工程材料及热处理教学大纲资料讲解

2014工程材料及热处理教学大纲

《工程材料及热处理》教学大纲

课程英文名称：Engineering Materials and Heat Treatment

课程代码：110000126

课程性质：学科基础课

适用专业：机械设计制造及自动化、热能与动力工程、车辆工程、管理科学

总学时数：40 其中讲课学时：36 实验学时：4 总学分数：2.5

编写人：陈国新审核人：

一、课程简介

（一）课程性质及其在课程体系中的地位

工程材料及热处理是机械设计制造及自动化、热能与动力工程、车辆工程和管理科学专业的一门学科基础课程，是一门既有系统理论又有较强实践性的学科基础课。随着现代科学技术和社会经济建设的迅速发展，一切从事工业生产的工程技术人员都必须具备有关机械工程材料方面的基本知识。

（二）课程教学目标

通过本课程的学习，使学生能获得金属学，热处理及金属材料基本理论知识，具有选用金属材料，正确选定热处理工艺方法，妥善安排工艺路线等方面的能力，为今后从事工程技术工作、科学研究及开拓新技术领域，打下坚实的基础。

（三）课程教学的总体要求

1．重点掌握钢在加热及冷却时的转变，钢的普通热处理和表面热处理；

2．掌握铁碳相图，碳钢、合金钢和铸铁的牌号、成分、性能和热处理特点；

3．了解特殊性能钢、有色金属及合金。

（四）课程基本内容概述

本课程主要讲授金属及合金的结构与结晶基本知识、铁碳合金、金属材料的塑性变形、钢的热处理、常用的合金钢、铸铁、有色金属及合金等。

（五）先修课程及后续课程

1．先修课程高等数学普通物理金工实习工程力学

2．后续课程机械设计机械制造

二、课程教学总体安排

（一）学时分配建议表

（二）推荐教材及参考书目

1、教材

[1] 高为国.机械工程材料.中南大学出版社.第1版.2011年7月

2、参考书目

[1] 戴枝荣.工程材料.高等教育出版社. 第1版.2002年

[2] 史美堂.金属材料及热处理.上海科学技术出版社.第1版.2001年

[3] 赵忠.金属材料及热处理.机械工业出版社.第1版.2005年

[4] 张代东.机械工程材应用基础.机械工业出版社.第1版.2001年

（三）课程考核方式

1、考核方式:闭卷笔试

2、成绩构成：平时成绩占20%，实验占10%，考试成绩占70%

三、课程教学内容及基本要求

第一章材料的结构与凝固（4学时）

1、教学目标

通过学习纯金属的晶体结构与结晶使学生具有典型金属的晶体结构和纯金属结晶过程的有关基础知识。

2、教学重点与难点

（1）教学重点：常用金属的晶体结构及其特点；金属结晶的规律及晶粒大小的控制。

（2）教学难点：金属结晶的规律及晶粒大小的控制

3、教学方法与手段

课堂讲授、多媒体教学。

4、教学主要内容

金属的晶体结构；实际金属的晶体结构；纯金属的结晶与铸锭组织。

5、教学要求

重点掌握常见的三种常见金属晶格类型；金属结晶过程中的过冷现象及过冷度；金属结晶过程中的过冷现象及过冷度；掌握实际金属的多晶体结构和晶体缺陷；铸锭组织；了解晶格的晶面和晶向；金属的结晶过程。

6、课后思考与练习

思考题3个。

第二章材料的性能与力学行为（4学时）

1、教学目标

通过学习金属材料的塑性变形与再结晶，使学生具有正确制定材料的冷、热加工工艺，得到所需的材料组织和性能的能力。

2、教学重点与难点

（1）教学重点：冷塑性变形对组织和性能的影响。

（2）教学难点：冷塑性变形对组织和性能的影响

3、教学方法与手段

课堂讲授、多媒体教学。

4、教学主要内容

金属材料的塑性变形特性；塑性变形对组织和性能的影响；回复与再结晶；金属材料的热加工。

5、教学要求

重点掌握单晶体的塑性变形；塑性变形对组织和性能的影响；回复与再结晶；掌握多晶体的塑性变形；金属材料的热加工；了解金属的变形与断裂；合金体的塑性变形。

6、课后思考与练习

思考题2个，分析题1个。

第三章二元合金相图与铁碳合金（6学时）

1、教学目标

通过学习合金的相结构及二元合金相图使学生具有识别二元合金相图的基本能力，通过学习铁碳二元合金相图和碳钢，使学生具有选择碳钢材料的能力。

2、教学重点与难点

（1）教学重点：合金的晶体结构及其特点；二元合金相图的基本类型及其相变过程，铁碳合金相图的相变规律；常见碳钢

（2）教学难点：铁碳合金相图

3、教学方法与手段

课堂讲授、多媒体教学。

4、教学主要内容

固态合金中的相结构；二元合金相图的建立；匀晶相图；共晶相图；二元包晶相图；其他类型的二元合金相图；相图与性能的关系；铁碳合金的组元分析；铁—渗碳体相图分析；铁碳合金平衡结晶分析；铁—渗碳体相图的应用；碳钢及其牌号。

5、教学要求

重点掌握匀晶相图；共晶相图；掌握二元合金相图的基本概念；了解二元合金相图的建立；相图与性能的关系。重点掌握纯铁的同素异晶转变；铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体等基本组织的成分、组织结构、性能特点；相图中的特性点、特性线、相区的含义和类型；典型铁碳合金的结晶分析及组织转变；掌握碳钢的分类及牌号表示方法；碳钢的种类、牌号、性能特点及应用范围；了解碳钢中的常存杂质元素极其在钢中的作用；铁碳合金的成份、组织、性能间的关系。

6、课后思考与练习

思考题3个，分析题2个。

第四章钢的热处理（7学时）

1、教学目标

通过学习钢的热处理原理及常用的热处理工艺，使学生掌握热处理的工艺方法。

2、教学重点与难点

（1）教学重点：钢在热处理中的组织转变、钢的热处理工艺

（2）教学难点：钢在热处理中的组织转变、钢的热处理工艺

3、教学方法与手段

课堂讲授、多媒体教学、例题讲解、课堂讨论。

4、教学主要内容

概述；钢在加热时的转变；过冷奥氏体的转变产物及性能；过冷奥氏体转变曲线图；钢的退火和正火；钢的淬火；钢的淬透性；钢的回火；钢的表面淬火；钢的化学热处理。

5、教学要求

重点掌握钢的热处理工艺分类；退火、正火、淬火、回火及表面热处理等具体热处理工艺的概念、目的、工艺特点及应用；掌握钢的奥氏体化过程及奥氏体晶粒大小；钢的过冷奥氏体等温转变曲线及转变产物的组织与性能；过冷奥氏体的连续冷却转变的概念；马氏体转变；了解热处理的基本概念、目的及其在工业中的应用；钢在加热和冷却时的组织转变过程；热处理的分类和工艺曲线。

6、课后思考与练习

思考题3个，分析题2个。

第五章合金钢与铸铁（8学时）

1、教学目标