西安交通大学先进抗磨材料课程教学大纲一、课程基本信息先进抗磨材料课程名称Advanced Wear Resistant Materials课程编号MATL50340224课程学分1. 5总学时理论：24实验：0上机：0课外：0学时分配（课外学时不计入总学时）口公共课程口通识课程课程类型口学科门类基础课口专业大类基础课口专业核心课国专业选修课口集中实践□1-1□1-2□2-1□2-2□3-1□3-2开课学期团4-1□4-2□5-1□5-2先修课程材料科学基础、材料制备与成形教材、参使用教材：考书及其[1]鲍崇高，《先进抗磨材料》，西安交通大学出版社，他资料2010参考教材：[1]陈华辉，《耐磨材料应用手册》，机械工程师出版社，2012[2]全永昕，《磨擦磨损原理》，浙江大学出版社，1988[3]何奖爱王玉玮，《材料磨损与耐磨材料》，东北大学出版社2002[4]王蕾张静浩，《耐磨材料及其应用》，湖北科学技术出版社2001二、课程目标及学生应达到的能力2.1 课程的基本要求本课程是材料学院“先进材料制备与控制”专业方向本科生选修课程，课程教学目的和任务是掌握材料的多种磨损失效机制，学习各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用，包括合金铸铁材料、合金铸钢材料
西安交通大学先进抗磨材料课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 先进抗磨材料 Advanced Wear Resistant Materials 课程编号 MATL503402 课程学分 1.5 总学时 24 学时分配 理论: 24 实验: 0 上机: 0 课外: 0 （课外学时不计入总学时） 课程类型 公共课程 通识课程 学科门类基础课 专业大类基础课 专业核心课 □√ 专业选修课 集中实践 开课学期 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 □√4-1 4-2 5-1 5-2 先修课程 材料科学基础、材料制备与成形 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： [1]鲍崇高，《先进抗磨材料》，西安交通大学出版社， 2010 参考教材： [1]陈华辉，《耐磨材料应用手册》，机械工程师出版 社，2012 [2]全永昕，《磨擦磨损原理》，浙江大学出版社，1988 [3]何奖爱 王玉玮，《材料磨损与耐磨材料》，东北大 学出版社 2002 [4]王蕾 张静浩，《耐磨材料及其应用》， 湖北科学 技术出版社 2001 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程是材料学院“先进材料制备与控制”专业方向本科生选修课程，课程教学 目的和任务是掌握材料的多种磨损失效机制，学习各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温 材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用，包括合金铸铁材料、合金铸钢材料
陶瓷材料、双金属及陶瓷/金属基复合材料以及表面涂层材料等。通过学习本课程，了解和分析工程材料的主要失效方式，耐磨材料的材料研究和工业应用背景，耐磨材料的磨损性能评价方法，特别是材料的多种磨损失效机制，掌握各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用。2.2课程的目标及学生应该达到的能力（1）掌握金属材料不同磨损机理、材料制备工艺及性能在了解和分析工程材料的主要失效方式基础上，系统掌握金属合金材料磨损失效类型、机理，包括粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损等，以及掌握耐磨合金铸铁、合金铸钢、复合材料等材料制备工艺方法，并认知不同类型耐磨材料的主要性能，能够为不同工况耐磨材料设计、选用奠定基础。(2）基于材料工程相关应用背景分析，增强不同工况耐磨材料选材原则的分析能力能够运用材料科学、耐磨材料的相关知识，对材料在实际应用中的复杂工程问题相关背景进行分析；对不同工况耐磨材料进行科学设计，确定合适的制备工艺，评价选材、制备工艺等对材料工业应用的服役能力，从而提升不同工况耐磨材料选材原则的分析能力支撑毕业要求指标点6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案，增强不同工况耐磨材料选材原则的分析能力。