工程材料学A类课程教学大纲

《工程材料学（A类）》课程教学大纲课程基本信息（CourseInformation）课程代码（CourseCode）MT412*学时（CreditHours）32*学分（Credits）2*课程名称（CourseName）工程材料学（A类）EngineeringMaterials(A)课程性质(CourseType)选修课（ElectiveCourse）授课语言(LanguageofInstruction)中文*开课院系（School）材料科学与工程学院先修课程（Prerequisite）材料科学基础、材料加工原理授课教师（Teacher）袁广银、黄华课程网址(CourseWebpage)*课程简介（Description）本课程属于材料科学与工程类专业的技术基础课，具有很强的实际工程应用背景。将从材料科学和实际使用的角度出发，根据学生已有的材料科学的基础理论、概念和现象，建立整体统一的概念和体系，阐明它们之间的内在联系，帮助学生掌握分析问题和解决问题的方法，培养在实际工程中正确的选择材料和使用材料的能力。同时会在授课课程中将主讲者的相关科研经历与科研前沿内容与授课内容有机结合，给学生以科研思路的培训和启迪，使学生分析、解决问题的能力不断得到提升。期望通过该课程的学习，学生能掌握各类金属材料的基本特征、改善材料性能的技术途径以及合理地选择材料、使用材料的原则和方法。为今后实际科研工作奠定材料相关的技术基础，适合材料、机械、船舶、土木建筑等相关专业的本科生选修。课程内容分为三部分：第一部分工程材料的基本理论，包括材料的结构与性能、金属材料组织与性能的控制；第二部分是常用工程材料，包括工程构件用钢、机器零件用钢、工具钢、特殊性能钢、铸铁、有色金属及其合金；第三部分是零件的失效、选材及工程材料的实际应用案例。*课程简介（Description）Theaimofthiscurriculumistomakestudentsapprehendcharacteristicsofvariousengineeringmaterials,waystoincreasematerials’performance,theprincipleofhowtoselectmaterialsrationallyandthemeansofhowtousematerialsreasonably.Thereare3partsinthiscurriculum:Partoneisthebasictheoryofengineeringmaterials,includingthestructureandperformanceofmaterials,controlofmetalmaterials’structureandperformance.Parttwoiscommonengineeringmaterialsincludingsomeconventionalmetalmaterials(structuresteel,toolsteel,specialsteel,castirons,non-ferrousmetalsandalloys).Partthreeisfailureandmaterialsselectionofmechanicalpartsaswellasapplicationsofengineeringmaterials.ThecourseofEngineeringMaterialsisfitfortheundergraduateswhosemajorsareMaterialsScienceandEngineering,Machinery,Shipbuilding,CivilEngineering.课程教学大纲（coursesyllabus）*学习目标(LearningOutcomes)1．掌握各类金属工程材料的组织结构和性能的基本特征2．掌握改善各类工程材料性能的技术途径3．了解工程材料常见失效模式的分析方法4．掌握合理地选择工程材料和使用工程材料的原则和方法。*教学内容、进度安排及要求(ClassSchedule&Requirements)教学内容学时教学方式作业及要求基本要求考查方式第一章材料的结构与性能第一节金属材料的结构与组织第二节金属材料的性能2课堂讲授何谓金属键？