无损检测教学大纲

无损检测 教学大纲 课程类型 任选课程 课 程名称 无损检测 开课单位 五 系 课 程编号 2050001 总 学 时 32 学时 学 分 2 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 物理学 电工电子学 热加工工艺学 一 课程在教学计划中地位 作用 本课程是一门工程技术基础课 主要任务是讲授各种无损检测技术的原理 装置及应 用 目的是供学生了解每种检测方法的工作原理 检测特点及应用埸所 初步学会正确选 用无损检测手段检查评价工程构件质量和保障设备的安全运行 二 课程内容 基本要求 绪言 无损检测概念 无损检测在工程技术革新中的意义 和作用 常用无损检测 方法及其特点 第一章 缺陷及其特征 1 铸造缺陷 2 热处理缺陷 3 锻造缺陷 4 焊接缺陷 5 工件服役中形成的缺陷 第二章 射线探伤 1 射线探伤概述 2 X 射线的发生及其性质 3 X 射线探伤装置简介 4 射线照像法 5 实时成像法及 CT 技术简介 6 射线的防护与安全 第三章 超声检测 1 超声检测的基础知识 2 超声检测装置 3 超声探伤方法概述 4 缺陷信号的定性分析 5 超声探伤的应用例 第四章 电磁检测 1 磁粉及漏磁检测原理 2 磁粉检测及其装置 3 漏磁检测及其装置 4 涡流检测原理 5 涡流检测方法简介 6 涡流检测装置 7 电磁检测的特点及其应用 第五章 其它检测方法 1 渗透检测 2 声发射技术 3 磁超声检测 4 磁巴氏噪声及磁声发射技术 三 实验 实验一 超声波探伤中回波信号的观察与分析 实验二 涡流检测中缺陷与图形花样的观察与分析 四 学时分配 章 节 名 称讲授 学 时 实验 学 时 小 计 绪言 2 2 第一章 缺陷及其特征 2 2 第二章 射线探伤 6 6 第三章 超声检测 8210 第四章 电磁检测 8210 第五章 其它检测方法 2 2 合计 28432 机械制造基础 教学大纲 课程类型 技术基础教育课程 课程名 称 机械制造基础 开课单位 五 系 课程编 号 2050101 总 学 时 64 学时 学 分 4 适用专业 机械学科各专业 先修课程 机械制图 金工实习 一 课程在教学计划中的地位 作用 机械制造基础 是一门研究金属材料及金属制造工艺方法的综合性技术科学 在高 等工业学校中 机械制造基础 是一门综合性的技术基础课 在教学计划中是机械类各 专业必修课程之一 它的作用是使学生了解常用金属材料的性能 基本掌握金属材料加工 工艺的基础知识 为学习其它有关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作 奠定必要 的金属工艺学的基础 二 课程内容 基本要求 绪论 1 了解 机械制造基础 在现代机械工业中的作用 2 理解课程的性质及任务 3 了解课程的基本思路 主要内容 学习方法及学习目的要求 第一章 热处理 1 了解金属材料的机械性能 物 化性能及工艺性能 2 金属和合金的晶体结构与结晶 了解常见金属晶体结构类型 金属的结晶过程和金属的同素异构转变 合 金的结晶过程及二元合金状态图的建立 3 铁碳合金 掌握铁碳合金的基本组织 铁碳合金状态图 钢的分类和应用 金属零件 选材的一般原则 4 钢的热处理 了解热处理的定义与目的 钢在加热时的组织转变 钢在冷却时的组织转 变及钢的热处理工艺 第二章 铸造 1 铸造工艺基础 掌握液态合金充型的概念 充型能力对铸件质量的影响及掌握影响充型能 力的因素 合金流动性 液态合金的浇注条件 铸型的填充条件 掌握铸件的凝固方式及收缩的概念与影响收缩的主要因素 缩孔的形成原 因 熟练掌握预防缩孔的措施 熟练掌握铸件内应力 裂纹 变形的形成原因及其防止措施 掌握铸件中气孔产生的原因及预防措施 2 常用合金铸件的生产 了解灰口铸铁的石墨化过程 普通灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁 铸铁 的熔炼 掌握铸铁的牌号及应用范围 了解铸钢件生产特点掌握应用范围 了解铜 铝合金铸件的生产特点 掌握铜 铝合金铸件应用范围 3 铸造结构设计 熟练掌握铸造工艺对铸件结构设计的要求 熟练掌握合金铸造性能对铸件结构的要求 4 砂型铸造 了解砂型铸造造型方法的选择 熟练掌握铸造工艺图的绘制 第三章 压力加工 1 了解金属的塑性变形 掌握变形后的组织与性能 金属的可锻性 2 自由锻造 了解自由锻设备 熟练掌握自由锻造工艺规程的制定 掌握自由锻件的结 构工艺性 3 模锻 掌握锤上模锻的工序制定 了解胎模模锻工序 了解其它设备上的模锻 4 板料冲压 了解板料冲压材料 冲压设备 熟练掌握冲压工序 了解冲模结构 第四章 焊接 1 了解焊接的实质 分类 2 电弧焊 了解焊接电弧 手工电弧焊的焊接过程 电弧焊的冶金特点 熟练掌握电 焊条选择原则 焊接组织性能的变化及对焊缝质量的影响 掌握焊接应力与变 形的产生原因及减少应力与变形的方法 了解埋弧自动焊 气体保护焊的焊接 原理 特点 掌握应用范围 3 其它焊接方法 了解电渣焊 等离子弧焊 真空电子束焊 激光焊的焊接原理 焊接特点 熟练掌握应用范围 了解电阻焊的原理 分类 掌握应用范围 了解摩擦焊原理及应用 了解钎焊原理 特点 掌握应用范围 4 常用金属材料的焊接 掌握金属材料的可焊性 熟练掌握碳钢 合金钢 铸铁 