材料工程基礎課程整體設計

1、材料工程基礎課程整體教學設計課程名稱：材料工程基礎開設專業(yè)：材料工程技術(shù)課程設計人：解傳娣所 屬 系：冶金與建筑工程系合作人：制訂時間：萊蕪職業(yè)技術(shù)學院課程整體教學設計一、課程基本信息課程名稱：材料工程基礎開設專業(yè)：材料工程技術(shù)課程代碼學時54授課時間：第 3 學期授課對象： 2013 級材料工程技術(shù)專業(yè)課程類型：專業(yè)基礎課后續(xù)課程 : 材料表面工程技術(shù)、金屬材料檢測先修課程 : 金屬加工技術(shù)技術(shù)、金屬材料化學分析技術(shù)、材料先進制備與成形加工技術(shù)二、課程目標設計總體目標：材料工程基礎屬于專業(yè)基礎課，為培養(yǎng)學生具有較扎實的工程理論基礎和分析解決工程問題的基本能力，本課程將重點材料制備、 材料加工

2、、材料改性、材料復合四個主要方面的基本理論知識。授課過程中將通過大量研究實例，使學生在學習處理工程問題方法的同時，認識所學知識的應用背景，開拓視野，提高興趣。能力目標：（1）能夠合理選擇典型零件的選材及成形工藝；（2）能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的鑄造方法及鑄造工藝參數(shù)；（3）能夠根據(jù)零件性能要求選擇合適的壓力加工方法及加工工藝參數(shù)；（4）能夠根據(jù)需要選擇合適的焊接方法并設計焊接工藝參數(shù)；（5）能根據(jù)金屬材料使用環(huán)境及性能要求選擇合適的熱處理方式進行性能改進；（6）能根據(jù)金屬表面磨損問題選擇合適的表面處理方法，并設計工藝參數(shù)；（7）能夠掌握一種材料的粉末冶金工藝流程。知識目標：（1）掌握金屬材

3、料的失效形式及防護措施；（2）掌握鋼鐵材料的熱處理基本原理和工藝，以及熱處理工藝在零件加工過程中的地位和作用，以便正確選用熱處理工藝方法，合理安排工藝路線。（3）掌握常用的毛坯加工方法，包括鑄造、鍛造及焊接；（4）了解鋼鐵、及常用金屬材料的冶金工藝，了解其分類、性能和用途，以便合理選用材料，并能將整個學科連接起來；（5）了解金屬表面處理技術(shù)的分類、產(chǎn)生和發(fā)展。掌握常用金屬表面處理技術(shù)的工藝流程及操作要點；（6）了解粉末冶金行業(yè)的發(fā)展史。掌握粉末冶金成形工藝。素質(zhì)目標：（1）能夠在實際操作中養(yǎng)成良好的安全意識及習慣；（2）對金屬表面失效問題，培養(yǎng)學生獨立思考及創(chuàng)新能力，能夠自主設計表面處理方法和

4、工藝；（2）對于表面處理技術(shù)中需多人協(xié)作完成的任務，培養(yǎng)團隊合作精神及互動交流能力；（3）能具備時間觀念，在規(guī)定時間內(nèi)完成工作任務；（4）在砂型鑄造及鍛造操作中養(yǎng)成認真觀察、思考的良好習慣的同時，培養(yǎng)學生對儀器設備的掌控能力；（5）培養(yǎng)對多種因素進行綜合分析和綜合應用的能力。在提高或改變金屬性能的問題上，往往有多種可能的解決辦法；（7）能具備良好的職業(yè)道德素養(yǎng)。三、課程內(nèi)容設計：序號模塊（或子模塊）名稱學時1模塊一、金屬材料的冶煉82模塊二、材料的成型與加工243模塊三、金屬材料表面處理124模塊四、粉末材料制備85模塊五、金屬材料成形工藝選擇8合計60四、能力訓練項目設計編能力訓練項子項目編

5、擬實現(xiàn)的能力相關(guān)支撐訓練方式、 手段可展示的結(jié)果號目名稱號、名稱目標知識及步驟火法冶金；利用多種冶煉金屬材料的1 1冶金能根據(jù)冶煉方1濕法冶金；方式列舉進行冶煉工藝認識式進行歸類電冶金學習熟悉煉鐵流程，煉鐵高爐；利用視頻對煉能正確認識煉煉鐵原料；12 煉鐵鐵進行更為直鐵產(chǎn)品及生產(chǎn)物理化學反應原觀的學習效率理煉鋼設備及原熟悉煉鋼流程，理；觀看動畫熟悉能正確認識煉13 煉鋼煉鋼原料；煉鋼成熟的全鋼產(chǎn)品及生產(chǎn)電爐煉鋼；程生產(chǎn)流程后續(xù)處理方法轉(zhuǎn)爐煉鋼熟悉常用有色銅冶金；1.4 有色金屬的冶金方鋅冶金；通過對比學習金屬冶煉法鋁冶金能夠根據(jù)零件鑄造成形工藝理讓同學們自己21 機床性能要求選擇論；動手完成砂

