《材料成形基础》课程教学大纲.docx

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1、材料成形基础一、课程介绍材料成形基础是高等院校高分子材料与工程专业学科学科基础必修课， 是一门研究工程材料、热处理、铸造、锻压、焊接的综合性技术基础课。通过本 课程的学习，使学生能够较全面的了解常用工程材料的基础知识，常用金属材料 的化学成分、组织和性能，热处理基础及工艺，铸造、锻压、焊接的基础知识等。 并从中了解合理的选用材料，科学的制定加工工艺规范，对提高产品质量、节省 材料、降低成本等方面都起着重要的作用。了解材料的成形方法，掌握各种主要 材料成形方法的基本原理、工艺特点和应用范围。通过学习使学生具有选择毛坯、 零件的成形方法以及工艺分析的初步能力，培养学生发现问题、分析问题和解决 问题

2、的实践能力。通过学习熟悉零件结构设计的工艺性要求，了解与本课程有关 的新技术、新材料、新工艺。通过本科程的学习，为课程设计、毕业设计以及将 来从事工艺、设计等工作建立必要的基础。IntroductionThe Fundamentals of Materials Processing is a required course for the undergraduate education of engineering majors such as mechanical engineering, automobile engineering, power engineering and trans

3、portation engineering. The main content include the fundamental of iron and steel, casting, metal press forming, welding and polymer material and forming. And systematically discussed the basic principle, process, characteristic and application of forming methods and the process guide for part struc

4、ture design. The student should have the capability of choose rational processing method based on part shape, structure and dimension.课程基本信息课程名称材料成形基础课程编码432401英文名称The Fundamentals of Materials Processing课程学时32课程学分2课程类别学科基础课课程性质选修课开课学期第6学期课内实验学时4适用专业材料科学与工程专业(高分子材料与工程模块)开课单位高分子材料与工程系选用教材材料成型技术基础.国防教

5、育出版.孙广平等主编主要参考书1 .金属工艺学.科学出版社.邱常明主编2 .材料成型工艺基础西安电子科技大学出版社.刘建华主编3 .工程材料与成型工艺.冶金出版社.徐萃萍，赵树国主编二、教学大纲1、教学目的使学生了解铸造、锻压、焊接、高分子成型加工等工艺的实质、基本过程和工艺特点、 设备工作原理等。了解零件结构工艺性等方面的基本知识。2、教学要求了解常用工程材料的性能，应用范围和选用原则。了解钢铁材料热处理的基本原理和工 艺方法。了解铸造、锻压、焊接等工艺的实质、基本过程和工艺特点、设备工作原理等。了 解零件结构工艺性等方面的基本知识。通过本课程的学习使学生具有初步选择材料、成形方法以及考虑零

6、件结构工艺性的能 力。了解铸造、锻压及焊接等成形方法的特种工艺和新技术。对能力培养的基本要求：本课程是一门与实践密切相关的学科基础课。根据本科程的特 点，使学生在以下儿方面得到能力的培养。(1)工程实践能力：即发现问题、分析问题、解决问题的能力。(2)自学能力：理解生产实际问题的能力，以及其它相关课程知识的运用。3、预备知识或先修课程要求本课程的前修课程为工程图学、金工实习、理论力学、材料力学、工程材料等。了解常 用工程材料的性能，应用范围和选用原则。/解钢铁材料热处理的基本原理和工艺方法。了 解铸造、锻压、焊接、高分子成型加工等工艺的实质、基本过程和工艺特点、设备工作原理 等。了解零件结构工

7、艺性等方面的基本知识。4、教学方式课程由理论课堂和实验两部分组成，一律采用多媒体教学。理论授课36学时，教师讲 授与课堂讨论相结合：实验操作引导6学时，以学生操作、设计为主，教师引导、答疑为辅。5、实验环境和设备实验室要配备金相显微镜、箱式热处理炉、硬度计、打印机、扫描仪和摄像头。6、课程教学内容及学时分配第1章金属材料的基本知识（8学时）1.1 金属材料的主要性能1.1.1 金属材料的拉伸曲线，强度、塑性、刚度概念及物理意义。1.1. 2硬度，硬度的测量原理及应用范围。冲击韧性、疲劳强度概念。1.2. 3金属的物理、化学性能及工艺性能概念。1.3. 碳合金状态图1.3.1 金属的结晶，常见金

