《工程材料学》

《工程材料学》

课程教学大纲

课程名称：工程材料学 课程代码：

学分/学时：3学分/48学时（其中理论40学时、实验8学时） 开课学期：第4学期

适用专业：材料成型及控制工程专业、焊接技术与工程 先修课程：机械制图A、材料成型热力学

后续课程：材料成型传输原理、材料成型测试及控制技术基础、金属液态成型理论与技术基础、金属塑性成型理论与技术基础 课程负责人：向军

开课单位：材料科学与工程学院

一、课程性质与课程目标

课程性质：材料成型及控制工程专业的学科基础必修课。 课程目标：

1.掌握材料组织结构、塑性变形、热处理工艺与性能的有关基础知识。了解常用工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料和复合材料的基本性能与特点。初步具备工程材料组织结构分析能力。初步具备合理制定工业用钢热处理工艺的能力。

2. 掌握硬度测试、组织观察、热处理工艺实验原理和方法，初步具备材料性能测试、组织分析和热处理工艺设计的能力。

3.掌握工程制件选材的原则和基本方法。结合环保意识和可持续发展意识，能力理解和评价工件选材、识材与用材等对环境、社会可持续发展的影响。 二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系 课程目标 课程目标1 毕业要求指标点 1.2掌握力学、机械、材料、电工电子、计算机等工程基础的基本原理、知识和方法。 4.1掌握实验原理和方法，能针对课程目标2 材料成型中常见的物理现象、力学性能和材料的微观组织结构等进行实验方案的设计。 7.2能够理解和评价材料成型及控制工程领域的材料制备、成型过程课程目标3 和产品使用等复杂工程问题的实践对环境、社会可持续发展的影响。 7.具有环境保护和可持续发展意识，能够理解和评价材料成型及控制工程领域的成型过程、生产制备和产品应用等复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。 毕业要求 1.掌握扎实的数学、自然科学、工程基础和专业知识，并用于解决材料成型及控制工程领域复杂工程问题。 4.能够基于材料成型过程中材料-工艺-工装及设备之间的内在关系，采用科学方法对材料成型及控制工程领域的复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据，具有通过信息综合得到有效结论的能力。 三、课程目标与教学内容和方法（环节）的对应关系 课程目标 教学内容 教学方法（环节） 课堂教学 1.金属材料的性能 2.纯金属的结构与结晶 3.合金的结构与结晶 课程目标1 4.金属的塑性变形及再结晶 5.钢的热处理 6.工业用钢、铸铁、有色金属、非金属材料 1.金属材料的硬度实验 2.铁碳合金平衡组织的观察 课程目标2 3.钢的热处理操作 4.碳钢的非平衡组织及铸铁组织观察 课程目标3 1.工程材料的选用与典型零件的工艺路线分析 ? ? 平时 实验 课外 作业 ? ? ? ? ? 四、课程教学内容及学时分配

教学内容 推荐 学时 教学 方式 对应的课 程目标 1.金属材料的性能：强度与塑性；硬度；冲击韧性；疲劳强度；断裂韧性。 3 讲授 2. 纯金属的结构与结晶：金属的晶体结构；实际金属的晶体结构；金属结晶的概念；金属结晶的过程；晶粒大小及控制。 3. 合金的结构与结晶：合金的结构；合金相图与结晶；合金的性能与相图关系；铁碳合金和铁碳相图。 5 讲授 11 讲授 4. 金属的塑性变形及再结晶：金属的塑性变形；塑性变形对金属组织和性能的影响 ；变形金属在加热过程中的组织和性能的变化；金属的热加工。 3 讲授 课程目标1 5. 钢的热处理：钢在加热时的转变；钢在冷却时的转变；钢的退火和正火；钢的淬火；钢的回火；钢的淬透性；钢的表面热处理和化学热处理。 6 讲授 6. 工业用钢：概论；碳钢；合金元素在钢中的作用；合金结构钢；合金工具钢；特殊性能钢。铸铁：铁的石墨化过程；铸铁的特点及分类；灰铸铁；球墨铸铁；蠕墨铸铁；可锻铸铁；特殊性能铸铁。有色金属：铝及铝合金；铜及铜合金；钛及钛合金；轴承合金。非金属材料：高分子材料；陶瓷材料；复合材料。 1.金属材料的硬度实验；铁碳合金平衡组织的观察；钢的热处理操作；碳钢的非平衡组织及铸铁组织观察。 实验 课程目标2 10 讲授 8 教学内容 推荐 学时 教学 方式 对应的课 程目标 1.工程材料的选用与典型零件的工艺路线分析：零件的失效；零件选材的原则；典型零件的选材及工艺路线。 2 讲授 课程目标3 五、课程教学方法

1、课堂讲授

(1) 采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。

(2) 采用多媒体教学与传统板书教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。 (3) 充分发挥校园网络课程资源的作用，充分体现教学的开放性和交互性。 2、实验教学

本课程共有8个学时4个实验，通过实验，加深学生对课堂理论知识的理解，使学生掌握有关工程材料的基本知识，熟悉材料硬度试验、显微组织观察以及热处理工艺设计的基本方法。

实验按照实验指导书要求，学生独立或分组完成，并提交实验报告。 六、课程目标达成度评价

1、课程目标1的达成度通过考试成绩、平时成绩综合考评。 2、课程目标2的达成度通过实验成绩考评。

3、课程目标3的达成度通过考试成绩、平时成绩综合考评。 七、考核及成绩评定方式

课程的考核应以考核学生对课程目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度及能力的培养为重要内容，课程成绩包括4部分，分别为平时成绩（5%）、期中考试成绩（10%）、实验成绩（15%）、期末考试成绩（70%）。

1、课程目标与课程考核环节关系： 课程目标 课程目标1 课程目标2 课程目标3 总 计 期末考试 70% 80 0 20 100 平时考核 5% 60 0 40 100 实验考核 15% 0 100 0 100 期中考核 10% 100 0 0 100 合计 69 15 16 100 备注 难度结构一般分为“容易”、“中等偏易”、“中等偏难”和“难”四个层次，比例构成为：容易：中等偏易：中等偏难：难 ≈20：50：20：10。 2、课程考核环节考核要求： 考核 依据 建议 分值 作业 80% 平时成绩 5 课堂综合表现 20% 实验成绩 15 实验一 25% 根据实验完成质量，以及实验报告质量评分，满分实验成绩100分 根据学生课堂表现打分，按百分制评分。 考核/评价细则 (1) 主要考核学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程度。 (2) 每次作业按百分制单独评分，取各次成绩的平均值作为书面作业成绩。