整理工程材料与成形技术基础习题含答案文档格式.docx
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(一)工程材料的结构与性能
1.教学内容
晶体材料的原子排列;
合金的晶体结构;
工程材料的性能
2.基本要求
(1)了解部分:
晶体结构及缺陷的形式;
单晶体和多晶体;
相与组织之间的关系;
固溶体和化合物性能;
机械性能的概念;
材料物理化学性能的概念;
陶瓷和高聚物的结构
(2)理解部分:
刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用;
材料工艺性能的含义
(3)掌握部分:
晶体结构缺陷与材料性能之间的关系;
合金的相的种类及对性能的影响;
硬度的测量、表示方法及应用
(4)熟练掌握:
材料强化方式
3.重点和难点
(1)重点:
金属的三种典型晶体结构;
实际金属中的三类晶体缺陷;
合金的相结构;
材料的力学性能指标σS、σb、δ、αk、HB、HRC及与材料之间的关系
(2)难点:
(二)金属材料的凝固与固态相变
金属结晶过程的基本规律;
二元合金相图的分析;
铁碳相图的分析;
钢在加热和冷却时的转变
金属结晶过程的基本规律及影响因素;
铁的同素异构转变;
二元相图的意义和基本类型;
钢在加热时的转变
细化晶粒的方法;
二元相图的基本类型和结晶过程特点;
相图与材料使用性能和工艺性能之间关系;
连续冷却转变曲线;
钢在冷却时的转变产物及性能特点
杠杆定律;
匀晶相图;
共晶转变;
包晶转变;
共析转变
铁碳相图的规律及应用
铁碳合金的基本相;
碳钢室温下的平衡组织组成;
含碳量对铁碳合金的组织及性能的影响;
铁碳相图的应用
铁碳相图
(三)金属材料的塑性变形
金属的塑性变形;
塑性变形对金属组织和性能的影响;
回复与再结晶;
冷、热变形;
金属的可锻性
单晶体与多晶体金属的塑性变形特点;
加工硬化现象;
残余应力的危害及消除
塑性变形金属在加热时组织与性能的变化;
金属可锻性的概念及影响因素
加工硬化现象的应用;
回复与再结晶的特点;
冷、热变形的对比;
纤维组织对性能的影响及应用
无
回复与再结晶的应用;
冷、热变形的选择;
纤维组织对性能的应用
(四)金属材料热处理
钢的热处理工艺(退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火)
热处理的分类及工序安排;
固溶处理和时效强化;
热处理零件结构工艺性;
先进热处理工艺;
渗氮的特点和应用
退火、正火、淬火、回火的工艺;
感应加热表面淬火的参数选择;
渗碳过程
退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的、组织及应用
退火、正火、淬火、回火、渗碳、感应加热表面淬火的目的,组织和应用
(五)金属表面改性处理
金属表面改性处理的目的、意义、特点和方法
金属表面改性处理的意义
转化膜、电镀、离子沉积、热喷涂、涂装、表面着色等工艺的特点和应用场合
无
(六)金属材料
合金钢的概述;
合金元素的作用;
结构钢;
工具钢;
特殊性能钢;
铸铁
合金钢的分类、编号方法、化学成分和主要用途;
特殊性能钢(主要是不锈钢)的性能特点、热处理工艺及主要用途;
有色金属和新型金属材料
合金元素对钢的组织和性能影响规律
工具钢、灰铸铁的性能特点及应用;
弹簧钢、轴承钢、易切削钢成分、性能特点及主要用途
普通碳素结构钢和普通低合金结构钢、调质钢、渗碳钢成分、性能特点、热处理工艺、典型牌号及应用
(七)铸造
合金铸造性能;
砂型铸造工艺;
特种铸造;
铸件结构设计;
常用合金铸造生产
特种铸造的特点和应用;
铸造技术新进展
砂型铸造工艺选择
砂型铸造工艺和常用合金的铸造生产
合金的铸造性能;
灰铸铁的铸造性能;
铸件结构设计
灰铸铁的铸造生产;
(八)压力加工
1.教学内容
自由锻;
模锻;
板料冲压;
压力加工件结构设计
自由锻的工序;
模锻的工序;
挤压、轧制、拉拔方法;
塑性加工新进展
自由锻、模锻的特点及应用;
板料冲压的工序、特点及应用
自由锻工艺规程制订;
模锻工艺规程制订
(九)焊接
电弧焊;
电阻焊;
摩擦焊;
焊接件结构工艺性;
常用金属材料的焊接
电阻焊、摩擦焊、压力焊的特点;
焊接技术新进展
