《工程材料》教學(xué)大綱

《工程材料》教學(xué)大綱課程代碼：092121課程名稱：工程材料英文名稱：EngineeringMaterials課程學(xué)時(shí)（周數(shù)）：40學(xué)時(shí)實(shí)踐學(xué)時(shí)（周數(shù)）：6學(xué)時(shí)開設(shè)時(shí)間：三課程學(xué)分：2.5適用專業(yè)：（2020）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程說明課程性質(zhì)本課程是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，在車輛工程專業(yè)的教學(xué)中有著重要地位。它具有實(shí)用性強(qiáng)、理論和實(shí)踐結(jié)合等特點(diǎn)。課程目標(biāo)了解材料的概念、分類、歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展、應(yīng)用。掌握工程材料的性能參數(shù)，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)評(píng)價(jià)材料的性能。了解材料的結(jié)構(gòu)組成基礎(chǔ)知識(shí)，如晶格、晶胞、晶格常數(shù)等，掌握鐵碳合金相圖。了解材料的強(qiáng)化途徑，掌握各種強(qiáng)化工藝中材料組織轉(zhuǎn)變過程和特點(diǎn)，。了解常用材料的分類和特點(diǎn)，具備對(duì)汽車零部件所用材料進(jìn)行選用和設(shè)計(jì)的能力。培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求真”精神的重要性。引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大的理想，并通過各種方式不斷提高和完善自己，使自己成為棟梁之材。畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程目標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)11課程目標(biāo)22課程目標(biāo)31課程目標(biāo)47課程目標(biāo)53課程目標(biāo)612任務(wù)使學(xué)生掌握材料有關(guān)的基本理論，加深理解、獲得本課程領(lǐng)域內(nèi)分析和處理一些基本問題的初步能力，為以后解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。二、課程基本要求1．課程教學(xué)的基本要求（1）以課堂教學(xué)為主，學(xué)生自學(xué)和討論為輔；（2）使學(xué)生了解材料的概念、分類、歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展情況，掌握各種材料的特性與應(yīng)用等；2．能力培養(yǎng)要求通過教學(xué)，使學(xué)生掌握材料有關(guān)的基本理論，加深理解、獲得本課程領(lǐng)域內(nèi)分析和處理一些基本問題的初步能力，為以后解決實(shí)際問題打下基礎(chǔ)。三、理論教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配1、課程內(nèi)容第一章、金屬材料的機(jī)械性能（學(xué)時(shí)：3）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹金屬材料機(jī)械性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)及獲得機(jī)械性能的試驗(yàn)方法。要求掌握金屬材料機(jī)械性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)及各種試驗(yàn)方法。強(qiáng)調(diào)材料性能的重要性，通過事故案例的分析和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生在工作中保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)態(tài)度?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】拉伸試驗(yàn)、疲勞強(qiáng)度。【考核要求】熟練掌握金屬材料機(jī)械性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)及各種試驗(yàn)方法?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1靜載時(shí)材料的機(jī)械性能§2動(dòng)載時(shí)材料的機(jī)械性能§3高溫下的機(jī)械性能§4斷裂韌性第二章、晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（學(xué)時(shí)：3）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹材料的晶體結(jié)構(gòu)與金屬的結(jié)晶過程。要求掌握材料的晶體結(jié)構(gòu)與金屬的結(jié)晶過程。強(qiáng)調(diào)材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠影響金屬材料的性能，由外因與內(nèi)因在事物的發(fā)展中所起的作用，引導(dǎo)學(xué)生只要自身想努力并付諸于行動(dòng)，所做的事情所達(dá)到的效果就會(huì)不一樣?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】金屬的同素異構(gòu)性?！究己艘蟆渴炀氄莆詹牧系木w結(jié)構(gòu)與金屬的結(jié)晶過程【教學(xué)基本內(nèi)容】§1金屬的晶體結(jié)構(gòu)§2實(shí)際金屬結(jié)構(gòu)§3非金屬固體結(jié)構(gòu)§4金屬的結(jié)晶第三章、金屬的塑性變形與再結(jié)晶（學(xué)時(shí)：3）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹金屬塑性變形的形式及過程、塑性變形對(duì)組織和性能的影響。要求掌握塑性變形的形式及過程、塑性變形時(shí)組織和性能的變化、再結(jié)晶?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】塑性變形的過程、塑性變形對(duì)組織和性能的影響?！