6、型材料的成型2床身的鑄合適的鑄造方常用鑄造合金；鑄造，包括設計鑄造成形任務單與加工造法及鑄造工藝鑄造成形方法；分型面及澆道參數(shù)鑄造技術(shù)的發(fā)展口在介紹完鍛造能夠根據(jù)零件成形工藝后， 讓典型鐵碳合金的2.2 彎曲性能要求選擇同學們自己分結(jié)晶過程分析，連桿的鍛合適的壓力加析鍛造過程的鍛造成形任務單鐵碳合金相圖的造工方法及加工塑性變形；應用工藝參數(shù)分組完成鍛造工藝設計。焊接方法分類；金屬材料的焊接2.3 焊接能夠根據(jù)需要性能；結(jié)合案例， 讓學方法的選選擇合適的焊焊接應力及焊接生分組討論完焊接成形任務單擇及工藝接方法并設計變形；成任務設計焊接工藝參數(shù)焊接結(jié)構(gòu)及工藝設計；焊接技術(shù)的發(fā)展能夠根據(jù)需化學鍍原理

7、及特學生撰寫實驗教師分配任務，3.1 不銹求查資料配制點；報告；金屬材料表學生自主完成；3鋼化學鍍化學鍍鎳溶液；化學鍍鎳的工不銹鋼化學鍍面處理實物展示；鎳處理能進行模具藝、鍍層性能及鎳處理前后對比案例分析化學鍍鎳處理應用圖片能說出熱噴涂技術(shù)要點；熱噴涂的一般能夠根據(jù)恢原理以及涂層基復尺寸要求選本結(jié)構(gòu)；擇合適的熱噴教師引導，學生3.2 水閘熱噴涂技術(shù)的涂技術(shù)；分組完成任務；門火焰噴分類、特點及應能夠?qū)λl視頻觀看；涂鋅用；火焰噴涂門進行火焰噴案例分析的原理、設備、涂操作；材料及工藝參數(shù)會使用 SQP-1的控制型線材火焰噴槍熟練使用氧乙炔焰焊槍；能夠進行氧氧乙炔火焰堆3.3 不銹鋼教師引導， 學生

8、乙炔火焰堆焊焊的特點、所需閥座氧乙分組完成任務；焊前準備；設備及材料；炔火焰堆視頻觀看；能夠?qū)Σ讳P氧乙炔火焰堆焊案例分析鋼閥座進行氧焊的工藝參數(shù)乙炔火焰堆焊處理學生撰寫實驗報告；水閘門火焰噴涂后耐蝕性能學生撰寫實驗報告；不銹鋼閥座堆焊前后對比圖片及性能對比啟發(fā)式、案例能正確區(qū)分粉 粉末冶金成形式、導學式、 歸4.1粉末末冶金成形工工藝基礎知識納類比法、 教學冶金成形藝與普通成形 粉 末 冶 金 定模型、多媒體教案例分析工藝工藝的根本區(qū)義、特點及發(fā)展學等多種教學粉末材料制別4歷史方法備4.2高錳金屬材料成5形工藝選擇鋼鋼結(jié)硬能熟知高錳鋼工藝流程圖教師引導， 學生質(zhì)合金的鋼結(jié)硬質(zhì)合金使用設備任務單

9、分組完成任務粉末冶金的制備工藝成品質(zhì)量檢測制造工藝能夠選擇合適 零件成形方法5.1 零件教師引導， 學生的零件成形方選擇原則成形方法分組完成任務；案例分析法并設計合適 常用成形方法選擇案例分析的工藝流程及其原理5.2 典型能夠熟知常用零件成形 齒輪類實踐教學、 任務典型零件的成工藝的選 軸類教學、項目教學形工藝擇五、課程進程表教學目標和主要內(nèi)容課周學能力訓練其它（含考核內(nèi)次次時單元標題知識目標能力目標項目編號容、方法）了解火法冶金；冶金工藝認能根據(jù)冶煉方1121.1了解濕法冶金；知式進行歸類了解電冶金認識煉鐵高爐；熟悉煉鐵流程，掌握煉鐵原料；能正確認識煉212煉鐵1.2煉鐵流程描述掌握物理化學

