2021级-《工程材料》课程大纲（胡增荣）-新版.docx

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1、工程材料课程教学大纲一、课程基本信息英文名称EngineeringMateria1s课程代码VEEN1008课程性质专业必修课程授课对象车辆工程专业学分2学时共36,其中讲课36。主讲教师胡增荣张卫华修订日期2023.11.10指定教材朱张校.工程材料.北京：清华大学出版社，2011二、课程目标（一）总体目标：材料是现代工业技术的物质基础，正确选择材料，确定合理的加工工艺，使零件既能满足性能要求，又能充分发挥材料的潜力，是一个车辆工程专业人员必须具备的能力。工程材料学是研究常用工程材料的性能与化学成分、内部显微组织之间的相互关系,找出其内在规律，以便能够根据使用要求合理选材，并采用合理的工艺方

2、法，来控制其内部组织，提高材料的性能。本课程是一门与生产实践联系密切的课程，在课程学习前，应进行金工实习，以便学生建立有关材料与工艺的感性知识。应安排学生在学完机械制图、机械制造基础等有关基础课或专业基础课程之后的第四学期，内容上注意与以上学科的衔接，并避免不必要的重a,课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容，使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识，具备根据零件工作条件合理选择和使用材料,正确制定热处理工艺方法，妥善安排工艺路线的初步能力。（二）课程目标：课程目标1：通过本课程学习，使学生获得有关工程材料结构、性能及其改性处理的基础理论和基本能力，理解工程材

3、料对项目实施的影响，并理解应承担的责任。课程目标2：初步具备掌握常用工程材料性能特点及合理选用材料的基本能力，能够针对车辆系统特定需求，完成车辆部件系统的设计选材。课程目标3：重点掌握各种钢材的牌号、性能及选用，钢材热处理改性的基本原理及工艺，在设计开发车辆相关解决方案的过程中，掌握并运用工程管理与经济决策方法合理应用材料。课程目标4：掌握工程材料的发展趋势，了解新材料的开发及其在车辆工程设计上的最新应用及要求，并用于车辆工程问题解决方案的材料比较与综合分析。（）课程目标与毕业要求、课程内容的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、毕业要求3、毕业要求6和毕业要求11。指标点1-4能够将相

4、关知识和数学模型方法用于推演、分析车辆工程问题，并用于车辆工程问题解决方案的比较与综合；指标点3-2能够针对车辆系统特定需求，完成车辆部件系统的设计；指标点6-2分析和评价车辆工程专业工程实践和车辆复杂工程问对社会、健康、安全、法律、文化的影响，以及这些制约因素对项目实施的影响，并理解应承担的责任；表1：课程目标与毕业要求的对应关系表课程目毕业要求指标点1-4（权重0.2）毕业要求指标点3-2（权重0.2）毕业要求指标点6-2（权重0.2）课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4表2：课程目标与课程内容的对应关系表课程目标对应课程内容课程目标1绪论和第一章，第二章，第三章，第四章，第五章，第六

5、章课程目标2第一阜，第e早，第二早，第四早，弟五早，弟八早，弟11早，第九章课程目标3第二章，第三章，第八章课程目标4第四章，第五章，第六章，第七章，第九章三、教学内容3.1讲授内容绪论1教学目标1 I)了解我国对材料发展的历史贡献；(2)掌握不同方法的工程材料分类。2 .教学重难点(1)工程材料分类3 .教学内容(1)材料发展简史；(2)材料分类。4 .教学方法课堂授课、课后复习5 .教学评价了解我国对材料发展的历史贡献；掌握不同方法的工程材料分类。对应课程目标1、课程目标4,毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点1-4。第一章材料的结构与性能特点1教学目标(1)了解晶格、晶胞、晶格常数等基本

