金屬學(xué)與熱處理課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE12《金屬學(xué)與熱處理》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱金屬學(xué)與熱處理課程編號(hào)01120012課程性質(zhì)必修課課程類別專業(yè)核心課開(kāi)課單位材料成型教研室授課學(xué)期第五學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)3.5/56課內(nèi)學(xué)時(shí)56理論授課56上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)材料成型及控制工程是否雙語(yǔ)否先修課程大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)、熱力學(xué)、材料成型控制基礎(chǔ)后續(xù)課程焊接冶金學(xué)、金屬焊接性、塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)、沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)、焊接工藝課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)二、課程簡(jiǎn)介《金屬學(xué)與熱處理》是金屬材料相關(guān)專業(yè)，包括冶金工程、金屬材料工程、材料成形與控制工程、新能源材料與器件、焊接技術(shù)與工程以及一些機(jī)械類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。其由金屬學(xué)原理、鋼的熱處理二部分組成。本課程著重闡述金屬與合金的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、組織與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及在各種條件下的變化規(guī)律。使學(xué)生掌握金屬材料科學(xué)有關(guān)的基本現(xiàn)象、基本概念、基本規(guī)律和基本方法，以便為學(xué)生合理的選擇使用金屬材料和制定熱加工工藝規(guī)程、獲得優(yōu)質(zhì)零構(gòu)件打好必要的理論基礎(chǔ)，并為從事金屬與合金的研究提供理論依據(jù)和線索，并為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。提升學(xué)生的學(xué)習(xí)力、思維創(chuàng)新能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力、科研能力，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立和踐行大國(guó)工匠精神。三、課程目標(biāo)及對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1（知識(shí)目標(biāo)）：1.闡釋金屬學(xué)基本理論和基本知識(shí)，明確常見(jiàn)金屬的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握典型晶體結(jié)構(gòu)晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)定，正確理解缺陷特點(diǎn)、形成機(jī)制及對(duì)性能影響；明確金屬與合金的凝固理論，掌握合金相圖的建立、分析計(jì)算及應(yīng)用，了解鑄錠宏觀組織與缺陷。2.正確理解金屬塑性變形原理，掌握冷變形金屬加熱時(shí)回復(fù)再結(jié)晶機(jī)制、影響因素，掌握晶粒度概念及晶粒大小影響因素，初步認(rèn)知細(xì)晶強(qiáng)化理論。3.掌握擴(kuò)散機(jī)制及影響因素，熟悉菲克定律及固態(tài)物質(zhì)傳輸過(guò)程。4.明確熱處理的基本原理及工藝，了解鋼在奧氏體化過(guò)程中奧氏體形核和長(zhǎng)大機(jī)制以及均勻化過(guò)程；熟悉并能應(yīng)用過(guò)冷奧氏體的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程（TTT）和連續(xù)冷卻過(guò)程（CCT）曲線；知曉鋼的回火轉(zhuǎn)變過(guò)程中組織以及相應(yīng)性能的變化；掌握鋼的熱處理工藝規(guī)程：理解鋼的退火、正火、淬火和回火相關(guān)的基本概念、目的，相應(yīng)的工藝流程和工藝參數(shù)；熟知鋼的不同熱處理?xiàng)l件下所獲得的組織特征及相應(yīng)性能；認(rèn)識(shí)其他熱處理工藝的基本概念和工程應(yīng)用。課程目標(biāo)2（能力目標(biāo)）：1.綜合運(yùn)用所學(xué)金屬學(xué)知識(shí)，能夠正確理解金屬材料化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、組織及性能之間的關(guān)系及其變化規(guī)律，初步具有應(yīng)用光學(xué)金相分析鋼鐵材料組織的能力，具有根據(jù)金相組織判斷鋼鐵材料的力學(xué)性能能力。2.運(yùn)用金屬材料主要的強(qiáng)化機(jī)理，學(xué)會(huì)金屬材料強(qiáng)化的途徑；能夠用辯證的觀點(diǎn)分析材料的強(qiáng)度與塑韌性之間的關(guān)系，能夠提出強(qiáng)韌化材料的方法及方案。