课程详情
课程评价
spContent=材料是人类社会进步和发展的重要标志，它和能源、信息共同构成现代科技的三大支柱。本课程以金属、陶瓷、高分子和复合材料及其工程应用为讲解对象，阐明成分、组织结构、性能之间的关联。通过本课程的学习，您不但能广识材料、通晓性能、领会理论，还可以做到合理选材，以保证零件与构件安全长期服役。
—— 课程团队
课程概述

中文名称：工程材料基础

英文名称：Fundamentals of Engineering Materials

性质：学科大类基础课


      工程材料基础课程是为机械、能源、核技术、飞行器设计、工程力学、人居环境、口腔医学等机类、近机类专业的本科生设置的“学科大类基础课”，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。

      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。课程主要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。

授课目标

      工程材料基础课程是为机械、能源、核技术、飞行器设计、工程力学、人居环境、口腔医学等专业的本科生设置的 “学科大类基础课”，迄今已有50余年的历史。每年授课学生近1000名。

      本课程内容重点介绍机械零件失效形式及其对性能的要求、有关碳钢与热处理的基础知识和理论，了解合金钢与铸铁、有色金属、陶瓷、高分子和复合材料的性能特点和应用范围。

      其中第1章为机械零件的失效分析和材料性能，第2~6章讲解金属材料的基础知识、热处理基本原理和常用金属材料的性能特点应用，在第7~9章介绍常用非金属材料，例如高分子材料、陶瓷材料，以及复合材料的基本知识、性能特点及应用。

      教学基本要求

      (1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。 

      (2) 掌握碳钢、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。 

      (3) 初步掌握陶瓷材料、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。 

      (4) 基本掌握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。 

      (5) 初步了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。

课程大纲
预备知识

建议先修课程有:

(1) 大学物理

(2) 普通化学

(3) 材料力学

证书要求

工程材料基础课程的评分标准按照【单元作业】、【提问与讨论】、【期末综合测评题】为计算依据，课程总分为100分。


【单元作业】：每一章结束后老师在“测试与作业”栏目发布章节练习与思考题，占总成绩20%，如果未完成，视情况减分；

【提问与讨论】：鼓励同学们在“讨论区”栏目的老师答疑区发帖和回帖，以活跃度计分，发帖和回帖数量大于15个即计满分（100分），占总成绩10%；

【期末综合作业】：课程结束后老师在“考试”栏目发布“期末综合测评题”，满分100分，占总成绩70%。


证书：课程总成绩在60-79分之间，获得本课程的合格证书；

          总成绩在80分及以上，获得优秀证书。

参考资料

[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. 

[实验教材] 席生岐等.《工程材料基础实验指导书》. 西安：西安交通大学出版社，2014. 

[参考书] 

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.