6、概念和金属的结构类型以及晶体缺陷;(2)掌握金属材料的性能特点，主要是其工艺性能，力学性能和理化性能。6 .教学重难点(1)晶体的基本概念；(2)金属材料的工艺性能。(3)晶体结构、位错。7 .教学内容(1)金属材料的结构与组织；(2)金属材料的性能特点。8 .教学方法课堂授课、课后复习9 .教学评价了解晶格、晶胞、晶格常数等基本概念和金属的结构类型以及晶体缺陷；掌握金属材料的性能特点，主要是其工艺性能，力学性能和理化性能。对应课程目标1、课程目标2,毕业要求观测点1-4、毕业要求观测点3-2。第二章金属材料的组织和性能控制10 教学目标（I）掌握结晶的基本概念，以及结晶过程的基本规律，能初步

7、分析金属结晶过程。（2）掌握两元合金相图及其应用；（3）掌握铁碳金相图及其应用；（4）掌握金属的塑性变形过程、加工硬化的特点及消除与改善，理解锻造与铸造工艺对制件组织性能的不同作用；（5）掌握金属材料回复与再结晶过程，对材料性能的影响及实际应用；（6）掌握钢的冷却曲线及其组织转变过程、转变规律及其应用；（7）掌握常用热处理工艺的特点其应用；（8）掌握合金元素作用对相图的影响及对钢的热处理性能的影响；（9） 了解常用的和最新的表面处理技术及其应用。11 教学重难点（1）铁碳合金相图；（2）金属塑性变形的过程及加工硬化；（3）金属材料的回复与再结晶。12 教学内容（1）纯金属的结晶；（2）金属的塑

8、性加工及热处理；（3）钢的合金化及表面技术。13 教学方法课堂授课、课后复习14 教学评价掌握结晶的基本概念，以及结晶过程的基本规律，能初步分析金属结晶过程。掌握两元合金相图、铁碳相图及其应用；掌握金属的塑性变形过程、加工硬化的特点及消除与改善，理解锻造与铸造工艺对制件组织性能的不同作用；掌握常用热处理工艺的特点其应用；掌握合金元素作用对相图的影响及对钢的热处理性能的影响；对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求观测点6-2.毕业要求观测点3-2o第三章金属材料1教学目标（1） 了解掌握碳钢的成分和分类方法、常用钢材的牌号性能特点及用途：（2） 了解掌握合金钢的分类及常用牌号；（3）掌

9、握合金机构钢、合金工具钢和特殊性能钢的性能特点及用途；（4）掌握铸铁与铸钢的种类、性能特点，常见改性方法及工程应用；(5)掌握铝合金的种类、牌号、性能特点及工程应用；6 6)了解其他有色金属如：铜、钛、锲镁等的材料种类、性能特点及工程应用；7 7)了解其轴承合金的种类、性能特点及工程应用。8 .教学重难点(1)碳钢的性能特点及工程应用；(2)合金钢的性能特点及工程应用；(3)铸铁的种类，石墨对铸铁性能的影响，铸铁性能提高的方法。(4)铸铁石墨烯形态的调整。9 .教学内容(1)碳钢和合金钢；(2)铸铁及有色金属。10 教学方法课堂授课、课堂练习、课后复习11 教学评价了解碳钢的成分和分类方法、常

10、用钢材的牌号性能特点及用途；了解合金钢的分类及常用牌号；掌握合金机构钢、合金工具钢和特殊性能钢的性能特点及用途；掌握铸铁与铸钢的种类、性能特点，常见改性方法及工程应用；掌握铝合金的种类、牌号、性能特点及工程应用：了解其他有色金属如：铜、钛、银镁等的材料种类、性能特点及工程应用；了解其轴承合金的种类、性能特点及工程应用。对应课程目标1、课程目标2、课程目标3,毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点3-2。第四章陶瓷材料12 教学目标(I)掌握陶瓷材料的种类、组成特点和结构；(2)掌握陶瓷材料的性能特点及应用；(3)陶瓷材料的种类，特种陶瓷的应用；13 教学重难点(1)特种陶瓷及其工业应用。14 教

