《工程材料学》.pdf

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1、工程材料学课程教学大纲课程名称：工程材料学课程代码：学分/学时：3 学分/48 学时（其中理论40 学时、实验8 学时）开课学期：第 4学期适用专业：材料成型及控制工程专业、焊接技术与工程先修课程：机械制图A、材料成型热力学后续课程：材料成型传输原理、材料成型测试及控制技术基础、金属液态成型理论与技术基础、金属塑性成型理论与技术基础课程负责人：向军开课单位：材料科学与工程学院一、课程性质与课程目标课程性质：材料成型及控制工程专业的学科基础必修课。课程目标：1.掌握材料组织结构、塑性变形、热处理工艺与性能的有关基础知识。了解常用工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料的基本性能与特点。初步

2、具备工程材料组织结构分析能力。初步具备合理制定工业用钢热处理工艺的能力。2.掌握硬度测试、组织观察、热处理工艺实验原理和方法，初步具备材料性能测试、组织分析和热处理工艺设计的能力。3.掌握工程制件选材的原则和基本方法。结合环保意识和可持续发展意识，能力理解和评价工件选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系课程目标毕业要求指标点毕业要求课程目标 1 1.2 掌握力学、机械、材料、电工电子、计算机等工程基础的基本原理、知识和方法。1.掌握扎实的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并用于解决材料成型及控制工程领域复杂工程问题。课程目标 2 4.1 掌握实

3、验原理和方法，能针对材料成型中常见的物理现象、力学性能和材料的微观组织结构等进行实验方案的设计。4.能够基于材料成型过程中材料-工艺-工装及设备之间的内在关系，采用科学方法对材料成型及控制工程领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，具有通过信息综合得到有效结论的能力。课程目标 3 7.2 能够理解和评价材料成型及控制工程领域的材料制备、成型过程和产品使用等复杂工程问题的实践对环境、社会可持续发展的影响。7.具有环境保护和可持续发展意识，能够理解和评价材料成型及控制工程领域的成型过程、生产制备和产品应用等复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。三、课程目标与教学内容

4、和方法（环节）的对应关系课程目标教学内容教学方法（环节）课堂教学平时实验课外作业课程目标 11.金属材料的性能2.纯金属的结构与结晶3.合金的结构与结晶4.金属的塑性变形及再结晶5.钢的热处理6.工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料?课程目标 2 1.金属材料的硬度实验2.铁碳合金平衡组织的观察3.钢的热处理操作4.碳钢的非平衡组织及铸铁组织观察?课程目标 3 1.工程材料的选用与典型零件的工艺路线分析?四、课程教学内容及学时分配教学内容推荐学时教学方式对应的课程目标1.金属材料的性能：强度与塑性；硬度；冲击韧性；疲劳强度；断裂韧性。3 讲授课程目标 1 2.纯金属的结构与结晶：金属的晶体结构

5、；实际金属的晶体结构；金属结晶的概念；金属结晶的过程；晶粒大小及控制。5 讲授3.合金的结构与结晶：合金的结构；合金相图与结晶；合金的性能与相图关系；铁碳合金和铁碳相图。11 讲授4.金属的塑性变形及再结晶：金属的塑性变形；塑性变形对金属组织和性能的影响；变形金属在加热过程中的组织和性能的变化；金属的热加工。3 讲授5.钢的热处理：钢在加热时的转变；钢在冷却时的转变；钢的退火和正火；钢的淬火；钢的回火；钢的淬透性；钢的表面热处理和化学热处理。6 讲授6.工业用钢：概论；碳钢；合金元素在钢中的作用；合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。铸铁：铁的石墨化过程；铸铁的特点及分类；灰铸铁；球墨铸铁；蠕墨

6、铸铁；可锻铸铁；特殊性能铸铁。有色金属：铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金；轴承合金。非金属材料：高分子材料；陶瓷材料；复合材料。10 讲授1.金属材料的硬度实验；铁碳合金平衡组织的观察；钢的热处理操作；碳钢的非平衡组织及铸铁组织观察。8 实验课程目标 2 教学内容推荐学时教学方式对应的课程目标1.工程材料的选用与典型零件的工艺路线分析：零件的失效；零件选材的原则；典型零件的选材及工艺路线。2 讲授课程目标 3 五、课程教学方法1、课堂讲授(1)采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。(2)采用多媒体教

7、学与传统板书教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。(3)充分发挥校园网络课程资源的作用，充分体现教学的开放性和交互性。2、实验教学本课程共有8 个学时4 个实验，通过实验，加深学生对课堂理论知识的理解，使学生掌握有关工程材料的基本知识，熟悉材料硬度试验、显微组织观察以及热处理工艺设计的基本方法。实验按照实验指导书要求，学生独立或分组完成，并提交实验报告。六、课程目标达成度评价1、课程目标 1的达成度通过考试成绩、平时成绩综合考评。2、课程目标 2的达成度通过实验成绩考评。3、课程目标 3的达成度通过考试成绩、平时成绩综合考评。七、考核及成绩评定方式课程的考核应以考核学生对课程目标的

8、达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度及能力的培养为重要内容，课程成绩包括4 部分，分别为平时成绩（5%）、期中考试成绩（10%）、实验成绩（15%）、期末考试成绩（70%）。1、课程目标与课程考核环节关系：课程目标期末考试70%平时考核5%实验考核15%期中考核10%合计备注课程目标 1 80 60 0 100 69 难度结构一般分为“容易”、“中等偏易”、“中等偏难”和“难”四个层次，比例构成为：容易：中 等 偏 易：中 等 偏 难：难20：50：20：10。课程目标 2 0 0 100 0 15 课程目标 3 20 40 0 0 16 总计100 100 100 100 100

