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课程简介 教师队伍  

■ 课程简介
课程名称： 工程材料 一级学科：  08 工学
二级学科： 0802 材料类 教学层次：  本科
负责教师： 王引真 学校名称：  中国石油大学（华东）
院系名称：   申报状态：  已获奖
申报级别： 省级 申报文件下载：  无下载文件
获奖名称： 获奖年度：  2005
主页地址： http://221.2.225.134/jpkc/C62/zcr-1.htm 是否交换：  否
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课程介绍：

一、课程在本专业的定位与课程目标
??? 工程材料是机类和近机类的一门重要专业技术基础课，涵盖了中国石油大学机电学院、储建学院、化工学院、物理科学与技术学院10个本科专业的学生，授课面广。本课程从机械工程材料的应用角度出发，阐明机械工程材料的基本理论，了解材料的成分、工艺、组织、结构与性能之间的关系，介绍常用机械工程材料及其应用等基本知识，使学生通过学习，在掌握机械工程材料的基本理论及基本知识的基础上，具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材及制订零件工艺路线的初步能力。
二、知识模块顺序及对应的学时
??? 工程材料课程由三大知识模块组成。
??? 第一模块为工程材料基本理论部分，阐述工程材料学的基本概念和基本理论，其内容为工程材料的结构、组织和性能以及它们之间的关系；金属材料组织与性能的影响因素和规律；第二模块为常用工程材料知识部分，介绍了常用金属材料、高分子材料、陶瓷材料及复合材料的成分、组织、性能及其应用知识；第三模块为工程材料的应用部分，介绍机械零件的失效与选材知识以及工程材料在汽车、机床、仪器仪表、热能设备、化工设备及航空航天器等领域的应用情况。其中“常用工程材料知识”模块中的非金属材料知识部分以自学为主；“工程材料的应用”模块可根据不同专业的学生，有选择地学习部分内容。??
??? 学时分配
?????? 绪论?（1学时）
????? 课程的性质、目的、内容、要求及学习方法等，材料的发展概要，工程材料的分类。
?????? 第1章 材料的结构与性能?（6学时）
? ???? 掌握常见金属的晶体结构，了解金属材料组织与性能，了解高分子材料和陶瓷材料的结构与性能。
?????? 第2章 金属材料组织与性能的控制（16学时）
??????了解结晶的概念，结晶的过程，掌握晶粒大小及其控制，铸锭的结构。
?? ??? 掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图，共析相图、含稳定化合物的相图，合金的结晶过程分析及杠杆定律的应用，了解合金的性能与相图的关系
熟练掌握铁碳合金的组元和相，Fe－Fe3C相图分析，铁碳合金平衡结晶过程分析，杠杆定律的应用，铁碳合金的成分、组织与性能的关系，Fe－Fe3C相图应用。
掌握金属塑性变形的实质，加工硬化，回复与再结晶，金属热加工，纤维组织的利用。
????? 掌握钢在加热时的转变，过冷奥氏体转变产物，过冷奥氏体等温和连续转变曲线图，钢的退火，正火，淬火，回火，淬透性，钢的表面淬火，钢的化学热处理，了解材料的表面技术。
????? 第3章 金属材料?（ 7学时）
掌握碳钢、合金钢的分类、编号及性能特点，合金元素的作用，合金结构钢，合金工具钢，特殊性能钢。掌握铸铁的石墨化，常见铸铁的编号、组织与性能特点、应用。掌握铝合金，铜合金，钛合金，轴承合金的编号、性能特点与应用
第4章 非金属材料?（4学时）
了解高分子材料、陶瓷材料、复合材料的成分、结构、性能及应用知识，了解功能材料的种类、性能特点及应用。
?????? 第5章 机械零件的失效与选材（3学时）
机械零件的主要失效形式及失效分析，机械零件的选材原则，不同失效形式的选材分析，典型零件选材及工艺路线设计。
第6章 工程材料的应用（1学时）
了解汽车用材，机床用材，化工设备用材，热能设备用材，仪器仪表用材，航空航天器用材。
????? 课堂讨论（4学时）
1.? Fe－Fe3C相图
2.? 钢的热处理
3.? 工程材料的失效分析
综合实验（6学时）
1.?? 金相试样制备和金相显微镜的原理及使用
2.?? 铁碳合金平衡组织分析
3.?? 钢的热处理及热处理后的组织观察与硬度计的使用
三、课程的重点、难点及解决办法
???? 课程的重点是第1章、第2章、第3章、第5章。
??? 第1章 材料的结构与性能教学重点：三种典型晶格类型（ BCC 、 FCC 、 HCP ）特点及立方晶系晶面、晶向的表示方法，晶体缺陷的分类、主要形式及对性能的影响，合金晶体结构的基本类型、分类、性能特点及在合金中的地位与作用。教学难点：立方晶系中晶面、晶向指数的求法。
??? 第2章 金属材料组织与性能的控制教学重点：铁碳合金相图的有关知识。熟悉金属塑性变形的特点及其微观机制，加工硬化，再结晶的有关概念；钢铁热处理原理，特别是共析碳钢 TTT 、 CCT 曲线的物理意义、不同冷却速度下转变产物的组织形态与性能特点、淬火钢回火转变的组织与性能、淬透性的概念等。教学难点：相（相组分）与组织（组织组分）的概念，杠杆定律中二次杠杆的应用；有关再结晶的机理；正确分析不同热处理条件下的组织与性能。
??? 第3章 金属材料教学重点：常用工业用钢，其中又以结构钢、工具钢（对热能、热动专业应为耐热钢，对化机专业则为不锈钢）为重点。教学难点：按用途区分各类钢，每类钢应以典型牌号为例来识记。
??? 第5章 机械零件的失效及其选材教学重点：选材的基本原则，典型零件的选材分析（包括加工工艺路线的制定、主要失效形式的分析、各热处理工艺的作用及相应组织）。教学难点：区分不同类型的典型零件。
??? 课堂讨论：课堂讨论是培养与训练学生独立分析与思考问题能力的一种绝好方式、亦是本课程教学的一个重要环节，视教学情况在重点章节安排二至三次课堂讨论。课堂讨论形式应灵活多样，以尽可能充分调动大多数学生学习积极性为前提。?
??? 习题：习题划分为三大类：第一类为课堂与课后练习题，内容包括基本训练题与思考题，采取课堂与课后练习相结合，为满足自学又对典型题型进行例解，以启发帮助学生独立思考；第二类为各章的自测题，用于学生自我检测掌握本章知识的程度；第三类为阶段与综合复习测试试题，用于阶段与本课程复习时学生自我检测掌握知识的熟练程度。学生作业应及时批改，表扬独立完成作业并对某题有独立见解者。
??? 解决办法：本课程为技术基础课程，其概念术语多、定性描述经验性总结多、需记忆性东西多，在课堂教学中要注重教学法，既要讲清概念又要倡导自学，使学生把学习的重点放到阅读教材、深刻理解教材的含义（特别是图、表）。同时课堂教学要灵活，采取多种形式调动学生的学习兴趣（例如，启发式、问答式、课堂讨论式教学法等）。教师要定期进行章小结，积极引导学生总结学习方法、由被动变为主动学习。在教学过程中，应积极采用CAI 教学法。?

