学习指南

第一章  绪论

一、学习目的与要求

围绕本课程的性质以及在专业学习中的地位与作用，明确“为什么学？学什么？怎么学？”等问题，对本课程的学习目标、学习内容、学习方法等作全面了解。具体学习要求如下：

1．了解本课程的性质、任务、教学内容及教学目标。

2．了解材料及成形工艺在工程技术中的应用。

3．了解材料及成形工艺的历史和发展趋势。

4．理解本课程的特点、学习方法和要求。

二、知识点与能力点

知识点：工程材料、成形工艺、毛坯、零件、机器、性能的基本概念

能力点：本课程的学习方法、途径

重点：本课程的主要内容；本课程在机械制造中的地位和作用

难点：针对本课程的特点，制定学习计划

第二章工程材料的基础知识

一、学习目的与要求

根据材料的分类，找出机械制造常用的种类——金属材料，围绕金属材料的生产方法、组织结构、力学性能，学习金属材料力学性能的检测方法、金属材料的强化原理与手段。具体学习要求如下：

1．了解工程材料的品种与分类方法。

2．了解钢铁的生产方法和钢材的种类。

3．理解金属材料的使用性能和工艺性能的概念。

4．熟悉力学性能常用判据（强度、塑性、硬度、韧性等）认识材料的适用场合。

5．了解金属材料的晶体结构、结晶规律。

6．理解材料的成分、组织与性能间的关系及变化规律。

二、知识点与能力点

知识点：材料使用性能、工艺性能、力学性能（强度、硬度、塑性、韧性）；生铁、钢、钢材（板，管、型，丝）；晶体结构、固溶强化、第二相强化、结晶、细晶强化

能力点：材料“成分——组织——性能”之关系的分析思路与分析方法

重点：材料的常用力学性能及意义；材料的组织结构与性能间的关系。

难点：力学性能判据的意义及应用；强化材料（细晶强化、固溶强化、第二相强化等）的原理及措施。

 第三章  铁碳合金

一、学习目的与要求

围绕铁碳合金中碳含量变化，学习铁碳合金的基本组织，分析含碳量对铁碳合金组织与性能的影响；同时，认识和正用使用常用的碳钢。具体学习要求如下：

1．了解铁碳合金的基本组织，会利用Fe-Fe3C相图分析钢的结晶过程。

2．熟悉铁碳合金成分、组织、性能、用途之间的关系及变化规律，为正确选择钢材提供必要的理论依据。

3．应用金相显微镜观察铁碳合金的平衡组织，并通过平衡组织观察识别（估测）非合金钢和牌号，加深对铁碳合金成分、组织、性能之间关系的理解。

4．熟悉常用非合金钢（碳钢）种类、牌号、性能、用途。

二、知识点与能力点

知识点：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、Fe-Fe3C相图相图、平衡组织、亚共析钢、共析钢、过共析钢、白口铸铁、碳钢

能力点：根据铁碳合金的含碳量，分析钢材料的性能，合理应用碳钢

重点：铁铁合金的种类，常用非合金钢（碳钢）的种类、牌号、性能及应用；含碳量对钢性能的影响。

难点：铁碳合金的成分、组织、性能之的关系，钢中的C、Si、Mn、P、S对钢的性能的影响。

 第四章  钢的热处理

一、学习目的与要求

围绕钢的热处理目的与作用，对不同要求的毛坯或零件采用不同的热处理工艺，实现所需性能。主要学习钢的热处理加热保温冷却过程的变化，学习普通热处理方法、表面淬火、化学热处理等工艺。具体学习要求如下：

1．了解钢的热处理原理（钢在热处理过程中组织转变及转变产物的形态和性能）。

2．熟悉钢的整体热处理（退火、正火、淬火、回火）的工艺特点、应用与技术要求的标注。

3．理解热处理工艺参数加热温度、保温时间、冷却速度等对材料性能的影响。应用箱式电阻炉对碳钢进行整体热处理（退火、正火、淬火、回火）。

4．了解钢的表面淬火化学热处理工艺的特点及应用。

5．应用热处理工艺改善钢的工艺性能与使用性能，并分析热处理工艺在零件加工工艺中的作用、正确安排热处理的工序位置。

6．了解材料的表面强化、表面防腐、表面装饰技术及应用。

7．了解钢的热处理及表面处理新技术与发展趋势。

二、知识点与能力点

知识点：热处理加热A化，过A冷却转变产物（P、S、T、B上、B下、M），普通热处理（退火、正火、淬火、回火），表面淬火（感应淬火、火焰淬火）、化学热处理（渗碳、渗氮）

