工程材料学
工程材料学
少于1000 人选课
更新日期:2025/07/15
开课平台智慧树
开课高校中国石油大学(华东)
开课教师王彦芳曹宁
学科专业工学材料类
开课时间2025/01/21 - 2025/07/20
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介
为什么合金钢性能优于碳素钢,广泛应用于工业生产?合金元素是如何影响钢的组织结构与性能的?金属材料从元素到零部件到失效破坏的全过程中,影响其性能的关键工艺都包括哪些?如何选材?如何设计新材料?《工程材料学》这门课程将解答这些疑问并带领大家遨游在金属材料的知识海洋中。 《工程材料学》以材料科学研究四要素的成分为核心,重点论述金属材料的合金化原理,改善材料性能的基本途径,以及工程构件用钢、机器零件用钢、工具钢、不锈钢、耐热钢、铸铁和有色金属及其合金的主要成分、分类、组织结构、热处理工艺、主要性能与实际应用等基本知识。课程围绕“服役条件-技术要求-成分-工艺-组织-性能-应用”的主线,将材料学科的新发展、新材料和新技术溶入课堂,以“线上+线下”融合式教学范式,在内化知识的基础上,增强学生知识的迁移能力,提高解决复杂工程问题能力。
课程大纲

在线教程

章节简介教学计划
绪论
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课程内容、要点与学习方法
王彦芳
学习资料
金属材料的过去、现在与将来
王彦芳
学习资料
钢的合金化基础
碳钢概述
王彦芳
学习资料
钢的合金化基础
合金钢概述
王彦芳
学习资料
合金元素与铁的交互作用
王彦芳
学习资料
合金元素与碳的交互作用
王彦芳
学习资料
合金元素对相图的影响
王彦芳
合金元素对热处理加热过程的影响
王彦芳
学习资料
合金元素对C曲线的影响
王彦芳
学习资料
合金元素对过冷奥氏体转变的影响
王彦芳
学习资料
合金元素对回火转变的影响
王彦芳
学习资料
合金元素对工艺性能的影响
王彦芳
学习资料
钢的强化机制
王彦芳
学习资料
改善钢塑韧性的基本途径
改善钢塑性的基本途径
王彦芳
学习资料
改善钢韧性的基本途径
王彦芳
学习资料
金属材料的环境协调性设计
王彦芳
学习资料
工程构件用钢
构件用钢的工作条件与性能要求
曹宁
学习资料
普通低合金构件用钢
曹宁
学习资料
机械零件用钢
调质钢
曹宁
学习资料
弹簧钢
曹宁
学习资料
渗碳钢
曹宁
学习资料
滚动轴承钢
曹宁
学习资料
工具钢
合金刃具钢
曹宁
学习资料
高速钢
曹宁
学习资料
模具钢与量具钢
曹宁
学习资料
不锈钢
不锈钢的合金化
曹宁
学习资料
奥氏体不锈钢与双相不锈钢
曹宁
学习资料
耐热钢
耐热钢的合金化
曹宁
学习资料
常用耐热钢
曹宁
学习资料
铸铁
铸铁概述
王彦芳
学习资料
铸铁的结晶
王彦芳
学习资料
铸铁的石墨化
王彦芳
学习资料
常用铸铁的组织与性能
学习资料
灰口铸铁
王彦芳
灰口铸铁的性能提升
王彦芳
学习资料
球墨铸铁
王彦芳
学习资料
蠕墨铸铁与其他铸铁
王彦芳
学习资料
有色金属及其合金
有色金属概述
王彦芳
学习资料
铝及其合金
学习资料
纯铝及铝的合金化
王彦芳
铝合金分类及热处理
王彦芳
学习资料
变形铝合金
王彦芳
学习资料
铸造铝合金
王彦芳
学习资料
铜及其合金
纯铜及铜的合金化
王彦芳
学习资料
常用铜合金
王彦芳
学习资料
钛及其合金
王彦芳
学习资料
镁及其合金
王彦芳
学习资料
轴承合金
王彦芳
学习资料
机械零件失效与选材
材料的失效
王彦芳
学习资料
材料的选用
王彦芳
学习资料
齿轮类零件的选材
王彦芳
学习资料
轴类零件的选材
王彦芳
学习资料
选材专题讨论课
王彦芳
  • 第一章绪论

