郑州大学 机械类各专业 《工程材料及成型技术》 课程教学大纲 大纲制订人：秦盛伟、王刚、 刘国宁、邹云 大纲审定人：秦盛伟 修订日期：2020/7/19
郑州大学 机械类各专业 《工程材料及成型技术》 课程教学大纲 大纲制订人：秦盛伟、王刚、 刘国宁、邹云 大纲审定人：秦盛伟 修订日期：2020/7/19
《工程材料及成型技术》课程教学大纲 课程编号：012146 课程名称（中/英文）：工程材料及成型技术Engineering Material and Forming Technology 课程类型：专业大类 总学时：40 讲课学时：36 实验学时：4 学分：2.5 适用对象：机械类专业 先修课程：物理、金工实习、材料力学 后续课程：机械类各专业相关课程 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《热工工艺及工程材料》课程涉热加工与工程材料两个范畴，是机械类各专业的一门重 要的专业技术基础课程。是学习机械设计与机械制造专业课所不可缺少的必修课，本课程为 后续专业课打下如下基础：为机械设计提供零件的选材依据、提供标注热处理技术要求的理 论依据、提供零件设计兼顾毛坯生产方法对结构工艺性要求的原则。 通过本课程的学习要求学生达到以下目标 1.理解工程材料常用力学性能指标的含义、测量方法及用途：理解常见金属的晶体结 构及其特性、合金的结构及性能特点。理解金属材料性能的影响因素与改变金属材料性能的 主要途径。理解钢铁的成分、组织、性能之间的关系及其编号方法。了解除钢铁以外的常用 工程材料（铜、铝合金、陶瓷、高分子材料等）特点及应用。了解钢、铁的金属相试样制备 方法、金相显微镜及洛氏硬度计的使用方法，能观察金相组织、测量洛氏硬度。 2.理解常用铸造方法的工艺过程、常用金属材料的铸造性能，正确分析零件结构的铸 造工艺性能。理解常用压力加工方法的工艺过程、常用金属材料的压力加工性能，正确分析 结构的压力加工工艺性能。理解常用焊接方法的工艺过程、常用金属材料的焊接性能，正确 分析结构的焊接工艺性能。理解常用机械零件和选材原则及毛坯生产方法选择的相关知识。 具有根据机械零件的使用性能要求选择合理材料的能力：具有为机械零件提出合理的热处理 技术要求的能力：具有正确分析零件的铸、锻、焊等结构工艺性的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号毕业要求 单业要求指标点具体内容 课程目标 毕业要求1.2掌握机械设计、制造、自动化等领域的工 课程目标1 .2 程基础知识：能够识别和判断影响机械设计 制造及其自动化领域/系统中复杂工程问愿的 关轴环节和参数：
《工程材料及成型技术》课程教学大纲 课程编号:012146 课程名称（中／英文）：工程材料及成型技术/Engineering Material and Forming Technology 课程类型:专业大类 总学时：40 讲课学时：36 实验学时：4 学分：2.5 适用对象: 机械类专业 先修课程：物理、金工实习、材料力学 后续课程：机械类各专业相关课程 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《热工工艺及工程材料》课程涉热加工与工程材料两个范畴，是机械类各专业的一门重 要的专业技术基础课程。是学习机械设计与机械制造专业课所不可缺少的必修课，本课程为 后续专业课打下如下基础：为机械设计提供零件的选材依据、提供标注热处理技术要求的理 论依据、提供零件设计兼顾毛坯生产方法对结构工艺性要求的原则。 通过本课程的学习要求学生达到以下目标： 1．理解工程材料常用力学性能指标的含义、测量方法及用途；理解常见金属的晶体结 构及其特性、合金的结构及性能特点。理解金属材料性能的影响因素与改变金属材料性能的 主要途径。理解钢铁的成分、组织、性能之间的关系及其编号方法。了解除钢铁以外的常用 工程材料（铜、铝合金、陶瓷、高分子材料等）特点及应用。了解钢、铁的金属相试样制备 方法、金相显微镜及洛氏硬度计的使用方法，能观察金相组织、测量洛氏硬度。 2．理解常用铸造方法的工艺过程、常用金属材料的铸造性能，正确分析零件结构的铸 造工艺性能。