有色金属的焊接 性能及防止焊接缺陷的方法 5 掌握焊接结构工艺设计 掌握焊接工艺设计的内容 步骤 第五章 切削加工 1 金属切削基础理论知识 掌握切削要素的概念 熟练掌握刀具材料与刀具的几何形状对切削加工的 影响 掌握切削过程 切屑的种类 积屑瘤 切削力 切削热 刀具磨损的概念 及对切削加工质量的影响 了解切削加工技术经济简析 2 金属切削机床的基础知识 了解机床的基本构造 掌握机床的机械传动方式 理解液压传动原理 自 动机床和数控机床工作原理 3 典型表面加工分析 熟练掌握拟定加工方案的基本原则及典型表面加工路线的确定 4 零件的结构工艺性 熟练掌握零件的结构工艺性 5 夹具基础知识 了解工件装夹与夹具结构 熟练掌握工件在夹具中的定位 6 机械加工工艺规程的拟定 熟练掌握零件机械加工工艺过程的概念 零件的工艺分析 毛坯的确定 熟练掌握基准的选择 工艺路线的拟定 工艺尺寸链的确定 熟练掌握机 械加工工艺规程的拟定方法 7 计算机辅助工艺规程编制与数控机床程序编制 理解 CAD CAM 的基本概念 计算机辅助工艺设计 掌握数控机床的加工程 序编制 三 三 学时分配 章 节 名 称讲授 学时 实验 学时 小计 第一章 金属材料与热处理 5 5 第二章 铸造 14 14 第三章 压力加工 12 12 第四章 焊接 11 11 第五章 切削加工 22 22 合 计 64 64 金属学与热处理 教学大纲 课程类型 技术基础教育课程 课程名 称 金属学与热处理 开课单位 五 系 课程编 号 2050201 总 学 时 112 学时 学 分 6 适用专业 金属材料热加工专业 金属材料专业 先修课程 机械制图 工程力学 一 课程在教学计划中地位 作用 金属学及热处理 是研究金属材料化学成分 组织结构热处理工艺及性能关系变化 规律的科学 该课程内容在学生知识结构及培养学生独立工作能力 拓宽专业面 增强适 应性等方面占有重要地位 学生在学完本课程后应达到如下目的 1 系统 深入地掌握材料化学成分 组织结构与性能变化规律的基本理论 2 掌握强化金属的几种手段的基本原理 3 掌握合理选用金属材料 特别是钢铁材料的原则 并能应用相图 C 曲 线指导所选用材制定铸造 锻造和焊接的热处理工艺 4 初步掌握金相分析的基本技能 培养学生实际动手和严谨的学习方法 二 课程内容 基本要求 绪论 1 本课程研究对象及其在机械工业中的作用 2 金属学及材料科学的发展概况 3 本课程学习目的 内容 要求和教学方法 第一章 金属的晶体结构 1 金属的概况 了解金属的宏观特性 结构特点及双原子模型 结合力 能 激活能 2 金属的晶体结构 熟练掌握金属晶体学的基本知识 金属 晶体结构 空间点阵 晶格常数 晶向指数和晶面指数 晶面间距 3 实际金属的晶体结构 晶体缺陷 点缺陷 位错和面缺陷等 第二章 纯金属的结晶 1 金属结晶的基本规律 了解结晶的两个基本过程 冷却曲线 过冷度 冷却速度和热分析实验 2 金属结晶的基本条件 掌握结晶的动力学条件 热力学条件和结构条件 3 形核 掌握结晶中均匀形核与非均匀形核的理论分析 4 长大 掌握液固界面的微观结构 晶核的长大机制与晶体的长大形态及 温度梯度等 5 结晶理论的应用 了解结晶理论在实际生产中的具体应用 单晶体制备 晶粒尺寸的控制 第三章 合金相结构与二元相图 1 合金的相结构 熟练掌握合金相的基本知识 合金 组元 系 统 相 变 相平衡 固溶体与金属化合物 中间相 2 二元合金相图概论 了解二元合金相图的基本知识 相图 相律 掌 握杠杆定律的应用 3 匀晶相图 了解匀晶相图的结晶规律及平衡结晶的机制 成分过冷和固 溶体的不平衡结晶 4 共晶相图 掌握二元共晶相图的结晶规律 平衡结晶的组织形态与不平 衡结晶组织 5 包晶相图 掌握二元共晶相图的结晶规律 平衡结晶的组织形态与不平 衡结晶组织 包晶转变的工业应用 6 其它类型的二元合金相图 了解其它类型的二元合金相图 7 二元相图的分析与应用 熟练掌握分析二元合金相图的方法 了解二元 合金相图使用的限制条件及相图的应用 8 金属铸锭的组织与缺陷 掌握合金铸锭的宏观组织 三晶区和铸锭组 织的缺陷 第四章 铁碳合金 1 铁碳相图 掌握铁碳合金相图中合金相的基本知识及相图的特点 2 铁碳合金的平衡结晶 熟练掌握铁碳合金的分类 平衡结晶过程及其组 织形貌 3 含碳量的影响 熟练掌握含碳量对铁碳合金平衡组织 机械性能和工艺 性能的影响 4 杂质元素 了解杂质元素对铁碳合金相图的影响 5 铁碳相图的分析与应用 了解铁碳合金相图在选材及制定热加工工艺 方面的应用 第五章 三元合金相图 1 基本知识 掌握三元合金相图的基本知识 成分三角形 共线法则 杠杆定律和重心法则 了解三元系中的四相平衡转变以及三元合金系统的 平面化方法 2 匀晶相图 了解匀晶相图的结晶规律 掌握等 变 温截面图和等温线 投影图 3 共晶相图 熟练掌握三元共晶相图的综合投影图 相图分析及其平衡结 晶过程和组织 4 其它三元合金相图 了解三元包共晶 三元包晶相图的基本规律 5 三元相图的基本规律及实例分析 掌握三元合金相图的基本规律 第六章 固态金属中的扩散 1 扩散的宏观规律及其应用 掌握扩散的宏观规律 菲克第一 二定律 及其应用范围 2 扩散的微观规律及其应用 了解扩散机制 扩散激活能和扩散系数等 3 上坡扩散与反应扩散 掌握扩散的驱动力 化学位梯度 了解上 下 