材料与成型课程大纲

1、零件材料与成型技术课程标准课程名称：零件材料与成型技术总学时数：52学 分 数：3.0开课单位：机械工程系课程类别：必修课适用专业：机械设计与制造一、课程的性质零件材料与成型技术是研究工程材料及其成型工艺方法的一门综合专业技术基础课。本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线，重点介绍材料的本质，提出有关理论和描述，说明材料结构是是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性、成形的基本知识。二、课程设计思路本课程采用项目教学法等现代教学方法，培养学生的现代机械制造过程的完整概念，能运用工程材料及改性的知识，正确选用零件材

2、料和改性方法的初步能力，构建后续专业技术学习和工作的接口和通道。在教学内容方面，以典型零件或部件为工作载体形成四个教学情境，以真实的工作任务序化教学内容，将工程材料的种类、成分、组织、性能和改性、成形的基本知识点结合具体工作任务来学习，每项工作任务都要有成果输出。三、课程基本目标1、知识水平教学目标： 通过本课程的教学，使学生了解零件材料与成型技术在机械制造过程中的地位和作用，熟悉工程材料的种类、牌号、成分、性能、改性方法和用途；了解常用成型方法的基本知识。了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。2、能力培养目标：通过本课程的教学，使学生具有现代机械制造过程的完整概念。能运用工程

3、材料及改性的知识，正确选用零件材料和改性方法的初步能力；能综合运用成型工艺知识，选用毛坯成形方法；初步具有运用工程材料与成型工艺新技术，、新工艺解决实际问题的能力。3、素质培养目标：（1）培养学生耐心细致、一丝不苟的学习和工作态度。（2）培养学生团队协作的能力。四、先修课程本课程的先修课程：机械制图、工程力学、金工实习。通过本课程的学习，为机械设计基础以及后续专业课程的学习奠定基础，为从事机械设计与制造、机械产品质量分析与控制奠定必要的基础。五、内容标准情境一 箱体零件材料与成型教学目标了解：材料的晶体结构与非晶体结构特点、金属结晶过程与非金属的形成特点；理解：1、纯铁的同素异构转变，铁碳合金

4、基本相的特点2、理解铸铁石墨化的意义，石墨形态大小与基体组织及其对铸铁性能的影响，铸铁的特点；掌握：1、掌握影响结晶晶粒大小的因素与细化晶粒的方法；2、掌握铁碳合金的基本组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体)的定义、结构、形成条件和性能特点；3、掌握铁碳合金状态图各相区的组织及性能，以及铁碳合金状态图的实际应用；4、熟练掌握简化的Fe-Fe3C相图分析，铁碳合金分类；5、熟练掌握灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁的成分特点、牌号、组织、性能与应用特点；6、具备合理选择典型铸件的铸造方法、分析铸件结构工艺性，具有铸件质量与成本分析的初步能力；7、选用焊接材料、焊接方法，初步具有焊件质量与成本分

5、析的能力； 教学内容1、材料的力学性能、金属的物理性能与化学性能、金属的工艺性能；2、金属的晶体结构与结晶；3、铁碳合金基本组织的定义、表示符号、晶体结构、显微组织特征、形成条件及性能;4、铁碳合金状态图的构成、状态图中特性点、线的含义；5、典型合金的结晶过程分析及其组织，室温下不同区域的组织组成相；6、铁碳合金状态图的实际应用；7、铸造的分类、特点、应用；8、合金的铸造性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能；9、焊接的分类、特点、应用，常用金属的焊接性能；10、焊条电弧焊的工艺过程和工艺要点（焊接电弧、焊条、焊接工艺参数、焊接接头与坡口、预防焊接变形的措施等）；重点难点重点：铁碳合金

6、的基本组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体)的定义、结构、形成条件和性能特点难点：掌握简化的Fe-Fe3C相图分析，铁碳合金分类学时分配 20学时情境二 轴零件材料与成型教学目标了解：常用硬质合金理解：碳钢与合金钢的各自特点及合金元素在钢中的主要作用掌握：1、熟练掌握结构钢、工具钢、特殊性能钢的主要钢类、钢号及成分、热处理、性能、工艺路线安排及应用的特点；2、掌握常用碳钢、合金钢种类、牌号、性能与应用；3、掌握淬火钢回火加热时组织性能的变化，三大回火组织的形态特征，其性能特点及其应用，合金元素的影响4、掌握钢的淬硬性、淬透性、回火稳定性的概念与意义，主要的影响因素；5、熟练掌握钢的退火

