西安交通大学铸造合金及其熔炼课程教学大纲一、课程基本信息铸造合金及其熔炼课程名称Foundryalloyand MeltingMATL502902课程编号总学时322课程学分理论：32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团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4-1□4-2□5-1 □5-2材料科学基础，物理化学，材料力学性能先修课程使用教材：教材、参[1]陆文华，李隆盛，黄良余．铸造合金及其熔炼．北考书及其京：机械工业出版社，2006.他资料参考教材：[1]陈宗民，于文强，铸造金属凝固原理．北京：北京大学出版社，2016二、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主要分为两部分内容：铸造合金（铸铁、铸钢）及其熔炼，在铸铁合金及其熔炼部分中主要包括铸铁的结晶及组织的形成、灰铸铁、球墨铸铁、螺墨铸铁、可锻铸铁和特种性能铸铁以及铸铁熔炼部分：在铸钢部分中主要包括铸造碳钢、低合金钢、高合金钢及其熔炼。在每种材质中主要包括其特点及其铸造性能等的介绍和主要合金元素对其组织及性能的影响。在熔炼部分中主要包括冲天炉熔炼、电弧炉熔炼和感应电炉熔炼等。在课程教学过程中，要求教师既要给学生讲授不同铸铁、铸钢合金的基本组
西安交通大学铸造合金及其熔炼课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 铸造合金及其熔炼 Foundry alloy and Melting 课程编号 MATL502902 课程学分 2 总学时 32 学时分配 理论: 32 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, 物理化学，材料力学性能 教材、参 考书及其 他资料 使用教材： [1] 陆文华，李隆盛，黄良余. 铸造合金及其熔炼. 北 京：机械工业出版社，2006. 参考教材： [1]陈宗民，于文强，铸造金属凝固原理. 北京：北京大 学出版社，2016. 二、课程目标及学生应达到的能力 2.1 课程的基本要求 本课程主要分为两部分内容：铸造合金（铸铁、铸钢）及其熔炼，在铸铁 合金及其熔炼部分中主要包括铸铁的结晶及组织的形成、灰铸铁、球墨铸铁、蠕 墨铸铁、可锻铸铁和特种性能铸铁以及铸铁熔炼部分；在铸钢部分中主要包括铸 造碳钢、低合金钢、高合金钢及其熔炼。在每种材质中主要包括其特点及其铸造 性能等的介绍和主要合金元素对其组织及性能的影响。在熔炼部分中主要包括冲 天炉熔炼、电弧炉熔炼和感应电炉熔炼等。 在课程教学过程中，要求教师既要给学生讲授不同铸铁、铸钢合金的基本组
相构成及主要合金元素对组织和性能作用机制等基础理论知识，还要强调基于铸造钢铁合金性能优化的各种熔炼方法及实际应用，让学生从铸造合金的服役工况出发，结合合金的相应性能特点，从而选择出相应的合金成分体系及熔炼方法，锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程训练，使学生能对典型铸造合金的显微组织进行观察分析，了解和掌握不同铸造合金的主要化学成分、铸造性能及相关铸造缺陷产生原因及预防控制措施等。通过文献综述和实际应用调研训练，使学生了解铸铁、铸钢合金的最新研究动态及存在的主要问题，建立终身学习的意识，并掌握查阅文献资料的能力，不断追求最新的知识理论，进一步发展和完善知识体系。结合金属材料科学的发展前沿，锻炼学生发现问题、解决问题的创新能力。通过该课程的系统学习，要求学生掌握铸造合金（铸铁、铸钢）主要化学成分、组相构成与相关性能，掌握铸造合金材料的成分设计、熔炼工艺流程，重点掌握几种常用铸造合金材料（灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、碳钢、高锰钢和不锈钢）的组相构成、熔炼工艺、性能与应用，在此基础上熟悉实际工程问题中的选材原则。要求学生掌握铸造合金的铸造性能及力学性能特征，在此基础上熟悉掌握铸造合金的力学性能特点与熔炼制备方法，了解不同铸造合金成分设计原则和选材思路。课程组织学生分组讨论，每一组1名组长和组员（不超过2人），共同完成老师布置的工程实际问题，并以PPT讨论的形式，锻炼学生查阅文献资料和对实际应用调研的能力，以及培养对铸造合金可持续性开发应用的评价能力。2.2课程的目标及学生应该达到的能力（1）铸造合金领域基础知识理解能力掌握铸造合金（铸铁、铸钢）的组相构成特点，熟悉各类典型陶瓷材料（包括灰铸铁、球墨铸铁、螺墨铸铁、碳钢、高锰钢和不锈钢等）的组织与力学性能特点异同，并熟练掌握铸铁、铸钢的显微组织观察方法和熔炼工艺方法，了解典型铸铁和铸钢合金的铸造性能特点及相关力学性能的不同之处。（2）材料与工艺设计与创新能力基于铸造合金（铸铁、铸钢）材料化学成化体系构成单元及组织特征，掌握全流程、全周期的制备工艺流程，设计出不同典型服役工况下的相应铸造合金材料部件或产品，了解各种因素，如化学成分，熔炼工艺、炉前处理技术、热处理
