《金属的材料与热处理》课程实用标准方案设计

《金属材料与热处理》课程教学标准【课程名称】金属材料与热处理【课程代码】C2-2-1【适用专业】模具设计与制造机械制造与自动化数控技术【学时数】48【学分数】3【开设时间】模具设计与制造第二学期机械制造与自动化第三学期数控技术第二学期一、课程概述“金属材料与热处理”是一门制造类专业群的平台课程，是在明确学院办学定位，分析专业群发展方向的前提下，通过对我院机械制造类重点专业职业岗位进行整体调研与分析的基础上，采用模块课程开发的方式形成的、适用于机械制造类专业群开设的综合性课程。

通过本课程的学习使学生获得常用工程材料及成型工艺方法的基础知识，培养学生综合运用材料及成型工艺知识进行选择材料与改性方法、选择毛坯生产方法以及工艺路线分析的初步能力，并未学习其他有关课程和从事工业工程生产第一线技术工作奠定必要的基础。

本课程注重培养学生解决生产具体工艺问题的能力；着重培养学生在机械制造领域内进行选择和判断能力；并培养高职应用型人才的技术文化修养。

二、课程模块组成1.工程材料的基础知识2.金属材料及热处理3.非金属材料（在汽车上的应用）4.毛坯成型工艺与方法选择二、培养目标1．方法能力目标（1）熟悉工程材料与材料成型工艺技术在机械制造过程中的地位和作用，具有现在制造过程的完整概念。

（2）通过在金相显微镜下观察铁碳合金的室温组织和力学实验，掌握金属材料的成分、组织、结构与性能之间的关系，培养透过现象看本质的能力；（3）给出知识目标，采用问题引入，培养自主学习获取信息的能力和独立思考的能力。

（4）通过完成各项目任务，让学生在学习中享受成功的喜悦，激发学习兴趣，从而培养学生勤奋好学的习惯；（5）通过实验培养学生的动手能力、实验技能、评价执行结果的能力。

2．社会能力目标（1）具有良好的人文素质和职业道德，善于沟通协作，团队意识强；（2）养成严谨细致、一丝不苟的工作作风；（3）具有热爱科学、实事求是的学习态度，具有创新意识和创新精神；（4）通过学习有关的新材料、新技术、新工艺及其发展概况，使学生获得更多的专业知识及行业知识，使学生具备博学多识的特质。

《金属材料与热加工》课程标准课程代码：010008课程性质：专业基础课学分：4.0计划学时：64适用专业：机械制造与自动化1.前言1.1课程定位《金属材料及热加工》是机械制造与自动化专业一门重要的专业基础课，在课程体系中起着承上启下的作用。

本课程围绕机械制造技术应用体系，使学生初步认识材料的性能、了解晶体结构、掌握铁碳合金相图、掌握钢的热处理原理及工艺方法、掌握常用机械工程材料的成分、牌号及其用途。

在此基础上使学生具有处理简单的金属材料力学性能测试的能力、具有分析金属的晶体结构、二元合金相图和铁碳合金相图的基本能力、具有初步应用钢热处理知识完成钢的热处理的能力、具有鉴别金属材料与热处理、选择工程常用材料的能力。

同时培养学生辩证唯物主义思想、实事求是的科学态度以及分析问题、解决问题的能力。

本课程的前修课程为《工程力学》、《机械制图》；后续课程有《机械制在工艺与夹具》、《CAM软件应用》、《液压与气压传动》等专业基础课和专业课。

1.2设计思路《金属材料及热加工》是一门应用性很强的课程。

教学过程中应该突出“学其所用，用其所学”将“教、学、做”融为一体的高职教育特点，使学生具备高素质、高技能人才所必需的基本理论与基本知识，并具备一定的解决实际问题的能力，同时为学习其它相关课程和职业技术应用作必要知识准备；通过课内教学，专项技能训练，强化学生辨证思维能力的培养；帮助学生在教学过程中学会学习，学会实践，学会合（协）作；同时加强学生的职业道德的教育，确保人才培养目标的实现。

本课程是根据高职教育机械制造技术专业人才培养目标，同时借鉴先进高职教育办学理念，对机械制造技术专业所涵盖的岗位知识进行工作任务和职业能力分析，并以此为依据来确定本课程的知识内容。

