《金屬材料與熱處理》課程標(biāo)準(zhǔn)

《金屬材料與熱處理》課程標(biāo)準(zhǔn)課程代碼：00520103適用專業(yè)：冶金技術(shù)學(xué)時：52學(xué)分：3開課學(xué)期：第二學(xué)期第一部分前言1.課程性質(zhì)與地位《金屬材料及熱處理》是冶金技術(shù)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在學(xué)生完成基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)和冶金企業(yè)的認(rèn)識實習(xí)后，本課程的學(xué)習(xí)將從本質(zhì)上來揭示金屬的內(nèi)部組織與性能之間的關(guān)系，樹立學(xué)生的專業(yè)意識，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣。本課程主要講授工程構(gòu)件和機器零件選材的成分、組織結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系、變化規(guī)律及改變材料性能的途徑等。學(xué)習(xí)本課程的目的在于使學(xué)生獲得有關(guān)金屬學(xué)的基本理論和基本知識，初步掌握零件設(shè)計時的合理選材、用材，并具有正確運用熱處理、妥善安排加工工藝路線及材料檢測等方面的知識和能力，為后續(xù)專業(yè)課程《轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)》、《連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)》和《電弧爐煉鋼生產(chǎn)》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2.課程的設(shè)計思路本課程是一門實驗性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，必須緊密的理論聯(lián)系實際，應(yīng)將課堂教學(xué)內(nèi)容和試驗、金工實習(xí)、企業(yè)實際生產(chǎn)情況相結(jié)合起來，通過課堂的圖片、視頻、實驗等環(huán)節(jié)完成課程的教學(xué)。教師邊講解、邊演示，學(xué)生邊學(xué)習(xí)、邊實踐、邊提問，使學(xué)生在輕松直觀的教學(xué)環(huán)境下，認(rèn)識多姿多彩、與生活息息相關(guān)的金屬材料的基本理論知識，積極探究金屬材料變化規(guī)律的奧秘，實現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。教學(xué)中以工廠實際生產(chǎn)典型案例作為載體，由此分出多個工作任務(wù)來組織教學(xué)，設(shè)置多樣化的學(xué)習(xí)項目，形成以項目引導(dǎo)任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)模式，突出課程的職業(yè)性和實用性，遵循先易后難、循序漸進，分層次教學(xué)的原則設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。第二部分課程目標(biāo)1.知識目標(biāo)（1）了解金屬與合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶的基本知識。（2）掌握鐵碳合金相圖的有關(guān)知識（3）掌握鋼、鐵的分類。（4）了解熱處理的工藝方法及應(yīng)用。（5）掌握鋼鐵材料基本理論知識。2.能力目標(biāo)（1）熟練掌握有關(guān)金屬學(xué)的基本理論。（2）掌握鋼鐵材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系及變化規(guī)率。（3）能正確應(yīng)用鐵碳合金相圖。（4）能合理選用熱處理工藝方法。（5）熟悉常用鋼鐵材料的主要性能與應(yīng)用并具有正確使用常用鋼鐵材料的能力。（6）能使用金相顯微鏡觀察鋼鐵的顯微組織。3.素質(zhì)目標(biāo)（1）初步具備辯證思維能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生熱愛勞動，文明生產(chǎn)，環(huán)境保護和質(zhì)量效益的意識。