《材料科學(xué)基礎(chǔ)II》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《材料科學(xué)基礎(chǔ)II》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223502課程名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)II/FundamentalsofMaterialsScienceII課程類別：專業(yè)必修課程課程性質(zhì)：必修課程類型：課程實(shí)驗(yàn)總學(xué)分：2.5總學(xué)時(shí)：40實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：8適用專業(yè)：金屬材料工程適用對象：本科先修課程：物理化學(xué)、機(jī)械制造基礎(chǔ)開課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡介《材料科學(xué)基礎(chǔ)II》是金屬材料工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程的作用是闡明金屬與合金的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、組織與性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，系統(tǒng)介紹材料科學(xué)，重點(diǎn)是金屬學(xué)的基本原理和基本知識。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握金屬合金三元相圖的基本知識，金屬與合金的擴(kuò)散、凝固、塑性變形與再結(jié)晶等有關(guān)理論，具備其組織與性能的初步分析能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，為今后從事金屬與合金的研究與應(yīng)用奠定必要的理論基礎(chǔ)。結(jié)合國家生產(chǎn)建設(shè)需求，激發(fā)學(xué)生建功立業(yè)的熱情、工匠精神和工程師素養(yǎng)。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1.通過學(xué)習(xí)不同硬度計(jì)的工作原理及設(shè)備構(gòu)造，掌握硬度計(jì)和金相顯微鏡的正確使用方法，鍛煉學(xué)生的動手操作能力，提高實(shí)踐水平。2.通過金屬結(jié)晶及鑄錠組織觀察，理解金屬結(jié)晶條件的不同與鑄錠組織之間的關(guān)系，加強(qiáng)實(shí)踐與課程教學(xué)的聯(lián)系，使學(xué)生掌握金屬材料制備與組織間的關(guān)系及其變化規(guī)律。3.通過對不同試樣進(jìn)行金相觀察，掌握金相顯微鏡和金相組織觀察的正確方法，并能把觀察到的組織特征與材料的成分和性能特點(diǎn)聯(lián)系起來，進(jìn)一步掌握金屬材料化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、組織與性能間的關(guān)系及其變化規(guī)律。鍛煉分析問題和解決問題的能力。4.通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)的訓(xùn)練，促進(jìn)對材料科學(xué)基礎(chǔ)理論知識的認(rèn)識和理解。具備利用所學(xué)知識對金屬材料工程專業(yè)科研方案的初步設(shè)計(jì)能力。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排序號實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類型實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐要求每組人數(shù)備注1硬度的測定方法與設(shè)備2綜合性必做22典型三元合金相圖及組織分析2綜合性必做43金屬結(jié)晶及鑄錠組織觀察2綜合性必做34金屬塑性變形與再結(jié)晶組織觀察2綜合性必做1五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一硬度的測定方法與設(shè)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解不同硬度計(jì)的測量原理和方法.2.熟悉洛氏硬度、布式硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)的構(gòu)造及使用。3.培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)和大國工匠的精神。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：洛氏硬度、布式硬度計(jì)、顯微硬度計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)試樣，金屬試樣。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)試樣的成分及組織選擇合適的硬度計(jì)2.根據(jù)使用說明書，學(xué)習(xí)不同硬度計(jì)的操作步驟3.按照正確地操作步驟進(jìn)行試樣硬度測定，并記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)二典型三元合金相圖及組織分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.熟悉三元相圖的分析方法和應(yīng)用。2.掌握Pb-Sn-Bi三元相圖的投影圖。3.了解重心法在三元相圖中的應(yīng)用。4.培養(yǎng)學(xué)生科研意識和工程師素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：金相顯微鏡，各種標(biāo)準(zhǔn)試樣，顯微硬度計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.根據(jù)Pb-Sn-Bi三元相圖的投影圖，獨(dú)立思考，分析所給合金的凝固過程及應(yīng)具有的顯微組織。2.仔細(xì)觀察分析所給合金的顯微組織特征，畫出示意圖、并加以注解。3.利用組織照片討論總結(jié)所觀察合金的凝固過程和組織實(shí)驗(yàn)三金屬結(jié)晶及鑄錠組織觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.觀察并分析不同凝固條件所得的純鋁鑄錠的宏觀組織。2.培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的工程師素養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)試樣實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.觀察鋁錠不同澆注條件下的柱狀晶區(qū)和等軸晶區(qū)。2.分析不同澆鑄工藝和澆注條件對鑄錠組織的影響。實(shí)驗(yàn)四金屬塑性變形與再結(jié)晶組織觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.了解工業(yè)純鐵經(jīng)不同變形量后的組織形貌2.塑性變形后在不同溫度進(jìn)行再結(jié)晶回火其組織的變化過程。3.培養(yǎng)學(xué)生的工程師素養(yǎng)和大國工匠的精神。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：金相顯微鏡，各種標(biāo)準(zhǔn)試樣實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1.不同金屬在不同變形量下的顯微組織，經(jīng)過變形的合金在不同溫度下加熱后的顯微組織，并畫出示意圖。2.工業(yè)純鐵拉伸、退火，不同變形量的組織形態(tài)并觀察晶粒大小。3.觀察并分析不同變形量對其退火組織晶粒大小的影響，并畫出示意圖。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)設(shè)備（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（四）結(jié)果與分析（五）問題討論七、考核方式（一）實(shí)驗(yàn)成績的構(gòu)成實(shí)驗(yàn)成績占本門課程總成績20%，參考實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績綜合給定。（二）評分標(biāo)準(zhǔn)1.實(shí)驗(yàn)成績以百分制或五級制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）填報(bào)，按比例記入該課程成績中。2.多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的最后填報(bào)平均成績。3.按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的具體要求，根據(jù)每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程的考查，實(shí)驗(yàn)操作情況及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量，綜合給出實(shí)驗(yàn)成績。4.實(shí)驗(yàn)評分應(yīng)包括三個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占20%：（2）實(shí)驗(yàn)操作占40%：（3）實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%；評分等級：評定成績分優(yōu)、良、中、及格和不及格五個(gè)等級。優(yōu)：90分以上，良：80-89分，中：70-79分，及格：60-69分，不及格：59分以下，也可以以百分制給出多個(gè)實(shí)驗(yàn)的綜合成績。實(shí)驗(yàn)成績評定及考核標(biāo)準(zhǔn)考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（20%）實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，較好的掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，基本了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前未能按照實(shí)驗(yàn)要求，未提前預(yù)習(xí)，不了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、未能掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)操作（40%）能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，且操作規(guī)范；準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作較為規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為準(zhǔn)確，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出較為合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出基本的實(shí)驗(yàn)步驟，基本能完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，不能完成實(shí)驗(yàn)操作或操作不規(guī)范；不能記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，不能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題，并對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見解。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題，并對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行討論，提出意見。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題，能對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題進(jìn)行討論。實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)圖表齊全，基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問題。實(shí)驗(yàn)報(bào)告不能獨(dú)立完成，存在抄襲現(xiàn)象，報(bào)告中提出的問題沒有或基本沒有回答。八、教學(xué)資源實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：賈利曉閆紅彥主編.材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，2022參考書目：（1）胡賡祥主編.材料科學(xué)基礎(chǔ)