工程材料课程重点
《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—FeC3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—FeC32、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—FeC3(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，20012、郑明新.工程材料.北京:清华大学出版社，1991。
工程材料学课程习题及答案重点
工程材料习题一、晶向、晶面指数习题在立方晶系的单位晶胞上作图表示(1 1 1)、(1 1 0)、(1 0 0) 晶面和[1 1 1]、[1 1 0]、[0 0 1]、[1 0 0]、[0 1 0] 晶向。
二、Fe-C 相图类提示 Fe-C 相图是确定钢热处理、铸造、锻造、焊接加热工艺的依据，应熟练掌握相图的绘制、不同成分钢的冷却相变过程及室温组织。
习题 画出 Fe-Fe 3C 合金相图 （要求标明B 、E 、C 、F 、P 、S 点的成分及共晶线和共析线的温度），分析含碳量0.4% （0.7%、0.77%、1.0% ）的铁碳合金从液态缓冷到室温时的结晶过程（要利用文字和冷却曲线加以说明），画出室温组织的示意图并利用杠杆定律计算其组织组成物的相对质量分数。
分析 Fe-Fe 3C 相图看似复杂，但若掌握规律就容易了。
相图由包晶相变、共晶相变、共析相变三部分组成。
绘制时应先绘制三条水平线、确定水平线的温度及每条线上的三个成分点，然后再连接其余曲线即可。
Fe-C 相图含碳量分为亚共析钢（0.0218% ≤ C ＜0.77% ）、共析钢（0.77% C ）和过共析钢（0.77 % ＜C ≤ 2.11%）三大类型，其区别在于有先共析铁素体析出、无先共析铁素体和无二次渗碳体析出、有二次渗碳体析出。
解1、铁碳相图Fe-C 相图见图1.0，要求各相区、线、字母、温度要准确。
2、共析钢（0.77%C ） （1）结晶过程分析冷却曲线见图2.1。
在Fe-C 相图中要画出表示合金成分的垂线（图中虚线）；冷却曲线中要标明交点及点的顺序；冷却曲线点的顺序要和相图中垂线一致，恒温转变为水平线。
1点以上：液态；1-2点：匀晶转变析出奥氏体，L → γ ； 2-3点：γ降温阶段，无组织变化；3-3 /点：奥氏体发生共析转变，转变为珠光体，C Fe 72730218.077.0+α−−−→−γ℃（P ）；图1.0 Fe-Fe 3C 合金相图Fe 3CFeC%温度/℃3 / 点到室温，从铁素体中析出少量三次渗碳体Fe 3C Ⅲ。
工程材料与机械制造基础课程学习要点
《工程材料与机械制造基础》课程（工程材料及成形部分）学习要点教材：《现代工程材料成形与机械制造基础》（上册）孙康宁、张景德主编，高等教育出版社，第2版工程材料与机械制造基础（课程）是一门重要的工科大平台课，是工科各专业了解本专业以外工程知识的主要来源。
由于涉及知识面宽，基本概念多，各部分内容联系相对松散，有些同学学习初期感觉有一定的难度，为此建议同学们学习时注意掌握以下基本概念、基本要求和知识要点，并深入理解各部分之间的联系，包括材料与成形工艺之间的联系，成分、结构、性能、工艺之间的联系，各成形工艺之间的联系等等。
第一章绪论材料制造材料的发展趋势制造技术发展趋势第二章材料的力学性能基本概念力学性能:强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度及其衡量指标材料学基础:材料结构（晶体、非晶体）性能、成分、工艺与结构之间关系晶体点阵、晶胞、晶格常数体心立方晶体结构(bcc)面心立方晶体结构(fcc)密排六方晶体结构(hcp)晶体缺陷结晶：过冷度同素异构转变合金的相与相结构、组织相结构：固溶体、金属化合物铁碳合金的相结构：固溶体（铁素体、奥氏体），金属化合物:（渗碳体）组织（机械混合物）：珠光体、莱氏体冷却曲线！相图！！（点线面、用途）会画会填图，会分析，要背过。
共析钢、亚共析钢、过共析钢共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁工程材料的分类、编号及用途：钢铁、有色金属选材的基本原则第三章热处理与表面工程技术材料改性、目的、方法；什么是热处理？分析共析钢在加热和冷却时的组织及性能转变；最常用的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火）特点及选用。
