14《金属材料与热处理》课程标准Word文档下载推荐.docx

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《金属材料与热处理》课程以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。

教师要认真研究学生特点，针对学生实际情况，结合教学内容，多种教学方法手段综合运用。

在教学方法上，将项目任务引入课程，将理论讲授包含在项目训练中，使学生在实践中掌握理论、学习知识，将生产中的新工艺、新方法、新技术引入课堂。

采用项目式、启发式、互动式、案例式等教学方法，提高学生的学习兴趣。

在教学手段上，充分利用现代多媒体电子教学，视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等将现代科学技术充分应用于教学改革之中。

（二）课程内容结构

本课程围绕现时模具行业、机械加工行业、汽车行业等企业的需求，因此把课程设计成金属的结构与结晶、金属材料的性能、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及合金、新型材料等八个项目任务，具体内容结构如表1。

表1：

《金属材料与热处理》课程项目安排表

序号

教学项目

主要教学内容

课时分配

1

金属的结构与结晶

1.金属

2.金属的晶体结构

3.实际金属的晶体结构

2

1.金属结晶的现象

2.晶核的形成

3.晶核长大

4.金属铸锭组织与缺陷

1.合金中的相

2.合金的相结构

3.二元合金相图的建立

4.匀晶相图及其固溶体的形成

5.共晶相图及其合金组织的结晶

6.包晶相图及其合金组织的形成

4

金属材料的性能

1.金属材料的损坏与塑性变形

2.金属的力学性能

3.金属工艺性能

4.力学性能实验

12

3

铁碳合金

1.铁碳合金的组元及基本相

2.Fe-Fe3C相图分析

3.含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响

4.钢中杂质元素及钢锭组织

10

钢的热处理

1.钢在加热时的转变

2.钢在冷却时的转变

3.钢在冷却时的转变—过冷奥氏体的等温转变曲线

4.马氏体转变

8

1.钢的退火与正火

2.钢的淬火与回火

3.其他类型热处理

5

合金钢

1.钢的分类和编号

2.钢中的杂质元素及对碳钢性能的影响

3.合金元素在钢中的作用

4.构件用钢

5.机器零件用钢

6.工具钢

7.特殊性能钢

6

铸铁

1.铸铁的分类和编号

2.常用铸铁的简介

7

有色金属及合金

1.铝及其合金

2.铜及铜合金

3.钛及钛合金

4.硬质合金

新型材料

1.陶瓷材料

2.高分子材料

3.复合材料

（三）课程内容与要求

对接现时模具行业、机械加工行业、汽车行业等企业的岗位需求，将本课程内容分为金属的结构与结晶、金属材料的性能、铁碳合金、钢的热处理、合金钢、铸铁、有色金属及合金、新型材料等八个项目任务，具体项目任务内容与要求如下表：

