《材料加工成形技术》是材料科学与工程专业的一门学科基础课程。本课程将理论与工艺一融为一体，首先对整个材料的加工过程作综合描述，进而引出材料成型所涉及的一些基本问题，并简要介绍其发展现状。然后阐述材料成型所涉及的若干共性理论问题，包括液态金属的凝固理论、材料成型的热过程、塑性成型的物理、力学基础等，最后分别介绍了各种材料成型的工艺方法、过程分析、技术要点及相关的工艺设备和模具等。

本课程主要参考教材为：
1、现代工程材料成形与机械制造基础（第2版）上册（ISBN：978-7-04-030565-4），孙康宁，张景德主编，高等教育出版社
2、工程材料及成形工艺基础，吴海宏主编，机械工业出版社，2015。

课程内容安排

第1章  工程材料与制造技术简论

本章教学学时：原教学学时2，对应慕课4讲。
本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成形、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识概要；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。
本章教学方式：课堂讲课及学生自学
知识点：材料及制造技术发展史、发展趋势、现代制造业的组织结构与运行模式。
能力点：了解材料及制造技术的历史、现状和发展趋势，理解材料发展和应用将深刻影响产品制造技术的发展。能熟悉从材料到产品的制造过程，能了解本课程涉及的主要内容，以及各部分内容与制造过程之间的关系。

第2章  工程材料性能及应用基础

本章教学学时：原教学学时8-10，对应慕课14讲。
本章内容包括工程材料的力学性能、材料学基础以及工程材料的选用，三部分内容不是孤立的，其中材料的宏观力学性能取决于材料的微观组织结构，微观组织与材料的成分、温度、冷却方式等因素密切相关，而宏观力学性能与材料学基础既是后续制定加工制造工艺的理论基础，也是材料选择的理论依据。因此教学中提醒学生特别注意材料成分、性能、组织结构与工艺性能之间的关系。
本章教学方式：课堂讲课及学生自学（金属材料之外的其他工程材料的内容）。
知识点：常见力学性能指标与表示方法；材料的基本晶体结构，合金的组织结构和同素异晶现象；铁碳合金状态图的分析与使用。材料的牌号与选用。
能力点：理解材料性能的物理意义及其应用，知道在何种条件下材料会破坏与失效。能结合相图解释工程材料的组织、结构、性能、工艺条件之间的内在关系，会运用这些关系解释材料选用或改性中的一些问题，会考虑通过调控材料的结构来改变材料的性能。能区分非金属材料与金属材料在组织、结构、性能间的主要差异，了解非金属材料主要种类与用途。能较熟练运用选材原则为零件和产品选择材料。
  
               第3章 热处理与表面工程技术（材料改性）

本章教学学时：原教学学时3—4，对应慕课5讲。
本章重点是钢材的热处理。掌握热处理工艺知识会对后续材料的成形与加工提供方便。因此要求学生认真学习掌握热处理原理，了解各种热处理工艺的特点、用途，比较其异同，并在后续章节中加以利用。
学习表面工程技术的关键是了解经表面预处理后，基体材料的表面涂覆、表面改性或多种表面工程技术复合处理是如何实现的，以及怎样才能改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分和组织结构，以获得所需要表面性能。
本章教学方式：讲课与学生自学。
知识点：热处理原理，尤其是材料经过不同的加热与冷却后组织与性能的变化，各种热处理工艺的特点、用途，表面工程技术常见工艺技术特点和用途。
能力点：熟悉热处理和表面工程技术的目的和工艺方法，能读懂基本的热处理工艺、能为简单零件制定基本热处理工艺。了解表面工程技术用途，区分不同表面工程技术的原理、用途和特点。
 

