《工程材料及机械制造基础》教学大纲 - 图文 

《工程材料及机械制造基础》教学大纲

课程名称（中文/英文）：工程材料及机械制造基础（Fundamentals of Engineering Material and Manufacturing Technology） 课程编号： 学分：3.5 学时：总学时64

学时分配：讲授学时：48 实验学时：8 上机学时：0 讨论学时：8 课程负责人：李永国

一、课程简介（Course Description）/课程目标（Course objectives）

工程材料及机械制造基础是机械类专业的技术基础课，课程目标是使学生了解工程金属材料的内部组织与性能之间的关系，熟悉金属材料的强化方法（尤其是热处理强化）以及各类金属材料的选用原则。本课程内容主要包括机械性能、晶体结构、结晶过程、晶格缺陷、合金基本相结构，正确分析二元合金状态图，并应用铁碳合金状态图来分析铁碳合金成份、组织与性能的关系。掌握金属塑性变形，钢的热处理，选用材料的基本原则，掌握铸造、锻压、焊接加工的基本原理及加工方法的选择。

Engineering materials and basis of machinery manufacturing belong to machinery professional technical courses, curriculum goal is to make students understand the relationship between the internal organization and performance of engineering metallic materials, familiar with metal material strengthening method(especially heat treatment strengthened) and a variety of metal materials selection principles. The course content includes mechanical properties, crystal structure, the crystallization process, lattice defects, alloy basic phase structure, analysis of binary alloys state diagram and state diagram iron-carbon alloy applied to analyze the iron-carbon relations of alloy composition, microstructure and performance. Master deformation, heat treatment of steel, basic principles of metal material selection principles, master the basic principles of selection and processing methods of casting, forging, welding process.

课程目标1：掌握工程材料成分，结构，组织和性能的基础知识和理论。根据钢的热处理基本理论，铸造，锻压和焊接的工艺基础知识，对复杂机械工程问题进行分析与评价。 课程目标2：能够基于铁碳合金和常用材料的成分、组织和性能之间的科学原理，利用金属材料的强化方法，具有合理设计机械零部件热处理及加工工艺路线并进行优化的能力。 课程目标3：根据特定需求，选择材料进行对比研究，制定实验方案和实验验证。

二．课程目标和毕业要求的对应关系

(说明：根据矩阵图，查找自己课程对应的毕业要求指标点，课程目标要能支撑毕业要求指标点) 课程目标 1 毕业要求指标点 毕业要求 1.4 能够将相关知识和数学模型方法用于机械领域1.工程知识 复杂工程问题解决方案的比较与综合。 3.2 能够针对特定需求，完成单元（部件）的设计，3.设计/开发解决方并能够进行系统或工艺流程设计，在设计中体现创案 新意识； 4.2 能够根据对象特征，选择研究路线，设计实验4.研究 方案。 2 3 三．教学内容和教学环节与课程目标的对应关系 （一）理论教学

表一 理论教学内容、教学方式和课程目标的关系

（可根据自己课程，教学环节增加上机或实验等，没有讨论可删除此项。）

教学环节 教学内容 知识点 讲 作 讨 授 业 论 第一章 工程材料的力学性能 材料刚度、强度与塑性 疲劳强度、硬度、冲击韧性和断裂韧性 纯金属的晶体结构，晶面和晶向 单晶、多晶体、晶体缺陷、纯金属结晶 第二章 工程材料结构 课程目标1 合金的相结构和结晶、二元匀晶，共晶和共析相图 铁碳合金相图的分析，典型铁碳合金的结晶过程，杠杆定律 金属单晶与多晶的塑性变形、塑性变形对金属组织与性能的影响 第三章 改变材料性能的主要途径 塑性变形金属的回复与再结晶、金属的合金化 钢在加热、冷却时的组织转变 钢的退火、正火、淬火和回火 碳素钢的分类、牌号及各元素对钢性能的影响 课程目标1 √ √ √ 课程目标2 √ √ √ 课程目标2 √ √ 课程目标1 课程目标 第四章 常用金属材料 √ √ √ 课程目标1 合金钢的分类、牌号以及合金元素在钢中的作用；合金结构钢，工具钢以及特殊性能钢的介绍 铸铁的分类，石墨化；典型铸铁性能特点 铸造工艺基础，包括铸造的充型能力和凝固方式，铸件的收缩和应力 砂型铸造和特种铸造主要包括金属型铸造、压力铸造、离心铸造。 铸造工艺设计主要包括浇注位置的确定、分型面的确定、工艺参数的确定。 锻压加工工艺、金属塑性成形原理及对金属组织和性能的影响 第七章锻压 自由锻和模锻 板料冲压 电弧焊的基本知识 第八章焊接 常用的焊接方法 常用金属材料的焊接，焊接的结构工艺性 第九章工程材料的选用及机械零件毛坯的选择

