西安交大工程材料.docx

教学基本要求? (1) 了解机械零构件的常见失效方式及其对性能指标的要求。? (2) 掌握碳钢、铸铁、合金钢、有色金属的成分、组织、热处理、性能特点及用途的基本知识。? (3) 初步掌握陶瓷材料、高分子材料、复合材料的成分、组织、性能特点及常用材料的种类和用途。? (4) 基本掌握根据零构件的服役条件、失效方式和性能要求选择材料及制造工艺的思路。? (5) 初步了解新材料、新工艺的基本概况及发展趋势。?教学内容及要求绪论??? 工程材料在机械设计及制造工程中的作用，工程材料的分类本课程的目的及任务，课程的基本内容，学习要求等。第一章--机械零件和器件的失效分析??? 掌握：常温静载下的过量变形；静载和冲击载荷下的断裂；交变载荷下的疲劳断裂；磨损失效；腐蚀失效；高温下的蠕变变形和断裂失效。第二章--碳钢??? 1. 掌握：纯铁的组织和性能；铁碳合金中的相和组织组成物；Fe-Fe3C 相图；钢中常存杂质元素对钢性能的影响；压力加工对钢组织和性能的影响；碳钢的分类、牌号及用途。??? 2. 了解：钢锭的组织及缺陷。第三章--钢的热处理??? 1. 掌握：钢在加热时的转变；奥氏体等温转变图；钢的普通热处理；钢的表面热处理。???? 2. 了解：奥氏体连续转变图。???? 3. 自学：钢的特种热处理。第四章--合金钢???? 1. 掌握：合金元素在钢中的作用；合金钢的分类及编号；低合金高强度钢；合金渗碳钢；合金调质钢；合金刃具钢；合金模具钢.??? 2. 了解：合金弹簧钢；滚动轴承钢；量具钢；不锈钢；耐热钢；低温钢；高耐磨钢。???? 3. 自学：超高强度合金钢；新型合金工具钢。第五章--铸铁??? 1. 掌握：合金元素在钢中的作用；合金钢的分类及编号；低合金高强度钢；合金渗碳钢；合金调质钢；合金刃具钢；合金模具钢.??? 2. 了解：合金弹簧钢；滚动轴承钢；量具钢；不锈钢；耐热钢；低温钢；高耐磨钢。???? 3. 自学：超高强度合金钢；新型合金工具钢。第六章--有色金属及其合金???? 1. 掌握：铝及铝合金；滑动轴承合金。???? 2. 了解：铜及铜合金；钛及钛合金。???? 3. 自学：镁及镁合金。第七章--高分子材料??? 1. 掌握：高分子材料的结构及性能特点。???? 2. 了解：常用高分子材料。第八章--陶瓷材料??? 1. 掌握：陶瓷材料的结构及性能特点。???? 2. 了解：常用工程结构陶瓷材料。???? 3. 自学：金属陶瓷。第九章-- 复合材料???? 1. 掌握：复合材料的结构及性能特点。???? 2. 了解：增强材料及其增强机制；常用复合材料第十章--功能材料??? 自学：电功能材料、磁功能材料、热功能材料、光功能材料及其它功能材料的性能特点、功能原理、种类及用途。第十一章--材料改性新技术??? 自学：材料表面改性新技术、快速凝固新技术、纳米技术的基本原理及工程应用。第十二章--零件的选材及工艺路线??? 1. 掌握：刚度和弹性指标、硬度和强度指标、塑性和冲击韧性指标在选材中的意义；依据材料的使用性能、工艺性能、及经济性选材的原则；典型零件（齿轮、轴、汽轮机叶片）的选材及工艺路线。???? 2. 了解：断裂韧度在选材中的意义。??? 3. 自学：零件实物性能试验的重要性；材料强度、塑性与韧性的合理配合。第十三章--工程材料在典型和生物医学上的应用??? 根据授课专业不同从汽车、机床、热能设备、仪器仪表、石油化工设备、航空航天、生物医学等行业选择讲解。第一章?机械零件的失效分析一、基本要求本章主要介绍了机械零件在常温静载下的过量变形、在静载和冲击载荷下的断裂、在交变载荷下的疲劳断裂、零件的磨损失效和腐蚀失效以及在高温下的蠕变变形和断裂失效。要求学生掌握全部内容。?二、重点内容1 零件的过量变形以及性能指标,如屈服强度、抗拉强度、伸长率、硬度等。2 零件在静载和冲击载荷下的断裂及性能指标，如冲击韧性、断裂韧性等。3 零件在交变载荷下的疲劳断裂、疲劳抗力指标及影响因素。4 零件的磨损和腐蚀失效以及防止措施。5 零件在高温下的蠕变变形和断裂失效。?三、难点断裂韧性及衡量指标，影响断裂的因素。?四、基本知识点?第一节零件在常温静载下的过量变形?1、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为变形: 材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化。弹性变形: 外力去除后可恢复变形。塑性变形: 外力去除后不可恢复。低碳钢，正火、退火、调质态的中碳钢或低、中碳合金钢和有些铝合金及某些高分子材料都具有图1-1所示的应力-应变行为。即在拉伸应力的作用下的变形过程分为四个阶段：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形。图1-1 低碳钢拉伸时的应力-应变曲线示意图图1-2 三种类型材料的应力-应变曲线示意图1-纯金属 2-脆性材料 3