工程材料及成型技术
工程材料与成型技术课程教学改革
工程材料与成型技术课程教学改革提纲：1. 当前工程材料与成型技术课程教学存在的问题2. 建立项目化教学模式，提升学生实践能力3. 采用多媒体技术辅助教学，提高课堂效果4. 多元化考核方式，促进学生自主学习和创新能力5. 建立行业与教育资源共享机制，推动课程质量和学生职业发展1. 当前工程材料与成型技术课程教学存在的问题工程材料与成型技术课程是建筑类专业重要的基础课程之一，直接关系到学生后续的专业方向和职业发展。
然而，在教学过程中，存在以下问题：1) 教学内容过于注重理论知识，与实践应用脱节；2) 教学方式单一，缺乏互动和探究；3) 考核方式单一，鼓励死记硬背而非学生的创新和实践能力。
这些问题导致学生学习能力受限，对实践工作缺乏深入了解，对未来职业规划也缺乏必要的支持。
2. 建立项目化教学模式，提升学生实践能力在工程材料与成型技术课程教学改革中，建立项目化教学模式可以有效提高学生实践能力和解决教学脱节问题。
例如，在课堂教学中，加入工程实例分析、仿真设计和现场实践等实践环节，让学生在实践中学习理论知识和应用技能，提升对工程材料与成型技术的理解和认识，同时激发他们的兴趣和学习动力。
此外，建立课程与实际工程项目的联系，让学生具备实际解决问题的能力，为未来职业规划打下基础。
3. 采用多媒体技术辅助教学，提高课堂效果随着数字化和信息化的发展，多媒体技术在教育教学中得到广泛应用。
在工程材料与成型技术课程教学中，采用多媒体技术可以极大地提高课堂效果和学生的学习参与度。
例如，将功课、实验记录、图表、模拟实验等多媒体元素融入课堂讲解中，可以直观、形象地展示内容，使学生更快地理解和掌握知识。
通过建立在线问答平台和学习资源共享中心，学生也可以在自己的时间和地点，更为灵活地参与课程学习和交流。
4. 多元化考核方式，促进学生自主学习和创新能力考核方式是教学中的关键环节，如果考核内容和方式不适合学生的学习特点，容易造成学生学习压力过大，获得成就感不足。
工程材料及其成型基础大纲
工程材料及其成型基础大纲一、概述1.工程材料及其成型的定义和概念2.工程材料的分类及应用领域3.工程材料的性能要求和测试方法二、金属材料1.金属材料的分类和特点2.金属的晶体结构和缺陷3.金属的力学性能及其测试方法4.金属材料的热处理和强化机制5.常见金属材料的应用和加工工艺三、非金属材料1.非金属材料的分类和特点2.非金属材料的结构和性能3.非金属材料的应用领域和特殊性能4.非金属材料的加工和成型工艺四、高分子材料1.高分子材料的分类和特点2.高分子材料的结构和性能3.高分子材料的加工和改性方法4.常见高分子材料的应用领域和加工工艺五、复合材料1.复合材料的概念和分类2.复合材料的结构和性能3.复合材料的增强机制和界面特性4.复合材料的制备和成型工艺5.常见复合材料的应用领域和加工方法六、成型工艺1.金属材料的成型方法和工艺流程2.非金属材料的成型方法和工艺流程3.高分子材料的成型方法和工艺流程4.复合材料的成型方法和工艺流程七、表面处理与涂装1.表面处理的目的和方法2.金属材料的表面处理工艺3.非金属材料的表面处理工艺4.涂装技术及其应用八、工程材料的环境损伤与防护1.工程材料在使用过程中的损伤类型和机理2.工程材料的防护措施和方法3.工程材料的可持续发展和环境保护九、新材料与材料设计1.新型工程材料的研究和应用现状2.材料设计的原则和方法3.材料设计与工程实践以上为工程材料及其成型基础大纲的主要内容，通过对材料基本概念、分类、性能和加工工艺的介绍，使学生能够掌握工程材料的选择、设计和加工方法，进而提高工程实践能力。
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学《工程材料及成型技术》是一门重要的工程基础课程，对于培养学生的材料科学与工程知识和技能具有重要意义。
为了提高教学效果，可以采用案例式教学方法，将课程内容与实际案例相结合，以培养学生的问题解决能力和工程实践能力。
案例一：汽车车身材料的选用某汽车制造公司计划开发一款新型轿车，要求轻量化、安全性高和成本低。
教师可以引进一些真实案例，介绍不同材料在汽车车身中的应用，并对比其性能和成本。
学生通过学习材料的力学性能、热处理和成型工艺等知识，分析不同材料在汽车车身中的优缺点，并结合实际情况选择最适合的材料。
案例二：塑料制品的设计和生产某家电公司计划生产一种新型塑料制品，要求材料具有良好的机械性能和热稳定性。
教师可以引进一些真实案例，介绍塑料材料的种类、性能和成型工艺。
学生通过学习塑料的物理、力学和热学性质，设计塑料制品的结构和形状，并通过模流分析软件模拟塑料流动和充填过程，优化产品设计和生产工艺。
案例三：金属零件的制造工艺某机械制造公司需要生产一种复杂形状的金属零件，要求具有高精度、低成本和高效率。
教师可以引进一些真实案例，介绍金属材料的机械行为、热处理和成型工艺。
学生通过学习金属的加工性能、模具设计和加工工艺等知识，设计金属零件的成形工艺和工装夹具，优化产品的加工性能和生产效率。
通过案例式教学，学生可以亲身参与到具体的工程实践中，提高动手能力和解决问题的能力。
案例可以提供实际情境，使学生能够将所学的理论知识应用到实际工程问题中，培养学生的工程实践能力和创新思维。
案例式教学还可以激发学生的学习兴趣和潜力，增强他们的自主学习能力和团队合作能力。
为了有效实施案例式教学，教师可以通过讲解案例背景和问题，引导学生思考和讨论，从而激发学生的学习兴趣和主动性。
教师还可以引导学生进行实验和实践活动，通过实际操作和观察，巩固所学的理论知识和技能。
教师还可以组织学生进行小组讨论和报告，鼓励学生合作学习和共同解决问题。
工程材料及成型技术 复习要点及答案
第一章1、按照零件成形的过程中质量m 的变化，可分为哪三种原理?举例说明。
