《材料加工工艺和设备》课程教学大纲
材料成型工艺教学大纲
材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3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：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。
本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。
通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。
为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。
二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。
2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。
3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。
第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。
2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。
3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。
第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。
3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。
材料冶金与成型工艺教学大纲
《材料冶金与成型工艺》课程教学大纲一、课程的地位、目的和任务本课程地位：本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课.其任务是介绍粉末冶金与复合材料成型的加工原理和工艺方法及相关知识,重点是介绍粉末冶金与聚合物基复合材料成型方法,使学生对这些成型方法及其原理有所了解,从而为学习有关的专业课以及毕业后从事专业工作提供必要的知识基础。
本课程目的：通过本课程必须的理论教学和实践教学，使学生理解焊接成型和凝固成型温度场及热循环特点，熟悉金属材料在凝固过程中有关化学、物理冶金方面的普遍规律，掌握冶金过程中气相和熔渣与金属相互作用原理，掌握材料成型工艺的相关知识，具备一定的成型工艺设计的能力。
本课程任务：掌握粉末冶金方法的基本原理和生产过程；掌握聚合物基复合材料成型的基本原理和加工过程；了解金属基和陶瓷基复合材料成型的常用方法。
二、本课程与其它课程的联系本课程的联系课程有：《橡塑材料成型工艺学》、《材料成型设备及方法》。
学生必须掌握相关材料的基础知识及成型设备的具体原理。
三、课程内容及基本要求第一章材料成型热过程教学要求：（1）了解焊接热过程的特点、焊接温度场；（2）了解焊接热循环，焊接热影响区、凝固成型中的温度场。
重点：焊接影响区难点：凝固成型中的温度场教学内容：（一）焊接热过程的特点（二）焊接温度场（三）焊接热循环、焊接热影响区（四）凝固成型中的温度场第二章金属的凝固教学要求：（1）了解纯金属的结晶特点；（2）掌握焊条熔化及熔池的形成、熔池凝固和焊缝的组织与性能。
重点：焊条熔化及熔池的形成难点：熔池凝固和焊缝的组织与性能教学内容：（一）纯金属的结晶（二）凝固中的溶质再分配（三）焊条熔化及熔池的形成（四）熔池凝固和焊缝的组织与性能第三章焊接冶金教学要求：（1）了解焊接冶金过程的特点、焊接熔渣；（2）掌握焊接时的氧化还原、焊缝金属的合金化。
重点：焊接时的氧化还原难点：焊缝金属中硫和磷的控制教学内容：（一）焊接冶金过程的特点（二）焊接熔渣、氮、氢对金属的作用（三）焊缝金属的合金化（四）焊缝金属中硫和磷的控制第四章焊接气孔和裂纹教学要求：（1）了解焊接气孔、焊接裂纹的形成过程；（2）掌握焊接裂纹的综合分析方法。
材料制备与加工课程设计
材料制备与加工课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解材料制备与加工的基本概念、原理和方法。
2. 学生能掌握不同材料的性质、制备工艺及加工技术。
3. 学生能了解材料制备与加工在工程、生活和科技领域中的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的材料制备与加工实验方案。
2. 学生能运用实验仪器和设备，进行基本的材料制备与加工操作。
3. 学生能分析实验结果，评价材料性能，并提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 学生能培养对材料科学的兴趣，提高探究欲望。
2. 学生能认识到材料制备与加工在可持续发展、环境保护等方面的重要性，树立社会责任感。
3. 学生能在团队合作中，学会尊重、倾听、协作，培养良好的沟通能力和团队精神。
课程性质：本课程为高中年级的选修课程，旨在让学生了解材料科学的基本知识，掌握材料制备与加工的基本技能，培养学生的实践操作能力和科学素养。
学生特点：高中年级的学生具备一定的物理、化学基础，思维活跃，好奇心强，具备一定的实验操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实验操作和观察分析，引导学生主动探究，培养学生的创新能力和实践能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 材料基本性质：密度、硬度、韧性、导电性等物理性质，以及化学反应、氧化还原等化学性质。