什么是马氏体？什么是过冷奥氏体？什么是表面淬火与化学热处理,工艺特点？淬火后材料强度硬度一定会增强吗？玻璃钢化机理是什么?什么是表面工程技术，主要技术分类？常见表面工程技术有哪些？第四章液态成形弄懂以下基本概念及基础知识:什么是液态成形？液态成形的特点？何为金属铸造(砂型铸造, 特种铸造)？一、砂型铸造(弄清楚零件、铸件、毛坯、木模、混砂、芯子、造型、型腔、分型面、合箱、浇注、清砂之间的关系)1. 充型能力流动性螺旋试样影响流动性因素: 成分浇注条件(温度压力) 铸型特性(铸型材料结构)2. 凝固逐层凝固体积凝固中间凝固影响凝固因素: 合金成分、组织、冷却方式（温度梯度）3 合金收缩性液态收缩凝固收缩固态收缩影响因素：成分、温度、铸型条件等收缩造成缺陷：（1）缩孔缩松顺序凝固冒口冷铁逐层凝固体积凝固（2）铸造应力、变形和裂纹热应力、机械应力，同时凝固原则（3）合金的吸气性及气孔、析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔4．常用铸造合金的铸造性能特点（铸铁铸钢有色金属）5.砂型铸造常见缺陷（缩孔缩松浇不足冷隔应力变形气孔等）二、特种铸造1．金属型铸造工艺特点2．溶模铸造及工艺特点3．压力铸造及工艺特点4．低压铸造及工艺特点5．离心铸造及工艺特点6．消失模铸造及工艺特点铸造方法选择三、铸件结构工艺性（要求：根据图纸会判断结构设计是否合理！）1．铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷2．铸件结构应利于简化铸造工艺3．铸件结构要便于后续加工第五章塑性成形技术1.弄懂以下基本概念及基础知识:什么是塑性成形,基本要素是什么？与液态成形相比有何不同?常见塑性成形方法: 锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔压力加工（挤压、轧制、拉拔）: 靠孔型获得所需截面型材塑性变形的机制(晶内变形+晶间变形)晶内变形(滑移+孪生) 晶间变形(滑移+转动)（1）变形引起的性能变化及相关概念:加工硬化: 强度、硬度提高，但塑性、韧性下降回复（及特点）: T回=(0.25-0.3)T熔（K）再结晶（及特点）: T再=0.4T熔(K)冷变形、热变形、温变形（2）变形引起的组织变化及相关概念:晶粒细化、锻造流线(锻造纤维组织)、变形程度、锻造比变形程度、锻造比、锻造流线关系(锻造比衡量变形程度大小,变形程度越大,锻造流线越显著)锻造流线对性能的影响，锻造流线如何利用？（3）最小阻力定律及应用体积不变条件（定律）及应用（4）材料的塑性成形性（可锻性）衡量可锻性指标：变形抗力、塑性影响因素：成分、组织、温度、变形速度、应力状态2．金属塑性成形方法基本概念与基础知识锻造？自由锻？模锻？板料冲压？冲裁？落料？冲孔？变形工序？拉伸？弯曲？翻边？胀型？（1）自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔各有何特点？自由锻工艺规程：锻件图（加工余量、锻造公差、余块）、锻造成形工艺方案、计算毛坯重量和尺寸、确定锻造温度范围、制订自由锻工艺规程卡。
武汉理工大学材料工程基础课程学习要点
流体动力学学习重点
1。
相关基本概念：流线和迹线，恒定流动和非恒定流动，平均流速和流量。
2。
连续性方程的物理意义及其应用
3。
能量方程的物理意义及其应用
传热学基础的学习要点
1.基本概念:温度场、等温面、等温线、温度梯度、热流量、传热量等基本概念，
2.传导传热: 傅立叶（Fourier）定律，导热微分方程，无内热源的一维稳态传热（平壁导热、园筒壁导热）。
3. 对流传热: 影响对流换热的主要因素，牛顿冷却定律，对流换热微分方程组，对流换热过程的相似，流体自然对流换热，流体强制对流时的对流换热。
4.辐射传热: 热辐射、吸收率、反射率、透过率及角系数等基本概念，普朗克（Plank）定律，维恩偏移定律，Stefan-Boltzman定律，灰体及其特性，Kirchhoff定律，兰贝特（Lambert）定律，黑体间的辐射的传热，灰体之间的辐射传热，遮热板和遮热罩，气体辐射。
