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工程材料课程教学大纲
(EngineeringMaterials)
一、课程概况
课程代码:0108012学 分:2
学 时:32(其中:讲授学时30,实验学时2)先修课程:机械制图、大学物理
适用专业:智能制造工程
建议教材:《机械工程材料》(第四版),沈莲,机械工业出版社,2018.8课程归口:航空与机械工程学院/飞行学院
课程的性质与任务:本课程是智能制造工程专业的专业基础必修课,也可作为机械类、材料类和其它有关专业的必修课或选修课。本课程的基本任务是使学生获得有关工程材料的基本理论和基本知识;掌握常用工程材料成分-加工工艺
-组织-性能-应用间关系的一般规律;熟悉常用的工程材料及其应用等基本知识;了解新材料、新工艺、新技术及发展概况,为后续专业课程及实验环节奠定基础。培养学生自主学习、分析问题及解决问题的能力,培养认真负责的工作态度及严谨细致的工作作风和服务社会的意识。
二、课程目标
目标1.掌握工程材料的基本理论和基本知识,用于解决机械工程中关于材料应用方面的复杂问题。能引导学生提高学习理论的自觉性,增强责任感、使命感,将个人追求融入国家富强、民族振兴、人民幸福的伟大梦想之中。
目标2.掌握常用工程材料的组织、成分和性能之间的一般规律,能够在应用工程材料中考虑到社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素对其的影响。
目标3.针对机械工程领域复杂工程问题,根据机械零件的服役条件和性能要求,对结构零件进行合理选材以及具备制定零件工艺路线的初步能力。培养自主学习、分析问题及解决问题的能力,培养认真负责的工作态度及严谨细致的工作
作风和服务社会的意识。
本课程支撑专业培养计划中毕业要求1-3和毕业要求4-1,对应关系如表所
示:
毕业要求指标点
课程目标
目标1
目标2
目标3
毕业要求1-3
√
√
毕业要求4-1
√
三、课程内容及要求
(一)材料科学的基础知识
教学内容
工程材料的概念
工程材料的分类
工程材料的主要力学性能
思政元素:通过对工程材料发展的介绍,教育引导学生树立共产主义远大理想和中国特色社会主义共同理想,坚定“四个自信”,厚植爱国主义情怀,把爱国情、强国志、报国行自觉融入建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的奋斗之中。
基本要求
掌握工程材料的力学性能,包括强度、硬度、韧性疲劳极限和蠕变极限的概念;
掌握工程材料的定义及其分类,包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料的概念
(二)晶体结构与结晶
教学内容
金属的晶体结构与结晶
金属的塑性变形
基本要求
掌握金属塑性变形及其对金属性能的影响;
了解塑性变形金属在加热时组织和性能变化;
了解晶体缺陷及其对性能的影响,了解金属的结晶及同素异构现象;
(三)二元合金及其相变的知识
教学内容
合金的晶体结构;
二元合金相图;
铁碳合金相图;
基本要求
了解合金的基本概念、合金晶体结构;
了解二元合金相图的基本类型、相图与合金性能之间的关系;
(3掌握铁碳合金相图分析方法及合金的成分、组织与性能之间的关系;
(四)热处理原理与工艺
思政元素:介绍铁碳合金相图在工程中的应用,形成理论思维,实现从学理认知到信念生成的转化,增强使命担当。
教学内容
钢的热处理;
表面热处理;
基本要求
掌握钢在热处理过程中的组织转变及转变产物的形态和性能;
熟悉热处理工艺中退火、正火、淬火、回火工艺特点及应用;
了解金属的化学热处理、表面淬火、化学与物理气相沉积等相关知识;
(五)铁基合金、有色金属合金与复合材料
教学内容
铁碳合金;
有色金属合金;
复合材料;
基本要求
了解合金元素在钢中的作用、碳钢、常用合金钢种类、牌号、性能和用途、常用铸铁的种类、牌号、性能和用途;
了解有色合金及其合金种类、牌号、性能和用途;
了解工程塑料、陶瓷、复合材料的种类、主要性能和用途以及工程材
料的选用原则;
教学内容与课程目标的对应关系及学时分配如表所示。
序号
教学内容
支撑的课程目标
支撑的毕业要求指标点
讲授学时
实验学时
1
材料科学的基础知识
目标1
1-3
4
2
晶体结构与结晶
目标2
1-3
4
3
二元合金及其相变的知识
目标3
4-1
8
1
4
热处理原理与工艺
目标2
1-3
10
1
5
铁基合金、有色金属合金与复合材料
目标3
4-1
4
合计
30
2
四、课内实验
序号
项目名称
内容与要求
学时数
1
金相试样制备及硬度实验
低碳钢金相试样制备,45钢退火与淬火试样硬度的测量;知道试样制备的步骤,会硬度测量操作。
1
2
铁碳合金平衡组织观察实验
观察工业纯铁、20钢、45钢、60钢、T8钢、
T12钢退火组织,亚共晶白口铁、共晶白口铁和过共晶白口铁的铸态组织;通过观察,能分辨出组织的组成。
1
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