究己艘蟆渴炀氄莆账苄宰冃蔚男问郊斑^程、塑性變形時(shí)組織和性能的變化、再結(jié)晶?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1金屬的塑性變形§2塑性變形對(duì)組織和性能的影響§3變形金屬在加熱時(shí)的組織和性能的變化§4金屬的熱加工第四章、二元合金（學(xué)時(shí)：3）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹合金的相結(jié)構(gòu)、相圖、相圖與性能的關(guān)系。要求掌握合金的相結(jié)構(gòu)、相圖、相圖與性能的關(guān)系【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】共晶相圖、共析相圖?！究己艘蟆渴炀氄莆蘸辖鸬南嘟Y(jié)構(gòu)、相圖、相圖與性能的關(guān)系【教學(xué)基本內(nèi)容】§1合金的相結(jié)構(gòu)§2二元合金相圖§3相圖與性能的關(guān)系第五章、鐵碳合金（學(xué)時(shí)：6）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹鐵碳合金的結(jié)構(gòu)、性能、相圖，常用的鐵碳合金。要求掌握鐵碳合金的結(jié)構(gòu)、性能、相圖，碳鋼的分類、編號(hào)、用途。強(qiáng)調(diào)組織、結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生用聯(lián)系的觀點(diǎn)看問題，進(jìn)而引申出量變-質(zhì)變-量變的哲學(xué)唯物辯證思想?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】鐵碳合金相圖?！究己艘蟆渴炀氄莆砧F碳合金的結(jié)構(gòu)、性能，相圖、根據(jù)相圖分析各成分鐵碳合金的性能，碳鋼的分類、編號(hào)、用途?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1鐵碳合金的相結(jié)構(gòu)與性能§2鐵碳合金相圖§3碳鋼（學(xué)時(shí)：3）第六章、鋼的熱處理（學(xué)時(shí)：6）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹鋼在加熱和冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變及各種熱處理工藝。要求掌握組織轉(zhuǎn)變的過程及產(chǎn)物、各種熱處理方法的工藝過程、熱處理對(duì)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。強(qiáng)調(diào)熱處理的重要性，引入古代中國在冶煉與熱處理方面的實(shí)例，激發(fā)學(xué)生“四個(gè)自信”，引入“千錘百煉始成鋼”和“恨鐵不成鋼”，啟發(fā)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大的理想，并通過各種方式不斷提高和完善自己，使自己成為棟梁之材?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線。【考核要求】熟練掌握組織轉(zhuǎn)變的過程及產(chǎn)物、各種熱處理方法的工藝過程?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1概述§2鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變§3鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變§4鋼的退火與正火§5鋼的淬火§6鋼的回火（學(xué)時(shí)：3）§7鋼的形變熱處理§8鋼的表面淬火§9鋼的化學(xué)熱處理§10熱處理對(duì)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求（學(xué)時(shí)：3）第七章、合金鋼（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹合金鋼的組成、分類、編號(hào)和使用。要求掌握合金鋼的組成、分類、編號(hào)和使用。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)合金鋼的重要性，由不銹鋼的發(fā)明引導(dǎo)學(xué)生感悟失敗是成功之母，培養(yǎng)學(xué)生百折不撓的堅(jiān)強(qiáng)品質(zhì)，引申工匠精神的意義，使學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)值觀?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】合金鋼的分類、編號(hào)。【考核要求】熟練掌握合金鋼的組成、分類、編號(hào)和使用?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1合金元素在鋼中的作用§2合金鋼的分類和編號(hào)方法§3合金結(jié)構(gòu)鋼§4工具鋼§5特殊性能鋼第八章、鑄鐵（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹鑄鐵的成分、結(jié)構(gòu)、分類，常用鑄鐵。要求掌握鑄鐵的成分、結(jié)構(gòu)、分類，常用鑄鐵。【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】鑄鐵的組織結(jié)構(gòu)和分類。【考核要求】熟練掌握鑄鐵的成分、結(jié)構(gòu)、分類，常用鑄鐵的牌號(hào)、使用?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1概述§2常用鑄鐵§3合金鑄鐵第九章、有色金屬及其合金（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹常用有色金屬及其合金成分、組織、分類、牌號(hào)、使用。要求掌握常用有色金屬及其合金成分、組織、分類、牌號(hào)、使用。【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】常用有色金屬及其合金成分、牌號(hào)。【考核要求】熟練掌握常用有色金屬及其合金成分、組織、分類、牌號(hào)、使用?！窘虒W(xué)基本內(nèi)容】§1鋁及其合金§2銅及其合金§3鈦及其合金§4軸承合金第十章、非金屬材料（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹高分子材料、陶瓷、復(fù)合材料的基本知識(shí)。