《工程材料与成形技术》

是材料成型及控制工程专业的一门重要的学科专业基础课程。本课程传授学生工程材料与成形技术的基本理论和基本方法，同时传授学生工程材料与成形技术的实践操作基本技能，培养学生工程材料和与成形技术选择的基本能力。本课程的任务是使学生掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。

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），主编：孙康宁 张景德（傅水根主审），高等教育出版社

2、工程材料与成形技术基础（第3版）. 主编：庞国兴，北京：机械工业出版社.2018

课程内容安排

第一章  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。

第二章  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。

第三章  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。

第四章  （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。

第五章 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。

第六章 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。

本章教学方式：课堂讲课与安排学生自学。

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)掌握主要工程材料或器件的成形与加工方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯、零件加工方法及工艺分析的初步能力。 (2)具有综合运用工艺知识、分析零件结构工艺性的初步能力。 (3)了解与相关的新材料、新工艺、新技术相互交叉渗透的特点及其发展趋势。 

总成绩（100分）= 平时成绩（包括单元测试、单元作业、课堂讨论）×40% + 期末考试×60%

总成绩60分以上：可申请“合格证书”
总成绩85分以上：可申请“优秀证书”

机械制图、工程力学、金工实习（工程训练）

1、孙康宁、张景德主编《现代工程材料成形与机械制造基础》（上册）第二版，高等教育出版社，北京，2010.12；

2、庞国星主编《工程材料与成形技术基础》（第3版）. 机械工业出版社，北京，2018