    课程内容、要点及学习方法;金属材料的发展史。

  • 1.1课程内容、要点与学习方法

    课程主要内容和学习方法

  • 1.2金属材料的过去、现在与将来

    金属材料研究简史

  • 第二章钢的合金化基础

    合金化理论是金属材料成分设计与工艺过程控制的重要原理,是材料成分、工艺、组织、性能、应用之间有机关系的根源,是充分挖掘材料潜力和开发新材料的基本依据。

  • 2.1碳钢概述

    碳钢的化学成分、分类、牌号及应用。

  • 2.2钢的合金化基础

    合金元素与Fe、C的交互作用;合金元素对相图、相变及性能的影响。

  • 2.3钢的强化机制

    合金元素的固溶强化、晶界强化、第二相强化及位错强化。

  • 2.4改善钢塑韧性的基本途径

    合金元素如何保证强度的前提下,改善塑韧性。

  • 第三章工程构件用钢

    工程构建钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则,常用牌号及应用。

  • 3.1构件用钢的工作条件与性能要求

    构件用钢的工作条件与性能要求。

  • 3.2普通低合金构件用钢

    普低钢的合金化设计原则、常用牌号及应用。

  • 第四章机械零件用钢

    渗碳钢、调质钢、弹簧钢和滚动轴承钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 4.1调质钢

    调质钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 4.2弹簧钢

    弹簧钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 4.3渗碳钢

    渗碳钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 4.4滚动轴承钢

    滚动轴承钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 第五章工具钢

    工具钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 5.1合金刃具钢

    低合金钢刃具钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理。

  • 5.2高速钢

    高速钢的化学成分、铸态组织与压力加工、高速钢的热处理、常用牌号及应用。

  • 5.3模具钢与量具钢

    模具钢的工况条件、性能要求、合金化设计原则、常用牌号及热处理;量具钢的热处理。

  • 第六章不锈钢

    不锈钢的合金化原理,不锈钢的种类及特点。

  • 6.1不锈钢的合金化

    不锈钢的钝化、合金元素对铁电极电位的影响、合金元素对不锈钢基体组织的影响。

  • 6.2奥氏体不锈钢与双相不锈钢

    奥氏体不锈钢的合金化、热处理,常用牌号及应用;双相不锈钢的合金化设计。

  • 第七章耐热钢

    耐热钢的合金化设计原则,常用牌号及应用。

  • 7.1耐热钢的合金化

    钢的抗氧化性及其提高途径;钢的热强性及提高热强性的基本途径。

  • 7.2常用耐热钢

    常用耐热钢的种类、牌号及应用。

  • 第八章铸铁

    铸铁的特点和分类、铸铁的石墨化、常用铸铁及其应用。

  • 8.1铸铁概述

    铸铁的特点及种类。

  • 8.2铸铁的结晶

    Fe-碳双重相图、灰铸铁的一次结晶、灰铸铁的二次结晶。

  • 8.3铸铁的石墨化

    铸铁的石墨化过程及影响因素。

  • 8.4常用铸铁的组织与性能

    常用铸铁的组织与性能特点。

  • 第九章有色金属及其合金

    铝、铜、镁、钛等有色金属及其合金的合金化原理、热处理、常用牌号及性能特点;轴承合金的组织结构特点。

  • 9.1有色金属概述

    有色金属的特点及分类。

  • 9.2铝及其合金

    铝的合金化及铝合金分类、铝合金的热处理、常用铝合金牌号及特点。

  • 9.3铜及其合金

    铜的合金化及铜合金分类、常用铜合金牌号及特点。

  • 9.4钛及其合金

    纯钛特性;钛的合金化及钛合金分类;常用钛合金牌号及特点。

  • 9.5镁及其合金

    纯镁特性;镁的合金化及镁合金分类;常用镁合金牌号及特点。

  • 9.6轴承合金

    轴承合金的组织性能特点;常用轴承合金牌号及用途。

  • 第十章机械零件失效与选材

    材料的失效;选材的基本原则,常见零件的选材及工艺路线设计。

  • 10.1材料的失效

    失效的基本概念;常见失效形式;失效的原因;失效分析的基本思路。

  • 10.2材料的选用

    材料选材的使用性能原则、工艺性原则、经济性原则及环境协调性设计。

  • 10.3齿轮类零件的选材

    齿轮的工作条件,常见失效方式及性能要求;机床变速箱齿轮的选材及工艺路线设计;汽车变速箱齿轮的选材及工艺路线设计。

  • 10.4轴类零件的选材

    轴的工作条件,常见失效方式及性能要求;轴的选材及工艺路线设计;曲轴的选材及工艺路线设计。

  • 10.5选材专题讨论课

    全国热处理大赛中齿轮类零件的选材讨论。

  • 开始学习
  • 第一章  作业测试
    第一章 绪论

    1.1 课程内容、要点与学习方法

    1.2 金属材料的过去、现在与将来

    视频数2
  • 第二章  作业测试
    第二章 钢的合金化基础

    2.1 碳钢概述

    2.2 钢的合金化基础

    2.3 钢的强化机制

    2.4 改善钢塑韧性的基本途径

    视频数14
  • 第三章  作业测试
    第三章 工程构件用钢

    3.1 构件用钢的工作条件与性能要求

    3.2 普通低合金构件用钢

    视频数2
  • 第四章  作业测试
    第四章 机械零件用钢

    4.1 调质钢

    4.2 弹簧钢

    4.3 渗碳钢

    4.4 滚动轴承钢

    视频数4
  • 第五章  作业测试
    第五章 工具钢

    5.1 合金刃具钢

    5.2 高速钢

    5.3 模具钢与量具钢

    视频数3
  • 第六章  作业测试
    第六章 不锈钢

    6.1 不锈钢的合金化

    6.2 奥氏体不锈钢与双相不锈钢

    视频数2
  • 第七章  作业测试
    第七章 耐热钢

    7.1 耐热钢的合金化

    7.2 常用耐热钢

    视频数2
  • 第八章  作业测试
    第八章 铸铁

    8.1 铸铁概述

    8.2 铸铁的结晶

    8.3 铸铁的石墨化

    8.4 常用铸铁的组织与性能

    视频数7
  • 第九章  作业测试
    第九章 有色金属及其合金

    9.1 有色金属概述

    9.2 铝及其合金

    9.3 铜及其合金

    9.4 钛及其合金

    9.5 镁及其合金

    9.6 轴承合金

    视频数10
  • 第十章  作业测试
    第十章 机械零件失效与选材

    10.1 材料的失效

    10.2 材料的选用

    10.3 齿轮类零件的选材

    10.4 轴类零件的选材

    10.5 选材专题讨论课

    视频数5
  • 期末考试