按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理△m＜0（材料去除原理）；△m＝0（材料基本不变原理）；△m＞0（材料累加成型原理）。
2、顺铣和逆铣的定义及特点。
顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式.逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。
顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。
而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在,工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性,影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。
逆铣时,由于刀齿与工件间的摩擦较大,因此已加工表面的冷硬现象较严重.顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。
3、镗削和车削有哪些不同？车削使用范围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。
镗削是加工外形复杂的大型零件、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低,能够保证孔及孔系的位置精度.4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？（1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。
（2)加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料,而不是靠机械能切除多余材料。
（3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。
（4) 加工能量易于控制和转换,故加工范围广、适应性强。
（5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。
噶米工程材料及成型技术习题及答案
噶米工程材料及成型技术习题及答案6、何谓硅铝明？它属于哪一类合金？为什么硅铝明具有良好的铸造性能？在变质处理前后其组织和性能有何变化？7、简述铝合金的变质处理和灰铸铁的孕育处理有何异同之处。
8、简述固溶强化、弥散强化、时效强化产生的原因及它们的区别。
钢的强化方法与铝合金的强化方法有何不同？9、试述下列零件进行时效处理的作用：（a）性状复杂的大型铸件在500-600℃进行时效处理。
（b）铝合金淬火后在140℃进行时效处理。
（c）GCr15钢制造的高精度丝杠在150℃进行时效处理。
10、如果铝合金的晶粒粗大，能否重新加热细化？11、指出下列代号、牌号合金的类别、主要合金元素及主要性能特征：LF21、LC6、LY4、LD5、ZL102、YG15、ZQSn10-1、H68、H59、ZCuZn16Si4，QBe2，HPb59-1，ZSnSb11Cu6、TA712、黄铜属于什么合金？简单黄铜和复杂黄铜的牌号如何表示？试举例说明。
为什么含锌较多的黄铜，经冷加工后不适宜在潮湿的大气、海水及在含氨的情况下使用？用什么方法改善其抗蚀性？13、铜合金分几类？指出每类铜合金的主要用途？单相黄铜和双相黄铜哪个强度高？14、锡青铜属于什么合金？为什么工业用锡青铜的含锡量大多不超过14%？15、黄铜属于什么合金？为什么工业用黄铜的含锌量大多不超过45%？16、轴瓦材料必须具有什么特性？对轴承合金的组织有什么要求？巴氏合金有几类？举例说明常用巴氏合金的成分、性能和用途。
17、硬质合金在组成、性能和制造工艺方面有何特点？18、钛合金的特性、分类及各类钛合金的大致用途。
19、判断题：（1）铝合金人工时效比自然时效所获得的硬度高，且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。
（2）铝合金的热处理强化工艺通常由固溶处理和时效两个阶段组成。
（3）紫铜是一种耐蚀性极好的铜合金结构材料。
习题七非金属材料与新型材料1、解释下列名词：（1）单体链节、聚合度（2）加聚反应缩聚反应（3）线型高聚物支链型高聚物体型高聚物（4）玻璃态高弹态粘流态（5）热固性塑料热塑性塑料（6）大分子链的构象2、什么是高聚物的结晶度？其大小对高聚物的性能有何影响？3、假设聚乙烯的聚合度n=100000，求：（1）聚乙烯的分子量（2）一个分子伸长后的近似链长（取C-C距离为0.154某１０Ｈ＝１）4、线型无定型高聚物在不同温度下受相同压力所产生的变形有何特征？5、有一聚丙烯绳（0.38Kg/m），如果该聚合物的聚合度为ｎ＝5000，计算３ｍ长的绳子所含聚丙烯的链数。
工程材料及成型技术
中国海洋大学本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修_、课程介绍1. 课程描述：本课程是机械类专业的技术基础课，为机械设讣、机械制造工艺学等机械类专业课程提供工程材料及其成型技术等方面的基本知识。
本课程的主要内容如下：（1）常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系及其用途。
（2）金属材料热处理（如：退火、正火、淬火、回火）和零件表面热处理的工艺特点及应用。
（3）常用工程材料的种类、牌号、性能及用途。
（4）常用工程材料成型工艺的种类、特点及其应用。
（5）典型机械零件材料及成型工艺的选用。