理解常用压力加工方法的工艺过程、常用金属材料的压力加工性能，正确分析 结构的压力加工工艺性能。理解常用焊接方法的工艺过程、常用金属材料的焊接性能，正确 分析结构的焊接工艺性能。理解常用机械零件和选材原则及毛坯生产方法选择的相关知识。 具有根据机械零件的使用性能要求选择合理材料的能力；具有为机械零件提出合理的热处理 技术要求的能力；具有正确分析零件的铸、锻、焊等结构工艺性的能力。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 序号 毕业要求 毕业要求指标点具体内容 课程目标 1 毕业要求 1.2 1.2 掌握机械设计、制造、自动化等领域的工 程基础知识；能够识别和判断影响机械设计、 制造及其自动化领域/系统中复杂工程问题的 关键环节和参数； 课程目标 1
毕业要求4.1能够对机械工程相关的物理现象、材料特课程目标2 4.1 性以及系统性能进行研究和实验测试、验证 能够应用其基本概念、基本理论对 一个机械 品构建合适的生产流程。 二、教学的基本要求 本课程的基本要求：学生们通过课堂教学和实验教学，掌握工程材料的基本理论及基本 知识和实验技能，具各根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理的选材及制 定零件加工工艺路线的初步能力：获得常用工程材料及毛坯生产工艺的知识，培养铸、锻、 焊工艺分析的初步能力：为以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有九个慎块。 棋块一：工程材料的力学性能2学时（反映教学目标1） 目标： (1)理解强度、硬度、塑性、韧性的概念与应用 (2)了解常用力学性能的测量方法。 模块二：工程材料结构4学时（反映教学目标1） 目标： (1)理解常见纯金属的品体结构类型、原子排列规律、性能特点 (2)掌握合金的组织结构类型、性能特点。 模块三：改变材料性能的主要途径6学时（反映教学目标2） 目标： (1)理解改变金属材料性能的四种方法 (2)掌握钢的成分、组织、性能之间的关系： (3)掌握钢的常规热处理工艺。 模块四：常用金属材料6学时（反映教学日标1） 目标： (1)掌握钢、铸铁的分类及编号方法： (2)理解各类钢的典型热处理工艺及热处理工艺、组织、性能三者之间的关系： (3)掌握典型零件的选材及热处理工艺的制订。 模块五：，造6学时（反映教学目标2） 目标： (1)掌握铸件常见缺陷的形成原因及防止措施： (2)理解砂型铸造的工艺过程：
2 毕业要求 4.1 4.1 能够对机械工程相关的物理现象、材料特 性以及系统性能进行研究和实验测试、验证； 能够应用其基本概念、基本理论对一个机械产 品构建合适的生产流程。 课程目标 2 二、教学的基本要求 本课程的基本要求：学生们通过课堂教学和实验教学，掌握工程材料的基本理论及基本 知识和实验技能，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理的选材及制 定零件加工工艺路线的初步能力；获得常用工程材料及毛坯生产工艺的知识，培养铸、锻、 焊工艺分析的初步能力；为以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。 三、课堂教学内容及目标 本课程采用模块化教学，教学内容共有九个模块。 模块一：工程材料的力学性能 2 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）理解强度、硬度、塑性、韧性的概念与应用； （2）了解常用力学性能的测量方法。 模块二：工程材料结构 4 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）理解常见纯金属的晶体结构类型、原子排列规律、性能特点； （2）掌握合金的组织结构类型、性能特点。 模块三：改变材料性能的主要途径 6 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）理解改变金属材料性能的四种方法； （2）掌握钢的成分、组织、性能之间的关系； （3）掌握钢的常规热处理工艺。 