（3）增强认知相关材料工程应用特点和要求，提高工程实践及应用能力建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工程应用观，掌握几种典型材料在生产使用过程中的主要性能要求，掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，具备分析工程应用工况、科学合理选材等工程实践基本能力。支撑毕业要求指标点7-1：建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工程应用观，通过掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，提高工程实践及应用能力。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求3456710122891111课程目标课程目标1课程目L标2课程目M标3
陶瓷材料、双金属及陶瓷/金属基复合材料以及表面涂层材料等。 通过学习本课程，了解和分析工程材料的主要失效方式，耐磨材料的材料研究和 工业应用背景，耐磨材料的磨损性能评价方法，特别是材料的多种磨损失效机制，掌 握各类先进耐磨损、耐腐蚀和耐高温材料的制备工艺、性能研究及其研究进展与应用。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 (1) 掌握金属材料不同磨损机理、材料制备工艺及性能 在了解和分析工程材料的主要失效方式基础上，系统掌握金属合金材料磨损失 效类型、机理，包括粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损等，以及掌握耐磨合金铸铁、合 金铸钢、复合材料等材料制备工艺方法，并认知不同类型耐磨材料的主要性能，能够 为不同工况耐磨材料设计、选用奠定基础。 (2) 基于材料工程相关应用背景分析，增强不同工况耐磨材料选材原则的分析能力 能够运用材料科学、耐磨材料的相关知识，对材料在实际应用中的复杂工程问题 相关背景进行分析；对不同工况耐磨材料进行科学设计，确定合适的制备工艺，评价 选材、制备工艺等对材料工业应用的服役能力，从而提升不同工况耐磨材料选材原则 的分析能力 支撑毕业要求指标点 6-2：基于材料工程的实际应用场景进行合理分析，正确评 价材料工程实践过程和复杂工程问题解决方案，增强不同工况耐磨材料选材原则的分 析能力。 (3) 增强认知相关材料工程应用特点和要求，提高工程实践及应用能力 建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工程应用观，掌握几种典型材 料在生产使用过程中的主要性能要求，掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，具备 分析工程应用工况、科学合理选材等工程实践基本能力。 支撑毕业要求指标点 7-1：建立工程材料使用性能是满足工况应用首要因素的工 程应用观，通过掌握先进耐磨设计、改进的方法和思路，提高工程实践及应用能力。 课程目标与专业毕业要求的关联关系 毕业要求 课程目标 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 课程目 标 1 课程目 标 2 L 课程目 标 3 M
注：1.2.3·12对应于专业认证毕业要求12条。课程目标与专业毕业要求的关联关系用H/M/L标注。三、教学内容简介参考序号章节名称知识点学时1、工程材料失效概念2、过量变形失效21工程材料的主要失效方式3、断裂失效4、腐蚀失效1、磨损的概念2、磨损失效影响因素2金属材料的磨损及其失效机理63、粘着磨损等磨损机理4、磨损失效评定方法普通白口铁抗磨合金铸铁材料镍硬铸铁43铬系耐磨铸铁低合金耐磨钢4A抗磨合金铸钢材料中合金耐磨钢高合金耐磨钢1、陶瓷概念2、陶瓷磨损机理25抗磨陶瓷材料3、耐磨陶瓷应用复合材料概念抗磨复合材料耐磨复合材料设计与制备46耐磨复合材料应用耐磨表面工程材料的选择2抗磨表面工程材料耐磨表面工程材料的制备耐磨表面工程材料的应用