（3）具有創(chuàng)新意識，創(chuàng)新精神。（4）加強職業(yè)道德意識。第三部分內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)1.課時分配序號課程單元學(xué)習(xí)內(nèi)容參考學(xué)時理論實踐理實一體1金屬材料的力學(xué)性能金屬材料發(fā)展史1金屬材料的力學(xué)性能322金屬學(xué)基礎(chǔ)知識金屬的晶體結(jié)構(gòu)2純金屬與合金的結(jié)晶2金屬的塑性變形2冷塑性變形對金屬性能的影響1熱塑性變形對金屬性能的影響13鐵碳合金相圖合金的相結(jié)構(gòu)2二元合金相圖分析4鐵碳合金相圖66典型合金的平衡結(jié)晶及其組織24常規(guī)熱處理工藝及表面熱處理鋼的熱處理原理2常規(guī)熱處理工藝及應(yīng)用44鋼的表面熱處理25常用金屬材料鋼的分類1結(jié)構(gòu)鋼1工具鋼、特殊性能鋼1鑄鐵1有色金屬及其合金2合計40122.課程單元描述課程單元一金屬材料的力學(xué)性能課時數(shù)6學(xué)習(xí)目標(biāo)了解金屬材料的發(fā)展史，現(xiàn)代冶金行業(yè)的發(fā)展與金屬學(xué)的聯(lián)系；掌握材料的強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)；能夠根據(jù)材料的性能，選擇合適的測量方法。學(xué)習(xí)內(nèi)容金屬材料發(fā)展史；金屬材料的力學(xué)性能。教、學(xué)、做內(nèi)容安排教師通過講述金屬材料的發(fā)展史和相關(guān)例子，激發(fā)學(xué)生的興趣；教師通過金屬材料在加工和使用過程中的變形斷裂現(xiàn)象，引出材料的強度、塑性、硬度、韌度等力學(xué)性能指標(biāo)，結(jié)合多媒體視頻講解強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)的測定方法；教師示范強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)的測定；學(xué)生討論引出現(xiàn)代冶金行業(yè)的發(fā)展趨勢；學(xué)生分組進行強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)的測定；師生共同討論相關(guān)問題。教學(xué)方法和建議課堂講授、實驗演示、任務(wù)驅(qū)動、實驗操作、小組討論。教學(xué)條件要求多媒體教室、金屬材料與熱處理實驗室；力學(xué)性能測定視頻。課程單元二金屬學(xué)基礎(chǔ)知識課時數(shù)8學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉常見的三種晶體結(jié)構(gòu)，掌握晶向指數(shù)。晶面指數(shù)的表示方法；理解過冷度、結(jié)晶、自發(fā)形核的概念，掌握金屬結(jié)晶過程及晶粒大小的控制方法；掌握金屬塑性變形的方式和機理，了解多晶體的塑性變形；了解冷變形、熱變形對金屬組織的影響。學(xué)習(xí)內(nèi)容金屬的晶體結(jié)構(gòu)；純金屬與合金的結(jié)晶；金屬的塑性變形；冷塑性變形對金屬性能的影響；熱塑性變形對金屬性能的影響。教、學(xué)、做內(nèi)容安排教師多媒體演示金屬的晶體結(jié)構(gòu)，引出晶格、晶胞的概念；學(xué)生討論三種典型晶格類型的計算并得出結(jié)論；教師講解過冷度、結(jié)晶過程，學(xué)生觀看純金屬的結(jié)晶過程；教師剖析滑移。孿生的概念，學(xué)生觀看滑移、孿生視頻；學(xué)生分析討論多晶體的塑性變形過程；教師以鋼廠冷軋、熱軋為實例講解冷塑性變形和熱塑性變形；學(xué)生分組討論冷變形、熱變形對金屬組織性能的影響；師生共同討論相關(guān)問題。教學(xué)方法和建議課堂講授、視頻演示、小組討論。教學(xué)條件要求多媒體教室.