要求掌握高分子材料、陶瓷、復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能、使用。強(qiáng)調(diào)非金屬材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，引入非金屬材料領(lǐng)域的真實(shí)事例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到“實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)求真”精神的重要性?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】高分子材料、陶瓷、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能?！究己艘蟆渴炀氄莆崭叻肿硬牧?、陶瓷、復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)、性能、使用。【教學(xué)基本內(nèi)容】§1高分子材料的基礎(chǔ)知識(shí)§2陶瓷§3復(fù)合材料第十一章、材料的選用（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】本章介紹選用材料的原則、選材方法、典型零件的選材與工藝。要求掌握選用材料的原則、選材方法、典型零件的選材與工藝。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到選材時(shí)應(yīng)充分考慮材料與環(huán)境的關(guān)系，減少材料使用量，減少資源消耗、能源消耗和三廢排放，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，選擇易回收、易處理和可再生循環(huán)利用的材料，切實(shí)意識(shí)到“綠水青山就是金山銀山”?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】選用材料的原則?！究己艘蟆渴炀氄莆者x用材料的原則、選材方法。【教學(xué)基本內(nèi)容】§1選用材料的一般原則§2零件的失效與選材§3典型零件的選材與工藝2、理論教學(xué)共34學(xué)時(shí)。四、實(shí)踐教學(xué)要求實(shí)驗(yàn)一三種常見金屬晶體晶胞模型的觀察和分析（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】1.熟悉三種常見金屬晶體晶胞中原子的排列規(guī)律。2.掌握三種常見金屬晶體晶胞的特征。【教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】晶胞的特征【考核要求】對(duì)操作水平、實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定【教學(xué)基本內(nèi)容】1.在網(wǎng)絡(luò)上搜索出三種常見金屬晶體晶胞的詳細(xì)資料。2.觀察體心立方晶胞、面心立方晶胞和密排六方晶胞模型，熟悉晶胞中原子的排列規(guī)律。3.研究三種晶胞的特征。實(shí)驗(yàn)二鐵碳合金顯微組織分析（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】1.研究和了解鐵碳合金在平衡狀態(tài)下的顯微組織。2.分析含碳量對(duì)鐵碳合金顯微組織的影響，加深理解成分、組織和性能之間的相互關(guān)系?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】顯微組織的觀察與判別【考核要求】對(duì)操作水平、實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定【教學(xué)基本內(nèi)容】1.試樣制備①取樣；②磨制；③拋光；④浸蝕2.組織觀察：觀察所選試樣的顯微組織，畫出所觀察組織的示意圖。3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。②畫出所觀察試樣的顯微組織示意圖，注明合金成分、狀態(tài)、放大倍數(shù)、侵蝕劑及各組織組成物的名稱；說明其特征，并分析形成過程。實(shí)驗(yàn)三鋼的熱處理及硬度測(cè)定（學(xué)時(shí)：2）【教學(xué)目標(biāo)及要求】1.了解鋼的基本熱處理工藝。2.了解布氏和洛氏硬度計(jì)的主要原理、結(jié)構(gòu)及操作方法。3.了解不同的熱處理工藝對(duì)鋼的性能的影響?！窘虒W(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)】不同的熱處理工藝對(duì)鋼的性能的影響【考核要求】對(duì)操作水平、實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行成績(jī)?cè)u(píng)定【教學(xué)基本內(nèi)容】1.淬火部分的內(nèi)容及具體步驟2.回火部分的內(nèi)容及具體步驟3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求①明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。②分析加熱溫度與冷卻速度對(duì)鋼的性能的影響③按表記錄各硬度值數(shù)據(jù)，并繪制出45鋼回火溫度與硬度的關(guān)系曲線圖。④分析實(shí)驗(yàn)中存在的問題。五、課時(shí)分配《工程材料》學(xué)時(shí)分配表內(nèi)容學(xué)時(shí)分配講授實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)第一章金屬材料的機(jī)械性能3640第二章晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶3第三章金屬的塑性變形與再結(jié)晶3第四章二元合金3第五章鐵碳合金6第六章鋼的熱處理6第七章合金鋼2第八章鑄鐵2第九章有色金屬及其合金2第十章非金屬材料2第十一章材料的選用2合計(jì)34六、本課程與其他課程(項(xiàng)目)的聯(lián)系《工程材料》是工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械制造技術(shù)》等課程學(xué)習(xí)的工程基礎(chǔ)知識(shí)。課程與CDIO一、二級(jí)項(xiàng)目關(guān)系