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文本内容:
材料实验学教学大纲课程编码003
一、课程介绍材料实验学是材料专业的必修课其主要任务是配合《材料科学基础》课程的理论学习,理论联系实际,从材料的研究与应用角度出发,阐明材料实验的基本理论、方法与过程,用以正确理解掌握材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系它是《材料科学基础》课程的重要环节;其目的是加深学生对理论知识的理解,培养学生对金属组织的宏观分析的能力,掌握材料实验常规仪器的基本功能和操作方法从实验过程中提高学生创新思维和解决问题的能力使学生了解和掌握这些实验技能和方法,了解与掌握实验设备的基本功能和使用特点,以便在实际工作中自如运用,培养适应未来社会与科技发展、较强实践和创新能力的高级专门人才本课程所讲述的内容有金相显微分析、宏观分析、金属材料的组织观察及分析、材料的力学性能实验、金属材料及热处理实验、材料实验学在材料领域中的实际应用共6章教学部分共包含理论4学时,实验16学时IntroductionMaterial Experimentis compulsoryfbr studentsmajoring inmaterials.Material Experimentis meanttocombinethetheoryofthecourseFoundationsofMaterialSciencewithitspracticeandfromtheperspectiveofmaterialresearchandapplicationprovidesstudentswithlaboratoryexperimentalprinciples,methodsandprocesses inorder togain thoroughunderstanding of material composition,processing techniques,and therelationshipofmaterial structuresand physicalproperties.Materials experimentis animportant partofthecourse Foundationsof MaterialScience;its mainobjectives arelo enhancestudents*understanding oftheory,developtheiranalysisskillsofmaterialmacrostructureandmasteryoftheoperationandfunctionofmaterial laboratoryinstruments.From experimentalprocesses,students willimprove innovativethinkingand problemsolving ability.Material Experimentenables studentsto understandand mastertheexperimental techniquesand methods,to heaware ofand masterthe basicfunctions andthe operationsofthe experimentalinstruments inorder toapply themin workpractices,and todevelop intohighly skilledexpertswho possessstrong practicaland innovativeabilities andcan adaptwell tothe futuredevelopmentofscience andtechnology.考查学生对于实验相关仪根据实验表现进行器操作是否熟练,是否能3考查仪器操作25%~30%评分根据实验要求,独立完成相关实验实验过程是否与老师积极4考查实验表现沟通交流,是否能与组员根据实验表现进行评分5%-10%进行有效的团队合作实验过程是否遵守实验室根据实验表现进行规章制度,能否不浪费实5考查实验表现5%~10%评分验材料,认真完成实验操作This courseconsists6chapters,including metallographicmicroanalysis,macroscopic analysis,structureobservation andanalysis ofmetal materials,material mechanicalproperty experiments,metallic materialsandheat treatments,and applicationsof materialexperiments inthefieldofmaterialscience.The teachingpartincludes theoryof4hours andexperiments of16hours.课程基本信息课程名称材料实验学课程编码003英文名称Material Experiment课程学时20课程学分1课程类别学科基础课课程性质必修课课内实验学开课学期第4学期16时适用专业材料科学与工程、材料成型于与控制工程、无机非金属材料工程开课单位金属材料工程系选用教材《材料实验学实验指导书》.吉林大学,校内讲义.王渊博主编(8修订版)
