工程材料及成形技术基础课程

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课程名称:工程材料及成形技术基础

总学时 : 64/48学时 (理论学时56/40)

适用专业:机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程

一、课程的性质与任务

《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程,是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课,其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。

本课程是在修完高等数学、大学物理(含实验)和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识,为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程,培养专业核心能力;为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学,奠定必要的专业基础。

本课程教学开设了实验教学。通过实验教学,在巩固和验证课程的基本理论知识的同时,拓展学生的创新思维,着重培养学生实践动手能力和创新能力。

二、课程教学基本要求

1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识,掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系,熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点,使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。

2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点,获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。

3、具有综合运用工艺知识,初步分析零件结构工艺性的能力。

4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。

四、本课程的教学内容

绪论

一、材料科学的发展与地位:材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。

古代文明:人类的发展史上,最先使用的工具是石器;新石器时代(公元前6000年~公元前5000年)烧制成陶器;东汉时期发明了瓷器;到了西汉时期,炼铁技术又有了很大的提高,采用煤作为炼铁的燃料,这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中,发掘出20多座冶铁炉和锻炉。炉型庞大,结构复杂,并有鼓风装置和铸造坑。可见当年生产规模之壮观。

三次产业革命:

产业经济迅猛发展是以新材料的发现为依托的。如:半导体材料等。

知识经济时代:

进入21世纪,被称为现代科学技术四大支柱领域的材料、信息、能源和生物工程得到了前所未有的重视和发展。材料作为人类生产和社会发展的物质基础,占有十分重要的地位。 我国在新材料新工艺的研究和应用方面取得重大成果:航空、航天事业迅速崛起,带动航空、航天材料的发展。

北京奥运会主会场“鸟巢”结构设计奇特新颖,钢结构最大跨度达到343米。如果使用普通钢材,厚度至少要达到220毫米。这样一来,“鸟巢”钢材重量将超过8万吨。从工程的实际需求出发,Q460是最好的选择。需要的大约是4.3万吨高质量钢材 --低合金高强度

钢 。二、材料分类: 材料按工业工程来分类:机械工程材料,土建工程材料,电子材料等等;

本课程主要涉及的是机械工程材料

三、金属材料及其学习方法金属材料的性能均其化学成分、显微组织及加工工艺之间的关系. 四、这门课的主要内容:

工程材料:金属材料(主要)、非金属材料(次要)

主线:性能与化学成分、组织和热处理工艺之间关系

成型技术:铸、锻、焊;非金属材料

实验: 性能测试、材料热处理

第一章 工程材料结构与性能

1.1 材料原子(或分子)的相互作用

各种工程材料是由各种不同的元素组成,由不同的原子、离子或分子结合而成。原子、离子或分子之间的结合力称为结合键。一般可把结合键分为离子键、共价健、金属键和分子键四种。

一、离子键

当周期表中相隔较远的正电性元素原子和负电性元素原子接触时,前者失去最外层价电子变成带正电荷的正离子,后者获得电子变成带负电荷的满壳层负离子。正离子和负离子由静电引力相互吸引;同时当它们十分接近时发生排斥,引力和斥力相等即形成稳定的离子键。NaCl 、C aO 、A l2O 3等由离子键组成。

离子键的结合力很大,因此离子晶体的硬度高,强度大,热膨胀系统小,都是良好的绝缘飞船 运载火箭 卫星 歼10战斗机