材料成形理论基础教学大纲
一、课程名称：材料成形理论基础Fundamentals for Materials Processing
二、课程编码：
三、学时与学分：48／3
四、先修课程：工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础
五、课程教学目标
1．使学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有全面的较深入的理解，掌握其基本原理和规律。 2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。
3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。
4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。
六、适用学科专业
材料成形及控制工程
七、基本教学内容与学时安排
●液态金属的结构和性质(2学时)
固体材料的加热、熔化
液态金属的结构与性质
液态金属的流动性及充型能力
●凝固热力学和动力学(3学时)
凝固热力学
均质形核
异质形核
纯金属的凝固
●凝固过程中的传热、传质及液体流动(3学时)
凝固过程中的传热
凝固过程中的传质
凝固过程中的液体流动
●单相合金的凝固(2学时)
液态合金凝固过程的“成分过冷”
“成分过冷”对单相合金凝固过程的影响
●多相凝固与复合材料的凝固(3学时)
共晶合金的凝固
偏晶合金和包晶合金的凝固
自生复合材料的凝固
金属基人工复合材料的凝固
●铸件凝固组织的形成与控制(2学时)
铸件宏观凝固组织的特征及形成机理
铸件宏观组织的控制
●特殊条件下的凝固(2学时)
快速凝固
定向凝固
非重力凝固
半固态金属的凝固
●焊缝及其热影响区的组织和性能(3学时)
焊接及其冶金特点
焊缝金属的组织与性能
焊接热影响区的组织与性能
●成形过程的冶金反应(4学时)
液态金属与气体界面的反应
液态金属与熔渣的反应
焊接成形化学冶金特点
合金化
●零件成形缺陷的产生机理及防止措施(4学时)
内应力、应变及裂纹
气孔与夹杂
缩孔与缩松
化学成分的不均匀性
●特种连接成形原理与方法(2学时)
超塑性扩散连接成形等
●应力与应变理论(3学时)
应力空间
应变空间
●屈服准则(4学时)
塑性
屈服的概念
各向异性屈服函数
●本构方程(4学时)
应力－应变关系（经典本构理论）
增量理论
全量理论
●金属塑性成形解析方法(3学时)
主应力法
上限法
●塑性力学与塑性成形工艺的关系(4学时)
塑性与评价的方法
变形抗力及影响变形抗力的主要因素
提高塑性与降低变形抗力的主要工艺措施
设备吨位选择及模具设计原则
八、教材及参考书
材料成形原理（华中科技大学主编，机械工业出版社）九、考核方式
书面考试+讨论、作业+实验
材料工程基础》课程教学大纲 课程代码：050231021 课程英文名称：Fundamentals of Materials Engineering 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：金属材料工程专业大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标材料工程基础是金属材料工程专业学生必修的专业基础课，是学位课，是从事材料科学与工程专业技术领域人员必备的课程。 本课程主要讲授液态金属成形工艺、金属塑性成形工艺、金属连接成形工艺、粉末冶金成形、非金属材料成形工艺及各种材料成形工艺方法的选择原则。通过学习，使学生初步具备为不同零件的生产选择合理的制造方法的能力，为其他相关课程如工程材料学、热处理原理与工艺学以及从事新材料成形研究奠定必要的基础，同时使学生具有对典型的金属材料零件分析讨论使用不同的成形方法制造的能力。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1.掌握液态金属成形的工艺设计、浇注系统、冒口、冷铁等的设计基本原则；掌握顺序凝固的应用，同时凝固的应用；掌握砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等特种铸造方法的原理、特点和应用；了解3D 打印等先进成形技术； 2．掌握自由锻件图设计和模锻工艺；掌握板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺特点和应用；了解超塑性成形、液态模锻等先进塑性成形工艺。 3.掌握金属连接成形原理和方法；掌握电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等焊接工艺原理、特点及应用；了解焊接缺陷的检验方法；了解电子束焊接等现代焊接方法。 4.掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用。 5.掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用。 6.掌握各种材料成形工艺选用原则和方法。对具体典型的金属材料零件如暖气片、机床床身、大口径地下输水管、黄铜水龙头、发动机缸体、汽车铝轮毂、大型发电子转子、大批量齿轮毛坯、柴油机曲轴、连杆、半轴、硬币、汽车面板、火车钢轨、铜线、钢瓶、船体、硬质合金刀具、显示器壳体等分析讨论使用不同的成形方法制造的合理性。 7.了解国家相关政策，了解“一带一路”政策给材料成形带来的挑战以及机遇。 8.了解各种成形方法的设备。 9.了解各种新的材料成形方法。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握材料成形方法的一般知识，主要掌握金属材料成形的常用方法及特点。 2.基本理论及方法：掌握液态金属各种成形方法及工艺设计，浇注系统、冒口、冷铁的设计基本原则，掌握铸造缺陷及检验方法，掌握特种铸造方法的原理；掌握塑性成形方法的原理及工艺设计，锻件图设计，板料冲压、挤压、拉拔、轧制等工艺，掌握模型锻造的零件结构特点；掌握金属连接成形的方法及工艺设计，电弧焊、气焊、埋弧自动焊、气体保护电阻焊、等离子弧焊与切割、压力焊、钎焊等工艺，掌握焊接接头的组织和性能，掌握焊接缺陷及检验方法；掌握粉末冶金成形工艺的方法、特点和应用；掌握塑料、橡胶、陶瓷成形方法的特点和应用；