表2项目任务内容安排表

项目一：

金属的晶体结构

名称

总课时

知识

目标

1.能绘出立方晶胞中的晶面及晶向。

2.掌握金属的特性及结构特点，金属键和金属的晶体结构及晶体结构的基本知识。

3.掌握金属的实际晶体结构，了解多晶体结构和亚结构及晶体的缺陷。

4.掌握金属结晶的现象，结晶过程的宏观现象，金属结晶的微观过程，金属结晶的热力学条件和金属结晶的结构条件。

5.掌握晶核的形成，了解晶核的长大，液固界面的微观结构，晶体长大的机制。

6.掌握金属铸锭的组织与缺陷、铸锭三晶区的形成，了解铸锭组织的控制与铸锭缺陷。

7.掌握合金中的相，相的分类，掌握影响相结构的因素，了解合金的相结构，固溶体及金属化合物。

8.会建立二元合金相图。

9.掌握共晶相图及其结晶过程，掌握包晶相图及其结晶过程。

10.掌握形成金属化合物的相图，具有固态相变的相图，了解合金性能与相图的关系。

能力

2.能够掌握金属结晶的现象，结晶过程的宏观现象，金属结晶的微观过程，金属结晶的热力学条件和金属结晶的结构条件。

3.能够熟练掌握晶核的形成，了解晶核的长大，液固界面的微观结构，晶体长大的机制。

4.能熟练掌握合金中的相，相的分类，掌握影响相结构的因素，了解合金的相结构，固溶体及金属化合物。

5.会建立二元合金相图。

6.能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息；

7.能具备良好的语言表达能力和团队合作意识。

素质

1.培养学生良好的职业道德；

2.养成良好的团队协作的工作习惯；

3.具备良好的服务意识；

4.培养学生的积极向上，健康阳光的心态。

项目

任务

内容

课时

金属

金属的特性及结构特点，金属键和金属的晶体结构及晶体结构的基本知识。

立方晶胞中的晶面及晶向

实际金属的晶体结构

金属的实际晶体结构，多晶体结构和亚结构及晶体的缺陷

金属结晶的现象

金属结晶的现象，结晶过程的宏观现象，

金属结晶的热力学条件

金属结晶的结构条件

金属结晶的微观过程，金属结晶的热力学条件和金属结晶的结构条件

晶核的形成

晶核的形成，液固界面的微观结构，晶体长大的机制。

晶核长大

晶核的形成，晶核的长大，液固界面的微观结构，晶体长大的机制

金属铸锭组织与缺陷

铸锭组织的控制与铸锭缺陷

合金中的相

合金中的相，相的分类

合金的相结构

影响相结构的因素，合金的相结构，固溶体及金属化合物

二元合金相图的建立

会建立二元合金相图

共晶相图及其合金组织的结晶

共晶相图及其结晶过程，掌握包晶相图及其结晶过程。

包晶相图及其合金组织的形成

包晶相图及其结晶过程

其他类型的二元合金相图

合金性能与相图的关系

项目二：

1.掌握金属材料的损坏与塑性变形

2.掌握金属的力学性能

3.掌握金属工艺性能

1.能了解金属材料的损坏与塑性变形

2.能掌握金属的力学性能

3.能理解金属工艺性能

金属材料的损坏与塑性变形

与变形有关的个概念

金属的变形

金属的力学性能

强度

塑性

硬度

冲击韧性

疲劳强度

金属工艺性能

金属的铸造性能

金属的锻压性能

金属的焊接性能

金属的切削加工性能

力学性能实验

实验一拉伸实验

实验二硬度实验

项目三：

1、掌握铁碳合金基本相及铁碳合金相图

2、会分析铁碳合金的平衡组织结晶过程

3、掌握含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响

4.掌握钢中的杂质元素及其影响，熟悉钢锭的组织及其宏观缺陷。

1.会分析铁碳合金的平衡组织结晶过程

2.能熟练掌握铁碳合金基本相及铁碳合金相图

3.能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息

4.能具有安全责任意识和团队合作精神

5.培养学生分析、解决问题的能力

1.培养学生良好的职业道德

2.养成良好的团队协作的工作习惯

3.具备良好的服务意识

4.培养学生的积极向上，健康阳光的心态

合金及其组织

合金的基本概念

合金的组织

铁碳合金的组元及基本相与性能

铁碳合金的组元及基本相

Fe-Fe3C相图

Fe-Fe3C相图分析

碳素钢

含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响

钢中杂质元素及钢锭组织

钢中杂质元素及钢锭组织的影响

观察铁碳合金的平衡组织

实验观察铁碳合金的平衡组织

项目四：

钢的热处理原理

16

1.能够了解钢在加热时组织转变；

熟悉钢在冷却时的组织转变

2.能够熟练热处理的基本概念，共析钢的奥氏体化过程及影响因素。