3.深入理解固態(tài)相變及擴(kuò)散基本理論，學(xué)會(huì)用擴(kuò)散的知識(shí)分析金屬材料生產(chǎn)和使用過(guò)程的問(wèn)題：金屬與合金熔煉與結(jié)晶的偏析與均勻化問(wèn)題、鋼熱處理過(guò)程的氧化和脫碳問(wèn)題、釬焊及擴(kuò)散焊等問(wèn)題。4.熟悉鋼的熱處理工藝與材料性能之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)，能靈活運(yùn)用鋼的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線分析不同冷卻條件下組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，具有根據(jù)零部件的服役條件正確的制定熱處理工藝能力。課程目標(biāo)3（素質(zhì)目標(biāo)）：1.緊跟金屬材料前沿發(fā)展，在金屬學(xué)與熱處理基礎(chǔ)理論的講授中擴(kuò)充專業(yè)最新研究成果及研究動(dòng)向，擴(kuò)寬專業(yè)視野，樹(shù)立求真創(chuàng)新、自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的意識(shí)。2.領(lǐng)會(huì)金屬學(xué)與熱處理的基本原理，在鋼鐵材料力學(xué)性能控制方面進(jìn)行分析討論，培養(yǎng)學(xué)生追求卓越的理念和獻(xiàn)身材料科學(xué)的理想，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勤于思考、注重實(shí)踐的學(xué)習(xí)與工作態(tài)度。培養(yǎng)學(xué)生具有初步應(yīng)對(duì)實(shí)際工況條件的應(yīng)變能力、綜合分析和解決問(wèn)題工程能力。3.了解中國(guó)熱處理發(fā)展史，解讀熱處理工藝對(duì)金屬材料組織及性能的改善，弘揚(yáng)熱處理工匠的優(yōu)秀事跡，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)勇于探索的精神。（二）課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)11.3學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，掌握解決復(fù)雜材料成型及控制工程問(wèn)題的基本思路和方法；1-工程知識(shí)課程目標(biāo)22.1能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和材料學(xué)科的基本原理對(duì)材料成型問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別與描述；2-問(wèn)題分析課程目標(biāo)34.1能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對(duì)材料成型及控制工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，探討分析解決方案。4-研究四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元金屬的晶體結(jié)構(gòu)（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）金屬晶體的基本概念及特點(diǎn)。（2）金屬的晶體結(jié)構(gòu)，典型晶體的結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)。（3）實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)，點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：三種常見(jiàn)金屬晶體結(jié)構(gòu)及基本性能，晶面指數(shù)、晶向指數(shù)的標(biāo)定，實(shí)際金屬的缺陷及其對(duì)性能影響。難點(diǎn)：晶面指數(shù)和晶向指數(shù)的標(biāo)定，晶體缺陷特別是位錯(cuò)。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明金屬晶體的基本概念及特點(diǎn)；金屬的晶體結(jié)構(gòu)；實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)。（2）通過(guò)典型金屬晶體結(jié)構(gòu)及其特征參數(shù)分析，明確晶體與非晶體、單晶體與多晶體，單晶體的各向異性與多晶體的偽同性。（3）通過(guò)課堂提問(wèn)及討論，正確理解不同缺陷的特點(diǎn)、形成機(jī)制，辯證的分析缺陷對(duì)金屬性能影響，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。（4）通過(guò)作業(yè)及階段性測(cè)驗(yàn)，促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和鞏固。