5. 传热过程：通过间壁的传热（平壁传热、通过圆筒壁的传热），强化和削弱传热过程的途径。
传热学基础学习的难点
本章学习的难点:
1．对三种传热形式关系的理解
传热包括导热、对流换热和辐射换热三种方式，各种方式热量传递的机理不同，但是却可以同时存在于一个传热现象中。
相互关系可以是串联，也可以是并联的。
2．热阻概念的理解
严格地说，热阻的概念只适用于一维热量传递过程中，且在传递过程中热量不能有如何形式的损耗。
材料工程基础 课程
材料工程基础课程摘要：一、材料工程基础课程的简介1.材料工程的概念与分类2.材料工程基础课程的重要性3.课程的主要内容和目标二、材料工程基础课程的主要内容1.材料的基本性能2.材料的结构和组成3.材料的加工工艺4.材料性能的测试与分析三、材料工程基础课程的学习方法1.注重理论联系实际2.加强实验操作能力3.培养创新思维和解决问题的能力四、材料工程基础课程在实际应用中的价值1.对我国材料工业发展的贡献2.为学生从事材料工程领域工作打下基础3.对提高人民生活质量的作用正文：材料工程是一门研究材料的制备、性能、加工和应用的学科，涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料等多种材料领域。
材料工程基础课程作为材料工程学科的基础课程，对培养学生的专业素质具有重要意义。
材料工程基础课程主要包括以下内容：（1）材料的基本性能，如力学性能、物理性能、化学性能等；（2）材料的结构和组成，涉及原子结构、晶体结构、缺陷等；（3）材料的加工工艺，包括冶炼、铸造、塑性加工、焊接、热处理等；（4）材料性能的测试与分析，包括力学性能测试、物理性能测试、化学性能测试等。
学习材料工程基础课程时，应注重理论联系实际，深入理解课程内容，并加强实验操作能力，以培养创新思维和解决问题的能力。
此外，还应关注材料工程领域的最新发展动态，以便更好地掌握材料工程基础课程的知识。
材料工程基础课程在实际应用中具有很高的价值。
首先，材料工程的发展对我国材料工业的进步起到了关键作用，为我国从材料大国向材料强国转变提供了有力支持。
其次，材料工程基础课程为学生从事材料工程领域工作打下了坚实的基础，使他们在未来的工作中能够更好地应对各种挑战。
材料工程专业核心课程
材料工程专业核心课程
材料工程专业的核心课程通常涵盖材料科学、材料加工、材料性能与测试、材料设计与应用等方面的内容。
具体来说，核心课程可能包括以下几个方面：
1. 材料科学基础课程，介绍材料的基本概念、结构、性能和分类，包括晶体学、固体物理学、材料化学等内容。
2. 材料加工与制备，涵盖金属、陶瓷、聚合物等材料的加工工艺、制备方法和工程应用，包括铸造、锻造、焊接、热处理等方面的课程。
3. 材料性能与测试，学习材料的力学性能、热学性能、电学性能等测试方法和评价标准，包括拉伸试验、硬度测试、热分析等内容。
4. 材料设计与应用，介绍材料选择、设计原则、材料在工程中的应用，包括材料选择的指导原则、材料在不同工程领域的应用案例等。
除了这些核心课程外，还可能包括一些选修课程，如纳米材料、生物材料、复合材料等专业方向的课程，以及实验课程、毕业设计
等实践环节。
这些核心课程的学习将为学生提供扎实的材料工程专
业知识基础，为他们未来的工程实践和科研工作打下坚实的基础。
1.1工程材料
奥运鸟巢钢结构总用钢量为4.2万吨
西气东输工程用X70、X80管线钢
有
色 金 属（密度小，重量轻）
国产歼-11B重型歼击机 钛合金比率达到15%
美军未来战机F-35和F-22 铝合金、钛合金
LEXUS LFA超级跑车 轻量化的材料（铝合金、镁合金、 钛合金等）于一体
超薄戴尔V130 铝镁合金材质
7D镁合金外壳
我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重 大成果 研制成功性能优越、用途广泛的新型结构钢— 贝氏体钢； 研制出零电阻温度为128.7 K的Tl-Ca-Ba-Cu-O 超导体(铊系超导体)； 航空、航天事业迅速崛起，带动航空、航天材 料的发展（质量轻，高温下具有高强性）； 在C60和碳纳米管新型碳材料的研究方面取得许 多新的成果。
颗粒增强复合材料
纤维增强复合材料
短纤维增强复合材料
现代航空发动机燃烧室温度最高的材料就是通过粉末冶金法 制备的氧化物粒子弥散强化的镍基合金复合材料（高温强度 极佳）。
航空发动机