四、实践教学的设计思想与效果（不含实践教学内容的课程不填）
???? 工程材料是一门理论和实践紧密结合的课程，因此要求学生既要掌握材料的一些最基本的理论知识，又要具备一定的实践技能，多层次的实验教学，是提高实验教学质量的有效途径。在实际生产中，从材料的机械、物理、化学、工艺性能的测定，机械零件生产过程中内部质量的评定，一项先进生产工艺的确定，直到零件失效原因的分析、强化措施的制定，几乎都要通过实验的方法。因此，金属材料的一些基本实验方法是一个现代工程技术人员必须掌握的基本技能之一。
??? 工程材料课程通过多种形式的实验安排，对学生进行不同层次的教学。一是课堂演示实验。讲课教师结合讲授内容，在课堂上做些简单的演示实验。二是基础实验。根据高等工业学校机械工程材料课程教学基本要求和教学大纲中对本课程的实验要求，我们安排了“金相试样的制备”、“铁碳合金平衡组织观察”、“钢热处理后的显微组织观察及硬度测定”等实验。这些基本实验对学生理解、掌握本课程的基本内容和基本要求起到了很重要的作用，规定每个学生必做，达到巩固课堂知识、理论联系实际的目的。三是失效分析综合实验。这部分实验是选做实验，为了使学习有余力的同学有更多的机会接触实际，掌握更多的实验技能，由少数同学结合教师科研工作进行。比如“内燃机连杆失效分析实验”、“抽油杆失效分析实验”等。由于失效分析综合实验是科研工作中的实际样品，需要学生有高度的责任感和较强的动手能力，对学生的综合分析能力起到很好的锻炼作用。
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