机械工程材料：00 绪论
合集下载
机械工程材料-绪论-第一章
.
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
二、过量变形失效
1 过量弹性变形及抗力指标
2 （1）零构件发生过量弹性变形失效： 3 Dl[Dl] (拉压或者弯曲条件下） 4 或者 q [q] （扭转条件下） 5 （2）过量弹性变形的原因：零构件的刚度不够 6 （3）抗力指标：弹性模量E或者切变模量G
.
2 过量塑性变形及抗力指标
3 （1）发生条件：塑性变形量超过允许变形量 4 （2）原因：偶而过载或者零构件本身抵抗塑
，符号为s
T
.
（2）给定温度下，在规定时间内使试样产生一
定蠕变总变形量d的应力值，符号为：s
T d
/
t
2 持久强度：材料在高温长期载荷作用下抵抗断裂的 能力。
3 表示方法：用给定温度和规定时间内试样发生 断裂时的应力表示，sTt t---时间；T----温度；
三、高温下零件的失效和防止
加工性能（切削、锻造等） 铸造性能（适合铸造与否） 焊接性能（容易焊接与否） 热处理性能（可热处理强化）
.
三、 学习《机械工程材料》的目的
（1） 获得常用的金属材料、非金属材料的基本理论知 识，了解各种机械工程材料的基本特性和应用范围；
（2）在了解材料性能和设计之间关系的基础上，可根 据零件的工作条件和失效形式，正确设计和合理选材；
.
第五节 零件的腐蚀失效
问题 1 什么是腐蚀？可分为几类？ 2 高温氧化腐蚀常发生在那些零件中？耐热
钢为什么具有抗高温氧化能力？ 3 发生电化学腐蚀的条件是什么？ 4 改善零件腐蚀抗力的主要措施是什么
.
一、腐蚀的定义和分类
1 腐蚀：材料表面和周围介质发生化学反 应或者电化学反应所引起的表面损伤现 象。
5 （2）过程：类似于疲劳断裂，是裂纹萌生和扩展过程。
《机械基础绪论》课件
复合材料
1 2
玻璃纤维增强塑料（GFRP）
由玻璃纤维和有机高分子材料复合而成，具有轻 质、高强度、耐腐蚀等特点。
碳纤维增强金属（CFRP）
由碳纤维和金属复合而成，具有高强度、高刚性 、轻质等特点。
3
陶瓷基复合材料（CMC）
由陶瓷纤维和有机高分子材料复合而成，具有高 强度、高耐磨性、耐高温等特点。
04
非金属材料
陶瓷材料
具有高硬度、高耐磨性、高化学稳定性等特点，常用于制造密封件 、刀具等。
高分子材料
如塑料、橡胶等，具有轻质、高弹性、绝缘性好等特点，常用于制 造减震件、密封件等。
复合材料
由两种或两种以上材料组成，具有各组成材料的优点，如玻璃纤维增 强塑料、碳纤维增强金属等，广泛应用于航空航天、汽车等领域。
焊接技术
总结词
通过熔融两个或多个金属接头，然后冷却固化，以将金 属连接在一起的技术。
详细描述
焊接技术是一种通过熔融两个或多个金属接头，然后冷 却固化，将金属连接在一起的技术。焊接过程中，需要 将两个或多个金属接头加热至熔融状态，然后通过填充 材料或焊接电流将它们连接在一起。焊接技术具有连接 强度高、密封性好等优点，但也有一些缺点，如容易产 生焊接缺陷和应力集中。
06
机械工程与环境保护
机械制造中的环境保护问题
机械制造过程中产生 的废气、废水、废渣 等污染物对环境的影 响。
机械制造过程中对自 然资源的过度开采和 破坏问题。
机械制造过程中能源 消耗和能源浪费问题 。
绿色设计与制造技术
绿色设计
采用环保材料，减少材料消耗，优化产品设计， 降低能耗和排放。
清洁生产
05
机械设计方法
传统设计方法
《机械原理》课件第1章绪论说课材料
机构分析与综合
常用机构的研究 已经非常深入 自动控制机构、机器人机构、仿生机构、机电光液 综合机构等进展也非常大 计算机的应用：计算机辅助设计、优化设计、大 型通用或专用的软件等
机械原理课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与 方法的专业基础课程之一。
机械原理的教学内容（归纳起来三大点）
动力机器
发电机等是能量变换的装置，即可将某种 形式的能量变换成机械能，或者把机械能 变换成其他形式的能量。例如：内燃机、 压气机、涡轮机、电动机等。
机器
工作机器 是完成有用的机械功或者是搬运物品。
例如：轧钢机、织布机、缝纫机、汽
车、飞机和金属切削加工机床等。
信息机器 是用来获得和变换信息的。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘图 仪。
