金属材料工程专业教学大纲（3）期末考试：评分标准依据参考答案。六、参考书目[1]文进、材料工程基础[M]北京：化学工业出版社,2016[2]朱光俊.传输原理[M]北京：治金工业出版社,2009.七、其他说明根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整。24
金属材料工程专业教学大纲 24 （3）期末考试：评分标准依据参考答案。 六、参考书目 [1] 文进. 材料工程基础[M]. 北京: 化学工业出版社, 2016. [2] 朱光俊. 传输原理[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2009. 七、其他说明 根据持续改进的原则，各课程目标所对应的考核成绩比例可适当调整
金属材料工程专业教学大纲《材料力学性能》教学大纲课程中文名称：材料力学性能课程英文名称：Mechanical Properties ofMaterials课程编号：151101总学时（实验学时）/学分：40（4）/2.5课程类别：专业基础课程性质：必修适用专业金属材料工程先修课程材料科学基础、工程力学、高等数学热处理工艺及设备、金属材料学、毕业设计（论文）后续课程审批人：准缘王淞花审定人：吴岩课程负责人：一、课程目标《材料力学性能》是金属材料工程专业的专业基础课程。本课主要研究材料在外力作用下或外力与环境因素共同作用下所表现的力学行为。通过对本课程的学习使学生能够根据材料的实际服役条件和最终失效形式进行具体分析，了解其失效机理，并提出衡量材料失效抗力的力学性能指标：通过本课程的学习，能够使学生掌握各种力学性能指标的物理概念、工程意义、测试方法，能够使学生了解材料受力条件下的力学行为及指标间相互关联：通过对材料的失效方式及机理的分析，使学生理解材料力学性能影响的外在条件和内在因素以及作用机制，并以此为依据，使学生具备正确选材、合理使用材料及改善材料力学性能的能力，同时通过对断口知识的掌握能够解决工程中机械构件失效原因分析的问题。1.通过对材料断裂韧性相关知识的掌握，能够对给定服役条件的工程构件是否安全工作进行正确评价的能力：或对给定工程构件的实际工作条件进行合理选材的能力；通过计算对疲劳件进行剩余寿命预测的能力：2.通过对工程构件各类变形、断裂和磨损相关知识的掌握，能够利用其分析工程构件失效的原因，并提出防止措施：结合热处理或表面改性相关知识通过分析提出延长构件使用寿命的合理措施：3.通过对各种力学性能指标的物理概念、工程意义及其影响因素的理解掌握，能够具备正确选材、合理使用材料及改善材料力学性能的能力：通过对各类力学性能测试方法的基本原理及应用内容的掌握，能够根据工程构件的实际性能要求合理选择性能测试方法的能力：4.掌握材料力学性能指标的表示及测试的技术标准和要求；通过了解材料力学性能在提高工程构件使用寿命中的重要性，以培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。25
金属材料工程专业教学大纲 25 《材料力学性能》教学大纲 课程中文名称: 材料力学性能 课程英文名称: Mechanical Properties of Materials 课程编号: 151101 总学时（实验学时）/学分: 40（4）/2.5 课程类别: 专业基础 课程性质: 必修 适用专业: 金属材料工程 先修课程: 材料科学基础、工程力学、高等数学 后续课程: 热处理工艺及设备、金属材料学、毕业设计（论文） 课程负责人: 审定人： 审批人： 一、课程目标 《材料力学性能》是金属材料工程专业的专业基础课程。