《金属材料与热处理》课程标准要点.docx
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《金属材料与热处理》课程标准要点
《金属材料与热处理》课程标准
一、课程性质、定位与设计思路
（一）课程性质
本课程是机械制造及自动化专业高职学生的一门必修专业基础课，讲授金属材料与热处理相关理论知识的专业课。
主要内容包括：
金属材料的分类，金属材料的结构，金属材料的性能测试，铁碳合金组织，金属材料的常规热处理，金属材料的表面热处理，金属材料的工程选用等。
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、掌握常用材料的牌号及其用途，并能够合理选择热处理方法。
课程名称
金属材料与热处理
课程代码
课程类型
课程性质
学分
学时
32
理论
19
实验
13
上机
实践
前导课程
机械制图
后续课程
机械制造基础机械加工工艺数控加工焊接工艺。
。
。
适用专业
机械设计及制造，机械制造及自动化，焊接技术
（二）课程定位
通过本课程的学习，学生具有处理简单的金属材料与热处理力学性能测试和硬度性能测试的能力，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，具有初步的钢热处理知识，并应用钢热处理知识完成钢的热处理能力，具有鉴别金属材料与的能力，具有选择热处理方式的能力，具有选择机械工程常用材料的能力。
同时通过对典型机械材料的分析，培养学生分析问题、解决问题的能力。
（三）课程设计思路
本课程是根据高职教育机械设计及制造专业人才培养目标，通过素质教育、金属材料与热处理知识提升、技能操作以及策略的制定与应用，充分体现素质、知识、能力“三位一体”的要求。
本课程应用项目任务驱动和项目问题引入来激发学生的学习动机和兴趣，遵循以“校企合作，工学结合”的教学理念设计课程。
1.主要结构
课程教学内容根据高职学生对金属材料理论知识和应用能力的要求，精简学科理论知识，突出理论与实际的“前因后果”关系，按照“感性认识→理性认识→综合利用”对教学内容进行序化，使学生由浅入深，从具备金属材料的基本概念和初步鉴别能力，到掌握金属材料的本质和具备显微鉴别能力，再到具备金属材料及热处理的工程应用能力。
2.课程设计理念
（1）贴近生产岗位。
本标准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，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。
（3）工学结合。
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。
（4）充分应用多媒体教学的优势，很多的知识以图、表、视频、动画等方式进行展现。
（5）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。
（6）突出高职教育特点，重视实践教学环节，培养学生的创新能力和实践能力。
（四）本课程对应的职业岗位标准
本课程的学习内容，与机械加工类的职业岗位的要求是相符的，如：
中高级车床操作工、中高级铣床操作工、中高级数控车床操作工、中高级数控铣床操作工、中高级焊工。
二、课程目标
（一）总目标
通过课程的学习培养学生对机械产品材料选择及材料热处理知识运用能力；培养学生现场分析问题、解决问题的职业能力；培养学生的团队合作精神和职场交流能力；培养学生耐心细致、认真负责、爱岗敬业的工作态度和持之以恒的工作作风。
.
