《金属材料学》教学大纲课程名称：金属材料学课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：MetalMaterialScience其中实验/实践学时：6总学时/周学时/学分：48/4/3先修课程：大学物理、材料科学基础、材料概论后续课程支撑：热处理工艺学授课地点：松山湖校区6C401授课时间：1-12周/周二1-2节、周四1-2节授课对象：22019金属材料班开课学院：材料科学与工程学院任课教师姓名/职称：万鹏/副研究员、李润霞/教授答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课间和课后，采用一对一的问答方式：2.通过电子邮件等联系方式答疑：3.办公室课后答疑，课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（）使用教材：《金属材料学》，戴起勋主编，化学工业出版社教学参考资料：《金属材料学》，文九巴主编，机械工业出版社：《合金钢》，章守华主编，冶金工业出版社：《走进材料科学》，R.W.Cahn著，杨柯等译，化学工业出版社：StructureandPropertiesofEngineeringAlloys-2ndedition,WilliamF.Smith.,McGraw-HillEducation,1993;MetallicMaterialsSchweitzer,PhilipA.,New York:Marcel Dekker,Inc,2003课程简介：金属材料学是金属材料工程专业一门重要的专业课，要求学生掌握金属材料的基本知识、金属材料的合金化原理、钢铁材料中常用的合金元素及其作用，以及有色金属的强化原理和工艺等：系统学习各类金属材料及其用途，典型牌号金属材料的热处理工艺，了解金属材料的最新研究成果及科研动向。从而丰富和拓宽学生在金属材料学方面的知识，为培养专业素质打下坚实的基础。课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求课程教学目标支撑毕业要求指标点1
1 《金属材料学》教学大纲 课程名称：金属材料学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Metal Material Science 总学时/周学时/学分：48/4/3 其中实验/实践学时：6 先修课程：大学物理、材料科学基础、材料概论 后续课程支撑：热处理工艺学 授课时间： 1-12 周/周二 1-2 节、周四 1-2 节 授课地点：松山湖校区 6C401 授课对象： 2019 金属材料班 开课学院： 材料科学与工程学院 任课教师姓名/职称： 万鹏/副研究员、李润霞/教授 答疑时间、地点与方式：1.每次上课的课间和课后，采用一对一的问答方式；2.通过电子邮件等联系方式答疑;3.办公室课后答疑。 课程考核方式：开卷（）闭卷（√）课程论文（）其它（ ） 使用教材：《金属材料学》，戴起勋主编，化学工业出版社 教学参考资料：《金属材料学》，文九巴主编，机械工业出版社；《合金钢》，章守华主编，冶金工业出版社；《走进材料科学》，R.W.Cahn 著，杨 柯等译，化学工业出版社；Structure and Properties of Engineering Alloys-2nd edition, William F. Smith., McGraw-Hill Education, 1993; Metallic Materials, Schweitzer, Philip A., New York: Marcel Dekker, Inc, 2003. 课程简介： 金属材料学是金属材料工程专业一门重要的专业课，要求学生掌握金属材料的基本知识、金属材料的合金化原理、钢铁材料中常用的合金元素及其 作用，以及有色金属的强化原理和工艺等；系统学习各类金属材料及其用途，典型牌号金属材料的热处理工艺，了解金属材料的最新研究成果及科研动 向。从而丰富和拓宽学生在金属材料学方面的知识，为培养专业素质打下坚实的基础。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求
