中文名称：工程材料及成形技术基础

英文名称：Fundamentals of Engineering Materials and Forming Process

性质：学科大类基础课

      工程材料及成形技术基础课程是为机类、近机类专业的本科生，以及社会学习者设置的“学科大类基础课”，课程内容设置遵循加强基础、突出重点、注重应用、适应面宽的原则，涵盖工程材料基础和材料成形技术基础两大部分。

      工程材料基础部分通过讲解材料的基础理论和工程应用，使学生了解材料的成分-组织-结构-性能的内在关系，培养学生根据零构件设计的性能指标选择合适材料，做到“知材、懂材”并能合理使用材料。该部分内容包括以下几个方面：

      (1) 介绍机械零件常见的失效形式，对材料性能的要求，以及提高零部件服役性能的改进方法和措施；

      (2) 以碳钢为例，讲解了金属晶体结构、相、组织的基本概念，通过铁-渗碳体相图，掌握合金冷却过程中的相变与组织之间的关系，讲述碳含量与碳钢性能的对应关系，介绍碳钢的种类和牌号；

      (3) 讲解碳钢的热处理原理和工艺，展示金属固态相变多样性，以及热处理这种静态加工工艺对组织和性能的调控作用。

      (4) 介绍铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及用途的基本知识； 

      (5) 概括陶瓷材料、高分子材料、复合材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途；

      (6) 介绍根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及制造工艺的思路； 

      (7) 简介新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。

      材料成形技术基础部分通过讲解常用金属材料毛坯成形方法，学习金属材料的液态成形、塑性成形和焊接成形工艺的基本原理和方法，零件的结构工艺性，同时了解非金属材料的成形理论及工艺，并能根据生产实际情况选用零件合理的成形过程，培养学生分析问题、解决问题以及工程实践的能力。该部分内容包括以下几个方面：

      (1) 介绍金属液态成形、金属塑性成形、焊接的基本原理，分析典型零件的结构是否合理，能用数学方法分析模拟金属成形过程，熟悉制定金属成形工艺方案；

      (2) 讲解液态成形的特点、液态成形原理、常用铸造生产方法的工艺过程和特点、典型铸件能较合理的选用铸造方法，金属塑性成形的实质、分类，压力加工的特点、加工硬化和再结晶的概念，冷变形和热变形对金属的组织和机械性能的影响、锻造流线的形成和金属的可锻性的影响因素，自由锻的特点、板料冲压特点及应用、板料冲压的基本工序、冲压零件的结构工艺性，焊接的基本原理、电弧焊冶金过程、焊接接头的组织及性能、焊接应力与变形的产生原因、减少和消除应力与变形的方法、常用熔焊的焊接方法、、钢材、铸铁、常用有色金属的焊接方法；

      (3) 讲解常用金属材料毛坯成形方法、各种主要成形方法的基本原理和工艺特点、毛坯和工艺分析的选择、零件结构设计的工艺性要求；

      (4) 介绍零件失效的主要形式和机械零件材料选择的一般原则、毛坯的分类及特点和毛坯成形方法的选择、主要成形方法的基本原理和工艺方法、典型零件结构设计基本原则与步骤、绿色制造及制造业可持续发展； 

      (5) 简介新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。

       本课程是机械工程本科专业学生的一门学科基础课程，是机械工程专业的核心课程。内容涵盖工程材料基础和材料成形技术基础两大部分。工程材料基础部分讲授工程材料的成分、组织结构、力学性能、热处理、非金属材料和新材料、工程材料应用；材料成形部分讲授金属材料的液态成形、塑性成形、焊接成形和非金属材料成形工艺的基本原理和方法，零件的结构工艺性，合理选择材料成形方法。

      通过该课程的学习，使学生了解和掌握与机械设计与制造紧密相关的工程材料知识和材料成形知识。学生能根据生产实际情况选用工程材料、选择零部件成形方法，并通过考虑环境、安全、健康等影响因素拟定合理的生产工艺。培养学生分析问题、解决问题以及工程实践的能力，为学生全面了解和掌握工程材料及成形方面的专业基础知识以及为后续专业课程学习打下坚实的基础。

     本课程是使学生达到机械工程专业培养目标和毕业要求而必须开设的重要课程之一。

工程材料基础课程的评分标准按照【单元测试】、【单元作业】、【期末考试】、【课堂讨论】四部分计算，课程总分为100分。

【单元测试】：每一章结束后，会在“单元测试”栏目发布本章节的测试题，题型包括单选题、多选题和判断题；所有章节的“单元测试”分占总成绩的25%；

【单元作业】：每一章结束后，会在“单元作业”栏目发布本章的作业题，作业题为主观题，答题方式可以是文字、图片等形式，所有章节的“单元作业”分占总成绩的15%；

【期末考试】：课程结束后，会在“考试”栏目发布“期末综合测评题”，题型包括单选题、多选题和判断题；期末考试成绩占总成绩的45%；

【课堂讨论】：在重点章节内容中，学习者需要在老师给出“课堂讨论”中积极讨论，回复的数量大于等于15篇，即为满分，占总成绩的15%。

【证书发放】：

为了保障证书权威性，平台不再支持免费电子证书，只提供认证证书，认证证书必须经过申请方可获得。

学习者取得总成绩在60-79分之间，可以申请本课程的合格证书；

学习者取得总成绩在80分及以上，可以申请本课程的优秀证书。

建议先修课程有:

(1) 大学物理

(2) 工程训练

(3) 材料力学

(4)工程制图基础

[使用教材] 

沈莲 主编. 《机械工程材料》（第4版）. 北京：机械工业出版社，2018. 

温爱玲 主编. 《材料成形工艺基础》. 北京：机械工业出版社，2020.

[实验教材] 课程团队编写实验指导书. 

[参考书目] 

1 朱张校, 姚可夫. 《工程材料学》. 北京: 清华大学出版社，2012.

2 齐民, 于永泗. 《机械工程材料》（第十版）. 大连: 大连理工大学出版社, 2017.

3  William D. Callister, Jr. Fundamentals of Materials Science and Engineering (FIFTH EDITION). John Wiley & Sons, Inc.

4 堵永国. 《工程材料学》. 北京: 高等教育出版社, 2015.

5 丁厚福, 王立人．《工程材料》．武汉：武汉理工大学出版社，2001

6  戴枝荣．《工程材料》．北京：高等教育出版社，1992．

7 崔忠圻．《金属学与热处理》．北京：机械工业出版社, 1988．

8 何世禹．《机械工程材料》．哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社，1995．

9 吴树森. 《材料成形原理》. 北京：机械工业出版社，2009. 

10 Seripe Kalpakjian. 《制造工程与技术（热加工）》（英文版）. 北京：机械工业出版社，2010.

11 邢建东, 陈金德. 《材料成形技术基础》. 北京：高等教育出版社，2011.

Q :  本门课程难学吗？

A :  具有大工科背景的学习者都可以学习，所讲内容不涉及深奥的理论知识，基于一般的机械常识、物理化学基础都应该能听懂和领会本课程知识和内容。

Q :  如何就课程中遇到的疑惑，或者发现问题进行交流？

A :  对某一节中的视频讲解有疑惑或建议的，可以在“课堂交流区”进行提问，提问可以用文字、图片，截图的多种形式进行；对于跟课程相关的通识类的问题，也可以在“综合讨论区”进行提问，我们争取在一周左右给出答复。

Q :  除了自主学习外，课程有没有集中答疑或讲解？

A :  从2021年第一学期开始，本课程将提供至少一次的线上集中答疑服务，请留意通知！