工程材料课程教学大纲

1、工程材料课程教学大纲 课程名称：工程材料 课程编号：0501021B30501021B3 学时/ /学分：32/232/2 课程类别/性质：专业基础/必修 适用专业：复合材料与工程 一、 课程目标定位 课程目标：通过本课程学习，使学生获得有关工程材料结构、 性能及其改性处理的基础 理论和基本能力，初步具备合理选用材料和对常用工程材料改性的基本能力， 为学习其他后 续相关课程以及今后从事材料设计、 制备、改性与加工等工作奠定必要的专业理论与实践基 础。 课程定位：工程材料课程是复合材料与工程专业必修的专业基础课程。 定位于专业教育 内容学科专业基础知识体系 r 专业知识领域 r 核心知识单元。

2、先修课程：复合材料与工程 导论、基础化学、高等数学等。后续课程：材料科学基础、金属固态相变、材料性能学等。 二、 课程的知识、能力、素质培养目标 1.1. 知识培养目标 (1)(1) 掌握材料结构与性能的有关基础知识。 (2)(2) 了解金属材料制备的基本知识及力学性能指标。 (3)(3) 了解工程材料改性的原理和工艺。 (4)(4) 掌握工业用钢的热处理方法。 (5)(5) 了解常用工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料的基本性能与特 点 (6)(6) 了解新材料的发展与趋势。 (7)(7) 掌握工程制件选材的原则和基本方法。 2.2. 能力培养目标 (1)(1) 工程材料组织结构分

3、析能力。 (2)(2) 工程材料失效分析与力学性能测试能力。 (3)(3) 制订与实施工业用钢热处理工艺的能力。 (4)(4) 初步具备对于工程制件的选材、识材与用材的能力。 3.3. 素质培养目标 通过课程学习，初步具备工程师的基本意识和能力。 三、 课程基本内容和学时安排 1.1. 绪论 (1(1 学时) 教学内容：材料与社会经济发展；工程材料及其分类；课程目的、任务与学习方法；课 程内容。 教学目标：了解材料与社会经济发展关系；掌握工程材料的分类方法；了解课程目的、 任务及学习内容。 重 点：材料与社会经济发展；工程材料及其分类。 难 点：工程材料分类方法。 2.2. 纯金属与合金的晶体

4、结构 （2 2 学时） 纯金属的晶体结构；纯金属的实际晶体结构；合金的晶体结构。 教学目标：掌握晶体的概念；了解金属材料的晶体结构及其表示方法。 重 点：晶体结构；典型金属晶格、晶格参数；晶体缺陷。 难 点：晶面与晶向指数；晶体缺陷；固溶体。 3.3. 纯金属与合金的结晶（2 2 学时） 纯金属的结晶；合金的结晶；合金的性能与相图的关系。 教学目标：掌握金属的结晶规律、二元合金相图；了解合金的性能与相图的关系。 重 点：纯金属的结晶条件、过程及铸态组织；二元合金相图及相图分析；合金的性 能与相图的关系。 难 点：铸态组织；二元合金相图；二元合金相图中的杠杆定律； 合金的性能与相图 的关系。 4

5、.4. 铁碳合金（3 3 学时） 铁碳合金中的基本相；铁碳合金相图；相图的应用；双重相图。 教学目标：掌握铁碳合金中的基本相、相图及相图的应用；了解铁碳合金双重相图。 重 点：铁碳合金中的基本相、相图及相图的应用；铁碳合金双重相图。 难 点：相图的应用；铁碳合金双重相图。 5.5. 金属材料的力学性能（2 2 学时） 强度与塑性；硬度；韧性与疲劳强度；蠕变极限与持久强度。 教学目标：掌握常用金属材料的力学性能指标的内涵及表示方法。 重 点：强度与塑性；硬度；韧性与疲劳强度；蠕变极限与持久强度。 难 点：力学性能指标的获取。 6.6. 非金属材料及复合材料的结构与性能（ 2 2 学时） 高分子材