10、反應原鐵產(chǎn)品及生產(chǎn)理效率熟悉煉鋼設備及原理；熟悉煉鋼流程，認識煉鋼原料；能正確認識煉煉鋼流程及方法322煉鋼1.3電爐煉鋼；鋼產(chǎn)品及生產(chǎn)分類描述轉(zhuǎn)爐煉鋼后續(xù)處理方法銅冶金；熟悉常用有色有色金屬冶4221.4鋅冶金；金屬的冶金方煉鋁冶金法能夠分析鑄件鑄造成形工鑄造成形工藝特點；5322.1.1產(chǎn)生缺陷的理藝理論合金的鑄造性能論原因鑄造合金及常用鑄造合金的性能、能夠正確認識6322.1.2看圖回答問題原料生產(chǎn)及牌號；常用鑄造合金灰鑄鐵分類；的性能、組織鑄造和金的冶煉能夠根據(jù)零件鑄造成形方法分類、 特性能要求選擇7、機床床身的442.1.3點及應用情況；合適的鑄造方任務單完成情況8鑄造鑄造技術(shù)的發(fā)展

11、法及鑄造工藝參數(shù)9、5國慶假期10掌握金屬塑性成形理論；能夠分析鍛造掌握金屬塑性變形后1162鍛造理論2.2.1過程塑性變形的組織和性能；根本原因理解金屬可鍛性及影響因素掌握自由鍛造基本工能夠根據(jù)生產(chǎn)鋼錠的自由序及工藝過程；12622.2.2要求設計自由設計方案鍛造熟悉自由鍛的特點及鍛造工藝規(guī)程使用的設備13熟悉面心立方、 體心立熟悉三種晶體晶體結(jié)構(gòu)模、74實驗一方和密排六方晶體結(jié)結(jié)構(gòu)中的四面實驗報告14型認知構(gòu)中常用晶面、 晶向的體間隙和八面幾何位置、原子排列和體間隙的位置密度；和分布熟悉面心立方和密排六方晶體結(jié)構(gòu)中， 最密排面的堆垛順序。掌握模鍛的特點；能夠根據(jù)生產(chǎn)彎曲連桿的15822.2

12、.3掌握模鍛生產(chǎn)的基本要求設計模鍛設計方案模鍛工藝過程工藝規(guī)程掌握板料沖壓基本工能夠根據(jù)零件汽車制造業(yè)序；性能要求選擇1682中先進的板2.2.4熟悉板料沖壓模具；設計方案合適的板料沖料沖壓工藝了解板料沖壓模具設壓工序計了解 X 射線衍射儀的掌握運用 X 射17X 射線法測晶結(jié)構(gòu)及工作原理線衍射分析軟、94實驗二實驗報告18體結(jié)構(gòu)熟悉 X 射線衍射儀的件進行物相分操作析的方法焊接方法的了解焊接的本質(zhì)、原能夠根據(jù)需要19 102選擇及工藝 2.3.1理、特點；選擇合適的焊任務單完成情況設計掌握焊接方法的分類接方法并設計焊接工藝參數(shù)掌握焊條電弧焊工藝特征；能夠根據(jù)需要電機轉(zhuǎn)軸的了解常用焊條及分類；

13、設計合適的電20102補焊（ CO2 氣2.3.2設計方案了解埋弧焊、氬弧焊、弧焊工藝參數(shù)體保護焊）CO2 氣體保護焊、電并進行操作渣焊工藝掌握釬焊的過程及分能夠?qū)﹀N頭進21112錘頭釬焊2.3.3類情況；行釬焊操作了解釬焊的特點掌握金屬材料焊接性的評定方法及常用金能夠熟知常見焊接質(zhì)量控屬材料的焊接性能；金屬材料的焊221122.3.4案例分析制了解金屬材料的焊接接性能并作簡應力及焊接變形相關(guān)要的理論分析理論能夠根據(jù)需23化學鍍原理及特點；求查資料配制不銹鋼化學、1243.1化學鍍鎳的工藝、 鍍層化學鍍鎳溶液；實驗完成情況24鍍鎳處理性能及應用能進行模具化學鍍鎳處理25134水閘門火焰3.2熱

14、噴涂的一般原理能說出熱噴實驗報告、噴涂鋅以及涂層基本結(jié)構(gòu)；涂技術(shù)要點；26 熱噴涂技術(shù)的分類、能夠根據(jù)恢特點及應用； 火焰噴復尺寸要求選涂的原理、 設備、材料擇合適的熱噴及工藝參數(shù)的控制涂技術(shù)；能夠?qū)λl門進行火焰噴涂操作； 會使用SQP-1型 線 材火焰噴槍熟練使用氧乙炔焰焊槍； 氧乙炔火焰堆焊的能夠進行氧27不銹鋼閥座特點、所需設備及材乙炔火焰堆焊、144氧乙炔火焰 3.3料；焊前準備；實驗報告28堆焊 氧乙炔火焰堆焊的能夠?qū)Σ讳P工藝參數(shù)鋼閥座進行氧乙炔火焰堆焊處理能正確區(qū)分粉 粉末冶金成形工藝29末冶金成形工粉末冶金成基礎知識、1544.1藝與普通成形30形工藝 粉末冶金定義、 特點工藝

