《热处理工艺学》教学大纲 课程名称：热处理工艺学 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Heat Treatment Technology 总学时/周学时/学分：24/2/1.5 其中实验/实践学时：10 先修课程： 大学物理、材料科学基础、工程力学或材料力学等 授课时间：1-12 周/周三 3、4 节 授课地点：松山湖/6A-402 授课对象：2018 金属材料 1 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 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：《金属热处理工艺学》，夏立芳编，哈尔滨工业大学出版社 教学参考资料：《金属工艺学》，丁德全主编，机械工业出版社；《金属热处理原理》，赵连城主编， 哈尔滨工业大学出版社；《钢的热处理》，刘永铨主编，冶金工业出版社；《金属固态相变原理》， 徐洲、赵连城编，科学出版社。 课程简介： 本课程是高等学校本科金属材料专业的学科基础课，是一门实践性、应用性和综合性很强的课程。 本课程通过介绍金属再加热和冷却过程中固态相变的规律性，以及金属热处理组织与性能之间的关 系，使学生掌握各种热处理工艺的基本原理及对金属组织性能的影响，熟悉主要热处理工艺过程，了 解热处理技术的发展方向、任务和当代热处理工艺科学的进展，为分析、制定热处理工艺和探索发展 新工艺奠定理论和实践基础。 课程教学目标 通过本课程的学习，要求学生达到以下的目标： 一、知识目标： 课程目标 1：了解金属材料热处理的发展史，掌握金属材料热处 理的基本原理，建立金属材料的成分、组织、性能与热处理工艺之间 的联系，掌握金属材料的热处理工艺设计原则等。 二、能力目标： 课程目标 2：掌握钢铁材料预备热处理及淬火、回火工艺的制定 原则；了解钢铁材料的表面淬火及化学热处理规范。 课程目标 3：了解不同热处理工艺和加工对其性能的影响及微观 机制，掌握金属材料（尤其是钢）的不同种类以及对应的组织、性能， 明确宏观规律、物理本质、工程意义和加工工艺方法之间的相互关系， 并能根据性能需求能够分析选择合适的热处理和加工工艺。 课程目标 4：要求学生在学习过程中打通与前期材料力学、材料 科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续其他专业课程之间 的联系以及在生产实际中的应用。 本课程与学生核心能力培养 之间的关联(授课对象为理工 科专业 学生 的课程 填写此 栏）： ☑核心能力 1. 能够将数学、 自然科学、工程基础和金属材 料工程专业知识用于解决复 杂工程问题。； ☑核心能力 2. 能够应用数 学、自然科学和工程科学的基 本原理，识别、表达、并通过 文献研究分析复杂金属材料 工程问题，以获得有效结论； ☑核心能力 3. 能够设计针对 复杂金属材料工程问题的解 决方案，设计满足特定需求的
课程目标 5：能够基于热处理原理，针对金属材料的实际工程应 用，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。 三、素质目标： 1. 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； 2. 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。 系统、单元（部件）或工艺流 程，并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； ☑核心能力 4. 能够基于科学 原理并采用科学方法对复杂 金属材料工程问题进行研究， 包括设计实验、分析与解释数 据、并通过信息综合得到合理 有效的结论； ☑核心能力 5. 能够针对复杂 金属材料工程问题，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，包括对复杂金属材料工程 问题的预测与模拟，并能够理 解其局限性； ☑核心能力 6. 能够基于金属 材料工程相关背景知识进行 合理分析，评价专业工程实践 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； ☑核心能力 7．能够理解和评 价针对复杂金属材料工程问 题的工程实践对环境、社会可 持续发展的影响； □核心能力 8．具有人文社会 科学素养、社会责任感，能够 在工程实践中理解并遵守工 程职业道德和规范，履行责 任； □核心能力 9．能够在多学科 背景下的团队中承担个体、团 队成员以及负责人的角色； ☑核心能力 10．能够就复杂
