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《机械工程材料》教学大纲

一、课程的基本信息
课程名称：《机械工程材料》
英文名称：MechanicalEngineeringMaterials
课程性质：专业教育必修课程

周学时：3学时
总学时：45学时
学分：2学分
适用专业：
机械设计制造及其自动化（本科）学生
预备知识：大学物理、材料力学
课程教材：

参考书目：
1.《机械工程材料》（第3版），齐宝森，哈尔滨工业大学出版社，2009
2.《工程材料》，郑明新，清华大学出版社，2001
制定时间：2012.8
二、课程的目的与任务
机械工程材料课程是高等院校本科机械类专业必修的一门技术基础课，也是专业课程体系中一门主要课程。
本课程的目的是使学生获得工程材料的基本理论知识及其性能特点，建立起材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系，了解常用材料的应用范围和加工工艺，初步具备合理选用材料、正确确定加工方法、妥善安排加工工艺路线的能力。同时对实践中出现的与材料相关的问题进行正确分析，及时处理
三、课程内容及学时分配
章节教学内容学时数绪论绪论1第一章材料的性能3第二章材料的结构4第三章材料的凝固8第四章金属塑性变形与再结晶4第五章钢的热处理6第六章工业用钢6第七章铸铁2第八章有色金属及其合金2第九章机械工程非金属材料2第十章零部件的失效与选材2机动、复习5合计45绪论
1、了解材料发展的历史及分类。
2、了解课程的性质、研究思路和基本要求。
3、掌握组织、成分和结构等基本概念。
第一章材料的性能
教学目的和要求：掌握表征材料力学性能指标，要能说明其物理意义。
教学内容：表征材料力学特征性能指标：弹性和刚度、强度、塑性、硬度、疲劳强度、冲击韧性和断裂韧性的含义；材料的工艺性能。
第二章材料的结构
教学目的和要求：掌握金属材料的三种常见晶体结构、实际金属中的晶体缺陷、合金基本相结构（固溶体和金属化合物）。
教学内容：
1、晶体的基本概念；金属中常见的晶格类型；晶面指数和晶向指数；金属晶体结构的其他参数。
2、多晶体结构；晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。
3、合金相结构：相、固溶体、金属化合物
4、扩散，影响固态扩散因素。
第三章材料的凝固
教学目的和要求：
掌握金属结晶过程及其对性能的影响，能正确分析二元合金相图，熟练掌握铁碳合金相图，运用杠杆定理，分析结晶过程，了解铁碳合金的成分、组织和性能的关系及应用。
教学内容：
1、纯金属的结晶
2、合金的结晶
3、铁碳合金相图：相和组元、典型合金结晶过程
4、凝固组织及其控制：结晶晶粒大小的控制、铸锭组织与缺陷
金属的塑性变形与再结晶
教学目的和要求：掌握金属塑性变形的实质及对金属组织和性能的影响，材料的基本强化方式；了解变形金属在加热时组织性能的变化。
教学内容：
1、金属的塑性变形
2、合金的塑性变形与强化
3、塑性变形对金属组织和性能的影响
4、回复与再结晶
5、金属的热加工
钢的热处理
教学目的和要求：了解钢在加热和冷却时的转变及产物的组织形态和性能，掌握C曲线及影响因素，掌握钢的常规热处理方法及钢的表面热处理方法。
教学内容：
1、钢在加热时的转变
2、钢在冷却时的转变
3、钢的退火与正火
4、钢的淬火与回火
5、钢的表面热处理
工业用钢
教学目的和要求：掌握钢的合金化、碳钢、合金钢的牌号、成分特点、热处理工艺、组织性能及应用。
教学内容：

2、钢中杂质与合金元素
3、结构钢
4、工具钢
5、特殊性能钢
铸铁
教学目的和要求：掌握灰口铸铁牌号、成分、热处理、组织性能及应用。
教学内容：
1、铸铁石墨化
2、铸铁特点及分类
3、常用铸铁
有色金属及合金
教学目的和要求：掌握有色金属的分类、性能特点及应用，铝合金热处理特点，能识别有色金属及其合金牌号。
教学内容：
1、铝和铝合金
2、铜和铜合金
3、钛和钛合金
4、轴承合金
非金属工程材料
教学目的和要求：了解高分子材料的分类、力学特点，熟悉常用工程塑料。了解合成橡胶的特性及用途；熟悉陶瓷材料的特点及分类，了解常用工业陶瓷性能及应用；了解复合材料的概念、性能特点，了解纤维增强复合材料和颗粒复合材料。
教学内容：
1、概述
2、常用高分子工程材料
3、常用工业陶瓷
4、粒子增强复合材料
5、纤维增强复合材料
零部件的失效与选材
教学目的和要求：熟悉选材原则，掌握典型零件选材的方法，包括工作条件分析、性能要求、选材及工艺路线制定。
教学内容：
1、零部件的失效
2、零部件的选材
补充说明：
1．课内习题课的安排及学时
对铁碳合金相图、钢的热处理、典型零件选材等要求综合应用的重点章节建议安排课内习题课或课堂讨论，学时4~8小时。
2．利用现代化教学手段内容及学时
本课程金相图片多、部分内容抽象的特点，建议利用适当的计算机辅助教学(CAI)课件，开展多媒体教学，提高