坡扩散 反应扩散等 第七章 金属及合金的塑性变形 1 金属的应力 应变曲线 掌握金属材料受力变形的基本规律 应力 应 变曲线 弹性极限 屈服强度 抗拉强度 延伸率和断面收缩率等 2 金属 单晶体的塑性变形 掌握单晶体塑性变形的基本规律 滑移 孪生 滑移系 位错的运动和增殖 弗兰克 瑞德源 位错的交割与塞积 3 多晶体的塑性变形 了解多晶体塑性变形的特点 晶粒尺寸对塑性变 形的影响 4 合金的塑性变形 了解合金塑性变形的特点 合金相对塑性变形的影 响 固溶强化 弥散强化 沉淀强化等 5 塑性变形对金属组织 性能的影响 了解塑性变形对组织结构 金属性 能的影响 残余应力 6 金属的断裂 了解金属断裂的类型 脆 塑 性断裂 穿晶 沿晶断 裂 解理断裂等和断口特征 第八章 金属的回复与再结晶 1 形变金属与合金在加热时的变化 掌握形变金属在加热时内部组织性能 的变化 回复 再结晶和晶粒长大 内应力 2 回复 了解不同加热温度下 形变金属的变化及其机制 低温 中温 和高温回复 攀移 多边形化 3 再结晶 了解形变金属在再结晶阶段的机制 再结晶 重结晶 4 晶粒长大 了解再结晶后晶粒长大过程的特征 正常长大和反常长大 二次再结晶 5 金属材料的热加工 了解动态回复与动态再结晶以及热加工后的组织与 性能 第九章 钢的热处理原理 1 概述 了解热处理在机械制造中的地位和作用 钢的临界温度和热处理 基本过程 加热 保温 冷却 2 钢在加热时的转变 掌握共析钢的奥氏体化过程及影响奥氏体化的因素 3 钢在冷却时的转变 了解冷却条件对钢性能的影响 C 曲线与 CCT 曲 线的应用 掌握珠光体 马氏体 贝氏体转变和魏氏体组织的形成 4 钢在回火时的转变 掌握回火转变产物的组织与性能 第十章 钢的热处理工艺 1 钢的加热 了解加热的目的和要求 加热缺陷及其防止 2 钢的退火与正火 了解退火 正火的目的和种类 掌握退火 正火的工 艺和选用原则 3 钢的淬火 了解淬火的目的和种类 掌握淬火的工艺和选用原则 钢的 淬透性 4 钢的回火 了解回火的目的和种类 掌握回火的工艺和选用原则 5 钢的化学热处理 了解化学热处理的基本过程 渗碳 氮化的目的及原 理 6 其它类型热处理 了解其它类型的热处理工艺 第十一章 工业用钢 1 钢的分类及编号 掌握钢的分类与编号 2 合金元素在钢中的作用 掌握钢的合金化原理 了解合金元素与铁 碳 的相互作用 3 构件用钢 了解构件用钢的分类 用途及合金化特点 4 机器零件用钢 了解机器零件用钢的分类 用途及合金化特点 5 工具钢 了解工具钢的分类 用途及合金化特点 刃具 模具 量具 钢 6 特殊性能钢 了解不锈钢 耐热钢和耐磨钢的用途及合金化特点 第十二章 铸铁 1 概述 了解铸铁的分类和特点 铸铁的石墨化 2 常用普通铸铁 了解灰口铸铁 可锻铸铁 球墨铸铁的特点 性能与用 途 3 特殊性能铸铁 了解耐热铸铁 耐磨铸铁和耐蚀铸铁的特点 性能与用 途 第十三章 有色金属及其合金 1 铝及铝合金 了解纯铝的晶体结构 性能和用途 铝合金的特点 性能 与用途 2 钛及钛合金 了解纯钛的晶体结构 性能和用途 钛合金的特点 性能 与用途 3 铜及铜合金 了解纯铜的晶体结构 性能和用途 铜合金的特点 性能 与用途 4 轴承合金 了解轴承合金的性能及要求 三 实验 实验一 金相实验技术 4 学时 了解金相实验的基本工艺流程 学习试样制备 组织显示 显微摄影和暗 室技术 实验二 铁碳合金平衡组织观察 2 学时 观察不同成分的铁碳合金显微组织形貌 学习区分各种铁碳合金相的组织 特征 实验三 钢的热处理 4 学时 通过碳钢 合金钢的退火 正火 淬火和回火实验 掌握钢的常规热处理 技术 实验四 钢的非平衡组织观察 2 学时 观察钢的热处理后组织形貌 熟悉常见组织特征 四 学时分配 章节名称讲授 学时 实验 学时 小计 第一章 金属的晶体结构 6 6 第二章 金属的结晶 6 6 第三章 合金相结构与二元相图 8 8 第四章 铁碳合金 6612 第五章 三元合金相图 8 8 第六章 固态金属中的扩散 4 4 第七章 金属及合金的塑性变形 6 6 第八章 金属的回复与再结晶 6 6 第九章 钢的热处理原理 12 12 第十章 钢的热处理工艺 12416 第十一章 工业用钢 16218 第十二章 铸铁 4 4 第十三章 有色金属及其合金 6 6 合计 10012112 材料成型原理 教学大纲 课程类别 技术基础教育课程 课程 名称 材料成型原理 开课单位 五系 课程 编号 2050202 总 学 时 128 学 分 8 适用专业 材料加工与控制工程 先修课程 金属学 传热学 物理化学 机械制造基础 材料力学 弹性力学 铸造部分 一 课程在教学计划中的地位和作用 该门课程为热加工专业饿专业基础课 本门课的学习主要是为其它专业课 学习打基础 二 课程内容 绪论 1 材料科学的发展概况与趋势 2 本课程的任务及内容 第一章 液态金属 1 液体金属性质 2 合金的流变行为 第二章 液态金属的凝固 1 液态金属在铸型中流动的水利学特点 2 液态金属的凝固过程 3 组织形成与控制 4 液态金属的形核与长大 1 凝固过程化学成分的不均匀性 2 凝固过程中的气体与非金属夹杂物 3 单相合金的凝固 5 多相合金的凝固 1 共晶合金的凝固 2 包晶合金的凝固 3 孕育处理 4 变质处理 6 快速凝固和微重力凝固 7 凝固的收缩 