§1-3 如何进行本课程的学习
教学环节：
理论教学 课程设计
学习方法：
1. 在学习知识的同时，注重能力的培养。 2. 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。 3. 注意先修课程的应用。 4. 理论联系实际，能够做到举一反三。
§1-4 机械原理学科的发展现状及趋势
机械工业发展方向：
高速、高精度、重载、高效率、低噪声 先进制造技术的应用、激光制造 自动生产线机器与其它来自置的主要区别是：机器一定要作机械运
动，并 通过运动来实现能量物料和信息的变换
机构（mechanism） 用来传递运动和力或改变运动形
式的构件系统
机构和机器的区别
• 机构只是一个构件系统，而机器除构件系 统外，还包含电气、液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器除传递 运动和力外，还具有变换或传递能量、物 料和信息的功能
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
常用机构的研究 已经非常深入 自动控制机构、机器人机构、仿生机构、机电光液 综合机构等进展也非常大 计算机的应用：计算机辅助设计、优化设计、大 型通用或专用的软件等
机械原理课程的性质与任务
是研究机械性能分析与设计的基本理论与 方法的专业基础课程之一。
机械原理的教学内容（归纳起来三大点）
动力机器
发电机等是能量变换的装置，即可将某种 形式的能量变换成机械能，或者把机械能 变换成其他形式的能量。例如：内燃机、 压气机、涡轮机、电动机等。
机器
工作机器 是完成有用的机械功或者是搬运物品。
例如：轧钢机、织布机、缝纫机、汽
车、飞机和金属切削加工机床等。
信息机器 是用来获得和变换信息的。例如：机 械式积分仪、计帐机、打字机和绘图 仪。
§1-3 如何进行本课程的学习
教学环节：
理论教学 课程设计
学习方法：
1. 在学习知识的同时，注重能力的培养。 2. 在重视逻辑思维的同时，加强形象思维能力的培养。 3. 注意先修课程的应用。 4. 理论联系实际，能够做到举一反三。
§1-4 机械原理学科的发展现状及趋势
机械工业发展方向：
高速、高精度、重载、高效率、低噪声 先进制造技术的应用、激光制造 自动生产线机器与其它来自置的主要区别是：机器一定要作机械运
动，并 通过运动来实现能量物料和信息的变换
机构（mechanism） 用来传递运动和力或改变运动形
式的构件系统
机构和机器的区别
• 机构只是一个构件系统，而机器除构件系 统外，还包含电气、液压等其它系统
• 机构只用来传递运动和力，而机器除传递 运动和力外，还具有变换或传递能量、物 料和信息的功能
1、研究机构的组成及具有确定运动的条件。
机械工程导论-绪论
1.2指南车与中国古代机械
纺车复原模
1.2指南车与中国古代机械
北宋木构水运仪象台
1.2指南车与中国古代机械
郑和下西洋船队
1.2指南车与中国古代机械
1.2指南车与中国古代机械
活塞式风箱
1.2指南车与中国古代机械
清朝大更钟
（紫檀嵌珐琅重檐楼阁更钟）
1.2指南车与中国古代机械
机械技术刊物
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
在一座座沙丘的顶部，现出玄幻的蓝色 光彩，这种颜色是由于沙丘中含有丰富的赤 铁矿而造成的。
火星蓝莓
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
科学家发现，火 星上有一些奇怪的 含赤铁矿的圆球， 看起来就像是按在 松饼上的“兰莓” 果实，因此就有了 现在这个名字。
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
1.4“勇气”号火星车与现代机械工程
5.“勇气”号火星车与现代机械工程
现代航空航天制造技术是集现代科学技 术成果之大成的机械制造技术，远远高于一 般制造技术，不断由一般机械制造向高技术 和提供技术密集型产品的高精尖先进制造技 术的方向发展。航空航天制造工程的技术状 况是衡量一个国家科技发展综合水平的重要 标志。
《考工记》 《远西奇器图说录最 》 《梓人遗制》 《天工开物》
1.2指南车与中国古代机械
2、指南车 春秋时期----巢车
