《焊接技术与工程金属材料学》课程教学大纲和课程简介

PAGE1《焊接技术与工程金属材料学》课程简介课程编号：02044016课程名称：金属材料学[焊]/MetalMaterialsScience学分:3学时：48适用专业：焊接技术与工程建议修读学期：6开课单位：材料科学与工程学院，材料加工工程系课程负责人：先修课程：物理化学、材料科学基础、材料热处理、材料力学性能、材料分析方法考核方式与成绩评定标准：闭卷考试。最终成绩评定：平时成绩占30%，期末考试成绩占70%教材与主要参考书目：1．戴起勋主编.金属材料学(第二版).北京:化学工业出版社,2011.（教材）2.吴承建等主编.金属材料学（第二版）.北京:冶金工业出版社，2009.内容概述：本课程是“焊接技术与工程专业”本科生的专业基础课。本课程较系统地阐述了金属材料，特别是钢铁材料的合金化的基本原理与强韧化的一般规律。详细介绍了结构钢、工模具钢、特殊性能钢、铸铁等钢铁材料；简要介绍了铝合金、铜合金和钛合金等有色金属材料；揭示了金属材料的服役条件、性能要求、组织结构、化学成分以及加工与合成工艺等五要素间的相互关系。通过本课程的学习，培养学生运用上述五要素解决实际问题的能力，培养学生根据零件的服役条件和性能要求正确选择连接材料并制定合理的连接与处理工艺，培养学生初步具备设计和开发新材料和新工艺的能力。Thiscourseisaprofessionalfoundationlessonofthe“SpecialtyofWeldingTechnologyandEngineering”.Thebasicmechanismofalloyingandthegeneralruleofstrengthening-tougheningofmetalmaterials,especiallysteel&ironmaterials,wereintroducedsystematicallyinthiscoursewherethefollowingtwotopicswerefocusedon:(1)steel&ironmaterialsincludingstructuralsteel,toolanddiesteel,specialpropertiessteel,andcastironwereintroducedindetailand(2)Non-ferrousmetalsincludingaluminumalloy,copperalloyandtitaniumalloywerebrieflydescribed.Therelationshipamongfivefactorsincludingservicecondition,propertiesrequirements,microstructure,chemicalcompositionandprocessing&synthesistechnologyofthemetalmaterialswererevealed.Throughlearningthiscourse,thestudentsshouldhavetheabilitytosolvepracticalproblemsusingtheabove-mentionedfivefactors;toselectconnectivemethodandtodevelopareasonableconnectionandprocessingtechnologyaccordingtotheserviceconditionsandpropertiesrequirementsoftheparts;andtohavetheabilitytodesignanddevelopnewmaterialsandtechnology.《金属材料学[焊]》教学大纲课程编号：02044016课程名称：金属材料学[焊]/MetalMaterialsScience学分:3学时：48适用专业：焊接技术与工程建议修读学期：6开课单位：材料科学与工程学院，材料加工工程系课程负责人：先修课程：物理化学、材料科学基础、材料热处理、材料力学性能、材料分析方法一、课程性质、目的与任务【课程性质】金属材料学是焊接技术与工程专业的一门重要的专业基础课，以材料科学与工程的五要素，即服役条件、性能要求、组织结构、化学成分以及加工与合成工艺间的有机关系为主线，旨在让学生运用矛盾对立统一和转化的辩证关系，掌握金属材料性能演化过程的矛盾规律，总结合金元素作用的辩证规律，突显材料组织结构演化的量变与质变规律，归纳材料科学与工程中矛盾的共性与个性，培养学生具有辨析能力和启迪创新思维。