《金屬材料學》課程教學大綱（本科）

1、金屬材料學(Metallic Materials)課程代碼：07410114學分：3學時：48 （其中：講課學時：48實驗學時：0 上機學時：0 ）先修課程：材料科學基礎、材料科學研究方法、金屬材料組織控制原理、金屬 材料強韌化、腐蝕與防護適用專業(yè)：金屬材料工程教 材：金屬材料學，戴起勛主編，冶金工業(yè)出版社，2011年12月第2 版一、課程性質(zhì)與教學目標（一）課程性質(zhì)與任務金屬材料學是一門綜合性、應用性較強的金屬材料工程專業(yè)的核心專業(yè)課, 也可以作為材料科學與工程專業(yè)的重要選修課。該課程還可以為從事金屬材料相關 研究與產(chǎn)業(yè)工作的人員提供技術(shù)幫助。該課程在材料科學基礎、金屬組織控制原理、金屬材料

2、強韌化和 材料力學性能、材料加工技術(shù)、機械原理、機械設計等課程的基 礎上，從金屬材料的合金化元素、冶金制備、熱加工、冷加工、熱處理、零部件服 役、零部件失效的全壽命過程的角度，以金屬材料合金化原理為重點，涵蓋鋼鐵材 料、有色金屬合金以及新型金屬材料三大內(nèi)容板塊，側(cè)重于分析金屬材料的成分、 制備/加工、微觀結(jié)構(gòu)、性能之間的關系，系統(tǒng)介紹了金屬材料合金化的一般規(guī)律、 金屬材料的分類、特點、制備/加工工藝及應用，注重培養(yǎng)學生掌握有關金屬材料學 的基礎知識，培養(yǎng)學生研究開發(fā)新型金屬材料、合理選擇金屬材料、規(guī)范制備/加工 工藝、分析金屬零部件失效原因等能力。通過本課程的學習，可以為學生畢業(yè)后走上工作崗位

3、或繼續(xù)深造、開展科學研 究打下必要的基礎。（二）教學目標.掌握金屬材料的合金化原理，理解金屬材料的成分、制備/加工、結(jié)構(gòu)和性 能之間的關系；.具備金屬材料零部件和裝備的服役條件分析、選材及工藝制定的能力；.能夠就金屬材料學的相關問題展開獨立研究并清晰回答問題；能夠在團隊中 積極參與團隊協(xié)作（M00C+翻轉(zhuǎn)課堂時會體現(xiàn)）。（三）課程目標與專業(yè)畢業(yè)要求指標點的對應關系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1-4、3-2和9-1：.指標點14：掌握金屬材料工程專業(yè)知識，能夠用于解決涉及金屬材料的成分、 結(jié)構(gòu)、制備/加工及性能之間相互關系的復雜工程問題。.指標點32：能夠基于服役條件和性能要求，設計金屬材料

4、、金屬部件（零部 件）、熱處理或表面改性等專業(yè)領域的生產(chǎn)或加工工藝。.指標點9-1：能夠在課程學習過程中清晰表達自己的觀點并積極參與團隊協(xié) 作。課程目標與畢業(yè)要求指標點的對應關系見下表。畢業(yè)要求 指標點課程目標1課程目標2課程目標3畢業(yè)要求1-4畢業(yè)要求3-2畢業(yè)要求97二、課程內(nèi)容、學時分配及對畢業(yè)要求指標點的支撐注：課外學時按相關專業(yè)培養(yǎng)計劃列入表格；每2周一次翻轉(zhuǎn)課堂，其余課時在MOOC系統(tǒng)完成;章節(jié)內(nèi)覆講 課實 臉上機課外小 計支撐課程 目標支撐的畢業(yè)要求 指標點第。章緒論：金屬材料發(fā)展簡史：現(xiàn)代金屬材料；金屬材料的可持續(xù)發(fā)展與趨勢2211-4第1章鋼的合金化原理：鋼中的合金元素：合金

5、元素和鐵基二元相圖：合金元素對Fe-C相圖的影響：合 金鋼中的相組成：合金元素在鋼中的分布：合金鋼中的相變：合金鋼加熱奧氏體化，合金過冷奧氏 體分解；合金鋼回火轉(zhuǎn)變；金元素對強度、韌度的影響及其強韌化；合金元素對銅工藝性能的影響； 微量元素在鋼中的作用；金屬材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性設計基本概念：鋼的分類、編號方法。101011-4第2章工程結(jié)構(gòu)鋼：工程構(gòu)件用鋼的服役條件及性能要求；普通碳素工程構(gòu)件用鋼、低合金（含微合金化） 鋼的合金化原則和有關的低合金鋼，雙相鋼：提高高低碳工程構(gòu)件用鋼性能的途徑：控軋、控冷、 合金化等，了解工程構(gòu)件用鋼的發(fā)展趨勢。4423-2第3章機器零件用鋼：機器零件用鋼一般性能要