1.2指南车与中国古代机械
汉魏时期----独轮车
1.2指南车与中国古代机械
指南车
1.2指南车与中国古代机械
1.2指南车与中国古代机械
1.3蒸汽机与近代工业革命
3、蒸汽机的出现 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往
复式动力机械。 1698年，萨弗里制造了世界上第一个实
工程材料绪论全解PPT课件
石器
陶器
瓷器 4
我国青铜的冶炼在夏朝(公元前2140年始)以前就开始了，到殷、西周时期已发展到很高的水 平。青铜主要用于制造各种工具、食器、兵器。从河南安阳晚商遗址出土的司母戊鼎重达8750 N, 外型尺寸为1.33 m×0.78 m×1.10 m, 是迄今世界上最古老的大型青铜器。从湖北隋县出土的战 国青铜编钟是我国古代文化艺术高度发达的见证。
1、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、CaO 、Al2O3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，但脆性大。离子键 中很难产生可以自由运动的电子，所以离子晶体都是良好的绝缘体。在离子键结合中，由于离子 的外层电子比较牢固地被束缚，可见光的能量一般不足以使其受激发，因而不吸收可见光，所以
工程材料课程介绍
工程材料课程是高等院校机械类专业的一门十分重要的技术基础课。课程的任务是从机械工 程的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、加工工艺、组织、结构与 性能之间的关系；介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识。
本课程的目的是使学生通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具 备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力 。
近年来超导材料、磁性材料、形状记忆材料、信息材料等各种功能材料有很大的发展。 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)； ➢ 镁铝合金的开发和应用研究取得重大成果。 ➢ 材料快速成型技术和材料表面处理技术在我国得到迅速发展。
《机械工程材料》教案
教案
2014～2015学年第1学期
学院
材料学院
系部
功能材料系
课程名称
机械工程材料及其成形技术基础
适用班级
12机械设计及自动化卓越班
主讲教师
许龙山
职称
副教授
二○一四年九月十六日
厦门理工学院教务处 制
课程名称
机械工程材料及其成形技术基础
授课对象
12机械设计及自动化1-2班
课程编号
课程类型
必修课
公共基础课（）；专业基础课（√）；专业课（）
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：铁碳合金基本组织的类型、结构特点、性能及应用。铁碳合金相图的室温组织变化规律。
教学难点：铁碳合金相图中各组成物相对量的计算。铁碳合金基本组织中溶解度与析出物之间的关系。
教学基本内容：
5铁碳合金
5．1铁碳合金的相结构与性能（45分钟）
奥氏体、珠光体、铁素体、莱氏体和渗碳体结构、形貌与性能。
3．掌握铁碳合金的成分、结构、组织、性能之间的变化规律。掌握碳钢的分类、牌号和应用。
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：铁碳合金的结晶过程、组织的结构形式、室温组织变化规律，合金的性能及应用。
教学难点：铁碳合金组织确定方法，组织组成物成分确定、相对量的确定以及变化规律。
教学基本内容：
二、典型合金的结晶过程（60分钟）
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：拉伸实验的基本操作过程及实验方法
教学难点：材料的强度、刚度、硬度的测量结果分析
教学基本内容：
1．拉伸实验（75分钟）
实验的基本方法和原理
拉伸实验设备的操作和维护
拉伸强度的测量及曲线分析
2014～2015学年第1学期
学院
材料学院
系部
功能材料系
课程名称
机械工程材料及其成形技术基础
适用班级
12机械设计及自动化卓越班
主讲教师