能力点：根据零件的加工艺要求和使用性能要求，选择合适的热处理方法

重点：退火、正火、淬火、回火、感应淬火、渗碳、渗氮的工艺特点、应用及在工艺中所处的位置

难点：钢的热处理原理，特别是钢冷却时的组织转变及转变产物的特征和性能（过冷奥氏体等温冷却转变曲线，C曲线）

 第五章  合金钢

一、学习目的与要求

按照以下四个层次的要求，学习常用合金钢：一是认识牌号、二是分析性能、三是应用场合、四是改性措施。具体学习要求如下：

1．了解合金钢的分类方法及牌号表示方法。

2．了解合金元素在钢中的作用，具体表现为对钢组织、性能、加工工艺的影响。

3．熟悉常用低合金钢、合金钢的牌号、热处理、性能特点及其应用（包括低合金高强度结构钢、合金渗碳钢、合金调质钢、合金弹簧钢、轴承钢、耐磨钢、合金工具钢、高速钢、不锈钢、耐热钢等）。

二、知识点与能力点

知识点：合金元素作用、合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢

能力点：根据零件的加工艺要求和使用性能要求，选择合适的合金钢

重点：合金钢的种类、牌号，不同钢种的性能特点及适用场合。

难点：各类合金钢的牌号、热处理（改性）、性能及应用。

 第六章  铸铁

一、学习目的与要求

按照以下四个层次的要求，学习常用铸铁：一是认识常用铸铁牌号、二是分析铸铁的组织性能、三是铸铁应用场合、四是改性措施。具体学习要求如下：

1．了解铸铁的石墨化，铸铁中石墨对性能的影响

2．了解铸铁的分类方法。常用铸铁的种类、性能特点（与钢比较）。

3．熟悉常用铸铁（灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁）的组织、性能、牌号表示、适用场合。

二、知识点与能力点

知识点：铸铁的石墨化、灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁

能力点：根据零件的加工艺要求和使用性能要求，选择合适的铸铁材料

重点：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的、性能、应用各类合金钢的牌号、热处理（改性）、性能及应用

