江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱

05791　　 工程材料與熱處理

南京工程學(xué)院編

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會辦公室

一、課程性質(zhì)及其設(shè)置目的與要求

（一）課程性質(zhì)和特點

《工程材料與熱處理》課程是我省高等教育自學(xué)考試數(shù)控加工與模具設(shè)計專業(yè)（本科段）的一門重要的專業(yè)課程，本課程的主要目的是使學(xué)生掌握材料組織性能的基本理論及影響其變化規(guī)律的各種因素，重點獲得有關(guān)改變金屬內(nèi)部組織從而使性能發(fā)生變化的基本原理和工藝方法；熟悉工程結(jié)構(gòu)與機(jī)械零件常用的各種材料的基本理論知識和性能特點，從而使其能夠根據(jù)工程要求正確地選擇和制訂合適的熱處理工藝，初步具備合理選擇材料和使用材料、正確選擇加工方法及安排制訂加工工藝路線的能力，為后繼有關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定必要的材料學(xué)基礎(chǔ)。

（二）本課程的基本要求

本課程共分為十章。重點闡述金屬材料的熱處理基本原理及常用的熱處理工藝方法；工程材料的性能與其組織結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系；說明如何通過工藝手段改變材料的組織結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高材料性能的目的；介紹常用工程材料及其應(yīng)用等基本知識；為模具設(shè)計和制造提供合理應(yīng)用材料、加工材料的方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下要求：

１、掌握材料學(xué)的基礎(chǔ)知識；

２、熟悉模具工程材料的基本性能；

３、掌握運用鐵碳合金相圖，等溫轉(zhuǎn)變曲線，分析鐵碳合金的組織與性能的關(guān)系；

４、熟悉熱處理原理和各種熱處理工藝；

５、掌握常用工程材料的組織、性能及應(yīng)用；

6、具備根據(jù)工件使用條件和性能要求，對其進(jìn)行合理選材的初步能力。

（三）本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系

工程材料與熱處理課程包括材料學(xué)、材料工藝學(xué)、金屬熱處理等方面的內(nèi)容，具有材料科學(xué)和工程學(xué)科交叉的特點，因此在學(xué)習(xí)本課程前應(yīng)先修《大學(xué)物理》、《工程力學(xué)》，并要求已進(jìn)行金工實習(xí)，以利于學(xué)生更好地理解和掌握本課程的教學(xué)內(nèi)容。

二、課程內(nèi)容與考核目標(biāo)

緒論

（一）課程內(nèi)容

材料概況介紹；工程材料的分類；熱處理在工程上應(yīng)用意義；課程性質(zhì)、內(nèi)容與教學(xué)目標(biāo)。

（二）學(xué)習(xí)要求

明確學(xué)習(xí)本課程的目的和意義；了解本課程的主要內(nèi)容；了解工程材料的種類及它們的基本性能特點。掌握課程學(xué)習(xí)方法。

（三）考核知識點和考核要求

1、了解：本課程教學(xué)的主要內(nèi)容 ；

2、了解：工程材料與熱處理的分類及應(yīng)用。

3、了解：本課程與專業(yè)的關(guān)系

第一章　　材料的性能

（一）課程內(nèi)容

本章主要介紹材料的力學(xué)性能，簡要介紹材料的物理性能、化學(xué)性能、工藝性能等。本章結(jié)束后安排2課時的實驗，內(nèi)容為：硬度計的使用及金屬硬度測試。

（二）學(xué)習(xí)要求

本章以材料的強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度、疲勞等力學(xué)性能為重點；化學(xué)、物理性能和工藝性能性能作為一般性了解。

（三）考核知識點和考核要求

1、  領(lǐng)會：化學(xué)、物理性能和工藝性能性能。

2、  掌握：強(qiáng)度、塑性、韌性、硬度、疲勞等力學(xué)性能及應(yīng)用。

3、  熟練掌握：常用的力學(xué)性能指標(biāo)。

第二章　　材料的結(jié)構(gòu)