很多高级游艇、赛艇及体育器械等是由碳纤维复合材料制 成的，它们具有重量轻，弹性好，强度高等优点。
小 结 1.根据结合键可将工程材料分为四类： 金属材料 高分子材料 陶瓷材料 复合材料
4 a 6 3 2 nv1 致密度：k= = =0.74 3 3 2 8 v a a 2 3
2. 面心立方晶格(胞) (FCC晶格)
8×1/8＋6 ×1/2 =4
面心立方晶胞的特征： 1）晶格常数：a=b=c,α=β=γ=90° 2) 晶胞原子数：8×1/8＋6 ×1/2 =4 2 a 3) 原子半径：r= 4 4) 配位数：指晶格中与任一原子最近邻且等距离的原子 数目12 3
材料工程基础 课程
材料工程基础课程摘要：1.材料工程基础课程简介2.课程的主要内容3.课程的学习方法与技巧4.课程的重要性和应用前景正文：【材料工程基础课程简介】材料工程基础课程是一门以材料科学与工程为基础的学科，旨在为学生提供材料科学与工程领域的基础知识和技能。
该课程为学生提供了深入了解材料性质、结构和制备过程的基本理论和实践知识，使他们能够在未来的职业生涯中更好地应用这些知识。
【课程的主要内容】材料工程基础课程主要包括以下几个方面的内容：1.材料的结构与性能：包括晶体学、材料力学、热力学等方面的知识。
2.材料的制备与加工：包括熔融、凝固、烧结、粉末冶金等材料制备方法，以及机械加工、热处理等加工技术。
3.材料的分类与性能：包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等各类材料的性能特点、应用领域等。
4.材料的测试与分析：包括材料性能测试方法、结构分析、缺陷分析等。
【课程的学习方法与技巧】学习材料工程基础课程需要掌握一定的方法和技巧，包括：1.注重理论知识与实践操作的结合，通过实验课加深对理论知识的理解。
2.系统地学习课程内容，避免跳跃式学习导致的知识体系不完整。
3.定期复习课程内容，加深对知识点的理解和记忆。
4.结合实际应用案例学习，提高学习的兴趣和动力。
【课程的重要性和应用前景】材料工程基础课程的重要性体现在以下几个方面：1.为相关领域的科研和产业发展提供基础知识和人才支撑。
2.培养学生具备分析和解决材料科学与工程领域问题的能力。
3.为学生未来从事材料科学与工程领域的职业发展打下坚实基础。
在应用前景方面，随着我国新材料产业的快速发展，对材料工程专业人才的需求越来越大。
材料工程基础 课程
材料工程基础是材料工程专业的一门核心课程，旨在介绍材料的基本概念、组成和性质，以及材料的结构与性能之间的关系。
该课程通常包括以下内容：
1. 材料的分类和特性：介绍材料的基本分类，包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等；讲解材料的物理和化学特性，如密度、热导率、电导率、热膨胀等。
2. 结晶结构：讲解材料的晶体结构，如立方晶系、六方晶系等；介绍晶体缺陷和晶体生长机制。
3. 材料的力学性能：介绍材料的力学行为，包括拉伸、压缩、弯曲、硬度等方面的测试与评价；讲解材料的力学性能参数，如弹性模量、屈服强度、韧性等。
4. 材料的热学性能：介绍材料的热膨胀、热导率、热容等热学性质，并讨论材料的热处理对其性能的影响。
5. 材料的导电与磁性：讲解材料的导电性与磁性，包括金属的电导率、半导体材料、磁性材料等；介绍磁性材料的磁性行为和应用。
6. 材料的化学性能：讲解材料与环境的相互作用，包括腐蚀、氧化、酸碱等化学性质，以及材料的防腐蚀措施。
7. 材料加工与改性：介绍材料的常见加工方法，如锻造、铸造、挤压、焊接等，以及合金化、表面改性等材料处理方法。
通过学习材料工程基础，学生可以了解不同材料的性质和应用范围，为进一步学习材料工程的更深层次知识打下基础。
此外，他们还可以在工程实践中正确选择和应用合适的材料，以满足特定的设计要求。
《工程材料》课程标准
《工程材料》课程标准1.课程说明《工程材料》课程标准课程编码：37421 承担单位：建筑工程学院制定：制定日期:2022.10.15审核：建工学院专业指导委员会审核日期2022.10.23批准: 批准日期2022.10.25（1）课程性质：本门课程是铁道工程专业的必修课。
（2）课程任务：以培养铁道工程技术应用性人才为目的，是铁道工程技术专业的一门重要专业基础课程。
