《金属材料工艺》教学学大纲.doc

《金属工艺与机械制造》教学大纲 课程编号： 学 时： 72 学 分： 4 适用专业：机电， 考核要求：平时30，期末70 课程目的和任务 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术科学的课程，是广播电视中等专业学校机械类各专业所开设的一门必修技术基础课。 开设本课程的目的是使学生懂得有关金属材料和其它工程材料的基本知识，了解常用金属材料的成分、组织、性能及热处理工艺之间的关系。了解铸造、压力加工、焊接的工艺基础知识，为学习其它课程和从事生产技术工作打好必要的基础。本课程的主要任务：①学习热处理、铸造、压力加工、焊接等金属机件制造工艺方法的基本原理；②培养学生合理选用金属材料的能力；③培养学生选择毛坯和零件加工方法的初步能力；④培养学生具有零件毛坯加工方法的工艺知识和零件的结构工艺性知识； ⑤培养学生严谨的科学态度，实践动手能力，以及分析问题的能力。 二、理论教学内容 第一章 炼铁和炼钢 【教学目的】 本章阐述了炼铁原材料、炼铁的基本过程、高炉产品；炼钢的实质、炼钢的方法、钢的浇注。要求了解炼铁的基本过程、生铁常存元素与高炉铁的分类；了解炼钢的基本方法、镇静钢和沸腾钢的组织特征与用途。 【教学重点和难点】高炉熔炼的过程、高炉产品、炼钢的实质、转炉炼钢冶炼过程、镇静钢、沸腾钢。讲清炼铁与炼钢的实质，生铁中有哪些常存元素，哪些是有害元素，对性能有何影响 【教学内容】 炼铁原料：铁矿石、燃料、熔剂。高炉构造和高炉熔炼过程。 高炉产品：铸造生铁、炼钢生铁和铁合金。 炼钢方法：转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢。 浇注方法：模铸法和连铸法。镇静钢和沸腾钢。 【教学方法】 第二章 金属的性能 【教学目的】本章阐述了金属五大机械性能指标强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的概念、测试方法和应用。要求掌握强度和塑性指标的符号、单位及意义；掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定原理、方法、符号及应用。了解拉伸试验方法和拉伸曲线图；了解多次冲击试验和疲劳试验的概念。 【教学重点和难点】拉伸试验、布氏硬度试验、洛氏硬度试验、一次冲击试验的测试原理，以及经试验所获得的强度、塑性、硬度和韧性指标的符号、物理函义及其应用。要求学生应完成上述四种机械性能测试的实验。 【教学内容】拉伸试验和低碳钢拉伸曲线； 拉伸试验测得的强度指标：σe、σs和σb，以及拉伸试验测得的塑性指标：δ、φ。布氏硬度和洛氏硬度试验法的原理及应用。 摆锤式一次冲击试验法原理和冲击韧性指标αk。 金属疲劳的概念。 第三章 金属的结构和结晶 【教学目的】本章阐述了晶体结构的基本知识，金属晶体结构常见的类型，金属的实际晶体结构和缺陷，金属的结晶过程，同素异构转变，铸锭的组织和缺陷。要求理解晶格、晶胞、实际金属的多晶体结构、结晶等概念。掌握金属晶体的三种常见晶格类型：面心立方、体心立方和密排立方晶胞。掌握实际金属点、线、面缺陷与金属机械性能的关系。掌握纯金属结晶过程，过冷度与晶粒大小对机械性能的影响，细化晶粒的措施，纯铁的同素异构转变。掌握铸锭组织的结晶形成过程，铸锭组织对性能的影响。 【教学重点和难点】借助模型帮助学生掌握金属常见的晶格结构类型。着重讲解实际金属的各种晶体缺陷的特征及其对金属机械性能的影响关系。借助冷却曲线建立过冷度的概念，以及过冷度与冷却速度、晶粒大小和金属机械性能的关系，建立金属同素异构转变的物理概念。 【教学内容】 晶体结构的基本知识：晶格、晶胞、金属常见的晶格类型。 金属的实际晶体结构：多晶体结构、点缺陷、线缺陷、面缺陷。 纯金属的结晶：结晶的概念、结晶过程、晶粒大小对机械性能的影响、同素异构转变。铸锭的组织与缺陷。 第五章 铁碳合金 【教学目的】合金相结构的基本概念及其分类，二元合金状态图的建立和二元金状态图的分析。要求掌握合金、组元、系、相和组织的基本概念；着重掌握固溶体、金属化合物和机械混合物的概念及其对金属性能的影响。了解二元合金状态图的意义和作用，掌握用热分析法测定二元合金状态图，重点掌握二元合金状态图的结晶过程分析。铁碳合金的基本组织，铁碳合金状态图，碳钢的分类、牌号和用途。要求牢固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。牢固掌握简化的铁碳合金状态图；熟练分析不同成分的铁碳合金的结晶过程；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。 【教学重点和难点】合金结构的基本概念，二元合金状态图的建立和分析。建议借助实例分析固溶体、化合物对合金性能的影响。以热分析法为例，采用绘图仪绘制Pb—Sb合金状态图，并结合金相显微图片分析共晶、亚共晶、过共晶合金的结晶过程和结晶组织。 分析铁碳合金的基本组织及其室温下不同成分铁碳合金的组织特征。