《金属材料学》课程教学大纲（本科）

1、金属材料学(Metallic Materials)课程代码：07410114学分：3学时：48 （其中：讲课学时：48实验学时：0 上机学时：0 ）先修课程：材料科学基础、材料科学研究方法、金属材料组织控制原理、金属 材料强韧化、腐蚀与防护适用专业：金属材料工程教 材：金属材料学，戴起勋主编，冶金工业出版社，2011年12月第2 版一、课程性质与教学目标（一）课程性质与任务金属材料学是一门综合性、应用性较强的金属材料工程专业的核心专业课, 也可以作为材料科学与工程专业的重要选修课。该课程还可以为从事金属材料相关 研究与产业工作的人员提供技术帮助。该课程在材料科学基础、金属组织控制原理、金属材料

2、强韧化和 材料力学性能、材料加工技术、机械原理、机械设计等课程的基 础上，从金属材料的合金化元素、冶金制备、热加工、冷加工、热处理、零部件服 役、零部件失效的全寿命过程的角度，以金属材料合金化原理为重点，涵盖钢铁材 料、有色金属合金以及新型金属材料三大内容板块，侧重于分析金属材料的成分、 制备/加工、微观结构、性能之间的关系，系统介绍了金属材料合金化的一般规律、 金属材料的分类、特点、制备/加工工艺及应用，注重培养学生掌握有关金属材料学 的基础知识，培养学生研究开发新型金属材料、合理选择金属材料、规范制备/加工 工艺、分析金属零部件失效原因等能力。通过本课程的学习，可以为学生毕业后走上工作岗位

3、或继续深造、开展科学研 究打下必要的基础。（二）教学目标.掌握金属材料的合金化原理，理解金属材料的成分、制备/加工、结构和性 能之间的关系；.具备金属材料零部件和装备的服役条件分析、选材及工艺制定的能力；.能够就金属材料学的相关问题展开独立研究并清晰回答问题；能够在团队中 积极参与团队协作（M00C+翻转课堂时会体现）。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求1-4、3-2和9-1：.指标点14：掌握金属材料工程专业知识，能够用于解决涉及金属材料的成分、 结构、制备/加工及性能之间相互关系的复杂工程问题。.指标点32：能够基于服役条件和性能要求，设计金属材料

4、、金属部件（零部 件）、热处理或表面改性等专业领域的生产或加工工艺。.指标点9-1：能够在课程学习过程中清晰表达自己的观点并积极参与团队协 作。课程目标与毕业要求指标点的对应关系见下表。毕业要求 指标点课程目标1课程目标2课程目标3毕业要求1-4毕业要求3-2毕业要求97二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑注：课外学时按相关专业培养计划列入表格；每2周一次翻转课堂，其余课时在MOOC系统完成;章节内覆讲 课实 脸上机课外小 计支撑课程 目标支撑的毕业要求 指标点第。章绪论：金属材料发展简史：现代金属材料；金属材料的可持续发展与趋势2211-4第1章钢的合金化原理：钢中的合金元素：合金

5、元素和铁基二元相图：合金元素对Fe-C相图的影响：合 金钢中的相组成：合金元素在钢中的分布：合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏 体分解；合金钢回火转变；金元素对强度、韧度的影响及其强韧化；合金元素对铜工艺性能的影响； 微量元素在钢中的作用；金属材料的环境协调性设计基本概念：钢的分类、编号方法。101011-4第2章工程结构钢：工程构件用钢的服役条件及性能要求；普通碳素工程构件用钢、低合金（含微合金化） 钢的合金化原则和有关的低合金钢，双相钢：提高高低碳工程构件用钢性能的途径：控轧、控冷、 合金化等，了解工程构件用钢的发展趋势。4423-2第3章机器零件用钢：机器零件用钢一般性能要

6、求；机器零件用钢简介：调质钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、 轴承钢、高镂耐磨钢、渗碳钢、鼠化钢、非调质钢等合金化原则和性能及其典型钢种；典型机器零 件的选材。6623-2第4章工模具钢：工具用钢的合金化、组织性能的特点、热处理特点及分类；低合金刃具钢的合金化，热 处理特点，典型钢种：高速钢的合金化、组织、性能、工艺过程、典型钢种；冷作模具纲的性能要 求、合金化、热处理特点及典型钢种；热作模具钢的性能要求、合金化、热处理特点及典型钢种； 其他工具用钢。6623-2第5章不锈钢：金属的腐蚀类型：提高钢的抗蚀性途径，对不锈钢组织、性能的要求：不锈钢的合金化： 铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢的成分

