工程材料及成形技术基础课程
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学《工程材料及成型技术》是一门重要的工程基础课程，对于培养学生的材料科学与工程知识和技能具有重要意义。
为了提高教学效果，可以采用案例式教学方法，将课程内容与实际案例相结合，以培养学生的问题解决能力和工程实践能力。
案例一：汽车车身材料的选用某汽车制造公司计划开发一款新型轿车，要求轻量化、安全性高和成本低。
教师可以引进一些真实案例，介绍不同材料在汽车车身中的应用，并对比其性能和成本。
学生通过学习材料的力学性能、热处理和成型工艺等知识，分析不同材料在汽车车身中的优缺点，并结合实际情况选择最适合的材料。
案例二：塑料制品的设计和生产某家电公司计划生产一种新型塑料制品，要求材料具有良好的机械性能和热稳定性。
教师可以引进一些真实案例，介绍塑料材料的种类、性能和成型工艺。
学生通过学习塑料的物理、力学和热学性质，设计塑料制品的结构和形状，并通过模流分析软件模拟塑料流动和充填过程，优化产品设计和生产工艺。
案例三：金属零件的制造工艺某机械制造公司需要生产一种复杂形状的金属零件，要求具有高精度、低成本和高效率。
教师可以引进一些真实案例，介绍金属材料的机械行为、热处理和成型工艺。
学生通过学习金属的加工性能、模具设计和加工工艺等知识，设计金属零件的成形工艺和工装夹具，优化产品的加工性能和生产效率。
通过案例式教学，学生可以亲身参与到具体的工程实践中，提高动手能力和解决问题的能力。
案例可以提供实际情境，使学生能够将所学的理论知识应用到实际工程问题中，培养学生的工程实践能力和创新思维。
案例式教学还可以激发学生的学习兴趣和潜力，增强他们的自主学习能力和团队合作能力。
为了有效实施案例式教学，教师可以通过讲解案例背景和问题，引导学生思考和讨论，从而激发学生的学习兴趣和主动性。
教师还可以引导学生进行实验和实践活动，通过实际操作和观察，巩固所学的理论知识和技能。
教师还可以组织学生进行小组讨论和报告，鼓励学生合作学习和共同解决问题。
工程材料及成形技术基础
新材料将更加注重生物相容性，为医疗、 生物工程等领域提供更好的材料支持。
成形技术的发展趋势
1 2
精密成形技术
随着加工精度要求的提高，精密成形技术将得到 更广泛的应用，如激光成形、3D打印等。
高效成形技术
成形技术的效率将得到提升，如快速成形、连续 铸造等，以满足大规模生产的需求。
3
环保成形技术
环保和可持续发展成为全球共识，因此，环保成 形技术将得到更多的关注和应用，如绿色铸造、 无损检测等。
成形技术应适用于所制造的零件的形 状、尺寸、批量等要求，满足生产效 率和制造成本的要求。
技术先进性原则
优先选择技术先进、生产效率高、质 量稳定的成形技术，提高产品竞争力。
经济性原则
在满足使用性能的前提下，优先选择 成本低、原材料消耗少的成形技术， 降低制造成本。
环保性原则
优先选择低污染、低能耗、低排放的 成形技术，减少对环境的负面影响。
复合材料
玻璃纤维复合材料
具有高强度、高刚性、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空、船舶、 化工等领域。
碳纤维复合材料
质轻、强度高、耐高温，多用于航空、体育器材等领域。
陶瓷复合材料
具有高硬度、高耐磨性、耐高温等特点，多用于机械、化工等领 域。
其他工程材料
工程塑料
如尼龙、聚碳酸酯等，具 有质轻、绝缘性好、耐腐 蚀等特点，广泛应用于电 子、汽车等领域。
胶粘剂ห้องสมุดไป่ตู้
具有粘附力强、耐久性好 等特点，用于各种材料的 粘接和固定。
涂料
具有装饰和保护作用，可 用于金属、木材、塑料等 各种材料的表面处理。
03 成形技术基础
铸造技术
砂型铸造
压力铸造
利用砂型作为模具进行铸造的方法， 适用于各种形状和尺寸的铸件。
“工程材料及成型技术基础”课程的综合教学方法
学生 对相 图难 理解 主要 是 思维 方式 不适 应 。在课 程讲 解 前 ， 重 点强 调 学 生要 接 受 一 种新 的思 维 方 式 。讲授 课程 首先 让 学生 充分 理解 最为 简单 的匀 晶相 图 ； 再 通 过 比较 推理 方法 讲 授共 晶相 图 ， 两者 变化 是 固态下 由无 限互 溶 变为 有限 互溶 ， 使 液相 结 晶趋 势 变化 而得 到 。采 用类 比推 理方 法 ， 将共 晶相 图的母 相 由液相换 成 固相 得 到共 析相 图 。最后 将共 晶相 图 与共析 相 图结合 起来 ， 获得 简化 的铁 碳相 图 。
第 ３ ６卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
