《汽车材料》课程教学大纲。
72学时》一、课程的性质、教学目的、任务和教学基本要求
1 课程的性质、教学目的
汽车材料》是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术科学的课程，是中等专业学校汽车制造与维修专业必修技术基础课。
开设本课程的目的是使学生懂得有关金属材料和其它工程材料的基本知识，了解常用金属材料的成分、组织、性能及热处理工艺之间的关系。了解铸造、焊接的工艺基础知识，为学习其它课程和从事生产技术工作打好必要的基础。
2 教学任务
本课程的主要任务：
学习热处理、铸造、焊接等金属机件制造工艺方法的基本原理；
培养学生合理选用金属材料的能力；
培养学生选择毛坯和零件加工方法的初步能力；
培养学生具有零件毛坯加工方法的工艺知识和零件的结构工艺性知识；
培养学生严谨的科学态度，实践动手能力，以及分析问题的能力。
3 教学基本要求
通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：
基本掌握常用金属材料的牌号、性能、用途及选用原则；
掌握钢铁材料热处理的基本原理，初步掌握普通热处理方法的工艺特点和应用范围；
初步具有合理选择材料、确定零件生产工艺过程热处理工序位置的能力；
了解金属零件铸造、压力加工和焊接工艺的基本原理、特点和应用范围；
初步掌握简单机械零件铸造、压力加工和焊接工艺设计知识；
初步学会分析一般零件毛坯结构工艺性。
二、本课程与相关课程的衔接、配合关系
本课程以物理学和化学为基础，在学生通过金属工艺学教学实习后开设。本课程与《机械识图》、《工程力学》、《机械制造》等课程配合，并为学习其它有关课程奠定必要的金属工艺学基础知识。
三、教学方法和教学形式
1 教学方法
本课程的重难点内容主要由电视(录像)课讲授，基本内容通过面授为学生导学助学，并通过学生自学加以系统掌握。电视课、面授课和自学三种教学课时安排要合理，以1∶4∶2为宜。
2 教学形式
本课程的教学形式有：电视(录像)课、面授课、实验课、习题课、课外作业和考试。
3 实践性环节教学
汽车材料》是一门实践性很强的课程。在本课程开设之前，学生应按教学实习大纲的要求，进行铸造、锻造、焊接加工和热处理的教学实习，获得必要的实践知识。注意通过习题课、实验课和作业练习培养学生分析解决实际问题的能力。
实践性环节的学时比例不能降低。
四、特殊说明
1 教学**设置及要求
本课程运用多种**并实现合理配置进行教学。教学**设置有文字主教材、教学录像带、学习指导书和实验指导书。要求学生自学文字主教材进行预习，通过面授课和收视电视(录像)课学习，按照学习指导书进行复习，通过习题集的作业练习和实验指导书指导下的实验来帮助理解基本知识和提高实际技能。
2 课程的教学要求层次
在课程教学“大纲本文”中系统地规定了教学内容的范围、深度及其体系结构，提出了有关基础理论、基本知识、基本技能、工艺设计、结构设计、思维能力的培养和思想教育等方面不同层次的教学要求。规定有关定义、定理、性质、原理等概念的内容按“知道、理解、掌握”三个层次要求；规定有关工艺设计、结构设计、公式运用等按“会、掌握、熟练掌握”三个层次要求；规定实验、实习等实践性环节的技能按“观察、学会、能测定、掌握、应用”等层次要求。
3 本大纲的适用范围
本大纲是中等专业学校汽车类专业开设的《汽车材料》课程的教学大纲。无论采用何种教学**教学，均不得离开本大纲规定的教学内容要求。应按照本大纲所规定的课程各章节的基本[fs:
page]内容、重点、难点和技能要求，合理采用教学**，使之有机的配合，体现各种教学**的特点，帮助学生学习。
本大纲在考试大纲尚未编印时应作为考试指南。考试的内容以本大纲为依据，不得超出本大纲的范围。
4 教学中应注意的问题
使用本大纲教学时要努力贯彻“精选教材内容，加强实践环节，改进教学方法，着重能力培养”的原则，注意与后继课程的互相联系，和金工实习的内在联系，力求使学生掌握必要的基础知识、基本理论和基本技能。
本课程授课以电视(录像)课和面授课为主，习题课、实验课等实践性教学环节占总学时的20%左右。
本课程是一门工艺性、实践性较强的课程，要尽量上好电视课，发挥优势特点，同时在课堂面授时要充分应用挂图、模型实物等教具，以提高教学效果。
第二部分大纲本文
一、金属的机械性能及其试验方法
教学目的及教学要求
本章阐述了金属五大机械性能指标强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度的概念、测试方法和应用。要求掌握强度和塑性指标的符号、单位及意义；掌握布氏硬度和洛氏硬度的测定原理、方法、符号及应用。了解拉伸试验方法和拉伸曲线图；了解多次冲击试验和疲劳试验的概念。
教学内容
拉伸试验和低碳钢拉伸曲线；拉伸试验测得的强度指标：σ e、σ s和σ b，以及拉伸试验测得的塑性指标：δ、布氏硬度和洛氏硬度试验法的原理及应用。
摆锤式一次冲击试验法原理和冲击韧性指标α k。金属疲劳的概念。
教学建议
本章的重点是拉伸试验、布氏硬度试验、洛氏硬度试验、一次冲击试验的测试原理，以及经试验所获得的强度、塑性、硬度和韧性指标的符号、物理函义及其应用。要求学生应完成上述四种机械性能测试的实验。
二、金属的晶体结构与结晶
教学目的及教学要求
