材料工程基础课程整体设计

1、材料工程基础课程整体教学设计课程名称：材料工程基础开设专业：材料工程技术课程设计人：解传娣所 属 系：冶金与建筑工程系合作人：制订时间：莱芜职业技术学院课程整体教学设计一、课程基本信息课程名称：材料工程基础开设专业：材料工程技术课程代码学时54授课时间：第 3 学期授课对象： 2013 级材料工程技术专业课程类型：专业基础课后续课程 : 材料表面工程技术、金属材料检测先修课程 : 金属加工技术技术、金属材料化学分析技术、材料先进制备与成形加工技术二、课程目标设计总体目标：材料工程基础属于专业基础课，为培养学生具有较扎实的工程理论基础和分析解决工程问题的基本能力，本课程将重点材料制备、 材料加工

2、、材料改性、材料复合四个主要方面的基本理论知识。授课过程中将通过大量研究实例，使学生在学习处理工程问题方法的同时，认识所学知识的应用背景，开拓视野，提高兴趣。能力目标：（1）能够合理选择典型零件的选材及成形工艺；（2）能够根据零件性能要求选择合适的铸造方法及铸造工艺参数；（3）能够根据零件性能要求选择合适的压力加工方法及加工工艺参数；（4）能够根据需要选择合适的焊接方法并设计焊接工艺参数；（5）能根据金属材料使用环境及性能要求选择合适的热处理方式进行性能改进；（6）能根据金属表面磨损问题选择合适的表面处理方法，并设计工艺参数；（7）能够掌握一种材料的粉末冶金工艺流程。知识目标：（1）掌握金属材

3、料的失效形式及防护措施；（2）掌握钢铁材料的热处理基本原理和工艺，以及热处理工艺在零件加工过程中的地位和作用，以便正确选用热处理工艺方法，合理安排工艺路线。（3）掌握常用的毛坯加工方法，包括铸造、锻造及焊接；（4）了解钢铁、及常用金属材料的冶金工艺，了解其分类、性能和用途，以便合理选用材料，并能将整个学科连接起来；（5）了解金属表面处理技术的分类、产生和发展。掌握常用金属表面处理技术的工艺流程及操作要点；（6）了解粉末冶金行业的发展史。掌握粉末冶金成形工艺。素质目标：（1）能够在实际操作中养成良好的安全意识及习惯；（2）对金属表面失效问题，培养学生独立思考及创新能力，能够自主设计表面处理方法和

4、工艺；（2）对于表面处理技术中需多人协作完成的任务，培养团队合作精神及互动交流能力；（3）能具备时间观念，在规定时间内完成工作任务；（4）在砂型铸造及锻造操作中养成认真观察、思考的良好习惯的同时，培养学生对仪器设备的掌控能力；（5）培养对多种因素进行综合分析和综合应用的能力。在提高或改变金属性能的问题上，往往有多种可能的解决办法；（7）能具备良好的职业道德素养。三、课程内容设计：序号模块（或子模块）名称学时1模块一、金属材料的冶炼82模块二、材料的成型与加工243模块三、金属材料表面处理124模块四、粉末材料制备85模块五、金属材料成形工艺选择8合计60四、能力训练项目设计编能力训练项子项目编

5、拟实现的能力相关支撑训练方式、 手段可展示的结果号目名称号、名称目标知识及步骤火法冶金；利用多种冶炼金属材料的1 1冶金能根据冶炼方1湿法冶金；方式列举进行冶炼工艺认识式进行归类电冶金学习熟悉炼铁流程，炼铁高炉；利用视频对炼能正确认识炼炼铁原料；12 炼铁铁进行更为直铁产品及生产物理化学反应原观的学习效率理炼钢设备及原熟悉炼钢流程，理；观看动画熟悉能正确认识炼13 炼钢炼钢原料；炼钢成熟的全钢产品及生产电炉炼钢；程生产流程后续处理方法转炉炼钢熟悉常用有色铜冶金；1.4 有色金属的冶金方锌冶金；通过对比学习金属冶炼法铝冶金能够根据零件铸造成形工艺理让同学们自己21 机床性能要求选择论；动手完成砂