2. 常见材料分类：金属、陶瓷、塑料、复合材料等，及其特点和应用。
3. 材料制备方法：熔炼、烧结、化学合成、物理气相沉积等。
4. 材料加工技术：铸造、塑性加工、热处理、表面处理等。
5. 材料制备与加工工艺优化：探讨不同工艺参数对材料性能的影响。
6. 材料应用案例分析：分析不同材料在汽车、航空、电子、医疗等领域的应用。
教学大纲安排：第一周：材料基本性质及分类第二周：材料制备方法（一）第三周：材料制备方法（二）第四周：材料加工技术（一）第五周：材料加工技术（二）第六周：材料制备与加工工艺优化第七周：材料应用案例分析及实验操作第八周：课程总结与评价教学内容与教材关联性：本教学内容与教材《材料科学基础》相关章节紧密关联，涵盖第二章材料的基本性质、第三章材料分类、第四章材料制备方法和第五章材料加工技术等内容。
08级材料工艺及设备(第一部分)
例如，尽管黄铜的密度和成本都比钢铁高， 但是因为它能高速切削，所以有些黄铜零件 反而比冷轧碳钢便宜； 铝和塑料产品越来越多地取代钢铁产品， 加工性能优异也是重要因素之一。 又如为了提高钢铁材料的加工性能，在成 分上增加了硫、磷和钙等元素的含量，在钢 中形成了一定的夹杂物，有意破坏其组织的 连续性，虽降低了强度和韧性等力学性能， 但却获得了良好的加工性能，这形成了一类 专门的钢种-易切削钢。
4、绿色包装设计
绿色包装设计又称生态包装设计，是指绿 色产品与绿色包装寿命周期相复合的设计。 实施绿色包装设计应考虑以下几点： （1）包装材料要选择无毒、无害、无污染、 可再生和降解的材料，发展纸包装，开发各 种替代塑料薄膜的防潮、保鲜纸包装制品； （1）优化包装结构，减少材料消。
二、课程内容、基本要求与学时分配(略） 三、教材及参考书 （一）教材 《材料工艺及设备》马泉山 沈宏芳 刘广君编 北京大学出版社 2011.9 （二）参考书 1、《材料成型加工工艺及设备》 曾光廷 董祥 忠 刘晓波 冯庆芬编 化学工业出版社 2001.8 2、 《材料加工原理》 蒋成禹 胡玉洁 马明臻 编 哈尔滨工业大学出版社 2001.8
5、材料工艺与设备反映工业水平
材料工艺往往与设备条件联系在一起，其 先进程度在一定程度上反映了一个国家的材 料工业水平。尤其对我国而言，可以说，材 料工艺方面的问题还非常突出，这其中有各 种原因，但最主要还是我们的相关生产工艺 落后所致。
6、国际政治的影响
受国际政治的影响，有些发达国家还对我 国进行技术封锁，我国对一些高新工艺技术 设备的进口受到限制。 因此，对工艺的研究是相当重要的，它对 于振兴经济、增加国家经济实力可以起到重 要的作用。
第二节 材料工艺的创新途径
1、改变外界条件，获得新工艺
高分子材料加工工艺 教学大纲
高分子材料加工工艺一、课程说明课程编号：060407Z10课程名称（中/英文）：高分子材料加工工艺/Technology of Polymer Processing 课程类别：选修课学时/学分：40/2.5先修课程：高分子化学，高分子物理适用专业：材料科学与工程教材、教学参考书：1、《高分子材料成型加工》，周达飞、唐颂超主编，中国轻工业出版社,2006年。
2、《聚合物成型加工基础》，杨鸣波主编，北京：化学工业出版社，20063、《塑料加工技术大全》，刘敏江编，北京：中国轻工业出版社，20014、《聚合物加工工程》，赵素合主编，北京：中国轻工业出版社，20015、《高分子材料基本加工工艺》，王加龙主编，北京：化学工业出版社，20096、Plastics Materials and Processes．Seymour S．Schwartz，Sidney H．Goodman．New York：Van Nostrand Reeinhold Co．Inc．二、课程设置的目的意义高分子材料成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段。
本课程是为材料科学与工程专业的学生设立的拓展知识体系的专业选修课。
课程的设置目的是让学生通过高分子材料及其配方、加工方法、工艺过程、加工工艺原理以及高分子材料的加工性质（包括加工过程中的行为）的学习，为学生从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下必要的理论基础。
三、课程的基本要求知识：掌握高分子材料的基本概念；认识成型与加工对制品性能的重要性，了解材料的化学因素、物理因素、制备因素、材料组成等对其成型加工及制品性能的影响；掌握高分子材料加工中常用的添加剂品种及选用，制品设计的程序和配方设计的思路，在添加剂选用和配方设计的基础上制备出适合成型加工要求的各种形态的混合均匀的高分子材料固体、溶液、乳液和分散体，即完成高分子材料成型前的准备工作；掌握压制成型、挤出成型和注射成型这几种最常见的高分子材料成型工艺流程、原理、所用设备及工艺条件的控制。
《聚合物加工工艺及设备》教学大纲
《聚合物加工工艺及设备》课程教学大纲课程代码：MMEN1012课程类别：专业教学课程授课对象：高分子材料与工程等专业开课学期：6学分：3学分指定教材：李光，《高分子材料加工工艺学》，中国纺织出版社，2023年一、教学目的：聚合物加工工艺与设备是高分子材料与工程专业的重要专业根底课程，也是专业的核心课程。
本课程从高分子材料加工的应用角度动身，说明高分子材料的组成、工艺及设备在生产加工中所起作用，并说明加工工艺对高分子材料构造与性能的影响关系。
初步把握化学纤维、塑料、橡胶三类高分子材料的典型品种及其制品的生产原料、成型加工工艺及设备，为具有初步的高分子材料企业工作力气以及高分子材料的研发力气打下根底。
二、课程目标通过本课程的教学，使学生具备以下力气：1、课程目标1：能从成型加工根本原理动身，以高分子材料的加工性能和使用性能为基点，确定材料成型加工方法、工艺条件和工艺设备，进展高分子材料的开发和成型加工工艺流程的设计优化。