               第4章 陶瓷材料的成型工艺
本章教学学时：原教学学时2-4，对应慕课5讲。
本章的主要内容包括：普通陶瓷的成型工艺，高技术陶瓷的成型工艺。成型理论是基础，工艺方法是关键，只有在充分理解成型理论的基础上，才能更好地掌握各种成型方法。
与第四、五、六、八章的区别是：本章所述成型工艺所使用的原料为细小的粉体，其颗粒大小一般在100μm以下；成型得到的坯件还需要经过进一步的烧结才能得到成品。当然，它也是一种制备块体材料的有效方法，与其它制备方法互为补充。其中的一些方法与第九章某些部分相似，可相互参照。
本章教学方式: 课堂授课和学生自学。
知识点：粉体的基本物理性能与干压、塑性泥团、浆料三种成型原理，粉体基本制备方法，普通陶瓷的成型工艺，高技术陶瓷的成型工艺。
能力点：掌握成型原理，能解释或区分材料成形工艺的特点和异同。会制定简单的粉体成形工艺。
 
                  第5章  高分子材料成形工艺
本章教学学时：原教学学时2，对应慕课3讲。
本章重点介绍塑料成形工艺及橡胶成形工艺方法。要求学生掌握塑料的类型及应用；塑料的成形方法；掌握橡胶的组成、常用橡胶的类型及应用；了解橡胶加工的工艺过程；橡胶的成形方法。
本章教学方式: 课堂授课只给出整体的概念，其余安排学生自学。
知识点：高分子材料的成形原理，主要包括高分子材料的结构，高聚物的聚集态与物理态，以及聚合物的成型性能。常见工程塑料与橡胶的成型工艺与特点。
能力点：掌握高分子材料的成形原理及成型性能；了解常见工程塑料与橡胶的成型工艺与特点。

 
                  第6章复合材料的成型工艺
本章教学学时：原教学学时2，对应慕课3讲。
本章重点内容：金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料的成型工艺。应使学生掌握金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料成型工艺常用方法的概念、特点及其应用，了解它们的一般工艺过程以及在实际生产中存在的问题。
本章难点内容：金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料的成型方法较多，其概念、应用的场合及优缺点等容易混淆，因此，学习中应明确概念，抓住重点。
本章教学学方式：课堂讲课与学生自学相结合
知识点：复合材料的分类，复合材料的复合原则，金属基复合材料、树脂基复合材料和陶瓷基复合材料的成型工艺。
能力点：能解释或区分基体材料成形工艺和不同基体复合材料成形工艺的特点和异同。

               第7章  （金属）材料的液态成形工艺
本章教学学时：原教学学时4-6，对应慕课9讲。
本章学习指南：
本章的重点内容：铸造工艺基础部分。要求学生掌握应掌握合金成分、工艺条件对液态合金充型能力、合金收缩性、吸气性等铸造性能的影响，以便能够分析不同合金获得优质铸件的难易程度，并分析应采取的工艺措施。
难点内容：有些防止铸件缺陷的工艺措施是相互矛盾的，如高温浇注有利于金属液充型，但易产生粘砂缺陷；铸件顺序凝固有利于补缩，但易产生热应力、变形及裂纹等。因此，应要提醒学生综合考虑铸件合金、结构等因素，先解决主要矛盾，再采取措施解决其他问题。
本章的教学方式：讲课与学生自学相结合。
知识点：合金充型能力、合金收缩性、吸气性等铸造性能基础知识及其对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能，常见铸造工艺特点及用途，铸件结构工艺性。
能力点：了解什么是液态成形，以及流动性、型腔、充型能力、凝固与形状之间的关系。熟悉金属铸造过程，能区分砂型铸造中零件、铸件、毛坯、木模、混砂、芯子、造型、型腔、分型面、合箱、浇注、清砂各自的含义与用途。掌握流动性、凝固、收缩、气孔等基础知识和基本概念。会分析与铸件质量有关的原因。熟悉特种铸造工艺原理、工艺特点，以及适用范围。会分析判断铸件结构的工艺性和合理性。熟悉常见金属材料的铸造性能。基于铸件所涉及材料、结构、批量、成本等因素，会选择铸造工艺。
 