以金属键的本质解释金属的一些特性：导电导热和强韧性特点。掌握金属材料的结构、组织和性能特点以及它们之间的关系；了解根据材料中原子键合的不同，工程材料的分类。课堂提问与课外作业第二章金属材料的组织和性能控制第一节合金的结晶第二节钢的热处理第三节钢的合金化基础6课堂讲授6学时（含教学录像观看）与课外自学（4学时）相结合1.用显微镜观察某亚共析钢，若估算出其中的珠光体含量为80%，试估算此钢的成分及其强度、硬度、延伸率。2.为什么碳钢进行热锻、热轧时都加热到奥氏体区？3.何谓魏氏体组织？魏氏体组织对钢材性能有何影响？如何避免其形成？熟悉铁碳相图；掌握钢的四种基本热处理工艺；弄清C曲线的实质和应用。了解并掌握合金元素与铁和碳的相互作用、对铁碳相图以及对钢热处理的影响规律。课堂提问与课外作业第三章工业用钢第一节钢的分类及编号第二节结构钢第三节工具钢第四节特殊性能钢10课堂讲授8学时、课堂讨论1学时，小组大作业课堂展示1学时、自学6学时1.试述M不锈钢、F不锈钢及A不锈钢在化学成分及性能上的特点2.提高钢的热强性的途径？3.解释下列现象(1)在相同含碳量下，含碳化物形成元素的合金钢比碳钢有更高的回火稳定性(2)调质钢在回火后需快冷至室温(3)高速钢需高温淬火和多次回火4.试述高锰钢耐磨和强烈冲击的原因。熟悉常用工业用钢的分类和编号方法，要做到从其牌号即可判断其种类、大致化学成分、主要加工工艺特点及相应组织、主要用途与主要性能特点。掌握常用工业用钢的常用热处理工艺。课堂提问与讨论第四章铸铁第一节铸铁的分类及特征第二节常用铸铁第三节铸铁的合金化第四节铸铁的热处理2课堂讲授1.铸铁的种类？相应的石墨形态？2．提高铸铁耐蚀性的途径？掌握铸铁的石墨化过程与影响因素，熟悉常用铸铁的性能、组织、分类、牌号表示方法及应用。课堂提问与课外作业第五章有色金属及其合金第一节铝及其合金第二节镁及其合金第三节钛及其合金6课堂讲授5学时、课堂讨论1学时、课外自学4学时1.铝合金的时效强化现象及其实质？2.设计耐高温镁合金的思路和措施？3.按照钛合金热处理组织，钛合金可分为哪三类？各类钛合金的组熟悉常用有色金属合金的分类和编号方法，做到从其牌号即可判断其种类、大致化学成分，主要热处理工艺及相应组织，主要用途与主要性能特课堂提问与讨论第四节铜及其合金织、性能特点及其应用场合？4按化学成分，铜合金可分为哪几类？点；熟悉铝合金的强化途径与方法。第六章零件的失效与选材第一节零件的失效形式及失效分析方法第二节零件的选材第三节典型机械零件的选材分析6课堂讲授6学时、课外自学4学时1.试述机械零件选材的一般步骤2.高精度磨床主轴，要求变形小，表面硬度高（HV900）,心部强度好，并有一定的韧性。问应选用什么材料，采用什么工艺路线？了解零件失效的方式和产生失效的主要原因；掌握失效分析的方法；熟悉选用材料的基本原则和选择材料的基本方法;熟悉齿轮和轴类零件的工作条件、失效形式、性能要求，初步掌握正确合理地选用材料、并能制定相应的热处理工艺和加工工艺路线。课外作业……*考核方式(Grading)课堂讨论（30%）+小组大作业（20％）+期末考试（50%）*教材或参考资料(Textbooks&OtherMaterials)1.工程材料学，朱张校,姚可夫，清华大学出版社，20122.工程材料，徐自立,陈慧敏,吴修德主编，华中科技大学出版社，20123.DonaldR.Askeland,PradeepP.Phule,EssentialsofMaterialsScienceandEngineering(英文影印版)，清华大学出版社，2005其它（More）无备注（Notes）鉴于学时所限，本课程无实验教学安排。但会在讲课中穿插播放多媒体教学光盘介绍有关工厂车间采用的常见金属工程材料的热处理工艺。同时会在授课课程中将主讲者的相关科研经历与科研前沿内容与授课内容有机结合，给学生以科研思路的培训和启迪，使学生分析、解决问题的能力得到显著提升。备注说明：1.对于新开课程，需要填着纸质大纲，并经院系教学委员会或专业委员会通过。2．带*内容为必填项。3．课程简介字数为300-500字；课程大纲以表述清楚教学安排为宜，字数不限。