1.《金属学及热处理》.机械工业出版.王健安主编主要参考书
2.《热处理手册》,机械工业出版.樊东黎、王广生主编制定人吕晓霞制定时间8年9月
二、教学大纲
1、课程目标(Course objectives,CO)COI.合理设计试验方案,知晓所需实验器械的常用加工方法,工作原理和应用范围,并能够在实验过程中熟练运用实验器具,熟悉机械制造安全操作规程,基于所学的实验方法,了解影响实验结果的多个参数(支撑GA
3.1)CO
2.在设计实验方案、工艺流程及实验过程等多个环节上,能够基于科学原理并采用科学方法对所选题目的复杂材料工程问题进行研究(支撑GA
4.1)教学目标与毕业要求的对应关系表(如果支撑的指标点前面有更低级指标点可以被课程目标覆盖的话,写在第一列里)课支撑理由可覆盖程的指标目毕业要求支撑的指标点点标12GA
3.1掌握面向工程设计和产品开发全使学生掌握金属材料强度硬度等周期全流程设计/开发解决方案的基本方基础性能知识以及相关测定方GA34法与技术,了解影响设计目标和技术方案法,并能够合理设计试验方案,的各种因素了解影响实验的各种因素GA
4.I能够基于科学原理,通过文献研究通过查阅资料,文献调研的相关或相关科学方法,调研和分析金属材料复方法,合理设计实验,并且能通GA47杂工程问题的解决方案过所学解决实验过程中的复杂工程问题
1、教学目的《材料实验学》是材料科学与工程学专业本科生的学科基础课程材料实验学实验教学是材料科学与工程专业实践的重要环节独立开设此课程旨在加深学生对《材料科学基础》课程内容的理解,拓展学生独立创新的视野,掌握材料的基本实验研究方法,熟练掌握材料实验仪器设备的使用与操作,从实验过程中提高学生创新思维和解决问题的能力
2、教学要求授课教师要积极备课,多与学生互动实验教学一定要有预作实验,认真准备、指导实验过程中,对课程所涉及的内容要运作自如,不能死板照课件讲所有授课、实验都采用多媒体教学,做到授课内容与大纲相符,实验过程中充分利用多媒体动画教学课件,结合典型实用案例和相关软件,穿插提问,了解预习情况充分调动学生的实验活动的积极性,充分发挥大学生实践的创新能力,提高学生分析问题和解决问题的能力学生成绩有详细的评分标准,做到真实、严谨、公平、公正、公开通过实验教学,培养学生精益求精的科学素养基于对比分析实验结,努力获取更为精确数据,培养学生锲而不舍的精神,引导学生思考有关材料本身的内在因素,提升逻辑思维能力,培养基本的科学素养通过公开的评分标准和公平的成绩评定过程,培养学生实验科学素养
3、预备知识或先修课程要求本课程需要大学物理、普通化学、物理化学、材料力学、材料科学基础
4、教学方式课程由教学与实验混合教学;全部采用多媒体动画教学实验教学中以学生为主体、教师主导理论授课4学时,实验操作16学时
5、实验环境和设备I)硬件环境实验教学平台具备齐全的多媒体教学设备;蔡司智能研究级显微镜、数码显微硬度计、微机自动控制拉伸试验机等2)软件环境金相显微镜的数字图像采集系统、显微镜观察互动用局域网等软件
6、课程教学内容及学时分配第I章金属显微分析(
0.5学时)
1.1金属显微样品的制备
1.2光学显微镜的构造与操作
1.3显微摄影及暗室技术
1.4显微镜数字图像采集系统教学重点金属组织显示教学难点金相显微镜观察是重点难点思考题金相试样的取样原则金相组织的显示原理第2章宏观分析(1学时)
2.1宏观分析方法
2.2铸钢的低倍组织
2.3非金属夹杂物分析
2.4断口分析教学重点;宏观分析方法教学难点宏观缺陷的形成原因思考题简述宏观组织的特点及分析方法钢的低倍缺陷的特征及形成原因第3章金属材料组织的观察及分析(1学时)
3.1二元合金组织观察
3.2铁碳合金平衡组织观察及分析
3.3三元合金组织观察
3.4金属塑型变形与再结晶量对力学性能的影响教学重点铁碳合金平衡组织观察教学难点铁碳相图、铁碳合金平衡组织分析与应用思考题铁碳合金组织在非平衡条件下会有哪些不同?铁碳合金平衡组织有几种渗碳体?它们的形态有什么不同?描述它们的形态、大小、数量及分布对力学性能的影响?室温下基本相和组织组织物的基本特征是什么?滑移带为什么在光学显微镜上能看到?从制样方法和组织形貌上来解释滑移带与挛晶的区别试从相组成及形态特点来分析低、中、高碳钢平衡组织的性能第4章材料的力学性能实验(
0.5学时)
4.1材料的硬度
4.2材料的拉伸试验
4.3材料的冲击实验教学重点布氏、洛氏硬度教学难点布氏、洛氏硬度独立操作思考题布氏、洛氏硬度及相关附件的原理
1、为什么测量硬度是要设置一定的试验力保持时间?
2、金属布氏、洛氏、维氏硬度三种硬度试验方法获得实验数据的途径有何不同?
3、为什么测量压痕直径时应在相互垂直的两个方向测量,取其平均值呢?