課程單元三鐵碳合金相圖課時數(shù)20學(xué)習(xí)目標(biāo)理解固溶體、金屬化合物的概念，掌握相圖的形成原因及初步分析勻晶相圖；掌握勻晶、共晶相圖的組織和相的變化規(guī)律，掌握杠桿定律的應(yīng)用；理解金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，掌握鐵碳合金的基本組織及特點；理解七種典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織；掌握鐵碳合金相圖的應(yīng)用方法，了解常見雜質(zhì)及氣體元素對鋼性能的影響。學(xué)習(xí)內(nèi)容合金的相結(jié)構(gòu)；二元合金相圖分析；鐵碳合金相圖；典型合金的平衡結(jié)晶及其組織。教、學(xué)、做內(nèi)容安排教師講解合金和相的基本概念，引出二元合金相圖的建立過程；教師指導(dǎo)學(xué)生分析勻晶、共晶、包晶及其他類型的二元合金相圖的相及組成物；教師板書講解示范杠桿定律的應(yīng)用，學(xué)生進行計算訓(xùn)練；學(xué)生分組總結(jié)各類二元合金相圖相圖的特點。教師講解鐵碳合金的基本相，引出鐵碳合金相圖；教師引導(dǎo)學(xué)生共同分析七種典型鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及組織；教師示范實驗操作過程，學(xué)生分組做實驗；師生共同討論相關(guān)問題。教學(xué)方法和建議課堂講授、實驗演示、任務(wù)驅(qū)動、實驗操作、小組討論。教學(xué)條件要求多媒體教室、金屬材料與熱處理實驗室；實驗耗材。課程單元四常規(guī)熱處理工藝及表面熱處理課時數(shù)12學(xué)習(xí)目標(biāo)了解熱處理的概念、目的及應(yīng)用，掌握熱處理的基本原理。理解退火、正火、淬火、回火的目的、方法及實際應(yīng)用，會根據(jù)鋼的組織性能選擇合適的熱處理工藝；理解鋼的表面熱處理的概念、目的及應(yīng)用。學(xué)習(xí)內(nèi)容鋼的熱處理原理；常規(guī)熱處理工藝及應(yīng)用；鋼的表面熱處理。教、學(xué)、做內(nèi)容安排教師引導(dǎo)學(xué)生討論，引出鋼在加熱和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變過程；師生共同分析共析碳鋼的冷卻曲線，總結(jié)鋼在加熱時和冷卻時的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律；教師利用對比、推理的方法介紹鋼的熱處理工藝，師生共同總結(jié)鋼的熱處理工藝的選擇；教師利用對比、推理手法介紹鋼的表面熱處理工藝；教師示范實驗操作過程，學(xué)生分組做實驗；師生共同討論相關(guān)問題。教學(xué)方法和建議課堂講授、實驗演示、任務(wù)驅(qū)動、實驗操作、小組討論。教學(xué)條件要求多媒體教室、金屬材料與熱處理實驗室；實驗耗材。課程單元五常用金屬材料課時數(shù)6學(xué)習(xí)目標(biāo)了解各類鋼的典型牌號及應(yīng)用，鋼中雜質(zhì)元素對碳鋼性能的影響；掌握合金元素在鋼中的作用和鋼的分類方法；理解各合金元素在鋼中的作用，了解結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼的性能及應(yīng)用；掌握各類鑄鐵牌號及應(yīng)用；掌握鋁合金、銅合金和鈦合金的分類及熱處理特點。學(xué)習(xí)內(nèi)容鋼的分類；結(jié)構(gòu)鋼；工具鋼、特殊性能鋼；鑄鐵；有色金屬及其合金。教、學(xué)、做內(nèi)容安排教師利用鋼材網(wǎng)絡(luò)資源講解鋼的分類及牌號，利用對比、推理的方法介紹鋼中雜質(zhì)對碳鋼的有關(guān)知識；師生共同分析鋼中合金元素的作用；教師舉例介紹結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼的性能及應(yīng)用；教師介紹鑄鐵的分類與應(yīng)用的有關(guān)知識；教師講解鋁及鋁合金、銅及銅合金、其它非鐵合金的性能及應(yīng)用；師生共同討論相關(guān)問題。教學(xué)方法和建議課堂講授、視頻演示、小組討論、實物展示。教學(xué)條件要求多媒體教室第四部分課程考核1.過程性考核方式及說明本課程過程性考核主要包括理論教學(xué)考核和實驗考核兩大模塊，包含學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)質(zhì)量和協(xié)作能力等，主要考核學(xué)生在課程教學(xué)過程中對知識和技能的掌握程度。