1、黑龙江自考数控技术应用专科机械工程材料考试大纲黑龙江省高等教育自学考试机械加工专业（080744）开考课程名称：机械工程材料课程代码：2561黑龙江省高等教育自学考试委员会办公室二八年十月目录 课程性质与设置目的5 课程内容与考核目标5 第一部分 机械工程材料5 第一章 金属的力学性能5第一节 强度与塑性5第二节 硬度6第三节 冲击韧性与疲劳强度6考核知识点 6考核要求 6第二章 纯金属与合金的晶体结构6第一节 纯金属的晶体结构6第二节 纯金属的实际晶体构 6第三节 合金的晶体结构7考核知识点 7考核要求 7第三章 纯金属与合金的结晶 7第一节 纯金属的结 7第二节 合金的结晶 7第三节 合金
2、的性能与相图的关系 7考核知识点 7考核要求 8第四章 金属的塑性变形与再结晶8第一节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响 8第二节 冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化8 第三节 金属的热变形加工8考核知识点 8考核要求 8第五章 铁碳合金相图与非合金钢8第一节 铁碳合金的基本组织8 第二节 铁碳合金相图 8第三节 非合金钢 9 考核知识点 9考核要求 9第六章 钢的热处理 9第一节 钢在加热时的组织转变 9第二节 钢在冷却时的组织转变9第三节 钢的退火与回火 9第四节 钢的淬火 9第五节 钢的回火10 第六节 钢的淬透性 10第七节 钢的表面热处理 10第八节 钢的化学热处理 10第九
3、节 其它热处理方法简介 10第十节 热处理零件质量分析10 第十一节 热处理技术条件与工序位置10考核知识点 10考核要求 10第七章 低合金钢与合金钢11第一节 合金元素在钢中的作用11第二节 低合金钢11第三节 合金钢的分类与编号11第四节 合金结构钢11 第五节 合金工具钢与高速工具钢11第六节 不锈、耐蚀钢与耐热钢11 考核知识点 11考核要求 11第八章 铸铁11第一节 铸铁的石墨化及其影响因素11第二节 灰铸铁12第三节 球墨铸铁12第四节 可锻铸铁12考核知识点 12考核要求 12第九章 非铁合金与粉末冶金材料12第一节 铝及铝合金12 第二节 铜及铜合金12第三节 钛及钛合金
4、12第四节 轴承合金 12第五节 粉末冶金材料 12 考核知识点 12考核要求 12 第十章 金属材料的表面处理13第一节 金属表面强化处理 13第二节 金属表面防腐处理 13第三节 金属表面装饰处理13考核知识点 13考核要求 13第十一章 非金属材料与复合材料13第一节 高分子材料的基本知识13第二节 高分子材料13第三节 陶瓷13第四节 复合材料13考核知识点 13考核要求 13第十二章 工程材料的选用13第一节 零件的失效14第二节 选材的原则、方法和步骤14第三节 典型零件与工具材料的选用14考核知识点 14考核要求 14 有关说明与实施要求18一、关于考核目标 18二、建议选用教材
5、与参考资料 18三、关于对考试命题的要求18考试样题 18机械工程材料自学考试大纲 课程性质与设置目的机械工程材料课程是高等教育自学考试机械类专业的一门专业基础课程，是一门涉及金属材料、非金属材料、复合材料及热处理、铸、锻、焊的基本原理与工艺特点，毛坯的选择与结构工艺性分析，新材料、新技术、新工艺等各个方面的基础知识为一体的实践性较强的一门学科。设置该课程的目的是：通过本课程的学习，使学生获得常用工程材料及材料成形的基础知识，培养工艺分析的初步能力，并为学习其它有关课程及以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。学习本课程的具体要求是：1、熟悉常用的机械工程材料的成分、组织结构、加工工艺与