针对施工员、质检员、试验员等岗位的任职要求，通过本课程的学习，使学生掌握土木工程中常用材料的组成、结构、性能及技术指标，并能够在设计中合理的选材，施工中正确的用材，通过实践环节培养学生的工程实践能力和创新能力。
（3）课程衔接：在课程设置上，为学习专业后续课程《桥梁工程》、《铁道路基施工与维护》、《铁路隧道施工与维护》以及从事相关工作储备基本知识。
2.学习目标《工程材料》是系统讲述土木工程中常用材料的技术性质、品种规格、应用范围、质量检验方法等的专业基础课。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握常用建筑材料的品种、规格、技术性质、质量标准、检验方法、应用范围和储存运输等方面的知识，培养学生能正确合理地选择和使用材料，以及对常用建筑材料的主要技术指标进行检测的方法，同时要了解新型建筑材料，对新型建筑材料要具备认识和鉴别能力。
3.课程设计以铁道工程行业需求引领课程项目工作任务，以课程项目工作任务选择课程技能模块，以课程技能模块确定课程知识内容。
将《工程材料》的基本知识、基本规则、基本技能循序渐进融入各项目之间及项目之下各模块之中，并通过工作任务的分析与完成，全面而合理地覆盖工程材料领域所涉及的理论知识与实践知识。
也就是说，先获取技能，再体验知识。
通过理论实践一体化的项目课程理念，引导学生积极主动地参与教学活动，把学生学习的主动性、探究性、参与性与创造性很好的结合在一起，全面培养学生的技能操作水平、工作态度等。
表1学习领域的内容与学时分配表2课程总体设计4.教学设计表3学习情境设计学习情境1 土木工程材料基本性质教学设计学习情境2 砂石材料教学设计学习情境3 石灰和水泥教学设计学习情境4 建筑砂浆教学设计学习情境5 水泥混凝土教学设计学习情境6 沥青材料教学设计学习情境7 沥青混合料教学设计学习情境8 建筑钢材教学设计学习情境9 墙体结构教学设计5.课程考核本课程的知识、能力与技能的考核标准及评价办法：（1）考核方式：①过程考核（30%）:：主要围绕学习态度、出勤情况，课堂发言、实验报告、平时作业②终结考核（70%）:以期末考试的形式作为终结考核，其中题型以选择题、判断题、填空题、简答题和计算题为主（2）考核标准：能够基本掌握这些建筑材料的组成、结构、性能和应用，能够完成建筑材料的实验过程及数据处理，满足施工员、质检员、试验员等岗位的任职要求。
《工程材料》教学大纲
《工程材料》教学大纲一、课程概述《工程材料》是一门涉及工程领域中各类材料的性能、应用和选择的重要基础课程。
通过本课程的学习，学生将掌握工程材料的基本理论和知识，具备合理选择和使用材料的能力，为后续的专业课程学习和实际工程应用打下坚实的基础。
二、课程目标1、知识目标（1）了解工程材料的分类、性能特点和应用范围。
（2）掌握金属材料的晶体结构、相图、热处理等基本原理。
（3）熟悉常用金属材料（如碳钢、合金钢、铸铁等）的性能和用途。
（4）了解非金属材料（如高分子材料、陶瓷材料、复合材料等）的特点和应用。
2、能力目标（1）能够根据工程要求，合理选择材料。
（2）具备分析材料性能和制定材料加工工艺的能力。
（3）能够运用所学知识解决工程实际中与材料相关的问题。
3、素质目标（1）培养学生的工程意识和创新思维。
（2）提高学生的科学素养和实践能力。
（3）培养学生严谨的治学态度和团队合作精神。
三、课程内容1、工程材料的基本概念（1）材料的分类：金属材料、非金属材料、复合材料。
（2）材料的性能：力学性能、物理性能、化学性能。
2、金属材料的结构与性能（1）金属的晶体结构：体心立方、面心立方、密排六方。
（2）金属的实际晶体结构：晶体缺陷。
（3）金属的塑性变形与再结晶。
3、金属材料的热处理（1）热处理的基本原理：钢在加热和冷却时的组织转变。
（2）退火、正火、淬火、回火等常规热处理工艺。
（3）表面热处理和化学热处理。
4、钢铁材料（1）碳钢：分类、牌号、性能和用途。
（2）合金钢：合金元素的作用，合金钢的分类、牌号、性能和用途。
（3）铸铁：分类、组织、性能和用途。
5、有色金属及其合金（1）铝及铝合金：性能、分类和用途。
（2）铜及铜合金：性能、分类和用途。
（3）钛及钛合金：性能、分类和用途。
6、非金属材料（1）高分子材料：塑料、橡胶、纤维的性能和应用。
（2）陶瓷材料：结构陶瓷、功能陶瓷的性能和应用。
（3）复合材料：分类、性能和应用。
7、材料的失效分析与选材（1）材料的失效形式：疲劳断裂、磨损、腐蚀等。
材料工程专业本科课程
