《工程材料及热加工》大纲[1].pdfVIP

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、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。

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