《工程材料及热加工》大纲[1]

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1、一、课程简介《工程材料与热加工》是机械类专业的一门综合性技术基础课，系统地介绍了常用工程材料及零件热加工工艺的基本知识，课程的内容包括工程材料性能、金属学、热处理、常用机械工程材料、铸造生产、锻压生产和焊接生产等七个方面。既体现现代制造技术、材料科学、现代信息技术的密切交叉与融合，又体现工程材料和制造技术的历史传承和发展趋势。该课程在专业教育及机械专业工作中占有举足轻重的地位。作为一名机械工程高级技术及管理人员，必须具有合理选材、正确制定材料加工工艺能力，机器零件的设计制造依赖于对各类材料的分类、牌号、性能及加工成型等相关知识的掌握，其失效分析也必然涉及对材料的正

2、确认识。因此，《工程材料与热加工》是机械类专业的必修课。该课程使学生获取必要的工程材料及毛坏成形方法的基本知识，初步掌握常用工程材料的性能及金属热加工的常用方法并能合理安排工艺工序，使学生具有合理选择材料、选用毛坯及分析毛坯结构工艺性的初步能力，为学习后续相关课程和今后从事生产技术工作建立必要的基础，同时对拓宽专业面、培养复合型人才，满足市场对人才的需求，也是不可缺少的重要环节。二、本课程的目的和任务通过本课程的学习，学生应获得工程材料的有关理论知识和分析技能；了解材料的成分、加工工艺、组织结构与性能间的关系及变化规律；掌握常用工程材料的基本特性及应用范围；懂得材

3、料的性能与工程设计的关系，以便能合理地选用材料、正确地制定材料加工程序，设计出既经久耐用，又成本低廉的优质创新产品。《工程材料与热加工》基本任务如下：1）掌握工程材料的性能，以便在机械设计与制造工作中选择和运用工程材料。2）掌握工程材料的基础理论和基础知识。3）掌握工程材料的成分、组织结构与性能的关系以及变化规律。4）掌握热处理原理及工艺方法，具有能初步制定正确的热处理工艺的能力。5）掌握铸造、锻压和焊接的特点及其零件结构工艺性基本知识，能够合理设计不同类型简单零件毛坯的结构。6）能正确选择材料及毛坯，合理安排热处理的工序位置。三、本课程的基本要求及内容第－篇工程

4、材料与热处理第一章工程材料概述(一)基本要求了解工程材料的分类，理解并掌握衡量材料性能的重要指标：屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性、耐磨性等的测试原理和生产实际意义、工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。(二)课程内容工程材料的分类：金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料材料的性能：力学性能、物理和化学性能、工艺性能第二章材料的晶体结构(一)基本要求掌握晶格、晶胞、晶格常数等概念以及纯金属当中存在的三种常见的晶体结构，对实际金属的多晶体结构以及晶体的缺陷要求理解。(二)课程内容晶体结构基本知识三种典型晶格类型（BCC、FCC

5、、HCP）的特点多晶体及晶体缺陷晶体缺陷的分类、主要形式及对性能的影响，合金晶体结构的基本类型、分类、性能特点及在合金中的地位与作用。第三章材料的凝固与相图(一)基本要求了解金属凝固和结晶的条件、过程，掌握晶粒度、相、固溶体等概念，熟悉并掌握共晶、共析等相图,能应用杠杆定律计算出各相的相对量。(二)课程内容凝固与结晶金属凝固和结晶的条件、过程，晶粒度、相、固溶体等概念相与相图二元合金结晶过程及偏析现象，杠杆定律第四章铁碳合金(一)基本要求熟悉并掌握铁碳合金相图，能独立地分析平衡结晶过程及常温组织，对碳钢和铸铁的分类、牌号及应用要求理解并掌握。(二)课程内容铁碳合金

6、相图Fe-C合金中的相、结构和性能。2.平衡结晶过程分析亚共析钢共析钢过共析钢亚共晶白口铸铁共晶白口铸铁过共晶白口铸铁碳钢与铸铁碳对合金的性能影响。碳钢的分类、牌号及应用。铸铁的分类，铁碳合金双重相图和铸铁的石墨化，铸铁的组织与性能。常用普通铸铁：灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁。特殊性能铸铁：耐磨铸铁，耐热铸铁，耐蚀铸铁。第五章钢铁热处理(一)基本要求理解钢在加热和冷却时的组织及转变规律，并会利用TTT或CCT曲线进行分析，对常见的热处理工艺要求掌握并能根据实际情况灵活运用。(二)课程内容钢在加热和冷却时的组织转变钢在加热时的转变：奥氏体的形成过程，奥氏体晶粒长大及

7、其控制。钢在冷却时的转变：冷却条件对钢性能的影响，过冷奥氏体等温转变曲线，影响过冷奥氏体等温转变的因素，过冷奥氏体连续冷却转变曲线。2.钢的整体热处理：退火、正火、淬火、回火淬火钢的回火转变：淬火碳钢回火时的组织转变，回火组织与性能，回火脆性。钢的退火与正火：钢的退火及应用，钢的正火及应用。钢的淬火与回火：钢的淬火，钢的回火。3.钢的表面及化学热处理钢的表面热处理：钢的表面淬火，钢的化学热处理。其他热处理与表面热处理新技术。第六章合金钢(一)基本要求熟悉合金钢的分类及编号，对合金元素在钢中的作用有大致的了解，对不同种类钢的用途、性能特点、成分特点及作用、热处理特点

8、及组织、常