7、、正火的工艺特点及其应用；6、熟练掌握钢的淬火、回火的工艺特点及其应用，淬火缺陷与淬火零件的结构工艺性，工件实际淬火效果与尺寸效应；7、掌握钢的表面淬火与主要化学热处理方法的工艺特点及其应用；8、具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性，具有锻件质量与成本分析的初步能力； 教学内容1、碳钢的成分及其影响，钢的分类，碳钢、合金钢的编号方法；2、钢的热处理的地位作用和热处理分类；3、钢的普通热处理工艺退火、正火、淬火、回火的目的、分类及应用；4、表面淬火及化学热处理；5、热处理新技术和热处理缺陷及其防止；6、锻压的分类、特点、应用；7、塑性变形对金属组织和性能的影响，常用金属的锻压性能；

8、重点难点重点：钢的退火、正火、淬火的工艺特点及其应用；难点：淬火缺陷与淬火零件的结构工艺性，工件实际淬火效果与尺寸效应；学时分配 22学时情境三 滑动轴承材料与成型教学目标了解：滑动轴承合金的组织特点、分类、性能与应用理解：常用粉末冶金材料（硬质合金、含油轴承等）的特点及应用掌握：1、常用铝合金分类、牌号、性能与应用特点，铝合金的时效强化；2、常用铜合金分类、牌号，性能与应用特点；教学内容1、铝及铝合金的种类、牌号（或代号）、性能、应用；2、铜及铜合金的种类、牌号（或代号）、性能、应用；3、滑动轴承合金的种类、牌号、性能；4、常用粉末冶金材料（硬质合金、含油轴承等）的特点及应用；重点难点重点：

9、常用铝合金分类、牌号、性能与应用特点，铝合金的时效强化难点：常用铝合金分类、牌号、性能与应用特点，铝合金的时效强化学时分配 6学时情境四 非金属材料教学目标了解：正在迅速发展的新型材料理解：箱壳类零件绘制和识读方法掌握：1、常用高分子材料的种类、性能与应用；2、陶瓷材料的种类、性能与应用；3、复合材料的种类、性能与应用；4、了解正在迅速发展的新型材料；教学内容1、有机高分子材料的基本知识及常用工程塑料、常用合成橡胶和其它有机高分子材料；2、陶瓷材料的基本知识及常用工程陶瓷；3、复合材料的基本知识及常用复合材料；重点难点重点：难点： 学时分配 4学时六、教学学时分配学时内容教学时数总学时讲授课内

10、实践课堂练习备注情境一：箱体零件材料与成型20128情境二：轴零件材料与成型221282情境三：滑动轴承材料与成型66情境四：非金属材料44七、实施建议1、课程组织安排说明（1）制作和完善工程材料及热成型工艺多媒体课件，并使用。（2）在课堂上播放工厂生产零件的教学片，在课堂内营造工程氛围，使学生学习理论同时与工程实践结合，增强了工程意识。（3）在教学方法上，为了帮助学生消化重点和难点，并熟练运用已学的知识，根据不同的教学目的和教学内容，在教学中提炼出项目教学法和任务教学法。讨论课特别受学生欢迎，在讨论前将提纲发给学生，并检查准备情况，然后进行讨论。由于讨论是在学生有准备的基础上进行的，因此，讨

11、论气氛热烈，在讨论的基础上教师进行总结，同时，也将其作为一次测验，激发学生学习积极性。（4）开设讲座 ，讲座是课堂教学的补充和延伸。一方面听讲座可以进一步了解基础理论和概念的具体应用，加深对基础理论的理解；另一方面利用讲座将所学的基础理论串联起来，对学生综合考虑问题的能力是很好的培养：第三利用讲座将科技前沿动态介绍给学生，可以扩大知识面，提高学生学习兴趣。（5）教研室每周安排教师定时定点给学生辅导和答疑；每周都布置作业，有的是课堂作业、有的是撰写小论文，教师作业批改量100%，且批改认真；教师同时指导学生开展课外学习，学生反映好，效果显著。教研室建立了习题库，试卷库可供学生进行课后复习，巩固所

12、学知识。（6）带领学生到建立技术合作的单位参观现场,与工人师傅交流,理论联系实际,安排学生到相关单位顶岗实习。2、教学方法建议采用启发式教学，调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，以“少而精”为原则，精选教学内容，使学生对机械制造的新材料、新工艺、新技术有所了解。采用多媒体教学，充分利用课件中的影音文件和图片资料，增强直观性，加深理解。同时注重每个章节的小节，帮助学生将课程内容结构化，有助于记忆。3、教学资源的利用使用教材：工程材料及其成型，李英主著，人民邮电出版社，2007年；第一版参考书：工程材料及加工工程，梁耀能主著，