材料工程专业本科课程材料工程专业是一门研究材料的结构、性能和制备工艺的学科，本科课程涵盖了材料科学与工程的基础理论和实践技能。
一、材料工程导论材料工程导论是材料工程专业的入门课程，旨在引导学生了解材料工程的基本概念、发展历程、研究方法和学科前沿。
通过该课程的学习，学生将对材料的定义、分类、性能以及材料选择与设计等方面有一个初步的认识。
二、材料结构与性能材料结构与性能是材料工程专业的核心课程之一。
该课程主要介绍了材料的晶体结构、晶体缺陷、晶体生长和晶体结构分析等内容。
同时，还涉及到材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等方面的基本理论和测试方法。
通过学习该课程，学生将能够深入了解材料的组织结构与性能之间的关系，为材料的设计和应用提供理论依据。
三、材料制备与加工工艺材料制备与加工工艺是材料工程专业的实践性课程。
该课程主要介绍了材料的制备方法、加工工艺和工艺参数的选择等内容。
学生通过实验和实习，掌握了金属、陶瓷、高分子材料等主要材料的制备与加工技术，并了解了材料在不同工艺条件下的特性变化。
这些实践经验对学生未来从事材料工程相关工作具有重要的指导意义。
四、材料分析与测试技术材料分析与测试技术是材料工程专业的实验课程。
该课程通过实验室实践，介绍了常用的材料分析与测试方法，如扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、热分析(TGA/DSC)等。
学生通过实验，掌握了材料的表面形貌分析、组织结构分析、化学成分分析等技术，为材料的性能评价和质量控制提供了重要的手段。
五、材料设计与应用材料设计与应用是材料工程专业的综合实践课程。
该课程通过案例分析和项目实践，培养学生的综合素质和创新能力。
学生将学习材料的选择与设计原则，了解材料在不同工程领域的应用，如航空航天、能源、电子等。
通过实践项目，学生将综合运用所学知识，解决实际工程问题，培养了解决问题的能力和团队合作精神。
六、材料科学与工程前沿材料科学与工程前沿是材料工程专业的拓展课程。
材料科学与工程基础
材料科学与工程基础材料科学与工程基础是材料科学与工程专业学生的一门重要基础课程，也是其后续专业课程的基础。
材料科学与工程基础课程主要涉及材料结构、性能与应用三个方面的内容。
首先，材料结构是材料科学与工程基础课程的核心内容之一。
它主要包括晶体结构、非晶态结构、晶体缺陷等。
晶体结构是研究晶体材料内部原子排列方式的科学，晶体结构的不同会直接影响材料的性质与应用。
非晶态结构是研究非晶态材料内部原子排列方式的科学，非晶态材料具有无定形的特点，其性质与晶体材料有很大差异。
晶体缺陷是指晶体中存在的各种类型的缺陷，缺陷的特点会直接影响材料的性能与应用。
其次，材料性能是材料科学与工程基础课程的另一个重要内容。
材料性能指的是材料在一定条件下所表现出来的特征与行为。
材料的性能可以分为物理性能、化学性能、力学性能等。
物理性能主要包括热性能、电性能、磁性能等，研究材料在不同温度、压力等条件下的表现。
化学性能主要包括耐腐蚀性、氧化性等，研究材料在化学环境中的表现。
力学性能主要包括强度、硬度、韧性等，研究材料在外力作用下的变形行为。
最后，材料应用是材料科学与工程基础课程的另一个重点。
材料应用主要包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料等在不同领域的应用。
金属材料广泛应用于工业领域，如汽车、航空、航天等；陶瓷材料主要应用于电子、光学等领域；聚合物材料主要应用于塑料、橡胶等领域。
材料科学与工程基础课程通过介绍不同材料的应用，帮助学生了解材料的特性与工程应用。
综上所述，材料科学与工程基础是一门涵盖材料结构、性能与应用的重要课程。
学生通过学习材料结构，了解材料内部原子排列方式的差异；通过学习材料性能，了解材料在不同条件下的特性与行为；通过学习材料应用，了解不同材料在各个领域的应用情况。
这些知识为学生进一步深入学习材料科学与工程专业课程奠定了坚实的基础。
材料科学与工程课程内容
材料科学与工程课程内容材料科学与工程是一门综合性的学科，涉及材料的结构、性能、制备方法以及材料在工程中的应用等方面。
本文将介绍材料科学与工程课程的内容。
一、材料的分类与组成材料科学与工程课程首先会介绍不同类型的材料，包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料等。
