工程材料基礎(西安交通大學建設的慕課)

課程性質

課程定位

工程材料基礎課程是一門理論與實踐相結合的課程，通過對機械零件失效形式及性能要求、碳鋼與熱處理的基礎知識和理論等內容的學習，使學習者掌握合金冷卻過程中的相變與組織之間的關係，了解合金鋼與鑄鐵、陶瓷材料、高分子材料和複合材料的性能特點和套用範圍。

適應對象

工程材料基礎課程適合機械、能源、核技術、飛行器設計、工程力學、人居環境、口腔醫學等機類、近機類專業的本科生和社會學習者學習。

課程簡介

工程材料基礎課程共十章，緒章介紹材料對社會發展的作用；第一章講述機械零件常見的失效形式、材料性能要求和提高零部件服役性能的改進方法和措施；第二章介紹金屬晶體結構等基本概念、碳含量與碳鋼性能的對應關係和碳鋼種類、牌號；第三章講述碳鋼的熱處理原理和工藝、熱處理該種靜態加工工藝對組織和性能的調控作用；第四章至第六章分別介紹鑄鐵、合金鋼、有色金屬的成分、熱處理、組織、性能特點及用途；第七章至第九章分別講述陶瓷材料、高分子材料、複合材料的成分、性能特點、組織及常用材料的種類和用途。

課程大綱

緒章緒論

課時

0.1課程概況與材料對社會發展的作用

0.2工程材料概要

第一章機械零件失效形式及其抗力指標

課時

1.1零件過量變形失效及其抗力指標

1.2零件在靜載和衝擊載荷下的斷裂

1.3零件在交變載荷下的疲勞斷裂

1.4零件的腐蝕失效

1.5零件在高溫下的蠕變變形與斷裂編輯教學內容

1.6零件的磨損失效

第二章碳鋼

課時

2.1純鐵的組織和性能

2.2鐵碳合金中的相和組織組成物

2.3Fe-Fe3C相圖

2.4雜質元素對鋼的性能影響

2.5壓力加工對鋼組織和性能影響

第三章鋼的熱處理

課時

3.1鋼在加熱時的轉變

3.2奧氏體轉變圖

3.3鋼的普通熱處理

3.4鋼的表面熱處理

第四章合金鋼

課時

4.1合金鋼的概述

4.2合金結構鋼

4.3合金工具鋼

4.4特殊性能鋼

第五章鑄鐵

課時

5.1鑄鐵的石墨化

5.2石墨化過程舉例

5.3灰口鑄鐵的特點及套用

第六章有色金屬及其合金

課時

6.1鋁合金

6.2銅合金

6.3滑動軸承合金

第七章高分子材料

課時

7.1高分子材料概述

7.2高分子材料性能特點和常用高分子材料

第八章陶瓷材料

課時

8.1陶瓷材料概述

8.2工程結構陶瓷材料

8.3 金屬陶瓷

第九章複合材料

課時

9.1複合材料概述

9.2複合材料的增強相和增強機制

9.3常用複合材料

（註：課程大綱排版從左到右排列）

開課信息

開課次數	開課時間	授課老師	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年12月29日-2019年04月12日	王繼平、孫巧艷、李燁飛、王紅潔、高圓	2-4小時每周	3108
第2次開課	2019年05月21日-2019年07月30日			2917
第3次開課	2019年08月28日-2019年12月16日			3657
第4次開課	2020年02月18日-2020年06月29日	王繼平、孫巧艷、李燁飛、王紅潔、徐彤、高圓		6730
第5次開課	2020年08月31日-2020年12月29日			2286
第6次開課	2021年02月18日-2021年08月10日			5633

（註：表格內容參考資料）

教學目標

1、了解機械零構件的常見失效方式及其對性能指標的要求；

2、掌握材料科學與工程的基礎知識；

3、熟悉金屬材料、高分子材料、陶瓷材料、複合材料四大類工程材料的成分、組織和性能特點；

4、初步具備合理選擇材料、正確制定加工方法和工藝路線的能力。

學習預備

預備知識

學習工程材料基礎課程需要先學習大學物理、普通化學、材料力學等課程。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版社
《機械工程材料（第4版）》	沈蓮	2018年	機械工業出版社
《工程材料基礎實驗指導書》	席生岐	2014年	西安交通大學出版社
《工程材料學》	朱張校、姚可夫	2012年	清華大學出版社
《機械工程材料（第十版）》	齊民、於永泗	2017年	大連理工大學出版社
《工程材料學》	堵永國	2015年	高等教育出版社

（註：表格內容參考資料）

考核標準

工程材料基礎課程的評分標準按照單元測試、單元作業、期末考試、課堂討論四部分計算，課程總分為100分。