海洋材料工程

1、中國海洋大學(xué)本科生課程大綱課程名稱海洋材料工程(Marine Materials Engineering)課程代碼072503201255課程屬性專業(yè)知識課時/學(xué)分32/2課程性質(zhì)選修實踐學(xué)時責(zé)任教師史志成課外學(xué)時64(32*2)課程屬性；公共基礎(chǔ)/通識教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修一、課程介紹1. 課程描述：海洋材料工程是討論海洋材料的化學(xué)成分、成型加工工藝、組織結(jié)構(gòu)性能之間關(guān) 系的一門課程。訂前，船舶與海洋平臺等工程設(shè)施用材料主要以金屬材料為主。因此, 本課程將結(jié)合海洋應(yīng)用實例工藝過程分析，重點介紹海洋金屬材料匸藝基本理論和基 本方法。同時，介紹無機非金屬材料和高

2、分子材料制備加工工藝，以及海洋防腐工程、 深海結(jié)構(gòu)材料制備與設(shè)汁等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)地了解各種海洋材料制 備、加工和防腐蝕工程的基本原理和工藝過程。2. 設(shè)計思路：本課程以海洋金屬材料的成型加工和防腐蝕工程為主線，輔以海洋高分子材料和 無機非金屬材料的成型加工和防腐蝕工程。海洋金屬材料方面，重點介紹船舶結(jié)構(gòu)的 焊接、海洋船機金屬材料的鑄造和塑性成形工藝，金屬的電化學(xué)腐蝕原理及防護途徑, 簡單介紹金屬材料機械加工相關(guān)知識。海洋高分子材料和無機非金屬材料方面，重點 介紹塑料、橡膠以及復(fù)合材料的成型加工方法、海洋腐蝕機理和防腐蝕措施，簡單介 紹海工混凝土的海洋腐蝕機理及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。主

3、要內(nèi)容包括：（1）船舶結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù):船舶結(jié)構(gòu)焊接主要包括三大部分：船體基本結(jié)構(gòu)、焊接基本原理和常見焊接方法、 船體結(jié)構(gòu)焊接工藝原則。船體基本結(jié)構(gòu)部分主要介紹船體的基本組成，包括船體和上 層建筑等。焊接基本原理主要介紹常用的金屬材料焊接工藝的基本原理和相關(guān)設(shè)備， 包括熔焊、壓焊和釬焊等。船機結(jié)構(gòu)焊接部分主要介紹分段造船工藝中各個分段的具 體焊接過程，主要涉及焊接方法和焊接順序的選擇等。本部分的教學(xué)以理論講授為主, 穿插視頻教學(xué)和課堂討論。此外，適當(dāng)安排學(xué)生分組調(diào)研船舶結(jié)構(gòu)焊接領(lǐng)域的國內(nèi)國 際研究前沿，通過資料檢索，PPT制作及學(xué)生報告的方式提高學(xué)生的綜合能力并激發(fā)學(xué) 生學(xué)習(xí)的興趣。（2）船機金

4、屬材料鑄造和塑性成形：鑄造部分主要包括三部分：金屬材料鑄造的基礎(chǔ)知識和常見鑄造方法、常見船機 鑄造合金、典型船機零件的鑄造工藝。塑性成形部分主要包括三個部分：金屬材料塑 性變形基礎(chǔ)知識、金屬塑性成形工藝、典型船機零件的塑性成形工藝。通過本部分學(xué) 習(xí)，使學(xué)生掌握砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造和離心鑄造等液態(tài)金屬 成形的基本原理、方法和設(shè)備，掌握自由鍛造、模型鍛造、板材沖壓、液態(tài)模鍛、粉 末鍛造等特種金屬塑性成形技術(shù)的基本原理。本部分的教學(xué)以理論講授為主，穿插視 頻教學(xué)和課堂討論。（3）海洋材料防腐蝕工程：主要包括三部分：1）金屬材料常見海洋腐蝕機理；2）海洋工程防腐蝕設(shè)計基本 原則；3

5、）防腐蝕措施，如緩蝕劑、金屬表面轉(zhuǎn)化與強化、外加涂層保護和陰極保護等。 重點介紹各種防腐蝕措施的基本原理以及應(yīng)用領(lǐng)域等。（4）海洋高分子材料和無機非金屬材料高分子材料部分主要介紹塑料和橡膠的成型加工工藝和設(shè)備，以及船用復(fù)合材料、 大型浮體材料和深潛浮力材料的設(shè)計與制備技術(shù)等。無機非金屬材料部分主要介紹海 上平臺和沿海建筑等常用的海工水泥和海工混凝土的海水腐蝕機理和防腐蝕措施。3. 課程與其他課程的關(guān)系先修課程：材料科學(xué)基礎(chǔ)二、課程目標本課程的LI標是使學(xué)生能夠針對海洋材料加工成型以及防腐蝕匸程出現(xiàn)的問題提 出自己的設(shè)訃方案和改進措施，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜海洋工程問題的能力，培養(yǎng)符合國 家經(jīng)濟發(fā)展需