辽 宁 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ
打下 良好 基础 。 ｊ 。
机械类 专 业学 生对 “ 工 程材 料及 成 型技术 基础 ” 课 程 的困扰 可 以总结 为 ： 相 图抽 象难 于理解 ； 改 性工 艺 及成 型技 术 内容 多而 繁杂 ； 建 立不 起来 相互 联 系 ； 不好 记忆 。本 文介 绍 经过 多年改 革与 实践 摸索 出 的 课 程综 合教 学 方法 。
机械工程材料及成型基础教学教材
复合材料
玻璃纤维复合材料
由玻璃纤维和有机高分子材料复 合而成，具有质轻、强度高、耐 腐蚀等特点，广泛应用于航空、 航天、汽车等领域。
碳纤维复合材料
由碳纤维和有机高分子材料复合 而成，具有高强度、高刚性、耐 高温等特点，广泛应用于航空、 体育器材等领域。
02 材料成型基础
铸造工艺
01
02
03
04
热处理
通过控制加热、保温和冷却过程， 改变材料的内部组织结构，提高材 料的力学性能。
表面处理
通过物理或化学方法，改变材料表 面的成分和结构，提高材料的耐磨 性、耐腐蚀性和装饰性。
材料成本
原材料价格
不同材料的价格差异很大，选择价格合理的材料 可以降低成本。
加工成本
材料的加工难度和工艺要求不同，加工成本也不 同。在选择材料时，应考虑其加工成本。
未来趋势
高性能材料
01
随着机械工程的发展，对材料性能的要求越来越高，未来将不
断涌现出高性能的新型材料。
智能材料
02
智能材料能够感知外部刺激并作出响应，未来在传感器、执行
器和结构健康监测等领域有广泛应用。
可持续发展的材料
03
随着环保意识的提高，未来将更加注重材料的可持续发展，如
可降解和可回收的材料。
砂型铸造
利用砂型作为模具进行铸造， 适用于各种形状和尺寸的铸件
。
熔模铸造
通过制作熔模，再利用熔模制 作模具进行铸造，适用于精密
铸件。
压力铸造
在高压下将液态金属注入模具 ，适用于生产小型、高精度、
高强度铸件。
离心铸造
利用离心力将液态金属注入旋 转的模具中，适用于生产管状
和套筒类铸件。
工程材料及成形技术基础教案
教案
学院机电工程学院
课程名称工程材料及成形技术基础适用专业机械类
课程类型专业基础课
2
工程材料及成形技术基础课程教案
工程材料及成形技术基础课程教案
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工程材料及成形技术基础课程教案
工程材料及成形技术基础课程教案。
整理工程材料与成形技术基础习题(含答案)
20 年 月 日A4打印 / 可编辑x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲课程名称：工程材料及成型技术基础英文名称：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation课程编码：x2040251学时数：48其中实践学时数：4 课外学时数：学分数：3.0适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程机械工程过程装备与控制工程一、课程简介《工程材料及成型技术基础》是机械类专业学生的一门重要专业基础课，与先修课程《工程训练》、后续课程《机械制造技术基础》共同探讨机械制造全过程——即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各个方面内容。
要求学生了解机械工程材料的一般知识，掌握常用材料的成分、组织、性能与加工工艺之间的关系及其用途，使学生具有合理选用材料、正确确定加工方法的能力，并初步掌握零件的结构工艺性，为学生今后的学习、设计、工作打下必备的基础。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）工程材料的结构与性能1. 教学内容晶体材料的原子排列；合金的晶体结构；工程材料的性能2. 基本要求（1）了解部分：晶体结构及缺陷的形式；单晶体和多晶体；相与组织之间的关系；固溶体和化合物性能；机械性能的概念；材料物理化学性能的概念；陶瓷和高聚物的结构（2）理解部分：刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用；材料工艺性能的含义（3）掌握部分：晶体结构缺陷与材料性能之间的关系；合金的相的种类及对性能的影响；硬度的测量、表示方法及应用（4）熟练掌握：材料强化方式3. 重点和难点（1）重点：金属的三种典型晶体结构；实际金属中的三类晶体缺陷；合金的相结构；材料的力学性能指标σS、σb、δ、αk、HB、HRC及与材料之间的关系（2）难点：材料强化方式（二）金属材料的凝固与固态相变1. 