《工程材料及其成型基础B》课程教学大纲（本科）.docx

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1、工程材料及其成型基础B(Engineering Materials and Forming Foundation B)课程代码：03410026学分：2.0学时：40 （其中：课堂教学学时：32实验学时：8 上机学时：0课程实践学时：0）先修课程：金工实习、机械制图、材料力学、理论力学适用专业：车辆工程专业教材：工程材料及其成型基础，戈晓岚、赵占西，高等教育出版社，2012.8一、课程性质与课程目标（一）课程性质工程材料及其成型基础B是高等学校机械类专业的一门技术基础必修课程，也可作为近机 械类相关专业本科生、研究生的必修课、选修课。通过本课程的学习，培养学生掌握有关机械工程 材料及机器零件成

2、型方法的基本理论、基本知识和技能，了解常用机械工程材料的成分、组织结构 及工艺对性能的影响，了解毛坯成型规律、方法（工艺）和设备，了解常用材料的成型特性及成型 方法对结构工艺性的要求，了解机械领域的新材料及成型加工的新技术、新工艺和开展趋势，具备 合理选用机械工程材料、毛坯的能力，并根据工程材料的相关应用要求，具备对其进行合理实验设 计和测试的能力，为后续专业课程学习、实验环节和将来从事专业生产技术工作奠定必要的基础。（二）课程目标课程目标1：掌握有关机械工程材料及机器零件成型方法的基本理论、基本知识和技能。课程目标2： 了解毛坯成型规律、方法（工艺）和设备，掌握常用材料的成型特性及成型方法

3、对结构工艺性的要求。课程目标3：理解常用机械工程材料的成分、组织结构及工艺对性能的影响，具备合理选用机 械工程材料、毛坯的能力，能对材料的性能和工艺原理进行实验和测量，并进行分析与处理。课程目标4：机械领域的新材料及成型加工的新技术、新工艺和开展趋势，并根据工程材料的 相关应用要求，具备对其进行合理实验设计和测试的能力。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求3、毕业要求5和毕业要求6：（1）指标点1-2。掌握机械工程基础知识，并能将其应用于车辆工程领域的机械问题，占该指 标点达成度的10%；（2）指标点3-3。能够设计满足特定需求的车辆工程领域

4、中相关系统、部件，并能够表达创新毛坯的种类及特点，机械零件失效的主要原因；（2）机械零件用材与毛坯选择原那么保证使用要求，经济性原那么，环境相宜及平安原那么；（3）材料成形方法选择的依据考虑零件结构及其使用要求，考虑零件的生产批量，考虑现有生产条件，新工艺新技术新材料 的应用；（4）常用机械零件用材与毛坯选择轴杆类零件，套筒类零件，轮盘类零件，箱座类零件；（5）机械零件用材与毛坯选择实例承压油缸，开关阀，单级齿轮减速器，汽车发动机曲柄连杆机构。（二）教学要求（I）掌握机械零件失效的主要原因及机械零件用材与毛坯选择原那么；（2） 了解常用机械零件用材与毛坯选择。（三）重点与难点（1）机械零件失效

5、的主要原因及机械零件用材与毛坯选择原那么；（2）常用机械零件用材与毛坯选择。三、本课程开设的实验工程注：1.“类型”填验证性、综合性、设计性等;序 号实验工程名称实验内容学 时对课程 目标的 支撑对毕业 要求的 支撑类型备注1金属力学性能综 合实验常见的材料力学性能，包括硬度、拉 伸、冲击韧性等2目标35-2综合性必做2铁碳合金的平衡 组织观察金相技能、金相显微镜使用、铁碳合 金的平衡组织观察2目标35-2综合性必做3碳钢的热处理、组 织观察、性能测定退火、正火、淬火、回火，硬度测试， 金相制样，组织观察2目标35-2综合性必做4扫描电镜及电子 探针在工程材料 中的应用扫描电镜结构、操作，常见