注：1,2,3.12 对应于专业认证毕业要求 12 条。课程目标与专业毕业要求的关联关 系用 H/M/L 标注。 三、教学内容简介 序号 章节名称 知识点 参考 学时 1 工程材料的主要失效方式 1、工程材料失效概念 2、过量变形失效 3、断裂失效 4、腐蚀失效 2 2 金属材料的磨损及其失效机理 1、磨损的概念 2、磨损失效影响因素 3、粘着磨损等磨损机理 4、磨损失效评定方法 6 3 抗磨合金铸铁材料 普通白口铁 镍硬铸铁 铬系耐磨铸铁 4 4 抗磨合金铸钢材料 低合金耐磨钢 中合金耐磨钢 高合金耐磨钢 4 5 抗磨陶瓷材料 1、陶瓷概念 2、陶瓷磨损机理 3、耐磨陶瓷应用 2 6 抗磨复合材料 复合材料概念 耐磨复合材料设计与制备 耐磨复合材料应用 4 7 抗磨表面工程材料 耐磨表面工程材料的选择 耐磨表面工程材料的制备 耐磨表面工程材料的应用 2
教学安排详表四、教学方式幸节学时教学要求（授课、实对课程目标的教学内容顺序分配验、上机、支撑关系（知识要求及能力要求）讨论)了解工程材料失效基本概念，掌握过量变形失效、断课程目标12第一章投课工程材料的主要失效方式裂失效以及腐蚀失效机理及影响。课程目标3增强工程材料失效分析能力。掌工程材料磨损的基本概念，了解工程材料磨损失投课课程目标1效影响因素，掌握粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、第二章金属材料的磨损及其失效机理6课堂作业展课程目标2疲劳磨损等失效机理，了解磨损失效评定方法。示和讨论课程目标3增强工程材料磨损失效形式、内的认知能力。了解普通白口铁、镍硬铸铁材料制备技术和耐磨机投课理，掌握铬系耐磨铸铁、特别是高格合金耐磨铸铁材课程目标2第三章X抗磨合金铸铁材料学生试讲和料成分、组织、制备技术和工程应用优势。课程目标3讨论通过掌握基体、硬质相协调控制提高耐磨性能的原理，提高耐磨合金材料设计、性能评估能力。了解并掌握低合金耐磨钢、中合金耐唐钢、高合金耐投课磨钢材料的成分、组织及制备技术和工程应用优势。课程目标2第四章4课堂作业展抗磨合金铸钢材料课程目标3通过掌握耐磨钢成分、制备工艺控制等，提升耐磨合示和讨金钢材料设计、性能评估能力。了解氧化物、碳化物及氮化物陶瓷材料基本概念、基本方法，掌握陶瓷磨损机理（特别是与金属材料磨损课程目标2第五章2投课抗磨陶瓷材料机理的区别）。课程目标3通过掌握耐磨陶瓷选择、制备工艺控制等，提升耐磨陶瓷材料设计、工程应用能力
四、教学安排详表 章节 顺序 教学内容 学时 分配 教学方式 （授课、实 验、上机、 讨论） 教学要求 （知识要求及能力要求） 对课程目标的 支撑关系 第一章 工程材料的主要失效方式 2 授课 了解工程材料失效基本概念，掌握过量变形失效、断 裂失效以及腐蚀失效机理及影响。 增强工程材料失效分析能力。 课程目标 1 课程目标 3 第二章 金属材料的磨损及其失效机理 6 授课 课堂作业展 示和讨论 掌握工程材料磨损的基本概念，了解工程材料磨损失 效影响因素，掌握粘着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、 疲劳磨损等失效机理，了解磨损失效评定方法。 增强工程材料磨损失效形式、内涵的认知能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第三章 抗磨合金铸铁材料 4 授课 学生试讲和 讨论 了解普通白口铁、镍硬铸铁材料制备技术和耐磨机 理，掌握铬系耐磨铸铁、特别是高格合金耐磨铸铁材 料成分、组织、制备技术和工程应用优势。 通过掌握基体、硬质相协调控制提高耐磨性能的原 理，提高耐磨合金材料设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3 第四章 抗磨合金铸钢材料 4 授课 课堂作业展 示和讨 了解并掌握低合金耐磨钢、中合金耐磨钢、高合金耐 磨钢材料的成分、组织及制备技术和工程应用优势。 通过掌握耐磨钢成分、制备工艺控制等，提升耐磨合 金钢材料设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3 第五章 抗磨陶瓷材料 2 授课 了解氧化物、碳化物及氮化物陶瓷材料基本概念、基 本方法，掌握陶瓷磨损机理（特别是与金属材料磨损 机理的区别）。 通过掌握耐磨陶瓷选择、制备工艺控制等，提升耐磨 陶瓷材料设计、工程应用能力。 课程目标 2 课程目标 3
