《金屬材料與熱處理》教學(xué)基本要求

1、金屬材料與熱處理教學(xué)基本要求一、課程性質(zhì)與任務(wù)1、 性質(zhì)本課程是的一門(mén)專業(yè)必修課。本課程實(shí)踐性強(qiáng)，與生產(chǎn)實(shí)際了解緊密，知識(shí)的覆蓋面較寬，是理論與實(shí)踐的結(jié)合。 2、任務(wù)本課程的主要任務(wù)是要求學(xué)生掌握金屬材料與熱處理的基本知識(shí)和基本理論，初步了解金屬材料的牌號(hào)和應(yīng)用，初步作為正確應(yīng)用鐵碳合金相圖確定材料的熱加工工藝。二、課程教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)目標(biāo)1、以鐵碳合金的成分-組織-溫度-性能為主線，了解四者的相互關(guān)系和變化規(guī)律的基礎(chǔ) 知識(shí)，初步具有根據(jù)零件的使用要求選擇零件材料的能力。2、了解鋼材在實(shí)際加熱和冷卻時(shí)內(nèi)部組織的變化及其對(duì)鋼材性能的影響，了解各種熱處理方法的目的、工藝和應(yīng)用，初步具有選擇鋼材

2、熱處理方法的能力。（二）能力目標(biāo)1、具有根據(jù)零件的使用要求選擇零件材料的能力2、初步具有選擇鋼材熱處理方法的能力（三）思想教育目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的精神和理論了解實(shí)際的工作方法。三、課程的主要教學(xué)內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配 本課程的理論教學(xué)為51學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)為9 學(xué)時(shí)，合計(jì)60學(xué)時(shí)。 具體安排如下：教學(xué)內(nèi)容理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)合計(jì)學(xué)時(shí)（一）金屬的性能（1）金屬的力學(xué)性能（強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度）4 39（2）金屬的工藝性能2（二）金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)（1）金屬的晶體結(jié)構(gòu)（晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)）2314（2）純金屬的結(jié)晶（純金屬的冷卻曲線與過(guò)冷度、金屬的結(jié)晶

3、過(guò)程、金屬結(jié)晶后的晶粒大小、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變）2（3）合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶（合金的基本概念、合金的相結(jié)構(gòu)）2（4）鐵碳合金的基本組織（鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體）1（5）鐵碳合金相圖（鐵碳合金相圖的主要點(diǎn)、線、面，鐵碳合金的分類、鐵碳合金相圖的應(yīng)用）4（三）碳素鋼（1）常存雜質(zhì)元素對(duì)非合金鋼性能的影響（錳、硅、硫、磷、氫）14（2）碳素鋼的分類（按鋼中含碳量分類、按鋼的質(zhì)量分類、按用途分類、按冶煉時(shí)脫氧程度的不同分類）1（3）碳素鋼的牌號(hào)、性能及用途（碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、鑄鋼）2（四）鋼的熱處理（1）鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變（鋼在加熱和冷卻時(shí)的相變溫度、加熱時(shí)奧氏

4、體的形成、奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及影響因素）2317（2）鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變（過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線、過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織及性能、過(guò)冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變）4（3）鋼的退火與正火2（4）鋼的淬火（鋼的淬火工藝、鋼的淬透性和淬硬性、淬火缺陷）2（5）鋼的回火（淬火鋼在回火時(shí)組織與性能的變化、回火的種類及應(yīng)用、回火脆性）2（6）鋼的表面熱處理與化學(xué)熱處理（表面熱處理、化學(xué)熱處理、表面熱處理與化學(xué)熱處理的區(qū)別）2（五）、合金鋼（1）合金元素在鋼中的作用（合金元素在鋼中的存在形式及作用、合金元素對(duì)鋼的熱處理和力學(xué)性能的影響）16 （2）合金鋼的分類與編號(hào)（合金鋼的分類、合金鋼牌號(hào)表示方法）1（3）

5、合金結(jié)構(gòu)鋼（低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼）2（5）合金工具鋼（合金刃具鋼、合金模具鋼、合金量具鋼）1（6）特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼）1（六）鑄鐵（1）鑄鐵概述（鑄鐵的特點(diǎn)和分類、鑄鐵的石墨化及影響因素） 14 （2）常用鑄鐵（灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵）及其熱處理2（3）合金鑄鐵（耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵）1（七）有色金屬及硬質(zhì)合金銅及銅合金24鋁及合金1硬質(zhì)合金1總復(fù)習(xí)33總學(xué)時(shí)數(shù)5160課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱主要內(nèi)容1實(shí)驗(yàn)1 ：拉伸、硬度及沖擊試驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)、硬度實(shí)驗(yàn)、沖擊實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)2： 鐵碳合金平衡組織觀察實(shí)驗(yàn)觀察退火狀態(tài)的工