本课主要研究材料在外力作用下或外 力与环境因素共同作用下所表现的力学行为。通过对本课程的学习使学生能够根据材料的实际服役 条件和最终失效形式进行具体分析，了解其失效机理，并提出衡量材料失效抗力的力学性能指标； 通过本课程的学习，能够使学生掌握各种力学性能指标的物理概念、工程意义、测试方法，能够使 学生了解材料受力条件下的力学行为及指标间相互关联；通过对材料的失效方式及机理的分析，使 学生理解材料力学性能影响的外在条件和内在因素以及作用机制，并以此为依据，使学生具备正确 选材、合理使用材料及改善材料力学性能的能力，同时通过对断口知识的掌握能够解决工程中机械 构件失效原因分析的问题。 1. 通过对材料断裂韧性相关知识的掌握，能够对给定服役条件的工程构件是否安全工作进行正 确评价的能力；或对给定工程构件的实际工作条件进行合理选材的能力；通过计算对疲劳件进行剩 余寿命预测的能力； 2. 通过对工程构件各类变形、断裂和磨损相关知识的掌握，能够利用其分析工程构件失效的原 因，并提出防止措施；结合热处理或表面改性相关知识通过分析提出延长构件使用寿命的合理措施； 3. 通过对各种力学性能指标的物理概念、工程意义及其影响因素的理解掌握，能够具备正确选 材、合理使用材料及改善材料力学性能的能力；通过对各类力学性能测试方法的基本原理及应用内 容的掌握，能够根据工程构件的实际性能要求合理选择性能测试方法的能力； 4. 掌握材料力学性能指标的表示及测试的技术标准和要求；通过了解材料力学性能在提高工程 构件使用寿命中的重要性，以培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和 使命担当
金属材料工程专业教学大纲二课程目标对毕业要求的支撑课程目标毕业毕业要求指标点要求12341.3能够将金属材料相关知识和数学模型方法用于分析、推演金属材料M1热处理和表面改性领域的问题2.2能够运用金属材料相关原理和数学模型正确表达金属材料热处理H2和表面改性相关复杂工程问题4.2根据金属材料工程研究对象的基本特征，选择合理的研究方法，设M4计技术路线和实验方案6.1了解材料行业的特点和发展历史，理解金属材料工程及相关的技术L标准、知识产权、产业政策和法律法规，能在工程实践中遵守注：H、M、L分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。三、教学内容和学时分配教学单元C1：金属在单向静拉伸载荷下的力学性能（10学时）教学目标：理解金属各种拉伸性能指标的基本含义，拉伸曲线的变化规律及其各个阶段的变形特点，掌握金属拉伸力学性能及影响因素，掌握包申格效应、滞弹性现象的基本原理以及在实际生产当中的应用，掌握变形强化的基本原理及其应用；能够借助材料分析现代测试技术，提出改善材料拉伸性能的措施；掌握断裂的基本类型及其各类型的断口特征；掌握断口分析在实际生产中的应用：能够对实际工程中构件的断口进行分析，并能获得初步的断裂原因。教学内容：C1-1拉伸曲线C1-2弹性变形C1-3塑性变形C1-4金属的断裂C1-5金属断裂强度理论重点：材料各种拉伸性能指标，材料拉伸变形与断裂过程的特征与机理；弹性不完整性；金属的断裂模型。难点：对断裂机理、弹性不完整性、金属的断裂模型内容的理解。教学单元C2：金属在其它静载荷下的力学性能（3学时）教学目标：了解应力状态软性系数的含义及选择，了解金属在弯曲、扭转、压缩载荷下的试验特点及其相应的性能指标测试方法：了解缺口试样的静载荷试验特点及其性能指标的测试方法：掌握硬度测试的基本原理及其在生产中的应用；明确各种实验方法的标准。能够根据工程中的材料的应用需求选择合适的性能测试方法。教学内容：C2-1应力状态软性系数C2-2材料压缩、弯曲、扭转实验C2-3缺口试样静载荷实验C2-4材料的硬度26