材料科学基础Ι课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分； 课程名称：材料科学基础 所属专业：材料物理，材料化学 课程性质：专业基础课 学分：8 （二）课程简介、目标与任务； 课程简介： 本课程是材料学科本科生的一门专业基础课。它的主要任务是使学生对材料的生产、科研、应用以及它的过去、现在和未来有初步了解，以及对材料科学与工程有一个较全面而又概括的了解同时，使学生掌握较完整全面的材料科学基础知识。本课程的覆盖面较宽，要介绍工程材料的结构与性能，生产制备，科研和应用的概况，材料的发展历史，目前状况和发展趋势。各章节除介绍有关材料的基本知识外，尽可能反映该领域的新成果、新发展及其在新技术中的应用。用必要的例子生动地描述出该领域的基本情况、动态和趋势。从这个意义上说，它不是一门传统的导论课，而是学生掌握材料科学基础知识的基础课。它让学生了解这一领域的基础、现状和前景。课程对材料研究的若干方法也做一些简介。 目标与任务： 通过本课程教学，使学生对材料科学基础知识以及材料的生产过程有一个较全面、较概括的了解；对当前材料科学研究的前沿有初步了解；培养学生对材料科学的兴趣。初步掌握各类工程材料的基本概念，包括组织结构、性能、生产过程和应用等；初步了解材料科学的研究前沿以及我校材料学科的科研工作简况。 （三）先修课程要求，与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接； 本课程是材料专业的专业基础课，本课程的学习需要学生具备高等数学、大学物理、大学化学作基础，同时又是材料专业的专业课（如金属材料学、陶瓷材料学、高分子材料、功能材料等）的基础。 （四）教材与主要参考书。 1. W.D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction，6th edition, John Wiley and Sons, Inc., New York,2003.
材料成形技术基础第一章 1-1 一、铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 1、铸造的实质 利用了液体的流动形成。 2、铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 3、铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 二、铸造工艺基础 1、铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。 （2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固B糊状凝固C中间凝固 2、合金的铸造性能 （1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断
《工程材料》教学大纲 一、教学基本目标 《工程材料》课程是高等院校机械类专业的一门必修的技术基础课，是机械设备设计合理选择材料和使用材料的基础。通过教学使学生： 1．了解工程材料的发展，了解非金属材料的分类及其应用，了解新材料、新工艺； 2．掌握机械工程材料的基本理论及基本知识，熟悉金属材料的分类及其应用；（毕业要求1-3） 3．熟悉铁碳相图、钢的热处理工艺、合金化等基本知识，掌握材料的成分、组织、性能之间的关系，具有分析机械工程材料性能的能力；（毕业要求1-3）4．能够根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材的能力；（毕业要求1-3） 5．能够根据机械零件使用条件和性能要求，制定结构零件热处理工艺的能力。（毕业要求1-3） 二、课程涉及知识技能 本课程通过课堂教学、实验、综合作业等综合教学环节，训练以下知识技能（毕业要求1-3）： 1．掌握工程材料基本理论及基本知识，具备根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力； 2．掌握铁碳相图和钢的合金化原理相关知识，具备分析材料、成份和组织和性能关系的能力； 3．掌握钢的热处理工艺、目的及其应用，具备根据材料的性能需求选择热