6、材料的电 镜组织结构分析2目标35-2综合性必做2.“要求”填必做、选做。四、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂 教学实验上机课程实践小计第0章11讲授法第1章224讲授法目标1、3笫2章33讲授法、问题式目标1、2第3章325讲授法、讨论法目标1、3第4章426讲授法、案例式目标1、2、3第5章325讲授法、案例式目标1、2、4第6章11讲授法、案例式目标2、4第7章11讲授法、案例式目标2、4第8章44讲授法、讨论法目标1、2、4第9章44讲授法、讨论法目标1、2、4第10章44讲授法、讨论法目标1、2、4第11章11讲授法、案例式目标1、2、4第12章1

7、1讲授法、案例式目标1、2、4合计32840注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格;2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、工程、案例 等教学方法）等。五、课程考核1、课程考核方式包括期末考试、随堂测试、平时及作业情况考核和实验情况考核，考试采用闭 卷笔试。2、课程成绩=平时成绩x20%+实验成绩xlO%+期末考试成绩x70%。成绩的具体构成如下:考核形式考核要求考核权 重支撑的课 程目标备注课堂表现以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测 试1-3题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时 复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，进 行综合考核。

8、10%目标1、2平时作业课后完成15-20个习题，主要考核学生对每章知识点 的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩。10%目标1、2期末考试米用闭卷考试，期末考试试卷题型包括判断题、选择 题、填充题、简答题和综合分析应用题等，其中考核 工程材料及其成型基础知识型题目占60%,包括工程 材料基础知识占35%左右,材料成型相关内容占25% 左右；考核针对工程材料及其成型基础问题综合分析70%目标1、2、4与验证的能力题目占40%。实验完成4个实验，主要考核学生应用工程材料基础知识 实施材料性能实验，并对实验结果进行分析与评价的 能力。10%目标3六、课程目标达成度评价课程目标达成度计算表如

9、下:课程目标对应考核形 式实际评测结果（学生到达的平均水平）对应总分达成度课程目标1平时成绩、期末考试（平时成绩X20%） /3+期末考试对应试题平均分X 70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结果/ 对应总分课程目标2平时成绩、期 末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分义70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成度=实 际测评结果/ 对应总分课程目标3实验实验平均分义10%10达成度=实 际测评结果/ 对应总分课程目标4平时成绩、期 末考试（平时成绩义20%） /3+期末考试对应试题平均分义70%20/3+期末考试对应试题总分X 70%达成

10、度二实 际测评结果/ 对应总分七、参考书目及学习资料1 .工程材料，刘新佳主编，化工出版社，2014年第二版；2 .材料成型工艺基础，刘新佳主编 化工出版社，2014年第二版。3 .工程材料及其成型基础，戈晓岚主编，西安电子科技大学出版社，2014o八、大纲说明1、采用多媒体教学手段，配合例题和习题的讲解及适当的课后思考题，保证讲课进度的同时， 注意学生的掌握程度和课堂的气氛；2、课后共需完成约15-20个习题，可另行布置一些思考题或大作业，以加深学生对所学内容的 理解和掌握；3、本课程有8个学时的实验，具体实验内容见工程材料及其成型基础B课程实验教学大纲。2017年11月07日工程材料及其成

11、型基础B课程实验教学大纲(Engineering Materials and Forming Foundation B)课程编号：03410026课程教学总学时：40实验总学时：8 总学分：2.0先修课程：金工实习、工程图学、材料力学适用专业：机械类专业一、目的与任务通过结合实验的实际操作和实验结果的数据处理，加深学生对所学课程的了解，并能运用已学 过的知识进行实验方案的设计，应用先进实验设备让实验更直观、更方便、易于操作，提高学生对 实验的兴趣，让学生自主发挥设计和实施实验，发挥出学生潜在的积极性和创造性；通过对实验数 据的分析、整理，培养学生创新思维和编写实验报告的能力，处理一般工程设计技

