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《工程材料及机械制造基础》教学大纲课程名称中文/英文工程材料及机械制造基础Fundamentals ofEngineering Materialand课程编号Manufacturing Technology4602051学分
3.5学时总学时64学时分配讲授学时实验学时上机学时讨论学时课程负责人李永国48808
一、课程简介/课程目标Course DescriptionCourse objectives工程材料及机械制造基础是机械类专业的技术基础课,课程目标是使学生了解工程金属材料的内部组织与性能之间的关系,熟悉金属材料的强化方法尤其是热处理强化以及各类金属材料的选用原则本课程内容主要包括机械性能、晶体结构、结晶过程、晶格缺陷、合金基本相结构,正确分析二元合金状态图,并应用铁碳合金状态图来分析铁碳合金成份、组织与性能的关系掌握金属塑性变形,钢的热处理,选用材料的基木原则,掌握铸造、锻压、焊接加工的基本原理及加工方法的选择Engineering materialsand basisof machinerymanufacturing belongto machineryprofessional technicalcourses,curriculum goalis tomake studentsunderstand therelationship betweenthe internalorganizationand performanceof engineeringmetallic materials,familiar withmetal materialstrengtheningmethodespecially heat treatment strengthenedand avariety of metal materialsselection principles.Thecourse contentincludes mechanicalproperties,crystal structure,the crystallizationprocess,lattice defects,alloy basicphase structure,analysis ofbinary alloysstate diagramand statediagram iron-carbon alloyappliedto analyzethe iron-carbon relationsof alloycomposition,microstructure andperformance.Masterdeformation,heattreatmentof steel,basic principlesofmetalmaterial selectionprinciples,master thebasicprinciples ofselection andprocessing methodsof casting,forging,welding process.课程目标掌握工程材料成分,结构,组织和性能的基础知识和理论根据钢的热处理基本理1论,铸造,锻压和焊接的工艺基础知识,对复杂机械工程问题进行分析与评价课程目标能够基于铁碳合金和常用材料的成分、组织和性能之间的科学原理,利用金属材料2的强化方法,具有合理设计机械零部件热处理及加工工艺路线并进行优化的能力课程目标根据特定需求,选择材料进行对比研究,制定实验方案和实验验证3二.课程目标和毕业要求的对应关系(说明根据矩阵图,查找自己课程对应的毕业要求指标点,课程目标要能支撑毕业要求指标点)课程目标毕业要求指标点毕业要求能够将相关知识和数学模型方法用于机械领域复
1.4杂工程问题解决方案的比较与综合工程知识
11.能够针对特定需求,完成单元(部件)的设计,并
3.
223.设计/开发解决方案能够进行系统或工艺流程设计,在设计中体现创新意识;
4.2能够根据对象特征,选择研究路线,设计实验方.研究34案三.教学内容和教学环节与课程目标的对应关系
