《金属材料热处理》教学大纲

《金属材料热处理》教学大纲课程英文名PrincipleofMetalHeatTreatment课程代码05M0085学分2总学时32理论学时32实验/实践学时课程类别学科基础课课程性质选修课先修课程材料科学基础适用专业材料科学与工程开课学院材料与化学注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位《金属热处理原理》课程为材料科学与工程专业的一门专业方向课，它是金属方向在公共基础课和专业基础课（如《材料科学基础》）后，开设的一门专业选修课，也是金属方向最重要的基础课程之一。《金属热处理原理》在课程设置上属于金属方向的终端专业课程，是对物理、化学以及物理化学等课程中相关内容的综合运用，更是对材料专业基础理论在金属方向的深入，直接指导专业研究和生产实践。本课程将材料学、金属学、固态相变与热处理的相关知识有机结合起来，使学生深刻理解金属或合金固态相变理论，掌握金属或合金热处理组织与性能之间的关系，为生产实践中开展热处理奠定理论基础。通过本课程的学习，要求学生掌握金属材料中相变的基本规律，主要是钢中组织转变的基本规律，具有运用金属材料中相变的基本规律，分析和研究金属热处理工艺问题的能力；同时应掌握成分、组织与性能之间的关系，对金属材料具有一定的分析和研究能力。（二）课程目标（1）掌握金属热处理（合金凝固与结晶、二元相图、铁碳相图、三元相图、退火、正火、淬火和回火）重要基本概念、基本原理、分类和应用范围。（2）根据金属热处理的基础知识和基本原理，能够对金属材料的热处理过程进行分析，建立合适的热处理制度；（3）根据材料性质和热处理制度，评价材料的热处理过程对环境的影响；（4）了解金属材料的加工、制备和热处理全工艺流程，综合生产要素中的多学科因素，对新材料产品运用工程管理与经济决策方法进行合理分析。二、课程目标达成的途径与方法《金属热处理原理》课程教学以课堂教学为主，培养学生利用所学材料学、金属学、固态相变与热处理的相关知识，进行热处理制度分析和设计，培养学生运用材料基础知识和金属热处理专业知识，分析和解决控制科学与工程领域复杂工程问题的能力。（1）课堂教学主要讲述金属热处理的基本概念、基本原理和基本分析方法。并将实际的工程材料实例融入理论教学中，使学生能够更加容易理解抽象的理论知识，提高学习热处理的兴趣，形成良好的思维方式和学习方法。（2）在课堂教学中，充分开展教学互动，提高教学效果。（3）充分利用“雨课堂”工具，全流程掌握学生的课前预习、课堂参与度、课后复习、知识点掌握等情况，根据反馈实时调整教学。（4）鼓励学生利用慕课资源，训练、形成良好的专业知识学习方法，培养学生自主学习意识和能力。（5）在课程中有机融入思政元素，探索构建价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的人才培养模式。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度毕业要求2-3毕业要求7-2毕业要求11-2课程目标10.40.3课程目标20.30.20.3课程目标30.10.60.1课程目标40.20.20.3合计111毕业要求指标点对应课程（2）问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，通过合适的科学原理和抽象模型识别和表达复杂工程问题，通过查阅文献、标准、规范规程，分析新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面复杂工程问题，能获得有效结论。2-1能够运用相关科学原理认识、判断需要解决的新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等复杂工程问题；2-2能够运用自然科学和工程科学的基本原理、数学模型方法、文献研究来表达和分析复杂工程问题；2-3能够针对新材料产品设计、工艺路线、性能检测、质量管理等复杂工程问题建立评价标准、分析影响因素、获得结论。专业教育选修课(0.50)（7）环境与可持续发展：能够理解和评价针对新材料的产品设计、性能检测、工艺制定和质量管理等多方面的复杂工程问题的专业工程实践对环境、社会可持续发展的影响。7-1理解新材料开发及复杂工程应用与环境保护和社会可持续发展的关系；7-2能够从环境、社会可持续发展分析和评价新材料设计、制备及工程实践的可持续性，评价新材料产品研发、生产周期对于人类和环境的影响。