6、型材料的成型2床身的铸合适的铸造方常用铸造合金；铸造，包括设计铸造成形任务单与加工造法及铸造工艺铸造成形方法；分型面及浇道参数铸造技术的发展口在介绍完锻造能够根据零件成形工艺后， 让典型铁碳合金的2.2 弯曲性能要求选择同学们自己分结晶过程分析，连杆的锻合适的压力加析锻造过程的锻造成形任务单铁碳合金相图的造工方法及加工塑性变形；应用工艺参数分组完成锻造工艺设计。焊接方法分类；金属材料的焊接2.3 焊接能够根据需要性能；结合案例， 让学方法的选选择合适的焊焊接应力及焊接生分组讨论完焊接成形任务单择及工艺接方法并设计变形；成任务设计焊接工艺参数焊接结构及工艺设计；焊接技术的发展能够根据需化学镀原理

7、及特学生撰写实验教师分配任务，3.1 不锈求查资料配制点；报告；金属材料表学生自主完成；3钢化学镀化学镀镍溶液；化学镀镍的工不锈钢化学镀面处理实物展示；镍处理能进行模具艺、镀层性能及镍处理前后对比案例分析化学镀镍处理应用图片能说出热喷涂技术要点；热喷涂的一般能够根据恢原理以及涂层基复尺寸要求选本结构；择合适的热喷教师引导，学生3.2 水闸热喷涂技术的涂技术；分组完成任务；门火焰喷分类、特点及应能够对水闸视频观看；涂锌用；火焰喷涂门进行火焰喷案例分析的原理、设备、涂操作；材料及工艺参数会使用 SQP-1的控制型线材火焰喷枪熟练使用氧乙炔焰焊枪；能够进行氧氧乙炔火焰堆3.3 不锈钢教师引导， 学生

8、乙炔火焰堆焊焊的特点、所需阀座氧乙分组完成任务；焊前准备；设备及材料；炔火焰堆视频观看；能够对不锈氧乙炔火焰堆焊案例分析钢阀座进行氧焊的工艺参数乙炔火焰堆焊处理学生撰写实验报告；水闸门火焰喷涂后耐蚀性能学生撰写实验报告；不锈钢阀座堆焊前后对比图片及性能对比启发式、案例能正确区分粉 粉末冶金成形式、导学式、 归4.1粉末末冶金成形工工艺基础知识纳类比法、 教学冶金成形艺与普通成形 粉 末 冶 金 定模型、多媒体教案例分析工艺工艺的根本区义、特点及发展学等多种教学粉末材料制别4历史方法备4.2高锰金属材料成5形工艺选择钢钢结硬能熟知高锰钢工艺流程图教师引导， 学生质合金的钢结硬质合金使用设备任务单

9、分组完成任务粉末冶金的制备工艺成品质量检测制造工艺能够选择合适 零件成形方法5.1 零件教师引导， 学生的零件成形方选择原则成形方法分组完成任务；案例分析法并设计合适 常用成形方法选择案例分析的工艺流程及其原理5.2 典型能够熟知常用零件成形 齿轮类实践教学、 任务典型零件的成工艺的选 轴类教学、项目教学形工艺择五、课程进程表教学目标和主要内容课周学能力训练其它（含考核内次次时单元标题知识目标能力目标项目编号容、方法）了解火法冶金；冶金工艺认能根据冶炼方1121.1了解湿法冶金；知式进行归类了解电冶金认识炼铁高炉；熟悉炼铁流程，掌握炼铁原料；能正确认识炼212炼铁1.2炼铁流程描述掌握物理化学