本课程学生应掌握材料与成型技术的基本原理、基本知识和工程应用的能力，了解工业产品的设讣、选材、加工三者之间的关系。
为后续专业课学习和毕业后从事机械设计•和制造方面的工作打下一定的工程材料选择和应用的基础。
2. 设讣思路：本课程以工程材料及其成型工艺为研究对象，用绕机械零部件设计和制造中的选材和成型两个主要环节，讲授工程材料及其成型工艺的基本知识，并将其应用到机械零部件的设讣和加工工艺中。
实践环节以金属材料的硬度实验、铁碳合金平衡组织的金相分析实验、碳钢的热处理实验为主。
通过学习本课程，使机械专业大学生了解工程材料的一般知识，了解常用材料的成分、组织性能与成型工艺之间的关系，培养学生具有使用和选择工程材料及成型工艺的能力，掌握制造金属零件基本成型工艺的基本知识。
开课依据：对毕业要求的能力支撑矩阵。
本课程是培养本科生从事机械设计和机械制造等领域丄作的专业基础课程，为达成机械设计制造及其自动化专业毕业生能力矩阵1.4、1.6、2.1、2.2、2.3、2.5项要求见下课程内容包括五个模块：工程材料的基础知识（工程材料的结构与性能、金属材料的凝固与固态相变）、金属材料热处理、金属材料、丄程材料的成型工艺、典型零件的材料及成型工艺选择。
（1）工程材料的基础知识本模块内容为本课程的理论基础，重点讲授两部分内容：1）工程材料的结构与性能：从丄程材料的微观结构探索其宏观性能，主要讲授原子（或分子）的相互作用、晶体材料和非晶态材料的原子排列等，并介绍工程材料的性能，为在机械设计中选择材料打下基础。
工程材料及成型技术期末考试复习要点+答案
工程材料及成型技术复习要点第二章材料的性能1、材料静态、动态力学性能有哪些？静态力学性能有弹性、刚性、强度、塑性、硬度等；动态力学性能有冲击韧性、疲劳强度、耐磨性等。
2、材料的工艺性能有哪些？工艺性能有铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。
3、钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中发现轴的弹性弯曲变形过大用45钢，试问是否可改用40Cr或通过热处理来减少变形量？为什么？答：不可以；因为轴的弹性弯曲变形过大是轴的刚度低即材料的弹性模量过低和轴的抗弯模量低引起的。
金属材料的弹性模量E主要取决与基体金属的性质，与合金化、热处理、冷热加工等关系不大（45钢和40Cr弹性模量差异不大）。
4、为什么疲劳裂纹对机械零件存在着很大的潜在危险？第三章金属的结构与结晶1、金属常见的晶体结构有哪些？体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。
2、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对金属的性能有何影响？有点缺陷、线缺陷、面缺陷；点缺陷的存在（使周围原子间的作用失去平衡，原子需要重新调整位置，造成晶格畸变，从而）使材料的强度和硬度提高，塑性和韧性略有降低，金属的电阻率增加，密度也发生变化，此外也会加快金属中的扩散进程。
线缺陷也就是位错，位错的增多，会导致材料的强度显著增加；但是，塑性变形主要位错运动引起的，因此阻碍位错运动是金属强化重要途径。
面缺陷存在，会产生晶界和亚晶界，其原子排列不规则，晶格畸变大，晶界强度和硬度较高、熔点较低、耐腐蚀性较差、扩散系数大、电阻率较大、易产生內吸附、相变时优先形核等。
3、铸锭的缺陷有哪些？有缩孔和疏松、气孔、偏析。
4、如何控制晶粒大小？增大过冷度、变质处理、振动和搅拌。
5、影响扩散的因素有哪些？温度、晶体结构、表面及晶体缺陷（外比内快）。
间隙、空位、填隙、换位四种扩散机制6、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？柱状晶区是由外往内顺序结晶的，组织较致密，有明显的各向异性，进行塑性变形时柱状晶区易出现晶间开裂。
工程材料与成型技术基础复习总结
工程材料与成型技术基础1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力。
2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。
4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。
5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。
6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断前的最大承载能力。
7.发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度。
8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材料软硬程度的指标。
9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。
10.11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两种硬度。
12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。
13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。
14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力。
熔点。
16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。
