《材料失效分析》教学大纲课程名称：材料失效分析课程类别（必修/选修）：必修课程英文名称：MaterialsFailureAnalysis总学时/周学时/学分：32/3/2其中实验/实践学时：0先修课程：高等数学、大学物理、材料科学基础、工程力学或材料力学等后续课程支撑：无损检测技术授课时间：2,4-13周，周二下午5-7节授课地点：松山湖校区6A-310授课对象：2020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：金硕勋/讲师答疑时间、地点与方式：课后答疑、在原上课教室等方式答照课核方式：开卷（V）团卷（）课程论文（）其它（）使用教材：刘瑞堂主编，《机械零件失效分析与实例》哈尔滨工业大学出版社参考教材：庄东汉主编，《材料失效分析》华东理工大学出版社张帆等主编，《材料性能学》上海交通大学出版社钟群鹏主编，《断口学》高等教育出版社课程简介：材料失效分析是金属材料专业一门重要的专业必修课，主要研究材料成型零件的产品质量间题，重点是失效的规律与机理。材料的失效是在特定的工作条件与外界环境下，当其所具备的失效抗力指标不能满足工作要求时发生的，材料失效分析是定量评定产品质量的重要基础，也是保证产品可靠性的重要手殷。本课程将系统学习材料常见失效形式及特征、裂纹与断口分析、材料因素引起的失效、材料加工工艺因素引起的失效、金属材料零件失效分析的思略、零件失效实例分析等内容。通过本课程的学习，使学生掌握各种实际工程材料量常见的各种失效形式的特征及诊断方法，零件失效的各种内外因素，如材料成分、加工工艺过程及服役条件，最终能对金属材料零件的失效实例进行准确的定性及分析1
1 《 材料失效分析 》教学大纲 课程名称： 材料失效分析 课程类别（必修/选修）：必修 课程英文名称：Materials Failure Analysis 总学时/周学时/学分：32/3/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：高等数学、大学物理、材料科学基础、工程力学或材料力学等 后续课程支撑： 无损检测技术 授课时间： 2,4-13 周，周二下午 5-7 节 授课地点：松山湖校区 6A-310 授课对象： 2020 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： 金硕勋/讲师 答疑时间、地点与方式：课后答疑、在原上课教室等方式答疑 课程考核方式：开卷（√）闭卷（）课程论文（）其它（ ） 使用教材：刘瑞堂主编，《机械零件失效分析与实例》哈尔滨工业大学出版社 参考教材：庄东汉主编，《材料失效分析》华东理工大学出版社 张帆等主编，《材料性能学》上海交通大学出版社 钟群鹏主编，《断口学》高等教育出版社 课程简介： 材料失效分析是金属材料专业一门重要的专业必修课，主要研究材料成型零件的产品质量问题，重点是失效的规律与机理。材料的失效是在特定 的工作条件与外界环境下，当其所具备的失效抗力指标不能满足工作要求时发生的，材料失效分析是定量评定产品质量的重要基础，也是保证产品可靠 性的重要手段。本课程将系统学习材料常见失效形式及特征、裂纹与断口分析、材料因素引起的失效、材料加工工艺因素引起的失效、金属材料零件失 效分析的思路、零件失效实例分析等内容。通过本课程的学习，使学生掌握各种实际工程材料最常见的各种失效形式的特征及诊断方法，零件失效的各 种内外因素，如材料成分、加工工艺过程及服役条件，最终能对金属材料零件的失效实例进行准确的定性及分析
课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑：毕业要求支撑毕业要求指标点课程教学目标目标11.了解不同失效现象的微观机理，掌握工程材料（金属材料为主）各种失效形式的特征及诊2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，2-2掌握运用专业基础知识分析金属断方法。识别、表达、并通过文献研究分析金属材料领域的复杂工程问题材料工程问题的能力：以获得有效结论。2.掌握零件失效的各种内外因素，如材料成分、加工工艺过程及服役条件目标213-1能够针对金属材料领域的复杂工1.要求学生在学习过程中打通与前期材料力3.设计/开发解决方案：能够设计针对金属材料制备、加工过程程问题，设计满足特定需求的解决方学、材料科学基础等课程的联系，并注重建立中所涉及的工艺进行设计并制定解决方案，能够在设计环节中体案或工艺流程。与同期和后续其他专业课程之间的联系以及在现创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环4-3能够设计与金属材料工程专业相生产实际中的应用。境等因素。关的分析、测试、检验等实验，对金2.能够从各种实际工程材料最常见的失效现4.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属材料工程相关的复杂工程问题进象出发，运用所学知识进行分析，最终能对金域复杂技术问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并行研究，并通过信息综合得到合理有属材料零件的失效实例进行准确的定性并提出通过信息综合得出合理有效的结论。效的结论。解决方案。目标3:5-2能够应用现代工程工具和信息技|5.使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制备、加工等问培养学生具有主动参与、积极进取、崇尚科学、术工具，对金属材料制备、加工领域题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息探究科学的学习态度和思想意识：养成理论联复杂工程问题进行预测与模拟，并能技术工具，对金属材料工程领域复杂问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。系实际、科学严谨、认真细致、实事求是的科够理解其局限性。2