9、2、课程考核环节考核要求：考核依据建议分值考核/评价细则平时成绩5 作业80%(1)主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度。(2)每次作业按百分制单独评分，取各次成绩的平均值作为书面作业成绩。课堂综合表现20%根据学生课堂表现打分，按百分制评分。实验成绩15 实验一25%根据实验完成质量，以及实验报告质量评分，满分实验成绩100 分实验一25%根据实验完成质量，以及实验报告质量评分，满分实验成绩100 分实验一25%根据实验完成质量，以及实验报告质量评分，满分实验成绩100 分实验一25%根据实验完成质量，以及实验报告质量评分，满分实验成绩100 分期中考试10(1)卷面成绩 100

10、 分。卷面成绩按比例计入课程总评成绩。(2)根据期中之前学习过的内容，进行开卷考试。考核金属材料的性能、纯金属的结构与结晶、合金的结构与结晶、金属的塑性变形与再结晶基础知识。考试题型为名词解释、判断题、单择题、填空题。期末考试70(1)卷面成绩 100 分。卷面成绩按比例计入课程总评成绩。(2)针对本课程教学内容进行闭卷考试。考核金属材料的性能、纯金属的结构与结晶、合金的结构与结晶、.金属的塑性变形及再结晶、钢的热处理、工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料、工程材料的选用。考试题型为名词解释、判断题、单选题、填空题、铁碳相图题、C 曲线题、选材题、工艺路线题3、评价标准课程目标评价标准90-1

11、00 80-89 70-79 60-69 0-59 优秀良好中等及格不及格1.掌 握 材 料 组织结构、塑性变形、热处理工艺与性能的有关基础知识。了解常用工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料的基本性能与特点。初步具备工程材料组织结构分析能力。初步具备合理制定工业用钢热处理工艺的能力。能够准确理解金属材料力学性能的物理意义、纯金属及合金的结构与结晶过程及特点、金属的塑性变形及再结晶的过程及性能变化、各种钢的热处理工艺目的及特点、各种工程材料的类型、组织、性能特点。回答问题正确。能 够 较 准 确 理解 金 属 材 料 力学 性 能 的 物 理意义、纯金属及合 金 的 结 构 与结 晶

12、过 程 及 特点、金属的塑性变 形 及 再 结 晶的 过 程 及 性 能变化、各种钢的热 处 理 工 艺 目的及特点、各种工 程 材 料 的 类型、组织、性能特点。回答问题基本正确。基本理解金属材料力学性能的物理意义、纯金属及合金的结构与结 晶 过 程 及 特点、金属的塑性变形及再结晶的过 程 及 性 能 变化、各种钢的热处理工艺目的及特点、各种工程材料的类型、组织、性能特点。回答问题有一些错误。理 解 金 属 材 料力 学 性 能 的 物理意义、纯金属及 合 金 的 结 构与 结 晶 过 程 及特点、金属的塑性 变 形 及 再 结晶 的 过 程 及 性能变化、各种钢的 热 处 理 工 艺目的

13、及特点、各种 工 程 材 料 的类型、组织、性能 特 点 不 够 深入。回答问题有较多错误。未 理 解 金 属 材料 力 学 性 能 的物理意义、纯金属 及 合 金 的 结构 与 结 晶 过 程及特点、金属的塑 性 变 形 及 再结 晶 的 过 程 及性能变化、各种钢 的 热 处 理 工艺目的及特点、各 种 工 程 材 料的类型、组织、性能特点。回答问题错误多。2.掌握硬度测试、组织观察、热处理工艺实实验过程认真，完成质量高。能按时完成实验实验过程认真，完成质量较高。能 按 时 完 成 实实 验 过 程 较 认真，完成质量较高。能按时完成实 验 过 程 较 认真，完成质量一般。按时完成实实 验

14、 过 程 不 认真，完成质量不高。未按时提交验原理和方法，初步具备材料性能测试、组织分析和热处理工艺设计的能力。报告。实验报告质量高。验报告。实验报告质量较高。实验报告。实验报告质量一般。验报告。实验报告质量较差。实验报告。实验报告质量差。3.掌 握 工 程 制件选材的原则和基本方法。结合环保意识和可持续发展意识，能力理解和评价工件选材、识材与用材 等对环境、社会可持续发展的影响。能够正确选择材料，正确说明热处理工艺和组织。充分考虑选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。能够正确选择材料，较正确说明热处理工艺和组织。考虑选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。能够较正确选择材料

15、，说明热处理工艺和组织有一些错误。基本能考虑考虑选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。选择材料有较多错误，说明热处理工艺和组织特点有较多错误。较少考虑选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。选择材料错误多，说明热处理工艺和组织特点错误多。不考虑选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。八、参考教材及学习资源1贺毅，向军，胡志华.工程材料（第2 版）.西南交大出版社，2015.01 2朱张校.工程材料.清华大学出版社，2002.12 3赵程，杨建民.机械工程材料.机械工业出版社，2002 4王晓敏.工程材料学.哈尔滨工业大学出版社，1998.5 5胡光立.钢的热处理（原理和工艺）.西北工业大学出版社，2004 6刘智恩.材料科学基础.西北工业大学出版社，2003