《热处理工艺与设备》教学大纲

《热处理工艺与设备》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：03145181课程性质：专业必修课学分：3学分学时：48学时（理论48学时）先修课程：材料科学与工程基础、材料成型工艺基础等后续课程：毕业实习、毕业设计等适用专业：材料科学与工程开课单位：材料科学与工程学院一、课程说明《热处理工艺与设备》是材料科学与工程专业一门专业必修课程。本课程主要介绍材料热处理工艺的加热与冷却、退火与正火、淬火与回火、表面淬火、化学热处理、热处理变形、热处理开裂及防止、热处理检验与设备等内容。通过本课程的学习，使学生掌握金属材料热处理工艺的基本概念、基本原理和基本方法，提高学生的分析研究能力、实验实践能力、总结归纳能力及自学能力，同时为学习后续课程打下必要的基础。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：材料热处理工艺的加热与冷却、退火与正火、淬火与回火、表面淬火、化学热处理、热处理变形、热处理开裂及防止、热处理检验等方面的基础理论和专业知识；了解材料改性技术的发展现状和趋势。课程目标2：具备金属热处理方面的工艺制定、缺陷分析、和效果评价等方面的基本能力；具有在金属热处理相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。课程目标3：具有良好的金属热处理工程技术专业素质；具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。三、课程目标与毕业要求《热处理工艺与设备》课程教学目标对材料科学与工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能运用工程专业知识，解决材料科学和工程专业相关产品的设计、制备、加工、改性、分析、技术开发、应用研究等技术问题.课程目标1：金属热处理工艺的加热与冷却、退火与正火、淬火与回火、表面淬火、化学热处理、热处理变形、热处理开裂及防止、热处理检验等方面的基础理论和专业知识；了解材料改性技术的发展现状和趋势。H2.问题分析2.3能够综合应用自然科学与材料科学与工程的基本原理和方法，对复杂材料改性问题的解决方案进行合理性论证并获得有效结论。课程目标2：具备金属热处理技术方面的的工艺制定、缺陷分析、和效果评价等方面的基本能力；具有在金属热处理相关领域从事生产、技术研发、工艺设计等工作的初步能力。M3.设计/开发解决方案3.1能够针对复杂金属热处理工程问题，提出解决问题的技术方案。课程目标3：具有良好的材料表面工程技术专业素质；具有良好的社会公德和职业道德、较强的社会责任感和团队合作精神；树立正确的是非观念和劳动意识；具有坚定正确的政治方向、科学的世界观、人生观和价值观。H注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.金属的加热与冷却1.1加热速度和时间的选择和控制；1.2加热的物理过程；1.3加热的氧化和脱碳。教学要求：理解并掌握金属热处理工艺相关的概念；掌握加热速度和加热时间的选择和控制以及对工件的影响；掌握金属加热时物理过程和氧化脱碳等化学过程；了解和掌握不同加热介质的特点。重点：加热速度和时间的选择和控制。难点:加热的物理过程。71、2、32.退火与正火2.1退火的概念、目的、种类和过程特点；2.2正火的概念、目的、种类和过程特点；2.3退火和正火与CCT图的关系及各种缺陷的特点；教学要求：理解并掌握退火和正火的概念、目的、种类和过程特点；理解并掌握退火和正火与CCT图的关系；掌握不同材料退火和正火易产生的缺陷特点。重点：退火和正火的概念、目的、种类和过程特点。难点:退火和正火与CCT图的关系。81、2、33.淬火及回火3.1淬火的概念、目的及工艺分类特点；3.2冷处理和淬火冷却介质；3.3淬火工艺的改进和创新；3.4淬火钢的回火工艺及回火组织。教学要求：理解并掌握淬火和回火的概念、目的及工艺分类特点；了解淬火工艺的近年来的改进和创新。重点：淬火和回火的概念、目的及工艺分类特点。难点:淬火工艺的改进和创新。81、2、34.表面淬火4.1表面淬火的概念、目的及分类；4.2表面淬火产生的组织转变和性能；4.3感应加热、火焰加热和其他表面淬火方法。教学要求：理解并掌握表面淬火的概念、目的、分类及组织性能特点。掌握感应加热、火焰加热和其他表面淬火方法。重点：感应加热、火焰加热和其他表面淬火方法难点:表面淬火产生的组织转变和性能。71、2、35.化学热处理5.1化学热处理的概念、目的、分类和原理；5.2钢的渗碳、氮化和碳氮共渗工艺及特点；5.3钢的渗金属、渗硼和其他化学热处理方法。教学要求：理解并掌握化学热处理的概念、目的、分类和原理；理解并掌握钢的渗碳、氮化和碳氮共渗工艺及特点；了解钢的渗金属、渗硼和其他化学热处理方法。难点：钢的渗碳、氮化和碳氮共渗工艺及特点。难点:钢的化学热处理原理及过程控制。81、2、3形变热处理6.1低温形变热处理6.2高温形变热处理6.3表面形变热处理6.4形变化学热处理教学要求：理解并掌握形变热处理的概念、目的、分类和原理；理解并掌握钢的形变热处理工艺及特点；了解钢的形变热处理基本方法。难点：钢的形变热处理原理、工艺及特点。难点:钢的形变热处理原理及过程控制。61、2、37.热处理变形及控制7.1热处理变形和体积变化的一般规律；7.2热处理变形的原因及控制；7.3变形的校正。教学要求：理解并掌握热处理变形和体积变化的一般规律；理解掌握热处理变形的原因及控制；了解热处理变形的校正方法。重点：热处理变形和体积变化的一般规律。