金属材料工程专业教学大纲 26 二、课程目标对毕业要求的支撑 毕业 要求 毕业要求指标点 课程目标 1 2 3 4 1 1.3 能够将金属材料相关知识和数学模型方法用于分析、推演金属材料 热处理和表面改性领域的问题 M 2 2.2 能够运用金属材料相关原理和数学模型正确表达金属材料热处理 和表面改性相关复杂工程问题 H 4 4.2 根据金属材料工程研究对象的基本特征，选择合理的研究方法，设 计技术路线和实验方案 M 6 6.1 了解材料行业的特点和发展历史，理解金属材料工程及相关的技术 标准、知识产权、产业政策和法律法规，能在工程实践中遵守 L 注：H、M、L 分别表示教学目标对毕业要求的贡献度为强、中、弱。 三、教学内容和学时分配 教学单元 C1：金属在单向静拉伸载荷下的力学性能（10 学时） 教学目标：理解金属各种拉伸性能指标的基本含义，拉伸曲线的变化规律及其各个阶段的变形 特点，掌握金属拉伸力学性能及影响因素，掌握包申格效应、滞弹性现象的基本原理以及在实际生 产当中的应用，掌握变形强化的基本原理及其应用；能够借助材料分析现代测试技术，提出改善材 料拉伸性能的措施；掌握断裂的基本类型及其各类型的断口特征；掌握断口分析在实际生产中的应 用；能够对实际工程中构件的断口进行分析，并能获得初步的断裂原因。 教学内容： C1-1 拉伸曲线 C1-2 弹性变形 C1-3 塑性变形 C1-4 金属的断裂 C1-5 金属断裂强度理论 重点：材料各种拉伸性能指标，材料拉伸变形与断裂过程的特征与机理；弹性不完整性；金属 的断裂模型。 难点：对断裂机理、弹性不完整性、金属的断裂模型内容的理解。 教学单元 C2：金属在其它静载荷下的力学性能（3 学时） 教学目标：了解应力状态软性系数的含义及选择，了解金属在弯曲、扭转、压缩载荷下的试验 特点及其相应的性能指标测试方法；了解缺口试样的静载荷试验特点及其性能指标的测试方法；掌 握硬度测试的基本原理及其在生产中的应用；明确各种实验方法的标准。能够根据工程中的材料的 应用需求选择合适的性能测试方法。 教学内容： C2-1 应力状态软性系数 C2-2 材料压缩、弯曲、扭转实验 C2-3 缺口试样静载荷实验 C2-4 材料的硬度
金属材料工程专业教学大纲重点：材料的压、弯、扭的力学性能指标；材料硬度测试的原理与方法：缺口效应。教学单元C3：金属在冲击载荷作用下的力学性能（3学时）教学目标：了解金属在冲击载荷下的变形特点，了解金属在冲击载荷下的性能指标的测试方法及遵循的标准。能够对实际工程中关于材料的冶金质量、热加工质量等利用冲击实验进行快速检测掌握冲击断口的基本特征，能够对实际工程中冲击构件进行断裂原因的初步分析：理解金属的低温脆性现象及其韧脆转变温度的定义方法，理解韧脆转变温度的影响因素及其影响原因；了解落锤试验原理及断裂分析图的应用，能够运用相关知识确定材料的合适应用温度。教学内容：C3-1冲击试验原理及方法C3-2冲击断口分析C3-3低温脆性重点：韧脆转变现象的物理本质、测试手段、评价方法、影响因素和工程意义；韧脆转变温度及评价方法。难点：对韧脆转变现象物理本质的理解。