教学内容金属结晶过程的基本规律；二元合金相图的分析；铁碳相图的分析；钢在加热和冷却时的转变2. 基本要求（1）了解部分：金属结晶过程的基本规律及影响因素；铁的同素异构转变；二元相图的意义和基本类型；钢在加热时的转变（2）理解部分：细化晶粒的方法；二元相图的基本类型和结晶过程特点；相图与材料使用性能和工艺性能之间关系；连续冷却转变曲线；钢在冷却时的转变产物及性能特点（3）掌握部分：杠杆定律；匀晶相图；共晶转变；包晶转变；共析转变（4）熟练掌握：铁碳相图的规律及应用3. 重点和难点（1）重点：铁碳合金的基本相；碳钢室温下的平衡组织组成；含碳量对铁碳合金的组织及性能的影响；铁碳相图的应用（2）难点：铁碳相图（三）金属材料的塑性变形1. 教学内容金属的塑性变形；塑性变形对金属组织和性能的影响；回复与再结晶；冷、热变形；金属的可锻性2. 基本要求（1）了解部分：单晶体与多晶体金属的塑性变形特点；加工硬化现象；残余应力的危害及消除（2）理解部分：塑性变形金属在加热时组织与性能的变化；金属可锻性的概念及影响因素（3）掌握部分：加工硬化现象的应用；回复与再结晶的特点；冷、热变形的对比；纤维组织对性能的影响及应用（4）熟练掌握：无3. 重点和难点（1）重点：加工硬化现象的应用；回复与再结晶的应用；冷、热变形的选择；纤维组织对性能的应用（2）难点：无（四）金属材料热处理1. 教学内容钢的热处理工艺（退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火）2. 基本要求（1）了解部分：热处理的分类及工序安排；固溶处理和时效强化；热处理零件结构工艺性；先进热处理工艺；渗氮的特点和应用（2）理解部分：退火、正火、淬火、回火的工艺；感应加热表面淬火的参数选择；渗碳过程（3）掌握部分：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的、组织及应用（4）熟练掌握：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的、组织及应用3. 重点和难点（1）重点：退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的，组织和应用（2）难点：无（五）金属表面改性处理1. 教学内容金属表面改性处理的目的、意义、特点和方法2. 基本要求（1）了解部分：金属表面改性处理的意义（2）理解部分：转化膜、电镀、离子沉积、热喷涂、涂装、表面着色等工艺的特点和应用场合（3）掌握部分：无（4）熟练掌握：无3. 重点和难点（1）重点：无（2）难点：无（六）金属材料1. 教学内容合金钢的概述；合金元素的作用；结构钢；工具钢；特殊性能钢；铸铁2. 基本要求（1）了解部分：合金钢的分类、编号方法、化学成分和主要用途；特殊性能钢（主要是不锈钢）的性能特点、热处理工艺及主要用途；有色金属和新型金属材料（2）理解部分：合金元素对钢的组织和性能影响规律（3）掌握部分：工具钢、灰铸铁的性能特点及应用；弹簧钢、轴承钢、易切削钢成分、性能特点及主要用途（4）熟练掌握：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用3. 重点和难点（1）重点：普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用（2）难点：无（七）铸造1. 教学内容合金铸造性能；砂型铸造工艺；特种铸造；铸件结构设计；常用合金铸造生产2. 基本要求（1）了解部分：特种铸造的特点和应用；铸造技术新进展（2）理解部分：砂型铸造工艺选择（3）掌握部分：砂型铸造工艺和常用合金的铸造生产（4）熟练掌握：合金的铸造性能；灰铸铁的铸造性能；铸件结构设计3. 重点和难点（1）重点：合金的铸造性能；灰铸铁的铸造生产；铸件结构设计（2）难点：无（八）压力加工1. 教学内容自由锻；模锻；板料冲压；压力加工件结构设计2. 基本要求（1）了解部分：自由锻的工序；模锻的工序；挤压、轧制、拉拔方法；塑性加工新进展（2）理解部分：自由锻、模锻的特点及应用；板料冲压的工序、特点及应用（3）掌握部分：自由锻工艺规程制订；模锻工艺规程制订（4）熟练掌握：压力加工件结构设计3. 重点和难点（1）重点：压力加工件结构设计（2）难点：无（九）焊接1. 教学内容电弧焊；电阻焊；摩擦焊；焊接件结构工艺性；常用金属材料的焊接2. 基本要求（1）了解部分：电阻焊、摩擦焊、压力焊的特点；焊接技术新进展（2）理解部分：电弧焊接基本原理；焊接接头形式；铸铁的焊接；铜、铝合金的焊接（3）掌握部分：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性（4）熟练掌握：焊接结构设计3. 