8 缩孔缩松的产生与防止 9 金属凝固过程的应力与变形 10 金属凝固过程热裂与冷裂 第四章 凝固过程温度场 1 热传导方程 2 无限大平板的温度场 3 半空间的温度场 三 学时分配 章 节 名 称讲授 学时 实验 学时 小计 绪论 2 2 第一章 液态金属 2 2 第二章 液态金属 2 2 第三章 液态金属的凝固 28 28 合 计 34 34 塑性成型部分 一 课程在教学计划中地位 作用 1 材料成型原理 塑性成型部分 是材料成型与控制工程专业本科生 必修的一门技术基础教育课程 它为学生学习成型工艺及模具设计等课程奠定 了一定的理论基础 是一门理论性很强的课程 2 通过阐明塑性加工力学基础 初步掌握主应力法进行力能计算 探讨变 形过程的金属流动规律 便于利用这些规律 合理设计工艺 选择设备等 为 塑性成形工艺课的学习做必要的准备 二 课程内容 第一章 金属的塑性 1 掌握金属塑性概念及表达式 2 了解提高金属塑性变形程度的途径 第二章 金属塑性成形过程受力分析 1 解金属塑性成形过程受力分析 2 掌握应力状态分析 3 掌握变形体内质点的应变分析 4 熟练掌握两种常用的屈服准则 5 掌握屈服准则的应用 6 了解 Levy Mises 形变理论 7 了解 Prandtl Reuss 理论 8 了解金属塑性变形力学模型 9 了解平面变形及轴对称变形 第三章 金属塑性变形的流动规律 1 了解自由变形时的金属流动规律 2 了解影响金属塑性变形和流动的因素 3 了解金属塑性成形中的磨擦和润滑 第四章 金属塑性成形力学分析和主应力法 1 熟练掌握主应力法的基本原理 2 了解镦粗变形特点 3 掌握镦粗变形力计算 4 了解开式模锻变形特点 5 掌握开式模锻变形力计算 6 掌握板料弯曲工序分析 7 掌握板料弯曲应力应变分析 8 掌握圆筒形零件拉深分析和变形区的应力应变分布 9 了解挤压变形分析及单位挤压力的计算 三 实验 实验一 垫环镦粗的金属流动规律 实验二 圆环镦粗法测定摩擦系数 实验三 圆环镦粗计算机模拟 四 学时分配 章节内容讲授 学时 实验 学时 小计 第一章 金属的塑性 2 2 第二章 金属塑性成形过程受力 分析 18220 第三章 金属塑性变形的流动规 律 628 第四章 金属塑性成形力学分析 和主应力法 18220 合计 44650 焊接冶金部分 一 课程在教学计划中地位 作用 1 材料成型原理 焊接冶金部分 是材料加工与控制工程专业本科生必 修的一门技术基础教育课程 它为学生学习焊接方法 焊接工艺 材料焊接性 焊接结构等课程奠定了基础 是理论性很强的课程 2 本课程以理论教学为主 配合一定的实验 使学生掌握焊接冶金原理 焊缝形成 热影响区的影响以及焊接缺陷等方面的基础知识 为焊接专业 课的学习做好准备 二 课程内容 基本要求 绪论 了解 第一章 焊接热源及熔池形成 掌握 1 焊接热源及温度场 2 焊条熔化及熔池形成 第二章 焊接化学冶金 熟练掌握 1 焊接化学冶金的特点 2 焊接区内的气体和熔渣 3 气体对金属的作用 4 焊接时的氧化还原反应 5 焊缝金属的合金化 6 焊缝中硫和磷的控制 第三章 熔池结晶和焊缝组织 理解 1 焊缝金属的一次结晶组织 2 焊缝金属的二次结晶组织 3 焊缝中的气孔和夹杂 第四章 焊条 焊剂和焊丝 了解 第五章 焊接热影响区的组织和性能 掌握 1 焊接热循环 2 焊接热循环条件下的金属组织转变特点 3 焊接热影响区的组织和性能 4 焊接热模拟试验方法的特点 第六章 焊接裂纹 掌握 1 总论 2 冷裂纹 3 热裂纹 三 实验 主要针对焊缝及热影响区不同区域的金相组织与母材金属之间的比较观察 四 学时分配 章节名称讲授 学时 实验 学时 小计 绪论 2 2 第一章 4 4 第二章 12 12 第三章 4 4 第四章 2 2 第五章 426 第六章 6 6 合计合计 34236 材料成型及控制工程 教学大纲 课程类别 专业教育课程 课程名称 材料成型及控制工程 开课单位 材料科学与工程系 课程编号 2050203 总 学 时 56 学 分 3 5 课程类别 工程技术基础教育课 必修课 试用专业 材料成型及控制工程 先修课程 自动控制原理 电工学及电子学 一 课程在教学计划中的地位 作用 本课程是材料成型及控制工程专业的骨干课程之一 它包涵了材料成形检测与控制技 术方面的基本理论 是进一步学习先进材料加工技术的基础 本课程在专业教学中占有重 要地位 通过本课程学习使同学掌握材料成形过程自动控制的基本原理 技术 在此基础 上学习一些焊接 铸造 压力成型的典型材料成形控制技术 为今后实践工作打好基础 二 课程内容 基本要求 第一章 检测系统及其基本特性 了解检测系统的基本类型及结构 检测系统的基本特性 检测技术的发展 趋势 第二章 材料成型及控制工程常用传感器 了解传感器的基本类型及传感器技术现状与发展 掌握电参数型传感器 电量型传感器的基本原理 类型及应用 第三章 材料成型及控制工程常用检测技术 了解零件应变和应力状态 材料表面性能 工件表面缺限 工件内部缺限 的电测技术 第四章 温度检测技术 了解常用测温方法 类型及特点 掌握热电偶原理 类型 非接触式测温 仪表的原理及分类 第五章 自动控制系统理论基础 了解自动控制系统的工作原理 组成及分类 掌握自动控制系统微分方程 分析法 及其数学模型的建立方法 掌握典型环节的传递函数及系统传递函数 