7章低合金钢与合金钢

7.1 合金钢的分类

7.2 合金结构钢

7.3 合金工具钢

7.4 不锈钢、耐蚀钢和耐热钢

第8章铸铁

8.1 灰铸铁

8.2 球墨铸铁

8.3 可锻铸铁

第9章非铁合金与粉末冶金材料

9.1 铝及铝合金

9.2 铜及铜合金

9.3 粉末冶金材料

第10章金属材料的表面处理

10.1 金属材料表面强化处理

10.2 金属表面的防腐处理

10.3 金属表面的装饰处理

第11章非金属材料与复合材料

11.1 高分子材料

11.2 陶瓷

11.3 复合材料

第12章工程材料的选用

11.1 零件的失效

11.2 选材的原则、方法和步骤

11.3 典型零件和工具的选用

2、基本教学要求

本课程重点阐述工程材料的性能与其组织结构之间的联系；说明如何通过工艺手段改变材料的组织结构，以达到提高材料性能的目的；介绍常用工程材料及其应用等基本知识；为工程结构和机械零件的设计和制造提供合理选用材料的方法。

每一章的就具体要求：

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

第2章材料的结合方式，金属的晶体结构。

第3章材料凝固的基本过程（包括液体的结构、金属的结晶过程、晶粒大小的控制、同素异构转变）。

第5章相图（包括二元相图的建立、铁碳合金相图、典型铁碳合金组织和冷却过程）。

第6章钢的热处理。（包括钢在加热和冷却时的转变、退回、正火、淬火、回火、淬透性、表面淬火、化学热处理）

第7章工业用钢（包括钢的分类、钢中的杂质及合金元素、结构钢、工具钢等）。

第8章铸铁（包括各类铸铁组织及性能特点、铸铁的石墨化、铸铁的热处理）。

要求一般理解与掌握的内容有：

第1章材料力学性能、物理和化学性能以及工艺性能。

第7章特殊性能钢。

第8章特殊性能铸铁。

第9章滑动轴承合金，有色金属及合金（包括铝及其合金、铜及其合金、钛及其合金）

第11章陶瓷和聚合物的结构特点，高分子材料（包括工程塑料、合成橡胶和合成纤维、工业用陶瓷等）。

难点：1．铁碳合金相图。

2．钢在加热和冷却时的转变。

3．各类铸铁组织及性能特点以及铸铁的石墨化

4．工程塑料。

5．选材的应用。

三、实验

实验一、铁碳合金平衡组织分析

实验二、碳钢热处理后显微组织及性能。

四、教学时数分配

五、对学生能力的培养和要求

通过对本课程的学习，学生应该对常用工程材料有一定程度的理论和感性认识，能够独立进行简单工程材料的选择。

六、说明

本课程的教学环节包括课堂讲授、习题及讨论课、部分内容学生自习、习题、答疑以及期末考查等方面。通过上述基本教学步骤，要求学生了解各种主要的机械工程材料的类型、结构和性能并能根据工程实践做较为合理的工程选材。本课程课堂讲授28学时，课堂讨论1学时，观看教学录象3学时。考查方式为闭卷，学生总评成绩可按平时成绩占20%，期末考察占80%计算。

1.文字教材（主教材和学习指导）是主要教学媒体，主教材是本课程的主要环节。针对主教材的基本内容，课中明确各章的重点、难点、思路和学习方法等，以帮助学生学好本课程。

2.实验是本课程的重要教学环节。

3.课外作业是本课程不可缺少的的教学环节。

4.学生只有按时完成规定的实验和作业，方允许参加本课程的期末考试。