(一)理论教学表一理论教学内容、教学方式和课程目标的关系(可根据自己课程,教学环节增加上机或实验等,没有讨论可删除此项)教学环节教学内容知识点课程目标讲作讨授业论材料刚度、强度与塑性第一章工程材料课程目标V1的力学性能疲劳强度、硬度、冲击韧性和断裂韧性纯金属的晶体结构,晶面和晶向单晶、多晶体、晶体缺陷、纯金属结晶课程目标1第一章工程材料4合金的相结构和结晶、二元匀晶,共晶和共析结构课程目标2相图铁碳合金相图的分析,典型铁碳合金的结晶过程,杠杆定律金属单晶与多晶的塑性变形、塑性变形对金属组织与性能的影响课程目标1塑性变形金属的回复与再结晶、金属的合金化第三章改变材料q q性能的主要途径课程目标2钢在加热、冷却时的组织转变钢的退火、正火、淬火和回火第四章常用金属碳素钢的分类、牌号及各兀素对钢性能的影材料响课程目标11合金钢的分类、牌号以及合金兀素在钢中的作用;合金结构钢,工具钢以及特殊性能钢的介课程目标2绍铸铁的分类,石墨化;典型铸铁性能特点铸造工艺基础,包括铸造的充型能力和凝固方式,铸件的收缩和应力课程目标1砂型铸造和特种铸造主要包括金属型铸造、压第六章铸造力铸造、离心铸造课程目标2铸造工艺设计主要包括浇注位置的确定、分型面的确定、工艺参数的确定锻压加工工艺、金属塑性成形原理及对金属组织和性能的影响第七章锻压课程目标q1自由锻和模锻板料冲压电弧焊的基本知识常用的焊接方法第八章焊接课程目标1常用金属材料的焊接,焊接的结构工艺性选材的一般原则,选材综合举例课程目标1第九章工程材料的选用及机械零常用机械零件毛坯的选择课程目标2件毛坯的选择
(二)实验教学(如果没有课内实验,此项可删除)表二实验教学内容、学习要求和课程目标的关系学序实验名称实验教学内容学习要求课程目标号时、认识和了解铁碳合金平1衡状态下的显微组织特了解金相显微镜的原理和征;碳钢室温平衡操作方法,并能用金相显
122、了解含碳量对铁碳合金课程目标3组织观察微镜观察不同碳含量的碳平衡组织的影响钢和铸铁、建立起状态图3Fe-Fe3c与平衡组织的关系、针对不同钢种设计合理1对钢和钢进行各种45T12的热处理方案;不同种类的热处理;在洛、分组进行钢和钢245T122钢的热处理2氏硬度机上对热处理后的课程目标3的热处理试样进行硬度测定对数、掌握洛氏硬度的测试方3据进行处理分析法对经不同热处理的试样进、了解金相显微镜的工作1金相试样的制行金相试样的制备,包括原理3备和显微组织2试样的粗磨,细磨、抛光、课程目标
3、‘掌握金相试样的制备2观察腐蚀;并对制备好的试样过程进行显微组织观察、了解常用合金钢及铸铁1合金钢、铸铁室采用金相显微镜对合金钢的显微组织特征;4温平衡组织观2和常用铸铁的组织进行观课程目标
3、分析材料的组织和性能2察察的关系实验报告要求:、每次实验前必须根据实验指导书结合讲课内容进行预习,明确实验目的
1、实验报告要书写整齐,图表要整齐规范2主要仪器设备金相试样、金相显微镜、箱式电阻炉、硬度计实验指导书名称《工程材料及机械制造基础实验指导书》自编
四、教学安排Teaching Arrangement课堂教学讨论实验总计教学内容(学时)(学时)(学时)(学时)第一章工程材料的力学性能44第二章工程材料结构102214第三章改变材料性能的主要途径102416第四章常用金属材料4228第六章铸造66第七章锻压44第八章焊接66426第九章工程材料的选用及机械零件毛坯的选择合计488864
五、课程考核()Assessment Scheme(-)课程考核评价方式课程考核由平时成绩与期末成绩相结合的方式进行、平时成绩占主要包括期中测评占、平时作业占、实验占130%,10%10%10%、期末成绩占考试采用闭卷笔试方式考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容,考试内270%,容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度,对有关理论的理解、掌握及综合运用能力考试题型以简单题、分析题、计算题为主考核与评价方式成绩比例(期末成绩平时成绩)70%+30%平时成绩()合30%课程目标课程考试()计期中测评(10%)作业10%实验10%70%166040522440303830010010合计(成绩构成)10101070100