重点和难点（1）重点：电弧焊方法及应用；碳钢和合金钢的焊接性；焊接结构设计（2）难点：无（十）机械零件材料及成型工艺的选用1. 教学内容工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成型方法及改性工艺的选用；典型零件的材料及成型工艺选择2. 基本要求（1）了解部分：无（2）理解部分：无（3）掌握部分：工程材料及成型工艺选用的基本原则；具体成型方法及改性工艺的选用（4）熟练掌握：典型零件的材料及成型工艺选择3. 重点和难点（1）重点：典型零件的材料及成型工艺选择（2）难点：无四、教学方式及学时分配五、课程其他教学环节要求（一）实验教学课：实验一铁碳合金平衡组织的显微分析要求：观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织，掌握铁碳合金的成分、组织和性能之间的对应关系实验二碳钢热处理的性能与组织分析要求：掌握钢的退火、正火、淬火、回火工艺；掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响；了解碳钢热处理的基本组织。
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案第一章：1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。
力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。
1-3 σs、σ0.2和σb含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料。
σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形时的条件屈服强度，用于无明显屈服现象的材料。
σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。
比强度－材料的强度与其密度之比。
比刚度－材料的弹性模量与其密度之比。
思考１－１、１－２.2-3 晶体的缺陷有哪些？可导致哪些强化？答：晶体的缺陷有：⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子，是导致固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷——位错，是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的主要原因。
2-5 控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些？答：见P101.3.4.2液态金属结晶时的细晶方法。
⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。
2-8 在铁-碳合金中主要的相是哪几个？可能产生的平衡组织有哪几种？它们的性能有什么特点？答：在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。
可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体（工业纯铁），强度低塑性好；铁素体加珠光体（亚共析钢），珠光体（共析钢），珠光体加二次渗碳体（过共析钢），综合性能好；莱氏体加珠光体加二次渗碳体（亚共晶白口铸铁），莱氏体（共晶白口铸铁），莱氏体加一次渗碳体（过共晶白口铸铁），硬度高脆性大。
思考题1. 铁-碳合金相图反映了平衡状态下铁-碳合金的成分、温度、组织三者之间的关系，试回答：⑴随碳质量百分数的增加，铁-碳合金的硬度、塑性是增加还是减小？为什么？⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？⑶钢有塑性而白口铁几乎无塑性，为什么？⑷哪个区域的铁-碳合金熔点最低？哪个区域塑性最好？﹡⑸哪个成分结晶间隔最小？哪个成分结晶间隔最大？答：⑴随碳质量百分数的增加，硬度增加、塑性减小。
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案
工程材料及成形技术基础课课后习题参考答案第一章：1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。
力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。
1-3 σs、σ0.2和σb含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？答：σs－P s∕F0,屈服强度，用于塑性材料。