（一）課程內(nèi)容

本章介紹結(jié)合鍵、晶體結(jié)構(gòu)理論、晶體缺陷理論，重點介紹金屬材料的晶體理論。

（二）學(xué)習(xí)要求

了解晶體結(jié)構(gòu)的基本知識；掌握三種典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)；掌握晶體缺陷的種類和特點。關(guān)于離子和分子晶體內(nèi)容不做考核要求。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：晶體結(jié)構(gòu)的基本知識。

2、掌握：晶體缺陷的種類和特點。

3、  熟練掌握：金屬材料典型的三種晶體結(jié)構(gòu)和三種晶體缺陷。

第三章　　材料結(jié)晶理論

（一）課程內(nèi)容

本章介紹純金屬結(jié)晶、合金的結(jié)晶與相圖、合金相結(jié)構(gòu)、相圖分析和應(yīng)用、鑄態(tài)組織與冶金缺陷。

（二）學(xué)習(xí)要求

掌握合金的相結(jié)構(gòu)和相圖，掌握純金屬及合金的結(jié)晶特點；了解鑄態(tài)組織與冶金缺陷。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：純金屬及合金的結(jié)晶。

2、掌握：合金的相結(jié)構(gòu)和相圖。

3、熟練掌握：固溶強(qiáng)化的概念及工程意義。

第四章　　材料改性理論

（一）課程內(nèi)容

本章介紹材料塑性變形理論、金屬的冷塑性變形、金屬的熱塑性變形、金屬強(qiáng)化理論及其應(yīng)用。

（二）學(xué)習(xí)要求

掌握塑性變形對金屬組織與性能的影響，掌握加工硬化本質(zhì)及工程意義；熟悉再結(jié)晶的概念；熟悉強(qiáng)化金屬材料的四種方式。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：塑性變形的特點和意義；冷、熱加工概念。

2、掌握：塑性變形組織的變化及其對性能的影響。

3、熟練掌握：加工硬化概念及應(yīng)用。

第五章　　鐵碳合金相圖與應(yīng)用

（一）課程內(nèi)容

本章介紹鐵碳合金基本相；鐵碳相圖分析；鐵碳合金成分、組織與性能的關(guān)系；鐵碳相圖的應(yīng)用簡介。在本章結(jié)束后安排2課時的實驗，內(nèi)容為：金相顯微鏡的使用與鐵碳合金平衡組織觀察。

（二）學(xué)習(xí)要求

要求了解鐵碳相圖；熟悉鐵碳合金基本相的性質(zhì)；掌握不同成分的鐵碳合金在室溫下的平衡組織；掌握鐵碳合金化學(xué)成分和組織對性能影響的規(guī)律。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：鐵碳合金的結(jié)晶過程。

2、掌握：合金中基本相的性質(zhì)；鐵碳合金化學(xué)成分和組織對性能的影響。

3、熟練掌握：鐵碳合金的分類、常溫下的組織。

第六章    鋼的熱處理

（一）課程內(nèi)容

本章是課程重點，主要介紹熱處理原理、整體熱處理工藝、表面熱處理和化學(xué)熱處理、淬透性和淬硬性概念、熱處理應(yīng)力與變形開裂。

（二）學(xué)習(xí)要求

掌握鋼的熱處理原理四大轉(zhuǎn)變及影響因素；掌握整體熱處理的四種工藝、表面熱處理和化學(xué)熱處理工藝；熟悉模具制造過程中的常用的熱處理工藝方法。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：熱處理的概念和分類。

2、熟練掌握：熱處理原理和熱處理工藝方法。

3、熟練掌握：奧氏體、珠光體、貝氏體、馬氏體組織及其性能。

第七章    鋼鐵材料

（一）課程內(nèi)容

本章介紹合金元素在鋼中的主要作用、鋼的分類與牌號；重點介紹常用的結(jié)構(gòu)鋼、冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模材料的成分特點、熱處理工藝、組織、性能和應(yīng)用。對特殊性能鋼及鑄鐵等工程材料作一般性介紹。

