天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：模具工程材料 课程代码：1101
第一部分 课程性质与设置目的
一、课程性质与特点
工程材料是机械、模具工程实施的物质基础，该课程介绍金属材料、非金属材料、复合材料的基本理论，材料的组织、结构、性能和应用范围，改变材料性能的工艺，还介绍了常用功能材料等。
二、课程设置的目的和要求
通过课程学习使学生掌握金属的晶体结构与合金相结构、钢铁材料的热处理（其中包括了钢的表面处理和材料表面改性）、黑色金属材料、非铁合金、非金属材料、复合材料。对现代新发展起来的功能材料作系统介绍，使学生把学到的理论，特别是有关金属材料的理论应用于模具设计与制造实践中。
三、与本专业其他课程的关系
工程材料是机械设计，压力加工原理和模具设计与制造的专业基础课及其他专业课程的基础。
第二部分 课程内容与考核目标
第一章 金属的晶体结构与合金相结构
一、学习目的与要求
通过学习使学生理解材料的力学性能、金属的晶体结构与合金相结构的概念，掌握二元合金相图，熟练掌握Fe-Fe3C相图。
二、考核知识点与考核目标
（一） 材料的力学性能（本节内容在教材中是没有的，教师在进行辅导时可参考材料力学有关章节进行简单介绍，作为本课程学习的基础理论，不作为考试内容）
识记：弹性变形、塑性变形、强度、塑性、硬度
理解：弹性极限、强度极限、屈服极限、延伸率、断面收缩率、布氏硬度、洛氏硬度
应用：力学性能的概念贯穿于本课程及后续专业课。模具选材、热处理工艺的制定，都是为了满足对材料力学性能的要求。
（二）金属的晶体结构
识记：晶体结构的基本概念、晶格、晶胞、晶系
理解：立方晶系、体心立方、面心立方、密排六方、晶面指数、晶向指数
应用：理想晶体理论应用在实际金属的晶体结构中。
（三）合金的相结构
识记：合金 组元 合金系 相 显微组织
理解：固溶体 间隙固溶体 置换固溶体 影响溶解度的因素
金属化合物 正常价化合物 电子化合物 间隙化合物
应用：二元合金，Fe-Fe3C合金相图。
（四）二元合金相图（重点）
识记：二元合金 平衡相图 二元合金相图的测定方法
理解：匀晶相图 共晶相图 包晶相图 结晶过程（重点）
应用：Fe-Fe3C相图中
（五）铁碳合金相图（重点）
识记：Fe-Fe3C相图分析、相图中点、线、区。
理解；Fe-Fe3C相图中恒温转变
应用：典型铁碳合金的结晶过程 碳对铁碳合金平衡组织和性能的影响
第二章 钢铁材料的热处理
一、学习目的与要求
通过本章学习使学生掌握钢的热处理原理，钢加热，冷却过程中相变理论。学会制订钢、铸铁普通热处理工艺。
二、考核知识点与考核目标
（一）钢在加热时的转变（重点）
理解：奥氏体的形成及其影响因素
应用：奥氏体晶粒大小及其影响因素
（二）钢冷却时的转变（重点）
理解：过冷奥氏体的等温转变、TTT曲线（等温转变“C”曲线）
珠光体转变 、 贝氏体转变、 马氏体转变
CCT曲线（过冷奥氏体连续冷却转变曲线）
应用：“C”曲线在不同等温转变形成的组织及性能
（三）钢的普遍热处理
理解：钢的退火（完全退火 等温退火 球化退火，均匀化退火，去应力退火）钢的
正火、钢的淬火、淬火介质 淬透性 钢的回火 回火脆性
应用：退火 正火 淬火及回火在生产中的应用
（四）钢的表面处理（次重点）
识记：钢表面处理的意义 火焰加热表面淬火
理解：感应加热表面淬火 激光加热表面淬火
应用：激光表面熔化处理 激光表面合金化处理
表面化学热处理 钢的渗碳、渗氮
第三章 黑色金属材料
一、学习目的与要求
通过本章学习使学生掌握黑色金属材料碳钢、合金钢和铸铁的分类编号及用途，它们的成分性能及热处理工艺特点。
二、考核知识点与考核目标
（一）碳钢
识记：碳钢中的常见杂质 分类 各类钢的牌号 用途
理解：普通碳素结构钢 优质碳素结构钢
应用：碳素工具钢
（二）合金钢（重点）
理解：合金元素在钢中的作用 合金钢的分类、牌号、用途
应用：合金结构钢、合金工具钢、特殊钢
（三）铸铁（重点）
识记：铸铁的一般概念、铸铁的分类
理解：铸铁的石墨化
应用：灰口铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、白口铸铁、
