兰州交通大学机电工程学院教案 课程名称 工程材料及成形技术基础 课程代码04050931学分4总学时64讲课学时60实验学时4 课程性质 必修 课程类别 专业教育 教学手段 多媒体 教学形式 讲授 工程材料及成形技术基础是高等工科院校机械类专业学生必修的 教学目的 门专业基础课。其开设目的是使学生获得有关机械工程材料及材料成型 技术的基本理论和基本知识，在机械制造技术方面具备最基本的技能， 为学习有关课程及以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。 通过本课程的学习，学生应达到下列要求： 1.掌握常用机械工程材料的成分、加工工艺、组织结构与性能间关系 及其变化规律： 2.初步掌握常用机械工程材料的性能和应用，并初步具备选用常用材 料的能力； 3.初步具备正确选定一般机械零件的热处理工艺及确定其工序位置 教学要求的能力： 4.掌握铸造、锻压、焊接这三种工艺方法的基础理论、工艺特点和应 用范围： 5.初步掌握毛坯（或零件）的结构工艺性，并且具有初步设计毛坯（或 零件)结构的能力： 6.具有选择简单毛坯（或零件）的加工方法和制订工艺规程的能力： 7.了解与本课程有关的新工艺、新技术及其发展趋势。 教学内容与学时分配 教学内容 讲课时数实验时数小计备注 绪论 1 0 1 金属材料的力学性能 0 金属与合金的品体结构 3 0 3 金属与合金的结晶 6 2 8 金属的塑性变形和再结品 4 0 钢的热处理 5 2 7 常用工程金属材料 8 0 铸造成形工艺 16 0 16
兰州交通大学机电工程学院教案 塑性成形工艺 6 0 6 焊接成形工艺 8 0 8 材料的其它成形工艺简介 0 2 合 计 60 4 64 主讲教材 《工程材料及材料成形技术基础》，史雪婷等， 西南交通大学出版社2014年4月 1.《工程材料及热成型技术》，张新平，国防工业出版社2011年12月 2.《工程材料及其应用》，王彦平，西南交通大学出版社，2011年7月 3.《材料成形技术基础》，徐立新，西南交通大学出版社，2010年7月 参考教材 4.《机械工程材料》，王运炎，机械工业出版社，1999年2月 5.《工程材料》，郑明新，清华大学出版社，1994年2月 6.《机械工程材料》，石子源，中国铁道出版社，1998年11月 7.《机械工程材料及选用》，何庆复，中国铁道出版社，2001年8月 8.《材料成型工艺基础》，沈其文，华中科技大学出版社，2003年9月
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第0章绪论 教学手段 多媒体教学形式讲投授课学时1 (1)了解工程材料及其成形技术的发展历史及其在机械制造业中的作 用： 教学目的 (2)了解工程材料和材料成形技术的分类： (3)熟悉本课程开设的目的和学习要求。 (1)工程材料及其成形技术的发展历史： (2)工程材料的概念及分类： 教学内容 (3)材料成形技术的概念及分类： (4)学习本课程的目的和要求： (5)教材与学时安排 工程材料和材料成形技术的分类 教学重点 教学难点 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第1章金属材料的力学性能 教学手段 多媒体教学形式 讲授 授课学时 1 (1)了解金属材料在外力作用下表现的力学性能： 教学目的 (2)掌握力学性能指标、实际意义及测试方法。 (1)应力-应变曲线及金属材料常见力学性能指标，包括强度指标、刚 度指标和塑性指标； (2)金属材料的硬度：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度 (3)金属材料的疲劳：疲劳的概念，疲劳强度指标及提高疲劳强度的途 教学内容 径： (4)冲击韧性：冲击试验原理及应用： (5)断裂韧性：裂纹的扩展形式，断裂判据及应用： (6)材料的工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能 和热处理性能 教学重点 理解并掌握力学性能指标、实际意义及测试方法。 教学难点 理解并学握力学性能指标、实际意义及测试方法。 1、4、6、7 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第2章金属与合金的品体结构 教学手段 多媒体教学形式讲投授课学时3 (1)使学生了解晶体与非晶体的概念，掌握常见金属的晶体结构，明 教学目的 确金属缺陷的类型： (2)掌握合金的概念及合金的相结构。 (1)品体学基础：晶体与非品体，品格与品胞，晶面与品向； (2)金属的晶体结构：体心立方晶格，面心立方晶格和密排六方晶格金 属： 教学内容 (3)实际金属的晶体结构：多晶体，晶体缺陷： (4)合金的晶体结构：固溶体，金属化合物。 (1)常见金属的晶体结构 教学重点 (2)合金的相结构： (1)金属的晶体结构： 教学难点 (2)对晶体缺陷的理。 1、2、3、4、6 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第3章金属与合金的结品 教学手段 多媒体教学形式讲投 授课学时8 (1)了解纯金属结晶条件和过程： (2)理解二元合金相图的建立，会分析匀晶相图、共晶相图、包晶相图 和形成稳定化合物的二元相图： 教学目的 (3)会画Fe-F心C相图，会分析铁碳合金的平衡结晶过程，掌握铁碳合 金的成分组织-性能关系： (4)掌握金属及合金结晶后的晶粒大小的控制。 (1)纯金属的结品：纯金属结晶的条件，纯金属的结晶过程： (2)合金的结晶：二元合金相图的建立，二元相图的基本类型与分析： (3)铁碳合金相图：铁碳合金的基本相，Fe-FeC相图分析，典型铁碳 合金的平衡结晶过程，铁碳合金的成分-组织性能关系，FeFe,C相 教学内容 图的应用： (4)凝固组织及其控制：金属及合金结晶后的晶粒大小及其控制，铸锭 组织及其控制。 (5)实验一：铁碳合金的平衡组织观察 Fe-Fe,C相图、铁碳合金的平衡结晶过程分析以及铁碳合金的成分-组织 教学重点 性能关系。 教学难点 F心-Fe,C相图平衡结晶过程分析及铁碳合金的成分-组织性能关系。 3、4、5、6、7、8 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第4章金属的塑性变形及再结晶 教学手段 多媒体 教学形式讲授授课学时4 (1)了解单晶体金属、多晶体金属和合金的塑性变形的方式： (2)掌握塑性变形对金属组织和性能的影响： 教学目的 (3)掌握回复和再结晶消除冷塑性变形影响的过程： (4)了解金属材料的冷、热加工。 (1)金属的塑性变形：单晶体金属的塑性变形，多晶体金属的塑性变形， 合金的塑性变形与强化： (2)塑性变形对金属组织和性能的影响：塑性变形对金属组织结构的最 教学内容 响，塑性变形对金属性能的影响： (3)回复和再结晶：回复，再结晶，晶粒长大 (4)金属材料的热加工与冷加工 冷塑性变形对金属组织和性能的影响以及如何消除这种影响 教学重点 (1)金属塑性变形的基本方式： 教学难点 (2)回复和再结晶过程中组织和性能的变化。 1、2、3、4、5、7 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第5章钢的热处理 教学手段 多媒体教学形式讲授授课学时 7 (1)了解热处理基本原理，熟知热处理基本过程。 (2)熟练应用C曲线分析钢在不同温度区间内等温转变产物的组织与性 教学目的 能。 (3)掌握各种热处理工艺特点，各种热处理方法在实际生产中的应用。 (1)热处理基础知识 (2)钢在加热时的组织转变：奥氏体的形成，奥氏体晶粒度及对力学性 能的影响： (3)钢在冷却时的组织转变：过冷奥氏体转变图、过冷奥氏体等温转变 组织 教学内容 (4)钢的普通热处理：钢的退火，钢的正火，钢的淬火和钢的回火。 (5)钢的表面热处理：表面淬火，钢的化学热处理： (6)常见热处理缺陷及预防：氧化与脱碳，过热与过烧，变形与开裂， 硬度不足或出现软点。 (7)实验二：钢的热处理 (1)应用C曲线分析钢在不同温度区间内等温转变产物的组织与性能， 教学重点 (2)各种热处理工艺的定义、目的、工艺参数和应用范围。 教学难点 理解并熟悉钢在加热和冷却时的组织转变过程。 2、3、6、7、8、9 习题 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节第6章常用工程金属材料 教学手段 多媒体教学形式 讲授 授课学时 8 (1)掌握钢的分类与编号： (2)了解合金元素在钢中的作用： 教学目的 (3)掌握工程结构用钢、机械制造用钢、工具钢、特殊性能钢、铸铁以 及铝及铝合金的牌号、性能要求、合金化特点、热处理及用途。 (1)钢的分类与编号：钢的分类，钢的编号： (2)合金元素在钢中的作用：合金元素在钢中的存在形式，合金元素对 Fe-Fe:C相图的影响，合金元素对钢热处理的影响： (3)工程结构用钢：碳素结构钢，低合金高强度钢： (4)机械制造用钢：优质碳素结构钢，合金渗碳钢，调质钢，弹簧钢， 教学内容 滚动轴承钢： (5)工具钢：刃具钢，模具钢，量具钢： (6)特殊性能钢：不锈钢，耐热钢，耐磨钢： (7)铸铁：铁碳合金双重相图与碳的石墨化，铸铁的分类： (8)有色金属材料：铝及铝合金，铜及铜合金。 (1)合金元素在钢中作用的基本规律及钢的分类与编号： 教学重点 (2)工程结构用钢、机械制造用钢、工具钢、特殊性能钢、铸铁以及铝 及铝合金的牌号、性能要求、合金化特点、热处理及用途。 (1)合金元素在钢中的作用： 教学难点 (2)有关合金钢的基础知识。 习题 1、2、3、4、5、6、10、12、13、16 备注
兰州交通大学机电工程学院教案 授课章节 第？章金属的铸造成形工艺 教学手段 多媒体教学形式讲投授课学时16 (1)了解铸造工艺的特点及应用，掌握合金的铸造性能以及相关缺陷： (2)掌握各类铸铁的生产特点，为选用和制定工艺方案作理论准备： 教学目的 (3)掌握砂型铸造工艺设计的内容，会绘制铸造工艺图： (4)掌握铸件结构工艺性的概念，会分析铸件结构的合理性。 (1)金属铸造成形工艺的理论基础： (2)常用铸造合金及其熔炼： 教学内容 (3)砂型铸造成形工艺： (4)特种铸造： (5)铸件的结构设计。 (1)合金的铸造性能： (2)灰铸铁的显微组织与性能，孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨 铸铁：铸铁的熔炼： (3)砂型铸造常用手工造型方法：铸造工艺设计的内容：浇注位置和分 教学重点 型面的选择：铸造工艺参数的确定：浇注系统和冒口：铸造工艺图 的绘制： (4)金属型铸造及熔模铸造的特点及应用： (5)铸件结构设计。 教学难点 铸造工艺图的绘制 习题 2、4、5、6、7、8、23、25、26、31、32、33、42、43、45、46 备注