15、的根本區(qū)及發(fā)展歷史別高錳鋼鋼結(jié)31工藝流程圖能熟知高錳鋼硬質(zhì)合金的、1644.2使用設備鋼結(jié)硬質(zhì)合金個人總結(jié)32粉末冶金工成品質(zhì)量檢測的制備工藝藝熱處理的含義及熱處理工藝曲線；掌握鋼的奧氏體化熟悉鋼在加熱過程；和冷卻時組織33熟悉奧氏體晶粒大鐵碳合金相變化規(guī)律， 并能、174實驗三小對鋼性能的影響及實驗報告圖應用熟練應用鋼的34細化奧氏體晶粒的措等溫及連續(xù)冷施；卻轉(zhuǎn)變圖。明確過冷奧氏體在不同溫度下轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能。35金屬材料力學性能金屬材料力、184實驗四學性能測試的含義；能夠利用現(xiàn)有實驗報告設備對金屬材36強度、硬度、塑性、料進行力學性沖擊韌性、疲勞強度的能測試基本概念和測試方法；掌握

16、金屬材料力學性能測試的基本原理 零件成形方法選擇能夠選擇合適零件成形方原則的零件成形方371925.1設計報告法選擇 常用成形方法及其法并設計合適原理的工藝流程能夠熟知常 齒輪零件的選材及用典型零件的典型零件成成形工藝；成形工藝；38192形工藝的選5.2 軸類零件的選材及對一些簡單擇成型工藝零件進行成形工藝設計六、第一節(jié)課梗概1、從古至今，材料的發(fā)展過程通過展示從古至今， 材料在整個人類發(fā)明史上的地位，了解材料對經(jīng)濟與社會發(fā)展的重要性，明確材料在本專業(yè)學習中的地位， 讓同學們了解材料的重要性，激起同學們學習的興趣。2、介紹課程的考核方式課程理論性較強， 要求學生分析學習能力高， 所以對每一單

17、元要進行案例考核，并加強應用能力的考核。3、進入正題（1）物質(zhì)等同于材料么？（2）什么是材料？（3）為什么學習材料？（4）材料的分類？（5）總結(jié)，布置作業(yè)。七、考核方案1、本課程的考核原則：材料工程基礎 課程是材料工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，培養(yǎng)學生對材料的認識及學會選擇合適的毛坯成形工藝的基本技能，提高解決實際問題的能力。本課程的學習要求是學生通過學習，使學生具備行業(yè)相關(guān)的職業(yè)崗位能力和較強的擴展學習能力。因此，它的考核方式應結(jié)合學生學習過程和學習成果，根據(jù)不同學習情景的學習， 對每個情景的知識點和技能進行一定程度的整合后進行考核評價， 了解學生的知識掌握情況、技能水平和綜合職業(yè)素質(zhì)，

18、以此完成本課程成績的測評。 通過這種評價， 能階段性、全面反映出學生掌握本課程知識和技能的程度，及時發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整教學，同時不斷激發(fā)學生的學習興趣，達到科學、全面、有效地評價和檢驗學生自主學習的目的。2、考核方法（1）關(guān)注評價的多元性，將上課出勤、學生作業(yè)、作為平時成績，占總成績的 20%。（2 ）、實驗技能操作、學習小組學習報告和學生協(xié)作表現(xiàn)作為實驗成績占50% 。（3）、期末考試：期末考試成績占總成績的20% 。3、考核的評價標準評分權(quán)重小組小組指導序號評價內(nèi)容（第組）好較好一般自評互評教師評價1實驗方案制定合理、可行、內(nèi)容全面201815小組長組織性強，分工明確，學習時間21098分配合理3小組成員積極協(xié)作，參與程度高10984按時完成實驗任務2018155提交的實驗報告內(nèi)容全面、結(jié)果正確302825任務完成后，能主動檢查工具材料，并61098做好記錄，保持工作場所干凈整潔八、教學材料材料工程基礎，畢大森主編，機械工業(yè)出版社，普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材。工程材料 ，鄭明新主編，清華大學出版社金屬材料及熱處理 ，史美堂主編，上海科學技術(shù)出版社著，世界圖書出版公司THE SCIENCE AND DESIGN OF ENGINEERING MATERIALS,James P.Scha