处理工艺的能力； 4．培养学生自主学习的能力和材料性能分析的工程意识； 5．通过材料金相试样制备及金相组织观察实验，具备分析材料成份、组织和性能关系的能力； 6．设计典型机械零件材料热处理工艺实验，具备分析不同热处理工艺对材料组织和性能影响能力。 三、相关能力培养 1．具有根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力；（毕业要求1-3） 2．具有设计实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力； 3．通过分组实验研究与讨论，培养学生具有团队意识和人际交流能力； 4．通过工程材料的选择与应用，培养学生工程设计的安全意识和社会责任感；（毕业要求1-3） 5．具有自主学习的能力。 四、教学基本内容 绪论 1. 了解材料的发展简史及工程材料研究的对象 2. 熟悉工程材料的分类 第 1 章材料的结构与性能 1. 掌握常见的纯金属晶体结构和合金的晶体结构 2. 掌握实际金属中的晶体缺陷 3. 熟悉金属材料的力学性能，了解金属材料的工艺性能和理化性能 4. 了解金属晶体中的晶面和晶向 5. 了解组织和性能的关系 第2章金属材料组织和性能的控制 1. 掌握纯金属的结晶过程 2. 掌握细晶强化的措施 3. 掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图和共析相图的分析 4. 掌握铁碳合金中的相和组织的概念，掌握相图中重要的点和线的含义，
《功能材料》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程名称（中/英文）：功能材料/ Functional Materials 2、课程性质：专业限选课 3、周学时/学分：4/2 4、授课对象：应用化学 二、课程简介 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等，起着重要的作用。本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况，以及相关结构与性能和应用情况。 三、教学目的与基本要求 (注：必须明确要达到的知识、能力要求) 使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点，掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途；使学生既有坚实的功能材料物理基础，又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。通过本课程学习，使学生对典型功能材料，如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解，掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。要求学生能够在识记的基础上，较好地理解所学内容，全面正确地掌握基本概念、基本原理，并且能够进行简单分析和判断。以学生为中心，在不断扩充奠定学生材料知识基础上，使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力，培养他们的学习兴趣，分别以自我和群组的方式不断学习，主动关心认识周围世界的材料，喜欢材料的世界，有为创造、改良和完善材料而努力的意愿，从而形成一段有意义的学习经历。
四、教学进度表 五、考核方式和成绩评定办法 1、考核方式：资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考 2、成绩评定办法：平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%. 六、正文 第一章绪论（教学时数2） 教学目的：本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类，以及新型功能材料的研究进展。讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。 教学重点：功能材料的分类 教学难点: 不同的功能材料分类标准，会产生不同的分类，需要说明各种分类的着重点。. 主要教学方法： 1、PPT多媒体和板书；
华中科技大学 《工程力学实验》（A 卷，闭卷，90分钟） 2013-2014年第2学期（机械平台） 班级___________________ 学号____________________姓名____________________ 一．(本题共30分) 简答题（含选择和问答题） 1. 选择题（6分）: 试件材料相同，直径相同，长度不同测得的断后伸长率δ、截面收缩率ψ是（ ）。 A ．不同的 B. 相同的 C. δ不同，ψ相同 D ．δ相同，ψ不同 2. 选择题（6分）: 铸铁压缩实验中，铸铁的破坏是由（ ）引起的。 A 正应力 B 与轴线垂直的切应力 C 与轴线成45°的切应力 D 以上皆是 3. 选择题（6分）: 铸铁圆棒在外力作用下，发生图示的破坏形式，其破坏前的受力状态如图（ ）。 4. 选择题（6分）: 如图示，沿梁横截面高度粘贴五枚电阻应片，编号如图，测得其中三枚应变 片的应变读数分别为80εμ、 38εμ和-2εμ，试判断所对应的应变片编号为（ ）。 A ．1、2、3； B ．5、4、2； C ．5、4、3； D ．1、2、4。
5. 在电测实验中，应变片的灵敏系数为片K =2.16时，若将应变仪的灵敏系数设置为仪K =2.30，在加载后，应变仪读数ds ε=400 με (单臂测量情况下)，则测点的实际应变ε为多少？（6分） 6. 分析低碳钢拉伸曲线与扭转曲线的相似处和异同点？（6分） 二．在低碳钢拉伸实验中，采用初始直径d 0=10mm 的标准圆截面试样，峰值载荷F b =35.01kN ，其断裂时的载荷F d =29.05kN, 断面收缩率为64.1%。请据此计算该试样的抗拉强度和断裂时破坏面的真实正应力。（15分）
