机械工程材料---教学大纲
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《机械工程材料》课程教学大纲
课程代码:010132300
课程英文名称: Machinery engineering materials
课程总学时:32 讲课:32 实验:0 上机:0
适用专业:机械类各专业
大纲编写(修订)时间:2017.7
一、大纲使用说明
(一)课程的地位及教学目标
机械工程材料是机械类专业的一门专业基础课,是必修课程。该课程从机械工程的应用角度出发,阐明机械工程材料的基本理论,阐述材料的化学成分、金相组织和力学性能之间的关系,阐述常用的机械工程材料,特别是常用金属材料的牌号、成分、组织、性能和应用,重点阐述典型的金属机械零件的生产工艺路线的各个环节。课程为学生今后在机械设计和制造中合理选材打下基础。
通过本课程的学习,学生将达到以下要求:
1.通过学习,在掌握机械工程材料特别是金属材料的基本理论的基础上,掌握常见机械工程材料的力学性能指标,掌握金属材料的微观结构,掌握铁和渗碳体相图及应用。
2.掌握热处理的概念及四种常见的热处理方法,典型零件的热处理方法、组织及性能特点。
3.掌握各种金属材料的牌号、应用及性能特点。具备根据机械零件使用条件和性能要求,对典型机械零件进行合理选材及制定零件工艺路线的能力。
4.了解常用的金属材料微观组织观察的仪器设备及原理。
5.能够使用机械制造过程中选材使用的机械工程材料手册。
6.了解金属材料的发展方向,了解国家相关政策,了解“一带一路”政策给机械工程材料领域带来的挑战以及机遇。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求
1.基本知识:掌握机械工程材料的一般知识,材料的分类,化学成分、组织、力学性能特点及应用。掌握典型金属材料零件的生产工艺路线及作用。
2.基本理论及方法:包括金属学部分、塑性变形部分、热处理部分、金属材料部分以及非金属材料部分。
具体内容包括:掌握晶面、晶向、位错、过冷度、晶核成长滑移、加工硬化、再结晶固溶体、化合物、匀晶相图铅锡二元共晶相图纯铁、铁碳合金相图分析。掌握珠光体、贝氏体、马氏体、C曲线,退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火。。
掌握碳钢、普低钢、渗碳钢、调制钢、弹簧钢高速钢、模具刚不锈钢、耐热钢、耐磨钢、灰口铸铁、球铁铝合金、铜合金。
掌握基本概念、高分子材料性质通用塑料、工程塑料常用橡胶、老化及防止、常用合成胶粘剂。掌握陶瓷材料、复合材料的分类、性能、特点、应用。
通过学习,使学生能够根据实际应用情况合理选用材料,制定正确生产工艺路线
3.基本技能:掌握常用力学性能测试设备,了解热处理设备及金相组织检测设备。
(三)实施说明
1.教学方法:教学以课堂讲授为主,对课程中的重点、难点问题着重讲解。由于本课程既具有理论性又具有实践性,因此在教学过程中要注意理论联系实际,通过实例锻炼学生分析问题、解决问题的能力。
采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;通过作业调动学生学习的主观能动性,培养学生的自学能力。
2.教学手段:本课程属于技术基础课,在教学中采用板书、PPT电子教案及多媒体视频、模型、实物等教学手段,确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。
(四)对先修课的要求
学习本课程前,学生应学完金属工艺学、材料力学等相关课程,对金属材料的理论和力学性能有一定的掌握。
(五)对习题课、实践环节的要求
1.重点章节教学内容结束后,结合重点和难点内容,安排适当、适量习题;习题类型有论述型、计算型和工艺型。习题以课堂测验为主。
2. 课后作业少而精,内容包括基本概念、基本理论性能特点及应用,提高分析问题、解决问题的能力;对作业中的重点、难点,课上应做必要的讲解;作业的完成情况作为评定课程成绩的一部分。
3.课程没有实验,但课堂上有实验的视频操作及讲解。
(六) 课程考核方式
1.考核方式:考查
2.考核目标:在考核学生对机械工程材料基本知识、基本理论的基础上,重点考核学生对轴类零件、齿轮类零件的生产加工工艺路线的掌握以及对材料牌号、化学成分、金相组织、力学性能、应用之间关系的理解。
3. 成绩构成:期末测验成绩(开卷笔试或小论文)、平时成绩(包括作业、课堂小测验、提问、出勤等)成绩的总和。
(七)参考书目
《机械工程材料》第3版,赵程,机械工业出版社,2015.11
《机械工程材料》第2版,赵程,机械工业出版社,2007.2
《实用机械工程材料及选用》,张正贵,机械工业出版社,2014.8
《工程材料》第三版,朱张校,清华大学出版社,2001.1
《材料成形基础》第2版,常春,机械工业出版社2009.8
《金属材料及热处理》,史美堂,上海科学技术出版社,2001.12
二、中文摘要
《机械工程材料》是机械类专业如机械制造、机械设计、汽车拖拉机专业的专业基础课,讲授金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料的基本知识,并阐明它们之间的联系,帮助学生正确地选择材料和使用材料。课程以金属材料为主,特别讲授钢铁材料,碳钢和合金钢是重点。要求学生掌握轴类零件、齿轮类零件的生产工艺路线,掌握典型零件材料的牌号、化学成分、组织、性能和应用。
三、课程学时分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分概述工程材料的力学性能
总学时(单位:学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
1) 明确本课程的内容、性质和任务;
2) 掌握机械工程材料的力学性能指标。强度、硬度、塑性、韧性、疲劳、耐磨性。重点:
强度、硬度、塑性、韧性的概念及测试设备。
第2部分金属材料的基础知识
总学时(单位:学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
2.1 金属的晶体结构2.2 合金的相结构(讲课2学时)
具体内容:
1) 掌握晶体概念,晶面、晶向,三种常见晶体晶格。
2) 掌握相、固溶体、化合物、固溶强化概念。
重点:
体心、面心立方晶格。固溶体概念,固溶强化。