的计算方法 掌握自动控制系统基本性能分析的有关理论方法 第六章 材料成型及控制恒值控制系统分析 了解材料成型及控制恒值系统的常用类型及特点 掌握直流电动机恒速控 制系统和电弧弧长恒值控制系统的有关理论及系统分析方法 第七章 数字控制系统分析 了解自动控制系统的基本概念 以电阻点焊为例掌握数字程序控制系统的 基本理论 第八章 计算机控制系统分析 了解计算机控制系统的基本结构 分类 特点及发展趋势 掌握计算机控 制系统的基本理论及分析方法 三 学时分配 章 节 名 称讲授 学 时 实验 学 时 小计 第一章 检测系统及其基本特性 4 4 第二 第二章 材料成型及控制工程常 用传感器 6 6 第三章 材料成型及控制工程常用 检测技术 10 10 第四章 温度检测技术 8 8 第五章 自动控制系统理论基础 8 8 第六章 材料成型及控制恒值控制 系统分析 12 12 第七章 数字控制系统分析 4 4 第八章 计算机控制系统分析 4 4 合 计 56 56 机械制造基础 教学大纲 课程类型 技术基础教育课程 课程 名称 机械制造基础 开课单位 五 系 课程 编号 2050204 总 学 时 72 学 分 4 5 适用专业 机械学科各专业 先修课程 机械制图 金工实习 一 课程在教学计划中的地位 作用 机械制造基础 是一门研究金属材料及金属制造工艺方法的综合性技术科学 在高 等工业学校中 机械制造基础 是一门综合性的技术基础课 在教学计划中是机械类各 专业必修课程之一 它的作用是使学生了解常用金属材料的性能 基本掌握金属材料加工 工艺的基础知识 为学习其它有关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作 奠定必要 的金属工艺学的基础 二 课程内容 基本要求 绪论 1 了解 机械制造基础 在现代机械工业中的作用 2 理解课程的性质及任务 3 了解课程的基本思路 主要内容 学习方法及学习目的要求 金属材料及热处理部分 第一章 金属的结构与结晶 1 金属的晶体结构 掌握晶体概念 常见的金属晶体结构 晶面及晶向指数 致密度 单晶体 的各向异性 2 金属实际结构及晶体缺陷 理解单晶体 多晶体 点 线 面缺陷 3 握金属的结晶及铸锭组织 第二章 金属的塑性变形与再结晶 1 金属的塑性变形 熟练掌握单晶体金属的塑性变形 多晶体金属的塑性变形 2 变形对金属的组织和性能的影响 掌握组织影响 性能影响 3 回复与再结晶 掌握回复 再结晶 晶粒长大 再结晶温度及再结晶退火后的晶粒度 第三章 合金的结构与合金相图 1 合金的相结构 熟练掌握固溶体 金属间化合物 2 理解二元合金相图的建立 3 二元合金相图的类型 熟练掌握匀晶相图 共晶相图 包晶相图 了解其它相图 第四章 铁碳合金 1 熟练掌握铁碳合金组织结构 JI 2 其性能 2 铁碳合金相图分析 掌握相图分析 典型合金的结晶过程及组织 铁碳合金的成分 组织和性 能的关系 3 碳钢 掌握钢中常存杂质 钢的分类 普通碳钢 优质碳钢及碳素工具钢的牌号 性能与用途 第五章 钢的热处理 1 钢在加热时的转变 掌握奥氏体的形成 奥氏体的晶粒度及其影响因素 2 在冷却时的转变 理解珠光体转变及产物 贝氏体转变及产物 马氏体转变及产物 过冷奥 氏体转变图 3 钢的退火与正火 掌握目的 工艺 应用 4 钢的淬火 掌握淬火目的 淬火加热 淬火介质 淬火方法 淬火缺陷 5 钢的淬透性 掌握淬透性的概念 测定方法 影响因素 6 钢的回火 掌握目的 回火转变 回火组织及性能 回火种类及应用 7 钢的感应加热表面淬火 理解感应加热的原理 工艺参数及特点 8 钢的化学热处理 理解基本原理 钢的渗碳 渗氮 C N 共渗工艺及应用 9 热处理新技术简介 第六章 合金钢 1 概述 掌握合金元素的作用及存在形式 合金钢的编号方法 合金钢的分类 2 普通合金钢简介 3 合金结构钢 掌握渗碳钢 调质钢 弹簧钢和滚动轴承钢的牌号 成分特点 钢种 热 处理组织 性能及应用 4 工具钢 刃具钢 掌握低合金刃具钢 高速钢 理解硬质合金 模具钢 掌握冷作模具钢 热作模具钢 理解压铸模钢 量具钢 掌握碳素工具钢 低合金工具钢 特殊性能钢 理解不锈钢 耐热钢 耐磨钢 掌握各种钢的牌号 成分 热处理 组织 性能 特点及应用 第七章 铸铁 1 概述 理解铸铁的石墨化 铸铁的分类 铸铁的成分 组织及性能特点 2 常用灰口铸铁 掌握普通灰口铸铁 可锻铸铁和球墨铸铁的牌号 成分 组织 性能及应 用 第八章 有色金属及合金 1 铝及其合金 掌握纯铝 形变铝合金和铸造铝合金的牌号 成分 热处理 组织 性能 及应用 2 铜及其合金 理解纯铜 黄铜和青铜的牌号 成分 热处理 组织 性能及应用 3 了解轴承合金简介 第九章 机械零件的选材及工艺路线分析简介 第十章 铸造 1 铸造工艺基础 掌握液态合金充型的概念 充型能力对铸件质量的影响及掌握影响充型能 力的因素 合金流动性 液态合金的浇注条件 铸型的填充条件 掌握铸件的凝固方式及收缩的概念与影响收缩的主要因素 缩孔的形成原 因 熟练掌握预防缩孔的措施 熟练掌握铸件内应力 裂纹 变形的形成原因及其防止措施 掌握铸件中气孔产生的原因及预防措施 2 铸造结构设计 熟练掌握铸造工艺对铸件结构设计的要求 熟练掌握合金铸造性能对铸件结构的要求 3 砂型铸造 了解砂型铸造造型方法的选择 熟练掌握铸造工艺图的绘制 第十一章 