(二)成绩评定办法及依据(考核方式里有几种类型,就写几种评分标准)()平时作业评分标准1成绩优秀良好中等及格不及格(90-100分)(80-89分)70-79分(60-69分)(<60分)课程目蔡、工程材料及热工程材料及热工程材料及热工程材料及热加工的基本知加工的基本知加工的基本知加工的基本知工程材料及热加识掌握全面,识掌握较全识掌握较全识掌握一般,工的基本知识掌基本概念正面,基本概念面,概念基本概念基本正握较少,解题过课程目标确、论述逻辑较正确、论述1正确、论述比确、论述基本程不完整,答案(6%)清楚、层次分比较清楚,解较清楚,解题清楚、解题过正确率低于明,解题过程题过程较完过程基本完程基本完整,或存在作业60%,完整,答案正整,答案较正整,答案基本答案大部分正抄袭现象确,书写清晰确,书写清晰正确确能够正确进行能够较准确进能够基本准确能够部分进行不能准确进行典典型零件选行典型零件的进行典型零件典型零件的选型零件的选材、材、热处理工选材、热处理的选材、热处材、热处理工热处理工艺路线艺路线的选工艺路线的选理工艺路线的艺路线的选的选择、制定和课程目标2择、制定和分择、制定和分选择、制定和择、制定和分分析,解决方案()4%析,解决方案析,解决方案分析,解决方析,解决方案不正确或存在正确书写清基本正确书案基本正确还需进一步完作业抄袭现象晰写清晰善每次作业按百分制评分,以所有作业的平均成绩计入总成绩()实验环节考核与评价标准2成绩优秀良好中等及格不及格(60(90-100分)(80-89分)70-79分(60-69分)分)课程普、实验操作过程实验操作过能够基本完能够完成实不能完成实规范,实验报告程比较规范,成实验,实验验,实验报验,不能按撰写规范,图表实验报告撰报告撰写基告撰写不完时提交实验写较规范,图本规范,数据清楚,数据合整,数据分报告,抄袭理,数据分析充表清楚,数据分析和结论析和结论基他人的实验课程目标分,结论正确,基本正确,实3合理,数据分本正确,实结果或实验析手段正确,数据分析不10%实验报告中的验报告中的验报告中的问题讨论能够适结论正确,实问题讨论可以问题讨论未正确当展开,有自己验报告中的问进行一定程度进行适当展的观点,所得出题讨论能够适的展开开结论与实验过程当展开联系紧密考核评分标准课程目标内容90-100分80-89分70-79分60-69分60分熟练掌握工较好掌握工基本掌握工不能掌握的基本掌握程材料的力程材料的力程材料的力力学性能、的力学性工程材料学性能、组学性能、组学性能、组组织和结能、组织和的力学性织和结构;织和结构;织和结构;构;热处理结构;热处能、组织热处理工艺热处理工艺热处理工艺工艺等基础理工艺等课程目标1和结构;等基础知等基础知等基础知知识,对复基础知识,(6%)热处理工识,对复杂识,对复杂识,对复杂杂机械工程但对复杂艺等基础机械工程问机械工程问机械工程问问题分析和机械工程知识及应题进行正确题进行较好题分析和评评价方法错问题分析用的分析和评的分析和评价基本正误和评价还价价确需加强能够正确进能够较准确能够基本准行典型零件进行典型零确进行典型能够部分进不能准确进热处理工艺热处理工艺零件热处理行典型零件行典型零件铁碳合金路线的选路线的选工艺路线的热处理工艺热处理工艺相图分析择、制定和择、制定和选择、制定路线的选路线的选课程目标2和应用、分析,解决分析,解决和分析,解择、制定和择、制定和()4%材料热处方案正确方案基本正决方案基本分析,解决分析,解决理确正确方案还需进方案不正一步完善确()期中考核与评分标准3期末考核与评分标准4考核评分标准课程目标内容分分分分分90-10080-8970-7960-6960熟练掌握工较好掌握工基本掌握基本掌握工不能掌握工I工程材料程材料的特程材料特程材料特程材料特程材料特的力学性性,热处理、性、热处理、性,热处理、性,热处理、性,热处理、能、组织和铸造、锻压铸造、锻压铸造、锻压铸造、锻压铸造、锻压结构;热和焊接的基和焊接的基和焊接的基和焊接的基和焊接的基课程目标1处理、铸本知识,对本知识,对本知识,对本知识,但本知识,对造、锻压复杂机械工复杂机械工复杂机械工对复杂机械复杂机械工40%和焊接的程问题进行程问题进行程问题分析工程问题分程问题分析工艺基础正确的分析较好的分析和评价基本析和评价还和评价方法知识及应和评价和评价正确需加强错误用札艺准除工确能够正确进能够基本准能够部分进案工典线型不行典型零件确进行典型行典型零件航的的制选进铁碳合金的选材、热皖处零件的选选材、热处工理能零解及案工相图分析、处理及加工确材、热处理理及加工工材基艺的型及能材料的选工艺路线的及加工工艺艺路线的选选淀课程目标2选够艺行择、热处选择、制定和路线的选择、制定和解理进选件30%决不理及加工和分析,解加零择、制定和分析,解决和热本路机决加准工艺路线决方案正分析,解决方案还需进择工较正路典的设计确方案基本正一步完善分工行推的方线件确汨!正布热方?