晶面：晶格中各种方位的原子面。
晶胞：构成晶格的最基本几何单元。
17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。
面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。
密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。
18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间隙原子、置换原子、空位。
19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。
20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很小的缺陷，如晶界和亚晶界。
21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。
结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。
22.纯结晶是在恒温下进行的。
23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。
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1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（D ）
A.等温退火
B.完全退火
C.球化退火
D.正火
2.高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（ A ）
A.强度硬度下降,塑性韧性提高
B.强度硬度提高,塑性韧性下降
C.强度韧性提高,塑性硬度下降
D.强度韧性下降,塑性硬度提高
3.在Fe-Fe3C合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为（ B ）
BA.0.02% B.0.77% C.2.11% D.4.3%
4.对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（ C ）
A.F+G
B.F+P+G
C.P+G
D.Ld+G
5.下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变（ C ）
A. L+α→β
B. L→α+β
C. γ→α+β
D. α+β→γ
6.为防止拉深件被拉穿,采取下列哪种方式最有效?（ A ）
A.增大拉深系数
B.减少拉深系数
C.采用压边圈
D.减少凸凹模间隙
7.下列各铸铁中,铸造性能最好的是（ D ）
A.普通灰口铸铁
B.孕育铸铁
C.可锻铸铁
D.球墨铸铁
8.铸铁的浇注温度应该（）
A.愈高愈好
B.高于液相线100---150
C.高于液相线300-400
D.高于液相线30--50
9.焊接热影响区的存在使焊接接头（ A ）
A.塑性增加
B.弹性增加
C.脆性增加
D.刚性增加
10.预锻模膛与终锻模膛相比,它的（ C ）
A.圆角和斜度应大些
B.带有飞边槽
C.圆角应大些,斜度应小些
D.应有冲孔连皮
金属的变形包括滑移和孪晶。
金属的塑性变形是在切应力作用下,主要通过滑移来进行的。
防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚,在铸造工艺上应采取凝固原则,铸件成形后可采用热处理以消除应力。
金属结晶时晶粒的大小主要决定于其过冷度,可通过增加过冷度和变质处理来细化晶粒。
淬火加高温回火的双重热处理称为调质处理。
金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度
影响液态合金流动性的主要因素有哪些？
热处理能否消除压力加工后的纤维组织？采用何种方法可以改变纤维方向？
不能，可以采用压力加工（塑性成形）的方法改变纤维方向
材料的常用力学性能指标有哪些？若某种材料的零件在使用过程中突然发生断裂，是由于哪些力学性能指标不足所造成的？
指标有强度，塑性，刚度，硬度。
冲击韧性，疲劳强度
强度，塑性，冲击韧性，疲劳强度造成
现有三包铁液，浇注三根直径分别为∅10mm、∅30mm、∅60mm的灰铸铁试棒，测得它们的抗拉强度均为200MPa。
试分析这三根试棒的化学成分和牌号是否相同？若不相同，应有何区别？为什么？
焊接应力与变形产生的原因是什么？焊接变形的基本形式有哪些？如何防止和矫正焊接变形？
某铸件壁厚在不同位置设计有5mm、20mm、52mm三种，其力学性能全部要求σb≥200MPa，若选用HT200浇注此件，试分析能否满足各个位置的性能要求。
5mm，其边缘部位的抗拉强度和冲击功基本保持不变
20mm，其中心位置的抗拉强度和冲击功随壁厚增加而减小
52mm，中心部位的抗拉强度和冲击性能较低，只有其对边缘部位的30%
下列零件和工具，若由于管理上的差错造成钢材错用，试分析在使用过程中会出现哪些问题？会不会影响到正常的使用和工作？
（1）把Q235钢当做45钢制成齿轮。
（2）把30钢当做T12钢制成锉刀。
绘出简化后的Fe-Fe3C相图，说明其中特殊的点以及曲线和直线所代表的意义，并将F、A、F+P、P+Fe3C II、P等相填入相图的相区内。
用30mm厚的16Mn钢板焊接一直径为5m的容器。
16Mn的化学成分如下：
W C=0.12%～0.20%；W Si=0.20%～0.55%；W Mn=1.20%～1.60%；W P、S＜0.045%。
（1）计算16Mn的碳当量。
（2）判断16Mn的焊接性，在常温下焊接时是否需要预热？。