目标1（知识目标）：C1.工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基了解金属材料的发展史，掌握金属材料合金化的基本原础和金属材料专业知识用于解决金属材料工程领掌握物理、化学等方面的自然科学知理，掌握金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关域的复杂工程问题。识，能够用于解决金属材料制备、加工系，掌握金属材料的强化机理等。C2.问题分析：能够应用数学、自然科学和金属材领域的复杂工程问题：掌握运用专业基料工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过文础知识分析金属材料工程问题的能力。献研究分析金属材料与工程领域的复杂工程问题，以获得有效结论。掌握金属材料结构/组成、性质、加工工C3.设计/开发解决方案：能够设计针金属材料的设艺、服役性能之间相互关系的基本规计、制备、成型加工过程中所涉及的工艺、生产流律，能够分析金属材料的成分设计、合程及设备进行设计并制定开发解决方案，能够在设金制备、加工过程中所涉及的工艺参目标2（能力目标）：计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、数、生产流程及关键控制步骤，并根据1.能够根据具体零部件的服役条件、失效形式，确定应法律、文化以及环境等因素。专业相关知识制定解决方案，满足特定对方法，选择适用的金属材料，确定合适的热处理工艺。C4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金需求。2．针对金属材料的复杂工程问题，进行合理选材，确定属材料工程领域复杂工程问题进行研究，包括设计具有基于金属材料工程专业基础的基加工路线，设计热处理工艺，满足特定服役条件的需求。实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出合理本原理和科学方法开展专业基础实验，有效的结论。3.能够基于科学原理对金属材料的成分设计、材料制备准确分析并解释实验数据，并将实验结C5.使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制及加工成型工艺、热处理工艺等设计可行的实验方案及分果进行关联以获得有效结论的能力。能析结果。备、成型加工等问题，开发、选择与使用恰当的技够开发、选择及使用现代专业检测设术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对金属备、资源及技术来分析金属材料工程中材料工程领域复杂工程问题进行预测与模拟，并能涉及合金设计与制备、产品加工等方面够理解其局限性。的复杂工程问题，并能够理解其局限2
2 目标 1（知识目标）： 了解金属材料的发展史，掌握金属材料合金化的基本原 理，掌握金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关 系，掌握金属材料的强化机理等。 掌握物理、化学等方面的自然科学知 识，能够用于解决金属材料制备、加工 领域的复杂工程问题；掌握运用专业基 础知识分析金属材料工程问题的能力。 C1. 工程知识：能够运用数学、自然科学、工程基 础和金属材料专业知识用于解决金属材料工程领 域的复杂工程问题。 C2．问题分析：能够应用数学、自然科学和金属材 料工程的基本原理和技术，识别、表达、并通过文 献研究分析金属材料与工程领域的复杂工程问题， 以获得有效结论。 目标 2（能力目标）： 1. 能够根据具体零部件的服役条件、失效形式，确定应 对方法，选择适用的金属材料，确定合适的热处理工艺。 2. 针对金属材料的复杂工程问题，进行合理选材，确定 加工路线，设计热处理工艺，满足特定服役条件的需求。 3. 能够基于科学原理对金属材料的成分设计、材料制备 及加工成型工艺、热处理工艺等设计可行的实验方案及分 析结果。 掌握金属材料结构/组成、性质、加工工 艺、服役性能之间相互关系的基本规 律，能够分析金属材料的成分设计、合 金制备、加工过程中所涉及的工艺参 数、生产流程及关键控制步骤，并根据 专业相关知识制定解决方案，满足特定 需求。 具有基于金属材料工程专业基础的基 本原理和科学方法开展专业基础实验， 准确分析并解释实验数据，并将实验结 果进行关联以获得有效结论的能力。能 够开发、选择及使用现代专业检测设 备、资源及技术来分析金属材料工程中 涉及合金设计与制备、产品加工等方面 的复杂工程问题，并能够理解其局限 C3．设计/开发解决方案：能够设计针金属材料的设 计、制备、成型加工过程中所涉及的工艺、生产流 程及设备进行设计并制定开发解决方案，能够在设 计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、 法律、文化以及环境等因素。 C4．研究：能够基于科学原理并采用科学方法对金 属材料工程领域复杂工程问题进行研究，包括设计 实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出合理 有效的结论。 C5．使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制 备、成型加工等问题，开发、选择与使用恰当的技 术、资源、现代工程工具和信息技术工具，对金属 材料工程领域复杂工程问题进行预测与模拟，并能 够理解其局限性