模块四：常用金属材料 6 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）掌握钢、铸铁的分类及编号方法； （2）理解各类钢的典型热处理工艺及热处理工艺、组织、性能三者之间的关系； （3）掌握典型零件的选材及热处理工艺的制订。 模块五：铸造 6 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）掌握铸件常见缺陷的形成原因及防止措施； （2）理解砂型铸造的工艺过程；
(3)了解金属型铸造、离心铸造、失蜡铸造的工艺过程： (4)掌握常用金属材料的铸造性能及各种铸造方法、铸造材料对结构的工艺性要求。 (5)了解铸造工艺规程中的各项内容。 模块六：锻压4学时（反映教学目标2》 目标： (1)理解金属塑性成形原理及常见的塑性成形工艺： (2)掌握自由锻、模锻、板料冲压的成型特点及应用范围： (3)掌握常用钢铁材料的可锻性及成形方法对结构工艺性的要求 (4)了解自由锻与模锻工艺规程中的各项内容。 棋块七：焊接4学时（反映教学目标2） 目标： (1)掌握电弧焊、电阻焊、电渣焊、钎焊的工艺过程 (2)了解焊条的分类、编号与作用及选用原则： (3)掌握常用金属材料的焊接性能及基本的焊接工艺措施： (4)掌握焊接结构件的选材原则及焊接方法对结构工艺性的要求。 模块八：工程材料的选用及机械零件毛坯的选择2学时（反映教学目标2） 目标： (1)掌握机械零件选材的通用原则： (2)掌握齿轮、轴、箱体等常见机械零件的选材、工艺路线的安排、热处理技术要求 的标注。 模块九：其他工程材料2学时（反映教学目标1） 目标： (1)了解铜、铝合金、陶瓷材料、高分子材料等的性能特点： (2)了解铜、铝合金、陶瓷材料、高分子材料的应用范围。 四、实验教学内容及要求 模块一：金相组织观察2学时，（反映教学目标2） (1)了解金相显微镜的结构与使用方法 (2)了解金相试样的制备过程： (3)使用金相显微镜观察不同成分的Fe-C合金的平衡组织。 模块二：硬度测量2学时，（反映教学目标2） (1)了解布氏硬度计与洛氏硬度的结构及使用方法 (2)使用洛氏硬度计测量经不同热处理工艺处理后的45钢试件的洛氏硬度值
（3）了解金属型铸造、离心铸造、失蜡铸造的工艺过程； （4）掌握常用金属材料的铸造性能及各种铸造方法、铸造材料对结构的工艺性要求。 （5）了解铸造工艺规程中的各项内容。 模块六：锻压 4 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）理解金属塑性成形原理及常见的塑性成形工艺； （2）掌握自由锻、模锻、板料冲压的成型特点及应用范围； （3）掌握常用钢铁材料的可锻性及成形方法对结构工艺性的要求； （4）了解自由锻与模锻工艺规程中的各项内容。 模块七：焊接 4 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）掌握电弧焊、电阻焊、电渣焊、钎焊的工艺过程； （2）了解焊条的分类、编号与作用及选用原则； （3）掌握常用金属材料的焊接性能及基本的焊接工艺措施； （4）掌握焊接结构件的选材原则及焊接方法对结构工艺性的要求。 模块八：工程材料的选用及机械零件毛坯的选择 2 学时（反映教学目标 2） 目标： （1）掌握机械零件选材的通用原则； （2）掌握齿轮、轴、箱体等常见机械零件的选材、工艺路线的安排、热处理技术要求 的标注。 模块九：其他工程材料 2 学时（反映教学目标 1） 目标： （1）了解铜、铝合金、陶瓷材料、高分子材料等的性能特点； （2）了解铜、铝合金、陶瓷材料、高分子材料的应用范围。 四、实验教学内容及要求 模块一：金相组织观察 2 学时，（反映教学目标 2） （1）了解金相显微镜的结构与使用方法； （2）了解金相试样的制备过程； （3）使用金相显微镜观察不同成分的 Fe-C 合金的平衡组织。 模块二：硬度测量 2 学时，（反映教学目标 2） （1）了解布氏硬度计与洛氏硬度的结构及使用方法； （2）使用洛氏硬度计测量经不同热处理工艺处理后的 45 钢试件的洛氏硬度值