13、机械工业出版社，2003年；第一版金属材料及热处理，赵忠主编著，机械工业出版社，2003年，第一版。多媒体资源：零件材料与成型技术课件实验（训）室利用：材料实验室八、教学评价建议1、考核性质：考查2、课程考核评价内容（1）学习态度10%（2）平时作业及课堂检测 20%（3）实验成绩（实验报告）40%（4）阶段测验 30%3、课程考核评分结构及权重评分类别学习态度平时作业、课堂检测实验成绩阶段测验权重（%）10204030表1 课程考核评分结构及权重表4、课程考核评分规则（1）学习态度主要以平时出勤及课堂纪律为主。（2）课堂检测方法包括：课堂提问；课内小练习；其它。（3）实验成绩及阶段测验评分规

14、则如表2和表3表2 实验评分细则实验项目实践作业任务任务权重（%）合计（%）金属力学性能3030铁碳合金平衡组织的观察4040非合金钢的热处理4040合计100加权分值：10040%=40表3 阶段测验评分细则学习情境测试内容测试权重（%）合计（%）1箱体零件材料与成型正确选择分型面、浇注位置、工艺参数等，会画简单铸件的铸造工艺简图；合理选择典型铸件的铸造方法、分析铸件结构工艺性；30302轴零件材料与成型主要钢类、钢号及成分、热处理、性能、工艺路线安排及应用的特点；合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性，进行锻件质量与成本分析40403滑动轴承材料与成型铝合金分类、牌号、性能与应用特

15、点，铝合金的时效强化；滑动轴承合金的组织特点、分类、性能与应用；20204非金属材料常用高分子材料的种类、性能与应用；了解正在迅速发展的新型材料；1010合计100加权分值：10030%=305、课程成绩的评分等级课程成绩的评分以百分制记分。也可按等级制记分，先计算百分制分数，再折算成等级制。折算方法见表4表4 百分制与等级制的折算方法百分制90100808970796069059等级制优秀良好中等及格不及格九、课程主讲教师和教学团队要求说明主讲教师和教学团队对本专业的高职教育特色要有清楚的认识和深刻的理解，而且教学目标明确，思路清晰，重点、难点清楚，态度积极，敢于大胆探索认真实践。学缘结构合

16、理，教师具备材料学、材料加工工程等多学科背景，能满足本课程综合性的特点及对教师知识面的要求。具有先进的教学技术，长期从事本课程和相关学科的教学与研究。编制人：编制单位：编制日期：审核人：教学单位负责人：3-3. 零件材料与成型技术总学时：58任课教师开课学期第一学期学习目标：1、获得常用工程材料及其成形工艺方法的基础知识；2、建立对材料成分、组织结构、性能、加工使用相互之间关系与规律的认识；3、掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能、改性方法和用途，具有选用常用工程材料和改变材料性能方法的初步能力；4、掌握常用材料成形工艺方法与工艺操作的基本知识，建立质量与经济观念，通过实训具有简单零件成形

17、加工的实践操作能力；5、具有综合运用工艺知识，选择毛坯种类、成形方法及工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和从事工业工程第一线生产、技术及管理工作奠定必要的基础；内容：1、工程材料的基本知识与应用实践；2、金属材料的牌号、性能、用途及选用原则；3、钢铁热处理方法的实质、工艺特点和应用范围；4、金属材料的铸造、锻造、焊接的基本原理、工艺特点和应用范围；5、零件材料与毛坯选择的原则、方法及步骤；教学方法建议：宏观：引导文法微观：讲述法 任务教学法 仿真教学法 实践操作法媒介：材料手册与材料成型手册校内实验室多媒体校外实训基地考核与评价：评价内容基本知识技能评价任务完成情况评价团队合作能力评价项目

18、完成情况演示评价工作态度评价评价方式小组成员互评、教师评价学生的基础：具备识读机械零件图的能力具有工程力学的知识通过了金工实习教师需要的能力：工程材料知识与料成型的相关综合知识机械制图的相关知识选择合适的毛坯生产方法的能力选择合适的零件加工方法的能力热处理及表面处理的方法公差配合的基本知识3-3. 学习情境一：箱体零件材料与成型 建议学时28开课学期第一学期学习目标：1、熟悉金属材料的性能，了解常用金属的性能特点，为合理选材打好基础；2、了解材料的晶体结构与非晶体结构特点、金属结晶过程与非金属的形成特点；3、掌握影响结晶晶粒大小的因素与细化晶粒的方法；4、掌握铁碳合金的基本组织(铁素体、奥氏体