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)初步認(rèn)知金屬的晶體結(jié)構(gòu)，熟悉常用金屬的晶體結(jié)構(gòu)，熟練掌握體心、面心、密排六方結(jié)構(gòu)晶面指數(shù)和晶向指數(shù)標(biāo)定，掌握晶體與非晶體、單晶體與多晶體的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)，明確晶體缺陷形成機(jī)理及對(duì)性能貢獻(xiàn)。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授金屬的晶體結(jié)構(gòu)基本概念及特點(diǎn)、實(shí)際金屬缺陷等內(nèi)容，從理論上闡釋金屬中原子堆垛方式，實(shí)際金屬中的缺陷對(duì)性能影響。（知識(shí)傳授）（2）以典型金屬晶體結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)為主線，熟悉常用金屬的晶體結(jié)構(gòu)，探究實(shí)際金屬中缺陷特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生正確認(rèn)知金屬的晶體結(jié)構(gòu)對(duì)性能影響，金屬缺陷對(duì)性能的影響。（能力培養(yǎng)）（3）深刻認(rèn)識(shí)金屬材料晶格結(jié)構(gòu)至關(guān)重要性，它關(guān)系到該材料的力學(xué)性能、熱性能以及化學(xué)性能等多方面的特性，對(duì)金屬材料晶格結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析具有重要意義，拓寬學(xué)生從微觀看宏觀的視野，拓展金屬材料微觀領(lǐng)域的分析研究，樹(shù)立敬業(yè)、專注、創(chuàng)新的職業(yè)精神。（價(jià)值塑造）第二單元純金屬的結(jié)晶（學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）金屬結(jié)晶的宏觀現(xiàn)象及微觀過(guò)程。（2）金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件及結(jié)構(gòu)條件。（3）晶核的形成，溫度梯度及晶核長(zhǎng)大。（4）金屬鑄錠宏觀組織與缺陷2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：晶核的形成條件和方式，晶核長(zhǎng)大的界面形狀與晶體形態(tài)，晶粒大小控制；金屬鑄錠三晶區(qū)的形成及控制。難點(diǎn)：金屬結(jié)晶的熱力學(xué)及結(jié)構(gòu)條件；溫度梯度及晶體形態(tài)，鑄錠組織控制。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明金屬結(jié)晶的宏觀現(xiàn)象和微觀過(guò)程，金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件和結(jié)構(gòu)條件，晶核形成及長(zhǎng)大機(jī)理；金屬鑄錠宏觀組織與缺陷。（2）通過(guò)案例分析和課堂討論，闡述形核率長(zhǎng)大機(jī)制及長(zhǎng)大速度對(duì)晶形及晶粒大小影響，分析比較晶形和晶粒大小對(duì)金屬性能影響，提升學(xué)生在課堂教學(xué)的參與度，培養(yǎng)辯證思維，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的深入理解。（3）通過(guò)作業(yè)及階段性測(cè)驗(yàn)，促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和鞏固。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)初步認(rèn)知金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件和結(jié)構(gòu)條件，理解均勻形核與非均勻形核機(jī)理，了解固液界面的微觀結(jié)構(gòu)及晶體長(zhǎng)大機(jī)制，掌握影響晶體生長(zhǎng)形態(tài)的因素，明確金屬鑄錠的基本組織與常見(jiàn)缺陷。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授金屬結(jié)晶的熱力學(xué)及結(jié)構(gòu)條件，晶核形成與晶核長(zhǎng)大機(jī)理，金屬鑄錠宏觀組織與缺陷等內(nèi)容，從理論上闡釋形核、長(zhǎng)大機(jī)理對(duì)晶體形態(tài)和晶粒大小影響。正確的認(rèn)識(shí)鑄錠組織及缺陷控制。（知識(shí)傳授）（2）熟悉細(xì)化晶粒的主要途徑，并能應(yīng)用結(jié)晶過(guò)程基本理論說(shuō)明鑄錠組織的形成過(guò)程及改變鑄錠組織的方法。（能力培養(yǎng)）（3）以典型案例為主線，講授工業(yè)生產(chǎn)中常用晶粒大小控制途徑，探究影響晶粒大小因素，深刻理解通過(guò)調(diào)控微觀組織提高宏觀性能，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)觀、專業(yè)觀，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和技能轉(zhuǎn)化為內(nèi)在德行和素養(yǎng)。（價(jià)值塑造）第三單元合金相圖（學(xué)時(shí)數(shù)：18學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）相平衡與相平衡圖的基本概念、相律。