【教学目标】金属材料学是讲授金属材料，特别是钢铁材料的合金化的基本原理与强韧化的一般规律以及金属材料的选择与应用基本知识的课程。以材料科学与工程五要素间的关系为主线培养学生运用矛盾对立统一和转化的辩证关系进行金属材料的选择、应用以及加工和设计，加深学生对金属材料科学工程知识的理解和掌握，使学生初步具备设计和开发新材料和新工艺的能力。【教学任务】本课程目标分为课程教学和课堂讨论两部分。1．课程教学活动对学生能力培养的安排通过课堂教学活动培养学生运用材料科学与工程五要素以及矛盾对立统一和转化的辩证关系，以辩证法原理提炼课程内涵，使学生能利用所学的基本知识和基本理论进行金属材料的选择、组织结构和性能以及工艺的控制。2．课堂讨论对学生能力培养的安排通过课堂讨论环节，以预设课题和团队合作相结合的方式让学生掌握如何根据零件或材料的服役条件提出该零件或材料所应具备的性能，提出具备上述性能所应具备的组织结构和化学成分，分析在何种加工与成形工艺配合下才可达到所需性能。培养学生发现问题与解决问题的能力、总结和概括能力、口头答辩能力、个人分工与团队合作能力。通过课堂讨论强化学生具体问题具体分析、创新意识和自主学习的意识。具体要求如下：1）掌握必需的专业基础知识，能用于分析材料连接（焊接）复杂工程问题的机理，提出可能的解决方案（指标点1.3）2）掌握必需的专业知识，能用于分析材料连接（焊接）工程问题的工艺制定、分析存在的问题及改进（指标点1.4）二、教学内容及学时分配具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点（☆）难点（△）学时安排实验学时上机学时备注第0章绪论C（2）0.1材料科学与工程的五要素A☆10.2合金钢的分类与编号B1第一篇钢铁材料（38）第1章钢的合金化概论81.1合金元素与铁的作用B11.2合金钢中的相组成B☆11.3合金元素在钢中的分布与偏聚B☆11.4合金钢中的相变A☆△21.5合金元素对钢强韧化的影响A☆△11.6合金元素对钢工艺性的影响C11.7微合金元素在钢中的作用B1第2章工程结构钢42.1工程结构钢的基本要求A☆12.2低合金高强度结构钢的合金化A☆12.3常用工程结构钢及其发展趋势C2第3章机械制造结构钢83.1机械制造结构钢的合金化及其强度和脆性A☆13.2调质钢与非调质钢A☆13.3弹簧钢与滚动轴承钢A☆△23.4低碳马氏体钢C13.5合金渗碳钢与氮化钢B13.6低淬透性钢与高锰耐磨钢C13.7零件材料选择基本原则和思路B1第4章工模具钢64.1工具钢成分、特点、性能及检测方法B14.2碳素工具钢和低合金工具钢B14.3高速钢A☆△24.4冷作模具钢与热作模具钢B☆2第5章不锈钢45.1不锈钢概述B15.2影响不锈钢组织和性能的因素A15.3常用不锈钢的组织结构与性能特点A☆△2第6章耐热钢46.1耐热钢概述B16.2热强钢A☆△26.3抗氧化钢B1第7章超高强度结构钢27.1超高强度钢概述；低合金超高强度钢A☆17.2高合金超高强度钢；马氏体时效钢等A☆△1第8章铸铁28.1铸铁概述A☆18.2常用铸铁简介B1第二篇有色金属合金（8）第9章铝合金49.1铝合金概述；铝合金化原理A☆29.2常用铝合金（变形铝合金，铸造铝合金）C2第10章铜合金210.1铜合金概述；铜合金原理B110.2常用铜合金C1第11章钛合金211.1钛合金概述；钛合金化B111.2常用钛合金（黄铜、青铜、白铜）C1（教学基本要求：A-掌握；B-熟悉；C-了解）三、建议实验（上机）项目及学时分配无四、教学方法与教学手段课程教学以课堂讲授为主，结合课堂提问及课堂作业等共同实施。课堂讨论以个别学生讲述和小组讨论为主，辅助以专题报告或小论文等共同实施。鉴于课程改革需要，本课程将自编讲义以电子文档的形式发放给学生，并参考相关国内外著名教材。本课程安排二次课堂讨论，以小组讨论方式开展，分别以专题报告和小论文的形式加以展开，题目可自拟。主讲教师为每个小组提供咨询，检查工作进度，帮助学生改善方案，从而使学生更好地解决报告或小论文中实际的问题。五、考核方式与成绩评定标准课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的30%，平时成绩考核采用作业、专题报告或小论文等相结合的方式。期终考试成绩占课程考核成绩的70%。六、教材与主要参考书目1．教材：戴起勋主编.金属材料学（第二版）.北京：化学工业出版社，2011.2．主要参考书目：（1）吴承建主编.金属材料学(第二版).北京：冶金工业出版社，2000.（2）左汝林等