许龙山
职称
副教授
二○一四年九月十六日
厦门理工学院教务处 制
课程名称
机械工程材料及其成形技术基础
授课对象
12机械设计及自动化1-2班
课程编号
课程类型
必修课
公共基础课（）；专业基础课（√）；专业课（）
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：铁碳合金基本组织的类型、结构特点、性能及应用。铁碳合金相图的室温组织变化规律。
教学难点：铁碳合金相图中各组成物相对量的计算。铁碳合金基本组织中溶解度与析出物之间的关系。
教学基本内容：
5铁碳合金
5．1铁碳合金的相结构与性能（45分钟）
奥氏体、珠光体、铁素体、莱氏体和渗碳体结构、形貌与性能。
3．掌握铁碳合金的成分、结构、组织、性能之间的变化规律。掌握碳钢的分类、牌号和应用。
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：铁碳合金的结晶过程、组织的结构形式、室温组织变化规律，合金的性能及应用。
教学难点：铁碳合金组织确定方法，组织组成物成分确定、相对量的确定以及变化规律。
教学基本内容：
二、典型合金的结晶过程（60分钟）
教学内容（注明：重点、难点及疑点）：
教学重点：拉伸实验的基本操作过程及实验方法
教学难点：材料的强度、刚度、硬度的测量结果分析
教学基本内容：
1．拉伸实验（75分钟）
实验的基本方法和原理
拉伸实验设备的操作和维护
拉伸强度的测量及曲线分析
机械工程材料的定义和分类
绪论一、机械工程材料的定义和分类1 定义：机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。
2、分类按化学成分分为: 金属材料(用量最大、应用范围最广)高分子材料(质轻、耐腐蚀、化工、机械、航空航天等)陶瓷材料（高电强、高硬度、耐腐蚀、绝缘、勇于电器化工等）复合材料（轻、高强度、结合两种材料的性能优点，用于航空航天等领域）二（机械）工程材料的性能力学性能（）保证构件安全可靠（1）材料的使用性能物理性能包括两方面化学性能切削加工性能保证构件容易制备铸造性能材料的工艺性能焊接性能热处理性能：实际进行机械设计时：主要考虑的是材料的使用性能，其中有以力学性能最为重要。
原因：如果力学性能不能瞒住工作的要求时，将引起重大事故，带来灾难。
（如泰坦尼克巨轮的沉没，哥伦比亚号航天分级的解体和坠毁等）这些都是由于零件（部件）的失效引起的。
第一章机械零件的失效分析简介：一失效的定义1任何一个机械零件或部件都要具有一定的功能：（零件设计功能）（1）P、T、M 下，保持一定的几何形状和尺寸(最基本的要求，桥梁，钢轨等)（2）实现规定的机械运动（发动机中的活塞和衢州，把直线运动转换成沿圆周运动）（3）传递力和能（齿轮，传递力矩，水轮机江水能转变成电能）2失效：零件失去设计要求的效能（功能）----失效形式多样，常见的分为以下几种方式。
过量变形断裂磨损腐蚀2引起失效的原因：外界载荷、温度、介质等材料又损害作用（外界对材料的损害）材料本身：抵抗损害的能力。
（这种能力是有限的）若：前者大于后者------失效前者等于后者-------临界状态前者小于后者------正常工作二研究失效的意义1通过失效分析-----找出失效原因------确定相应的抗力指标-----为选材和制定工艺提供依据；2通过失效分析----减少和预防机械产品类事故的重复发生，提高产品质量、减少经济损失；3失效分析工作是机械产品维修工作的基础,确定维修的技术和方法,提高维修工作的质量和效益；4失效分析可以为人仲裁事故责任、侦破犯罪等提高可靠的技术依据。
工程力学(材料力学)1 工程力学 绪论及静力学知识 3
——属光滑面约束
FR Fy FR
约束力特征：
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定（假定两互相垂直
分量）
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量，有大小、方向，服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系：同时作用于同一物体上的一群力，称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系，并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力，可沿