《机械工程材料》教学大纲 修订单位：机械工程学院材料工程系 执笔人：吕柏林 一、课程基本信息 1.课程中文名称：机械工程材料 2.课程英文名称：Mechanical Engineering Materials 3.适用专业：机械设计制造及其自动化 4.总学时：48学时 5.总学分：3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 机械工程材料课程是为机械类本科生开设的必修课，本课程的主要目的是使学生通过本课程的学习，掌握金属材料，非金属材料，材料热处理以及材料选用等方面的技术基础知识．本课程的任务是结合校内金工教学实习，使学生通过工程材料的基础知识，材料处理，材料选用基础的学习，获得常用机械工程材料方面的实践应用能力，也为进一步学习毛坯成型和零件加工知识以及其它有关课程及课程设计，制造工艺方面奠定必要的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 （一）教学基本要求： １．熟悉工程材料的基本性能 ２．掌握金属学的基础知识，包括金属的晶体结构，结晶，塑性变形与再结晶，二元合金的结构与结晶． ３．掌握运用铁碳合金相图，等温转变曲线，分析铁碳合金的组织与性能的关系． ４．熟悉各种常规热处理工艺以及材料的表面热处理技术． ５．掌握常用工程材料（包括高分子材料，陶瓷材料）的组织，性能，应用与选用原则．（二）理论教学内容 1．绪论（2学时） 课程的目的和任务 ;教学方法和教学环节 ;学习要求与方法 2．工程材料的机械性能（2学时） 强度，刚度，硬度，弹性，塑性，冲击韧性 3．金属的晶体结构和结晶（6学时） 常见的三种晶体结构 ;金属实际结构及晶体缺陷 ;金属的同素异构转变4．金属的塑性变形与再结晶（6学时）
课程编号：02014925 课程名称：功能材料/Functional Materials 学分：2 学时：32 开课单位：材料科学与工程学院金属材料工程系 课程负责人：张庆安 先修课程：物理化学、材料科学基础 考核方式：开卷笔试 主要教材：功能材料概论，殷景华等主编，哈尔滨工业大学出版社，2002.9. 参考书目：现代功能材料，陈玉安等编，重庆大学出版社，2008.6. 课程简介： 《功能材料》是材料科学与工程等材料类专业的一门专业课，重点介绍具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型功能材料发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习，使学生对特种功能材料，如新能源材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解，掌握各种特种功能材料的基本原理。
课程编号：02014925 课程名称：功能材料/Functional Materials 学分：2 学时：32 开课单位：材料科学与工程学院金属材料系 适用专业：材料科学与工程等材料类专业 先修课程：物理化学、材料科学基础 一、课程性质、目的与任务 《功能材料》是金属材料工程专业选修课，重点介绍当今各种特种功能材料的发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习，使学生对特种功能材料，如新能源贮氢材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解，掌握各种特种功能材料性能的基本原理。 二、教学内容、基本要求及学时分配（按章节列出内容要求学时等，实验上机项目要列在课程内容一栏）
（教学基本要求：A-熟练掌握；B-掌握；C-了解） 三、能力培养要求 了解各种功能材料的基本原理、用途和制备方法，开阔学生视野，拓宽知识面。 四、教学方法与教学手段 以课堂讲授为主，采用多媒体教学手段进行教学。 五、教材与主要参考书目 1．功能材料概论，殷景华等主编，哈尔滨工业大学出版社，2002.9. 2．现代功能材料，陈玉安等编，重庆大学出版社，2008.6. 六、考核方式 开卷笔试。 七、大纲编写的依据与说明 本大纲依据“安徽工业大学材料类专业本科指导性培养方案（2016版）”编写。
《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种
材料科学研究方法 Materials Science and Research Method 课程编号：07310140 学分：2 学时：30 （其中：讲课学时：30实验学时：0 上机学时：0 ）先修课程：材料科学基础 高分子材料工程，材料成型及控适用专业：金属材料工程，无机非金属材料工程， 制工程，冶金工程、复合材料与工程 教材：戴起勋等. 材料科学研究方法（二版）. 国防工业出版社，2008 开课学院：材料科学与工程学院 、课程的性质与任务： 该课程作为材料类各专业的专业基础教学知识平台之一设置。该课程体系的目的是使材料类各专业及相关专业的学生对材料科学与工程学科的内在科学规律和发展趋势有一个宏观的认识，对材料的研究开发思路和各种方法有一个科学辨证的概念，进一步激发学生的学习积极性和创新精神，为以后各有关课程的学习打下良好的基础。本课程基本的任务是： 1、了解材料科学与工程学科的历史、地位、作用； 2、掌握现代材料研究和技术开发工作的基本方法、基本过程、基本思路和基本分析手段； 3、从宏观到微观比较深入地了解各类材料的共同特点与共同的效应； 4、树立材料的成分、结构、加工制备、性质、使用功能和环境间的系统工程概念； 5、培养学生一种对材料科学的创新思维、材料研究创新活动的科学方法及材料研究创新成果的分析能力。 、课程的基本内容及要求：第1 章材料科学发展史 1、教学内容 材料科学在人类历史发展各个阶段的状况及成就，石器时代，青铜时代，铁器时代，近代和现代的几次工业革命中材料的发展与对促进生产力的作用，特别着重近代和现代时期的材料发展情况。 2、基本要求 了解材料学科的发展史及在人类发展的历史进程中的作用，了解自然科学的各种研究方法在材料科学中的应用。 第2 章材料科学共性 1、教学内容 全材料科学的形成过程材料学科的细分化到综合、材料学科的交叉和渗透、材料科学与工程