11、学内容(1)陶瓷的组成与结构；(2)陶瓷材料的性能特点及应用；(3)陶瓷材料的种类。15 教学方法课堂授课、课堂练习、课后练习。16 教学评价掌握陶瓷材料的性能特点及应用；了解陶瓷材料的种类，特种陶瓷的应用对应课程目标1、课程目标2、课程目标4,毕业要求观测点卜4、毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点3-2.第五章复合材料17 教学目标（1）掌握传统纤维增强和颗粒增强材料的复合原则；（2） 了解复合材料的性能特点及应用，理解复合材料性能可设计性；（3） 了解聚合物、陶瓷和碳基复合材料特点及应用；（4）掌握各种金属基复合材料工作特点及应用。18 教学重难点（1）复合材料的性能设计；（2）金属基复

12、合材料的制备及在车辆工程上的应用。（3）复合材料的界面问题；（4）金属基复合材料的制备工艺。19 教学内容（1）材料的复合原则及其性能特点；（2）非金属基复合材料和金属基复合材料。20 教学方法课堂授课、课堂讨论和课后复习。21 教学评价了解复合材料的性能特点及应用，理解复合材料性能可设计性；了解聚合物、陶瓷和碳基复合材料特点及应用；掌握各种金属基复合材料工作特点及应用。对应课程目标1、课程目标2、课程目标4,毕业要求观测点1-4、毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点3-2。第六章功能材料22 教学目标（1） 了解各种功能材料的分类、新能特点和应用；（2）关注新型纳米材料在车辆工程最新技术上的

13、潜在应用。2 .教学重难点（1）功能材料的种类；（2）功能材料在现代轨道车辆上的应用；3 .教学内容（1）功能材料概述及性能特点；（2）功能材料的种类。4 .教学方法课堂授课、课后复习。5 .教学评价了解功能材料的种类；了解功能材料在现代轨道车辆上的应用：对应课程目标1、课程目标2、课程目标4,毕业要求观测点卜4、毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点3-2。第七章零件的失效分析及选材原则6 .教学目标（1）掌握零件的不同失效形式：畸变、断裂、磨损合腐蚀；（2） 了解零件失效设计、使用和维护方面的基本原因；（3）掌握零件的选材原则：使用性、工艺性和经济与环境性原则。23 教学重难点（1）零件的失

14、效形式及特点；（2）零件的选材原则。24 教学内容（1）零件的失效；（2）零件失效分析及选材。25 教学方法课堂授课、课后复习。26 教学评价掌握零件的不同失效形式：畸变、断裂、磨损合腐蚀；了解零件失效设计、使用和维护方面的基本原因对应课程目标2、课程目标4,毕业要求观测点1-4、毕业要求观测点3-2。第八章典型工件的选材及工艺路线1教学目标(1)掌握典型齿轮和轴类零件的工作条件、性能要求及常用材料选择；(2)掌握典型弹簧和刃具的工作条件、性能要求及常用材料选择。27 教学重难点(1)齿轮和轴类零件的常用材料及选择；(2)刃具材料的种类及选用。(3)根据零件设计和使用选择最适宜的材料；28 教学内容(1)齿轮选材；(2)轴类零件选材；(3)弹簧选材；(4)刃具选材。29 教学方法课堂授课、课后复习30 教学评价掌握典型齿轮和轴类零件的工作条件、性能要求及常用材料选择；了解典型弹簧和刃具的工作条件、性能要求及常用材料选择。对应课程目标2、课程目标3,毕业要求观测点6-2、毕业要求观测点3-2。第九章工程材料的应用31 教学目标(1) 了解不同种类材料在汽车行业的应用；(2) 了解机床零件材料的选择；(3) 了解其他如：仪表、热能、化工及航空航天等领域的选材。32 教学重难点(1)车辆零件的性能要求及选材。33 教学内容(1)汽车用材；(2)机床用材；