                 第8章 材料的塑性成形工艺
本章教学学时：原教学学时4-6，对应慕课8讲。
本章重点内容是塑性成形理论基础部分：应掌握塑性变形机理、加工硬化、回复和再结晶、锻造比、锻造流线、最小阻力定律、体积不变条件和金属的塑性成形性概念及应用。塑性成形方法部分：应掌握自由锻造的基本工序、模型锻造的类型和特点及锻造工艺规程的制订，能进行自由锻的工艺计算，确定锻造温度（结合金工实习时的学习）。应掌握冲裁、拉深和弯曲工序的特点及应用，模具的基本形式和特点，以便分析冲压件的结构工艺性。要求学生掌握自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性要求并进行分析。
本章难点内容：锻造比、锻造流线的应用，影响材料塑性成形性的因素，自由锻和模锻的工艺方法，冲裁和拉深的工艺计算。最难的是各工艺规程的制定。要综合运用有关的知识才能确定最佳的工艺方案。锻件图的绘制。要注意在有些结构工艺性的要求是相互矛盾的，应注意区分。
本章的教学方式：讲课与学生自学相结合。
知识点：塑性变形机理、加工硬化、回复和再结晶、锻造比、锻造流线、最小阻力定律、体积不变条件和金属的塑性成形性概念及应用。自由锻、模锻、冲压基本工艺、特点，自由锻件、模锻件、冲压件的结构工艺性要求并进行分析。
能力点：会用材料塑性成形基础知识分析不同材料或锻压件的工艺性好坏。在了解各种工艺特点的基础上，能为锻压件或产品选择合理的塑性成形工艺。在熟悉各成形工艺特点的基础上，会判别工件结构设计的合理性，并改进构件不合理之处。具有制定简单成形工艺规程的能力。能利用所学知识解释锻压件常见缺陷产生的主要原因及质量问题。
 
                     第9章 材料的连接技术
本章教学学时：原教学学时4-6，对应慕课11讲。

主要内容：本章学习的重点是掌握各种常用焊接方法的原理、工艺及应用特点，焊接接头的组织和性能，焊接应力与变形（难点），以及焊接结构设计与工艺设计，包括焊接结构材料的选用、焊缝布置、焊接方法选择、焊接接头设计等。
本章的教学方式：讲课与学生自学相结合。
知识点：焊接热过程、焊接化学冶金、焊接接头的组织和性能、焊接应力与变形等焊接理论，熟悉各种焊接工艺与特点，各种焊接材料的工艺性，焊接结构设计与工艺设计。
能力点：能利用焊接的基础知识分析解释焊接过程出现的主要问题与缺陷，能基于碳当量法和有关知识判断焊接工艺性好坏，能基于不同焊接工艺的特点为焊接件选择焊接工艺，会制定简单焊接件的工艺规程，会判断焊接件结构设计的合理性（结构工艺性），了解塑料与非金属材料的焊接方法和焊接特点。

（1）掌握材料凝固成型、塑性成型、焊接成型的理论和基本工艺。对塑料成型、粉末成型、表面成型做一般了解；使学生了解材料成形的基本原理及其重要作用，掌握金属和非金属材料常用的基本成形工艺过程。

（2）掌握常用工程材料及成形工艺方法的基础知识，运用材料及成形工艺知识的初步能力，并为学习其他有关课程和从事工程生产技术工作奠定基础。

总成绩（100分）= 平时成绩（包括单元测试、单元作业、课堂讨论）×30% + 期末考试×70%

材料科学基础、工程力学、金工实习（工程训练）

1、现代工程材料成形与机械制造基础（第2版）上册（ISBN：978-7-04-030565-4），孙康宁，张景德主编，高等教育出版社
2、工程材料及成形工艺基础，吴海宏主编，机械工业出版社，2015。