压力加工 1 金属的可锻性 2 自由锻造 了解自由锻设备 熟练掌握自由锻造工艺规程的制定 掌握自由锻件的结 构工艺性 3 模锻 掌握锤上模锻的工序制定 了解胎模模锻工序 了解其它设备上的模锻 4 板料冲压 了解板料冲压材料 冲压设备 熟练掌握冲压工序 了解冲模结构 第十二章 焊接 1 了解焊接的实质 分类 2 电弧焊 了解焊接电弧 手工电弧焊的焊接过程 电弧焊的冶金特点 熟练掌握电焊条选择原 则 焊接组织性能的变化及对焊缝质量的影响 掌握焊接应力与变形的产生原因及减少应 力与变形的方法 了解埋弧自动焊 气体保护焊的焊接原理 特点 掌握应用范围 3 其它焊接方法 了解电渣焊 等离子弧焊 真空电子束焊 激光焊的焊接原理 焊接特点 熟练掌握应用范围 了解电阻焊的原理 分类 掌握应用范围 了解摩擦焊原理及应用 了解钎焊原理 特点 掌握应用范围 4 常用金属材料的焊接 掌握金属材料的可焊性 熟练掌握碳钢 合金钢 铸铁 有色金属的焊接 性能及防止焊接缺陷的方法 5 掌握焊接结构工艺设计 掌握焊接工艺设计的内容 步骤 三 实验部分 实验一 铁碳合金平衡组织观察 制样简介 金相显微镜简介 六大平衡组织观察及分析 实验二 钢的热处理 硬度计简介 碳钢的退火 正火 淬火 回火工艺及操作 硬度分析 四 学时分配 章 节 名 称讲授 学时 实验 学时 小计 绪 论 第一章 金属的结构与结晶 3 3 第二章 金属的塑性变形与再结晶 2 2 第三章 合金的结构与合金相图 4 4 第四章 铁碳合金 426 第五章 钢的热处理 10212 第六章 合金钢 9 9 第七章 铸铁 2 2 第八章 有色金属及合金 2 2 第九章 机械零件的选材及工艺路 线分析简介 2 2 第十章 铸造 10 10 第十一章 压力加工 10 10 第十二章 焊接 10 10 合计 68472 传热学基础 教学大纲 课程类别 技术基础教育课程 课 程名称 传热学基础 开课单位 材料工程系 课 程编号 2050205 总 学 时 32 学 分 2 适用专业 材料成型及控制工程 先修课程 大学物理 高等数学 线性代数 物理化学 计算方法 一 一 课程的基本要求及其在教学计划中的地位 作用 本课程是一门专门研究热量传递规律的课程 为材料成型及控制工程专业基础课程 材料成型及控制工程专业学生的必修课 学习本课程是使学生在已有知识的基础上掌握热 量传递的基本规律 以便对工程中所遇到的有关热量传递过程进行深入分析 并用数学方 法来表示其定量关系 为与传热有关过程的计算机数值模拟打下坚实的理论基础 提高学 生分析 解决工程实际问题的能力 二 课程内容 基本要求 第一章 结论 1 热量传递的三种基本方式 介绍三种基本传热方式 掌握对流与对流换热的区别 热辐射与辐射换热 的区别 2 掌握传热过程和传热系数的确定方法 第二章 导热基本定律 1 导热基本定律 掌握付里叶定律的数学表达式 导热系数及温度场等基本要概念 2 导热微分方程 了解导热微分方程的推导过程 掌握导热微分方程的应用方法 3 初始条件及边界条件 掌握初始条件及边界条件的确定方法 第三章 稳态导热 1 平壁导热 掌握平壁导热计算方法 2 圆筒壁和球壁导热 掌握圆筒壁导热计算方法 了解球壁导热计算 3 稳态导热问题数值法求解原理 掌握有限差分法原理 理解计算机解题方法 第四章 非稳态导热 1 非稳态导热的基本概念 掌握非稳态导热问题的提出及特点 2 一维非稳态导热问题的求解 理解一维非稳态导热问题的解析解法 3 二维及三维非稳态导热的求解 了解二维 三维非稳态导热问题的求解方法 4 非稳态导热的数值解法 了解非稳态导热问题有限差分法的数值解法 第五章 对流换热 1 牛顿冷却公式和换热系数 掌握对流换热问题的基本概念 牛顿公式的引出 2 影响对流换热的主要因素 掌握分析影响对流换热的主要因素及影响规律 3 对流换热的计算 理解相似原理 量纲分析法 了解准则方程式的求解方法 第六章 辐射换热 1 辐射换热的基本概念及定律 掌握热辐射的基本概念 辐射换热的基本定律 2 辐射换热计算 掌握黑体间的辐射换热及角系数 灰体间的辐射换热 3 气体辐射及火焰辐射 理解气体辐射的特点 了解气体辐射的计算 理解火焰辐射的特点 了解 火焰辐射的计算 第七章 复合换热 掌握工程中常见的复合换热问题的处理及求解方法 三 学时分配 总学时 32 章节名称讲授 学时 实验 学时 小计 第一章 绪论 2 2 第二章 导热基本定律 4 4 第三章 稳态导热 4 4 第四章 非稳定态导热 6 6 第五章 对流换热 7 7 第六章 辐射换热 7 7 第七章 复合换热 2 2 合 计 32 32 金属学 教学大纲 课程类别 技术教育课 课 程名称 金属学 开课单位 五系 课 程编号 2050301 总 学 时 96 学时 实验 8 学时 学 分 6 适用专业 金属材料工程 先修课程 物理化学 材料力学 一 课程在教学计划中的地位 作用 金属学是金属材料专业的专业基础课 它是研究金属材料性能同成份 组 织结构之间的 关系及其变化规律的一门科学 通过本课程的学习使学生明确金属材料的性能 同成分 组织结构的依赖关系 了解组织结构的变化规律 从而掌握金属材料 强韧化的途径 为后续课程奠定理论基础 二 课程内容 基本要求 绪论 2 学时 了解金属学的研究对象 本课程的目的 任务与主要内容 同其它课程的 关系 