（2）組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念。（3）二元相圖的基本類型，杠桿定律，相律在相圖中的應(yīng)用。（4）勻晶、共晶相圖、共析相圖、包晶相圖，形成穩(wěn)定化合物相圖。（5）典型二元合金相圖Fe-C相圖分析及應(yīng)用。（6）三元相圖的表示方法，三元系平衡相的定量法則，三元?jiǎng)蚓鄨D和簡(jiǎn)單三元共晶相圖。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：鐵碳合金組元、基本相及基本組織，F(xiàn)e-C合金狀態(tài)圖；三元共晶相圖。難點(diǎn)：含碳量對(duì)鐵碳合金組織和性能影響，杠桿定律在鐵碳合金相圖中應(yīng)用。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明組元、相與組織之間的內(nèi)在聯(lián)系，熟悉勻晶、共晶相圖、共析相圖、包晶相圖，形成穩(wěn)定化合物相圖特點(diǎn)，牢固地掌握鐵碳相圖，掌握其點(diǎn)、線、區(qū)的物理意義；三元相圖的表示方法，三元系平衡相的定量法則，三元?jiǎng)蚓鄨D和簡(jiǎn)單三元共晶相圖。（2）通過(guò)鐵碳相圖案例分析，闡述鐵碳合金的基本相和組織，分析不同成分的鐵碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程，建立合金成分—組織—性能—用途之間的關(guān)系，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的整合。（3）通過(guò)課堂提問(wèn)及討論，分析含碳量對(duì)鐵碳合金平衡組織和性能的影響，探究鋼中雜質(zhì)元素對(duì)性能影響，了解鋼錠的宏觀組織及其缺陷，提升學(xué)生在課堂教學(xué)的參與度，培養(yǎng)辯證思維，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的深入理解。（4）通過(guò)作業(yè)及階段性測(cè)驗(yàn)，促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和鞏固。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)初步認(rèn)知?jiǎng)蚓А⒐簿鄨D、共析相圖、包晶相圖，形成穩(wěn)定化合物相圖特點(diǎn)，會(huì)分析典型合金的結(jié)晶過(guò)程，熟知相圖與性能的關(guān)系，能默繪Fe—Fe3C相圖，掌握其點(diǎn)、線、區(qū)的物理意義，會(huì)分析鐵碳合金緩冷過(guò)程中的組織變化，能應(yīng)用杠桿定律計(jì)算合金的組織組成物和相組成物的相對(duì)量；熟悉三元相圖的表示方法，三元系平衡相的定量法則，三元?jiǎng)蚓鄨D和簡(jiǎn)單三元共晶相圖。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授相律、組元、相、組織、相組成物、組織組成物等基本概念，明確勻晶、共晶相圖、共析相圖、包晶相圖，形成穩(wěn)定化合物相圖特點(diǎn)，初步認(rèn)知典型合金的結(jié)晶過(guò)程，闡釋鐵碳合金的基本相和組織，分析不同成分的鐵碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程，建立合金成分—組織—性能—用途之間的關(guān)系，明確杠桿定律在組織組成物和相組成物計(jì)算中應(yīng)用，熟悉元相圖的表示方法，三元系平衡相的定量法則，三元?jiǎng)蚓鄨D和簡(jiǎn)單三元共晶相圖，使學(xué)生理解到結(jié)晶相變過(guò)程中蘊(yùn)藏著從量變到質(zhì)變的經(jīng)典哲學(xué)思想。（知識(shí)傳授）（2）通過(guò)鐵碳合金相圖分析，簡(jiǎn)單三元共晶相圖分析，初步具有組織辨析的能力，培養(yǎng)學(xué)生利用相圖分析組織演變過(guò)程的能力，探知通過(guò)調(diào)控組織改善材料性能的能力，樹(shù)立自主學(xué)習(xí)、思維創(chuàng)新能力。（能力培養(yǎng)）（3）根據(jù)成分-相-組織-性能之間的關(guān)系探討，樹(shù)立“事物間相互關(guān)聯(lián)”的哲學(xué)思想，提升學(xué)生在鋼鐵制造和應(yīng)用方面的社會(huì)責(zé)任感和專業(yè)興趣。（價(jià)值塑造）第四單元金屬的塑性變形和再結(jié)晶（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）塑性變形的宏觀變形規(guī)律與微觀機(jī)制。（2）加工硬化本質(zhì)及實(shí)際意義，塑性變形對(duì)金屬與合金組織、性能影響，金屬材料強(qiáng)化機(jī)制。（3）變形金屬在退火中回復(fù)、再結(jié)晶過(guò)程。（4）影響再結(jié)晶的因素，再結(jié)晶晶粒大小及控制，熱加工與冷加工。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：塑性變形理論，再結(jié)晶的實(shí)質(zhì)及其影響因素，再結(jié)晶晶粒大小及控制。難點(diǎn)：塑性變形對(duì)金屬組織和性能影響，變形金屬在退火過(guò)程中回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大過(guò)程中組織與性能變化。