σ0.2－P0.2∕F0,产生0.2％残余塑性变形时的条件屈服强度，用于无明显屈服现象的材料。
σb－P b∕F0,抗拉强度，材料抵抗均匀塑性变形的最大应力值。
比强度－材料的强度与其密度之比。
比刚度－材料的弹性模量与其密度之比。
思考１－１、１－２.2-3 晶体的缺陷有哪些？可导致哪些强化？答：晶体的缺陷有：⑴点缺陷——空位、间隙原子和置换原子，是导致固溶强化的主要原因。
⑵线缺陷——位错，是导致加工硬化的主要原因。
⑶面缺陷——晶界，是细晶强化的主要原因。
2-5 控制液体结晶时晶粒大小的方法有哪些？答：见P101.3.4.2液态金属结晶时的细晶方法。
⑴增加过冷度；⑵加入形核剂（变质处理）；⑶机械方法（搅拌、振动等）。
2-8 在铁-碳合金中主要的相是哪几个？可能产生的平衡组织有哪几种？它们的性能有什么特点？答：在铁-碳合金中固态下主要的相有奥氏体、铁素体和渗碳体。
可能产生的室温平衡组织有铁素体加少量的三次渗碳体（工业纯铁），强度低塑性好；铁素体加珠光体（亚共析钢），珠光体（共析钢），珠光体加二次渗碳体（过共析钢），综合性能好；莱氏体加珠光体加二次渗碳体（亚共晶白口铸铁），莱氏体（共晶白口铸铁），莱氏体加一次渗碳体（过共晶白口铸铁），硬度高脆性大。
《工程材料及成型技术》教案
教案20 07~ 20 08学年第1学期学院、系室机械工程系课程名称材料与成型技术专业、年级、班级工业工程06级主讲教师庄哲峰福建农林大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。
教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。
将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。
教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
福建农林大学教案编号：1福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案。
工程材料和成形技术基础课程整体设计
《工程材料与成形技术基础》课程整体设计课程负责人：赵振铎一、课程基本信息课程名称：工程材料与成形技术基础所属院系：机械学院适用专业：数控、机械制造及自动化、机电设备运行与维护、机电一体化基础课程：机械制图、机械设计基础、电工学、液压技术、机械CAD、机械制造技术、电气控制与PLC学时：64 （授课学时：60 实训学时：4）二、课程设计1、课程定位《工程材料与成形技术基础》是我院数控技术、机械制造、机电一体化专业的一门专业基础课程。
课程定位于高等职业教育，是培养学生职业能力和职业素养的关键课程之一，具有很强的实践性和综合性。
2、课程目标设计（理念与思路）（1）总体目标本课程的培养目标是使学生具备现代热加工技术人员所必须的热处理、铸造、锻压和焊接等工艺知识和理论知识，能够熟练编写零件加工工艺、能够完成较复杂零件的加工，提高学生的综合素质。
使学生达到各工种技术工人和初、中级以上职业资格水平并获得职业资格证书，确保学生在行业企业中可持续发展。
（2）理论知识培养目标金属材料的晶体结构，材料的性能和分类；各种热加工工艺图的绘制与解析；简单工艺规程的编制，基本工艺工装的设计和应用，加工误差分析及改进方法。
（3）职业能力培养目标材料成形的基本机理，热处理、铸造、锻压和焊接等热加工成形的基本方法，主要成形工艺，了解特种成形工艺方法，各种成形工艺对零件结构工艺性的要求，精度和公差要求等，为实际工作打下较为扎实的基础。
（4）职业素质培养目标培养遵纪守法、爱岗敬业、爱护设备、具有高度的责任心、团结合作的职业操守；培养严格执行相关标准、工作程序与规范、工艺文件和安全操作规程以及学习新知识新技能、勇于开拓和创新的科学态度；树立经济、质量、环保等生产意识；提升应变能力、沟通能力。
3、教学内容设计根据高职教育的特点，在教学内容方面，以“任务驱动、项目导向”的原则组织实施教学。
根据企业的岗位实际工作任务所需要的知识、能力和素质要求，将教学内容合理划分为若干模块。
工程材料及成形技术基础(第三版)教学课件8
第二章金属的凝固与固态相变
1.晶体的结晶
第二章金属的凝固与固态相变
2.非晶体的凝固
第二章金属的凝固与固态相变
2.1.2金属的结晶
1.金属的结晶过程
2.影响形核和长大的因素
过冷度的影响
难熔杂质的影响
3.晶粒大小及控制 晶粒度的概念
ZV 0.9(N / G)3/4 Zs 1.1(N / G)1/2
2.同分异构
第二章金属的凝固与固态相变
2.2合金的凝固
