工程材料
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—— 课程团队
课程概述

      《工程材料》课程以材料科学与工程学科为基础,以机械制造以及交通运输工程等学科为应用背景,是面向材料、机械、汽车等专业本科生所开设的一门跨院系专业基础课。在线课程共计十个章节,时长530分钟,课程主讲教师均为长期奋战在材料专业教学与科研一线的骨干教师,具有较丰富的教学经验。

       课程以物理、化学、材料力学、机械制造基础等课程为基础,主要介绍机械工程材料的基本知识,包括材料的性能、材料结构、材料的凝固与结晶、金属的塑性变形与再结晶、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁等专业内容,在教学过程中既注重系统的理论学习,还结合专业需要,重视实验环节,使理论联系生产实际,遵循实践—理论—再实践的认识规律,以培养学生分析问题和解决问题的能力。课程教学牢牢把握科学研究和技术应用两大支撑点,最终服务于高端机械装备制造工业,并形成本课程的特色发展目标。

授课目标


《工程材料》是以物理、化学、材料力学、机械制造基础等课程为基础的一门技术基础课,同时它又是学习后续有关课程的基础。因此在学习中,不仅要在有关课程学习的基础上注意系统的理论学习,还要结合专业要求,使理论联系生产实际,重视实验环节,遵循实践—理论—再实践的认识规律来学习,以培养分析问题、解决问题的能力。
本课程的内容主要包括机械工程材料性能、金属学、热处理、常用机械工程材料四方面组成,课程学习目标具体如下:
l、性能方面:主要了解材料的主要机械性能指标:屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、冲击韧性、硬度、疲劳强度、断裂韧性、耐磨性等的测试原理和生产实际意义;
2、金属学方面:了解材料的组织结构、结晶过程、二元合金相图、塑性变形与再结晶的基本理论,为进一步学习热处理和材料选用奠定基础;
3、热处理方面:了解钢铁材料的热处理基本原理和工艺,以及热处理工艺在零件加工过程的地位和作用,以便正确选用热处理工艺方法,合理安排工艺路线;
4、工程材料方面:掌握常用的碳钢、铸铁、合金钢、有色金属及其合金的成分、组织、性能和用途;了解工程塑料、橡胶、陶瓷、复合材料等常用非金属材料的分类、性能和用途,以便合理选用工程材料。


课程大纲

序号

章名

节名

学时

第一章

 工程材料的力学性能

1材料静载荷下的力学性能

2

2材料动载荷和其他条件下的力学性能

第二章

材料的结构

1原子的键合方式

3

2 典型金属的晶体结构

3 晶格的致密度及晶向、晶面指数

4 实际金属的结构

5 合金的晶体结构

6 非金属材料的结构

第三章

材料的凝固与结晶

1 凝固与结晶

3

2二元合金相图

第四章

金属的塑形变形与再结晶

1金属的塑性变形

4

2 塑性变形对金属组织和性能的影响

3变形金属加热时的回复与再结晶现象

4金属的热加工及强化机制

第五章

铁碳合金

1工业纯铁

6

2 铁碳合金的相组成

3铁碳合金相图分析

4 典型碳钢平衡结晶过程

5 典型铸铁平衡结晶过程

6 铁碳合金组织与性能关系

7 铁碳合金相图应用

8 杂质对碳钢性能的影响

9 碳钢的分类、编号及用途

第六章

钢的热处理

1钢在加热时的转变

6

2刚在冷却时的转变

3常见热处理工艺规范及应用

第七章

合金钢

1 合金元素在钢中的作用

2

2常用合金钢介绍

第八章

铸铁

1 铸铁的石墨化

2

2常用铸铁简介

第九章

有色金属及其合金

1铝及铝合金

2

2铜及铜合金

3钛及钛合金

4镁及镁合金

5轴承合金

第十章

复合材料

1复合材料概述

2

2复合材料的基体

3复合材料的增强体及其表面改性


预备知识

《工程材料》是以物理、化学、材料力学、机械制造基础等课程为基础的一门技术基础课,同时它又是学习后续有关课程的基础。因此在学习中,不仅要在有关课程学习的基础上注意系统的理论学习,还要结合专业要求,使理论联系生产实际,重视实验环节,遵循实践—理论—再实践的认识规律来学习,以培养分析问题、解决问题的能力。


证书要求

1. 学习完本课程内容并参加期末考试,合格(60分及以上)者均可申请证书,证书的形式包括:免费证书(电子版)和认证证书(包含可查询验证的电子版和纸质版2个版本),学员可以在课程结束后根据需要进行申请,认证证书的收费标准为100/份。

2. 证书

设置“合格”(达到60-84分)、“优秀(达到85分及以上)两档标准,由任课教师签发课程结业证书,其中成绩优秀者将颁发优秀证书。


参考资料

1. 陈永楠, 徐义库, 姜超平. 机械工程材料[M]. 科学出版社, 2015.
2. 徐自立, 吴昌林. 工程材料及应用[M]. 华中科技大学出版社, 2006.
3.  石德珂. 材料科学基础[M]. 机械工业出版社, 1998.
4. 崔忠圻. 金属学及热处理[M].机械工业出版社, 2007.