它的作用线移到刚体内任意一
点，并不改变该力对刚体的作
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力，即合力。
合力：力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律（机械运 动一般规律的科学）(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律， 为合理设计构件提供有关基础理论和方法；
FR Fy FR
约束力特征：
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定（假定两互相垂直
分量）
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量，有大小、方向，服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系：同时作用于同一物体上的一群力，称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系，并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力，可沿
它的作用线移到刚体内任意一
点，并不改变该力对刚体的作
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力，即合力。
合力：力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律（机械运 动一般规律的科学）(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律， 为合理设计构件提供有关基础理论和方法；
机械工程材料-绪论
落后了。
前
苏
因此在其后的十年里，在十多所大学中陆续建 联
第
立了材料科学研究中心，并把约2/3大学的冶 一
颗
金系或矿冶系改建成了冶金材料科学系或星
其涉及的材料由金属扩展到了陶瓷和高分子聚 及
其
合物材料。
运
载
可见，高技术需要先进材料的支持。
火
箭
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出 过重大贡献。
攀钢夜景
鞍钢
原子弹、氢 弹的爆炸， 卫星、飞船 的上天等都 说明了我国 在材料的开 发、研究及 应用等方面 有了飞跃的 发展。
中
造 卫 星
国 第 一 颗
人
中 国 第 一 颗 原 子 弹 爆 炸
长 征 火 箭 大 家 族
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
“ “
中国的航天事业-“神舟”号飞船
“神舟”一号 发射成功 神 舟 ” 一 号 飞 船
航空发动机
三、工程材料的应用和发展
随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要 求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、 耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现。
机械工业是材料应用的重要领域。
随着机械工业的发展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料
材料是人类进化的里程碑。
由于材料的重要性，历史学家根据人类所使用的材料
来划分时代。
石器时代
象形尊(西周)
青铜器时代
铁器时代
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步 的标志。
机械工程材料论文3200字_机械工程材料毕业论文范文模板
机械工程材料论文3200字_机械工程材料毕业论文范文模板机械工程材料论文3200字(一)：“机械工程材料”课程教学与考核方法改革探讨论文摘要：为适应新时代课程建设要求，本文通过分析当前《机械工程材料》课程教学及考核中存在的问题和不足，提出从课程教学内容、教学方法及考核方式等方面多管齐下进行改进的方案，旨在提高该课程的教学效果，促进教学良性发展，培养学生的实践应用能力。