2 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： 1. 了解不同失效现象的微观机理，掌握工程材 料（金属材料为主）各种失效形式的特征及诊 断方法。 2. 掌握零件失效的各种内外因素，如材料成 分、加工工艺过程及服役条件 2-2 掌握运用专业基础知识分析金属 材料工程问题的能力； 2．问题分析：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金属材料领域的复杂工程问题， 以获得有效结论。 目标 2： 1. 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。 2. 能够从各种实际工程材料最常见的失效现 象出发，运用所学知识进行分析，最终能对金 属材料零件的失效实例进行准确的定性并提出 解决方案。 3-1 能够针对金属材料领域的复杂工 程问题，设计满足特定需求的解决方 案或工艺流程。 4-3 能够设计与金属材料工程专业相 关的分析、测试、检验等实验，对金 属材料工程相关的复杂工程问题进 行研究，并通过信息综合得到合理有 效的结论。 3．设计/开发解决方案：能够设计针对金属材料制备、加工过程 中所涉及的工艺进行设计并制定解决方案，能够在设计环节中体 现创新意识，并综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环 境等因素。 4．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 域复杂技术问题进行研究，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。 目标 3： 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 5-2 能够应用现代工程工具和信息技 术工具，对金属材料制备、加工领域 复杂工程问题进行预测与模拟，并能 够理解其局限性。 5．使用现代工具：能够针对金属材料的设计、制备、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问题进行预测与模拟，并能 够理解其局限性
学态度和职业道德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（线下/混合教学方法作业安排点)师数程目标式)课程概述、失效分析的意义、材料失效目标1分类。课程思政融入点1，中国如何通过讲投金硕勋线下作业一4绪论2,4目标3失效分析来提高高端零件制造水平。过量弹性变形失效、塑性断裂失效、脆目标1材料常见失效形式性断裂失效、表面损伤失效。金硕勋线下讲授作业二54-5及特征重点：塑性断裂失效特征、疲劳失效特目标2征。重点：疲劳损伤三阶段：二次裂纹的萌生与拓展，几种典型的裂纹启裂源光学目标1金硕勋线下:4讲投6-7疲劳断裂分析显微镜与电子显微镜介绍、裂纹分析、目标2断口分析。重点：各类型裂纹的特征，微观断口分析。光学显微镜与电子显微镜介绍、裂纹分目标1讲投金硕勋线下57-8析、断口分析。重点：各类型裂纹的特作业三裂纹与断口分析目标2征，微观断口分析。课程思政融入点2：3
3 学态度和职业道德； 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 （线下/混合 式） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标 2,4 绪论 金硕勋 4 课程概述、失效分析的意义、材料失效 分类。课程思政融入点 1：中国如何通过 失效分析来提高高端零件制造水平。 线下 讲授 作业一 目标 1 目标 3 4-5 材料常见失效形式 及特征 金硕勋 5 过量弹性变形失效、塑性断裂失效、脆 性断裂失效、表面损伤失效。 重点：塑性断裂失效特征、疲劳失效特 征。 线下 讲授 作业二 目标 1 目标 2 6-7 疲劳断裂分析 金硕勋 4 重点：疲劳损伤三阶段；二次裂纹的萌 生与拓展，几种典型的裂纹启裂源光学 显微镜与电子显微镜介绍、裂纹分析、 断口分析。重点：各类型裂纹的特征， 微观断口分析。 线下 讲授 目标 1 目标 2 7-8 裂纹与断口分析 金硕勋 5 光学显微镜与电子显微镜介绍、裂纹分 析、断口分析。重点：各类型裂纹的特 征，微观断口分析。课程思政融入点 2： 线下 讲授 作业三 目标 1 目标 2
结合分析测试手段的演变，认识科学发展进步以及对材料研发的帮助，增强学生的专业自信，让学生深刻认识到学习的意义和价值。重点：材料成分与失效、杂质元素偏聚目标1材料因素引起的失金硕勋讲授线下A与晶界脆化、非金属夹杂物、材料的显9-10效目标2微组织。铸造缺陷与失效、锻造缺陷、热处理缺目标1材料加工工艺因素讲授金硕勋5线下10-11陷与失效、焊接与机械加工缺陷。点：引起的失效目标2铸造缺陷组织，常见热处理缺陷原因。因锻造/热处理/焊接不当造成零件失效目标1零件失效实例分析金硕勋5线下12-13的实例。课程思政融入点3：敢于展现自讲投目标2.32合计课程考核评价依据及成绩比例（%）课程目标支撑毕业要求指标点作业小组展示课程考试52-2520目标一5530目标二3-1, 4-3510目标三5-2154
4 结合分析测试手段的演变，认识科学发 展进步以及对材料研发的帮助，增强学 生的专业自信，让学生深刻认识到学习 的意义和价值。 9-10 材料因素引起的失 效 金硕勋 4 重点：材料成分与失效、杂质元素偏聚 与晶界脆化、非金属夹杂物、材料的显 微组织。 线下 讲授 目标 1 目标 2 10-11 材料加工工艺因素 引起的失效 金硕勋 5 铸造缺陷与失效、锻造缺陷、热处理缺 陷与失效、焊接与机械加工缺陷。重点： 铸造缺陷组织，常见热处理缺陷原因。 线下 讲授 目标 1 目标 2 12-13 零件失效实例分析 金硕勋 5 因锻造/热处理/焊接不当造成零件失效 的实例。课程思政融入点 3：敢于展现自 己。 线下 讲授 目标 1 目标 2 合计 32 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 作业 小组展示 课程考试 目标一 2-2 5 5 20 目标二 3-1，4-3 5 5 30 目标三 5-2 5 15 10
25总计1560100备注：1）根据东范理工学院考试管理规定》第土二条规定：广课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终者接。2）各项考核标准见附件所示。大纲编写时间：2023年2月24日系（部）审查意见：我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。系（部）主任签名：万日期：2023年2月26日5
5 总计 15 25 60 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2023 年 2 月 24 日 系（部）审查意见： 我系已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期：2023 年 2 月 26 日