《材料工程基础》课程教学大纲

《材料工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称材料工程基础FundamentalsofMaterialsEngineering课程编码MAT110211020开课院部材料科学与工程学院课程团队《材料工程基础》教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业材料成型及控制工程授课语言中文先修课程物理化学、材料科学基础、机械热加工实习课程简介（必修）《材料工程基础》是材料成型及控制工程专业的一门专业核心课。在此课程之前，学生已经掌握高等数学、物理化学、力学和材料科学的基本理论。通过课堂理论讲授和多媒体图片、动画、声音、录像等直观教学方法，介绍材料相关的基本理论知识在材料制备与加工工程中的运用，引导学生掌握利用科学理论知识来分析材料工程问题的思路和方法。本课程的主要内容包括材料制备与合成、热处理原理与工艺、常用金属材料及选用等。通过本课程的学习，使学生系统掌握材料制备过程中的基本科学原理和技能，从而能根据材料的性能、结构与应用要求，提出材料制备加工的方案与方法，为将来从事材料研究、材料加工等行业的工作打下坚实的基础。《FundamentalsofMaterialsEngineering》isaprofessionalcorecourseformaterialformingandcontrolengineering.Beforethiscourse,studentshavemasteredthebasictheoriesofadvancedmathematics,physicalchemistry,mechanics,andmaterialscience.Theapplicationofthebasictheoriesinmaterialpreparationandprocessingengineeringwillbeintroducedbyclassroomtheoryteachingandmultimediaimages,animations,sounds,videosandothervisualteachingmethods,toguidethestudentstomastertheideasandmethodsusedtoanalyzethematerialengineeringproblems.Themaincontentsofthiscourseincludethepreparationandsynthesisofmaterials,heattreatmentprincipleandtechnology,andcommonlyusedmetalmaterialsandselection,etc.Throughthestudyofthiscourse,studentscanmasterthebasicscientificprinciplesandskillsinthematerialpreparationprocess,sothatputforwardtheschemeandmethodofmaterialpreparationandprocessingaccordingtothematerialperformance,structureandapplicationrequirements,layingasolidfoundationforthefutureworkofmaterialsresearchandmaterialprocessing.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：掌握金属材料的制备、热处理原理与工艺、以及常用金属材料牌号等基础知识，为解决金属材料的制备、选材及热处理领域复杂工程问题奠定基础。是1.32M2目标2：能够应用材料科学和热处理的基本原理，识别和判断材料加工领域复杂工程问题的关键环节和参数，并能够通过文献研究，分析该复杂工程问题的解决方案。是2.33M3目标3：能够设计/开发满足特定需求的热处理工艺，了解相关影响因素，优选方案。是3.14M4目标4：根据工厂实际情况，并考虑环境、经济状况、可持续发展方面的因素，能够进行材料选择并制定可行的材料处理工艺。是7.15M5目标5：理解社会主义核心价值观，具有一定的文学素养和科学素养，并能与所学知识相结合，发现工程之美。是8.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章绪论本章重点难点：材料性能与组织结构、成分及制备工艺的关系。////21.11.1绪论材料科学的内涵；材料科学与材料工程的关系；课程的性质与目标；课程的内容、教学环节及学习参考资料。M11讲授1自学/大作业3第2章第2章金属材料的制备本章重点难点：金属冶金的三大类型；钢铁冶金的基本原理及基本反应；炼铁原料要求，熔剂的作用，冶炼的理化过程；炼钢过程的物理化学原理。////42.12.1冶金工程基础火法冶金，湿法冶金，电冶金M11讲授1自学52.22.2钢铁冶炼钢铁冶炼过程热力学原理，高炉炼铁生产流程及特点，高炉设备，高炉炼铁的原料及预处理，高炉炼铁的产品，高炉炼铁的理化过程，非高炉炼铁，炼钢的基本任务及原理，炼钢方法，炼钢过程的主要化学反应，连续铸造M1,M54讲授/讨论4自学/作业6第3章第3章金属热处理原理本章重点难点：钢在加热时的转变、钢在冷却时的转变、钢在回火时的转变；TTT图的分析；CCT图分析。