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明單晶體的塑性變形機(jī)理、多晶體的塑性變形的特點(diǎn)，塑性變形對(duì)金屬組織及性能的影響，探究金屬?gòu)?qiáng)化機(jī)理；探索變形金屬在加熱過(guò)程中微觀組織轉(zhuǎn)變的基本規(guī)律及對(duì)性能影響，明確熱加工與冷加工概念，加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解。（2）通過(guò)典型案例分析金屬發(fā)生塑性變形的主要方式，分析塑性變形后金屬組織與性能之間變化規(guī)律，以及變形金屬在加熱過(guò)程中組織和性能變化特點(diǎn)，明確加工硬化的概念及實(shí)際應(yīng)用，初步認(rèn)知熱加工工藝過(guò)程中控扎控冷意義及最近進(jìn)展。（3）通過(guò)課堂提問(wèn)及討論，熟悉金屬材料常用的強(qiáng)化途徑，分析比較不同強(qiáng)化理論的優(yōu)缺點(diǎn)，提升學(xué)生在課堂教學(xué)的參與度，培養(yǎng)辯證思維，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的深入理解。（4）通過(guò)階段性測(cè)驗(yàn)，促進(jìn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的消化和鞏固。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后應(yīng)了解金屬塑性變形的微觀機(jī)制，掌握塑性變形對(duì)金屬或合金組織及性能的影響，認(rèn)知加工硬化本質(zhì)及實(shí)際意義，熟悉金屬材料的強(qiáng)化機(jī)制，掌握再結(jié)晶實(shí)質(zhì)及影響因素，再結(jié)晶晶粒大小的控制，明確熱加工與冷加工概念。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授金屬塑性變形的微觀機(jī)制，闡明金屬或合金的塑性變形對(duì)組織及性能影響，理解加工硬化本質(zhì)及材料強(qiáng)化機(jī)制，明確再結(jié)晶的實(shí)質(zhì)及再結(jié)晶晶粒大小控制，理解熱加工與冷加工的概念，加強(qiáng)對(duì)該單元理論知識(shí)的理解。（知識(shí)傳授）（2）講授塑性變形物理實(shí)質(zhì)和宏觀規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析金屬塑性加工中塑性行為的能力；理解材料強(qiáng)化機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生用辯證的觀點(diǎn)認(rèn)知材料強(qiáng)化過(guò)程；通過(guò)對(duì)再結(jié)晶晶粒大小控制的理解，學(xué)生應(yīng)明確細(xì)化晶粒的方法。（能力培養(yǎng)）（3）通過(guò)案例教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立工匠精神和工程師素養(yǎng)；引導(dǎo)學(xué)生提高自身抗壓能力。（價(jià)值塑造）第五單元擴(kuò)散（學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）擴(kuò)散機(jī)制、擴(kuò)散分類以及擴(kuò)散條件，擴(kuò)散第一定律、第二定律表達(dá)式及意義。（2）影響擴(kuò)散的因素。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：菲克第一定律、菲克第二定律。難點(diǎn)：影響擴(kuò)散的因素。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明擴(kuò)散的本質(zhì)、擴(kuò)散機(jī)制、固態(tài)金屬擴(kuò)散條件及分類；理解菲克第一定律、菲克第二定律，加強(qiáng)對(duì)該單元基礎(chǔ)知識(shí)的理解。（2）通過(guò)分析鑄錠的均勻化退火、金屬的粘結(jié)等案例，探知擴(kuò)散在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。（3）通過(guò)課堂提問(wèn)及討論，分析影響擴(kuò)散的因素，探討晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、化學(xué)成分等因素對(duì)擴(kuò)散影響，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后能夠用擴(kuò)散的機(jī)理分析鑄錠均勻化退火過(guò)程、釬焊過(guò)程等例子，能夠分析影響擴(kuò)散的因素。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授擴(kuò)散機(jī)制、分類及條件，闡釋菲克第一定律、菲克第二定律表達(dá)式，明確影響擴(kuò)散的因素，加強(qiáng)對(duì)該單元理論知識(shí)理解。（知識(shí)傳授）（2）講授實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程擴(kuò)散過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生用擴(kuò)散的知識(shí)理解鑄錠均勻化退火過(guò)程、釬焊過(guò)程、擴(kuò)散焊等過(guò)程，加深理論聯(lián)系實(shí)際的認(rèn)識(shí)。