（二）學(xué)習(xí)要求

本章是課程重點，要求熟悉常用的結(jié)構(gòu)鋼、模具鋼的分類及常用材料牌號；掌握各種常用模具鋼的成分特點、性能、熱處理工藝及應(yīng)用；了解不銹鋼、常用鑄鐵的成分特點、熱處理工藝、組織、性能和應(yīng)用。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：雜質(zhì)元素對力學(xué)性能的影響、合金元素在鋼中的主要作用。

2、掌握：不銹鋼及鑄鐵的成分特點、熱處理工藝、組織、性能和應(yīng)用。

3、熟練掌握：常用結(jié)構(gòu)鋼、模具鋼的牌號、熱處理工藝、性能特點及其應(yīng)用。

第八章     有色金屬材料

（一）課程內(nèi)容

本章側(cè)重介紹鋁及鋁合金、銅及銅合金的性能及其應(yīng)用，其余內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)且不進(jìn)行考核。

（二）學(xué)習(xí)要求

掌握鋁合金和銅合金的成分、組織、性能及其應(yīng)用。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：鋁合金和銅合金的分類。

2、掌握：鋁合金和銅合金的性能及其在工程中的應(yīng)用

第九章                   高分子材料

（一）課程內(nèi)容

本章簡要高分分子材料的基本性能、特點及應(yīng)用。

（二）學(xué)習(xí)要求

了解高分子材料的分類方法及它們的應(yīng)用；掌握工程塑料的性能、特點及應(yīng)用，其他部分由學(xué)生自學(xué)且不進(jìn)行考核。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：高分分子材料基本概念。

2、掌握：掌握常用工程塑料的性能及應(yīng)用。

第十章                   陶瓷材料

（一）課程內(nèi)容

本章簡要介紹陶瓷材料的性能特點及其應(yīng)用。

（二）學(xué)習(xí)要求

了解陶瓷材料的制備過程；掌握陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點，其余內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)且不進(jìn)行考核。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：陶瓷材料的分類。

2、掌握：陶瓷的性能特點及其在工程中的應(yīng)用

第十一章         復(fù)合材料

（一）課程內(nèi)容

本章簡要介紹復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用。

（二）學(xué)習(xí)要求

了解常用復(fù)合材料的性能及應(yīng)用，其余內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)且不進(jìn)行考核。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特點。

2、了解：了解常用復(fù)合材料的性能及應(yīng)用。

第十二章         材料表面技術(shù)

（一）課程內(nèi)容

本章簡要介紹工程上常用的化學(xué)鍍、電鍍、熱浸鍍表面處理工藝及應(yīng)用。

（二）學(xué)習(xí)要求

了解常用表面處理工藝特點及應(yīng)用，其余內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)且不進(jìn)行考核。。

（三）考核知識點和考核要求

了解化學(xué)鍍、電鍍在工程中的應(yīng)用。

第十三章         工程材料的選擇與應(yīng)用

（一）課程內(nèi)容

本章介紹模具常見的失效形式及失效原因、模具選材的原則和方法、典型模具的選材和制造工藝分析。

（二）學(xué)習(xí)要求

掌握常用模具的選材、工藝的制訂和熱處理工藝的安排。

（三）考核知識點和考核要求

1、領(lǐng)會：模具常見的失效形式及可能引起失效的原因。

2、掌握：模具的選材和熱處理工藝制訂的程序

4、  熟練掌握：典型模具的選材方法和制造工藝。

三、有關(guān)說明和實施要求

（一）關(guān)于“課程內(nèi)容與考核目標(biāo)”中有關(guān)提法的說明

在大綱的考核要求中，提出了“領(lǐng)會”、“掌握”、“熟練掌握”等三個能力層次的要求，它們的含義是：

1、領(lǐng)會：要求應(yīng)考者能夠記憶規(guī)定的有關(guān)知識點的主要內(nèi)容，并能夠林歸和理解規(guī)定的有關(guān)知識點的內(nèi)涵與外延，熟悉其內(nèi)容要點和它們之間的區(qū)別與聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求，作出正確的解釋、說明和闡述。