关键词：机械工程材料；教学；考核方法；改进方案0引言“大力推动重点领域突破发展”是《中国制造2025》的9项战略任务和重点之一，其中新材料作为重点领域之一，对贯彻“创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本”的中国制造发展基本方针至关重要；新材料发展中，“提出以特种金属功能材料、高性能结构材料、先进非金属材料为发展重点，研发新材料制备关键技术和装备，高度关注颠覆性新材料对传统材料的影响，加快基础材料升级换代”。
可见，机械工程材料的发展和研究在我国成为制造业强国进程中起着举足轻重的作用，契合“中国制造2025”战略的课程教学和考核方法改革势在必行。
《机械工程材料》课程是我国各高校机械类、近机械类各专业的一门技术基础课，是“机械制造课程群”中重要的核心课[1]。
《机械工程材料》课程以工程材料的组成（成分）→结构→组织→性能之间的关系及变化规律为主线[2]，培养学生在认知各类工程材料的基础上学会合理选用材料、掌握提高材料性能的能力，为学习后续专业课程及今后从事材料学研究、机械设计制造和研发打下良好的专业基础。
本文结合新时代工科建设要求，通过分析当前《机械工程材料》课程教学和考核中存在的问题和不足，对教学和考核方法进行改革措施探索，并实施有效教学，不断提高学生的学习兴趣及积极性，达到人才培养的目标。
1当前课程教学中存在的问题与不足1.1教学实施中重理论轻实践《机械工程材料》是一门从实践中发展起来，又直接为实践服务的技术基础课程；但目前在课程教学中以理论讲解为主，而实践参与及实验环节较少[3]；以笔者所在学校塔里木大学机械电气化工程学院开设的《机械工程材料》课程为例，该课程教学学时已由原来的56学时缩减至48学时，其中理论教学学时为42学时，实验学时6学时，且实验内容均为验证性实验，未设置综合性的实践教学学时。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
⑴ 研究材料的化学组成、结构与性能的关系；
⑵ 研究材料的形成机理和制取方法；
⑶ 研究材料物理性能的测试方法和技术；
⑷ 分析材料的损坏机理；
⑸ 研究材料的合理加工方法和最佳使用方案
二、工程材料的分类
工程材料是用于制造工程结构和机械零件并主 要要求力学性能的结构材料。
按组成与结合键分： 1、金属材料 2、高分子材料 3、陶瓷材料 4、复合材料
我国从春秋战国时期便开始大量使用铁器，明朝科学 家宋应星在《天工开物》一书中就记载了古代的渗碳 热处理等工艺。这说明早在欧洲工业革命之前，我国 在金属材料及热处理方面就已经有了较高的成就。
宋应星
生铁炒熟铁图
新中国成立后，先后建起了鞍山、攀枝花、宝钢等大型钢铁基地。钢产量 由49年的15.8万吨上升到10年的6.27亿吨。
航空发动机
三、工程材料的应用和发展
随着经济的飞速发展和科学技术的进步，对材料的要 求越来越苛刻，结构材料向高比强、高刚度、高韧性、 耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向发展。
国产东风4D-0088内燃机车
美国F-117隐身飞机
新材料在不断地涌现。
机械工业是材料应用的重要领域。
随着机械工业的发展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的材料
及材料加工方面的问题。 要求机械工程技术人员掌握必要的材料科学与材料
工程知识，具备正确选择材料和加工方法、合理安 排加工工艺路线的能力。
扫描பைடு நூலகம்子显微镜
1934年位错理论的提 出，解决了晶体理论 计算强度与实验测得 的实际强度之间存在 的巨大差别的矛盾， 对于人们认识材料的 力学性能及设计高强 度材料具有划时代的 意义。
金属钛中的位错
材料发展的历程示意图
2、材料科学 材料科学是以材料为
研究对象的一门科学。
主要研究内容：
挑战者号爆炸瞬间
越王勾践剑
春秋晚期越国青铜兵器 出土于湖北江陵楚墓 长55.7厘米 剑锷锋芒犀利 锋能割断头发
古代剑刃制造中的特殊技术
梯
度
材
料
春秋战国时代的
古 已
青铜剑，剑身及
有 之
这 是 古 代 剑 刃 截 面
剑锋由不同成分
图
的青铜组成，是
复合材料很好的
例子
黄石铜矿遗址
春秋晚期 矿井深达50m 炼铜炉渣多达40万吨 实属罕见
机械工程材料