本课程注重实际应用能力的培养，以岗位职业能力为依据，同时结合学生的认知特点和教学规律，教学中遵循以教师为主导，学生为主体原则，引导学生自主完成教学内容。

具体教学设计思路如下：本课程的教学内容共有十一章，主要以理论教学为主。

《金属材料与热处理》教学大纲1、 说明1、 课程的性质和内容金属材料与热处理是一门技术基础课。

其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。

2、 课程的任务和要求本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理论，掌握专业技能打好基础。

通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求：（1） 了解金属学的基本知识。

（2） 掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。

（3） 了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。

（4） 了解热处理的一般原理及其工艺。

（5） 了解热处理工艺在实际生产中的应用。

3、 教学中应注意的问题(1) 认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。

(2) 在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。

(3) 加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。

(4) 有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。

2、 教学要求、内容、建议及学时分配。

（总学时80课时，开课时间为：高一上期）绪论 总学时 1教学要求1、 明确学习本课程的目的。

2、 了解本课程的基本内容。

教学内容1、 学习金属材料与热处理的目的。

2、 金属材料与热处理的基本内容。

3、 金属材料与热处理的发展史。

4、 金属材料在工农业生产中的应用。

教学建议1、 结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。

2、 展望金属材料与热处理的发展前景。

第1章 金属的结构与结晶 总学时2教学要求1、 了解金属的晶体结构。

2、 掌握纯金属的结晶过程。

3、 掌握纯铁的同素异构转变。

教学内容§1-1 金属的晶体结构1、 晶体与非晶体2、 晶体结构的概念3、 金属晶格的类型§1-2 纯金属的结晶1、 纯金属的冷却曲线及过冷度2、 纯金属的结晶过程3、 晶粒大小对金属力学性能的影响4、 金属晶体缺陷§1-3 金属的同素异构转变教学建议1、 晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。

课程标准所属系部：机械维修系课程名称：《金属材料与热处理》课程性质：基础能力课课程学时：42适用专业：机械设备装配与自动控制（专业代码：0116）版本： V1.1-20160621《金属材料与热处理》课程标准1、课程概述1.1 课程定位《金属材料与热处理》是机电一体化专业的专业基础课，是机电一体化专业学习后续有关课程的基础，更是学生将来在生活、生产中分析解决问题的好帮手。

通过本课程的学习，认识常用金属材料的分类、牌号、性能和用途，形成科学态度，学会科学方法；培养学生动手操作能力、社会实践能力，学会收集、处理和使用信息的能力；培养学生独立思考、自主探究和求实创新的意识。

1.2 课程设计思路按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的工作过程系统化课程体系”的总体设计要求，通过学习项目引领的“教学做一体化”学习活动，使学生具备本专业高素质技能型人才所必须的常用金属材料的分类、牌号和用途以及钢的热处理基本方法。

同时培养学生爱岗敬业、团结协作的职业精神。

学习项目选取的基本依据是该门课程涉及的专业工作领域和工作任务范围，同时遵循技工院校学生的认识规律，结合职业资格证书中相关考核内容，确定本课程的工作任务模块和课程内容。

为了充分体现项目引领、实践导向课程思想，应使项目任务具体化。

其编排依据是该职业所特有的工作任务逻辑关系，而不是知识关系。

依据各学习项目的内容总量以及在该课程中的地位分配各学习项目的课时数。

通过项目引领的“教学做一体化”教学组织形式下的实验和理论等学习环节，培养学生掌握选择常用金属材料基本分析能力和必要的实验操作技能，为学生进一步学习专业课和操作技能奠定必要的基础。

学习程度用语主要使用“了解”、“掌握”、“能”、或“会”等用语来表述。

“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“掌握”用于表述原理性知识的学习程度，“能”或“会”用于表述技能的学习程度。