学生将学习不同材料的组成、结构和特性，以及它们在不同应用领域的优缺点。
二、材料的结构与性能材料的结构与性能是材料科学与工程的核心内容之一。
学生将学习材料的晶体结构、非晶结构以及晶界、界面等结构特征对材料性能的影响。
同时，课程还将介绍材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的知识。
三、材料的制备与加工材料科学与工程课程还会介绍材料的制备与加工方法。
学生将学习不同材料的制备过程，如金属的冶炼、陶瓷的烧结、聚合物的合成等。
同时，还将学习材料的加工方法，如铸造、锻造、焊接、涂覆等，以及这些方法对材料性能的影响。
四、材料的测试与表征为了研究材料的结构与性能，需要进行各种测试与表征。
材料科学与工程课程将介绍常用的材料测试与表征方法，如X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
学生将学习如何通过这些方法来分析材料的结构、成分以及性能等信息。
五、材料的应用与设计材料科学与工程的最终目的是将所学知识应用于工程实践中。
课程会介绍材料在各个领域的应用，如航空航天、汽车制造、电子设备等。
同时，还将学习材料的设计原则和方法，以及如何选择合适的材料来满足特定的工程需求。
六、材料与可持续发展在当今社会，可持续发展是一个重要的话题。
材料科学与工程课程也会涉及材料与可持续发展的关系。
学生将学习如何选择和设计可持续的材料，以降低资源消耗和环境污染。
总结起来，材料科学与工程课程内容包括材料的分类与组成、材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的测试与表征、材料的应用与设计以及材料与可持续发展等方面的知识。
通过学习这门课程，学生将掌握材料科学与工程的基础知识，并能将其应用于实际工程项目中。
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工程材料课程重点内容
第一章工程材料的力学性能
1．力学性能中强度、塑性、硬度、冲击韧度等的定义及性能指标（符号）；
2．强度、塑性性能指标的测定方法——拉伸试验；
3．三种硬度测试的特点，洛氏硬度测试方法；
第二章金属的晶体结构与结晶
1．常见固态金属都是晶体，常见的金属的晶体结构体心立方、面心立方和密排六方晶格；实际金属是多晶体，而且具有三种类型的缺陷，在各个方向上性能体现出各向同性，实际晶体强度比理论强度低，其中退火状态强度最低；
2．金属强化的方法：
1）制造晶须，尽量使金属没有缺陷；
2）增加缺陷：增加点缺陷——固溶强化
增加线缺陷——加工硬化
增加面缺陷——晶粒细化（加大过冷度、孕育处理（变质处理）、产生振动）
—强化的同时增加塑韧性、弥散强化、第二相强化
3）热处理：得到强度高的组织（比如：马氏体、贝氏体、珠光体（索氏体、托氏体））3．金属结晶过程包括：形核+核长大（同时还形核）
形核方式：自发形核、非自发形核（异核形核）
核长大方式：树枝状长大
4．同素异晶转变（同素异构转变）
第三章二元合金与相图
1．根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固溶体和金属化合物。
固溶体的晶格结构同溶剂晶体结构相同，其强度硬度比纯金属的要高些，塑韧性几乎跟纯金属差不多；金属化合物其晶体结构与其组元的不相同，性能是脆、硬，几乎没有塑性；金属常常以固溶体作为基体，以金属化合物作为强化相，两者有机结合一起，构成符合性能要求的整体金属结构；当对金属强度要求不高时，只需要固溶体就满足要求
2．固溶强化、第二相强化
3．二元合金相图、类型；合金成分、两相共存区两相成分的确定、共晶反应、共析反应等4．相图中合金成分与性能关系
第四章铁碳合金相图
1．铁碳合金中基本相和组织
2．铁素体F、奥氏体A都是固溶体，其晶格分别为体心立方晶格和面心立方晶格；碳化三铁（渗碳体）是金属化合物；珠光体是铁素体和渗碳体的片层相间结构的机械混合物、莱氏体Ld和变态莱氏体Ld'也是机械混合物，前者是颗粒状奥氏体A均匀分布在渗碳体上，后者是片层相间的珠光体P颗粒均匀分布在渗碳体上
2．七种铁碳合金室温平衡组织；碳含量对铁碳合金性能的影响
