3纯金属和合金的基本知识.docVIP

《工程材料及机械制造基础》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码课程名称：工程材料及机械制造基础 课程英文名称：Materials for Machine Engineering Fundamental of Mechanical Manufacture 课程所属单位：机械工程系工训中心教研室 课程面向专业：机械类本科生（机械设计制造及自动化、包装工程和过程控制及装备专业） 课程类型：必修课 先修课程：机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计和金工实习等课程。 学分：4 总学时：64 （其中理论学时：56 实验学时：8 ） 二、课程性质与目的 1．课程性质 工程材料及机械制造基础是研究机器零件常用材料和加工方法，即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件的综合性课程。它是高等学校机械类专业必修的技术基础课。 2．课程目的 学生在金工实习的基础上，通过本课程的学习，获得常用工程材料及零件加工工艺的知识，培养工艺分析的初步能力，并为学习其它有关课程及以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。 3．课程任务 （1）掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，具有选用工程材料的初步能力。 （2）掌握主要加工方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯、零件加工方法及工艺分析的初步能力。 （3）具有综合运用工艺知识、分析零件结构工艺性的初步能力。 （4）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。 三、课程教学内容与要求 第一章 材料的机械性能各种机械性能指标（强度 塑性冲击韧性硬度HB，HRC，HV疲劳强度断裂韧性）的物理意义和单位材料的工艺性能物理化学性能零件失效分析的一般方法。金属材料的机械性能：单向静拉伸图及屈服、颈缩现象；掌握强度（抗拉强度、屈服强度、条件屈服强度、疲劳强度）、塑性（延伸率、断面收缩率）、冲击韧性、硬度的符号及表示方法、单位、物理意义、工程技术意义。第章 金属与合金的晶体结构有关晶体结构的基本概念金属键晶面晶向晶体晶格晶粒单晶体三种常见的金属晶格合金相固溶体、化合物及混合物结构与性能。1）金属的晶体结构（晶体学基础）：晶体结构的描述晶胞的概念三种典型金属晶胞（BCC、FCC、HCP）合金的晶体结构 （合金相结构）：相和组织的概念固溶体的概念、分类、特点；固溶强化；化合物、机械混合物概念。第三章 金属和合金的结晶金属和合金的结晶金属和合金的结晶铁碳合金相图铁碳合金相图纯金属的结晶与组织：过冷度与冷却曲线；结晶过程；变质处理；过冷度对结晶过程的影响；晶粒度概念及细化晶粒的途径二元合金相图：相图的建立方法；二元匀晶、共晶相图的概念、相图分析、相组成物、相相对量、杠杆原理，相图与机械性能的关系；相图与工艺性能的关系。Fe-Fe3 C相图：Fe的同素异构现象；Fe-Fe3 C相图的组元； Fe-Fe3 C相图中的基本相；Fe-Fe3 C相图的重要点线。典型Fe－C合金的平衡结晶过程：工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁的平衡结晶过程。第四章 钢的热处理原理钢在加热时转变钢在转变钢在加热过程中的组织转变：钢的临界点；A化的转变温度；共析钢A化的过程；影响A化的因素；过冷A等温转变曲线（TTT图）；共析钢过冷A等温转变以及产物组织特征、性能特点；马氏体转变的实质和马氏体转变的特征；影响“C”曲线的因素；过冷A的连续冷却转变（CCT图）；“C”曲线的应用。钢的退火和正火：完全退火、不完全退火（球化退火）、扩散退火（均匀化退火）、再结晶退火、去应力退火（低温退火）的温度、组织和目的；正火的温度、组织和目的；正火与完全退火的比较。钢的淬火和回火：淬透性和淬硬性的概念影响淬透性的因素及淬透性的应用；回火的温度与组织、性能的关系；调质与正火的区别。第五章 金属的塑性变形金属的塑性变形塑性变形对金属组织和性能的影响塑性变形对金属组织和性能的金属塑性变形冷塑性变形对金属组织、性能的影响：纤维组织的概念；加工硬化的概念、实际意义；回复与再结晶：回复、再结晶、晶粒长大的概念、结果；再结晶退火及再结晶温度；冷、热加工的区别。第章 钢合金钢钢钢中主要元素；钢中杂质及热脆、冷脆、兰脆（氮的失效）、氢脆（白点）；在钢中的存在方式（扩大γ相区元素、扩大α相区元素、强形成元素）；对热处理的影响；对铁碳相图的影响；合金结构钢、合金工具钢：低合金高强钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、滚珠轴承钢、低合金刃具钢和高速钢的成分特点与合金化原则、性能特点、使用态组织、典型钢号及其应用、热处理特点。特殊性能钢：金属腐蚀的方法（化学腐蚀、电化学腐蚀）