19、、渗碳体、珠光体、莱氏体)的定义、结构、形成条件和性能特点；5、掌握铁碳合金状态图各相区的组织及性能，以及铁碳合金状态图的实际应用；6、理解纯铁的同素异构转变，铁碳合金基本相的特点；7、熟练掌握简化的Fe-Fe3C相图分析，铁碳合金分类；8、理解铸铁石墨化的意义，石墨形态大小与基体组织及其对铸铁性能的影响，铸铁的特点；9、熟练掌握灰口铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁的成分特点、牌号、组织、性能与应用特点；10、熟悉砂型铸造的工艺过程及工艺要点（分型面、浇注位置、工艺参数等的正确选择），会画简单铸件的铸造工艺简图；11、具备合理选择典型铸件的铸造方法、分析铸件结构工艺性，具有铸件质量与成本分析的初步能力

20、；12、选用焊接材料、焊接方法，初步具有焊件质量与成本分析的能力；内容：1、材料的力学性能、金属的物理性能与化学性能、金属的工艺性能；2、金属的晶体结构与结晶；3、铁碳合金基本组织的定义、表示符号、晶体结构、显微组织特征、形成条件及性能;4、铁碳合金状态图的构成、状态图中特性点、线的含义；5、典型合金的结晶过程分析及其组织，室温下不同区域的组织组成相；6、铁碳合金状态图的实际应用；7、铸造的分类、特点、应用；8、合金的铸造性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能；9、焊接的分类、特点、应用，常用金属的焊接性能；10、焊条电弧焊的工艺过程和工艺要点（焊接电弧、焊条、焊接工艺参数、焊接接头与

21、坡口、预防焊接变形的措施等）；教学方法建议：宏观：引导文法微观：讲述法 任务教学法 仿真教学法 实践操作法媒介：材料手册与材料成型手册校内实验室多媒体校外实训基地考核与评价：评价内容基本知识技能评价任务完成情况评价团队合作能力评价项目完成情况演示评价工作态度评价评价方式小组成员互评、教师评价学生的基础：具备识读机械零件图的能力具有工程力学的知识通过了金工实习教师需要的能力：工程材料知识与料成型的相关综合知识机械制图的相关知识选择合适的毛坯生产方法的能力选择合适的零件加工方法的能力热处理及表面处理的方法公差配合的基本知识3-3. 学习情境二：轴零件材料与成型 建议学时20开课学期第一学期学习目标

22、：1、理解碳钢与合金钢的各自特点及合金元素在钢中的主要作用；2、熟练掌握结构钢、工具钢、特殊性能钢的主要钢类、钢号及成分、热处理、性能、工艺路线安排及应用的特点；3、了解常用硬质合金；4、掌握常用碳钢、合金钢种类、牌号、性能与应用；5、掌握淬火钢回火加热时组织性能的变化，三大回火组织的形态特征，其性能特点及其应用，合金元素的影响6、掌握钢的淬硬性、淬透性、回火稳定性的概念与意义，主要的影响因素；7、熟练掌握钢的退火、正火的工艺特点及其应用；8、熟练掌握钢的淬火、回火的工艺特点及其应用，淬火缺陷与淬火零件的结构工艺性，工件实际淬火效果与尺寸效应；9、掌握钢的表面淬火与主要化学热处理方法的工艺特点

23、及其应用；10、熟悉自由锻的主要工序及工艺要点（识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等），会画简单锻件图；11、具备合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性，具有锻件质量与成本分析的初步能力；内容：1、碳钢的成分及其影响，钢的分类，碳钢、合金钢的编号方法；2、钢的热处理的地位作用和热处理分类；3、钢的普通热处理工艺退火、正火、淬火、回火的目的、分类及应用；4、表面淬火及化学热处理；5、热处理新技术和热处理缺陷及其防止；6、锻压的分类、特点、应用；7、塑性变形对金属组织和性能的影响，常用金属的锻压性能；教学方法建议：宏观：引导文法微观：讲述法 任务教学法 仿真教

24、学法 实践操作法媒介：材料手册与材料成型手册校内实验室多媒体校外实训基地考核与评价：评价内容基本知识技能评价任务完成情况评价团队合作能力评价项目完成情况演示评价工作态度评价评价方式小组成员互评、教师评价学生的基础：具备识读机械零件图的能力具有工程力学的知识通过了金工实习教师需要的能力：工程材料知识与料成型的相关综合知识机械制图的相关知识选择合适的毛坯生产方法的能力选择合适的零件加工方法的能力热处理及表面处理的方法公差配合的基本知识 3-3. 学习情境三：滑动轴承材料与成型建议学时6开课学期第一学期学习目标：1、常用铝合金分类、牌号、性能与应用特点，铝合金的时效强化；2、常用铜合金分类、牌号，性能与应用特点；3、熟悉滑动轴承合金的组织特点、分类、性能与应用；4、常用粉末