金属材料力学性能教学大纲

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1、《材料力学性能》教学大纲一、课程基本情况总学时：56讲课学时：50实践学时：6总学分：3.5课程类别：专业；核心；必修考核方式：考试适用对象：金属材料工程先修课程：金属学与热处理参考教材：束德林，工程材料力学性能，北京：机械工业出版社，2011高建明，材料力学性能，武汉：武汉理工大学出版社，2004石德珂、金志浩，材料力学性能，西安：西安交通大学出版社，1998刘瑞堂，工程材料力学性能，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002时海芳、任鑫，材料力学性能，北京：北京大学出版社，2010二、课程设置目标通过本课程的学习，使学生了解国家标准对材料不同力学性能测试的相关要

2、求；理解金属材料在不同条件下的力学行为的特点和产生机理；掌握典型金属材料力学性能指标的物理含义和影响因素。使学生具备对金属材料的变形、磨损及断裂失效原因进行分析并初步提出解决方案的能力。以支撑人才培养规格中在金属材料科学与工程及相关领域从事科学研究、技术开发、工艺要求的实现。三、教学内容、教学方法和手段、学时分配知识单元一：金属在静载荷作用下的力学性能（建议34学时）知识点1：金属在单向拉伸载荷作用下的力学行为主要内容及要求：了解金属在室温下单向静拉伸实验的最新国家标准及金属在单向拉伸载荷作用下的应力—应变曲线类型，掌握退火态低碳钢在室温下单向静拉伸曲线及力学行

3、为。知识点2：金属的弹性变形主要内容及要求：理解弹性变形的特点及弹性变形的机理；掌握弹性变形相关性能指标的含义、影响因素及工程应用；了解弹性不完整性现象及原因。知识点3：金属的塑性变形主要内容及要求：理解塑性变形的特点及其机理；掌握塑性变形相关性能指标的含义、影响因素及工程应用。知识点4：金属的断裂主要内容及要求：理解断裂的分类方法；掌握微孔聚集型断裂、解理断裂、准解理断裂沿晶断裂的过程及其断口的宏观和微观特征；了解断裂强度理论。知识点5：金属在压缩、弯曲、扭转载荷作用下的力学性能主要内容及要求：理解压缩、弯曲、扭转实验特点，掌握相关力学性能，理解应力状态软性系

4、数对材料力学行为的影响；掌握布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的原理、特点、要求及适用范围；理解缺口对材料力学性能的影响，了解金属的缺口拉伸的应用。知识点6：金属的断裂韧度主要内容及要求：理解掌握KIC的测试方法、影响因素及其应用；了解GIC、δc和JIC的有关概念。重点：力学行为发生的机制及特点；常见的力学性能指标的含义、测试方法及其影响因素。难点：金属的强韧化机制及在工程中的应用。教学方法和手段：讲授、研讨（针对淬火回火过程中的组织变化，结合影响金属强韧化的因素，分析在淬火后钢材强化的机制，及其回火后韧性改善的原因）知识单元二：金属在冲击载荷下的力学性能（建议6学

5、时）知识点1：冲击弯曲主要内容及要求：理解冲击载荷作用下金属的变形特点；掌握冲击弯曲的试验方法。知识点2：低温脆性主要内容及要求：理解、掌握低温脆性现象及本质，了解金属韧脆转变温度的确定方法；掌握影响冲击韧性和韧脆转变温度的主要因素。重点：金属冲击功的测试方法及影响金属韧性的主要因素。难点：金属的韧脆转变。教学方法和手段：讲授知识单元三：金属的疲劳（建议6学时）知识点1：高周疲劳主要内容及要求：掌握金属疲劳的现象及特点；了解疲劳曲线的测定方法；理解疲劳断裂的过程和机理；掌握影响疲劳强度的主要因素。知识点2：低周疲劳主要内容及要求：理解低周疲劳的过程及本质，掌握提

6、高金属低周疲劳抗力的主要途径。重点：金属疲劳断裂的过程、机理；疲劳断口的主要特征及影响疲劳强度的主要因素。难点：金属疲劳断裂的过程和机理。教学方法和手段：讲授知识单元四：金属高温力学性能（建议4学时）知识点1：高温作用下的力学行为特点主要内容及要求：掌握长时高温条件下力学行为与室温和短时高温条件下力学行为的主要区别。知识点2：金属的蠕变主要内容及要求：理解金属蠕变机理；掌握金属蠕变现象及规律知识点3：金属的蠕变断裂主要内容及要求：了解金属蠕变及蠕变断裂的相关性能指标和测试方法；理解金属蠕变断裂的机理及影响金属高温力学性能的主要因素；掌握金属蠕变断裂的特征。重点：

7、金属蠕变和蠕变断裂机理；影响金属高温力学性能的主要因素。难点：金属蠕变和蠕变断裂机理。教学方法和手段：讲授综合训练项目一：金属强韧化机制及应用目的和要求：通过该训练使学生掌握金属强化的主要方法及专业文献查阅的方法和途径，并具有对文献资料进行归纳总结和提炼的初步能力，初步掌握撰写学术论文的基本要求。学生结合强度和塑性的影响因素在课后去查阅相关资料或去现场调研，了解相关强化机制的研究及应用现状，并根据所学的知识和查阅的资料及调研情况，按照学术论文的格式撰写一篇3000字以上综述（附10篇以上的参考文献），进行宣讲，同学间相互提问，教师进行点评。成果形式：论文综合训练

8、项目二：表面强化对机械零