金属材料工程问题与业界同 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； □核心能力 11．理解并掌握工 程管理原理与经济决策方法， 并能在多学科环境中应用； ☑核心能力 12．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 学时 数 教学的重点、难点、课程思政融入点 教学方式 （线上/线 下） 教学 手段 作业安排 1-2 绪论，金属的加 热 3 重点：传热过程、影响传热系数的因 素，热处理加热时间的确定，金属加 热时的氧化反应和氧化过程，脱碳及 脱碳过程； 课程思政融入点：通过了解中国古代 冶金技术的发展和悠久历史，增强民 族自豪感和自信心。 线上：优学 院 讲 授 线上作业 一，课程 思政作 业：要求 学生查阅 关于古代 冶金技 术、出土 文物的介 绍，加深 对于对热 处理工艺 的认识。 2-3 钢的热处理 3 重点：钢的热处理基本原理，加热、 冷却时的组织转变；难点：奥氏体的 形成，等温转变和连续转变曲线，马 氏体转变。 线上：优学 院 讲 授 线上作业 二 4 退火和正火 2 重点：退火工艺的分类及基本原则， 完全、不完全退火、球化退火、扩散 退火等，掌握钢的正火；难点：退火 线上：优学 院 讲 授 线上作业 三
规范对钢的组织的影响，退火、正火 后的组织性能及工艺缺陷及其区别。 5 淬火及回火 2 重点：淬火的概念及分类，淬火加热 温度和保温时间的确定，钢的淬透性 及其评定。回火的目的、定义、分类、 回火工艺制定的原则。难点：掌握回 火时机械性能的变化、回火脆性及消 除办法。 课程思政融入点：通过了解古代铸剑 过程结合淬火的学习，来从专业的角 度去思考中国古代科技文明的发展， 提高专业自信和民族自豪感。 线上：优学 院 讲 授 线上作业 四， 课程思政 作业：要 求学生查 阅古代铸 剑过程， 了解淬火 的工艺效 果。 6 钢的表面淬火 2 重点：了解钢的表面淬火目的、分类 和应用，掌握表面淬火的工艺原理和 方法。 线上：优学 院 讲 授 7 金属的化学热处 理 2 重点：了解化学热处理基本原理，化 学热处理的基本过程，化学热处理渗 剂及其反应机理，掌握钢的渗碳工艺 及热处理工艺，钢的氮化，碳氮共渗。 课程思政融入点：举例《吴越春秋》、 《天工开物》中记载的关于铸剑和铸 钢的记述，体会热处理中渗碳工艺的 使用。 线上：优学 院 讲 授 课程思政 作业：要 求学生阅 读《吴越 春秋》、 《天工开 物》等相 关古迹的 记载 合计： 14 实践教学进程表 周次 实验项目名称 学时 重点、难点、课程思政融入点 项目类型（验 证/综合/设 计） 教学 手段 8-9 金相虚拟制备实 验 4 加深对不同的热处理工艺将获得不 同的金相组织的理解，观察不同热处 理后的组织形态，并说明各种金相组 织对应的热处理工艺。重点：掌握金 相制样方法，学会磨样、抛光以及金 相显微镜的使用。 课程思政融入点：要求学生处理实验 数据必须坚持实事求实、严谨的科学 态度；要求学生实验过程中主动思考 理论原理，在实验过程中去验证实验 综合 在线平台（润尼 尔），虚拟演示、 动手操作
原理，使理论与实践相辅相成。 10-11 结构钢的热处理 工艺流程及性能 测试虚拟仿真实 验 4 重点：掌握结构钢热处理(退火、正 火、淬火、回火)的操作方法。分析 钢在热处理时含碳量、加热温度、冷 却速度及回火温度等主要因素对钢 热处理后组织与性能的影响。 综合 在线平台（润尼 尔），虚拟演示、 动手操作 12 综合热处理虚拟 实验 2 重点：掌握普通钢热处理(退火、正 火、淬火、回火)的操作方法。分析 钢在热处理时含碳量、加热温度、冷 却速度及回火温度等主要因素对钢 热处理后组织与性能的影响。 综合 在线平台（润尼 尔），虚拟演示、 动手操作 合计： 10 考核方法及标准 考核形式 评价标准 权重 线上考核（优学院） 按照教学进度安排，完成在线查看教学资料、观看视频、完 成作业等项目 30% 在线实验（润尼尔） 1. 评价标准：实验态度，实验报告的规范性、数据分析的准 确性和回答实验思考题的正确性。 2. 要求：准确记录实验数据，按照实验报告要求对实验数据 进行合理分析，回答实验思考题。 20% 出勤及课堂表现 1. 评价标准：线上教学时间和实验教学时间。 2. 要求：按时签到，参加每次上课和实验。三次以上未出勤 者无该成绩。 5% 线上期末考核（闭 卷） 1. 评价标准：试卷参考解答。 2. 要求：能灵活运用所学课程知识，独立、按时完成考试。 45% 大纲编写时间：2020 年 2 月 14 日 系（部）审查意见： 系（部）主任签名： 日期： 年 月 日