2、掌握：要求應(yīng)考者掌握有關(guān)的知識點，正確理解和記憶相關(guān)內(nèi)容的原理、方法步驟等。

3、重點掌握：要求應(yīng)考者必須掌握的課程中的核心內(nèi)容和重要知識點。

（二）自學(xué)教材與學(xué)時分配

本課程使用教材為：《機(jī)械工程材料》（第2版），王章忠主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2007年版。

（三）自學(xué)方法的指導(dǎo)

本課程作為一門的專業(yè)課程，綜合性強(qiáng)、內(nèi)容多、難度大，應(yīng)考者在自學(xué)過程中應(yīng)該注意以下幾點：

1、學(xué)習(xí)前，應(yīng)仔細(xì)閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟悉課程的基本要求以及本課程與有關(guān)課程的聯(lián)系，使以后的學(xué)習(xí)緊緊圍繞課程的基本要求。

2、在閱讀某一章教材內(nèi)容前，應(yīng)先認(rèn)真閱讀大綱中該章的考核知識點、自學(xué)要求和考核要求，注意對各知識點的能力層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)。

3、閱讀教材時，應(yīng)根據(jù)大綱要求，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每個知識點。對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個別細(xì)節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時擱置。

4、學(xué)完教材的每一章節(jié)內(nèi)容后，應(yīng)認(rèn)真完成教材中的習(xí)題和思考題，這一過程可有效地幫助自學(xué)者理解、消化和鞏固所學(xué)的知識，增加分析問題、解決問題的能力。

（四）對社會助學(xué)的要求

1、應(yīng)熟知考試大綱對課程所提出的總的要求和各章的知識點。

2、應(yīng)掌握各知識點要求達(dá)到的層次，并深刻理解各知識點的考核要求。

3、對應(yīng)考者進(jìn)行輔導(dǎo)時，應(yīng)以指定的教材為基礎(chǔ)，以考試大綱為依據(jù)，不要隨意增刪內(nèi)容，一面與考試大綱脫節(jié)。

4、輔導(dǎo)時應(yīng)對應(yīng)考者進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，提倡應(yīng)考者“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。

5、輔導(dǎo)時要注意基礎(chǔ)、突出重點，要幫助應(yīng)考者對課程內(nèi)容建立一個整體的概念，對應(yīng)考者提出的問題，應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。

6、注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)應(yīng)考者逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題、分析問題、作出判斷和解決問題。

7、要使應(yīng)考者了解試題難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。

（五）關(guān)于命題和考試的若干規(guī)定

1、本大綱各章所提到的考核要求中，各條細(xì)目都是考試的內(nèi)容，試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點章節(jié)，加大重點內(nèi)容的覆蓋密度。

2、試卷對不同能力層次要求的試題所占的比例大致是：“領(lǐng)會”20%，“掌握”40%，“熟練掌握”為40%。

3、試題難易程度要合理，可分為四檔：易、較易、較難、難，這四檔在各份試卷中所占的比例約為2：3：3：2。

4、本課程考試試卷可能采用的題型有：單項選擇題、名詞解釋、簡答題及問答題（包括論述題）等類型（見附錄題型示例）。

5、考試方式為閉卷筆試，考試時間為150分鐘。評分采用百分制，60分為及格。

附錄  題型舉例

一、選擇題

如： 隨著鋼的含碳量的增加，二次滲碳體從奧氏體中開始析出的溫度        

        A．升高；      B．降低；     C．不變。

二、填空題

如：         是鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物。

三、名詞解釋

如：奧氏體

四、簡答題

如：簡述固溶強(qiáng)化的原因。

五、問答題或論述題

如：能否采用表面強(qiáng)化方法顯著提高該連桿的工作性能？為什么？