海洋材料工程课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称海洋材料工程（Marine Materials Engineering）课程代码072503201255课程属性专业知识课时/学分32/2课程性质选修实践学时责任教师课外学时64(32*2)课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、 课程介绍 1.课程描述：海洋材料工程是讨论海洋材料的化学成分、成型加工工艺、组织结构性能之间关系的一门课程。目前，船舶与海洋平台等工程设施用材料主要以金属材料为主。因此，本课程将结合海洋应用实例工艺过程分析，重点介绍海洋金属材料工艺基本理论和基本方法。同时，介绍无机非金属

2、材料和高分子材料制备加工工艺，以及海洋防腐工程、深海结构材料制备与设计等。通过本课程的学习，使学生系统地了解各种海洋材料制备、加工和防腐蚀工程的基本原理和工艺过程。2.设计思路：本课程以海洋金属材料的成型加工和防腐蚀工程为主线，辅以海洋高分子材料和无机非金属材料的成型加工和防腐蚀工程。海洋金属材料方面，重点介绍船舶结构的焊接、海洋船机金属材料的铸造和塑性成形工艺，金属的电化学腐蚀原理及防护途径，简单介绍金属材料机械加工相关知识。海洋高分子材料和无机非金属材料方面，重点介绍塑料、橡胶以及复合材料的成型加工方法、海洋腐蚀机理和防腐蚀措施，简单介绍海工混凝土的海洋腐蚀机理及国内外研究现状。主要内容包

3、括：（1）船舶结构的焊接技术：船舶结构焊接主要包括三大部分：船体基本结构、焊接基本原理和常见焊接方法、船体结构焊接工艺原则。船体基本结构部分主要介绍船体的基本组成，包括船体和上层建筑等。焊接基本原理主要介绍常用的金属材料焊接工艺的基本原理和相关设备，包括熔焊、压焊和钎焊等。船机结构焊接部分主要介绍分段造船工艺中各个分段的具体焊接过程，主要涉及焊接方法和焊接顺序的选择等。本部分的教学以理论讲授为主，穿插视频教学和课堂讨论。此外，适当安排学生分组调研船舶结构焊接领域的国内国际研究前沿，通过资料检索，PPT制作及学生报告的方式提高学生的综合能力并激发学生学习的兴趣。（2）船机金属材料铸造和塑性成形：

4、铸造部分主要包括三部分：金属材料铸造的基础知识和常见铸造方法、常见船机铸造合金、典型船机零件的铸造工艺。塑性成形部分主要包括三个部分：金属材料塑性变形基础知识、金属塑性成形工艺、典型船机零件的塑性成形工艺。通过本部分学习，使学生掌握砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造等液态金属成形的基本原理、方法和设备，掌握自由锻造、模型锻造、板材冲压、液态模锻、粉末锻造等特种金属塑性成形技术的基本原理。本部分的教学以理论讲授为主，穿插视频教学和课堂讨论。（3）海洋材料防腐蚀工程：主要包括三部分：1）金属材料常见海洋腐蚀机理；2）海洋工程防腐蚀设计基本原则；3）防腐蚀措施，如缓蚀剂、金属表面转化

5、与强化、外加涂层保护和阴极保护等。重点介绍各种防腐蚀措施的基本原理以及应用领域等。（4）海洋高分子材料和无机非金属材料高分子材料部分主要介绍塑料和橡胶的成型加工工艺和设备，以及船用复合材料、大型浮体材料和深潜浮力材料的设计与制备技术等。无机非金属材料部分主要介绍海上平台和沿海建筑等常用的海工水泥和海工混凝土的海水腐蚀机理和防腐蚀措施。3. 课程与其他课程的关系先修课程：材料科学基础二、课程目标本课程的目标是使学生能够针对海洋材料加工成型以及防腐蚀工程出现的问题提出自己的设计方案和改进措施，培养学生解决复杂海洋工程问题的能力，培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。（1）对海洋材料工程涉及的材料