（二）实验教学（如果没有课内实验，此项可删除）

表二 实验教学内容、学习要求和课程目标的关系 序学实验名称 实验教学内容 学习要求 号 时 1、认识和了解铁碳合金平衡状态下的显微组织了解金相显微镜的原理特征； 碳钢室温平和操作方法，并能用金相1 衡组织观察 2 2、了解含碳量对铁碳合显微镜观察不同碳含量 金平衡组织的影响。 的碳钢和铸铁 3、建立起Fe-Fe3C状态图与平衡组织的关系 1、针对不同钢种设计合对45钢和T12钢进行各理的热处理方案； 种不同种类的热处理；在2、分组进行45钢和T122 钢的热处理 2 洛氏硬度机上对热处理钢的热处理 后的试样进行硬度测定。3、掌握洛氏硬度的测试对数据进行处理分析。 方法 选材的一般原则，选材综合举例 √ √ √ √ 课程目标2 第六章铸造 课程目标1 √ √ 课程目标2 课程目标1 课程目标1 课程目标1 常用机械零件毛坯的选择 √ √ √ 课程目标2 课程目标 课程目标3 课程目标3 3 金相试样的制备和显微组织观察 2 对经不同热处理的试样进行金相试样的制备，包括试样的粗磨，细磨、抛光、腐蚀；并对制备好的试样进行显微组织观察 采用金相显微镜对合金钢和常用铸铁的组织进行观察 1、了解金相显微镜的工作原理 2、掌握金相试样的制备过程 1、了解常用合金钢及铸铁的显微组织特征； 2、分析材料的组织和性能的关系。 课程目标3 合金钢、铸铁4 室温平衡组织观察 实验报告要求：

2 课程目标3 1、每次实验前必须根据实验指导书结合讲课内容进行预习，明确实验目的。 2、实验报告要书写整齐，图表要整齐规范。

主要仪器设备：金相试样、金相显微镜、箱式电阻炉、硬度计 实验指导书名称：《工程材料及机械制造基础实验指导书》自编 四、教学安排（ Teaching Arrangement） 课堂教学 教学内容 （学时） （学时） （学时） （学时） 第一章 工程材料的力学性能 第二章 工程材料结构 第三章 改变材料性能的主要途径 第四章 常用金属材料 第六章 铸造 第七章 锻压 第八章 焊接 第九章 工程材料的选用及机械零件毛坯的选择 合计 五、课程考核（Assessment Scheme） （一）课程考核评价方式

课程考核由平时成绩与期末成绩相结合的方式进行。

1、平时成绩占30%，主要包括：期中测评占10%、平时作业占10%、实验占10%。 2、 期末成绩占70%，考试采用闭卷笔试方式。考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型以简单题、分析题、计算题为主。

4 10 10 4 6 4 6 4 48 2 2 2 2 8 2 4 2 8 4 14 16 8 6 4 6 6 64 讨论 实验 总计 考核与评价方式 成绩比例（期末成绩70%+平时成绩30%） 课程目标 平时成绩（30%） 期中测评 （10%） 6 4 0 10 作业 （10%） 6 4 0 10 实验 （10%） 0 0 10 10 课程考试（70%） 40 30 0 70 合计 1 2 3 合计(成绩构成）

52 38 10 100 （二）成绩评定办法及依据（考核方式里有几种类型，就写几种评分标准） （1）平时作业评分标准

成绩 优秀 良好 （90-100分） （80-89分） 课程目标 工程材料及热加工的基本知识掌握全面，基本概念正确、论述逻辑清楚、层次分明，解题过程完整，答案正确，书写清晰。 能够正确进行典型零件选材、热处理工艺路线的选择、制定和分析，解决方案正确。书写清晰。 工程材料及热加工的基本知识掌握较全面，基本概念较正确、论述比较清楚，解题过程较完整，答案较正确，书写清晰。 能够较准确进行典型零件的选材、热处理工艺路线的选择、制定和分析，解决方案基本正确。书写清晰。 中等 （70-79分） 工程材料及热加工的基本知识掌握较全面，概念基本正确、论述比较清楚，解题过程基本完整，答案基本正确。 能够基本准确进行典型零件的选材、热处理工艺路线的选择、制定和分析，解决方案基本正确。 及格 （60-69分） 工程材料及热加工的基本知识掌握一般，概念基本正确、论述基本清楚、解题过程基本完整，答案大部分正确。 能够部分进行典型零件的选材、热处理工艺路线的选择、制定和分析，解决方案还需进一步完善。 不及格 （<60分） 课程目标1 （6%） 工程材料及热加工的基本知识掌握较少，解题过程不完整，答案正确率低于60%，或存在作业抄袭现象。 不能准确进行典型零件的选材、热处理工艺路线的选择、制定和分析，解决方案不正确。或存在作业抄袭现象。 课程目标2 （4%） 每次作业按百分制评分，以所有作业的平均成绩计入总成绩。