本章阐述了晶体结构的基本知识，金属晶体结构常见的类型，金属的实际晶体结构和缺陷，金属的结晶过程，同素异构转变，铸锭的组织和缺陷。要求理解晶格、晶胞、实际金属的多晶体结构、结晶等概念。掌握金属晶体的三种常见晶格类型：
面心立方、体心立方和密排立方晶胞。掌握实际金属点、线、面缺陷与金属机械性能的关系。掌握纯金属结晶过程，过冷度与晶粒大小对机械性能的影响，细化晶粒的措施，纯铁的同素异构转变。
掌握铸锭组织的结晶形成过程，铸锭组织对性能的影响。
教学内容
晶体结构的基本知识：晶格、晶胞、金属常见的晶格类型。金属的实际晶体结构：
多晶体结构、点缺陷、线缺陷、面缺陷。纯金属的结晶：结晶的概念、结晶过程、晶粒大小对机械性能的影响、同素异构转变。
铸锭的组织与缺陷。
教学建议
借助模型帮助学生掌握金属常见的晶格结构类型。着重讲解实际金属的各种晶体缺陷的特征及其对金属机械性能的影响关系。借助冷却曲线建立过冷度的概念，以及过冷度与冷却速度、晶粒大小和金属机械性能的关系，建立金属同素异构转变的物理概念。
三、合金的结构与二元合金状态图
教学目的及教学要求
本章阐述了合金相结构的基本概念及其分类，二元合金状态图的建立和二元金状态图的分析。要求掌握合金、组元、系、相和组织的基本概念；着重掌握固溶体、金属化合物和机械混合物的概念及其对金属性能的影响。了解二元合金状态图的意义和作用，掌握用热分析法测定二元合金状态图，重点掌握二元合金状态图的结晶过程分析。
教学内容
合金结构的基本概念。合金的相结构：固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、金属化合物、机械混合物。
二元合金状态图的建立：状态图表示方法、测定方法，二元合金状态图分析：共晶合金结晶过程、亚共晶合金结晶过程、过共晶合金结[fs:
page]晶过程。
教学建议
本章的重点是：合金结构的基本概念，二元合金状态图的建立和分析。建议借助实例分析固溶体、化合物对合金性能的影响。
以热分析法为例，采用绘图仪绘制p b—s b合金状态图，并结合金相显微**分析共晶、亚共晶、过共晶合金的结晶过程和结晶组织。
四、铁碳合金
教学目的及教学要求
本章阐述了铁碳合金的基本组织，铁碳合金状态图，碳钢的分类、牌号和用途。要求牢固掌握铁碳合金的基本组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体)的定义、结构、形成条件和性能特点。牢固掌握简化的铁碳合金状态图；熟练分析不同成分的铁碳合金的结晶过程；掌握铁碳合金状态图各相区的组织及性能，以及铁碳合金状态图的实际应用。
掌握碳钢中常存元素对碳钢性能的影响；基本掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。
教学内容
铁碳合金基本组织铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体的定义、表示符号、晶体结构、显微组织特征、形成条件及性能特点。铁碳合金状态图的构成、状态图中特性点、线的含义。典型合金的结晶过程分析及其组织，室温下不同区域的组织组成相。
碳含量对铁碳合金组织和性能的影响。铁碳合金状态图的实际应用。锰、硅、硫、磷等常存杂质元素对钢性能的影响。
碳铁的分类、牌号、性能和用途。
教学建议
本章是金属工艺学(上)的重点章节。建议开出铁碳合金平衡组织的金相观察实验，结合课堂授课，作重分析铁碳合金的基本组织及其室温下不同成分铁碳合金的组织特征。在课堂讲授的基础上，开展课堂讨论，练习绘制铁碳合金状态图，对不同成分的合金结晶过程进行分析。
五、钢的热处理
教学目的及教学要求
本章阐述了钢在加热时的组织转变和在冷却时的组织转变，钢的退火、正火、淬火、回火等常规热处理工艺方法。简要介绍钢的表面热处理方法。要求掌握奥氏体的形成过程及影响奥氏体形成的因素，理解奥氏体晶粒度概念，掌握影响奥氏体晶粒大小的因素及控制晶粒大小的措施。
牢固掌握过冷奥氏体等温转变“c”曲线、等温转变产物的组织与性能之间的关系掌握过冷奥氏体连续冷却转变曲线及连续冷却转变曲线的实际应用。掌握退火、正火、淬火、回火等普通热处理的工艺特点、转变组织、性能及应用。理解钢的淬透性概念，基本掌握淬透性测量方法和影响淬透性的因素，掌握防止淬火开裂和减少变形的措施。
了解钢的表面淬火、表面化学热处理的工艺特点及应用范围。
教学内容
钢的热处理的地位作用和热处理分类。钢在加热、冷却时的临界转变点a１、ａcm 。共析钢加热时奥氏体形成的基本过程：
奥氏体晶核形成和长大、残余渗碳体的溶解、奥氏体均匀化。奥氏体晶粒大小及控制措施。过冷奥氏的等温转变曲线，等温转变产物珠光体、索氏体、屈氏体、上贝氏体、下贝氏体的组织形态及性能。
过冷奥氏体连续转变曲线及其与等温转变曲线的比较。过冷奥氏体向马氏转变的特点及其转变产物的组织形态及性能。钢的普通热处理工艺退火、正火、淬火、回火的目的、分类及应用。
教学建议
本章是金属工艺学(上)的重点章节。着重讲解加热时fe—fe ３ｃ状态图、共析钢奥氏体形成示意图、共析钢等温转变曲线和连续转变曲线。结合碳钢的热处理实验，掌握普通热处理退火、正火、淬火和回火工艺规范的确定，处理后的组织形态和性能。
通过课堂讨论对退火、正火、淬火、回火作实例分析，加深对普通热处理工艺的掌握。
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