（能力培養(yǎng)）（3）通過(guò)對(duì)擴(kuò)散機(jī)制的理解，揭示了物質(zhì)世界的平衡性、相互聯(lián)系和影響，幫助我們更好地認(rèn)識(shí)自然界和人類社會(huì)的規(guī)律，為我們的生活和科學(xué)研究提供更多的啟示和指導(dǎo)。（價(jià)值塑造）第六單元熱處理原理及工藝（學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容（1）熱處理基本概念，固態(tài)相變的特點(diǎn)及類型，共析鋼的奧氏體化過(guò)程及影響因素，晶粒度概念，奧氏體晶粒大小控制。（2）過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、回火轉(zhuǎn)變、回火脆性。（3）鋼的退火、正火工藝及應(yīng)用，鋼的淬火工藝，鋼的回火工藝、鋼的其他熱處理。（4）鋼的淬透性和脆硬性概念、影響因素及實(shí)際意義。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：鋼在加熱時(shí)轉(zhuǎn)變、鋼在冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變、鋼的回火轉(zhuǎn)變，鋼的退火、正火、淬火和回火。難點(diǎn)：珠光體、貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變、鋼的滲碳和滲氮，鋼的熱處理工藝選擇。3.教學(xué)方法（1）通過(guò)多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合，闡明熱處理基本概念，固態(tài)相變的特點(diǎn)及類型，共析鋼在加熱過(guò)程轉(zhuǎn)變和冷卻過(guò)程轉(zhuǎn)變，熟悉鋼的退火、正火、淬火及回火工藝特點(diǎn)，理解鋼的脆硬性及淬透性概念，加強(qiáng)對(duì)該單元基礎(chǔ)知識(shí)的理解。（2）通過(guò)案例-共析鋼過(guò)冷奧氏體的等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線分析，探知過(guò)冷奧氏體在不同冷卻條件組織轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)整合，培養(yǎng)學(xué)生的反思能力。（3）通過(guò)課堂提問(wèn)及討論，分析珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變過(guò)程，明確退火、正火、淬火、回火熱處理工藝選擇原則，強(qiáng)化知識(shí)應(yīng)用意識(shí)，發(fā)展學(xué)生的自學(xué)能力和反思能力。（4）專項(xiàng)討論典型零件熱處理過(guò)程，學(xué)生在課外查找、閱讀鋼鐵熱處理工藝及相關(guān)微觀組織演變的特定案例研究論文，找出試驗(yàn)對(duì)象、熱處理工藝、微觀組織演變、性能特點(diǎn)等內(nèi)容，分析化學(xué)成分-微觀組織-力學(xué)性能的控制關(guān)系。（5）通過(guò)設(shè)置熱處理課程設(shè)計(jì)加深學(xué)生對(duì)熱力原理、工藝和設(shè)備的認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際過(guò)程。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果學(xué)生在學(xué)完本單元課程后能夠明確珠光體、貝氏體、馬氏體以及回火轉(zhuǎn)變組織的特點(diǎn)及性能，能夠運(yùn)用曲等溫轉(zhuǎn)變曲線和連續(xù)冷卻曲線確定過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變的組織和性能特征，能夠掌握常用的熱處理工藝及熱處理工藝的選用。5.支撐課程目標(biāo)（1）講授熱處理基本概念，固態(tài)相變的特點(diǎn)及類型，理解鋼在加熱和冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變，鋼在回火時(shí)候轉(zhuǎn)變，熟悉常用的熱處理工藝，加強(qiáng)對(duì)該單元理論知識(shí)理解。（知識(shí)傳授）（2）講授共析鋼等溫冷卻轉(zhuǎn)變曲線、連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，培養(yǎng)學(xué)生用運(yùn)用“TTT”和“CCT”曲線分析過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變產(chǎn)物的組織和性能，通過(guò)對(duì)退火、正火、淬火和回火及其他熱處理工藝的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)零件的服役條件選擇熱處理工藝能力，加深理論聯(lián)系實(shí)際的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生思維創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。