2、课程目标2：能运用高分子材料工程的思维方法，推断高分子材料的成型加工方法、工艺条件及其把握、成型加工设备对制品性能的影响，提出优化解决的方案。
3、课程目标3：能通过分析高分子材料成型加工相关的试验结果，争论加工工艺及其参数、加工设备选择对高分子材料性能的影响等高分子材料工程问题，取得有效的结论。
三、课程目标与毕业要求的对应关系：通过本课程的学习，确立聚合物构造与性能之间关系，其主要任务是使学生把握有关聚合物的多层次构造、分子运动及主要物理、机械性能的根本概念、根本理论和根本争论方法，为从事高分子设计、改性、加工，应用奠定根底。
毕业要求1. 工程学问指标点1.4把握高分子化学、高分子物理、高分子课程目标课程目标1达成途径课程讲授、材料成形加工及其表征等专业专业学问，并作业、争论能将其用于解决高分子材料领域的简洁工2.问题分析程问题。
2.3能够正确表达一个工程问题解决方案并课程目标2课程讲授、3. 设计/ 开发分析其合理性。
《材料成型理论基础》课程大纲
《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。
六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。
2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。
3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。
4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。
5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。
表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。
2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。
3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。
而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。
4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。
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课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
教学内容 学时 教学方式 作业及要求
基本要求
考查方式
材料加工工艺
与设备基础
2
课堂讲授
掌握材料加工工艺 和设备特点；与材 料 加 工 原 理 的 关 课堂提问 系；与过程控制的关 系
材料加工工艺 设计方法
《材料加工工艺和设备》课程教学大纲
课程基本信息（Course Information）
课程代码 （Course Code）
MT340
*学时 （Credit Hours）
32
*学分 （Credits）
2
*课程名称 （Course Name）
材料加工工艺和设备 Materials manufacture processing and apparatus
课堂提问讨 工艺与性能的关系 以 及 工 艺 优 化 方论和作业 法。
齿轮钢的表面
处Байду номын сангаас工艺（或
其它表面改 性、微纳器件
2
制备的问题及
工艺设计）
课堂讲授
材料加工过
程控制基础
6
课堂讲授
过程控制中 的传感技术
2 课堂讲授
了解齿轮钢的 碳、渗氮和碳氮 渗工艺的设计
共渗课 论作堂业提
问
讨
掌握材料加工过程
控制的原理、组成、课 堂 提 问 讨
*课程目标与毕业要 求对应关系
（relationship between learning
outcomes and graduation
requirements）
毕业要求
指标点
课程目标 达成途径
2 问题分析
2.3 能运用相关科学原理，识别和判断复 杂工程问题的关键环节并求解；
2.4 能将相关知识和数学模型方法用于 专业工程问题解决方案的比较与综合。
Materials manufacture processing and apparatus is one of the main foundation courses for the undergraduate of Materials Science and Engineering, and also for the Outstanding Engineer Program. This course introduces the main process of materials/component processing and process design, including liquid metal forming, *课程简介（Description） metal plastic forming, joining forming (welding), metal surface treatment, powder metallurgy, laser rapid forming, and introduced the process control of related equipment. By learning this course, students can be familiar with the manufacture processing and process design of materials, and to understand the processing equipment and process control.