了解复合材料基本概念、耐磨复合材料类型，掌握复投课课程目标1合材料设计、制备方法及复合材料界面控制等。4第六章抗唐复合材料学生试讲和通过掌握复合材料基体、增强相协调控制提高耐磨复课程目标2讨论合材料性能的原理，提高耐磨复合材料设计、性能评课程目标3估能力。了解表面工程材料基本概念，掌握耐磨表面工程材料喷焊、堆焊、等离子喷涂等的制备技术及工程应用特点。投课课程目标22第七章抗磨表面工程材料通过掌握耐磨表面工程材料的材料、工艺选择及制备课程目标3方法，增强表面工程材料的认知和耐磨表面工程材料的设计、性能评估能力
第六章 抗磨复合材料 4 授课 学生试讲和 讨论 了解复合材料基本概念、耐磨复合材料类型，掌握复 合材料设计、制备方法及复合材料界面控制等。 通过掌握复合材料基体、增强相协调控制提高耐磨复 合材料性能的原理，提高耐磨复合材料设计、性能评 估能力。 课程目标 1 课程目标 2 课程目标 3 第七章 抗磨表面工程材料 2 授课 了解表面工程材料基本概念，掌握耐磨表面工程材料 喷焊、堆焊、等离子喷涂等的制备技术及工程应用特 点。通过掌握耐磨表面工程材料的材料、工艺选择及制备 方法，增强表面工程材料的认知和耐磨表面工程材料 的设计、性能评估能力。 课程目标 2 课程目标 3
五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：50%，（包含：平时作业，课堂讨论，分析报告）期末：50%5.2课程目标的考核环节与评分标准1.课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总课堂讨论主要培养学生沟通交流能力，对应于课程目标3。自学报告主要培养学生终身学习的意识和能力，对应课程目标4。另外，在期末考试试题（满分100分），其中有20分的题目考核学生对复杂工程问题的分析能力，另有20分考察学生设计开发与解决方案的能力。期末试题的评分见试题答案与评分标准。具体如表5-1所示。表7-1课程各教学环节与课程目标达成计算的比例考核与评价方式课程目标平时作业课堂讨论分析报告课程考试*(100分）(100 分)(100分）(100分）80508585课程目标124课程目标 2 15202615课程目标3注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2）*期末考试试题有20分题目对应课程目标1.另有20分题目对应课程目标2，其余60分用于考核学生本课程专业知识掌握情况（因为本课程不要求对工程知识的支撑，剩余60分不列入表5-1。2平时作业与课堂讨论评分标准（1）平时作业评价标准教师在主要章节为学生布置一定数量的作业题目，学生通过课后自学、查阅文献，完成作业，由教师根据评分标准给出分数。表5-2平时作业评分标准评价标准中优良及格不及格（90-100分）(80-89分）（70-79分）（60-69分）(0-59分）
五、考核方式及成绩构成 5.1 考核成绩构成 平时： 50 %，（包含：平时作业，课堂讨论，分析报告） 期末： 50 % 5.2 课程目标的考核环节与评分标准 1. 课程教学与考核环节及其对应的课程目标的汇总 课堂讨论主要培养学生沟通交流能力，对应于课程目标 3。自学报告主要培养 学生终身学习的意识和能力，对应课程目标 4。另外，在期末考试试题（满分 100 分），其中有 20 分的题目考核学生对复杂工程问题的分析能力，另有 20 分考察学 生设计开发与解决方案的能力。期末试题的评分见试题答案与评分标准。具体如表 5-1 所示。 表 7-1 课程各教学环节与课程目标达成计算的比例 课程目标 考核与评价方式 平时作业 （100 分） 课堂讨论 （100 分） 分析报告 （100 分） 课程考试* （100 分） 课程目标 1 80 85 85 50 课程目标 2 15 24 课程目标 3 20 15 26 注明：1）表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。2）*期末考试试题有 20 分题目对应课程目标 1,另有 20 分题目对应课程目标 2，其余 60 分用于考核学生本课程专 业知识掌握情况（因为本课程不要求对工程知识的支撑，剩余 60 分不列入表 5-1。 2 平时作业与课堂讨论评分标准 （1）平时作业评价标准 教师在主要章节为学生布置一定数量的作业题目，学生通过课后自学、查阅文 献，完成作业，由教师根据评分标准给出分数。 表 5-2 平时作业评分标准 评价标准 优 （90-100 分） 良 （80-89 分） 中 （70-79 分） 及格 （60-69 分） 不及格 （0-59 分）