具體考核標(biāo)準(zhǔn)和成績分配如表一：表一過程性考核標(biāo)準(zhǔn)考核模塊序號考核項目考核內(nèi)容單項比例（%）成績比例（%）理論教學(xué)考核1學(xué)習(xí)質(zhì)量作業(yè)等50702學(xué)習(xí)態(tài)度考勤、課堂表現(xiàn)等（根據(jù)教學(xué)日志）50實驗考核1學(xué)習(xí)質(zhì)量實驗項目考核（詳見表二）60302學(xué)習(xí)態(tài)度考勤、課堂表現(xiàn)等（根據(jù)教學(xué)日志）303協(xié)作能力團隊精神、合作能力10合計1002.實驗考核方式及說明主要考核學(xué)生在訓(xùn)練過程中對知識和技能的掌握程度。具體考核標(biāo)準(zhǔn)和成績分配如表二：表二實驗項目考核標(biāo)準(zhǔn)序號考核項目考核內(nèi)容及要求成績比例（%）1金屬材料力學(xué)性能測定正確操作拉伸試驗機、硬度儀等實驗設(shè)備，對不同實驗材質(zhì)的強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)進行測定，加以對比分析，加深對材料力學(xué)性能的理解。202金相試樣制備及鐵碳合金組織顯微分析了解金相顯微鏡的原理、結(jié)構(gòu)，能夠熟練操作金相顯微鏡進行試驗，掌握金相試樣的制備過程，制備合格的金相試樣，識別鐵碳合金平衡組織的特征，結(jié)合Fe———Fe3C相圖了解典型合金的結(jié)晶過程，進一步了解碳鋼的成份、組織、性能間的關(guān)系。503碳鋼的熱處理根據(jù)熱處理原理，結(jié)合實驗材質(zhì)，制定熱處理工藝，正確操作加熱爐，進行熱處理實驗操作，分析實驗結(jié)果，并修訂熱處理工藝，加深對退火、正火、淬火、回火的目的、方法及實際應(yīng)用的理解。30合計1003.期末考核方式及說明期末考核采用卷面理論考試，重點考核學(xué)生對中小企業(yè)實際會計工作中各崗位應(yīng)具備的理論知識要點的掌握情況和掌握程度。具體考核標(biāo)準(zhǔn)和知識點如下表：表三理論考核標(biāo)準(zhǔn)序號考核的知識點及要求成績比例（%）1了解金屬材料的發(fā)展史，掌握材料的強度、塑性、硬度、韌度指標(biāo)；能夠根據(jù)材料的性能，選擇合適的測量方法。102掌握常見的三種晶體結(jié)構(gòu)晶向指數(shù)。晶面指數(shù)的表示方法，理解過冷度、結(jié)晶、自發(fā)形核的概念，掌握金屬結(jié)晶過程及晶粒大小的控制方法，掌握金屬塑性變形的方式和機理，了解多晶體的塑性變形，了解冷變形、熱變形對金屬組織的影響。103理解固溶體、金屬化合物的概念，掌握勻晶、共晶相圖的組織和相的變化規(guī)律，掌握杠桿定律的應(yīng)用，理解金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，掌握鐵碳合金的基本組織及特點，理解七種典型鐵碳合金的平衡結(jié)晶過程及組織，掌握鐵碳合金相圖的應(yīng)用方法，了解常見雜質(zhì)及氣體元素對鋼性能的影響。404了解熱處理的概念、目的及應(yīng)用，掌握熱處理的基本原理，理解退火、正火、淬火、回火的目的、方法及實際應(yīng)用，理解鋼的表面熱處理的概念、目的及應(yīng)用。255了解各類鋼的典型牌號及應(yīng)用，掌握合金元素在鋼中的作用和鋼的分類方法，理解各合金元素在鋼中的作用，了解結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼的性能及應(yīng)用，掌握各類鑄鐵牌號及應(yīng)用，掌握鋁合金、銅合金和鈦合金的分類及熱處理特點。15合計1004.課程成績構(gòu)成及說明本課程成績形成主要包括學(xué)習(xí)過程性考核和期末理論考核等。具體分配比例如表四：表四課程成績形成標(biāo)準(zhǔn)及比例序號考核項目考核內(nèi)容成績比例（%）1學(xué)習(xí)過程考核根據(jù)其在平時學(xué)習(xí)過程中的考勤、提問、作業(yè)、實驗操作、團隊精神、合作能力等進行評分，詳見表一及表二402期末理論考核綜合測試學(xué)生對本門課程理論知識掌握程度，詳見表三60合計100第五部分教材及其它教學(xué)資源1.使用教材《金屬材料與熱處理》，主編司衛(wèi)華王學(xué)武，化學(xué)工業(yè)出版社，20