6、業(yè)純鐵、20鋼、45鋼、T8鋼、T12鋼試樣。3實(shí)驗(yàn)3 ： 鋼的熱處理及其硬度測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)鋼熱處理后的性能的影響；冷卻速度對(duì)鋼熱處理后性能的影響；回火溫度對(duì)鋼熱處理后性能的影響四、課程學(xué)分：4分五、課程教學(xué)內(nèi)容與要求：（一）金屬的性能 教學(xué)目的和要求：1、 明確熔點(diǎn)、密度、熱膨脹性、導(dǎo)電性、磁性及耐腐蝕性的概念；2、 掌握Rm、Rel、A、Z、HBW、HRC、k、R-1的含義、使用范圍；教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)（1）金屬的力學(xué)性能強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度（2）金屬工藝性能金屬的鑄造性能、金屬的鍛壓性能 、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能重點(diǎn)、難點(diǎn)：金屬力學(xué)性能指標(biāo)的表示方法和實(shí)際應(yīng)

7、用。B實(shí)驗(yàn)： 拉伸、硬度及沖擊試驗(yàn)。（二） 金屬學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 教學(xué)目的和要求：1、 掌握鐵碳合金中的基本相和組織；2、 熟悉鐵碳合金相圖；3、 了解純金屬與合金的結(jié)晶過(guò)程 教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)：（1）金屬的晶體結(jié)構(gòu) 晶體與非晶體、晶體結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu) （2）純金屬的結(jié)晶 純金屬的冷卻曲線與過(guò)冷度、金屬的結(jié)晶過(guò)程、金屬結(jié)晶后的晶粒大小、金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（3） 合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 合金的基本概念、合金的相結(jié)構(gòu)（4）鐵碳合金的基本組織鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體（5） 鐵碳合金相圖Fe-Fe3C相圖的主要點(diǎn)、線、區(qū)；鐵碳合金的分類；鐵碳合金相圖的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)1 ：鐵碳合金平

8、衡組織觀察實(shí)驗(yàn) 重點(diǎn)、難點(diǎn)：鐵碳合金相圖（三） 碳素鋼教學(xué)目的和要求：1、 掌握碳素鋼的概念，碳和常存元素對(duì)鋼性能的影響2、 掌握碳素鋼的分類、牌號(hào)、性能及要求。教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)：（1）常存雜質(zhì)元素對(duì)非合金鋼的性能的影響錳的影響、硅的影響、磷的影響、硫的影響（2）碳素鋼的分類 按鋼中含碳量分類、按鋼的質(zhì)量分類、按用途分類、按冶煉時(shí)脫氧程度不同分類（3） 碳素鋼的牌號(hào)、性能及用途碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、鑄鋼重點(diǎn)、難點(diǎn)；碳素鋼的分類、牌號(hào)、成分、熱處理、性能及主要用途。（四） 鋼的熱處理 教學(xué)目的和要求：1、 了解熱處理的概念和熱處理對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、壽命及改善工藝性能的關(guān)系；2、

9、熟悉淬火、退火、正火、回火熱處理的方法，適用范圍和處理后性能變化與冷加工的關(guān)系3、 了解表面淬火、化學(xué)熱處理的目的和處理后性能與冷加工的關(guān)系4、 了解熱處理可能出現(xiàn)的缺陷和消除方法。 教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)：（1）鋼在加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變鋼在加熱和冷卻時(shí)的相變溫度、加熱時(shí)奧氏體的形成、奧氏體晶粒的長(zhǎng)大及影響因素（2）鋼在冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變過(guò)冷.奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線、過(guò)冷.奧氏體等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織及性能、過(guò)冷.奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變（3）鋼的退火與正火鋼的退火、鋼的正火（4） 鋼的淬火鋼的淬火工藝、鋼的淬透性與淬硬性、淬火缺陷（5） 鋼的回火淬火鋼在回火時(shí)組織與性能的變化、回火的種類及應(yīng)用、回火脆性（6）

10、鋼的表面熱處理與化學(xué)熱處理表面熱處理、化學(xué)熱處理、表面熱處理與化學(xué)熱處理的區(qū)別實(shí)驗(yàn)：鋼的熱處理及其硬度測(cè)定重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握各種熱處理工藝的目的，工藝參數(shù)的確定，主要性能及用途（五） 合金鋼 教學(xué)目的和要求：1、 認(rèn)識(shí)常用合金元素的符號(hào)；2、 掌握合金鋼的分類、牌號(hào)的表示方法；3、 熟悉常用合金鋼的牌號(hào)、性能及應(yīng)用范圍教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)：（1）合金元素在鋼中的作用合金元素在鋼中的存在形式及作用、合金元素對(duì)鋼的熱處理和力學(xué)性能的影響。（2） 合金鋼的分類與編號(hào)合金鋼的分類、合金鋼牌號(hào)表示方法（3） 合金結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金滲碳鋼、合金調(diào)質(zhì)鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼（4） 合金工具鋼。合金刃具鋼