绪论
一、材料和材料科学 二、工程材料的分类 三、工程材料的应用和发展 四、机械工程材料课程的性质和任务 五、成绩计算
绪论
哥 伦 比
亚
号
一、材料和材料科学
航 天
飞
1、材料
机
材料是指人类用以制造 各种有用器件的物质。
材料是人类生产和生活 所必须的物质基础。
“神舟”四号飞船成功返 回
锉刀
手
锤
国产涡喷-7涡轮喷气发动机
材料是人类进化的里程碑。由于材料的重要性， 历史学家根据人类所使用的材料来划分时代。
石器时代
象形尊(西周)
青铜器时代
铁器时代
铁器
石器
材料的发展水平和利用程度已成为人类文明进步的标志。
➢材料的发展与人类社会简图
没有半导体材料的工业化生产，就不可能有目前 的计算机技术。
包括： 金属基复合材料 陶瓷基复合材料 高分子复合材料
玻璃纤维增强高分子复合材料
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。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。
金属材料
黑色金属 有色金属—轻金属,重金属,贵金属,稀有金属
以金属键结合为主 良好的导电性、导
热性、延展性和金 属光泽 用量最大、应用最 广泛
铁及铁合金称为黑色金属，即钢铁材料，10年其世界年产量已达14 亿吨，在机械产品中的用量已占整个用材的60%以上。
带材
异形材
板材
管材
金属材料制品
陶瓷材料
早在公元前6000~ 5000年的新石器时代， 中华民族的先人就能 用黏土烧制成陶器， 到东汉时期又出现了 瓷器，并流传海外。
4000年前的夏朝我们的祖先已经能够炼铜，到殷、商 时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已达到很高水平。
司母戊鼎
河南安阳晚商遗址出土 青铜铸造 高133厘米 重875kg 饰纹优美
以共价键和离子键 为主
熔点高、硬度高、 耐腐蚀、脆性大
分为传统陶瓷、特 种陶瓷和金属陶瓷 三类
传统陶瓷又称普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石 英、长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑材料使用。 特种陶瓷又称精细陶瓷，是以人工合成材料为原料的 陶瓷，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。
陶瓷制品
陶瓷发动机
龙芯
联想计算机
没有高温高强度的结构材料，就不可能有今天的航
空工业和宇航工业。
飞机发动机叶片
在航天飞机表面装陶瓷防护瓦片
波音客机
没有低消耗的光导纤维，也就没有现代的光纤通讯。
二十世纪七十年代，人们把材料与能源和信息并列， 称作现代文明的三大支柱之一。
中华民族在人类历史上为材料的发展和应用作出 过重大贡献。
攀钢夜景
鞍钢
原子弹、氢
中
弹的爆炸， 卫星、飞船
造 卫 星
国 第 一 颗
的上天等都
人
说明了我国
中
国
在材料的开
第
发、研究及
一 颗
应用等方面
原 子
有了飞跃的
弹
爆
发展。
炸
长 征 火 箭 大 家 族
中 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
人类对材料的认识是逐步深入的。
1863年，光学显微镜首次应用 于金属研究，诞生了金相学，使 人们能够将材料的宏观性能与微 观组织联系起来。
高分子材料
共
以分子键和共价键
价 键
为主
塑性、耐蚀性、电
绝缘性、减振性好，
密度小
分
子
包括塑料、橡胶及
键
合成纤维等
高分子材料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮 船等制造工业和化学、交通运输、航空航天等工业 中被广泛应用。
烯丙酰氯-苯乙烯
复合材料
是把两种或两种以上不同性质或不同结构的材料 以微观或宏观的形式组合在一起而形成的材料。
光学显微镜
灰铸铁的显微组织
Pb-Sn共晶组织
1912年发现了X-射线对晶体的作用并在随后被用于 晶体衍射分析，使人们对固体材料微观结构的认识 从最初的假想到科学的现实。
Si表面的重构图象
X-射线衍射仪
1932年发明了电子 显微镜，把人们带 到了微观世界的更 深层次（10-7m）
光镜下
电镜下
透射电子显微镜