西安交通大学先进抗磨材料课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 先进抗磨材料 Advanced Wear Resistant Materials 课程编号 MATL503402 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 □√ 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 □√4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料制备与成形 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： [1]鲍崇高，《先进抗磨材料》，西安交通大学出版社， 2010 参考教材： [1]陈华辉，《耐磨材料应用手册》，机械工程师出版 社，2012 [2]全永昕，《磨擦磨损原理》，浙江大学出版社，1988 [3]何奖爱 王玉玮，《材料磨损与耐磨材料》，东北大 学出版社 2002 [4]王蕾 张静浩，《耐磨材料及其应用》， 湖北科学 技术出版社 2001 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程是材料学院“先进材料制备与控制”专业方向本科生选修课程，课程教学 目的和任务是掌握材料的多种磨损失效机制，学习各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温 材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用，包括合金铸铁材料、合金铸钢材料
陶瓷材料、双金属及陶瓷/金属基复合材料以及表面涂层材料等。 通过学习本课程，了解和分析工程材料的主要失效方式，耐磨材料的材料研究和 工业应用背景，耐磨材料的磨损性能评价方法，特别是材料的多种磨损失效机制，掌 握各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 (1) 掌握金属材料不同磨损机理、材料制备工艺及性能 在了解和分析工程材料的主要失效方式基础上，系统掌握金属合金材料磨损失 效类型、机理，包括粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损等，以及掌握耐磨合金铸铁、合 金铸钢、复合材料等材料制备工艺方法，并认知不同类型耐磨材料的主要性能，能够 为不同工况耐磨材料设计、选用奠定基础。 (2) 基于材料工程相关应用背景分析，增强不同工况耐磨材料选材原则的分析能力 能够运用材料科学、耐磨材料的相关知识，对材料在实际应用中的复杂工程问题 相关背景进行分析；对不同工况耐磨材料进行科学设计，确定合适的制备工艺，评价 选材、制备工艺等对材料工业应用的服役能力，从而提升不同工况耐磨材料选材原则 的分析能力 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评 价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案，增强不同工况耐磨材料选材原则的分 析能力。 (3) 增强认知相关材料工程应用特点和要求，提高工程实践及应用能力 建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工程应用观，掌握几种典型材 料在生产使用过程中的主要性能要求，掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，具备 分析工程应用工况、科学合理选材等工程实践基本能力。 支撑毕业要求指标点 7-1：建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工 程应用观，通过掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，提高工程实践及应用能力。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目 标 1 课程目 标 2 L 课程目 标 3 M
注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关联关 系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 工程材料的主要失效方式 1、工程材料失效概念 2、过量变形失效 3、断裂失效 4、腐蚀失效 2 2 金属材料的磨损及其失效机理 1、磨损的概念 2、磨损失效影响因素 3、粘着磨损等磨损机理 4、磨损失效评定方法 6 3 抗磨合金铸铁材料 普通白口铁 镍硬铸铁 铬系耐磨铸铁 4 4 抗磨合金铸钢材料 低合金耐磨钢 中合金耐磨钢 高合金耐磨钢 4 5 抗磨陶瓷材料 1、陶瓷概念 2、陶瓷磨损机理 3、耐磨陶瓷应用 2 6 抗磨复合材料 复合材料概念 耐磨复合材料设计与制备 耐磨复合材料应用 4 7 抗磨表面工程材料 耐磨表面工程材料的选择 耐磨表面工程材料的制备 耐磨表面工程材料的应用 2
四、教学安排详表 章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实 验、上机、 讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的 支撑关系 第一章 工程材料的主要失效方式 2 授课 了解工程材料失效基本概念，掌握过量变形失效、断 裂失效以及腐蚀失效机理及影响。 增强工程材料失效分析能力。 课程目标 1 课程目标 3 第二章 金属材料的磨损及其失效机理 6 授课 课堂作业展 示和讨论 掌握工程材料磨损的基本概念，了解工程材料磨损失 效影响因素，掌握粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、 疲劳磨损等失效机理，了解磨损失效评定方法。 增强工程材料磨损失效形式、内涵的认知能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第三章 抗磨合金铸铁材料 4 授课 学生试讲和 讨论 了解普通白口铁、镍硬铸铁材料制备技术和耐磨机 理，掌握铬系耐磨铸铁、特别是高格合金耐磨铸铁材 料成分、组织、制备技术和工程应用优势。 通过掌握基体、硬质相协调控制提高耐磨性能的原 理，提高耐磨合金材料设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3 第四章 抗磨合金铸钢材料 4 授课 课堂作业展 示和讨 了解并掌握低合金耐磨钢、中合金耐磨钢、高合金耐 磨钢材料的成分、组织及制备技术和工程应用优势。 通过掌握耐磨钢成分、制备工艺控制等，提升耐磨合 金钢材料设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3 第五章 抗磨陶瓷材料 2 授课 了解氧化物、碳化物及氮化物陶瓷材料基本概念、基 本方法，掌握陶瓷磨损机理（特别是与金属材料磨损 机理的区别）。 通过掌握耐磨陶瓷选择、制备工艺控制等，提升耐磨 陶瓷材料设计、工程应用能力。 课程目标 2 课程目标 3
第六章 抗磨复合材料 4 授课 学生试讲和 讨论 了解复合材料基本概念、耐磨复合材料类型，掌握复 合材料设计、制备方法及复合材料界面控制等。 通过掌握复合材料基体、增强相协调控制提高耐磨复 合材料性能的原理，提高耐磨复合材料设计、性能评 估能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第七章 抗磨表面工程材料 2 授课 了解表面工程材料基本概念，掌握耐磨表面工程材料 喷焊、堆焊、等离子喷涂等的制备技术及工程应用特 点。通过掌握耐磨表面工程材料的材料、工艺选择及制备 方法，增强表面工程材料的认知和耐磨表面工程材料 的设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3