粉末冶金模具设计课程教学大纲.doc

课程编号：070207Z1 课程名称：材料性能及其测试 英文名称：Materials Properties and Testing 学时与学分: 40/2.5 （其中实验学时：8，课内上机学时：0） 先修课程要求：材料物理、物理化学、材料科学基础、材料力学、材料化学原理 适应专业：粉体材料科学与工程、材料化学、粉体工程实验班 参考教材： [1]材料性能学，王从曾主编，北京工业大学出版社，2001年 [2]材料物理性能，田莳主编，北京航空航天大学出版社，2004年 [3]材料的力学性能，郑修麟、乔生儒编，西北工业大学出版社，2000年 [4]材料力学性能与应力测试，韦德骏主编，湖南大学出版社，1997年 课程简介： 《材料性能及其测试》是材料、粉体类人才培养的专业主修专业课。本课程以材料科学基础、材料物理、材料化学原理、物理化学以及材料力学为基础，概括三类基本材料即金属材料、陶瓷材料和高分子材料的基本物理性能和化学性能，着重讲授三类基本材料的力学性能、化学(腐蚀)性能、电学性能、磁学性能、热学性能和光学性能，三类材料各种性能的原理和测试方法，以及各类材料的性能特征和相应的应用，本课程内容多，概念多，跨度大，较为复杂，专业理论性强，要求学生在学习课程时，结合材料科学的发展方向，与材料科学基本知识和物理化学基本知识融会贯通来学习。 课程教学大纲 一、课程在培养方案中的地位、目的和任务 《材料性能及其测试》是粉体材料、材料化学、复合材料方向的重要专业基础课，是学生从事材料研究的基础课程之一。通过本课程学习，使学生加深对材料成分、组织、结构、工艺与性能之间关系的了解，初步掌握材料性能测试的基本方法，初步掌握相关基础理论、基本知识与有关公式，加深对基本内容的理解，探讨改善材料性能的基本途径，培养分析与解决实际问题的能力，为以后从事粉末冶金、材料科学与工程研究、开发新材料打下坚实的基础。 二、课程的基本要求 本课的教学环节包括课堂讲授，习题讨论课，课后习题，答疑和期末考试。通过上述教学步骤，要求学生掌握和了解材料的力学性能、冲击韧性、断裂韧性、疲劳性能、磨损性能、高温力学性能、热学性能、磁学性能、电学性能以及光学性能的基本理论与一般性能测试方法，并能正确地应用这些知识解决问题，为后续的课程和以后从事研究打下良好的知识基础。 三、课程的基本内容以及重点难点 本课程基本内容和重点难点如下： 绪论 第1章 材料单向静拉伸的力学性质 要求掌握力—伸长曲线和应力—应变曲线，能从应力和应变曲线中分析材料的基本特性；弹性变形及性能指标，能解释弹性变形的实质，掌握弹性模量概念；掌握塑性变形及性能指标，塑性变形的几种常见方式；了解断裂的机理，掌握断裂的分类方法，不同材料的宏观断口形式和微观断口形式，能从断口中判断出材料的基本特征。 难点：塑性变形机理，应变硬化机理，裂纹形核的位错模型，断裂强度的裂纹理论。 第2章 材料在其他静载下的力学性质 了解扭转、弯曲、压缩与带缺口试样的静拉伸以及材料硬度实验的方法、应用范围、力学性能指标。能从应力状态的软性系数分析材料所处的不同应力状态，并能掌握不同应力状态下的受力特点。了解扭转、弯曲、压缩硬度指标的物理意义以及测量方法，掌握不同的应力状态下材料性能的表征形式，能得到的力学性能指标。了解缺口对材料力学性能的影响，能分析平面应力状态和平面应变条件下缺口的效应，含缺口材料的力学性能有何特点。要求掌握材料扭转、弯曲与压缩的力学性能指标，掌握材料硬度试验方法。 难点：不同硬度测试的区别和关联。 第3章 材料的冲击韧性及低温脆性 本章主要介绍材料在冲击载荷下的力学行为和性能特点以及金属材料的低温脆性。掌握冲击韧性及其工程意义，理解冲击载荷作用条件下对材料变形的不同影响；掌握低温脆性的概念，掌握韧脆转变温度的确定方法，了解抗脆断设计的基本方法。 难点是冲击韧性。 第4章 材料的断裂韧性 要求掌握裂纹扩展的基本方式、应力场强度因子、断裂韧性和断裂k判据、断裂韧度在工程上的应用，能利用裂纹扩展的力学判据分析和处理工程应用中的一些实际问题。要求理解J积分的概念和影响材料断裂韧度的因素，掌握提高材料断裂韧度的方法和措施。要求了解裂纹尖端的应力场和裂纹尖端塑性区及K1的修正。 难点：断裂韧性。 第5章 材料的疲劳性能 掌握变动载荷的基本概念，描述变动载荷的基本参数；掌握疲劳断裂的基本形式，典型疲劳断口的特点，在外界条件发生变化时疲劳断口的不同形式；了解疲劳破坏的机理，裂纹产生的基本原理以及裂纹扩展的基本特点，能分析出疲劳条带产生的原因；掌握疲劳抗力指标。了解材料疲劳极限的测量方法，以及影响疲劳极限的因素，如何提高材料的抗疲劳破坏能力。要求了解热疲劳疲劳试验方法。 难