6、要的工程技術(shù)人才。（1）對海洋材料丄程涉及的材料、加工方法和防腐蝕工程相關(guān)知識形成較為系統(tǒng) 的知識框架；（2）掌握常見船舶和海上建筑用海洋材料的典型成型加工方法和防腐蝕途徑，要 求學(xué)生具備針對海洋工程問題提出相應(yīng)解決方案和措施的能力；（3）培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、資料檢索、團隊協(xié)作和方案設(shè)計等基本能力，通過多 次訓(xùn)練，力求達到工程教育認證標準。三、學(xué)習(xí)要求海洋材料工程是一門涉及材料加工與設(shè)計、材料化學(xué)和電化學(xué)等諸多學(xué)科綜合性 的課程，要求學(xué)生要扎實掌握相關(guān)理論基礎(chǔ)，掌握常見金屬材料成形和加工設(shè)備的基 本工作原理并了解其大體操作方法，為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)實習(xí)和以后進相關(guān)企業(yè)丄作奠定 良好的基礎(chǔ)。要達到以上

7、學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生必須：（1）按時上課、上課認真聽講，積極參與課堂討論。本課程將包含一定次數(shù)的課下作業(yè)、小組作業(yè)展示等課堂活動;（2）保質(zhì)保量的按時完成課下作業(yè)。作業(yè)分為兩類：個人獨立完成作業(yè)和團隊協(xié)作 完成作業(yè)，個人獨立作業(yè)需要上交紙質(zhì)版作業(yè)，團隊協(xié)作作業(yè)需要以3-5人小組為單 位，檢索和查閱資料，整理成PPT并在課堂上向大家講述并回答同學(xué)提出的問題。四、教學(xué)內(nèi)容內(nèi)容順序主題汁劃課時主要內(nèi)容概述1.緒論海洋材料工程簡介2概述海洋環(huán)境、材料加工方法、海洋材料腐蝕和防腐蝕工程2.金屬焊接船舶結(jié)構(gòu)與 焊接基本原理2船體板架結(jié)構(gòu)、焊接熱過程、焊接化學(xué)冶金過程、焊接接頭組織與性能、材料焊接性與焊接結(jié)構(gòu)常見

8、焊接工 藝和設(shè)備2主要包括熔焊、壓焊和釬焊三大類焊接。 熔焊部分重點介紹手工焊條電弧焊、埋弧 焊和電渣焊；壓焊部分重點介紹電阻焊和 摩擦焊；簡單介紹釬焊部分船體結(jié)構(gòu)焊接工藝原則2船體結(jié)構(gòu)焊接工藝原則、分段造船中各個分段的焊接工藝、船體結(jié)構(gòu)焊接常見缺陷及對策3.金屬鑄造液態(tài)金屬基礎(chǔ)知識3液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、金屬凝固組織的形成與控制，液態(tài)金屬的鑄造性能分析常見鑄造工藝方法3常見的船機鑄造合金：砂型鑄造、金屬型鑄造、 熔模鑄造、壓力鑄造和離心鑄造等液態(tài)金 屬成形的基本原理、方法和設(shè)備4.金屬鍛造和 沖壓金屬塑性變形基本原理2單晶體和多晶體變形、塑性變形對金屬組織和性 能的影響、回復(fù)和再結(jié)晶、金屬塑性

9、成形性能常見金屬塑性成形工藝2自由鍛造、模型鍛造和板材沖壓的基本原理和常 見塑性成形設(shè)備的工作原理先進金屬塑性成形工藝2液態(tài)模鍛、粉末鍛造、超塑性成型和髙能告訴成型的基本原理5.金屬機械加工機械加工基礎(chǔ)知識2切削運動與切削要素、機械加工精度和表而質(zhì)量機械加工方法和設(shè)備2車削、銃削、鉆削、鐐削、刨削和磨削加工的金 屬原理和設(shè)備：特種加工技術(shù)和超精密加工技 術(shù)：機械加工工藝過程6.金屬材料海洋防腐蝕工程海洋材料腐蝕機理2常見海洋工程用金屬材料及其海水腐蝕機理防腐蝕措施2海洋工程防腐蝕設(shè)汁一般原則、緩蝕劑的選擇和 使用、金屬的表面轉(zhuǎn)化與強化、電鍍、熱浸鍍、 熱噴涂和陰極保護等7.海洋高分子 材料和無機非 金屬材料塑料和橡膠成型加工3塑料和橡膠的成型加工工藝和設(shè)備、船用髙分子 基復(fù)合材料制備技術(shù)和防腐蝕工程、深潛浮力材 料制備技術(shù)海工混凝上防腐蝕工程1海工水泥和海工混凝上的海水腐蝕機理和防腐蝕措施五、參考教材與主要參考書1、參考教材王昕等，海洋材料工程，科學(xué)岀版社，2011年。2、主要參考書1 方子良，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，上海交通大學(xué)2 崔中圻，金屬學(xué)及熱處理，機械工業(yè)出版社六、成績評定（-）考核方式A.閉卷考試：A.閉卷考試B.開卷考試C.論文D.考查E.其他 （二）成績綜合評分體系:成績綜合評分體系比例1.課堂討論及平常