10、反应原铁产品及生产理效率熟悉炼钢设备及原理；熟悉炼钢流程，认识炼钢原料；能正确认识炼炼钢流程及方法322炼钢1.3电炉炼钢；钢产品及生产分类描述转炉炼钢后续处理方法铜冶金；熟悉常用有色有色金属冶4221.4锌冶金；金属的冶金方炼铝冶金法能够分析铸件铸造成形工铸造成形工艺特点；5322.1.1产生缺陷的理艺理论合金的铸造性能论原因铸造合金及常用铸造合金的性能、能够正确认识6322.1.2看图回答问题原料生产及牌号；常用铸造合金灰铸铁分类；的性能、组织铸造和金的冶炼能够根据零件铸造成形方法分类、 特性能要求选择7、机床床身的442.1.3点及应用情况；合适的铸造方任务单完成情况8铸造铸造技术的发展

11、法及铸造工艺参数9、5国庆假期10掌握金属塑性成形理论；能够分析锻造掌握金属塑性变形后1162锻造理论2.2.1过程塑性变形的组织和性能；根本原因理解金属可锻性及影响因素掌握自由锻造基本工能够根据生产钢锭的自由序及工艺过程；12622.2.2要求设计自由设计方案锻造熟悉自由锻的特点及锻造工艺规程使用的设备13熟悉面心立方、 体心立熟悉三种晶体晶体结构模、74实验一方和密排六方晶体结结构中的四面实验报告14型认知构中常用晶面、 晶向的体间隙和八面几何位置、原子排列和体间隙的位置密度；和分布熟悉面心立方和密排六方晶体结构中， 最密排面的堆垛顺序。掌握模锻的特点；能够根据生产弯曲连杆的15822.2

12、.3掌握模锻生产的基本要求设计模锻设计方案模锻工艺过程工艺规程掌握板料冲压基本工能够根据零件汽车制造业序；性能要求选择1682中先进的板2.2.4熟悉板料冲压模具；设计方案合适的板料冲料冲压工艺了解板料冲压模具设压工序计了解 X 射线衍射仪的掌握运用 X 射17X 射线法测晶结构及工作原理线衍射分析软、94实验二实验报告18体结构熟悉 X 射线衍射仪的件进行物相分操作析的方法焊接方法的了解焊接的本质、原能够根据需要19 102选择及工艺 2.3.1理、特点；选择合适的焊任务单完成情况设计掌握焊接方法的分类接方法并设计焊接工艺参数掌握焊条电弧焊工艺特征；能够根据需要电机转轴的了解常用焊条及分类；

13、设计合适的电20102补焊（ CO2 气2.3.2设计方案了解埋弧焊、氩弧焊、弧焊工艺参数体保护焊）CO2 气体保护焊、电并进行操作渣焊工艺掌握钎焊的过程及分能够对锤头进21112锤头钎焊2.3.3类情况；行钎焊操作了解钎焊的特点掌握金属材料焊接性的评定方法及常用金能够熟知常见焊接质量控属材料的焊接性能；金属材料的焊221122.3.4案例分析制了解金属材料的焊接接性能并作简应力及焊接变形相关要的理论分析理论能够根据需23化学镀原理及特点；求查资料配制不锈钢化学、1243.1化学镀镍的工艺、 镀层化学镀镍溶液；实验完成情况24镀镍处理性能及应用能进行模具化学镀镍处理25134水闸门火焰3.2热

14、喷涂的一般原理能说出热喷实验报告、喷涂锌以及涂层基本结构；涂技术要点；26 热喷涂技术的分类、能够根据恢特点及应用； 火焰喷复尺寸要求选涂的原理、 设备、材料择合适的热喷及工艺参数的控制涂技术；能够对水闸门进行火焰喷涂操作； 会使用SQP-1型 线 材火焰喷枪熟练使用氧乙炔焰焊枪； 氧乙炔火焰堆焊的能够进行氧27不锈钢阀座特点、所需设备及材乙炔火焰堆焊、144氧乙炔火焰 3.3料；焊前准备；实验报告28堆焊 氧乙炔火焰堆焊的能够对不锈工艺参数钢阀座进行氧乙炔火焰堆焊处理能正确区分粉 粉末冶金成形工艺29末冶金成形工粉末冶金成基础知识、1544.1艺与普通成形30形工艺 粉末冶金定义、 特点工艺