材料工程基础教学大纲 课程编号： 课程名称：材料工程基础 英文名称：Fundamentals of Material Engineering 学时：32 学分：2 适用专业：材料化学 课程性质：限选 执笔人： 先修课程：无机化学、高等数学、化工原理 编写日期：2011年3月 修订日期：2012年3月
材料工程基础教学大纲 一、课程教学目标 材料工程基础课程是材料化学专业的一门学科基础课。围绕材料生产过程主要涉及到的工程理论，本课程主要介绍与之相关的基本理论和基础研究方法。通过本课程的学习，要使学生获得工程流体力学、传热与传质基础等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能；掌握材料生产过程中相关的工程理论基本知识，具备一定的工程研究能力。 二、教学内容及基本要求 第一章流体力学基础 （1）了解流体的基本物理属性和流体的输送设备。 （2）理解流体静力学、流体动力学、流体流动及流动阻力的基本概念、特性和工程应用。 第二章两相运动现象 （1）了解两相与多相流的专用术语和基本特性参数。 （2）了解粒子-流体的相互作用、连续相方程、流体-固体两相流的数值模拟。 第三章传热学基础 （1）了解传导传热、对流传热、辐射传热、综合传热等基本概念。 （2）掌握温度梯度、热流量的概念，平壁导热、园筒壁导热的计算，影响对流换热的主要因素及对流换热过程的描述，发射率、角系数的概念，物体之间的辐射传热，强化和削弱传热过程的方法。 第四章质量传递基础 （1）了解传质基本概念、分子扩散传质、传质与化学反应。 （2）掌握对流传质中的浓度边界层与对流传质系数、对流传质准数方程。 第五章物料干燥 （1）了解固体物料的去湿方法、物料的干燥方法、湿空气状态的变化过程、水分在气-固两相间的平衡。 （2）掌握对流干燥、传导干燥、辐射干燥、场干燥技术。
《生物医用材料》课程教学大纲 课程编号：BFMA2004 课程类别：专业基础课 授课对象：材化部生物功能材料专业大学三年级本科生 开课学期：春季 学分：3 学分/54 学时 主讲教师：孟凤华教授 指定教材：巴迪?D.拉特纳等编著、顾忠伟等译校的《生物材料料学：医用材料导论(原书第2版中文版)》，2011。 教学目的： 生物医用材料学是生物医学科学中的最新分支学科，是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。生物医用材料学是生物医学工程学的四大支柱之一，因此生物医用材料学是生物医学工程系本科学生必不可少的的一门专业课程。生物医学材料学是多门学科相互借鉴结合、相互交叉渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。本课程较系统的介绍生物医用材料学的基本概念，主要内容，研究现状及发展趋势，力求对生物医用材料学领域所涉及的材料学、化学、生物学、医学的有关知识进行较详细的介绍。以《生物医学材料学》为主要讲授内容，并结合科研和本学科发展最新动态，补充讲授纳米药物输送、组织工程等新内容。通过本课程的学习，使学生对生物医用材料学科的内容和知识有一个全面的了解，开拓知识面，为今后的深造和科研打下基础。 概述 课时：共1课时 教学内容： 序言 生物材料科学：多学科奋进的科学 生物材料的发展历史 第1部分材料科学与工程 第1章材料性质 课时：共2课时 教学内容： 1.1 引言 1.2 材料的本体性质 1.3 有限元分析 1.4 材料的表面性质和表征 1.5 水在生物材料中的作用 思考题： 1、简述影响材料的本体性质及测定方法。 2、简述材料的表面性质及常用的表面分析方法。 3、水在生物材料中起什么作用？ 第2章医用材料的种类 课时：共12课时 教学内容：
第二章铸造成形 问答题： 合金的流动性（充型能力）取决于哪些因素？提高液态金属充型能力一般采用哪些方法？答：因素及提高的方法： （1）金属的流动性：尽量采用共晶成分的合金或结晶温度范围较小的合金，提高金属液的品质； （2）铸型性质：较小铸型与金属液的温差； （3）浇注条件：合理确定浇注温度、浇注速度和充型压头，合理设置浇注系统； （4）铸件结构：改进不合理的浇注结构。 影响合金收缩的因素有哪些？ 答：金属自身的化学成分，结晶温度，金属相变，外界阻力（铸型表面的摩擦阻力、热阻力、机械阻力） 分别说出铸造应力有哪几类？ 答：（1）热应力（由于壁厚不均、冷却速度不同、收缩量不同） （2）相变应力（固态相变、比容变化） （3）机械阻碍应力 铸件成分偏析分为几类？产生的原因是什么？ 答：铸件成分偏析的分类：（1）微观偏析 晶内偏析：产生于具有结晶温度范围能形成固溶体的合金内。（因为不平衡结晶） 晶界偏析：（原因：(两个晶粒相对生长，相互接近、相遇；(晶界位置与晶粒生长方向平行。）（2）宏观偏析 正偏析（因为铸型强烈地定向散热，在进行凝固的合金内形成一个温度梯度） 逆偏析 产生偏析的原因：结晶速度大于溶质扩散的速度 铸件气孔有哪几种？ 答：侵入气孔、析出气孔、反应气孔 如何区分铸件裂纹的性质（热裂纹和冷裂纹）？ 答：热裂纹：裂缝短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化颜色 冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色。 七：什么是封闭式浇注系统？什么是开放式浇注系统？他们各组元横截面尺寸的关系如何？答：封闭式浇注系统：从浇口杯底孔到内浇道的截面逐渐减小，阻流截面在直浇道下口的浇注系统。(ΣF内<ΣF横