6、料的结构与性能；陶瓷材料的结构与性能；复合材料的结构与性能。 教学目标：了解非金属材料及复合材料的结构与性能。 重 点：高分子、复合材料的结构与性能。 难 点：复合材料的结构。 7.7. 金属材料的改性（3 3 学时） 金属材料的强化；钢的热处理 ；钢的合金化；表面技术。 教学目标：了解铁碳合金的强化原理与方法； 掌握钢的热处理概念及基本工艺； 了解钢 的合金化；了解表面技术的概念。 重 点：钢的热处理原理与工艺；钢的合金化。 难 点：热处理中的组织转变及转变产物的形态与性能，退火、正火、淬火、回火及 表面热处理的工艺特点和应用。 8.8. 非金属材料的改性（2 2 学时） 高分子材料的改性；

7、陶瓷材料的改性。 教学目标：了解高分子材料与陶瓷材料的改性原理与方法。 重 点：高分子材料与陶瓷材料的改性原理与方法。 难 点：高分子材料的化学改性；陶瓷材料的相变韧化。 9.9. 复合材料的增强机制及性能（2 2 学时） 纤维增强复合材料的增强机制及性能； 颗粒增强复合材料的增强机制及性能； 片层增强 复合材料的增强机制及性能。 教学目标：了解复合材料的增强机制及性能。 重 点：纤维增强复合材料的增强机制及性能。 难 点：复合材料的增强机制。 10.10. 工程材料简介（7 7 学时） 金属材料；高分子材料与陶瓷材料；复合材料；功能材料与智能材料。 教学目标：掌握常用工程材料的类别、编号方法

8、、性能特点及用途。了解复合材料、功 能材料与智能材料的特点与发展。 重 点：金属材料的类别、编号方法、性能特点及用途。 难 点：金属材料的编号方法。 11.11. 工程材料的选用与应用（2 2 学时） 选材的一般原则；零件的失效与选材；力学性能指标在选材中作用；典型工程制件的选 材与工艺。汽车零件用材；机床零件用材；仪器仪表用材；热能设备用材；化工设备用材； 航空航天器用材。 教学目标：掌握选材的一般原则； 了解力学性能指标在选材中作用； 了解典型工程制件 的选材与工艺路线。 重 点：选材的一般原则；力学性能指标在选材中作用； 典型工程制件的选材与工艺 路线。 难 点：典型工程制件的选材与工艺

9、路线。 四、实践性教学内容、要求与评分标准 1 1.实践性教学内容、要求 序 号 实验项目名称 内容与要求 实验 学时 实验 类型 实验 要求 主要仪器设备 1 1 金属材料硬度 测试 内容：测 4545 钢不同热处理后的硬度 要求：了解常用的硬度计的结构、工 作原理及使用方法；掌握金属材料 HBHB、HRHR、HVHV硬度测试原理与方法。 2 2 验证 必修 HBHB、HRHR、 HVHV 硬度计， 读数显微镜 2 2 碳钢热处理工 艺设计与性能 分析 内容：给定金属材料：碳钢或合金钢。 1 1.设计其工业用途;2.;2.根据用途制定热 处理工艺及试验；3.3.进行组织与性能 分析；4 4.

10、提交综合实验报告。 要求：了解选材的基本方法；掌握热 处理试验的操作规程。 2 2 综合 设计 必修 试样、热处理 炉、光学显微 镜、硬度计等 2.2.评分标准 根据学生的实验态度、实验操作动手能力以及实验报告的质量进行综合考核和评定。 本课程实验共有 2 2 个项目，实验评分标准为：满分共计 2020 分，计入工程材料课程总分, 其中实验一为 8 8分，实验二为 1212 分。 具体评分标准：实验态度及实验中表现， 3 3 分；实验前做好预习，实验中按实验规程和 要求进行实际操作，实验后按时完成实验报告， 3 3 分；实验报告质量（含实验数据齐全，报 告内容全面完整，相关问题回答正确，书写清晰整洁） ，2626 分。 按上述评分原则给出实验成绩。 （0 02020 分） 五、 建议教材或参考书 工程材料，莫淑华、王春艳主编，哈尔滨工业大学出版社 工程材料，崔占全、孙振国主编，机械工