12、术问题的初步能 力及实事求是的科学态度。二、实验教学的基本要求1、复习实验相关理论和基础知识，认真写好预习报告；2、利用数学工具软件根据要求实现实验数据的处理，获得实验结果;3、分析存在的问题及改进的方法。三、实验内容、性质、学时分配及对毕业要求的支撑序 号实验工程名称实验内容学 时对课程 目标的 支撑对毕业 要求的 支撑类型备注1金属力学性能综 合实验常见的材料力学性能，包括硬度、拉 伸、冲击韧性等2目标35-2综合性必做2铁碳合金的平衡 组织观察金相技能、金相显微镜使用、铁碳合 金的平衡组织观察2目标35-2综合性必做3碳钢的热处理、组 织观察、性能测定退火、正火、淬火、回火，硬度测试，

13、金相制样，组织观察2目标35-2综合性必做4扫描电镜及电子 探针在工程材料 中的应用扫描电镜结构、操作，常见材料的电 镜组织结构分析2目标35-2综合性必做四、教学管理模式与考前须知1、学生在实验前必须认真复习课程有关内容，预习实验指导书，实验目的明确。实验时态度认 真，遵守纪律，注意平安。2、指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及考前须知，并检查预习情况。3、实验小组人数为2-4人，每个实验的时间为2小时。4、要求学生了解仪器设备的原理及使用方法，逐项记录数据，并完成实验报告。5、写实验报告时，对实验原理的透彻理解，实验曲线、实验数据及结果说明的问题要充分解释, 实验结论清楚准确。

14、五 实验成绩的考核与评定方法1、指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、实验数据的准确性以及对实验报 告的批改，进行评分，并将成绩记录在册。2、实验成绩含各单项实验成绩和实验总评成绩，按百分制的形式给出。3、此实验不单独算学分，将实验成绩报给任课教师，按教学大纲规定的比例纳入课程的总成绩。六 参考资料.工程材料实验指导书，吴晶，化学工业出版社，2013o2017年11月07日意识，占该指标点达成度的20%；(3)指标点5-2。能够选择恰当的材料与技术来解决车辆工程领域的复杂问题，占该指标点达 成度的10%；(4)指标点6-3。能正确认识和评价车辆工程领域新产品、新技术、新工艺、新材

15、料的开发和 应用对于社会、健康、平安、法律以及文化的影响，并理解应承当的责任，占该指标点达成度的20%o程目标毕业要求指焉课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4毕业要求1-27毕业要求3-3V毕业要求5-27毕业要求6-3二、课程内容与教学要求第0章绪论(-)课程内容(1)工程材料及成型方法的开展历程和展望；(2)材料科学及成型方法在现代社会的地位；(3)本课程的性质、特点、研究对象与方法、目的、任务；(4)本课程的学习方法。(二)教学要求了解并掌握材料的基本概念和分类方法；(1) 了解毛坯制造过程及方法；了解材料及成型方法的开展历程；(2) 了解本课程的性质、研究对象与方法、任务；(5)激

16、发学生学习本课程的兴趣。(三)重点与难点材料及成型方法的开展历程。第一章材料的性能(一)课程内容(1)力学性能拉伸性能：弹性、刚度、强度、塑性等，硬度：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度，断裂韧性、 冲击韧性、疲劳强度等。(2)工程材料的物理性能、化学性能和工艺性能。（二）教学要求（1）掌握拉伸曲线所反映的材料的各项力学性能指标（弹性、刚度、强度、塑性）；（2）掌握硬度、冲击韧性、断裂韧度及疲劳强度的物理意义；（3） 了解工程材料的物理性能、化学性能和工艺性能；（4）具有按要求测量材料力学性能并正确地表达和分析实验结果的能力。（三）重点与难点（1）能正确分析金属材料的拉伸曲线；（2）正确理解工程材料

