《机械工程材料》教学大纲
课程名称：机械工程材料
适用班级：2018级机械设计制造及其自动化、2018级车辆工程
教材：于永泗，齐民. 机械工程材料(第十版) [M]. 大连：大连理工大学出版社.
二、课程目标
《机械工程材料》是机械设计制造及其自动化专业的一门学科基础课，在培养学生合理运用机械工程材料基本知识及原理的能力方面占有重要地位。
本课程的任务是通过课堂教学，使学生能获得机械工程材料有关的基本知识和原理，培养学生初步具有能合理选用机械工程材料、制定热处理工艺路线的能力，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。
课程目标对学生能力要求如下：
课程目标1. 深刻理解金属和合金组织结构、结晶过程以及二元合金相图，掌握铁碳合金相图的基本理论，掌握常用钢铁材料的成分、组织、性能和用途基本知识，培养学生产品制造时应用工程材料基本知识和原理的能力。
课程目标2. 掌握钢铁材料热处理的基本原理、工艺方法和应用范围，初步具有合理选用材料和热处理方法，确定零件热处理工序位置的能力。
三、教学内容与课程目标的关系
课程教学内容与课程目标的关系
序号 教学内容 教学要求 推荐 教学 对应的课 学时 方式 程目标 1.绪论 (1)了解材料的历史地位和材料科学的发(1)材料与材料科学 展历程； 1 (2)工程材料的分类及应用 (2)了解工程材料的主要类型及其应用； (3)课程的目的、内容和学习要求 (3)了解本课程的学习目标和主要内容。 2.材料的性能 (1)材料的力学性能 2 (2)材料的物理与化学性能 (3)材料的工艺性能 (1)理解材料的应力应变曲线； (2)掌握材料常用的强度、塑性、硬度和韧性等力学性能指标判据； (3)了解材料的物理与化学性能、工艺性能的分类。 2 讲授 课程目标1 4 讲授 课程目标1 序号 教学内容 教学要求 推荐 教学 对应的课 学时 方式 程目标 (1)理解晶体、非晶体，晶格和晶胞等基本3.材料的结构、凝固与塑性变形 概念； (1)晶体结构的基本概念 (2)理解纯金属及合金的晶体结构，实际金(2)金属的结构 属的晶体结构和缺陷类型； 3 (3)纯金属及合金的结晶 (3)掌握纯金属结晶、二元匀晶相图、共晶10 讲授 课程目标1 (4)铁碳合金相图 相图、共析相图及分析，掌握杠杆定律； (5)凝固组织及其控制，金属的塑(4)掌握铁碳合金的组元、相及相图分析； 性变形 (5)掌握铸锭组织及晶粒大小控制方法、金属塑性变形基本规律。 (1)理解奥氏体的形成过程，了解其晶粒大小影响因素； (2)掌握过冷奥氏体等温冷却和连续冷却转变产物及转变图，理解转变过程； (3)掌握钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围； (4)掌握钢的淬火及回火工艺方法和应用范围； (5)了解钢的常用表面热处理方法及应用范围。 (1)理解钢的分类与编号； (2)理解钢中杂质对性能影响及合金元素的主要作用； (3)掌握常用结构钢的类型、成分、性能特点和用途； (4)掌握常用工具钢的类型、成分、性能特点和用途； (5)理解铸铁的石墨化过程及特点，掌握常用铸铁分类、组织、性能及用途； (1)了解零件常见的失效形式和原因； (2)理解零部件选材基本原则，能对典型零部件进行选材并制定加工工艺路线。 4.钢的热处理 (1)钢在加热时的转变 (2)钢在冷却时的转变 4 (3)钢的退火与正火 (4)钢的淬火与回火 (5)钢的表面热处理 6 讲授 课程目标2 5.工业用钢及铸铁 (1)钢的分类与编号 (2)钢中杂质与合金元素 5 (3)结构钢 (4)工具钢 (5)铸铁 6 讲授 课程目标1 6.零件的失效与选材 6 (1)零部件的失效 (2)零部件的选材 4 讲授 课程目标2 四、习题数量及要求 以分析题与计算题为主，针对课程内容适时进行讨论。
五、教学方式与考核方式
教学方式：面授辅导、平时作业 考核方式：考勤、作业和考试
主要参考书：
1. 鞠鲁粤. 工程材料与成形技术基础[M]. 北京：高等教育出版社，2010. 2. 周凤云. 工程材料及应用[M]. 武汉：华中科技大学出版社，2014.
3. 陈积伟. 工程材料[M]. 北京：机械工业出版社，2006. 4. 丁仁亮. 工程材料[M]. 北京：机械工业出版社，2006.
练习题
1. 灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁在组织上的根本区别 2. T10钢和10钢的含碳量区别
3. 晶粒大小对金属的性能有什么影响？细化晶粒的方法有哪几种？ 4. 按回火温度高低，回火可分为哪几类？主要的温度区间、回火后的得到的组织、性能和用途是什么？
5. 再结晶的含义
6. 实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 7. 固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？
8. 普通灰口铸铁与球墨铸铁在石墨形态、机械性能和应用方面的主要区别。 9. Fe-Fe3C相图中，亚共析、过共析钢的结晶过程 10. Fe-Fe3C相图中的杠杆定律的计算方法
11. 用40CrNiMo制作汽轮机主轴，试设计其工艺路线并说明各热处理工序的目的及使用状态下的组织。