（四）铸铁热处理
识记：铸铁热处理特点
理解：Fe-C-Si三元合金共折转变温度范围
应用：灰口铁的热处理、球墨铸铁的热处理
第四章 非铁合金
一、学习目的与要求
通过学习使学生理解有色金属在工业生产中的特殊作用，掌握铝、铝合金、铜、铜合金、钛合金、轴承合金。
二、考核知识点与考核目标
（一）铝及铝合金（重点）
识记：工业纯铝 铝合金分类
理解：形变铝合金 铸造铝合金（Al-Si合金）
应用：铝合金的热处理
（二）铜及铜合金
识记：纯铜及铜合金的特性，铜合金的分类
理解与应用：铜合金、黄铜Cu-Zn、青铜Cu-Sn、铍青铜Cu-Be
（三）钛合金
识记：钛合金的特性
理解与应用：α钛合金、β钛合金、α+β钛合金
（四）铸造轴承合金
识记：轴承合金的概念
理解：钖基轴承合金
应用：铅基轴承合金 铜基轴承合金
第五章 非金属材料
一、学习目的与要求
通过学习使学生掌握高分子材料、陶瓷材料的理论、结构、性能及应用范围。
二、考核知识点与考核目标
（一）高分子材料
识记：单体、链节、聚合度、加聚反应、缩聚反应、高分子材料的分类
理解：高分子材料的结构特点、高聚物的聚集态和物理态
高分子材料的性能特点
应用：常用的高聚物、塑料、橡胶、合成纤维
（二）陶瓷材料
识记：陶瓷材料的分类与生产
理解：陶瓷材料的结构与性能特点，陶瓷材料的应用
第六章 复合材料
一、学习目的与要求
通过学习使学生理解复合材料的基本原理，学会选用复合材料。
二、考核知识点与考核目标
（一）概述
识记：复合材料的定义；复合材料的分类
理解：复合材料的性能特点
（二）复合材料增强相及其作用机理
理解：颗粒增强相及增强机制；纤维增强材料及其增强机制
（三）常用的复合材料
应用：金属基复合材料、塑料基复合材料、橡胶基复合材料、陶瓷基复合材料
第七章 材料表面改性技术
（与第二章钢的表面处理合并）
第八章 机械零件失效及选材原则
一、学习目的与要求
本章学生自学为主，学会失效分析方法，找出零件失效原因，提出改进和防范措施，提高产品质量，杜绝类似事故发生。
二、考核知识点与考核目标
（一）机械零件失效分析一般方法
应用：失效零件宏观分析；试验检查微观分析
（二）机械零件失效类型
理解：失效类型、过量变形、一次断裂、疲劳断裂、磨损断裂、腐蚀断裂
应用：典型机械零件失效分析
第九章 新材料概述
一、学习目的与要求
通过本章学习，使学生对现代新发展起来的材料有概括了解，介绍应用较多的形状记忆合金、磁性材料、非晶态合金。
二、考核知识点与考核目标
（一）形状记忆合金
理解：合金形状记忆原理
应用：典型的形状记忆合金
（二）非晶态合金
理解：晶态、非晶态概念、特性
应用：非晶态合金的制备、用途
（三）磁性材料
理解：磁性材料定义 软磁材料 硬磁材料
应用：典型磁性合金
第三部分 有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表述
本课程的考核目标共分三个能力层次：识记、理解、应用。它们之间是递进等级关系，后者是建立在前者基础上的，具体含义为：
识记：了解有关名词、概念知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求
理解：在识记的基础上能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、
原理方法的区别与联系，是较高层次的要求。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念，基本原理、基本方法联系学过的多个知识点
分析和解决有关理论问题和实际问题是最高层次的要求。
二、指定教材
《工程材料基础》 邢建东主编 机械工业出版社出版 2004年1月版
三、自学方法指导
模具工程材料是研究工程上使用的金属材料，钢、铸铁、有色金属、非金属材料、复合材料等，它们的形成原理，物理，力学性能，组织，结构和应用范围。是模具设计与制造的专业基础课，概念较多。为了使本课程通过自学达到大纲的要求提出以下几点参考意见。
1．阅读指定教材某章之前，先翻阅大纲中有关这一章知识考核点及对知识考核点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读材料时做到心中有数，重点突出，有的放矢。