五、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.教学思想：本课程是一门理论性和实践性均较强、所涉专业面广的课程，学习本课程 重点在于将理论应用于实践，具有综合分析和解决生产实践间题的能力。 2.教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重点、 讲难点、讲方法、讨论式教学，同时注重培养学生自主学习、提出问题与解决问题的能力， 最终引导学生主动通过实践和自学环节掌握本门课程相关知识。 3.教学手段：在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学 信息量、增强教学的直观性。 4.将理论教学与实验教学相结合，，培养引导学生应用工程科学的基本原理解决机械 类专业相关工程问题的思维方法和实践能力。 5,课内讨论和课外答疑相结合。 六、各教学环节学时分配 教学内容 讲课（学时） 讨论课 实验（学时） 其他合计 模块一：工程材料的力学村 2 能 模块二：工程材料结构 4 草块三：改变材料性能的主 6 金相组织观察，2学时 要途径 模块四：常用金属材料 6 硬度测量，2学时 模块五：药造 6 模块六：锻压 模块七：焊接 4 草块八。工程材料的洗用】 2 机械零件手坏的选择 模块九：其他工程材料 2 合计 36 七、考核及成绩评定方式 采用闭卷考试，成绩评定由：平时成绩20%+考试成绩80%=总成绩。 1、作业：每次作业必须在规定时间上交，迟交作业或作业满足下列要求，均以零分计， 每次作业按百分制评分，总评后折算为10分。 作业的评分标准：
五、课程教学思想、教学方法、教学手段 1.教学思想：本课程是一门理论性和实践性均较强、所涉专业面广的课程，学习本课程 重点在于将理论应用于实践，具有综合分析和解决生产实践问题的能力。 2.教学方法：针对目前本课程的学时少、内容多的现状，采用的教学方法主要是讲重点、 讲难点、讲方法、讨论式教学，同时注重培养学生自主学习、提出问题与解决问题的能力， 最终引导学生主动通过实践和自学环节掌握本门课程相关知识。 3.教学手段：在教学过程中，采用多媒体教学与传统板书相结合的方式，提高课堂教学 信息量、增强教学的直观性。 4．将理论教学与实验教学相结合，，培养引导学生应用工程科学的基本原理解决机械 类专业相关工程问题的思维方法和实践能力。 5.课内讨论和课外答疑相结合。 六、各教学环节学时分配 教学内容 讲课（学时） 讨论课 实验（学时） 其他 合计 模块一：工程材料的力学性 能 2 模块二：工程材料结构 4 模块三：改变材料性能的主 要途径 6 金相组织观察，2 学时 模块四：常用金属材料 6 硬度测量，2 学时 模块五：铸造 6 模块六：锻压 4 模块七：焊接 4 模块八：工程材料的选用及 机械零件毛坯的选择 2 模块九：其他工程材料 2 合计 36 4 40 七、考核及成绩评定方式 采用闭卷考试，成绩评定由：平时成绩 20% + 考试成绩 80% = 总成绩。 1、作业：每次作业必须在规定时间上交，迟交作业或作业满足下列要求，均以零分计， 每次作业按百分制评分，总评后折算为 10 分。 作业的评分标准：
完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案正确、80-100分 合理，能提出不同的解决问题方案。 基本按照作业要求并及时完成，基本概念基木清晰，解决问题的方案60-79分 基本正确、基本合理 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的方案 40-59分 基本不正确、不合理， 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正确和039分 合理解决问题的方案。 2、课堂表现：随机考勤、课堂即时提问、知识点讨论、作业讨论等，按百分制评分， 总评后折算为10分。 课堂表现评分标准： 完成情况 得分 不迟到、不早退，课堂精神饱满，注意力集中，能够根据教师所讲积极 80-100分 深入思考。