课程框架结构注：适用于机电专业中、高级工的学习。

《金属材料与热处理》课程标准一、课程性质与定位《金属材料与热处理》是机械类专业必修的技术基础课。

该课程理论性较强，新概念较多，同时又与生产实际有着密切联系。

为了使学生较好地消化所学知识，在学习本课程前，学生应安排金工实习，使他们对金属冶炼、加工及热处理有一个概括认识。

主要讲授金属材料典型组织、结构的基本概念，金属材料的成分、组织结构变化对性能的影响，热处理的基本类型及简单热处理工艺的制定，合金钢种类、牌号、热处理特点及应用，为学生从事机械设计、制造及相关的工作打下基础。

二、课程设计与理念本课程是根据高职教育数控技术专业人才培养目标，遵循以“就业为导向，能力为本位”的职教理念设计的。

具体体现在以下几点：1.贴近生产岗位。

本书以企业需求为基本依据，加强实践性教学，以满足企业岗位对高技能人才的需求作为课程教学的出发点，紧扣国家最新颁布的相关行业岗位的国家职业标准和职业技能鉴定规范，使本书内容与相关岗位对从业人员的要求相衔接。

2.借鉴国内外先进职业教育教学模式，突出项目教学，适应学分制。

3.理论与实践一体化。

培养理论联系实际，学以致用，在“做中学”的优良学风，突出实践，立足于实际运用，突出“以就业为导向”、“以能力为本位”的职教思想，精选从行业岗位提炼出来的案例进行教学训练，浅显、实用、紧密结合生产实际，将能力与技能培养贯穿于始终。

4.参照国家职业资格认证标准，实施项目教学，项目制作课题的考评标准具体明确，直观实用，可操作性强。

三、课程目标1.总体目标通过本课程的学习培养学生实事求是的精神和理论联系实际的工作方法。

2.技能与知识目标（1）具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力。

（2）初步具有选择钢材热处理方法的能力。

（3）了解金属学的基本知识。

（4）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。

（5）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。

（6）了解热处理的一般原理及其工艺。

（7）了解热处理工艺在实际生产中的应用。

天然水晶和普通玻璃a）天然水晶b）普通玻璃晶体内部原子排列模型晶格和晶胞示意图a）晶格b）晶胞三、金属晶格的类型、体心立方晶格（9个原子）、面心立方晶格（14个原子）、密排六方晶格（17个原子）四、单晶体与多晶体晶粒——组成金属的小晶体。

晶界——由晶粒间不规则排列的原子构成。

五、金属的晶体结构的缺陷晶体缺陷——由于各种原因，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。

点缺陷——空位、间隙原子和置代原子2．线缺陷——位错位错的特点之一是很容易在晶体中移动，的运动来实现的。

在晶体中，位错的晶格畸变发生在沿半原子面端面的狭长区域，陷。

单晶体示意图 多晶体示意图刃型位错示意图 a ） 立体图 b ） 平面图课后小结】基本概念：一、晶体与非晶体 二、晶体的结构的概念 三、金属晶格的类型晶界过渡结构示意图亚晶界结构示意图钢锭浇铸示意图a）浇铸示意图b）钢锭1—盛钢桶2—滑动水口3—钢锭模4—钢液5—底盘液体 --> 晶体液体 --> 固体（晶体或非晶体）二、晶粒大小对金属材料的影响晶粒愈细，强度、硬度愈高，塑性、韧性也愈好。

形核率——单位时间、单位体积所形成的晶核数，用字母N表示。

特点：1、金属的同素异构转变是一个重结晶过程，有恒定的转变温度；转变时需要一定的过冷度；释放结晶潜热；转变过程（晶核的形成和长大过程）2、转变时，晶核优先在原晶粒晶界中产生，大小会影响新晶粒大小，原晶粒越细，转变后可得到更细小的晶粒．内力内力——工件或材料在受到外部载荷作用时，为保持其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力。

任何一种材料，在未受到外力作用时，内部原子之间都有平衡的相互作用的原子力，以保持其固定的形状。

当受到外力作用时，原来的平衡被破坏，其中任何一个小单元都和邻近的各小单元之间产生了新的力（内力）强调：内力是在外力作用下，材料内部产生的那部分相互作用力。

《金属材料与热处理》课程标准课程代码：00520103适用专业：冶金技术学时：52学分：3开课学期：第二学期第一部分前言1.课程性质与地位《金属材料及热处理》是冶金技术专业的一门重要的专业基础课。