8、属的晶格形式，纯金属的结晶，结晶基本规律，结晶过程对 性能的影响，细化晶粒的方法。纯铁的同素异构转变及其特点。1.2. 2铁碳合金的基本组织，固溶体、金属化合物及机械混合物的概念及性能特点。1. 2. 3铁碳合金的基本组织与性能1.1 .4 Fe-Fe3c合金相图分析，铁碳合金分类。典型铁碳合金结晶过程及组织变化。1.2 . 5碳素钢的成分、组织、性能的关系。1.3 钢的分类与牌号1.3.1 碳素钢的分类、牌号及应用。1.3.2 合金钢的分类、牌号、及应用。1.4 钢的热处理1.5 . 1热处理基础钢在加热时的组织转变钢在冷却时的组织转变奥氏体等温转变曲线的用途及影响因素3钢的热处理工艺1.5

9、.1 退火与正火1.5.2 淬火与回火1.5.3 钢的表面热处理概述教学重点：通过本部分的学习，要求学生重点掌握金属材料的性能，金属材料的强度、 塑性、硬度概念及物理意义。测量原理及应用范围。金属的物理、化学性能及工艺性能概念。 纯金属与合金的晶体结构及常见金属的晶格形式。固溶体、金属化合物及机械混合物的概念 及性能特点。纯金属的结晶。结晶基本规律，结晶过程对性能的影响，细化晶粒的方法。纯 铁的同素异构转变及其特点。铁碳合金状态图及其基本组织。Fe-Fe3c状态图分析。铁碳合 金分类。典型铁碳合金结晶过程及组织变化。碳素钢的成分、组织、性能的关系，碳素钢的 分类、牌号及应用。合金钢的分类、牌号

10、、及应用。了解钢在加热及冷却时的组织转变，奥 氏体等温转变曲线的用途及影响因素，奥氏体转变产物。钢的表面热处理、工艺特点及应用。 熟悉退火、正火、淬火与回火、的目的、工艺及应用。难点：了解金属材料的性能，铁碳合金状态图及其基本组织，钢在加热及冷却时的组织 转变；理解：纯金属与合金的晶体结构及结晶，奥氏体等温转变曲线的用途及影响因素，奥氏 体转变产物；掌握：铁碳合金相图，碳素钢的成分、组织、性能的关系，钢的分类与编号，钢的热处 理工艺。第2章铸造（8学时）2. 1铸造工艺基础2. 1. 1液态合金的充型3. 1.2铸件的凝固4. 1.3铸件的收缩5. 2铸造方法6. 2. 1手工造型7. 2.

11、2机器造型8. 2. 3砂芯9. 3铸造工艺图的制定10. 特种铸造11. 4.1熔模铸造12. 4.2金属型铸造13. .3压力铸造14. 4.4离心铸造15. 4.5其它铸造方法16. 5铸件的生产17. 5. 1铸铁件的生产18. .2铸钢件的生产2. 6铸造结构工艺性3. 6. 1零件的壁厚与壁的连接4. 6.2零件的外形和内腔的设计5. 6. 3零件的铸造结构设计举例教学重点：通过本部分的学习，要求学生重点掌握常用铸造合金的铸造性能、铸件的成 形规律和铸造工艺特点。分析比较各种铸造方法的特点和应用范围，以及为获得合格铸件应 采取的工艺措施。热悉制订铸造工艺方案的基本内容。能够分析铸件