金属学的研究方法及金属学的发展简史 第一章 纯金属的晶体结构 8 学时 1 金属的概念 深入掌握金属的定义 金属原子的结构特点 金属原子间 结合方式 金属性能与金属键关系 金属原子间作用能等概念 2 晶体的概念 准确理解晶体与非晶体 单晶体与多晶体 晶粒 原子排 列的周期性 空间点阵的概念 掌握晶胞选取原则 布拉菲点阵 空间点与晶 体结构的关系 3 熟练掌握纯金属的晶体结构及其特点 4 熟练掌握晶向指数和晶面指数的标定方法 晶带定律以及晶面间距 晶 面夹角的计算 5 了解晶体投影方法 吴氏网 标准投影图的识别与运用 第二章 合金相结构 6 学时 1 理解合金的概念以及合金相形成的控制因素 2 掌握固溶体的结构特征 分类及形成条件 了解固溶的微观不均自性 3 了解各类中间相的控制因素 掌握各种中间相的结构特征及性能特点 第三章 晶体的缺陷 14 学时 1 了解点缺陷的类型及点缺陷对性能的影响 2 理解位错的概念 掌握位错的类型 柏氏回路及柏氏矢量的确定 3 掌握位错的运动 位错间相互作用 位错的增殖和塞积的概念及机制 4 掌握实际晶体中的位错类型及位错反应的机理 5 掌握界面的分类和结构 各类晶界的结构特征及特性 第四章 金属的凝固 6 学时 1 理解金属凝固的热力学条件 结构条件 过冷现象及凝固的一般规律 2 掌握均匀形核理论 理解非均匀形核及形核速率的概念 3 掌握晶核长大的热力学条件 微观机制及晶体生长和形态 4 了解凝固理论的应用 晶粒大小的控制 单晶的制备等 第五章 二元合金相图及合金的凝固 10 学时 1 理解相 相律的概念 掌握相图的识别 测定方法与使用方法 2 掌握匀晶相图与固溶体的合金凝固 3 掌握共晶相图和共晶合金的凝固 共晶 亚共晶 过共晶组织及形成机 制 4 掌握包晶相图及包晶转变合金的凝固 5 理解其它类型的二元合金相图及转变的特点 6 了解相图在生产实际中的应用 第六章 铁碳相图和碳钢 6 学时 1 掌握铁碳合金中的相的特征及铁 渗碳体相图 2 熟练掌握典型铁碳合金的平衡凝固过程及形成的组织特征 3 掌握碳含量对碳钢的组织及性能的影响 4 了解杂质对碳钢组织与性能的影响 5 了解合金铸件的组织和缺陷 第七章 三元合金相图 8 学时 1 掌握三元合金相图的表示方法及三元合金系平衡相的定量法则 2 了解三元匀晶 三元共晶 三元包晶相图的特征 三元合金组织形成和 变化规律 掌握各种截面图分析方法及确定合金组织 3 掌握三元相图的多相平衡规律 4 了解三元相图的应用 第八章 金属与合金的塑性变形 10 学时 1 了解金属的变形特性 理解由应力 应变曲线表示的 P S 等性能的物理意义 2 掌握单晶体塑性变形的规律及变形的微观机制 3 掌握多晶体塑性变形的规律及变形的微观机制 4 了解合金的塑性变形的一般规律及特征 5 掌握塑性变形对金属组织和性能的影响 第九章 回复与再结晶 10 学时 了解形变金属与合金在加热过程中的组织及性能的变化规律 掌握回复过程中组织与结构的变化 性能的变化及影响因素 掌握再结晶过程中的形核 长大机制及其影响因素及再结晶晶粒大小 的控制 了解晶粒长大的机制及其控制因素 了解金属热加工过程中的组织性能的变化及动态回复与再结晶的过程 第十章 扩散 学时 了解扩散现象的本质 扩散的机理 掌握固态金属扩散的条件及分类 掌握扩散方程及其物理意义 掌握影响扩散的因素及扩散定律的应用 三 实验 名称 内容 学时 要求 实验一 金相显微镜的使用及金相样品的制备 学时 通过本试验了解金相显微镜的原理及构造 金相试样的制备过程 掌握金 相试样的制备技术及金相显微镜的使用方法 实验二 铁碳合金平衡组织观察 学时 通过本实验了解铁碳合金平衡状态下的显微组织特征 掌握含碳量对铁碳 合金显微组织的影响及组织与性能之关系 实验三 显微摄影与暗室技术 学时 通过本实验了解金相显微摄影操作过程 掌握金相显微摄影技术及暗室操 作技术 实验四 典型二元及三元合金显微组织分析 学时 通过典型二元 三元合金显微组织特征的观察 掌握运用二元 三元合金 相图分析合金的结晶过程及平衡组织的形成 四 学时分配 章 节 名 称讲授 学 时 实验 学 时 小计 绪论 第一章 纯金属的晶体结构 第二章 合金相结构 第三章 晶体的缺陷 第四章 金属的凝固 14 14 第五章 二元合金相图及合金的 凝固 10 12 第六章 铁碳相图和碳钢 6 10 第七章 三元合金相图 8 10 第八章 金属与合金的塑性变形 10 10 第九章 回复与再结晶 10 10 第十章 扩散 6 6 合 计 88 88 金属力学性能 教学大纲 课程类别 技术基础教育课程 课 程名称 金属力学性能 开课单位 五系 课 程编号 2050302 总 学 时 40 学时 学 分 2 5 适用专业 金属材料工程 先修课程 理论力学 材料力学 金属学 一 在教学计划中的地位 作用 金属力学性能是一门以力学和物理冶金学为基础 以提高金属材料在不同 载荷 环 境 介质 服役条件下的服役能力为主要研究对象的理论及应用并重的科学 是金属材料 工程学生必修的专业课程之一 课程的主要作用是培养学生具备从事金属材料与合金的开发和应用研究 金属热处理 工艺 热加工工艺设计以及金属构件失效分析等研究工作所必需的力学冶金基础 掌握各 种力学性能的检测原理 方法和基本技能 二 课程的内容 基本要求 绪论 1 学时 1 了解课程的性质和内容 