在学生完成基础课的学习和冶金企业的认识实习后，本课程的学习将从本质上来揭示金属的内部组织与性能之间的关系，树立学生的专业意识，培养学生的专业兴趣。

本课程主要讲授工程构件和机器零件选材的成分、组织结构和性能之间的关系、变化规律及改变材料性能的途径等。

学习本课程的目的在于使学生获得有关金属学的基本理论和基本知识，初步掌握零件设计时的合理选材、用材，并具有正确运用热处理、妥善安排加工工艺路线及材料检测等方面的知识和能力，为后续专业课程《转炉炼钢生产》、《连续铸钢生产》和《电弧炉炼钢生产》的学习打下基础。

2.课程的设计思路本课程是一门实验性较强的技术基础课，必须紧密的理论联系实际，应将课堂教学内容和试验、金工实习、企业实际生产情况相结合起来，通过课堂的图片、视频、实验等环节完成课程的教学。

教师边讲解、边演示，学生边学习、边实践、边提问，使学生在轻松直观的教学环境下，认识多姿多彩、与生活息息相关的金属材料的基本理论知识，积极探究金属材料变化规律的奥秘，实现教、学、做一体化。

教学中以工厂实际生产典型案例作为载体，由此分出多个工作任务来组织教学，设置多样化的学习项目，形成以项目引导任务驱动的教学模式，突出课程的职业性和实用性，遵循先易后难、循序渐进，分层次教学的原则设计教学内容。

第二部分课程目标1.知识目标（1）了解金属与合金的结构与结晶的基本知识。

（2）掌握铁碳合金相图的有关知识（3）掌握钢、铁的分类。

（4）了解热处理的工艺方法及应用。

（5）掌握钢铁材料基本理论知识。

2.能力目标（1）熟练掌握有关金属学的基本理论。

（2）掌握钢铁材料的化学成分、组织结构与性能之间的相互关系及变化规率。

（3）能正确应用铁碳合金相图。

（4）能合理选用热处理工艺方法。

《金属材料及热处理》课程教学大纲课程编号：081095211课程名称：金属材料及热处理英文名称：Metal Materials and heat treatment课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：48/3（讲课学时：44 实验学时：4 ）适用专业：材料成型及控制工程一、课程性质与任务金属材料及热处理是材料成形及控制工程专业的一门重要必修课,也是理论性和实践性较强的专业课。

通过本课程的学习,使学生掌握钢的退火、正火、淬火和回火等热处理工艺的基本理论,基本知识和实验技能,并能应用于实践，了解工程用钢、铸铁和有色金属的分类和特性。

本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本工艺方法的讲解；在培养实践能力方面着重培养学生不同材质的工件在不同应用场合的选择，不同材料性能的热处理工艺的选择。

培养学生的工程观念和规范意识，要善于观察、思考，勤于实践，培养学生应用理论联系实际的方法去解决工程实际问题，具有合理地选择材料并确定热处理工艺的能力。

二、课程与其他课程的联系学生应在先学完《大学物理》、《材料科学基础》、《物理化学》等课程，并经过金属工艺的生产实训，对材料及热处理方面有一定的感性认识后，再学习本课程，通过本课程的学习，为《材料的力学性能》、《铸造合金熔炼》等专业课奠定基础，也为学生从事铸造、焊接、锻造、热处理专业方面工作打下坚实的基础。

三、课程教学目标1.掌握固态相变的基本理论，了解钢在加热与冷却时组织的转变规律，理解材料成分-组织-性能之间的关系；（支撑毕业能力要求1.2，1.3）2.掌握钢的退火、正火、淬火与回火的应用及工艺参数的制定，从而对材料及其热处理具有一定的分析和研究能力，对于实际工件能够给出较合理的热处理工艺；（支撑毕业能力要求2.1，2.3）3.对于已有热处理工艺造成的工程问题，能够分析存在问题的原因，优化热处理工艺；（支撑毕业能力要求4.2）4.了解特殊热处理工艺特征和应用；（支撑毕业能力要求1.2）5.了解常用金属材料（工程用钢、铸铁和有色合金）的特性，能够根据使用环境和性能要求选择合适的金属材料。