6、性能之间的关系及变化规律。2、掌握常用的机械工程材料的牌号、性能与应用，具有选用常用机械工程材料初步能力。3、了解与本课程有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况。 课程内容及考核目标第一部分：机械工程材料第一章 金属的力学性能一、学习目的及要求理解力伸长曲线的意义；掌握强度、塑性的主要指标及应用；布氏、洛氏、维氏试验方法、主要特点及应用；冲击韧性、疲劳强度的主要指标及应用。二、基本内容（即考试内容，下同） 第一节 强度与塑性 一、金属的力学性能金属材料在载荷的作用下所反应的性能。指强度、塑性、硬度、冲击韧性、抗疲劳性等。它是选择材料和设计零件的主要基础。1、强度、塑性的概念及意义（1）、屈服
7、强度：指金属材料在发生屈服现象时所受的最小应力。意义：屈服强度是金属产生微量塑性变形的抗力。例如，有些螺栓在工作中不许有微量塑性变形，设计时主要以屈服强度为设计依据。（2）、抗拉强度：金属材料在外力作用下发生断裂前所受的最大应力。意义：它是表征材料对最大均匀塑性变形的抗力。2、塑性：金属材料在外力作用下发生永久变形的能力意义：材料的塑性越大，越易进行压力加工零件具有一定的安全性第二节 硬度一、硬度的概念金属材料抵抗更硬物体压入的能力，即抵抗局部塑性变形的能力二、三种常用硬度的主要应用范围：1、布氏硬度：不宜测试薄件或成品件，HBS适合测量硬度值小于450的材料；HBW适合测量硬度值小于6502
8、、洛氏硬度：可直接测量成品件或较薄工件。3、维氏硬度：广泛用于测量金属镀层、薄片材料和化学热处理后的表面硬度第三节 冲击韧性与疲劳强度一、韧性指金属在断裂前吸收变形能量的能力，它表示了金属材料抗冲击的能力二、疲劳断裂金属在循环载荷作用下产生疲劳裂纹并使其扩展而导致的裂断。三、疲劳强度表征材料经无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳强度。三、考核知识点1、金属力学性能的概念及评定指标（1）、强度的概念及意义（2）、塑性的概念及意义2、三种硬度试验的表示方法、特点及应用范围3、冲击韧性的概念及意义4、疲劳断裂的概念、疲劳强度的概念及意义。四、考核要求1、识记力学性能的各个评定指标2、领会力学
9、性能的各个评定指标的意义3、应用根据力学性能指标分析给定材料力学性能是否合格第二章 纯金属与合金的晶体结构一、学习目的及要求理解影响材料性能的主要因素、实际金属的晶体结构；掌握合金的相结构、固溶体、金属化合物的性能特点。二、基本内容第一节 纯金属的晶体结构一、晶体结构的基本知识晶体与非晶体、晶格与晶胞、晶格常数二、常见金属的晶格类型体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格第二节 纯金属的实际晶体结构一、晶体结构单晶体与多晶体、晶粒、显微组织的概念二、金属的实际晶体结构点缺陷、线缺陷、面缺陷的意义第三节 合金的晶体结构一、合金的基本概念合金、组元、合金系、组织的概念二、合金的相结构固溶体、化合物
10、的性能三、考核知识点1、晶体结构的基本知识2、实际金属内部缺陷对材料性能的影响3、固溶体、金属化合物的性能四、考核要求1、识记晶体、晶格、晶胞、晶格常数、金属内部缺陷2、领会固溶体、金属化合物的性能、合金、合金相结构3、应用固溶强化、弥散强化在生产中的应用第三章 纯金属与合金的结晶一 学习目的及要求 领会纯金属、合金的结晶特点；了解结晶的一般过程；掌握金属晶粒大小与控制、合金性能与相图的关系。二、基本内容第一节 纯金属的结晶一、冷却曲线与过冷度二、纯金属的结晶过程三、金属晶粒大小与控制四、铸锭组织第二节 合金的结晶一、二元合金相图相图的表示方法，二元相图的建立二、二元合金相图的基本形式匀晶相图
11、、共晶相图、共析相图的分析第三节 合金性能与相图的关系一、理解合金力学性能与相图的关系二、理解合金铸造性能与相图的关系对材料性能的影响，分析常用的三种状态图，学会相图分析的一般规律，了解并深刻理解合金性能与相图的关系三、考核知识点1、过冷度的概念2、金属结晶的基本过程3、晶粒大小对力学性能的影响4、相图的意义、常用三种相图的类型及特点四、考核要求1、识记结晶、自发晶核、非自发晶核、过冷度、相图、铸锭组织2、领会合金结晶的规律；匀晶相图、共晶相图、共析相图的结晶过程分析；枝晶偏析、密度偏析3、应用利用相图进行分析材料的力学性能和工艺性能第四章 金属的塑性变形与再结晶一、学习目的及要求冷塑性变形对
