通过《工程材料》课程学习,在掌握基本理论及基础知识的前提下,理解金属材料分类、材料热处理、成形方法等内在规律和物理本质,正确选择材料及使用的原则、方法,并运用知识分析和解决实际问题具备根据机械零件使用条件和性能要求。同时,要求学生应用《工程材料》知识,能正确认识和评价设计、开发机械工程领域复杂工程问题的解决方案对于社会、健康、安全、法律以及文化的影响。
通过本课程的理论教学和实验,使学生了解和掌握机械工程材料基本理论及其应用的基础知识,培养合理选择和应用常见工程材料的工程应用能力,为学习专业课程奠定材料基础。具体课程目标要求如下:
课程目标1:要求学生掌握常见工程材料的结构,金属材料的相变基本理论,掌握铁碳合金的结构及相图,掌握材料组织结构和性能的关系。
课程目标2:要求学生掌握钢铁材料在加热和冷却过程中组织和性能的变化,熟悉各种金属改性方法,能够制定简单的热处理工艺。
课程目标3:要求学生掌握常见工程材料种类、牌号、性能特点及应用;并能熟悉工程材料选用原则,具备在今后的设计和应用中具备合理选择和应用常见工程材料的工程应用能力。
第一单元 材料的力学行为
1.1 材料的力学性能(了解材料的基本力学性能,熟悉材料的力学性能及其性能指标的物理意义、符号)
1.2 材料的结构
1.3 材料的力学性能、韧性和脆性
1.4 分析材料的力学性能、材料断裂的原因
第二单元 二元合金相图及相变基础知识
2.1相图的概念
2.2 溶解度与二元合金相图的基本类型
2.3 铁-碳平衡相图
2.4 钢在加热时的转变
2.5 钢在非平衡冷却时的转变
金属的塑性成形与再结晶
二元合金相图
单元测验:力学性能、塑性变形与再结晶
二元合金相图及相变基础知识 单元测试
二元合金相图及相变基础知识 单元作业
第三单元 材料的改性
3.1 钢的预备热处理
3.2 钢的最终热处理
材料的改性 单元测验
第四单元 有色金属及其合金
4.1 铝及铝合金
4.2 铜及铜合金
4.3 轴承合金
4.4 其他有色金属及其合金
有色金属及其合金单元测试
有色金属及其合金 单元作业
第五单元 材料的选用
5.1 材料选用的原则与方法
5.2 典型零件的选材
学习本课程之前必须先学习完大学物理、理论力学、材料力学、工程化学等课程.
《机械工程材料》,戈晓岚、洪琢主编,北京大学出版社,2011。(教学团队核心成员—谭群燕教授为副主编)
(1)《机械工程材料》,沈莲主编,机械工业出版社,2012。
(2)《机械工程材料》,齐民、于永泗主编,大连理工大学出版社,2012。
(3)《机械工程材料》,王章忠,机械工业出版社,2011。
Q : 同素异构转变和液态金属结晶有哪些异同点?同素异构转变和改善金属材料的性能有什么关系?
A : 孙澳龙华北水利水电大学12-07 22:38
(1)金属的同素异构转变与液态金属的结晶过程有许多相似之处:
有一定的转变温度, 转变时都有过冷现象;放出和吸收潜热;转变过程也是一个形核和晶核长大的过程。但同素异构转变属于固态相变,所以具有其本身的特点,例如:同素异构转变时,由于晶界处具有 较高的能量,新晶格的晶核总是在原来晶粒的晶界处形核;另外固态时原子的迁移扩散较困难,所以转变时需要较大的过冷度;晶格的变化伴随着金属体积的变化,转变时会产生较大的内应力。
(2)什么是金属的同素异构转变?金属在固态下,随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异构转变.它与金属的结晶过程有何异同?同:1、有一定的转变温度,转变时有过冷现象;2、放出和吸收潜热;3、转变过程也不同;4、结晶过剩不同。
B : 王博华北水利水电大学10-31 22:59
1.相同点:发生了结晶,产生了相变,晶格结构发生了改变。
不同点:液态金属结晶由液态转变成固态,金属同素异构转变由固态转变成固态。
2.一些金属,在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化,即由一种晶格转变为另一种晶格的变化,称为同素异构转变。金属的同素异构转变现象是热处理改变金属性能的主要原因。
C : 牛清举华北水利水电大学10-29 14:36
相同点:有一定的转变温度,发生了结晶,产生了相变,晶格结构发生了改变。
不同点:液态金属结晶由液态转变成固态,金属同素异构转变由固态转变成固态。