12、主要缺陷产生的原因， 并能采取适当的防止方法。能够较合理的设计零件的铸造结构。难点：了解铸造工艺的特点及应用；理解：铸件成形规律及铸件主要缺陷产生的原因；掌握：铸造工艺图的制定，能够较合理的设计零件的铸造结构。第3章压力加工（6学时）6. 1金属压力加工技术基础7. 1. 1金属塑性变形的实质8. 1.2金属塑性变形的基本特点9. 1.3塑性变形后金属的组织及性能10. .4金属的锻造性能，锻造性能的影响因素3. 2锻造方法4. 2. 1自由锻5. 2. 2胎模锻6. 2. 3锤上模锻7. 2.4曲柄压力机上模锻8. 2.5平锻机上模锻9. 2. 6其它锻造方法3. 2.7锻件图的制定、零件的

13、锻造结构设计4. 3板料冲压5. 3.1板料的冲压设备6. 3. 2板料冲压基本工序7. 3.3冲压模具3. 3.4冲压件结构设计3.4操作系统的管理功能教学重点：通过本部分的学习，重点掌握金属塑性变形对金属组织和性能的影响。了解 锻压时金属变形规律，材料的可锻性的概念及其影响因素。熟悉自由锻造、模锻、板料冲压 等主要压力加工方法的工艺特点及生产工艺过程。能绘制简单锻件图。能选用锻压方法及考 虑锻压件设计的结构工艺性。了解其它压力加工方法生产毛坯和零件的应用。难点：了解常见压力加工方法的工艺特点及生产工艺过程，其它压力加工方法的应用；理解：金属变形规律，材料的可锻性的概念及其影响因素；掌握：锻

14、压方法的基本工序、特点及应用。第4章焊接（6学时）4. 1金属熔焊技术基础4. 1. 1焊接热源8. 1.2熔化焊冶金原理9. 1.3焊接接头的金属组织及性能10. .4焊接应力、变形及裂纹2. 2熔焊4. 2. 1手工电弧焊5. 2. 2埋弧自动焊6. 2. 3气体保护焊7. 3压焊4. 3.1电阻焊，点焊、缝焊、对焊。4. 3. 2摩擦焊4.4钎焊及其它焊接方法4. 5金属材料的焊接4. 5.1金属材料的焊接性钢的焊接4. 5.3铸铁的焊补有色合金的焊接4.6焊接结构工艺性4. 6. 1结构材料及焊接方法的选择焊接接头型式及坡口形式的选择4. 6. 3焊接结构特点和焊缝布置焊接结构设计教学

15、重点：通过本部分的学习，重点掌握常用焊接方法的基本原理、特点及应用。分析 焊接冶金过程、热影响区和应力与变形对焊接接头质量的影响，以及获得优质焊接接头应采 取的措施。常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法。焊接件的结构工艺性, 对般的焊接件能够选择合适的焊接材料和焊接方法、接头型式及确定合理的焊缝分布位 置。难点：了解常用金属材料的焊接性能及获得优质焊件的常用焊接方法；理解：常用焊接方法的基本原理；掌握：焊接件的结构工艺性，对一般的焊接件能够选择合适的焊接材料和焊接方法、接 头型式及确定合理的焊缝分布位置。7、实验项目内容、学时分配、实验小组7序 号实验项目内容提要实验类型学时 分

16、配分组 人数实验地点教学要求1铁碳合金平衡组 织观察不同成分铁碳合金的金相观察验证42高分 子材 料实 验教 学中 心依据实 验预习、 实验操 作，实验 报告进 行评价： 按百分 制给出 实验成 绩。2钢的热处理工艺45钢试样淬火后硬度测试验证3熔焊焊接接头金 相组织观察观察不同焊接方法、不同焊接规 范所得到焊接接头组织验证8、考核要求、考核方式及成绩评定标准（1）课程考核成绩由期末考试（70%）、课堂作业（15%）和实验效果（15席）三部分组 成。（2）期末考试采用闭卷形式，采用统一评分标准。（3）平时测试和实验效果评价，按百分制记载，期末采用加权累计的方法计分。（4）最终课程考核成绩采用百分制，满分100分，60分为及格。9、其他说明