（能力培養(yǎng)）（3）分享熱處理原理及工藝相關(guān)的最新研究文獻(xiàn)，結(jié)合我國(guó)大型設(shè)備用鋼現(xiàn)狀以及取得的國(guó)家重大應(yīng)用等，引入愛(ài)國(guó)精神、工匠精神思政教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)同學(xué)們繼承和發(fā)揚(yáng)老一代科學(xué)家艱苦奮斗、科學(xué)報(bào)國(guó)的優(yōu)秀品質(zhì)，堅(jiān)持國(guó)家利益和人民利益至上，以支撐服務(wù)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)為己任。（價(jià)值塑造）（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對(duì)課程目標(biāo)的支撐理論課程課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元金屬的晶體結(jié)構(gòu)講授法、案例分析、課堂討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、361:1第二單元純金屬的結(jié)晶講授法、案例分析、課堂討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、361:1第三單元合金相圖講授法、案例分析、課堂討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3181:1第四單元金屬的塑性變形和再結(jié)晶講授法、案例分析、課堂討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3101:1第五單元擴(kuò)散講授法、案例分析、課堂討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、341:1第六單元鋼的熱處理原理與工藝講授法、案例分析、課內(nèi)外專項(xiàng)討論、階段性測(cè)驗(yàn)課程目標(biāo)1、2、3121:1合計(jì)56112五、課程考核及對(duì)課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績(jī)構(gòu)成（百分制）課程成績(jī)構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則平時(shí)成績(jī)50%作業(yè)（百分制）40本門(mén)課程4~6次作業(yè)，主要考核金屬的晶體結(jié)構(gòu)、純金屬的結(jié)晶、合金的結(jié)晶、金屬塑性變形及再結(jié)晶、擴(kuò)散、鋼的熱處理，作業(yè)評(píng)分的具體標(biāo)準(zhǔn)（提交時(shí)間、作業(yè)正確率等）目標(biāo)分值=0.4*作業(yè)平均成績(jī)測(cè)驗(yàn)（百分制）40每個(gè)單元結(jié)束后安排一次階段性測(cè)驗(yàn)，考核學(xué)生對(duì)該單元重點(diǎn)知識(shí)的掌握情況，評(píng)價(jià)細(xì)則目標(biāo)分值=0.4*階段性測(cè)驗(yàn)總評(píng)成績(jī)課堂表現(xiàn)（百分制）10出勤、課堂提問(wèn)、課堂討論等及評(píng)價(jià)細(xì)則目標(biāo)分值=0.1*成績(jī)線上討論（百分制）10針對(duì)材料的強(qiáng)化機(jī)理討論鋼的強(qiáng)化途徑，評(píng)價(jià)細(xì)則根據(jù)討論結(jié)果及正確率確定最終成績(jī)目標(biāo)分值=0.1*成績(jī)期末考試50%知識(shí)40考核內(nèi)容覆蓋第一單元~第六單元的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，知識(shí)的綜合應(yīng)用能力，分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力?？荚囶}型：分為六大題型，填空、判斷、選擇、概念、簡(jiǎn)答題、綜合題。評(píng)價(jià)細(xì)則：試卷相應(yīng)的參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)卷面實(shí)際分?jǐn)?shù)計(jì)入成績(jī)。能力40綜合應(yīng)用20（二）課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元金屬的晶體結(jié)構(gòu)1.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu)，典型晶體的結(jié)構(gòu)及特征參數(shù)1.2晶面指數(shù)和晶向指數(shù)標(biāo)定；1.3.實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu)；1.4.金屬的各向異性及多晶型性；課堂表現(xiàn)，作業(yè)、階段性測(cè)驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1、2、3第二單元純金屬的結(jié)晶2.1金屬結(jié)晶宏觀現(xiàn)象及微觀過(guò)程2.2金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件及結(jié)構(gòu)條件2.3晶核的形成及長(zhǎng)大2.4鑄錠宏觀組織及缺陷作業(yè)，課堂表現(xiàn)，階段性測(cè)驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)1、2、3第三單元合