2.2.1二元合金相图与凝固 1.匀晶相图
匀晶相图的建立 杠杆定律 枝晶偏析 2.共晶相图 3.包晶相图 4其他相图 2.2.2合金的性能与相图的关系 2.2.3铸锭(件)的凝固
第二章金属的凝固与固态相变
匀晶相图的建立
第二章金属的凝固与固态相变
第二章金属的凝固与固态相变
1.铁碳合金的相结构与性能
•铁素体 F •奥氏体 A •渗碳体 Fe3C
2.相图分析
第二章金属的凝固与固态相变
2.3.2在铁碳合金平衡状态下的相变
铁碳合金的分类
种类
工业纯铁
亚共析钢
钢 共析钢
过共析钢
白口铸铁
亚共晶白 共晶白
口铁
口铁
过共晶 白口铁
含碳 <0.0218 0.0218 0.77 0.77- 2.11
2.3.3含碳量对铁碳合金组织和性能的影响
1.含碳量对平衡组织的影响
2.含碳量对力学性能的影响
第二章金属的凝固与固态相变
2.含碳量对力学性能的影响
第二章金属的凝固与固态相变
2.3.4Fe-Fe3C相图的应用
1.在选材上的应用 2.在铸造工艺制订上的应用 3.在塑性加工工艺制订上的应用 4.在热处理工艺制订上的应用
(完整版)工程材料及材料成型技术基础
§1-1 材料原子(或分子)的相互作用
1、离子键 当正电性金属原子与负电性非金属
原子形成化合物时，通过外层电子的重 新分布和正、负离子间的静电作用而相 互结合，故称这种结合键为离子键。
离子晶体硬度高，强度大，脆性大。 如氯化钠，陶瓷。
18
2、共价键 当两个相同的原子或性质相差不大的
原子相互接近时，它们的原子间不会有电 子转移。此时原子间借共用电子对所产生 的力而结合，这种结合方式称为共价键。
14
3．陶瓷材料 ① 普通陶瓷—主要为硅、铝氧化物的硅酸盐材料. ② 特种陶瓷—高熔点的氧化物、碳化物、氮化物
等烧结材料。 ③ 金属陶瓷—用生产陶瓷的工艺来制取的金属与
碳化物或其它化合物的粉末制品。 4．复合材料 是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。 ①按基体相种类分：聚合物基、金属基、 陶瓷基、 石墨基等。 ②按用途分：结构、功能、智能复合材料。
15
本部分重点
1)工程材料的概念
– 制造工程结构和机器零件使用的材料
2)工程材料的分类
• 金属材料
钢铁材料 有色金属及其合金
• 有机高分子材料
塑料 橡胶等
• 陶瓷材料 • 复合材料
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第一章 工程材料的结构与性能
§1-1 材料原子(或分子)的相互作用
当大量原子(或分子)处于聚集状态时， 它们之间以键合方式相互作用。由于组成 不同物质的原子结构各不相同，原子间的 结合键性质和状态存在很大区别。
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绪论
一、材料的发展史
材料(metals) 是人类用来制作各种产品的物质，是 先于人类存在的，是人类生活和生产的物质基础。 反映人类社会文明的水平。
1 . 石器时代 ：古猿到原始人的漫长进化过程。原料： 燧石和石英石。 2. 新石器时代：原始社会末期开始用火烧制陶器。 3. 青铜器时代：夏(公元前2140年始)以前就开始了 4. 铁器时代：春秋战国时期(公元前770～221年)开始 大量使用铁器
工程材料及成形技术基础(第三版)教学课件13
2.铝的氧化过程 5.1.2 磷化处理
定义: 工艺过程:★ 应用:
第五章 金属材料表面改性处理
钢铁工件发蓝处理工艺过程
化学除油
水洗
酸洗
水洗
氧化
水洗
补充处理
水洗
吹干
检验★
影响因素:碱浓度、温度、工件含碳量
钢铁工件发蓝处理工艺过程
溶液组成及质量浓度 温度/℃ 时间/min
第五章 金属材料表面改性处理
镀铬的刷镀液的组成和工艺条件
组成和工艺条件
硝酸铬Cr(NO3) 氨水NH4OH 水合肼 草酸 丁二酸
F-53 PH值 阳极
质量浓度 /g.L-1
380~420 110 30~40 180~220 160~180 0.05 6.8~7.5 石墨
第五章 金属材料表面改性处理
涂料一般由成膜材料、颜料、溶剂、助剂四部分组成。 方法：浸涂法 、空气喷涂法 、静电喷涂法 、电泳涂装法 、 粉末涂装法
第五章 金属材料表面改性处理
浸涂法
浸涂法是将工件浸入漆槽中进行涂装的方法，自动浸 涂是将工件置放在悬链上，借悬链沿轨道的运动自动浸 入漆槽中涂漆。
特点：工艺简单、省工省料、，便于实现自动化，常 用于大批量生产的流水线上。
溶液
NaOH 50g/L、K2SO5 10g/L K2S 10~50g/L
Na2S2O3 120g/L、 Pb（C2H3O2）2 40g/L Pb（C2H3O2）2 15~30g/L、