电弧焊接基本原理;
焊接接头形式;
铸铁的焊接;
铜、铝合金的焊接
电弧焊方法及应用;
碳钢和合金钢的焊接性
焊接结构设计
碳钢和合金钢的焊接性;
(十)机械零件材料及成型工艺的选用
工程材料及成型工艺选用的基本原则;
具体成型方法及改性工艺的选用;
典型零件的材料及成型工艺选择
具体成型方法及改性工艺的选用
四、教学方式及学时分配
序号
主要内容
主要教
学方式
学时
分配
辅导答
疑比例
一
1工程材料的性能与结构
1.1材料原子的相互作用
1.2晶体材料的原子排列
1.3合金的晶体结构
1.4工程材料的性能
课堂教学
+自学
4
1:
0.5
二
2金属材料的凝固与固态相变
2.1纯金属的结晶
2.2合金的凝固
2.3铁碳合金平衡态的相变基础
2.4钢在加热时的转变
2.5钢在冷却时的转变
7
3
3金属材料的塑性变形
3.1单晶体和多晶体的塑性变形
3.2金属的形变强化
3.3塑性变形金属在加热时组织和性能的变化
3.4塑性加工性能及影响因素
四
4金属材料热处理
4.1退火与正火
4.2钢的淬火和回火
4.3钢的表面淬火
4.4钢的回火
4.5钢的淬透性
4.6钢的化学热处理
五
5金属材料表面改性处理
5.1转化膜处理
5.2电镀
5.3离子沉积
5.4热喷涂
5.5涂装
5.6表面着色和染色
六
6金属材料
6.1工业用钢概述
6.2合金元素在钢中的作用
6.3结构钢
6.4工具钢
6.5特殊性能钢
6.6铸铁
5
七
7铸造
7.1砂型铸造及其工艺设计
7.2特种铸造
7.3金属或合金的铸造性能
7.4铸件结构工艺性
7.5常用合金铸件的制造
6
八
8塑性加工
8.1锻造成型
8.2板料冲压成型
8.3挤压、轧制、拉拔成型
8.4塑性加工零件的结构工艺性
九
9焊接
9.1电弧焊
9.2电阻焊
9.3摩擦焊、钎焊
9.4焊接件结构工艺性
9.5常用金属材料的焊接
十
10机械零件材料及成型工艺的选用
10.1工程材料及成型工艺选用的基本原则;
10.2具体成型方法及改性工艺的选用;
10.3典型零件的材料及成型工艺选择
2
十一
实验教学
实验
五、课程其他教学环节要求
(一)实验教学课:
实验一铁碳合金平衡组织的显微分析
要求:
观察和识别铁碳合金在平衡状态下的显微组织,掌握铁碳合金的成分、组织和性能之间的对应关系
实验二碳钢热处理的性能与组织分析
掌握钢的退火、正火、淬火、回火工艺;
掌握含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响;
了解碳钢热处理的基本组织。
(二)作业
布置作业题数及类型
作图题
简答题
综合题
1
工程材料的性能与结构
金属材料的凝固与固态相变
金属材料的塑性变形
金属材料热处理
表面改性处理
金属材料
铸造
8
塑性加工
9
焊接
10
机械零件材料及成型工艺的选用
六、本课程与其他课程的联系
(一)先修课程:
画法几何及机械制图工程训练材料力学
(二)后续课程:
机械设计机械制造技术基础机械制造工艺学生产实习毕业实习等
七、建议教材及教学参考书目
(一)推荐教材:
《工程材料及成形技术基础》吕广庶主编高等教育出版社2011年第2版
(二)推荐参考书:
《金属工艺学》邓文英主编高等教育出版社2011年第5版
《工程材料与成形技术基础》鞠鲁粤主编高等教育出版社2007年第1版
《机械工程材料》付广艳主编北京理工大学出版社2014年第1版
《实用机械工程材料及选用》张正贵主编机械工业出版社2014年第1版
八、课程考核方式与成绩评定办法
(一)课程考核方式为:
考试课程
(二)成绩评定方法:
考核采用结构分:
总成绩100%=期末闭卷考试成绩70%+实验考核成绩10%+平时考核成绩(包括作业完成情况、课堂小测验情况、出勤情况和课堂纪律等)20%
评价项目
评价环节
平时成绩(20分)
作业,课堂测验、出勤等(20分)
实验成绩(10分)
实验报告(10分)
课程考试(70分)
填空题、选择题、简答题(41分)
(3)具备合理而经济地对机械典型零件进行材料、热处理工艺和毛坯成型工艺的选择能力
作图题(9分)
综合题(20分)
大纲撰写人:
燕峰
大纲审阅人:
韩冰
负责人:
刘健
整理丨尼克
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