教学单元C4：金属的断裂韧度（4学时）教学目标：了解断裂韧度指标的应用条件；理解裂纹尖端应力场强度因子K及断裂韧度KIc的基本含义；了解裂纹扩展的基本形式：掌握断裂韧度指标的测量条件和测量方法：理解断裂韧度的影响因素及其影响原因：掌握断裂韧度的应用：了解裂纹扩展能量释放率G及断裂韧度GIC；了解弹塑性条件下金属断裂韧度的基本概念；能够利用相关知识解决工程中材料断裂韧度不满足要求的问题教学内容：C4-1裂纹尖端应力场强度因子Ki及断裂韧度Kic。C4-2断裂韧度Klc的测试C4-3断裂韧度的其它衡量指标C4-4断裂韧度Kic在工程上的应用重点：线弹性条件下断裂韧性的物理意义；K判据测试及在工程中的应用：裂纹尖端的塑性区宽度计算；弹塑性条件下的断裂韧度。难点：对弹塑性条件下金属断裂韧度的理解。教学单元C5：金属的疲劳（5学时）教学目标：掌握金属疲劳现象、疲劳特点及疲劳曲线：理解金属疲劳强度的含义及影响疲劳强度因素；了解疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值：能够根据抗拉强度的因素及影响机理提出疲劳性能改善的途径：理解金属疲劳断口的特征及疲劳破环机理，能够根据断口特征初步判断断裂产生的原因。教学内容：C5-1金属疲劳现象27
金属材料工程专业教学大纲 27 重点：材料的压、弯、扭的力学性能指标；材料硬度测试的原理与方法；缺口效应。 教学单元 C3：金属在冲击载荷作用下的力学性能（3 学时） 教学目标：了解金属在冲击载荷下的变形特点，了解金属在冲击载荷下的性能指标的测试方法 及遵循的标准。能够对实际工程中关于材料的冶金质量、热加工质量等利用冲击实验进行快速检测； 掌握冲击断口的基本特征，能够对实际工程中冲击构件进行断裂原因的初步分析；理解金属的低温 脆性现象及其韧脆转变温度的定义方法，理解韧脆转变温度的影响因素及其影响原因；了解落锤试 验原理及断裂分析图的应用，能够运用相关知识确定材料的合适应用温度。 教学内容： C3-1 冲击试验原理及方法 C3-2 冲击断口分析 C3-3 低温脆性 重点：韧脆转变现象的物理本质、测试手段、评价方法、影响因素和工程意义；韧脆转变温度 及评价方法。 难点：对韧脆转变现象物理本质的理解。 教学单元 C4：金属的断裂韧度（4 学时） 教学目标：了解断裂韧度指标的应用条件；理解裂纹尖端应力场强度因子ＫI及断裂韧度ＫIC的 基本含义；了解裂纹扩展的基本形式；掌握断裂韧度指标的测量条件和测量方法；理解断裂韧度的 影响因素及其影响原因；掌握断裂韧度的应用；了解裂纹扩展能量释放率 GI 及断裂韧度 GIC；了解 弹塑性条件下金属断裂韧度的基本概念；能够利用相关知识解决工程中材料断裂韧度不满足要求的 问题教学内容： C4-1 裂纹尖端应力场强度因子ＫI及断裂韧度ＫIC。 C4-2 断裂韧度ＫIc 的测试 C4-3 断裂韧度的其它衡量指标 C4-4 断裂韧度ＫIc 在工程上的应用 重点：线弹性条件下断裂韧性的物理意义；K 判据测试及在工程中的应用；裂纹尖端的塑性区 宽度计算；弹塑性条件下的断裂韧度。 难点：对弹塑性条件下金属断裂韧度的理解。 教学单元 C5：金属的疲劳（5 学时） 教学目标：掌握金属疲劳现象、疲劳特点及疲劳曲线；理解金属疲劳强度的含义及影响疲劳强 度因素；了解疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值；能够根据抗拉强度的因素及影响机理提出疲劳性能 改善的途径；理解金属疲劳断口的特征及疲劳破坏机理，能够根据断口特征初步判断断裂产生的原 因。 教学内容： C5-1 金属疲劳现象