6、求；機器零件用鋼簡介：調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、低碳馬氏體鋼、 軸承鋼、高鏤耐磨鋼、滲碳鋼、鼠化鋼、非調(diào)質(zhì)鋼等合金化原則和性能及其典型鋼種；典型機器零 件的選材。6623-2第4章工模具鋼：工具用鋼的合金化、組織性能的特點、熱處理特點及分類；低合金刃具鋼的合金化，熱 處理特點，典型鋼種：高速鋼的合金化、組織、性能、工藝過程、典型鋼種；冷作模具綱的性能要 求、合金化、熱處理特點及典型鋼種；熱作模具鋼的性能要求、合金化、熱處理特點及典型鋼種； 其他工具用鋼。6623-2第5章不銹鋼：金屬的腐蝕類型：提高鋼的抗蝕性途徑，對不銹鋼組織、性能的要求：不銹鋼的合金化： 鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的成分

7、及性能特點：奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。4423-2第6章耐熱鋼：金屬的抗氧化性；鋼的熱強性；熱強鋼的分類、特點及應用；抗氧化鋼的分類、特點及應 用。2223-2第7章超高強度結(jié)構(gòu)鋼：低合金超高強度鋼；二次硬化型超高強度鋼；馬氏體時效鋼。2223-2第8章鑄鐵：鑄鐵簡介：鑄鐵的石墨化；鑄鐵的分類及簡介；鑄鐵的熱處理。4423-2第 9、 10、11、 12 章有色金屬部分：鋁的性質(zhì)及強化方法和合金化；典型的鋁合金二元相圖、鋁合金分類和強化方法； 主要鋁合金的組織、性能、特點及用途；銅合金簡介；欽合金簡介；鎂合金簡介；鋅合金簡介。4423-2第 13、 14、15章新型金屬材料：包含課本中的第13章

8、金屬功能材料、第14章金屬基復合材料、第15章金屬間化 合物結(jié)構(gòu)材料4423-2合計48048三、達成課程目標的途徑和措施1、以合金化原理為重點，以材料科學與工程的四要素為。2、采用多媒體教學手段，配合例題的講解及適當?shù)乃伎碱}，保證講課進度的同 時，注意學生的掌握程度和課堂的氣氛；3.采用MOOC+翻轉(zhuǎn)課堂的混合教學法。4、采用案例式教學，結(jié)合工程實際，進行金屬材料學的工程實際應用案例。四 考核方式.課程考核方式線下和線上考核，線下的期末考試采用閉卷筆試。.課程成績=乂0知識點x20%+MOOC作業(yè)X 15%+MOOC單元測驗X 15%+ 翻轉(zhuǎn)課堂義25%+期末考試成績又25% （根據(jù)不同的M

9、OOC系統(tǒng)，課程成績的百分比可 以適當安排）。成績的具體評定如下所示。成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分 值考核/評價細則對應的課程目 標MOOC知識點MOOC網(wǎng)站記錄 知識點的學習情 況20滿分是100分，由MOOC系統(tǒng)來自動計算出每個同學的成績；最 后該部分成績X0.20計入總成績1、2MOOC作業(yè)MOOC網(wǎng)站記錄 作業(yè)的成績15MOOC網(wǎng)站系統(tǒng)自動計算出每個學生的MOOC作業(yè)的平均分，這 些作業(yè)中，有部分是小組作業(yè)；該分值X0.15計入總成績1、2、3MOOC單元測臉MOOC網(wǎng)站記錄 的單元測驗的成 績15MOOC網(wǎng)站系統(tǒng)自動計算出每個學生的MOOC單元測驗的得分， 該分值X0.15計入總成績1、

10、2翻轉(zhuǎn)課堂小組討論問題附 以點到或課堂回 答問題25學生首先分組，以小組討論得分的平均分為基礎，平時缺席則“5 分/次，主動回答問題則+5分/次，總分超100的則記為100分；最 后該部分成績X0.25計入總成績（全MOOC授課時，沒有該部分 分值，相應的將期末考試的比重增加到50%）3期末考試期末考試卷面成績25試卷題型可包括選擇題和簡答題等類型，權(quán)重分布如下：對應課 程目標1占56%-60%;對應課程目標2占40%-44%o根據(jù)評分標 準計算得分并以卷面成績的25%計入課程總成績。（如果采用網(wǎng) 上測試，則以網(wǎng)上的成績?yōu)闇?，也是成績X25%計入總成績）1、2七、參考書目及學習資料.戴起勛.金

11、屬材料學（第二版）M,化學工業(yè)出版社,2011. William D. Callister.材料科學與工程基礎（第5版,英文影印版）M.化學工 業(yè)出版社,2004. William F. Smith.材料科學與工程基礎（第5版，英文版）M.機械工業(yè)出版 社,2011.田中和明.金屬全接觸M.科學出版社,2011.中國機械工程學會熱處理分會.熱處理手冊（第4版）M.機械工業(yè)出版社,2015.崔忠圻，劉北興.金屬學及熱處理原理（第3版）M.哈爾濱工業(yè)大學出版社, 2007.夏建元等.金屬材料彩色金相圖譜M.機械工業(yè)出版社,2012.李用哲翻譯.金屬材料常識M.機械工業(yè)出版社,2009.加木邦夫.模具材料性能與應用M.機械工業(yè)出版社,2014.葉衛(wèi)平，張覃軼.熱處理實用數(shù)據(jù)速查手冊（第二版）M.機械工業(yè)出版社, 2011.橋本政哲.不銹鋼及其應用M.冶金工業(yè)出版社