17、主要力学性能的物理意义，能掌握几种力学性能的测试方法。第二章材料的内部结构（一）课程内容（1）固体材料的结构晶体、非晶体的概念、联系和区别；晶格、晶胞和晶格常数的含义。（2）常见金属晶体的结构体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。（3）实际金属的晶体结构单晶体的晶体结构，实际金属的晶体结构，晶体缺陷的概念、分类及对性能的影响。（4）合金的组成与结构相的概念，固溶体、金属化合物、机械混合物，固溶强化。（5）金属的结晶金属结晶过程，过冷度，结晶组织、变质处理、细晶强化，重结晶（以纯铁为例）。（6）高分子化合物的组成与结构高分子化合物的组成，大分子链的组成与结构，高分子链的聚集态结构，线型无定形

18、高聚物的 力学状态。（7）陶瓷材料的组成与结构晶体相、玻璃相、气相，同质多晶转变。（二）教学要求（1） 了解金属晶体结构相关基本知识；（2）掌握常见金属晶体结构的类型和金属晶体结构缺陷种类；（3）掌握合金的分类，理解固溶强化的概念和基本原理；（4）掌握纯金属结晶、晶粒的概念、晶粒细化方法，以及纯铁的重结晶过程；（5）能正确理解实际金属晶体中缺陷与性能之间的关系；（6）掌握高分子材料的柔顺性和聚集态结构。（三）重点与难点（1）典型金属的晶体结构；（2）晶粒细化、固溶强化和弥散强化；（3）纯铁的同素异构转变（重结晶）过程；（4）金属晶体结构缺陷种类及对金属性能的影响；（5）高分子材料的柔顺性和聚集

19、态结构。第三章二元合金相图及相变基础知识（一）课程内容（1）二元合金相图合金相图的建立，二元合金相图的基本类型，相图与合金性能的关系；（2）铁碳合金相图铁碳合金中的基本相，铁碳合金相图分析，铁碳合金成分、组织与性能的关系，铁 碳相图的应 用简介；（3）钢的固态相变钢在加热时的转变，钢在冷却时的转变。（二）教学要求（1）熟悉二元合金状态图及其匀晶相图、共晶相图、共析相图的组织转变过程；（2）初步掌握铁碳相图的基本知识，掌握铁碳合金相图的点、线及各个区域的意义，学会利用Fe-Fe3c相图来分析铁碳合金的成分、组织与性能间的关系；（3）掌握铁碳合金（碳钢局部）的平衡结晶过程；明确对相图对热处理、铸造

20、、压力加工、焊 接的指导意义；（4）掌握碳钢在加热时的组织转变过程；（5）初步掌握钢在加热时的组织转变和曲线的基本知识，学会利用曲线来分析钢在非平 衡冷却时的组织转变及其性能；熟悉各种冷却转变产物的含义、形态、力学性能。（三）重点与难点（1）熟悉匀晶相图、共晶相图、共析相图的组织转变过程；（2）铁碳合金相图分析，典型铁碳合金的平衡结晶过程；（3）共析碳钢过冷奥氏体等温转变的产物与性能。第四章热处理（一）课程内容（1）热处理的概念、分类与作用；（2）退火、正火、淬火、回火工艺与组织性能；（3）钢的外表淬火和化学热处理；（4）先进热处理技术。（二）教学要求了解热处理的开展；(2)掌握退火、正火、淬

21、火、回火的概念和工艺，及其操作、组织、性能及应用；了解钢的外表淬火和化学热处理；(3) 了解先进热处理技术。(三)重点与难点(1)退火、正火、淬火、回火的工艺，及其组织、性能及应用；(2)理想冷却介质、临界冷却速度、淬火方法、淬硬性与淬透性、调质处理等。第五章工业用钢及铸铁(-)课程内容(1)钢中常存杂质元素对钢性能的影响；(2)合金元素在钢中的主要作用及钢合金化；(3)钢的分类与编号；(4)碳钢、合金结构钢、工具钢、特殊性能钢；(5)典型钢种的成分、组织、性能及应用；(6)铸铁的石墨化，铸铁的分类与牌号；(7)常用铸铁及其组织性能。灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁。(二)教学要