11、、合金模具鋼、合金量具鋼（5） 特殊性能鋼不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼重點(diǎn)難點(diǎn)：合金鋼的分類、牌號(hào)、成分、熱處理、性能及主要用途。六、鑄鐵 教學(xué)目的和要求：1、 熟悉鑄鐵的分類方法、牌號(hào)、性能及用途；2、 了解鑄鐵與鋼的性能、成分上的差別（優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)）3、 了解白口鑄鐵與灰口鑄鐵在性能上的差別。 教學(xué)內(nèi)容：A理論教學(xué)：（1） 鑄鐵概述 鑄鐵的特點(diǎn)和分類、鑄鐵的石墨化及影響因素（2） 常用鑄鐵 灰鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵、可鍛鑄鐵（3） 合金鑄鐵耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵、耐蝕鑄鐵。重點(diǎn)難點(diǎn)：鑄鐵的分類、常見(jiàn)鑄鐵的牌號(hào)、性能及應(yīng)用。七、有色金屬及硬質(zhì)合金教學(xué)目的和要求：1、 了解銅及合金的分類、牌號(hào)、特點(diǎn)和應(yīng)

12、用2、 了解鋁及合金的分類、牌號(hào)、特點(diǎn)和應(yīng)用3、 了解硬質(zhì)合金的分類、牌號(hào)特點(diǎn)及應(yīng)用4、 教學(xué)內(nèi)容：（1） 銅及銅合金純銅、銅合金的分類及牌號(hào)（2） 鋁及鋁合金純鋁、鋁合金的分類及牌號(hào)（3） 硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金的性能特點(diǎn)、常用的硬質(zhì)合金重點(diǎn)難點(diǎn)：銅合金的分類及牌號(hào)、硬質(zhì)合金的分類及牌號(hào)六、教學(xué)實(shí)施建議1、教學(xué)方法（1）討論式教學(xué)：適當(dāng)減少大課講授學(xué)時(shí)，增加討論課，通過(guò)討論，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題，獲得知識(shí)。課堂討論是教學(xué)工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)講課中的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)的討論，進(jìn)一步掌握本課程的重點(diǎn)、基本概念和基本理論，培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。課堂討論小課進(jìn)行。我們還安排了現(xiàn)場(chǎng)討論

13、課，結(jié)合實(shí)物選材討論。學(xué)生在總結(jié)中反映結(jié)合實(shí)際，生動(dòng)活潑、大有益處。  （2）開(kāi)放式教學(xué)：充分利用計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段，以及圖書(shū)館資源，學(xué)生進(jìn)行開(kāi)放式的自主學(xué)習(xí)。研制了工程材料網(wǎng)絡(luò)課程。已經(jīng)在教學(xué)中發(fā)揮重要作用。工程材料網(wǎng)絡(luò)課程采用文本、視頻、音頻、動(dòng)畫(huà)、圖片等多種媒體，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。具有人機(jī)交互功能，設(shè)有討論區(qū)，可進(jìn)行師生之間、學(xué)生之間交流活動(dòng)。設(shè)計(jì)有習(xí)題集及虛擬實(shí)驗(yàn)。習(xí)題均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷答案是否正確。讓學(xué)生在解答問(wèn)題時(shí)獲得知識(shí)。走出課堂，利用圖書(shū)館資源，指導(dǎo)學(xué)生閱讀文獻(xiàn)，進(jìn)行開(kāi)放式的自主學(xué)習(xí)。使學(xué)生了解材料和材料工程學(xué)科前沿知識(shí)，以有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。保證了

14、該課程教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。走出學(xué)校，組織學(xué)生參觀航天局宇航中心、核能所，了解工程實(shí)際學(xué)習(xí)，在實(shí)際中獲取知識(shí)?；蚪Y(jié)合教師科研項(xiàng)目進(jìn)行課外活動(dòng)，（3）現(xiàn)場(chǎng)式教學(xué)：根據(jù)課程內(nèi)容開(kāi)設(shè)，組織學(xué)生到工廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)討論，將書(shū)本上圖例和實(shí)際零件和生產(chǎn)工藝結(jié)合起來(lái).把材料的熱處理工藝和工廠的實(shí)際工藝對(duì)照起來(lái)講,同時(shí)還可了解新材料、新工藝的研究和發(fā)展情況。注重學(xué)生素質(zhì)教育和能力提高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用創(chuàng)新綜合性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)材料的選用、熱處理方法選用和材料性能的測(cè)定有一個(gè)全面的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程，它有助于學(xué)生完整地掌握材料科學(xué)的基本知識(shí)，非常有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。2、評(píng)價(jià)方法（1）布置作業(yè)12-15次。（2）期末考試可以采取閉卷方式，也可以采取開(kāi)卷方式。（3）期評(píng)成績(jī)=期末考試成績(jī)+平時(shí)成績(jī)。期末考試成績(jī)占期評(píng)成績(jī)的50%左右，平時(shí)成績(jī)占期評(píng)成績(jī)的50%左右。3、教學(xué)條件 建立機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)中心，其中包括力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)室、金相觀察實(shí)驗(yàn)室、熱處理實(shí)驗(yàn)室、鋼的火花鑒別實(shí)驗(yàn)室。配備金屬材料與熱處理的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)和改革