4、低碳钢和铸铁两种材料断口有什么不同它们的力学性能有何不同?(比较强度和塑性)
5、比较低碳钢与灰铸铁的冲击破坏特点第5章金属材料及热处理实验(
0.5学时)
5.1碳钢及合金钢的热处理
5.2热处理后的显微组织观察分析
5.3铸铁与有色金属显微组织观察课程内容及教学方式对课程目标的支撑关系序支持课课程内容教学方式号程目标第1章金属显微分析(
0.5先课堂讲授,辅以实物照片然后学时实际操作CO11学时)CO2为主,布置思考题,老师进行答疑
2.4断口分析先课堂讲授,辅以实物照片然后学时实际操作COI2为主,老师进行答疑CO2第3章金属材料组织的先课堂讲授,辅以实物照片然后学时实际操作CO13观察及分析(1学时)为主,布置思考题,老师进行答疑CO2第4章材料的力学性能实先课堂讲授,辅以实物照片然后学时实际操作CO14验(
0.5学时)为主,布置思考题,老师进行答疑CO2第5章金属材料及热处理先课堂讲授,辅以实物照片然后学时实际操作COI5实验(
0.5学时)CO2为主,布置思考题,老师进行答疑°教学重点金相观察热处理后的组织教学难点金相组织与热处理的关系思考题
1.马氏体与下贝氏体的组织如何区分?
2.中碳钢在不同回火温度得到何种组织及组织特征?
3.分析T10钢780℃加热和930c加热冷却后组织、性能差别,并说明原因?
4.分析热处理连续冷却得到的索氏体、屈氏体、马氏体与回火索氏体、回火屈氏体、回火马氏体在形态和性能上的不同第6章材料实验学在材料领域中的实际应用(
0.5学时)教学重点讲解材料实验学在材料领域中实际应用案例教学难点如何用所学的知识去掌握与解决实际问题课程内容及教学方式对课程目标的支撑关系支持序课程课程内容教学方式号目标通过实验手册的形式,将实验要求、目的、相关原理等CO11实验预习报告打印成册,使学生自行预习,并做出相关实验预习报告,CO2通过老师点评进行考察先由老师讲解实验要求与安全注意事项,介绍实验相关2实验过程背景知识部分实验须预先进行分组,并在老师监督下CO2进行实验老师根据实验表现进行点评由老师介绍仪器使用原理及方法,并进行示范操作,选择一名同学进行示范讲解部分实验须预先进行分组,3仪器使用CO2并在老师监督下,学生进行自行操作老师根据仪器操作表现进行点评学生将获得数据与老师进行简单汇报,并在课后进4数据分析CO1行数据处理分析,在下次课前交给老师点评、评分学生根据预习报告、实验数据以及相关处理、实验现象5报告撰写CO1的分析和实验后的思考题,独立完成实验报告的撰写使学生遵守实验室规章制度,并认真完成相关实验CO16工作态度操作CO2教师先讲解实验原理、操作方法、要求与注意事项,随后学生以团队形式进行动手操作,每个学生都在团队中7综合素养CO1承担一部分工作,并独立完成实验报告,培养学生的综合素质
7、实验项目内容、学时分配、实验小组分组实验教学学时实验序实验项目内容提要a人类型要求分配地点数对所观察的样品进行摄影;
2、观察10钢显微组织,画显微组综合1显微分析21织示意图;性
3、制备金相试样每人制备一块合格的材料显微试样试样制备;宏观组织检验
2、宏观分析的酸蚀检验的原理酸综合2与断口分蚀检验属于电化学腐蚀;41性析
3、断口的形貌特征;
4、裂纹源位置及扩张方向的判定逸夫依据实验
1、纯铝片进行拉伸并退火,然后进机械金属塑型变综合报告进行3行浸蚀,并测定晶粒大小;42材料形与再结晶性评价
2、讨论分析实验结果馆
1、观察分析典型铁碳合金的平衡组织及形态特征,画显微组织示意图;铁碳合金平衡验证
2、熟悉布氏硬度计和洛氏硬度计的4组织观察及硬41性原理和正确使用,测定退火钢的硬度的测试度;
3、讨论分析实验结果碳钢及合金
1、对碳钢及合金钢进行热处理,综合钢的热处理并磨制试样;542性及组织分析
2、测定淬火及回火后的硬度;分组实验教学序学时实验实验项目内容提要号类型人要求分配地点数
3、碳钢热处理后的显微组织观察;
4、讨论分析试验结果
8、考核要求、考核方式及成绩评定标准1课程考核成绩采用出勤情况、实验完成情况综合考核由出勤情况占5%,实验报告占95%,两部分组成;2考核形式考查,实验报告有具体的评定标准;3课程考核成绩采用评定采用优秀、良好、中等、及格、不及格五档评定考核方式、内容、评分标准与课程目标的对应关系与课程目标达成度评价表的评价方式保持一致即可建议将评价占比设为弹性的区间,而不是固定的值课程评价占比评价依据考核方式考核内容评分标准目%标考查学生对金属材料强度1考查实验报告硬度等相关计算,以及实根据实验报告进行评分25%〜30%验后的数据处理考查学生对于金属材料的金相分析是否准确.对于实根据实验报告进行2考查实验报告验现象的分析是否到位和25%〜35%评分课后思考题的解答是否完整。