3.掌握钢的等温及连续冷却转变曲线

4.掌握C曲线的意义及应用。

5.掌握珠光体转变、贝氏体转变和马氏体转变

6.掌握钢的退火、正火转变及应用。

7.掌握钢的淬火工艺，钢的回火转变，理解钢的淬透性的概念、表示方法、影响因素及实际意义。

8.掌握钢的表面淬火及化学热处理工艺及其应用。

2.能够了解钢的退火、正火转变及应用。

3.能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息；

4.能具有责任意识和团队合作精神。

热处理的原理与分类

钢在加热及冷却时的组织转变

钢在加热时的转变

钢在冷却时的转变

热处理的基本方法

钢在冷却时的转变—过冷奥氏体的等温转变曲线

钢的表面热处理

马氏体转变

零件的热处理分析

钢的退火与正火

钢的热处理（实验）

钢的淬火与回火

参观热处理车间

其他类型热处理

项目五：

1、掌握钢的分类和编号，钢中杂质元素对碳钢性能的影响，合金元素在钢中的作用。

2、掌握构件用钢、渗碳钢、调质钢、弹簧钢、滚动轴承钢、铸钢的成分特点，合金化原则，热处理特点，性能及用途。

3、掌握刃具钢、高速钢、模具钢、量具钢、不锈钢、耐热钢、耐磨钢的成分特点，合金化原则，热处理特点，性能及用途。

1、能够了解钢的分类和编号，钢中杂质元素对碳钢性能的影响，合金元素在钢中的作用。

2、能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息；

3、能具有责任意识和团队合作精神。

1、培养学生良好的职业道德；

2、养成良好的团队协作的工作习惯；

3、具备良好的服务意识；

4、培养学生的积极向上，健康阳光的心态。

合金元素在钢中的主要作用

钢中的杂质元素及对碳钢性能的影响

合金元素在钢中的作用

合金钢的分类和牌号

钢的分类和编号

合金结构钢

构件用钢

机器零件用钢

合金工具钢

工具钢

特殊性能钢

钢的火花鉴别

项目六：

1.掌握铸铁的分类和编号，

2.掌握各种铸铁性能及用途。

1.能够掌握铸铁的分类和编号，各种铸铁性能及用途。

2.能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息；

3.能具有责任意识和团队合作精神。

铸铁的组织与分类

铸铁的分类

铸铁的石墨化

铸铁的组织与性能的关系

常用铸铁的简介

灰铸铁成分、性能、牌号与用途

可锻铸铁成分、性能、牌号与用途

球墨铸铁成分、性能、牌号与用途

铸铁成分、性能、牌号与用途

常用铸铁的热处理

铸铁的高温石墨化退火

铸铁的高温石墨化退火（实验）

项目七：

有色金属及硬质合金

1.掌握纯铝的特性、用途、编号，铝合金的分类及热处理特点，变形铝合金及铸造铝合金的热处理。

2.掌握纯铜，黄铜，青铜。

铜合金的分类及热处理特点。

3.掌握钛合金的分类及热处理。

4.了解常用的轴承合金及其特点。

1.能够了解有色金属及合金的热处理特点；

铜及铜合金

纯铜成分及用途

铜合金牌号、成分及用途

铝及铝合金

纯铝成分及用途

铝合金牌号、成分及用途

钛及钛合金

纯钛成分及用途

钛合金牌号、成分及用途

硬质合金

硬质合金的性能特点

项目八：

新型工程材料

1、能够了解国外金属材料性能及应用

2、能够了解高分子材料概述、分类和性能特点

3、了解复合材料概况、性能特点与增强机制、常见复合材料简介。

1、能够掌握陶瓷材料概况、制作工艺、性能特点、常用工业陶瓷及应用

3、能通过查阅资料或讨论交流的方式获取所需信息；

4、能具有责任意识和团队合作精神。

国外金属材料牌号

国外金属材料牌号概述

高分子材料概述、分类和性能特点

复合材料概况、性能特点常见复合材料简介

五、课程资源标准

（一）教学团队

本课程专任教师要求具有本科以上学历，具有中职教师资格，具备模具设计与制造等机械加工及设计方面的理论知识，较高的教育教学能力，并具有丰富的实践经验；

根据每年招收300学生的规模，本课程需要2名专任教师，2名兼职教师，兼职教师要求来自机械企业、汽车企业等模具设计岗位或机械设计、机械加工岗位，具有专科以上学历，具有较好的教学设计与教学组织能力，具有良好的职业素养与职业道德。

（二）实习实训条件

本课程的专项能力训练主要是综合实训，必须具备以下实习实训条件：

1、理实一体化教室2间，能容纳100人同时进行实训；

2、普通车床（60台）、数控车床（10台）、加工中心（5台）、数控铣（5台），压力机（8台），拆装工具（若干），冲裁模（20套），弯曲模（10套），拉深模（10套）及各种成形模具（数套），台虎钳（若干台）；