性。C6.工程与社会：能够基于金属材料与工程相关背景知识进行合理分析，评价金属材料工程领域实践正确认识金属材料工程对于客观世界和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法和社会的影响。能够正确和客观的评价律以及文化的影响，并理解应承担的责任。针对复杂工程间题的金属材料工程专C7.环境和可持续发展：能够理解和评价针对金属业工程实践对环境、社会可持续发展的目标3（素质目标）材料工程领域复杂问题的工程实践对环境、社会可影响。具有良好的语言文字表达能力，培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学持续发展的影响。能够撰写科技与行业报告和设计汇报的学习态度和思想意识：养成理论联系实际、科学严谨、C10.沟通：能够就金属材料工程复杂工程间题与文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰能够就金属材料相关的复杂工程问题写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指与业界同行及社会公众进行有效沟通令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下和交流。能够正确认识自我探索和学习进行沟通和交流。的必要性。C12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。理论教学进程表教学模式授课教学时教学内容（重点、难点、课程思政融入支撑课周次教学主题（线上/混合式数学方法作业安排师点)教程目标/线下目标1课程思政作业：要金属材料发展简史，介绍现代金属材料绪论线下讲授万鹏A以及金属材料的可持续发展与趋势。教求学生阅读与材料目标33
3 性。 目标 3（素质目标） 培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、探究科学 的学习态度和思想意识；养成理论联系实际、科学严谨、 认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 正确认识金属材料工程对于客观世界 和社会的影响。能够正确和客观的评价 针对复杂工程问题的金属材料工程专 业工程实践对环境、社会可持续发展的 影响。具有良好的语言文字表达能力， 能够撰写科技与行业报告和设计汇报 文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令， 能够就金属材料相关的复杂工程问题 与业界同行及社会公众进行有效沟通 和交流。能够正确认识自我探索和学习 的必要性。 C6．工程与社会：能够基于金属材料与工程相关背 景知识进行合理分析，评价金属材料工程领域实践 和复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法 律以及文化的影响，并理解应承担的责任。 C7．环境和可持续发展：能够理解和评价针对金属 材料工程领域复杂问题的工程实践对环境、社会可 持续发展的影响。 C10．沟通：能够就金属材料工程复杂工程问题与 业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰 写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指 令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下 进行沟通和交流。 C12．终身学习：具有自主学习和终身学习的意识， 有不断学习和适应发展的能力。 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入 点） 教学模式 （线上/混合式 /线下 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 1 绪论 万鹏 2 金属材料发展简史，介绍现代金属材料 以及金属材料的可持续发展与趋势。教 线下 讲授 课程思政作业：要 求学生阅读与材料 目标 1 目标 3