金属材料工程专业教学大纲C5-2疲劳过程及机理C5-3疲劳性能C5-4疲劳构件剩余寿命的预测重点：材料疲劳破坏的机理：疲劳的抗力指标：影响疲劳强度的因素：疲劳裂纹扩展速率及疲劳门槛值。难点：对疲劳断口宏观和微观断口形成机理的理解。教学单元C6：金属的应力腐蚀和氢脆断裂（4学时）教学目标：了解应力腐蚀现象及其产生条件，了解应力腐蚀抗力指标的含义：了解金属内氢的来源及存在形式；理解应力腐蚀断裂机理；理解氢致延滞断裂机理，防止氢脆的基本措施；掌握应力腐蚀断口特征，能够根据断口特征判断断裂类型：掌握氢脆的基本类型及其特征，能够根据断口特征分析断裂类型，进而分析断裂原因。教学内容：C6-1应力腐蚀现象及机理C6-2应力腐蚀抗力指标C6-3氢脆重点：应力腐蚀的原因及特点：氢脆的种类及机理。难点：对应力腐蚀的机理和氢脆的机理的理解。教学单元C7：金属接触疲劳（3学时）教学目标：了解磨损现象及分类和试验方法；掌握磨损机理及其影响因素；了解接触疲劳现象及接触应力的分析，了解接触疲劳试验方法；理解接触疲劳破坏机理及其影响接触疲劳寿命的因素，能够根据疲劳产生的表面特征分析疲劳机理。教学内容：C7-1金属的磨损C7-2金属接触疲劳重点：接触疲劳现象及接触应力的分析；接触疲劳破坏机理分析；接触疲劳试验方法的介绍；影响接触疲劳寿命的因素。难点：接触疲劳破坏机理分析。教学单元C8：金属的高温力学性能（3学时）教学目标：了解金属蜻变现象及其显著蠕变的产生条件：了解金属高温力学性能指标的含义及表示；理解金属蠕变变形与断裂机理，能够利用其分析实际构件的断口特征，寻找断裂引起的原因。教学内容：C8-1端变现象及机理C8-2金属高温力学性能指标重点：材料高温蠕变机理；材料高温力学性能指标及影响因素：材料高温力学性能的测定。28
金属材料工程专业教学大纲 28 C5-2 疲劳过程及机理 C5-3 疲劳性能 C5-4 疲劳构件剩余寿命的预测 重点：材料疲劳破坏的机理；疲劳的抗力指标；影响疲劳强度的因素；疲劳裂纹扩展速率及疲 劳门槛值。 难点：对疲劳断口宏观和微观断口形成机理的理解。 教学单元 C6：金属的应力腐蚀和氢脆断裂（4 学时） 教学目标：了解应力腐蚀现象及其产生条件，了解应力腐蚀抗力指标的含义；了解金属内氢的 来源及存在形式；理解应力腐蚀断裂机理；理解氢致延滞断裂机理，防止氢脆的基本措施；掌握应 力腐蚀断口特征，能够根据断口特征判断断裂类型；掌握氢脆的基本类型及其特征，能够根据断口 特征分析断裂类型，进而分析断裂原因。 教学内容： C6-1 应力腐蚀现象及机理 C6-2 应力腐蚀抗力指标 C6-3 氢脆 重点：应力腐蚀的原因及特点；氢脆的种类及机理。 难点：对应力腐蚀的机理和氢脆的机理的理解。 教学单元 C7：金属接触疲劳（3 学时） 教学目标：了解磨损现象及分类和试验方法；掌握磨损机理及其影响因素；了解接触疲劳现象 及接触应力的分析，了解接触疲劳试验方法；理解接触疲劳破坏机理及其影响接触疲劳寿命的因素， 能够根据疲劳产生的表面特征分析疲劳机理。 教学内容： C7-1 金属的磨损 C7-2 金属接触疲劳 重点：接触疲劳现象及接触应力的分析；接触疲劳破坏机理分析；接触疲劳试验方法的介绍； 影响接触疲劳寿命的因素。 难点：接触疲劳破坏机理分析。 教学单元 C8：金属的高温力学性能（3 学时） 教学目标：了解金属蠕变现象及其显著蠕变的产生条件；了解金属高温力学性能指标的含义及 表示；理解金属蠕变变形与断裂机理，能够利用其分析实际构件的断口特征，寻找断裂引起的原因。 教学内容： C8-1 蠕变现象及机理 C8-2 金属高温力学性能指标 重点：材料高温蠕变机理；材料高温力学性能指标及影响因素；材料高温力学性能的测定