3、能容纳50人的多媒体教室2间。

（三）教材及参考资料

本课程建议采用以下教材：

1、《金属材料与热处理》第六版中国劳动社保障出版社

（四）其它资源

1、多媒体资源：

结合教学部分播放新材料的更新等视频。

2、网络资源：

中国模具资料网

中国模具网

3、各种校外企业实训基地。

六、课程考核

（一）考核方式

实施过程考核与最后考核相结合的综合性考核方案。

总成绩=平时成绩40%+理论考试成绩60%

过程考核：

记录学生平时的学习情况。

从学生能否主动参与学习如课堂回答问题、作业完成质量等方面进行考察，平时的回答问题等都作为平时考核的内容。

（平时成绩40分）

最后考核：

理论考核以课程标准为基础，可采用开卷与闭卷相结合的办法，包括基本概念、分析、设计等。

由学生自评、组内互评和教师点评相结合给出。

（理论成绩60分）

考核评分标准如下图所示：

考核体系

平时成绩40%

平时作业10%

课堂表现10%

平时出勤20%

理论成绩60%

期末考试60%

（二）考核内容

考核模块

主要考核内容

项目一、金属的结构与结晶

1.金属材料的使用性能

3.纯金属的结晶过程

4.晶粒长大的控制因素

5.合金中的相结构

6.二元合金相图的基本知识

项目二、金属材料的性能

1.合金的基本概念

2.合金的组织

3.铁碳合金的组元及基本相

4.Fe-Fe3C相图分析

5.含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响

6.钢中杂质元素及钢锭组织的影响

项目三、铁碳合金

1.热处理的原理与分类

2.钢在加热时的转变

3.钢在冷却时的转变

4.钢在冷却时的转变—过冷奥氏体的等温转变曲线

5.马氏体转变

6.钢的退火与正火

7.钢的淬火与回火

项目四、钢的热处理

项目五、合金钢

1.合金的组织

2.铁碳合金的组元及基本相

3.Fe-Fe3C相图分析

4.含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响

5.钢中杂质元素及钢锭组织的影响

6.实验观察铁碳合金的平衡组织

项目六、铸铁

1.铸铁的分类

2.铸铁的石墨化

3.铸铁的组织与性能的关系

4.灰铸铁成分、性能、牌号与用途

5.可锻铸铁成分、性能、牌号与用途

6.球墨铸铁成分、性能、牌号与用途

7.铸铁成分、性能、牌号与用途

8.常用铸铁的热处理

项目七、有色金属及合金

1.纯铜成分及用途

2.铜合金牌号、成分及用途

3.纯铝成分及用途

4.铝合金牌号、成分及用途

5.纯钛成分及用途

6.钛合金牌号、成分及用途

7.硬质合金的性能特点

项目八、新型材料

1.国外金属材料牌号概述

2.高分子材料概述、分类和性能特点

3.复合材料概况、性能特点常见复合材料简介

期中试卷

对已经学习的所有基础知识和概念

期末试卷

（三）考核结论

考核结论分为优秀、良好、及格、不及格四个等级。

90分以上为优秀,80-89分为良好，60-79为合格，60分以下为不合格。

七、课程实施建议

（一）教学模式

根据本课程的设计思路，以“项目为主线，任务为主题”，采用“项目导向、任务驱动”相结合的教学模式，实现教、学、做、练一体化。

（二）教学方法与手段

1、“多媒体演示”教学方法

由于本课程为实践性很强的课程，上课时应理论联系实践，尽量采用形象生动的实物结合理论教学，尽可能采用直观教学如动画、模型、图片、工程图、录像、实物、参观生产过程现场等多种手段进行。

（三）教学手段

采用多媒体教学，配有大量图片、实物及动画，实现理论与实践相融合一体化教学。

八、其它

课程教学环境和条件要求：

可上网的多媒体教室，与课程相关的音像资料。

课程教学实训设施设备要求：

一体化教室、模具设计室、模具装配实验室、模具加工实验室。