学重点：现代金属材料。课程思政融入发展有关的文章或1-2钢的合金化概论万鹏点：介绍材料发展史的演变过程，材料书籍对于国民经济发展的作用和巨大贡献，培养学生对于学科专业的认知和使命感。教学重点：1.钢中合金元素及其分布，合金元素的分类2.钢的强化机理，影响钢塑性的主要因素，改善钢韧性的途径3.合金元素对Fe-C相图、过冷奥氏体分解、钢回火转变的影响。散学难点：钢铁材目标1作业一线下讲授4料合金化原理，合金元素与Fe形成的二目标2元相图，钢铁材料中常用的合金元素及其在钢中的作用及在钢中的分布：合金元素在钢中的存在形式、合金元素对合金钢的相变及性能的影响：微量元素在钢中的作用等。教学重点：低合金高强度结构钢的合金化的原则，常用合金结构钢的组织形态，如铁素体-珠光体钢，微珠光体低合金高目标1强度钢等。常用提高工程结构钢强度的作业二工程结构钢万鹏线下讲授22途径（控轧、控冷、合金化等）。数学目标2难点：提高工程结构钢强度的合金化原则和提高性能的途径（控轧、控冷、合金化等）。作业三目标1讲授3机械制造结构钢万鹏4线下数学重点：各类机器零件用钢（如调质4
4 1-2 钢的合金化概论 万鹏 学重点：现代金属材料。课程思政融入 点：介绍材料发展史的演变过程，材料 对于国民经济发展的作用和巨大贡献， 培养学生对于学科专业的认知和使命 感。 发展有关的文章或 书籍 4 教学重点：1.钢中合金元素及其分布，合 金元素的分类 2.钢的强化机理，影响钢 塑性的主要因素，改善钢韧性的途径 3. 合金元素对 Fe-C 相图、过冷奥氏体分解、 钢回火转变的影响。教学难点：钢铁材 料合金化原理，合金元素与 Fe 形成的二 元相图，钢铁材料中常用的合金元素及 其在钢中的作用及在钢中的分布；合金 元素在钢中的存在形式、合金元素对合 金钢的相变及性能的影响； 微量元素在 钢中的作用等。 线下 讲授 作业一 目标 1 目标 2 2 工程结构钢 万鹏 2 教学重点：低合金高强度结构钢的合金 化的原则，常用合金结构钢的组织形态， 如铁素体-珠光体钢，微珠光体低合金高 强度钢等。常用提高工程结构钢强度的 途径（控轧、控冷、合金化等）。教学 难点：提高工程结构钢强度的合金化原 则和提高性能的途径（控轧、控冷、合 金化等）。 线下 讲授 作业二 目标 1 目标 2 3 机械制造结构钢 万鹏 4 教学重点：各类机器零件用钢（如调质 线下 讲授 作业三 目标 1
钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、目标2高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、非调质钢等）的性能要求，典型的热处理工艺以及适合的服役条件等。教学难点：常用机器零件用钢的合金化原则和性能要求，通过热处理达到所要求的性能等，理解典型机器零件用钢的选材思路和发展。教学重点：工具用钢的合金化、组织性能的特点及分类，低合金工具钢的合金化，典型热处理工艺等，掌握高速钢的合金化及组织、性能、热处理工艺等。目标1教学难点：工具用钢的合金化、组织性工模具钢万鹏线下讲授44能的特点及分类，低合金工具钢的合金目标2化，典型热处理工艺等，高速钢的合金化、热处理工艺等。冷作模具钢、热作模具钢的性能要求、合金化、热处理特点等。教学重点：影响不锈钢组织和性能的因素，提高钢的抗蚀性途径，铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢的组目标1织、性能特点。学难点：提高钢的抗作业四不锈钢讲授5万鹏线下4蚀性途径，铁素体不锈钢、马氏体不锈目标2钢、奥氏体不锈钢的组织、性能特点。不同组织不锈钢的耐蚀原理，适用环境，性能特点等。目标1教学重点：热强钢的合金化，珠光体型讲授万鹏线下6耐热钢2热强钢，马氏型热强钢成分设计及性能目标25
5 钢、弹簧钢、低碳马氏体钢、轴承钢、 高锰耐磨钢、渗碳钢、氮化钢、非调质 钢等）的性能要求，典型的热处理工艺 以及适合的服役条件等。教学难点：常 用机器零件用钢的合金化原则和性能要 求，通过热处理达到所要求的性能等， 理解典型机器零件用钢的选材思路和发 展。 目标 2 4 工模具钢 万鹏 4 教学重点：工具用钢的合金化、组织性 能的特点及分类，低合金工具钢的合金 化，典型热处理工艺等，掌握高速钢的 合金化及组织、性能、热处理工艺等。 教学难点：工具用钢的合金化、组织性 能的特点及分类，低合金工具钢的合金 化，典型热处理工艺等，高速钢的合金 化、热处理工艺等。冷作模具钢、热作 模具钢的性能要求、合金化、热处理特 点等。 线下 讲授 目标 1 目标 2 5 不锈钢 万鹏 4 教学重点：影响不锈钢组织和性能的因 素，提高钢的抗蚀性途径，铁素体不锈 钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢的组 织、性能特点。教学难点：提高钢的抗 蚀性途径，铁素体不锈钢、马氏体不锈 钢、奥氏体不锈钢的组织、性能特点。 不同组织不锈钢的耐蚀原理，适用环境， 性能特点等。 线下 讲授 作业四 目标 1 目标 2 6 耐热钢 万鹏 2 教学重点：热强钢的合金化，珠光体型 热强钢，马氏型热强钢成分设计及性能 线下 讲授 目标 1 目标 2