7、及性能特点：奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。4423-2第6章耐热钢：金属的抗氧化性；钢的热强性；热强钢的分类、特点及应用；抗氧化钢的分类、特点及应 用。2223-2第7章超高强度结构钢：低合金超高强度钢；二次硬化型超高强度钢；马氏体时效钢。2223-2第8章铸铁：铸铁简介：铸铁的石墨化；铸铁的分类及简介；铸铁的热处理。4423-2第 9、 10、11、 12 章有色金属部分：铝的性质及强化方法和合金化；典型的铝合金二元相图、铝合金分类和强化方法； 主要铝合金的组织、性能、特点及用途；铜合金简介；钦合金简介；镁合金简介；锌合金简介。4423-2第 13、 14、15章新型金属材料：包含课本中的第13章

8、金属功能材料、第14章金属基复合材料、第15章金属间化 合物结构材料4423-2合计48048三、达成课程目标的途径和措施1、以合金化原理为重点，以材料科学与工程的四要素为。2、采用多媒体教学手段，配合例题的讲解及适当的思考题，保证讲课进度的同 时，注意学生的掌握程度和课堂的气氛；3.采用MOOC+翻转课堂的混合教学法。4、采用案例式教学，结合工程实际，进行金属材料学的工程实际应用案例。四 考核方式.课程考核方式线下和线上考核，线下的期末考试采用闭卷笔试。.课程成绩=乂0知识点x20%+MOOC作业X 15%+MOOC单元测验X 15%+ 翻转课堂义25%+期末考试成绩又25% （根据不同的M

9、OOC系统，课程成绩的百分比可 以适当安排）。成绩的具体评定如下所示。成绩组成考核/评价环节分 值考核/评价细则对应的课程目 标MOOC知识点MOOC网站记录 知识点的学习情 况20满分是100分，由MOOC系统来自动计算出每个同学的成绩；最 后该部分成绩X0.20计入总成绩1、2MOOC作业MOOC网站记录 作业的成绩15MOOC网站系统自动计算出每个学生的MOOC作业的平均分，这 些作业中，有部分是小组作业；该分值X0.15计入总成绩1、2、3MOOC单元测脸MOOC网站记录 的单元测验的成 绩15MOOC网站系统自动计算出每个学生的MOOC单元测验的得分， 该分值X0.15计入总成绩1、

10、2翻转课堂小组讨论问题附 以点到或课堂回 答问题25学生首先分组，以小组讨论得分的平均分为基础，平时缺席则“5 分/次，主动回答问题则+5分/次，总分超100的则记为100分；最 后该部分成绩X0.25计入总成绩（全MOOC授课时，没有该部分 分值，相应的将期末考试的比重增加到50%）3期末考试期末考试卷面成绩25试卷题型可包括选择题和简答题等类型，权重分布如下：对应课 程目标1占56%-60%;对应课程目标2占40%-44%o根据评分标 准计算得分并以卷面成绩的25%计入课程总成绩。（如果采用网 上测试，则以网上的成绩为准，也是成绩X25%计入总成绩）1、2七、参考书目及学习资料.戴起勋.金

11、属材料学（第二版）M,化学工业出版社,2011. William D. Callister.材料科学与工程基础（第5版,英文影印版）M.化学工 业出版社,2004. William F. Smith.材料科学与工程基础（第5版，英文版）M.机械工业出版 社,2011.田中和明.金属全接触M.科学出版社,2011.中国机械工程学会热处理分会.热处理手册（第4版）M.机械工业出版社,2015.崔忠圻，刘北兴.金属学及热处理原理（第3版）M.哈尔滨工业大学出版社, 2007.夏建元等.金属材料彩色金相图谱M.机械工业出版社,2012.李用哲翻译.金属材料常识M.机械工业出版社,2009.加木邦夫.模具材料性能与应用M.机械工业出版社,2014.叶卫平，张覃轶.热处理实用数据速查手册（第二版）M.机械工业出版社, 2011.桥本政哲.不锈钢及其应用M.冶金工业出版社