六、教学基本要求Basic teachingrequirements教师在课堂上应对基本概念、规律、原理和方法进行必要的讲授,并详细讲授每章的重点、难点内容;讲授中应注意理论联系实际,通过必要的案例展示、讨论,启迪学生的思维,加深学生对有关概念、理论等内容的理解,并应采用多媒体辅助教学,加大课堂授课的知识含量在主要章节讲授完之后,要布置一定量的案例分析讨论,加深学生对所学知识的理解、运用,拓宽学生的知识面对学生的要求预习和复习是常态学习过程;认真完成教师布置的作业;上课要认真听讲,与教师互动,积极发言;有问题要及时答疑,不得随意缺课认真做实验,实验后能分析、归纳实验结果,撰写出完整的实验报告
七、教学方法Teaching method采用启发式、讨论式与实验教学相结合的教学方法教师在理论授课时注重教学互动形式,即采用启发式提问,学生讨论后回答的方式加强交流,重要章节结合实验教学,使教学模式生动多样本课程采用的教学媒体主要有文字教材(包括主讲教材和参考书)、音像教材(光盘)、课件(包括主讲老师对全书的系统讲授,还有重要内容的文字提示与电子教学幻灯片)以及网络综合平台的互动本课程自学内容的量应不少于理论教学时数的主要安排在各章节中有关背景资料和易于20%,理解的内容上在主要章节讲授完之后,要布置一定量作业旨在加深学生对所学知识的理解、运用,拓宽学生的知识面
八、参考教材和阅读书目()Textbooks andLearning Resources、陈培里,工程材料及热加工,北京高等教育出版社,
12007、温建莉、刘子利,工程材料与成形工艺基础学习指导,北京化学工业出版社,、杨瑞220073成、邓文怀、冯辉霞,工程设计中的材料选择与应用,北京化学工业出版社,、刘立君、20044杜贤昌、孙振忠,材料成型设备与计算机控制技术,
2004、王卫卫,材料成形设备,北京机械工业出版社,
52004、李建保、周益春,新材料科学及其实用技术,北京清华大学出版社,
62004、京玉海、罗丽萍,《机械制造基础》上册高校教材清华大学出版社
72004、罗丽萍、京玉海,《机械制造基础》下册高校教材清华大学出版社
82004、卢本、王君,材料成型过程的测量与控制,北京机械工业出版社,
92005、何传启,《第二次现代化一人类文明进程的启示》,高等教育出版社,
101999、孙康宁,现代工程材料成形与机械制造基础(上册),北京高等教育出版社,、李11200512爱菊,现代工程材料成形与机械制造基础(下册),北京高等教育出版社,、齐乐华.200513工程材料及机械制造基础.北京高等教育出版社,
2006.、梁戈、时惠英,机械工程材料及热加工工艺,北京机械工业出版社,年
142006、(美)北京:机械工业出15P NRao,Manufacturing Technology-Foundry,Forming andWelding,版社,年2009>陈朝霞,何柏林,成都:西南交通大学出版社,年16Mechanical EngineeringMaterials,2016
九、本课程与其它课程的联系()The relationsbetween thiscourse andother courses本课程是一门实践性很强的课程,应有相应的实践性教学环节与之配合学习本课程前,学生须经“金工实习”环节的培训本课程与先进机械制造技术,机械设计,毕业设计具有紧密的联系附录课程思政目标使学生从工程材料的选择,强化手段和塑造成型,理解塑造成才的必要历练和坚持,明白千锤百炼方成钢的人生道路课程思政素材课程思政素序号对应章节教学方法材学习齿轮的选材和必须的加工工艺流程通过微塑造成才的第九章工程材料的课视频讲授和自由讨论,感悟因材施教,才尽1必要历练和选用及机械零件毛其用的道理,以及每个人通往人才的塑造历程坚持坯的选择和必不可少的历练和坚持新时代需要学识渊博、意志坚强、敢于创新的人才讲授学习钢的热处理基本原理,历经高温加热产生相变,然后不同速度冷却,才能改变组织,第三章改变材料性获得所需要的机械性能结合“钢铁是怎么炼千锤百炼方2能的主要途径,第成的”文学作品的创作者本人的励志故事和作成钢二节钢的热处理品主人公的奋斗精神,人生就如同这热处理在人生旅途中,我们会遇到重重挫折,只不过是人生道路上摧我们奋进的火焰讲授锻压设备结合近年来,世界最大锻压机3大国重器第七章锻压记录连续由中国制造刷新,结合重点工程航母甲板制造,提升学生对中国制造的技术自信主撰人李永国审核人高丽宋秋红英文校对高丽日期年月日20181112。