难点:热处理变形的原因及控制。21、2、38.热处理开裂及防止方法7.1热处理裂纹的分类和特点；7.2马氏体显微裂纹和沿晶裂纹的形成机理；7.3钢件的开裂机理、影响因素及控制措施。教学要求：理解并掌握热处理裂纹的分类和特点；理解并掌握马氏体显微裂纹和沿晶裂纹的形成机理；了解钢件的开裂机理、影响因素及控制措施。重点：马氏体显微裂纹和沿晶裂纹的形成机理。难点:钢件的开裂机理、影响因素及控制措施。21、2、3合计48五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，采用启发式、讨论式教学和案例教学等，充分用丰富的多媒体和网络资源，使学生在课堂活动中学习掌握金属热处理的基础知识，了解该类技术的工程应用情况，促进学生积极思考，开发学生的潜能，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力。精选代表性的教学内容，采用视频、图片、软件等丰富的形式类型，安排讨论、习题和测试等，巩固课堂所学知识。六、课程资源1.推荐教材：（1）王迎春,程兴旺.《热处理工艺学》编著，北京理工大学出版社,2021.6.2.参考书：（1）崔忠圻刘北兴.《金属学与热处理原理》.哈尔滨工业大学出版社.2007.01.（2）崔振铎.《金属材料及热处理》.中南大学出版社.2010.04.（3）张林森.金属表面处理.化学工业出版社.2016.09.（4）苗景国.金属表面处理技术.机械工业出版社.2018.03.（5）潘邻.现代表面热处理技术.机械工业出版社.2017.08.3.期刊：（1）王慧敏,陈振华,严红革,等.镁合金的热处理[J].金属热处理,2005,30(11):38-46.（2）刘晓涛,董杰,崔建忠,等.高强铝合金均匀化热处理[J].中国有色金属学报,2003,13(4):13-20.（3）徐祖耀.钢热处理的新工艺[J].热处理,2007(1):25-34.（4）EDMONDS,D.V,HE,etal.Quenchingandpartitioningmartensite-anovelsteelheattreatment[J].MaterialsScience&EngineeringA,2006,438(24):112-118.（5）NishiguchiS,NakamuraT,KobayashiM,etal.Theeffectofheattreatmentonbone-bondingabilityofalkali-treatedtitanium.[J].Bioceramics,1999,10(5):296-303.4.网络资源：（1）爱课程,/sCourse/course_3736.html.（2）中国大学MOOC,/course/CUG-1001632002.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表4。表4课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现10（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分。（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√433作业20（1）主要考核学生对各章节知识点的复习、理解和掌握程度，以及自主学习和表达能力，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√884阶段测验10（1）主要考核学生对阶段性所学知识点的理解和掌握程度，满分100分；（2）阶段测验单独评分，取该成绩的平均值作为此环节的最终成绩。（3）以阶段测验成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√442期末考核60（1）卷面成绩100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。（2）主要考核热处理基础理论、钢的加热与冷却、表面热处理、化学热处理、退火与正火、淬火与回火、热处理变形与开裂等内容。（3）考试题型为：选择题、填空题、判断题、简答题、论述题等。√√√252510合计：100分414019八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、阶段测验、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重60%），试题类型为名词解释、选择题、填空题、判断题、简答题、论述题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过60%，综合应用题、分析题不低于40%；课堂表现、作业、阶段测验等过程性考核成绩为100分（权重40%）；过程性考核和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表5。表5过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现25笔记完整，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。笔记完整，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。笔记不完整，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。上课不够认真，基本不记笔记，偶尔参与教学活动。上课不认真，不记笔记，