〈工程材料》教学大纲—2013.docVIP

《工程材料》课程教学大纲 一、基本信息 课程编号 0162000110 课程名称 工程材料 Engineering Materials 学时/学分 32学时 / 2学分 开课学期 √秋季； □春季； □暑期 授课语言 √中文； □英文； 双语 适用专业 过程装备与控制工程 先修课程 《普通化学》、《大学物理》、《材料力学》、《金属工艺学》《金工实习》 关联课程 □无关联课程； √有关联课程，包括如下： 《过程流体机械》 课程编号016067001 《过程装备制造技术》课程编号0163302410 3.《过程设备设计》 开课单位 机械工程学院 制订人 刘燕 修订时间 2013年10月 二、课程性质与作用本课程在过程装备与控制工程专业的一体化教学中是不可缺少的一环增强。 教学目标及学生能力培养 由于本课程应用性和实践性强，因此在教学中除课堂讲授外，还应该采用多种灵活的学习方式加以补充。 1 课堂讲授重点、难点，对每章的学习内容及要求进行细化分析。 2 明确工程背景，进行案例尝试教学和以问题为导向的教学，设置学生讨论问题环节。确保学生对工程材料有完整的概念和应用，重点掌握过程装备材料的选用原则。 3 自学内容，由于学时有限，对于一些内容，提出学习要求，安排学生自学。 4 教学内容的扩展学习，以解决工程实际应用问题为背景，安排一次课程论文，比如选择题目：《合成氨过程装置的选材探讨》，让学生学会借助于中外文文献，进行调研和写作，明确论文写作思想、写作方法、写作样式等环节，使学生得到一次工程训练和科研综合训练。 5以学习小组为单位，使学生进行课外扩展学习与讨论，比如在材料的经济性、可获得性、国际标准的应用等方面展开充分研讨，进一步加深和应用所学知识。 五、教学内容 主要教学内容：1 材料基础，主要介绍原子键合基本知识、 金属材料基础知识、铁碳合金相图和结构、热处理与表面强化、合金化对钢的结构和性能的影响；2材料性能与失效，包括主要材料性能知识，过程装备失效与材料的关系；3 材料的选用， 包括选材基本原则，各种金属材料、 陶瓷、高分子和复合材料的选用知识。 另外安排课程扩展作业，进行过程的选材探讨，也是本课程教学的重要内容。比如针对下列典型过程装置进行选材：加氢反应器、尿素合成塔、氨合成塔、天然气输送管道、氨合成塔装置中的废热锅炉、石油催化裂解反应器。 教学时数：总学时数：32学时，学分数：2学分。学时具体分配如表1所示。 表1 教学学时分配表 序号 教学内容 授课学时 作业 1 绪论 2 1 2 1金属学 2 2 3 2铁碳合金的结构和相图 2 2 4 3钢的热处理和表面改性 3 3 5 4 钢的合金化对组织和性能的影响 3 3 6 5 金属材料的主要性能 3 3 7 6金属材料常见失效形式 2 3 8 期中测验 2 9 7.黑色金属及其选用 6 6 10 8 有色金属及其选用 3 3 11 9 过程装备材料选用 2 6 12 10 非金属材料及选用 1 2 13 11复合材料 1 1 合计 32 35 讲授大纲与各章的基本要求如下： 绪论 教学要点：通过本章学习，了解什么是材料，材料分类，工程材料在过程设备中的应用，21世纪材料的发展趋势，工程材料的失效概念，提高材料失效抗力的方法，工程材料选择的原则等。 课外自学要求：自学有关工程材料的历史发展背景知识。 教学时数：2学时.自学1学时。 第1章 金属学 教学要点：学习晶体的结构晶体中的缺陷金属的结晶金属的塑性变形和再结晶二元合金的微观相结构和相图 导向问题如下： 实际晶体的各种缺陷对金属性能有哪些影响？ 产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？ 划分冷加工和热加工的条件是什么？热加工给金属件带来哪些益处？ 何谓过冷度？它对晶粒大小有何影响？ 镇静钢和沸腾钢的缺陷有哪些？ 二元合金相图表达了合金的哪些关系？ 课外自学要求：自学原子键合基础知识，了解原子结构，离子键，共价键，金属键，分子键（范德华键），明确材料的键合分类。完成课后习题1-8。 教学时数：2学时.自学2学时。 第2章 铁碳合金的结构和相图 教学要点：了解基本概念，比如：碳钢、铸铁、生铁、合金、相图等，学习铁和渗碳体合金相图的分析，明确什么是铁素体、奥氏体、渗碳体、莱氏体和珠光体， 其性能有何特点和差异？了解一些重要的二元相图。 课外自学要求：完成下列思考题和习题： 在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？ Fe-Fe3C 相图有何作用？ 亚共析钢、共析钢和过共析钢的组织有何特点？ 一种钢材含有88%珠光体和12%二次渗碳体，请计算钢中的含碳量，并确定它是亚共析钢还是过共析钢？ 教学时数：2学时.自学2学时。