15、的根本区及发展历史别高锰钢钢结31工艺流程图能熟知高锰钢硬质合金的、1644.2使用设备钢结硬质合金个人总结32粉末冶金工成品质量检测的制备工艺艺热处理的含义及热处理工艺曲线；掌握钢的奥氏体化熟悉钢在加热过程；和冷却时组织33熟悉奥氏体晶粒大铁碳合金相变化规律， 并能、174实验三小对钢性能的影响及实验报告图应用熟练应用钢的34细化奥氏体晶粒的措等温及连续冷施；却转变图。明确过冷奥氏体在不同温度下转变产物的组织和性能。35金属材料力学性能金属材料力、184实验四学性能测试的含义；能够利用现有实验报告设备对金属材36强度、硬度、塑性、料进行力学性冲击韧性、疲劳强度的能测试基本概念和测试方法；掌握

16、金属材料力学性能测试的基本原理 零件成形方法选择能够选择合适零件成形方原则的零件成形方371925.1设计报告法选择 常用成形方法及其法并设计合适原理的工艺流程能够熟知常 齿轮零件的选材及用典型零件的典型零件成成形工艺；成形工艺；38192形工艺的选5.2 轴类零件的选材及对一些简单择成型工艺零件进行成形工艺设计六、第一节课梗概1、从古至今，材料的发展过程通过展示从古至今， 材料在整个人类发明史上的地位，了解材料对经济与社会发展的重要性，明确材料在本专业学习中的地位， 让同学们了解材料的重要性，激起同学们学习的兴趣。2、介绍课程的考核方式课程理论性较强， 要求学生分析学习能力高， 所以对每一单

17、元要进行案例考核，并加强应用能力的考核。3、进入正题（1）物质等同于材料么？（2）什么是材料？（3）为什么学习材料？（4）材料的分类？（5）总结，布置作业。七、考核方案1、本课程的考核原则：材料工程基础 课程是材料工程技术专业的一门专业基础课程，培养学生对材料的认识及学会选择合适的毛坯成形工艺的基本技能，提高解决实际问题的能力。本课程的学习要求是学生通过学习，使学生具备行业相关的职业岗位能力和较强的扩展学习能力。因此，它的考核方式应结合学生学习过程和学习成果，根据不同学习情景的学习， 对每个情景的知识点和技能进行一定程度的整合后进行考核评价， 了解学生的知识掌握情况、技能水平和综合职业素质，

18、以此完成本课程成绩的测评。 通过这种评价， 能阶段性、全面反映出学生掌握本课程知识和技能的程度，及时发现问题，调整教学，同时不断激发学生的学习兴趣，达到科学、全面、有效地评价和检验学生自主学习的目的。2、考核方法（1）关注评价的多元性，将上课出勤、学生作业、作为平时成绩，占总成绩的 20%。（2 ）、实验技能操作、学习小组学习报告和学生协作表现作为实验成绩占50% 。（3）、期末考试：期末考试成绩占总成绩的20% 。3、考核的评价标准评分权重小组小组指导序号评价内容（第组）好较好一般自评互评教师评价1实验方案制定合理、可行、内容全面201815小组长组织性强，分工明确，学习时间21098分配合理3小组成员积极协作，参与程度高10984按时完成实验任务2018155提交的实验报告内容全面、结果正确302825任务完成后，能主动检查工具材料，并61098做好记录，保持工作场所干净整洁八、教学材料材料工程基础，毕大森主编，机械工业出版社，普通高等教育“十二五”规划教材。工程材料 ，郑明新主编，清华大学出版社金属材料及热处理 ，史美堂主编，上海科学技术出版社Engineering Material , R.L.Timings 著，世界图书出版公司THE SCIENCE AND DESIGN OF ENGINEERING MATERIALS,James P.S