材料力学作业 第一题绪论和轴向拉压问答题 1. 杆件变形的基本形式有哪几种？ 答：拉伸（压缩），扭转，弯曲 2 何谓构件的强度和刚度？ 答：强度是在遭到外力时，材料抵抗破坏的能力；刚度是在遭到外力时，材料抵抗变形的能力 3．何谓轴力图？ 答：表示轴力沿杆轴线方向变化的图形，称为轴力图 4. 何谓截面法？叙述截面法的三个步骤？ . 答：1. 计算杆件内力的基本方法称为截面法。 2. 截面法的三个步骤是： 1. 沿该截面假想地把构件分成两部分。任意取出一部分作为研究对象，并 弃去另一部分 2. 用作用于截面上的内力代替弃去部分对取出部分的作用 3. 建立取出部分的平衡方程，确定未知的内力第二题轴向拉压单选1 关于约束的说法是（ D ） A、柔体约束，沿柔体轴线背离物体。 B、光滑接触面约束，约束反力沿接触面公法线，指向物体。 C、固定端支座，反力可以正交分解为两个力方向假设。 D、以上 A B 正确。 2 .构件的刚度是指构件（ C ） A、抵抗破坏的能力 B、不产生变形的能力 C、抵抗变形的能力 D、保持平衡的能力
3.材料力学中的内力是指（ B ） A.物体内部的力 B .物体内部各质点间的相互作用力 C .由外力作用引起的变形量 D.由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量 4 两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力，它们的应力是否相等？B （A）不相等； （B）相等； （C）不能确定； 5.拉（压）杆应力公式的应用条件是：（ B ） A.应力在比例极限内； B .外力合力作用线必须沿着杆的轴线； C .应力在屈服极限内； D.杆件必须为矩型截面杆。 6 下列结论哪些是错误的__D________： A.构件的强度表示构件抵抗破坏的能力， B.构件的刚度表示构件抵抗变形的能力， C.构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力， D.构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。 7.构件的强度是指构件（ A ） A.抵抗破坏的能力 B .不产生变形的能力 C .抵抗变形的能力 D.保持平衡的能力 正确答案： 1.D、2.C、3.B.、4.B、5.B、6.D、7.A 第三题轴向变形分析 1 .直杆如图所示，已知横截面面积为A，材料弹性模量为E，分析： （1）杆的轴力图是否正确？； （2）全杆的总变形计算是否正确？。
《工程材料》课程教学大纲 课程名称：工程材料课程代码：MEAU2012 英文名称：Engineering Materials 课程性质：大类基础课程（专业基础 学分/学时：2学分/36学时 必修课程） 开课学期：第4学期 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、工业设计等专业 先修课程：材料力学、物理化学、传热学、有机化学 后续课程：无 开课单位：机电工程学院课程负责人：陈长军 大纲执笔人：陈长军大纲审核人：倪俊芳 一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平） 课程性质：本课程是机械设计及其自动化、过程装备与控制工程、热能与动力工程、理论与应用力学专业的技术基础课程之一。使学生获得有关工程结构和机械零件常用的金属材料和非金属材料的基本理论和性能特点，并使其初步具备合理选择与使用材料、正确制定零件的冷热加工工艺路线的能力。 教学目标：工程材料为工程学基础课。作为工程技术人员，必须具有合理选择、正确使用材料的能力。因此，通过本课程的学习，使学生掌握必要的材料方面的基本理论，具有解决工程实践中关于如何选用材料、确定热处理方法、安排某零件的工艺路线等问题的能力。 本课程的具体教学目标如下： 1）掌握金属材料的成分、组织、性能之间的关系 2）了解强化材料的基本方法 3）初步掌握钢的热处理原理及基本工艺 4）熟悉钢的牌号、性能、用途，正确选用材料的基本原则
教学目标与毕业要求的对应关系： 二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：★；难点内容：?） 1、绪论（1学时） 目标及要求： 1)材料与社会经济发展的关系；工程材料及其分类； 2)课程目的、任务与学习方法；课程内容，了解课程的主要教学内容、学 习方法和主要参考资料。 讨论内容： 讨论材料与社会经济发展的关系 作业内容： 掌握材料的概念及其基本的分类。 2、第一章工程材料的性能（2学时） 1.1静载时材料的力学性能 1.2动载时材料的力学性能 1.3断裂韧性 目标及要求： 1)掌握材料的拉伸强度指标，硬度的表达方法； 2)了解材料的冲击韧度与疲劳强度； 3)了解材料的断裂韧性； 讨论内容：