课前预习、课后复习并能熟练运用所学知识，回答问题积极、正 确，积极参与讨论、能闸明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流 共同解决问题。 不迟到、不早退，课堂桔神状态良好，能够根据教师所讲积极思考。能 60-79分 运用所学知识回答解决问题，积极参与讨论，基本能够完成教师布置的课堂 任务。 有迟到、早退现象，课堂精神状态欠佳，不能根据教师所讲积极思考。 40-59分 回答问题不完整，讨论问题不积极，不能全部完成教师布置的课堂任务。 有迟到、早退现象，课堂精神状态不好，不按教师所讲积极思考。回答 0-39分 问题不正确，不参与问题讨论，完不成教师布置的课堂任务。 3、期终考试：按期终考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成80分。 八、教材和参考书目 教材：《工程材料及热加工》（第二版），陈培里编著，高等教育出版社，2015年。 参考书目： [1]崔占全、邱平善，工程材料哈尔滨工程大学出版社2003年3 [2]王焕庭等主编，机械工程材料，大连理工大学出版社 [3]崔忠圻主编，金属学及热处理，机械工业出版社 [4]李瑞昌，《热加工工艺基础》，中南工大出版社，1991年 [5]范全福，《金属工艺学》，高等教有出版社，1983年 [6]杨瑞成，机械工程材料，重庆大学出版社，2000年7月
完成情况 得分 严格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案正确、 合理，能提出不同的解决问题方案。 80-100 分 基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的方案 基本正确、基本合理 60-79 分 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的方案 基本不正确、不合理， 40-59 分 不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正确和 合理解决问题的方案。 0-39 分 2、课堂表现：随机考勤、课堂即时提问、知识点讨论、作业讨论等，按百分制评分， 总评后折算为 10 分。 课堂表现评分标准： 完成情况 得分 不迟到、不早退，课堂精神饱满，注意力集中，能够根据教师所讲积极 深入思考。课前预习、课后复习并能熟练运用所学知识，回答问题积极、正 确，积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流， 共同解决问题。 80-100 分 不迟到、不早退，课堂精神状态良好，能够根据教师所讲积极思考。能 运用所学知识回答解决问题，积极参与讨论，基本能够完成教师布置的课堂 任务。 60-79 分 有迟到、早退现象，课堂精神状态欠佳，不能根据教师所讲积极思考。 回答问题不完整，讨论问题不积极，不能全部完成教师布置的课堂任务。 40-59 分 有迟到、早退现象，课堂精神状态不好，不按教师所讲积极思考。回答 问题不正确，不参与问题讨论，完不成教师布置的课堂任务。 0-39 分 3、期终考试：按期终考试的标准答案、评分标准百分制评分，总评后折算成 80 分。 八、教材和参考书目 教材：《工程材料及热加工》（第二版），陈培里编著，高等教育出版社，2015 年。 参考书目： [1]崔占全、邱平善，工程材料 哈尔滨工程大学出版社 2003 年 3 [2]王焕庭等主编，机械工程材料 ，大连理工大学出版社 [3]崔忠圻主编，金属学及热处理，机械工业出版社 [4]李瑞昌，《热加工工艺基础》， 中南工大出版社，1991 年 [5]范全福，《金属工艺学》， 高等教育出版社，1983 年 [6]杨瑞成，机械工程材料，重庆大学出版社，2000 年 7 月
大纲制订人：秦盛伟、王刚、 刘国宁、邹云 大纲审定人：秦盛伟 制定日期：2019/07 修订日期：2020/07
大纲制订人：秦盛伟、王刚、 刘国宁、邹云 大纲审定人：秦盛伟 制定日期：2019/07 修订日期：2020/07