22、求了解钢中常存杂质元素对钢性能的影响；(1) 了解合金元素在钢中的主要作用及钢合金化；(3)掌握钢的性能及其应用随含碳量变化的规律；(4)熟悉钢的分类与编号；(5)掌握常用钢种(工程结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢、刃具钢、模具钢等)的 典型牌号、成分特点、热处理特点及其应用；(6)掌握弹簧、齿轮、轴、刀具、模具的生产工艺路线，热处理组织。(7)掌握铸铁的石墨化，铸铁的分类与牌号；(8)熟悉灰口铸铁的组织性能特点及其应用。(三)重点与难点(1)钢合金化的原理与作用；(2)钢的分类与编号；(3)常用钢种(工程结构钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢、刃具钢、模具钢等)的典型 牌号、成分特点、

23、热处理特点及其应用；(4)弹簧、齿轮、轴、刀具的生产工艺路线；(5)铸铁的石墨化，灰口铸铁的性能特点、分类及其应用。第六章有色金属及其合金（一）课程内容（1）时效强化的概念及应用；（2）铝及铝合金；（3）铜及铜合金；（4）轴承合金；（5）钛合金及其他。（二）教学要求（1）认识常用有色金属及其合金；（2）掌握金属材料的固溶处理和时效强化；（3）掌握铝合金的分类、牌号，铝硅、铝铜合金的组织，性能及应用；（4）掌握铜及铜合金的分类、牌号，黄铜、青铜等及的组织，性能及应用；了解轴承合金及其它有色金属。（三）重点与难点（1）金属材料的固溶处理和时效强化原理与应用；（2）铝铜、铝硅合金的牌号、组织、性能及

24、应用；（3）黄铜、青铜等及的组织、牌号、性能及应用。第七章非金属材料（-）课程内容（1）高分子材料高分子材料的开展；高分子材料的概念，分类；塑料的分类、特点及应用；橡胶、纤维的特点 及应用；（2）陶瓷材料陶瓷材料的概念和开展；陶瓷材料的生产工艺；典型的普通陶瓷、特种陶瓷性能及应用；（3）复合材料复合材料及其组合形式；复合材料的生产工艺；碳纤维复合材料、玻璃钢等的特点及应用。（二）教学要求了解高分子材料的开展；（1） 掌握高分子材料的概念、分类；掌握常用工程塑料的组成、分类、特点及应用；（2） 了解橡胶、纤维的特点及应用；了解陶瓷材料、复合材料的概念和开展；（6）掌握陶瓷材料的生产工艺，典型的普

25、通陶瓷、特种陶瓷性能及应用；（7）掌握复合材料的生产工艺，碳纤维、玻璃钢等典型复合材料的特点及应用。（三）重点与难点本局部要求作一般了解，重在一些基本概念的认识，重在与金属材料比拟，它们各自的特点及 其应用范围。第八章金属铸造成型(一)课程内容(1)铸造的概念、特点；(2)铸造的开展历史；(3)铸造合金铸造性能；(4)常用铸造合金生产及特点；(5)砂型铸造及其工艺；(6)特种铸造；(7)铸件结构及工艺性设计；(8)液态成形技术的新进展。(二)教学要求(1) 了解铸造的特点，铸造的开展历史；(2)熟悉合金的流动性、收缩性及其影响因素，理解铸造性能对铸件质量的影响，理解顺序凝 固和同时凝固的应用场

26、合；(3)熟悉砂型铸造浇铸位置、分型面及铸造工艺参数的选择，能绘制典型铸件的铸造工艺简图;(4)初步掌握砂型铸造和常用特种铸造的特点，对典型铸件具有较合理的地选用铸造方法的能 力；(5) 了解常用铸造合金的熔铸特点；(6)熟悉铸造工艺和合金的铸造性能对铸件结构的要求，具有分析零件铸造结构工艺性的初步 能力；了解铸造新工艺、新技术及其开展趋势。(三)重点与难点合金铸造性能(充型能力与收缩)；砂型铸造工艺过程，各种特种铸造的工艺过程、特点及应用; 常用铸造合金熔铸特点；砂型铸造工艺规程的制定；铸件的结构工艺性。第九章金属的塑性成形(成型)(一)课程内容(1)金属的塑性成形的概念、方法与特点；(2)