《建筑装饰材料》课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程的性质、目的与任务 本课程是艺术设计专业（环境艺术设计方向）的一门专业核心课，根据学生初步接触专业设计的实际情况，课堂讲授装饰材料的性能，结合市场调查，掌握目前常用装饰材料的基本知识、基本特性、构造特点。使学生对装饰材料有一个感性认识，在设计中得到合理选用。（二）教学基本要求 要求从设计师的角度出发介绍目前常用装饰材料的性能、特征及规格，通过多媒体和图示列举详尽的构造接点，搭接方法以及在施工中的具体应用，使学生懂得运用不同的装饰材料来实现设计意图。 （三）学时分配 教学内容与时间安排表 二、教学内容 第一章室内设计制图的准备知识 本章重点、难点： 了解建筑材料的分类，明确建筑材料在建筑工程中的重要地位。 教学内容：
1、建筑材料的定义和分类 （1）按材料的装饰部位分类：1外墙2内墙3地面4顶棚 （2）按材料的材质分类：1无机材料2有机材料3复合材料 （3）按材料的燃烧性分类：1不燃性2难燃性3可燃性4易燃性 2、建筑材料的选择： （1）材料的外观 （2）材料的功能性 （3）材料的经济性 第二章建筑材料的基本性质 本章重点、难点： 1、材料的密度、孔隙率、空隙率等及与水有关的物理性质，材料的强度等力学性质。 2、吸水性与吸湿性的区别，三大密度的区别。 教学内容： 1、材料的基本物理性质 （1）材料的密度 （2）材料的孔隙率 （3）材料的吸声性能 2、材料的基本力学性质 （1）材料的强度、比强度 （2）材料的弹性与塑性 （3）材料的脆性和韧性 （4）材料的硬度、耐磨性 3、材料的耐久性 第三章地面装饰材料 本章重点、难点： 地面装饰材料的基本性质，建筑工程中常用的几种地面装饰材料的性能及用途。 教学内容： 建筑中常用的地面材料 1、石材地面 （1）天然大理石的特点、性能以及施工工艺
工程材料及其成形技术基础课作业参考答案 1-1 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？ 答：机械零件在工作条件下可能承受到力学负荷、热负荷或环境介质的作用（单负荷或复合负荷的作用）。力学负荷可使零件产生变形或断裂；热负荷可使零件产生尺寸和体积的改变，产生热应力，热疲劳，高温蠕变，随温度升高强度降低（塑性、韧性升高），承载能力下降；环境介质可使金属零件产生腐蚀和摩擦磨损两个方面、对高分子材料产生老化作用。 2-9 从铁-碳相图的分析中回答： ⑴随碳质量百分数的增加，硬度、塑性是增加还是减小？ ⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性的影响怎样？ ⑶为何钢有塑性而白口铁几乎无塑性？ ⑷哪个区域熔点最低？哪个区域塑性最好？ ⑸哪个成分结晶间隔最小？哪个成分结晶间隔最大？ 答：⑴随碳质量百分数的增加，硬度、增加塑性减小。 ⑵过共析钢中网状渗碳体对强度、塑性均降低。 ⑶塑性主要与铁-碳合金中的铁素体相含量多少有关，铁素体相含量越多塑性越好。钢含碳量低（ωc＜2.11％）铁素体相含量多为基体而有塑性，白口铁含碳量高（ωc＞2.11％）,渗碳体相含量高为基体而几乎没有塑性。 ⑷共晶点熔点最低，奥氏体区塑性最好。 ⑸ C点共晶成分（ωc＝4.3％）结晶间隔最小（为零），E点（ωc＝2.11％）成分结晶间隔最大。 3-1 什么是珠光体、贝氏体、马氏体？它们的组织及性能有何特点？ 答：珠光体（P）—铁碳合金平衡状态下，在PSK线（727℃）发生共析转变的转变产物，即铁素体片和渗碳体片交替排列的机械混合物组织。强度比铁素体和渗碳体都高，塑性、韧性和硬度介于铁素体和渗碳体之间。热处理后可得到在铁素体基体上分布着粒状渗碳体的粒状珠光体，综合性能更好。 贝氏体（B）—从550℃到Ms范围内中温转变、半扩散型转变的非平衡组织，即含过饱和碳的铁素体和渗碳体的非片层状混合物组织。按组织形态不同分羽毛状的上贝氏体（B上）和针片状的下贝氏体（B下）。上贝氏体脆性大无实用价值，下贝氏体的铁素体针细小，过饱和度大，碳化物弥散度大，综合性能好。 马氏体（M）—Ms-Mf之间低温转变、非扩散型转变的非平衡组织，即过饱和碳的α固溶体。体心正方晶格，分板条马氏体（低碳马氏体ωc＜0.20％,位错马氏体），强韧性较好；针状马氏体（高碳马氏体ωc＞1.0％，孪晶马氏体），大多硬而脆；ωc在0.2％～1.0％之间为两者的混合组织。马氏体的含碳量越多，硬度越高，马氏体有弱磁性。A→M,体积要膨胀，产生较大的内应力。 3-12 钢淬火后为什么一定要回火？说明回火的种类及主要应用范围。 答：钢淬火后一般不能直接使用，因为：①零件处于高应力状态（＞300～500MPa），放置或使用时很容易变形和开裂；②淬火态的组织（M＋A）是极端非平衡的亚稳定状态，有向稳
华中科技大学土木工程与力学学院 《材料力学》试卷与答案 2005-2006学期 一、问答题（20 分，每小题5 分） 1、在推导材料力学的某些基本理论和方法时，需要作一些必要的假设。试列举其中的三个假设。 答：略； 2、对于低碳钢，何谓σP ？ 答：比例极限； 3、工程中经常使用工字梁，从力学的角度看，工字梁的优点是什么？ / A 高，能充分利用材料。 答：与矩形梁和圆形截面相比，工字梁的W z 4、图示为材料相同、长度相等的等截面圆杆和变截面圆杆，试问哪一种杆件承受冲击的能力强？简述理由。 （a）（b） 答：不好定性判别。因为a 杆的动载系数小于b 杆的动载系数，但a 杆的静应力大于b 杆的静应力。 二、图示为内外直径比值α=1/ 2 的空心圆轴，其转速度n为每分钟300 转，主动轮输入的功率N1＝500 马力，三个从动轮输出的功率分别为N2＝150 马力，N3＝150 马力，N4＝200 马力。已知材料参数：G＝80Gpa，[τ]= 40MPa ;单位长度杆的允许扭转角[?]= 0.3o/ m 。试按照