课程教学大纲（course syllabus）
*课程目标 (Learning Outcomes)
1.掌握材料加工工艺设计基本方法，了解工艺优化的手段（支持毕业要求 2.3， 2.4，3.2） 2.了解材料加工新技术及可持续发展理念，培养学科交叉应用能力（支持毕业要求 7.1、7.2 和 11.1） 3.通过课程学习，课堂讨论等环节培养材料工程师在团队中独立开展工作的能力 和和团队合作能力，专业领域沟通能力和项目管理能力（支持毕业要求 9.2、11.1 和 12.2）
6
*教学内容、进度安排及 要
求
(Class Schedule & Requirements)
先进高强钢
AHSS 的工 艺 2 设计
课堂讲授 课堂讲授
涡轮叶片增 材
制造的工 艺 2 设计
课堂讲授
汽车结构件的 加工工艺问题 及优化方法 4 （或其它产品 热加工成形）
课堂讲授
作业
掌握工艺设计基本
概 工 了
念 艺 解
、 优 数
方 化 值
法 的 仿
； 手 真
了 段 在
解 ； 工课 讨论堂
提
问
、
艺优化中的应用
针对高强汽车用
钢，了解先进高强
钢
（
如 课堂提问
DP\TRIP\QP\QPT ）
工艺的设计。
作业
结合涡轮叶片掌握 复杂 形状增材成 形课 堂 提 问 讨
的工艺特点 和优化论和作业
方法
作业
结合汽车结构件 加 工的工艺问题，掌握
9. 个人和团队 9.2 能够在团队中独立或合作开展工作；
11. 项目管理与 学科交叉
11.1 参与交叉学科项目；
12. 沟通
12.2 了解专业领域的国际发展趋、研究 热点，理解和尊重世界不同文化的差异 性和多样性。
1 1 2 2 3 2，3 3
课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
课程讲 授、作 业、讨论
备注 （Notes）
备注说明： 1.带*内容为必填项。 2．课程简介字数为 300-500 字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。
掌握脉冲的调制以及 多场调控下 的弧焊工 艺与组 织性能关系
实验
复杂件的工艺设计和 开环控制的 一致性
实验
*考核方式 (Grading)
作业、课堂讨论 30% + 期末考试 70%
*教材或参考资料 (Textbooks & Other
Materials)
其它 （More）
1) 王敏，材料成形设备及自动化，高等教育出版社，2010 2) 黄天佑等，材料加工工艺，清华大学出版社，2010
分类、指标、 过程数学模型
、被控控论
制方案设计
掌握材料加工的传 课 堂 提 问 讨
感和多信息传 术
感技
论
涡轮叶片增
材制造的过 2 课堂讲授 程控制
超声辅助电
弧实验
2
实验
3D 增材制
2
造实验
实验
掌握增材制造中的控 制单元、路径 控制、 热量控制、 成形控 制、组织控 制的方 法
课堂提 问讨论 和作业
3 设计/开发解3.2 具备对材料工艺和设备进行优化、调
决方案
整和改进的基本能力；
7.1 了解和理解材料工程实践中生产、设 7. 工 程 与 社计、研究、开发、环境保护和可持续发 会 、 环 境 、 可展的相关理念和内涵；
持续发展
7.2 评价材料科学与工程对社会、环境的 影响以及实践中环境保护与可持续发展
课程性质 (Course Type)
限选
授课语言 中文
(Language of Instruction)
*开课院系 （School）
材料科学与工程
先修课程 （Prerequisite）
材料科学基础、材料加工原理
授课教师 （Teacher）
陆皓
课程网址 (Course Webpage)
*课程简介（Description）
《材料加工工艺和设备》课程是材料科学与工程类专业学生和卓越工程师的培养 的主要基础课程。本课程介绍材料/部件加工的一些主要工艺及工艺设计方法， 包括液态金属成形、金属塑性成形、连接成形（焊接）、金属表面处理、粉末 冶 金、激光快速成形等，并介绍这些工艺相关设备的过程控制。通过该课程的 学习，学生能熟悉材料加工工艺及设计，并了解加工设备和过程控制。