6、、加工方法和防腐蚀工程相关知识形成较为系统的知识框架；（2）掌握常见船舶和海上建筑用海洋材料的典型成型加工方法和防腐蚀途径，要求学生具备针对海洋工程问题提出相应解决方案和措施的能力；（3）培养学生的自主学习、资料检索、团队协作和方案设计等基本能力，通过多次训练，力求达到工程教育认证标准。三、学习要求海洋材料工程是一门涉及材料加工与设计、材料化学和电化学等诸多学科综合性的课程，要求学生要扎实掌握相关理论基础，掌握常见金属材料成形和加工设备的基本工作原理并了解其大体操作方法，为学生后续毕业实习和以后进相关企业工作奠定良好的基础。要达到以上学习任务，学生必须： （1）按时上课、上课认真听讲，积极参与

7、课堂讨论。本课程将包含一定次数的课下作业、小组作业展示等课堂活动； （2）保质保量的按时完成课下作业。作业分为两类：个人独立完成作业和团队协作完成作业，个人独立作业需要上交纸质版作业，团队协作作业需要以3-5人小组为单位，检索和查阅资料，整理成PPT并在课堂上向大家讲述并回答同学提出的问题。四、教学内容内容顺序主题计划课时主要内容概述1. 绪论海洋材料工程简介2概述海洋环境、材料加工方法、海洋材料腐蚀和防腐蚀工程2. 金属焊接船舶结构与焊接基本原理2船体板架结构、焊接热过程、焊接化学冶金过程、焊接接头组织与性能、材料焊接性与焊接结构常见焊接工艺和设备2主要 包括熔焊、压焊和钎焊三大类焊接。熔焊

8、部分重点介绍手工焊条电弧焊、埋弧焊和电渣焊；压焊部分重点介绍电阻焊和摩擦焊；简单介绍钎焊部分船体结构焊接工艺原则2船体结构焊接工艺原则、分段造船中各个分段的焊接工艺、船体结构焊接常见缺陷及对策3. 金属铸造液态金属基础知识3液态金属结构与性质、金属凝固组织的形成与控制，液态金属的铸造性能分析常见铸造工艺方法3常见的船机铸造合金；砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、压力铸造和离心铸造等液态金属成形的基本原理、方法和设备4. 金属锻造和冲压金属塑性变形基本原理2单晶体和多晶体变形、塑性变形对金属组织和性能的影响、回复和再结晶、金属塑性成形性能常见金属塑性成形工艺2自由锻造、模型锻造和板材冲压的基本原理

9、和常见塑性成形设备的工作原理先进金属塑性成形工艺2液态模锻、粉末锻造、超塑性成型和高能告诉成型的基本原理5. 金属机械加工机械加工基础知识2切削运动与切削要素、机械加工精度和表面质量机械加工方法和设备2车削、铣削、钻削、镗削、刨削和磨削加工的金属原理和设备；特种加工技术和超精密加工技术；机械加工工艺过程6. 金属材料海洋防腐蚀工程海洋材料腐蚀机理2常见海洋工程用金属材料及其海水腐蚀机理防腐蚀措施2海洋工程防腐蚀设计一般原则、缓蚀剂的选择和使用、金属的表面转化与强化、电镀、热浸镀、热喷涂和阴极保护等7. 海洋高分子材料和无机非金属材料塑料和橡胶成型加工3塑料和橡胶的成型加工工艺和设备、船用高分子基复合材料制备技术和防腐蚀工程、深潜浮力材料制备技术海工混凝土防腐蚀工程1海工水泥和海工混凝土的海水腐蚀机理和防腐蚀措施五、参考教材与主要参考书1、参考教材王昕等，海洋材料工程，科学出版社，2011年。2、主要参考书1 方子良，机械制造技术基础， 上海交通大学2 崔中圻, 金属学及热处理，机械工业出版社六、成绩评定（一）考核方式 A.闭卷考试 ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1.课堂讨论及平常