（二）具体目标
1、能力目标
（1）专业能力：
通过本课程的学习具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力，初步具有选择钢材热处理方法的能力，初步具有选择零件毛坯成形方法的能力。
（2）方法能力：
通过学习能够对机械制造中使用的金属材料有所了解，掌握金属材料鉴别的基本操作方法和流程，能正常操作硬度计完成硬度测试实验，能正确的制备简单金相试样，能正确的进行金相组织的观察，能正确操作热处理设备完成热处理实验，能完成感应淬火，具备机械工程各类典型零件的正确选材及对比分析的能力，运用所学知识解决实际问题。
使学生在金属材料基础理论及基本知识方面具备应用阅读一般专业文献及进一步提高自修能力。
（3）社会能力：
教学过程中培养学生勇于开拓、不断创新的品质；培养学生良好的沟通能力，表达能力；培养学生具备团队协作能力和独立工作能力。
2、知识目标
通过本课程的理论和实践学习，使学生掌握以下知识：
1）.掌握工业用钢的分类方法，掌握普通碳钢、优质碳钢、碳素工具钢、合金结构钢和合金
工具钢的编号，掌握各种类型钢的主要工业用途；
2）.掌握金属材料的力学性能的各项指标的概念及工程意义，掌握金属的常见晶体结构和实
际金属晶体结构的缺陷的类型，掌握金属晶体结构与力学性能的关系，掌握金属冷塑性
变形对金属性能及组织结构的影响，掌握金属变形后的回复与再结晶及工业应用；
3）.了解金属的结晶过程及晶粒度对材料性能的影响，掌握二元合金相图的基本类型和意义，
熟悉铁碳合金相图及铁碳合金相图中的关键点的成分与温度值，能分析典型铁碳合金平
衡态结晶后的室温组织与性能的关系；
4）.掌握金属材料热处理的基本概念，掌握钢的加热转变和冷却转变的基本类型及其特点，
掌握钢的常用热处理工艺，能够应用过冷奥氏体转变曲线进行热处理工艺分析，了解铸
铁和非铁金属的热处理工艺；
5）.了解各类表面处理工艺的原理及应用，掌握火焰淬火和感应淬火的工艺方法，掌握渗碳
和渗氮工艺的技术要点和工程应用，掌握钢铁的发蓝与磷化处理技术的要点和工程应
用，了解电镀原理和工艺应用，了解热喷涂、喷丸强化、激光表面处理等工艺及应用。
6）.了解机械零件常见的失效形式，掌握金属材料工程选用的一般原则，掌握轴类零件常用
的金属材料及选用方法，掌握齿轮类零件常用的金属材料及选用方法，掌握各类模具常
用的金属材料及选用方法，掌握刀具常用的金属材料及选用方法，了解典型机械零件的
一般加工工艺路线。
3、素质目标
教学过程中培养学生实事求是，严肃认真的科学态度与工作作风；培养学生良好的安全生产意识、质量意识和效益意识；培养学生遵守规则做事的职业习惯；培养学生积极主动、团结协作的精神；
三、内容标准
本课程分为6个项目，以9个任务为载体组织教学，将职业行动领域的工作过程融入到项目训练中。
（一）内容标准
1、内容设计
编号
学习情境（项目）
子情境（任务）
学时
一
金属材料的分类与识别
1、金属材料概述；
2、钢的分类及编号；
3、铸铁的分类及编号；
4、非铁金属材料的分类及编号；
5、金属材料现场鉴别方法。
4
二
金属材料的结构与性能测试
1、金属材料的性能分类；
2、金属的力学性能指标；
3、金属的晶体结构；
4、金属的塑性变形；
5、金属的回复与再结晶；
6、金属的热加工。
6
三
铁碳合金组织观察与分析
1、纯金属的结晶；
2、合金的相结构；
3、二元合金相图；
4、铁碳合金相图；
5、铸铁的石墨化。
6
四
金属材料的常规热处理
1、钢的热处理原理；
2、钢的热处理工艺；
3、合金元素对钢的影响；
4、铸铁的热处理；
5、非铁金属的热处理；
6、热处理设备及操作。
6
五
金属材料的表面处理
1、金属材料表面处理概述；
2、表面淬火；
3、表面化学热处理技术；
4、化学氧化与磷化处理；
5、电镀技术；
6、表面气相沉积技术；
7、其他表面处理技术。
6
六
金属材料的工程选用
1、机械零件的选材原则；