12、金属组织和性能的影响，冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化 二、基本内容 第一节 冷塑性变形对金属组织和性能的影响一、纤维组织的概念二、冷变形强化的意义第二节 冷塑性变形后的金属在加热时组织和性能的变化一、回复的概念二、再结晶的意义三、再结晶后的晶粒大小的影响因素第三节 金属的热变形加工一、热变形加工的概念二、热变形加工对金属组织和性能的影响三、考核知识点1、冷塑性变形对金属组织和性能的影响2、冷塑性变形后金属在加热时的变化3、热塑性变形对金属组织和性能的影响四、考核要求1、识记塑性变形、纤维组织、回复、再结晶、锻造流纹、冷、热加工领会加工硬化，锻造流纹的实际意义；第五章 铁碳合金相图与
13、非合金钢一 学习目的及要求理解铁碳相图的分析方法，相图的意义，相图的应用。非合金钢牌号、性能和应用 二、基本内容第一节 铁碳合金的基本组织一、纯铁的同素异晶转变二、铁碳合金的基本相三、铁碳合金相图第二节 铁碳合金相图一、铁、碳相图分析二、典型铁碳合金冷却过程及其组织的分析三、含碳量对铁碳合金平衡组织及对力学性能的影响四、铁碳合金相图的应用第三节 非合金钢（碳钢）一、杂质元素对碳钢性能的影响二、碳钢的分类三、碳钢的牌号、性能和用途碳素结构钢，优质碳素结构钢，碳素工具钢，铸钢三、考核知识点1、铁碳合金相图的点、线、区的意义2、铁碳合金基本相、基本组织的种类及性能3、碳钢的分类、牌号、性能四、考核要
14、求1、识记铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、高温莱氏体、低温莱氏体、碳素结构纲、碳素工具钢2、领会铁碳合金相图的结晶规律，铁碳合金中碳的质量分数变化对平衡组织和性能的影响3、应用铁碳合金相图在铸造生产、锻压生产、焊接生产及热处理方面的应用。第六章 钢的热处理一 学习目的和要求钢的热处理原理、整体热处理、表面热处理及化学热处理的目的、应用及工艺路线确定的一般原则二、基本内容第一节 钢在加热时的组织转变一、奥氏体的形成及其影响因素二、奥氏体晶粒长大及其影响因素第二节 钢在冷却时的组织转变一、过冷奥氏体等温转变过冷奥氏体等温转变曲线的建立，过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能二、过冷奥氏体的连续冷却转变
15、过冷奥氏体的连续冷却转变曲线；C曲线在连续冷却转变中的应用；马氏体转变第三节 钢的退火与正火一、钢的退火退火的方法与应用二、钢的正火方法与应用第四节 钢的淬火一、淬火工艺加热温度的确定，淬火加热时间，淬火的冷却介质二、淬火方法第五节 钢的回火一、淬火钢的回火转变二、回火的种类与应用三、回火脆性第六节 钢的淬透性一、淬透性的概念二、淬透性的测定方法三、淬透性的应用第七节 钢的表面热处理一、表面淬火的目的二、常用的种类感应淬火，火焰淬火第八节 钢的化学热处理一、钢的渗碳二、钢的渗氮三、碳氮共渗四、气体氮碳共渗第九节 其它热处理方法简介一、形变热处理二、表面气相沉积三、激光热处理四、真空热处理五、可
16、控气氛热处理第十节 热处理零件质量分析一、热处理工艺不当对质量的影响二、热处理对零件结构设计的要求第十一节 热处理技术条件与工序位置一、热处理技术条件的标注二、热处理工序位置安排三、热处理工艺的应用三、考核知识点1、钢在加热、冷却时的组织转变规律2、常用热处理的种类、目的及应用3、热处理工艺路线的制定四、考核要求1、识记钢的热处理、钢在加热时组织转变规律、钢的热处理种类2、领会C曲线的应用；退火、正火、淬火、回火工艺参数的确定、及实际应用；钢的表面热处理的应用；钢的淬透性。3、应用各种热处理在零件加工过程中的应用第七章 低合金钢与合金钢一 学习目的及要求掌握合金元素在钢中的作用；合金钢的分类、
17、牌号、性能、热处理特点、用途二、基本内容第一节 合金元素在钢中的作用一、合金元素与铁、碳的作用；二、合金元素对Fe-Fe三C相图的影响三、合金元素对钢的热处理的影响对钢在加热时奥氏体化的影响，对过冷奥氏体转变的影响，对回火转变的影响第二节 低合金钢一、低合金钢的分类二、常用低合金钢的编号三、常用低合金钢低合金高强度结构钢，易切削结构钢第三节 合金钢的分类与编号合金钢的分类、合金钢的编号第四节 合金结构钢一、常用机械结构用合金钢和工程结构用合金钢二、轴承钢第五节 合金工具钢与高速工具钢一、合金工具钢的分类、性能、牌号、用途二、高速工具钢的种类、性能、牌号、用途第六节 不锈、耐蚀钢与耐热钢不锈、耐