专业教育选修课(0.40)（11）项目管理：理解并掌握新材料产品设计和实施全周期、全流程的过程管理、成本分析与决策方法，并能在多学科环境中应用。11-1理解新材料研发、生产及工程应用过程中涉及的重要管理与经济决策方法；11-2了解新材料研发、生产及工程应用中全周期、全流程的成本构成，能够综合工程活动中的多学科因素，运用工程管理与经济决策方法进行合理分析。专业教育选修课(0.35)四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求对应的课程目标①金属热处理绪论①课程研究对象和任务L1课程目标（1）②金属热处理发展概况L2课程目标（1）=2\*GB3②铁碳相图①铁碳相图的特征L3课程目标（1）、（2）②包晶转变、共晶转变、共析转变L3课程目标（1）、（2）③各条特征线的含义和应用L3课程目标（1）、（2）③三元相图①成分三角形L1课程目标（1）②直线法则和重心法则L1课程目标（1）③三元匀晶相图和共晶相图L1课程目标（1）④三元相图中的若干特殊截面L1课程目标（1）、（4）④钢中奥氏体的形成①奥氏体的组织结构和性能特征L2课程目标（1）②奥氏体的扩散形成机制L3课程目标（1）③过冷奥氏体等温冷却转变图（TTT图）L3课程目标（1）④TTT图和CCT图的工程应用L3课程目标（3）、（4）⑤珠光体转变①珠光体的组织形态、分类及其性能L1课程目标（1）②影响珠光体转变动力学特征及其影响因素L2课程目标（1）③亚（过）共析钢珠光体的形成L2课程目标（1）④钢中魏氏组织的形成L2课程目标（3）、（4）⑥马氏体相变马氏体晶体结构L2课程目标（1）马氏体晶体结构L2课程目标（1）马氏体转变的切变机制与形核张大理论L2课程目标（1）马氏体的逆转变与形状记忆效应L2课程目标（3）、（4）=7\*GB3⑦贝氏体转变贝氏体转变的基本特征L2课程目标（1）贝氏体(B上和B下)的组织形态L2课程目标（1）贝氏体的转变机制和贝氏体的机械性能L2课程目标（3）、（4）=8\*GB3⑧钢的退火、正火、淬火和回火钢的退火的各种形式：扩散退火；完全退火；不完全退火；球化退火；再结晶退火；去应力退火L3课程目标（1）、（2）、（4）钢的正火工艺过程L3课程目标（1）、（2）钢的退火和正火组织L3课程目标（1）、（2）淬火钢回火时的组织转变L3课程目标（1）、（2）淬火钢回火时机械性能的变化L3课程目标（1）、（2）回火脆性及防止方法L3课程目标（1）、（2）基本要求：L1-理解，L2-掌握，L3-熟练掌握五、课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务①金属热处理绪论课程研究对象和任务；金属热处理发展概况；2思考金属热处理例子、目的和方法=2\*GB3②铁碳相图铁碳相图的特征；包晶转变、共晶转变、共析转变；各条特征线的含义和应用；4铁碳相图的分析和使用练习③三元相图成分三角形；直线法则和重心法则；三元匀晶相图和共晶相图；三元相图中的若干特殊截面；2三元相图的初步分析=4\*GB3④钢中奥氏体的形成奥氏体的组织结构和性能特征；奥氏体的扩散形成机制；过冷奥氏体等温冷却转变图（TTT图）；TTT图和CCT图的工程应用；4课堂讨论碳钢奥氏体化过程珠光体转变珠光体的组织形态、分类及其性能；影响珠光体转变动力学特征及其影响因素；亚（过）共析钢珠光体的形成；钢中魏氏组织的形成；4课堂讨论降温过程中的平衡珠光体转变=6\*GB3⑥马氏体相变马氏体晶体结构；马氏体晶体结构；马氏体转变的切变机制与形核张大理论；马氏体的逆转变与形状记忆效应；4课堂讨论快冷过程中的非扩散型马氏体转变=7\*GB3⑦贝氏体转变贝氏体转变的基本特征；贝氏体(B上和B下)的组织形态；贝氏体的转变机制和贝氏体的机械性能4课堂讨论冷却过程中的半扩散型贝氏体转变=8\*GB3⑧钢的退火、正火、淬火和回火钢的退火的各种形式：扩散退火；完全退火；不完全退火；球化退火；再结晶退火；去应力退火；钢的正火工艺过程；钢的退火和正火组织；淬火钢回火时的组织转变；淬火钢回火时机械性能的变化；回火脆性及防止方法；8课堂讨论金属热处理过程中的退火、正火、淬火和回火工艺共计32课时六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核到课率随机抽答，缺席1次扣5分，扣完为止20%过程考核课堂互动上课参与课堂互动，1次2分，满分为止20%过程考核雨课堂雨课堂测验情况2