2．在了解大纲内容的基础上，根据考核知识点和考核要求，在阅读教材时逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握，并融会贯通，在头脑中形成完整的内容体系。
3．在自学过程中既要思考问题也要做好读书笔记，把教材中的基本概念、原理方法等加以整理，这可从中加深对问题的认识，理解和记忆，以便突出重点并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。同时在自学各章内容时，能够在理解的基础上加以记忆，切勿死记硬背；对有关定理必须了解其证明的思路与方法。同时在对一些知识内容进行理解把握时，联系实际问题思考，从而达到深层次的认识水平。
4．为了提高自学效果，结合自学内容尽可能多地看一些例题和动手做一些练习，以便更好的理解，消化和巩固所学的知识，培养分析问题、解决问题的能力。在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与消化，注意理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题，围绕相关知识进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。
四、社会助学的要求
1．应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。
2．掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。
3．辅导时，应以考试大纲为依据，指定教材为基础。
4．辅导时应对学习方法进行指导。提倡认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通的方法。
5．辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。
6．注意对考生能力的培养，特别是对自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于培养提出问题，解决问题的能力。
7．要使考生了解试题的难易与能力层次高低，两者不完全是一回事，在各个能力层次中存在不同难度的试题。
8．助学学时：本课程共4学分，建议总课时72学时，其中助学学时分配如下：
章 次 课程内容 助学学时
1 金属的晶体结构与合金相结构 18
2 钢铁材料的热处理 18
3 黑色金属材料 12
4 非铁合金 6
5 非金属材料 6
6 复合材料 8
7 材料表面改性技术（并入第二章） 0
8 机械零件失效及选材原则（自学）
9 新材料概述 4
总计 72
五、关于命题考试的若干规定
1．本大纲各章提到的内容和考核目标都是考试内容，试题覆盖到章，适当突出重点。
2．试卷中对不同能力层次试题比例大致是识记10%，理解40%，应用50%。
3．试题难易程度合理：易，较易，较难，难比例为2:3:3:2。
4．每份考卷中，各类考核点比例为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。
5．本课程命题采用的基本题型包括，填空题，名词解释，问答题，计算题、做（填）图题等。
6．考试采用闭卷考试，时间150分钟，采用百分制评分，60分为及格。
六、题型示例（样题）
（一）填空题
1、Fe-Fe3C相图中共析转变是指（ ）
2、调质处理指的是（ ）处理，得到（ ）组织，该组织的性能特点是（ ）。
（二）名词解释
马氏体 回火 加聚反应 形状记忆合金
（三）问答题
1、共析钢过冷奥氏体各等温转变组织的形成条件、组织形态及性能有何特点？
（四）计算题
1、现有一块碳钢，在平衡状态下的显微组织由22%铁素体和78%珠光体组成
求此钢的含碳量。
（五）二元合金相图填图
1、在下图相应区域位置中填写出单相区、两相区及三相区相组成物名称；在各相应区域中写出组织组成物的名称。
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