////73.13.1概述基本概念，热处理分类，钢的临界温度M11讲授1自学83.23.2钢在加热时的转变奥氏体的组织结构与性能，奥氏体形成的热力学条件，奥氏体的形成过程，奥氏体的形成速度，影响奥氏体形成速度的因素，奥氏体的晶粒大小及其影响因素M12讲授2自学93.33.3钢在冷却时的转变连续冷却，等温冷却，过冷奥氏体的等温转变曲线，影响过冷奥氏体等温转变的因素，过冷奥氏体连续转变曲线及应用，珠光体转变，马氏体转变，贝氏体转变，魏氏组织，钢在回火时的转变M25讲授5自学/作业/查阅文献10第4章第4章金属热处理工艺本章重点难点：金属材料的常规热处理工艺；退火的分类、加热温度、组织及应用范围；正火与退火的区别，正火的组织及应用范围；淬火的目的、淬透性与淬硬性、淬透性的测试方法；淬火介质、淬火温度、淬火方法及应用范围；回火的分类、组织，回火脆性的分类、机理及防止方法。////114.14.1钢的退火和正火完全退火，不完全退火，球化退火，扩散退火，去应力退火，再结晶退火，钢的正火M32讲授2自学124.24.2钢的淬火和回火淬火应力，淬火加热，淬火冷却，淬透性，低温回火，中温回火，高温回火M32讲授2自学134.34.3钢的表面淬火高频感应淬火，激光淬火，火焰加热表面淬火M32讲授2自学144.44.4化学热处理化学热处理基本概念与原理，渗碳，渗氮，碳氮共渗与氮碳共渗M3,M52讲授2自学/讨论/作业15第5章第5章常用金属材料及选用本章重点难点：钢的合金化原理，碳钢、铸铁、合金钢的分类、牌号及性能特点，机械零件的选材原则，齿轮与轴的选材////165.15.1碳素钢碳素钢的化学成分，碳素钢的分类，碳素钢的牌号和用途M11讲授1自学175.25.2钢的合金化原理合金元素与铁、碳的相互作用，合金元素对相变的影响M11讲授1自学185.35.3合金结构钢低合金高强钢，渗碳钢，调质钢，弹簧钢，滚动轴承钢M12讲授2自学195.45.4合金工具钢刃具钢，模具钢，量具钢M11讲授1自学205.55.5特殊性能钢不锈钢，耐热钢，耐磨钢M11讲授1自学215.65.6铸铁铸铁的石墨化，灰铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁，可锻铸铁M22讲授2自学/查阅文献225.75.7工程材料的选用材料的选用原则，齿轮的选材，轴的选材M42讲授2自学/作业四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每章布置2～6道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对基础知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题和综合分析题。20%2大作业将本课程所学内容用中国传统体裁（如诗词、对联等）表达出来，并将文化自信价值观与课程内容结合起来，发现工程之美。10%3期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对材料工程基础基本知识的掌握，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有填空题、名词解释题、简答题、综合分析题等。70%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时作业30%A-按时提交作业，对金属材料的制备、热处理原理与工艺、以及常用金属材料牌号等知识点理解无误。B-按时提交作业，对上述知识点理解存在少量错误。 C-按时提交作业，对上述知识点理解存在一定量错误。 D-不按时提交作业，或对上述知识点理解存在大量错误。2M1期末考试70%（见试卷评分标准）3M2平时作业30%A-按时提交作业，对热处理基本原理等知识点理解无误，分析过程正确。 B-按时提交作业，对上述知识点理解存在少量错误，分析过程基本正确。 C-按时提交作业，对上述知识点理解存在一定量错误，分析过程存在一定错误。D-不按时提交作业，或对上述知识点理解存在大量错误，或分析过程不正确。4M2期末考试70%（见试卷评分标准）5M3平时作业30%A-按时提交作业，对热处理工艺等知识点理解无误，设计的热处理方案合理。 B-按时提交作业，对上述知识点理解存在少量错误，设计的方案基本合理。 C-按时提交作业，对上述知识点理解存在一定量错误，设计的方案存在一定错误。 D-不按时提交作业，或对上述知识点理解存在大量错误，或设计的方案不合理。6M3期末考试70%（见试卷评分标准）7M4平时作业30%A-按时提交作业，对常用金属材料种类及牌号等知识点理解无误，设计的选材和处理方案合理。 B-按时提交作业，对上述知识点理解存在少量错误，设计的方案基本合理。 C-按时提交作业，对上述知识点理解存在一定量错误，设计的方案存在一定错误。 D-不按时提交作业，或对上述知识点理解存在大量错误，或设计的方案不合理。8M4期末考试70%（见试卷评分标准）9M5大作业100%A-符合文化自信价值观，按时提交大作业，对联、诗歌等体裁合理，所用知识点合理，分析解释正确。B-符合文化自信价值观，按时提交大作业，对联、诗歌等体裁较合理，所用知识点较合理，分析解释正确。C-符合文化自信价值观，按时提交大作业，对联、诗歌等体裁较合理，所用知识点较合理，分析基本正确。D-不符合文化自信价值观，不按时提交大作业，对联、诗歌等体裁不合理，所用知识点不合理，无