课程按时交作业；按时交作业；按时交作业；基按时交作业；不能按时交目标基本概念正基本概念正本概念正确；论作业；有抄袭基本概念正3确；论述逻辑述清楚，存在少确；存在一些确；论述清楚现象，或存在一些基本概清晰、层次分语言较规范。量错误，语言较错误，论述比明、语言规规范。较清楚。念方面的错范。误，论述混乱。（2）PPT讲述及课堂讨论评分标准教师以不同合金材料磨损机理、高铬合金基体/硬质相协调控制提高耐磨性能以及某种工程材料提升耐磨性能的主要方法和措施等为主题，将学生分成若干小组，通过自主文献调研及课堂汇报的形式，与班级其他同学讨论。表5-3PPT讲述及课堂讨论评分标准评分标准良优中及格不及格（90-100分）（80-89分）（70-79分）（60-74分（0-59分）能够自主查能够自主查阅相基本能够自基本能够自查阅相关文阅相关文献，关文献，具有一主查阅相关主查阅相关献少，文献文献，具有一文献，具有一文献主要内定的文献调研能主要内容归容归纳、总结力;定的文献调定的文献调纳、总结不能力强；能够准确、清晰研能力；够；研能力；能够准确、清地表述主题任务能够较为准基本能够表主题任务完晰地表述主及完成情况，阐确、清晰表述述主题任务成情况较课程目标2题任务及完明取得的效果，主题任务及及完成情况，差，取得的成情况，PPT在与同学之间的完成情况，能够进行一效果一般。内容表述及讨论或者辩论PPT 内容表般的话题讨陈述过程中讨论逻辑清述及讨论过论，逻辑基本存在概念的中，逻辑基本清晰，概念正晰，概念正确，程中逻辑基清晰，概念基错误，逻辑确，有说服有一定的说服本清晰，概念本正确，有一表述不清，力。力。正确，有一定定的说服力。与同学交流和讨论效果的说服力。差。大纲制定者：鲍崇高大纲审核者：孙琨最后修订时间：20199年10月13日
课程 目标 3 按时交作业； 基本概念正 确；论述逻辑 清晰、层次分 明、语言规 范。 按时交作业； 基本概念正 确；论述清楚、 语言较规范。 按时交作业；基 本概念正确；论 述清楚，存在少 量错误，语言较 规范。 按时交作业； 基本概念正 确；存在一些 错误，论述比 较清楚。 不能按时交 作业；有抄袭 现象，或存在 一些基本概 念方面的错 误，论述混 乱。 （2）PPT 讲述及课堂讨论评分标准 教师以不同合金材料磨损机理、高铬合金基体/硬质相协调控制提高耐磨性能 以及某种工程材料提升耐磨性能的主要方法和措施等为主题，将学生分成若干小组， 通过自主文献调研及课堂汇报的形式，与班级其他同学讨论。 表 5-3 PPT 讲述及课堂讨论评分标准 评分标准 优 （90-100 分） 良 （80-89 分） 中 （70-79 分） 及格 （60-74 分） 不及格 （0-59 分） 课程目标 2 能够自主查 阅相关文献， 文献主要内 容归纳、总结 能力强； 能够准确、清 晰地表述主 题任务及完 成情况，PPT 内容表述及 讨论逻辑清 晰，概念正 确，有说服 力。 能够自主查阅相 关文献，具有一 定的文献调研能 力； 能够准确、清晰 地表述主题任务 及完成情况，阐 明取得的效果， 在与同学之间的 讨论或者辩论 中，逻辑基本清 晰，概念正确， 有一定的说服 力。 基本能够自 主查阅相关 文献，具有一 定的文献调 研能力； 能够较为准 确、清晰表述 主题任务及 完成情况， PPT 内容表 述及讨论过 程中逻辑基 本清晰，概念 正确，有一定 的说服力。 基本能够自 主查阅相关 文献，具有一 定的文献调 研能力； 基本能够表 述主题任务 及完成情况， 能够进行一 般的话题讨 论，逻辑基本 清晰，概念基 本正确，有一 定的说服力。 查阅相关文 献少，文献 主要内容归 纳、总结不 够； 主题任务完 成情况较 差，取得的 效果一般。 陈述过程中 存在概念的 错误，逻辑 表述不清， 与同学交流 和讨论效果 差。 大纲制定者：_鲍崇高_ 大纲审核者： 孙 琨 最后修订时间： 2019 年 10 月 13 日