难点：铸铁的石墨化及影响因素。

 第七章  非铁金属及粉末冶金材料

一、学习目的与要求

按照以下四个层次的要求，学习常用非铁金属：一是认识牌号、二是分析性能、三是应用场合、四是改性措施。具体学习要求如下：

1．了解铝及铝合金的种类、牌号（或代号）、性能、应用。

2．了解铜及铜合金的种类、牌号（或代号）、性能、应用。

3．了解滑动轴承合金的种类、牌号、性能。

4．了解常用粉末冶金材料（硬质合金、含油轴承等）的特点及应用。

二、知识点与能力点

知识点：铝合金、铜合金、滑动轴承合金、粉末冶金材料

能力点：根据零件的加工艺要求和使用性能要求，选择合适的非铁金属材料

重点：铝及铝合金、铜及铜合金、锡基和铅基轴承合金、硬质合金的种类、牌号、性能及应用。

难点：各类非铁金属牌号（代号）表示方法。

 第八章  非金属材料

一、学习目的与要求

按照以下四个层次的要求，学习常用非金属材料：一是认识牌号、二是分析性能、三是应用场合、四是改性措施。具体学习要求如下：

1．了解常用非金属材料（塑料、橡胶、陶瓷）的性能特点及应用场合。

2．了解常用复合材料的种类、性能特点及应用场合。

二、知识点与能力点

知识点：塑料、橡胶、陶瓷、复合材料

能力点：根据零件的加工艺要求和使用性能要求，选择合适的非金属材料

重点：塑料、橡胶、陶瓷的特点及在工业中的应用。

难点：常用非金属的牌号识别与正确选用。

 第九章  铸造

一、学习目的与要求

铸造是金属液态成形方法，主要涉及常用铸造用合金的铸造性能、常用铸造方法、铸造工艺图的识读以及铸件结构特点。具体学习要求如下：

1．了解铸造的分类、特点、应用。

2．理解合金的铸造性能及对铸件质量的影响，常用铸造合金的铸造性能。

3．熟悉砂型铸造的工艺特点及应用，会画简单铸件的铸造工艺简图。

4．了解其他特种铸造方法的特点及应用，了解铸造技术发展趋势。

5．应用所学知识合理选择典型铸件的铸造方法、分析其结构工艺性，分析铸件质量与成本。

二、知识点与能力点

知识点：铸造性能、铸件、砂型铸造、特种铸造（金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、实型铸造、消失模铸造）、铸造工艺图、铸件的结构特点

能力点：根据毛坯的特点，选择铸造方法，控制铸件的质量，砂型铸造基本操作。

重点：铸件的特点及应用，砂型铸造、特种铸造工艺特点及应用。

难点：铸造工艺图的识读。

 第十章  锻压

一、学习目的与要求

锻压是金属塑性成形方法，主要涉及常用锻压用合金的锻压性能、常用锻压方法、锻件图的识读以及锻件结构特点。具体学习要求如下：

1．了解锻压的分类、特点、应用。

2．理解塑性变形对金属组织和性能的影响，常用金属的锻压性能。

3．了解常用的锻造方法的主要工序及工艺要点（识读锻件图、坯料的质量和尺寸、锻造工序、加热和冷却规范、锻造设备等），会画简单锻件图。

4．了解冲压及其他锻压方法的特点及应用、锻压技术发展趋势。

5．应用所学知识合理选择典型零件的锻压方法、分析锻件结构工艺性，分析锻件质量与成本。

二、知识点与能力点

知识点：锻压性能、锻件、锻造、冲压、锻件图、锻件的结构特点

能力点：根据毛坯的特点，正确选择锻造方法，控制铸件的质量，锻造和冲压基本操作

重点：锻件的特点及应用，锻造工艺方法及应用，冲压的特点与应用

难点：锻件图的识读，锻件坯料的重量和尺寸计算

 第十一章  焊接

一、学习目的与要求

焊接是金属的连接方法，主要涉及材料的焊接性能、常用焊接方法、焊接缺陷的防止措施、焊接件的结构要点等。具体学习要求如下：

1．了解焊接的分类、特点、应用，常用金属的焊接性能。

2．熟悉焊条电弧焊的工艺过程和工艺要点（焊接电弧、焊条、焊接工艺参数、焊接接头与坡口、预防焊接变形的措施等）。

3．了解其他焊接方法的特点及应用、焊接技术发展趋势。

4．应用所学知识选用焊接材料、焊接方法，分析焊件质量与成本。

二、知识点与能力点

知识点：焊接性能、熔焊、压焊、钎焊、焊接结构图、焊接缺陷与预防

能力点：根据焊伯的特点，正确选择焊接方法，会电弧焊、气焊、气割的简单操作。

重点：焊接的特点及应用，焊条电弧焊及其他各种焊接方法的特点及应用。

难点：焊接接头的组织和性能，焊接件结构图的识读。

 第十二章  材料与成形工艺选择

一、学习目的与要求

通过前述章节的学习，对材料进行归类比较（可列表比较）、对毛坯生产方法进行对比，对典型机械零件进行选材、确定毛坯生产方法，并合理安排零件的加工艺路线，正确安排预先热处理和最终热处理。具体学习要求如下：

1．了解材料与毛坯选择的原则。

2．了解材料与毛坯选择的方法与步骤。

3．应用所学知识分析典型零件的选材、选毛坯、选改性方法及进行工艺路线（即“三选，一线”）。

二、知识点与能力点

知识点：选材原则（使用性原则、工艺性原则、经济性原则）、毛坯选择（铸件、锻件、焊接件、型材等）

能力点：实现课程目标（对数控技术专业学生是本课程的目标，零件成形将在专业课中学习）

重点：选材的原则，典型零件的选材与选毛坯（如轴类、盘类、箱体类零件）。

难点：工艺路线分析。