强度条件和刚度条件选择轴的外径。（15） 提示： m = 7024 N ( N ? m ) ，N 的单位为马力。 n 解: 计算作用于各轮上的外力偶矩： m = 7024 N 1 1 n = 7024 × 500 = 111700N .m ; 300 m 2 = m 3 = 7024 N 2 n = 3512 N .m ; m = 7024 × 200 = 4680 N .m 4 300 作扭矩图： 可见： τ max = 7024 N .m 由强度条件： τ max = T max W t = 16T max πD 3 (1 ? α 4 ) ≤ [τ ]
《工程材料学》教学大纲 学分：2总学时：36 理论学时：27实验学时：9 适用专业：农机化、农机化师范 大纲执笔人：许令峰大纲审定人：赵立新 一﹑说明 1．课程的性质﹑地位和任务 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，是一个机械工程人员必须具备的能力。工程材料学是研究常用工程材料的实用性能与化学成分﹑内部显微组织之间的相互关系，找出其内在规律，以便采用合理的热处理工艺方法，来控制其内部组织，提高材料的性能。 2．课程教学的基本要求 理论知识方面：本课程是一门与生产实践联系很密切的课程，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，并避免不必要的重复，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。由于材料学的不断发展，知识不断更新，所以授课教师在吃透教材的基础上，应广泛阅读有关参考资料，紧跟本学科的发展，备课过程中随时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要发展及发展动向。 实验技能方面：观察材料内部组织结构必须借助于金相显微镜或其他仪器，学生必须首先掌握金相显微镜的构造及使用，并且学会金相显微试样制备。还应掌握不同含碳量的碳钢硬度的测定。 3．课程教学改革 总体设想：在有限的教学时间内尽可能多传授给学生有关材料学方面的理论知识。除课堂教学外，尚需进行必要的课堂讨论和习题课等，以进一步培养学生分析问题和独立工作的能力 二．教学大纲内容 （一）课堂理论教学 第一章：金属的机械性能（1学时） 拉伸图的分析，弹性和刚度﹑强度﹑塑性﹑硬度﹑疲劳强度﹑冲击韧性和断裂韧性的含义。 思考题：1﹑说明低碳钢拉伸曲线上的几个变形阶段 2﹑根据作用性质，载荷可分为几类？其主要性能指标各有那些？ 3﹑何谓硬度？如何衡量？ 第二章：金属的晶体结构与结晶（2学时） 第一节：纯金属的晶体结构 晶体的基本概念；金属中常见的晶格类型；晶面指数和晶向指数；金属晶体结构的其他参数。 第二节：实际金属的晶体结构 多晶体结构；晶体缺陷：点缺陷﹑线缺陷﹑面缺陷 第三节：金属的结晶 结晶的概念；结晶过程；晶粒大小：晶粒大小对性能的影响；晶粒大小的控制 本章重点﹑难点：1﹑晶格类型
材料科学基础课程教学大纲 一、课程说明 （一）课程名称、所属专业、课程性质、学分 课程名称：材料科学基础 所属专业：材料化学 课程性质：专业基础课 学分：4学分（72学时） （二）课程简介、目标与任务、先修课与后续相关课程 课程简介： 本课程是材料专业的一门重要的专业理论基础课。本课程围绕材料化学成分、组织结构、加工工艺与使用性能之间的关系及其变化规律，系统介绍材料的晶体结构、晶体缺陷、弹塑性变形及回复和再结晶、材料中的扩散、结晶与凝固、材料中的相变、相结构与相图等内容及其相互联系。 目标与任务： 学习本课程的目的是为了使学生认识材料的本质，了解金属、无机非金属材料的化学成分、热加工工艺、组织结构与性能之间的关系及其变化规律，为以后学习和工作中如何控制材料的化学成分和生产工艺以提高材料的性能、改进和发展各种热加工工艺以及合理地选材打下系统而坚实的理论基础。 先修课与后续相关课程： 先修课：数学、物理、化学、物理化学等。 后续相关课程：其他相关专业课程。 （三）教材与主要参考书。 教材： (1) 石德柯，材料科学基础，机械工业出版社，第二版。 (2) 胡赓祥，蔡珣，材料科学基础，上海交通大学出版社，第二版。 主要参考书： (1) 赵品，材料科学基础教程，哈尔滨工业大学出版社，年第二版。 (2) 刘智恩，材料科学基础，西北工业大学出版社，年第二版。
二、课程内容与安排 绪论1学时 第一章材料结构的基本知识 第一节原子结构 第二节原子结合建 第三节原子排列方式 第四节晶体材料的组织 第五节材料的稳态与亚稳态结构 （一）教学方法与学时分配 讲授，1学时。 （二）内容及基本要求 主要内容： 【掌握】：熟悉金属键、离子键、共价键、范德华力和氢键的定义、特点。 【了解】：了解原子结构及键合类型；掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表； 【一般了解】：对什么是材料科学、材料的结构与内部性能之间的关系等知识进行概论。 第二章晶体结构 第一节晶体学基础 第二节纯金属的晶体结构 第三节离子晶体的结构 第四节共价晶体的结构 （一）教学方法与学时分配 讲授，10学时。 （二）内容及基本要求 主要内容： 【重点掌握】：熟悉晶体的特点、空间点阵、晶胞、晶系和布拉菲点阵，晶向和晶面的表示方法，晶体的对称性。 【掌握】：掌握材料的结合方式、晶体学基础、三种典型的金属晶体结构，致密度和配位数，点阵常数和原子半径，晶体的原子堆垛方式和间隙，多晶型性。