与材料科学与工程学科的关系和所起的作用 2 了解教学目标的要求 授课方式及教材内容的处理方法 第一章 金属的变形与断裂 7 学时 1 弹性变形 准确理解弹性变形的概念及变形机制 熟练掌握弹性变形区 内所确定的力学性能及其工程应用 2 塑性变形 准确理解塑性变形的概念 掌握塑性变形的规律 特点及力 学性能指标和影响因素 3 断裂 了解断裂的类型 掌握断裂机理及微观特征 熟练掌握断裂抗力 指标及其影响因素 第二章 金属静载力学性能 6 学时 1 了解各种静载 拉 压 扭 弯 试验的特点 2 掌握静拉伸曲线及力学性能指标的确定 3 掌握缺口效应及缺口试样确定的力学性能 第三章 金属的冲击性能 4 学时 1 理解冲击载荷下的金属变形与断裂的特点 掌握冲击试验及冲击韧性 ak 的评定 2 理解低温脆性的概念及评定低温脆性的试验方法 掌握影响冲击韧性及 脆性转变温度的因素 第四章 金属的断裂韧性 8 学时 1 了解裂纹扩展时能量的变化及断裂强度理论的概念 2 掌握线弹性状态的断裂韧性的概念及平面应变断裂韧性 KIC测定 3 了解弹塑性状态的断裂韧性的概念及评定指标的物理意义 4 掌握影响断裂韧性的因素及断裂韧性的应用 第五章 疲劳 4 学时 1 了解变动载荷类型及疲劳失效的特点 2 掌握疲劳曲线及疲劳强度指标 3 了解疲劳机理 4 掌握疲劳强度的影响因素及提高途径 第六章 高温力学性能 2 学时 1 了解蠕变断裂 失效 的理论 2 掌握蠕变极限 持久强度的物理意义及其影响它们的主要因素 第七章 其它力学性能简介 1 了解金属材料的其这力学性能 主要有磨损 应力腐蚀等 的概念及其 应用 三 实验 实验一 金属拉伸实验 2 学时 通过金属静载拉伸试验掌握金属材料的 s 0 2 P和 测定方 法 实验二 金属硬度试验 2 学时 通过硬度试验掌握各种硬度计的使用及各种硬度值的测量方法 实验三 金属冲击试验 2 学时 通过冲击试验掌握冲击韧性的概念及物理意义和 ak值的测量方法 四 学时分配 章 节 名 称讲授课 学时 实验 学时 小计 绪论 1 1 第一章 金属的变形与断 裂 7 7 第二章 金属静载力学性 能 6410 第三章 金属的冲击性能 426 第四章 金属的断裂韧性 8 8 第五章 疲劳 4 4 第六章 高温力学性能 2 2 第七章 其它力学性能简 介 2 2 合 计 34640 金属物理性能 教学大纲 课程类别 技术基础教育课 课程 名称 金属物理性能 开课单位 五系 课程 编号 2050303 总 学 时 40 含实验 6 学时 学 分 2 5 适用专业 金属材料工程 选修课程 金属学 金属热处理 一 课程在教学计划中的地位 作用 为金属材料工程专业必修课 使学生掌握金属材料的热 电 磁以及内耗等物性的一般特征及测试方法 二 课程内容基本要求 第一章 热学性能 1 表征热学性能的参数 内容 热函 热容的定义 平均比热与真实比热 定容比热与定压比热 克原子比热的物理概念及表示方法 要求 理解上述热学性能参的定义及概念 2 固体热容理论 内容 杜隆 珀替定律 德拜热容理论和柰 曼考定律简介 要求 了解经典热容理论和量子热容理论 3 相变对热容的影响 内容 熔化 多型性转变 有序无序转变 亚稳定态的热效应 要求 掌握各种相变和转变对金属热容影响的变化规律 4 热容的测量方法 内容 撤克斯法 史密斯法 要求 了解热容的测量方法及装置原理 5 热分析及其应用简介 内容 普通热分析 示差热分析 微分热分析及在钢的回火 测量转变曲 线等方面的应用举例 要求 掌握热分析原理及方法 第二章 金属的导电性 1 金属导电概述 内容 导电的物理本质及温度 应力 形变等因素对其影响 要求 理解金属导电的物理本质和各影响因素及其一般规律 2 合金的导电性 内容 固溶体 不均匀固溶体 有序固溶体 金属化合物 多相合金的导 电性 要求 了解上述合金导电性及其变化规律 3 电阻的测量 内容 电桥法 电位差计法 要求 熟练掌握上述电阻测量方法及装置 4 电阻分析及应用 内容 钢的回火 铝合金时效的测量固溶体溶解度曲线 要求 了解电阻分析的应用 掌握测量结果的分析 第四章 金属磁性能 1 磁学基本量简介 内容 磁极 磁矩 磁伤 磁化强度与磁感应强度 磁位能 磁化率与磁 导率 要求 理解上述基本量物理概念 掌握代表符号及单位 2 磁性的物理本质 内容 电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子总磁矩 要求 理解各种磁矩产生的原因 3 物质的磁性及其分类 内容 抗磁性 顺磁性 铁磁性及其它磁性 要求 了解各种磁性 磁结构以及物质磁性的分类 4 铁磁体及其性能简介 内容 铁磁体的自发磁化与畴结构 技术磁化与磁化曲线和磁滞回线 饱 和磁化强度和磁感应强度 磁化率与导磁率 居里温度 剩磁及矫顽力 磁滞 损耗等 要求 了解铁磁体的自发磁化及畴结构 熟练掌握技术磁化中畴壁变化及 磁化曲线与磁滞回线各特点的物理概念 5 磁性测量及磁性分析简介 内容 冲击磁性法 热磁仪法 磁称法 钢的回火分析 测定淬火钢中的 残余奥氏体会含量 要求 了解磁性测量方法及磁性分析的应用 第四章 热膨胀 1 热膨胀的物理本质 内容 材料的热膨胀系数的基本定义 平均膨胀系数其实热膨胀系数 线 膨胀与体膨胀系数 弗兰克尔双原子模型 要求 理解热膨胀系数的定义及双原子模型的定性说明 2 转变对热膨胀