Na2S2O3 60g/L、 HC2H3O2 30mL/L Fe（NO3）2。6H2O 7.4g/L Na2S2O3 44.7g/L
30~50
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课程名称：工程材料及成形技术基础
总学时 : 64/48学时 (理论学时56/４0)
适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程
一、课程的性质与任务
《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程,是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。
本课程是在修完高等数学、大学物理(含实验)和机械制图等课程的基础上开设的。
其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。
本课程教学开设了实验教学。
通过实验教学,在巩固和验证课程的基本理论知识的同时,拓展学生的创新思维,着重培养学生实践动手能力和创新能力。
二、课程教学基本要求
1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识,掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。
２、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。
3、具有综合运用工艺知识,初步分析零件结构工艺性的能力。
４、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。
四、本课程的教学内容
绪论
一、材料科学的发展与地位:材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。
古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器;新石器时代(公元前6000年~公元前5000年)烧制成陶器;东汉时期发明了瓷器;到了西汉时期,炼铁技术又有了很大的提高,采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早17０0多年。
在河南巩县汉代冶铁遗址中,发掘出20多座冶铁炉和锻炉。
炉型庞大,结构复杂，并有鼓风装置和铸造坑。
可见当年生产规模之壮观。
三次产业革命：
产业经济迅猛发展是以新材料的发现为依托的。
如:半导体材料等。
知识经济时代:
进入2１世纪,被称为现代科学技术四大支柱领域的材料、信息、能源和生物工程得到了前所未有的重视和发展。
材料作为人类生产和社会发展的物质基础,占有十分重要的地位。
我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果:航空、航天事业迅速崛起,带动航空、航天材料的发展。
北京奥运会主会场“鸟巢”结构设计奇特新颖,钢结构最大跨度达到343米。
如果使用普通钢材,厚度至少要达到220毫米。
这样一来,“鸟巢”钢材重量将超过８万吨。
从工程的实际需求出发，Ｑ46０是最好的选择。
需要的大约是４.3万吨高质量钢材 －-低合金高强度
钢 。
二、材料分类: 材料按工业工程来分类:机械工程材料,土建工程材料,电子材料等等；
本课程主要涉及的是机械工程材料
三、金属材料及其学习方法金属材料的性能均其化学成分、显微组织及加工工艺之间的关系． 四、这门课的主要内容:
工程材料:金属材料(主要）、非金属材料(次要)
主线:性能与化学成分、组织和热处理工艺之间关系
成型技术：铸、锻、焊；非金属材料
实验: 性能测试、材料热处理
第一章 工程材料结构与性能
１．1 材料原子(或分子)的相互作用
各种工程材料是由各种不同的元素组成,由不同的原子、离子或分子结合而成。
原子、离子或分子之间的结合力称为结合键。
一般可把结合键分为离子键、共价健、金属键和分子键四种。
一、离子键
当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时,前者失去最外层价电子变成带正电荷的正离子,后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。
正离子和负离子由静电引力相互吸引；同时当它们十分接近时发生排斥,引力和斥力相等即形成稳定的离子键。
NaCl 、C ａO 、A ｌ2O 3等由离子键组成。
离子键的结合力很大,因此离子晶体的硬度高，强度大,热膨胀系统小,都是良好的绝缘飞船 运载火箭 卫星 歼10战斗机。