2、轴类零件的选材；
3、齿轮类零件的选材；
4、模具的选材；
5、刃具的选材；
6、弹簧的选材；
7、热处理工艺位置安排及方案选择。
4
2、教学设计
学习情境一：
学习领域编号：
一
学习领域课程名称：
金属材料与热处理
讲授单元
名称
学时
1、金属材料概述；
0.5
2、钢的分类及编号；
0.5
3、铸铁的分类及编号；
0.5
4、非铁金属材料的分类及编号；
0.5
5、金属材料现场鉴别方法。
0.5
行动单元
学习领域编号：
一名称：
金属材料的分类与识别
项目名称：
金属材料认识
项目教学性质：
实践教学
工作程序：
本项目周期：
1学时：
1.5
1、20钢、45钢、T10钢、灰铸铁、W18Cr4V钢试件准备；
2、台式砂轮机或手提式砂轮机准备；
3、使用手提砂轮时夹持试件的夹具平口钳的准备；
4、观察各试件的外观特点；
5、磨削个试件，观察火花特点，从不同的火花形态识别不同的金属材料；
6、实验报告撰写。
职业能力培养要点：
1、掌握火花鉴别金属材料的基本操作方法和流程；
2、能熟练安全的操作使用砂轮机；
3、能根据材料的磨削火花特征和标准钢种的火花特征的对比进行钢种的鉴别。
教学环境：
实习车间
教学要件：
砂轮机；不同钢种试件；夹持工具；护目镜。
考核方式：
现场讨论提问；实践操作能力；实验报告。
学习情境二：
学习领域编号：
二
学习领域课程名称：
金属材料与热处理
讲授单元
名称
学时
1、金属材料的性能分类；
0.5
2、金属的力学性能指标；
0.5
3、金属的晶体结构；
0.5
4、金属的塑性变形；
0.5
5、金属的回复与再结晶；
0.5
6、金属的热加工。
0.5
行动单元
学习领域编号：
二名称：
金属材料结构与性能测试
项目名称：
低碳钢的力学拉伸实验
项目教学性质：
实践教学
工作程序：
本项目周期：
1学时：
1
1、20钢试件、45钢试件准备；
2、力学实验拉伸机准备；
3、拉伸机操作并记录；
4、实验报告撰写。
职业能力培养要点：
1、能操作力学拉伸机进行力学拉伸实验；
2、能正确的区分试件拉伸过程中的3个变形状态；
3、能正确绘制拉伸曲线并撰写报告。
教学环境：
力学实验室
教学要件：
20钢试件；45钢试件；拉伸机；安全帽；护目镜。
考核方式：
现场讨论提问；实践操作能力；实验报告。
项目名称：
低碳钢的冲击拉伸实验
项目教学性质：
实践教学
工作程序：
本项目周期：
1学时：
1
1、20钢、45钢试件准备；
2、力学实验摆锤式冲击机准备；
3、冲击实验并记录；
4、实验报告撰写。
职业能力培养要点：
1、能操作摆锤式冲击实验机进行冲击实验；
2、对冲击结果能进行分析。
教学环境：
力学实验室
教学要件：
20钢试件；45钢试件；摆锤式冲击实验机；安全帽；护目镜。
考核方式：
现场讨论提问；实践操作能力；实验报告。
项目名称：
金属硬度测试实验
项目教学性质：
实践教学
工作程序：
本项目周期：
1学时：
1
1、20钢、45钢、T10钢试件准备；
2、布氏硬度、洛氏硬度计准备；
3、实验操作；
4、实验报告撰写。
职业能力培养要点：
能操作力学拉伸机进行力学拉伸实验；
1、能正确操作硬度计完成硬度测试实验；
2、能正确测定试件的洛氏硬度及布氏硬度；
3、能正确撰写报告。
教学环境：
硬度实验室
教学要件：
20钢、45钢、T10钢试件；洛氏硬度计；布氏硬度计。
考核方式：
现场讨论提问；实践操作能力；实验报告。
学习情境三：
学习领域编号：
三
学习领域课程名称：
金属材料与热处理
讲授单元
名称
学时
1、纯金属的结晶；
0.5
2、合金的相结构；
0.5
3、二元合金相图；
0.5
4、铁碳合金相图；
1.0
5、铸铁的石墨化。
0.5
行动单元
学习领域编号：
三名称：
金属材料的常规热处理
项目名称：
标准金相试样观察
项目
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