27、金属塑性变形的实质；(3)金属塑性变形的组织和性能；(4)回复、再结晶；(5)金属的锻造性能及其影响因素；(6)自由锻造；自由锻造特点、设备，自由锻造工艺规程的制定。（7）模型锻造；模型锻造特点、方法、设备，锻件图及锻造工艺规程的制定。（8）锻造结构工艺性；（9）板料冲压；冲压设备、剪切工序、冲裁、变形工序（弯曲、拉深等），冲压模具，冲压结构工艺性。（10）塑性成形（成型）技术的新进展。（二）教学要求了解金属的塑性成形的概念、方法与特点；（2）认识和理解金属塑性变形的实质；（3）掌握金属塑性变形的组织和性能，及其对锻件性能的影响；（4）掌握回复、再结晶的概念，明确冷热加工的区别；（5）掌握金属

28、的锻造性能及其影响因素；（6）自由锻造特点、设备，自由锻造工艺规程的制定；（7）掌握自由锻造工艺规程的制定；（8）掌握模型锻造特点、方法、设备，锻件图及锻造工艺规程的制定；（9）认识模型锻造和板料冲压的工艺过程、特点及应用；（10）掌握冲压设备、剪切工序、冲裁、变形工序（弯曲、拉深等），冲压模具，冲压结构工艺 性；了解塑性成形（成型）技术的新进展。（三）重点与难点金属塑性变形的实质；金属塑性变形过程中的性能变化及应用；加工硬化与再结晶的实际应用; 金属的锻造性能及其影响因素；自由锻造工艺规程的制定；模型锻造和板料冲压的工艺过程、特点 及应用。第十章材料的焊接成型（一）课程内容（1）焊接的概念、

29、方法与特点；（2）焊接的基础知识（熔化焊质量分析）；低碳钢焊接接头的组织与性能；（3）常用焊接方法、原理、工艺特点与应用；（4）金属材料的焊接性能，常用金属材料的焊接；（5）焊接结构设计；（6）焊接技术的新进展。（二）教学要求了解焊接的概念、方法与特点；(2)熟悉影响熔化焊质量的基本因素；熟悉常用焊接的工艺过程、特点及应用；掌握典型焊接 构件焊接工艺的制定；(3)熟悉低碳钢焊接接头的组织与性能；(4)理解焊接应力与变形的形成及防止，了解获得优质焊件的措施；(5)熟悉常用焊接方法、原理、工艺特点与应用；(6)熟悉金属材料的焊接性能，常用金属材料的焊接；(7)焊接方法的选择、焊接规范确实定、焊缝确

30、实定、接头与坡口形式确实定等；(8)熟悉焊接结构设计；(9) 了解焊接新工艺、新技术及其开展趋势。(三)重点与难点影响熔化焊质量的基本因素与控制；常用焊接方法、工艺过程、特点及应用；材料的焊接性分 析；低碳钢焊接接头的组织与性能；焊接应力与变形的形成及防止；典型焊接构件焊接工艺的制定; 焊接结构设计。第十一章非金属材料与复合材料成型(-)课程内容(1)塑料制品的成形方法简介注射成形、压缩成形、压注成形、挤出成形，塑料制品的结构设计；(2)橡胶制品的成形简介压制成形、注射成形；(3)复合材料成形工艺简介金属基复合材料的成形，聚合物基复合材料的成形，陶瓷基复合材料的成形。(二)教学要求了解常用塑料的成形工艺方法；(11) 了解塑料制品的结构设计；了解常用橡胶的成形工艺方法；(12) 了解复合材料的成形工艺方法；(5)初步具备选择常用高分子材料与复合材料成形工艺方法的能力。(三)重点与难点(1)常用塑料的成形工艺方法与结构设计；(2)常用橡胶的成形工艺方法；(3)复合材料的成形工艺方法。第十二章材料及毛坯的选择(一)课程内容(1)概述