18、蚀钢与耐热钢的分类、性能、牌号、用途三、考核知识点1、合金元素在钢中的作用2、钢铁材料的牌号、性能及用途四、考核要求1、识记合金钢的牌号表示方法、合金钢、低合金结构钢、弹簧钢、工具钢、不锈钢2、领会合金钢的分类；合金元素的主要作用；渗碳钢的成分、组织、热处理和性能特点；调质钢的成分、组织、热处理和性能特点；刃具钢的成分、组织、热处理和性能特点。3、应用各种材料在实际生产的应用第八章 铸铁一 学习目的和要求了解铸铁的石墨化过程，掌握常用铸铁的牌号、成分、性能及用途二、基本内容第一节 铸铁的石墨化及其影响因素一、铸铁的石墨化二、影响石墨化的因素第二节 灰铸铁一、灰铸铁的成分、组织和性能二、灰铸铁的
19、孕育处理三、灰铸铁的牌号及用途四、灰铸铁的热处理第三节 球墨铸铁球墨铸铁的成分、组织和性能；球墨铸铁的牌号及用途；球墨铸铁的热处理第四节 可锻铸铁可锻铸铁的成分、组织和性能；可锻铸铁的牌号及用途；可锻铸铁的热处理三、考核知识点1、铸铁的石墨化2、铸铁的分类、各种铸铁的牌号、性能及应用四、考核要求1、识记铸铁的牌号；铸铁的石墨化2、领会灰铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁牌号组织、性能和应用特点3、应用铸铁在实际生产中的应用第九章 非铁合金与粉末冶金材料一 学习目的及要求了解常用的非铁合金与粉末冶金材料的种类、牌号、掌握其性能及用途二、主要内容第一节 铝及铝合金一、铝合金的分类二、铝合金的牌号、性能及应用
20、三、铝合金的热处理第二节 铜及铜合金铜合金的分类、牌号、性能及应用第三节 钛及钛合金钛合金的分类及牌号、性能及应用第四节 轴承合金一、滑动轴承的工百万读作条件及对轴承合金的性能要求二、常用的轴承合金第五节 粉末冶金材料硬质合金的分类、牌号、性能及用途常用的非铁合金与粉末冶金材料的性能及用途三、考核知识点常用的非铁合金与粉末冶金材料的种类、梦轩阁牌号、掌握其性能及用途四、考核要求1、识记有色金属；紫铜；铝合金的分类；滑动轴承合金2、领会黄铜的成分和性能特点；铸造铝合金；第十章 金属材料的表面处理一 学习目的及要求 了解金属材料表面处理的方法和特点二、基本内容第一节 金属表面强化处理金属表面强化的
21、种类第二节 金属表面防腐处理金属腐蚀的种类与防护方法第三节 金属表面装饰处理金属表面装饰处理 三、考核知识点1、表面强化的种类2、金属腐蚀的防护方法3、金属表面装饰处理四、考核要求1、识记表面强化处理；防腐处理2、领会喷涂；气相沉积；发蓝处理；磷化第十一章 非金属材料与复合材料一、学习目的及要求了解常用非金属材料与复合材料的性能、特点二、基本内容第一节 高分子材料的基本知识一、理解高分子材料的结构第二节 高分子材料一、常用塑料的代号、性能和用途二、常用橡胶的代号、性能和用途第三节 陶瓷陶瓷的分类与性能第四节 复合材料复合材料的分类与性能三、考核知识点1、常用非金属材料分类、代号2、常用非金属材
22、料性能和用途四、考核要求1、识记高分子材料；陶瓷材料；复合材料2、领会常见的高分子材料；陶瓷材料的基本性能和主要用途；复合材料的强化特点，复合材料的分类第十二章 工程材料的选用一、学习的目的及要求了解零件的失效及其形式，掌握零件选材的原则、方法和步骤，熟悉典型零件与工具材料的选用二、基本内容第一节 零件的失效一、失效及其形式二、失效的原因第二节 选材的原则、方法和步骤一、选材的原则，二、选材的方法与步骤第三节 典型零件与工具材料的选用一、齿轮类零件的选材齿轮的工作条件及失效形式、常用齿轮材料、齿轮选材示例二、轴类零件的选材轴类零件的工作条件及失效形式、常用轴类零件材料、轴类零件选材示例三、丝锥和板牙的选材四、葙座类零件的选材三、考核知识点1、热处理工艺路线安排的一般原则2、选材的原则四、考核要求1、识记材料选用的一般原则；箱体和支架类零件的选材2、领会常见工具的选材及热处理工艺的安排3、应