3．会默画出二次简化后铁碳合金相图，标出室温平衡组织，根据组织特征辨认出各组织4．已知组织比例，能计算出钢的含碳量
5．碳素钢及分类、碳素钢中常存杂质元素对钢性能的影响
6．钢丝绳、机床床身、桥梁、汽车板簧用碳素钢都是什么钢种及牌号
7．按用途碳素钢分类、常用牌号的用途
第五章钢的热处理
1．热处理及工艺过程
2．整体热处理种类及方法
3．退火、淬火及回火种类及应用
4．等温冷却、连续冷却后钢的转变产物
5．淬火+低温回火/中温回火/高温回火产物及应用
6．C曲线及影响因素
7．不同成分的钢应采用不同的热处理工艺调整其硬度，以便于切削加工性能。
一般低碳钢宜采用正火，中碳钢选用完全退火，高碳钢选择球化退火
8．钢的淬透性与材质有关，与其他因素无关
9．淬火钢得到马氏体后必须回火，原因？
10．冷拉钢材重新加热到高温过程中，被拉拔长了的晶粒会产生回复、再结晶和晶粒上大的过程，组织和结构会恢复到软化状态。
冷拉钢材的加工硬化效果将消失，强度会下降
11．亚共析钢经正常淬火后得到什么组织？经退火后得到什么组织？淬火后在200摄氏度、400摄氏度、600摄氏度回火又得到什么组织？
12．含碳量是0.9%的钢退火态强度最高？
13．亚共析钢退火时含碳量的增加力学性能怎么变化？
14．同钢种退火和正火组织中珠光体有什么不同，性能有什么异样？
15．钢锭中的疏松可以通过足够变形量的锻轧改善
16．合金元素使C曲线左移，则将使钢的淬透性降低；使C曲线右移，则将使钢的淬透性提高
17．淬火后得到的组织可能是淬火马氏体或者是下贝氏体
18．在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多
19．钢回火的加热温度虽然在A1以下，但是淬火钢在回火时仍然有组织变化
20．片状珠光体的力学性能主要决定于珠光体片间距
21．为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行再结晶退火
22．马氏体、贝氏体概念
23．退火工件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出
24．回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，不只是形成过程不同，组织形态和性能也不同
25．含碳量对淬火后马氏体形态有影响
26．共析钢加热到Ac1时将产生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段：A形核——A核长大——残余渗碳体的溶解——A成分均匀化
27．两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体
第六章合金钢
1．合金钢中合金元素对钢的影响
2．钢的红硬性取决于淬火加热时溶于奥氏体中的合金元素的量
3．合金钢按用途分类
4．常用合金钢钢牌号、性能、应用
5．合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢中主加合金元素的作用
第七章铸铁
1．铸铁定义及种类
2．石墨形态不同，铸铁被分成哪些种类
3．常用灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁的牌号、性能、应用
4．可锻铸铁不可以锻造
5．了解铸铁组织中如果去掉各种形态的石墨后，剩下的组织就是工业纯铁和各种钢了
第八章有色金属
1．铝合金强化方法：
变形（加工硬化）
热处理强化（固溶强化、时效强化）
固溶强化
细晶强化
2．变形铝合金种类：防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金
3．铜合金种类及常用铜合金应用
4．轴承合金性能要求、组织特点、种类及应用
第九章非金属材料
1．非金属材料种类、性能特点、应用领域
2．塑料组成成分；常用塑料的种类、性能、应用
3．常用橡胶种类、性能、应用
4．陶瓷材料性能特点、应用
5．复合材料定义、常用成熟复合材料的应用
第十章机械零件的选材与工艺分析
1．零件的失效概念、形式、判据、原因及分析过程
2．机械零件选材的一般原则、选材步骤
3．屈强比、比强度啥意思
4．轴类、齿轮的工作条件
5．机架类箱体类零件一般选择的材料
6．车床主轴、汽车变速箱齿轮、犁铧、耙片、收割机刀片等材料的选择、加工工艺路线、热处理工艺目的、热处理后组织。