相构成及主要合金元素对组织和性能作用机制等基础理论知识，还要强调基于铸 造钢铁合金性能优化的各种熔炼方法及实际应用，让学生从铸造合金的服役工况 出发，结合合金的相应性能特点，从而选择出相应的合金成分体系及熔炼方法， 锻炼学生理论结合实际的能力。通过实验课程训练，使学生能对典型铸造合金的 显微组织进行观察分析，了解和掌握不同铸造合金的主要化学成分、铸造性能及 相关铸造缺陷产生原因及预防控制措施等。通过文献综述和实际应用调研训练， 使学生了解铸铁、铸钢合金的最新研究动态及存在的主要问题，建立终身学习的 意识，并掌握查阅文献资料的能力，不断追求最新的知识理论，进一步发展和完 善知识体系。结合金属材料科学的发展前沿，锻炼学生发现问题、解决问题的创 新能力。 通过该课程的系统学习，要求学生掌握铸造合金（铸铁、铸钢）主要化学成 分、组相构成与相关性能，掌握铸造合金材料的成分设计、熔炼工艺流程，重点 掌握几种常用铸造合金材料（灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、碳钢、高锰钢和不 锈钢）的组相构成、熔炼工艺、性能与应用，在此基础上熟悉实际工程问题中的 选材原则。要求学生掌握铸造合金的铸造性能及力学性能特征，在此基础上熟悉 掌握铸造合金的力学性能特点与熔炼制备方法，了解不同铸造合金成分设计原则 和选材思路。课程组织学生分组讨论，每一组 1 名组长和组员（不超过 2 人）， 共同完成老师布置的工程实际问题，并以 PPT 讨论的形式，锻炼学生查阅文献资 料和对实际应用调研的能力，以及培养对铸造合金可持续性开发应用的评价能力。 2.2 课程的目标及学生应该达到的能力 （1）铸造合金领域基础知识理解能力 掌握铸造合金（铸铁、铸钢）的组相构成特点，熟悉各类典型陶瓷材料（包 括灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、碳钢、高锰钢和不锈钢等）的组织与力学性能 特点异同，并熟练掌握铸铁、铸钢的显微组织观察方法和熔炼工艺方法，了解典 型铸铁和铸钢合金的铸造性能特点及相关力学性能的不同之处。 （2）材料与工艺设计与创新能力 基于铸造合金（铸铁、铸钢）材料化学成化体系构成单元及组织特征，掌握 全流程、全周期的制备工艺流程，设计出不同典型服役工况下的相应铸造合金材 料部件或产品，了解各种因素，如化学成分，熔炼工艺、炉前处理技术、热处理
制度等对部件系统的组织及相关性能的影响机制支撑毕业要求指标点3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的影响。（3）复杂工程问题分析能力基于不同典型铸造合金成分及组织状态，掌握具有不同组织及性能特点的铸造合金（铸铁、铸钢）的适应服役工况。能够基于所学课程知识及通过文献查新或检索调研分析，不仅能够验证现有合金组织及性能特征，而且还能针对相近典型服役部件的工作所需性能要求，提出有效的解决方案，培养学生解决实际工程问题的设计能力。支撑毕业要求指标点4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题，通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。课程目标与专业毕业要求的关联关系毕业要求356781012491112课程目标课程目标 1M课程目标2课程目M标3注：1,2,312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、教学内容简介序号参考学时章节名称知识点铁-碳双重相图、碳当量、11.绪论2共晶度、一次结晶、二次结晶。2.灰铸铁石墨形态、力学性能、减2.1金相组织和力学性能震、减摩性能、孕育处理、1的特点炉料遗传性、气体的影322.2影响铸铁组织的因素响、化学成分的影响、铸2.3灰铸铁的铸造性能件模数、流动性、收缩特2.4灰铸铁的热处理性、铸造应为、退火、灰口铸铁牌号
制度等对部件系统的组织及相关性能的影响机制 支撑毕业要求指标点 3-1：掌握材料单元、部件、系统或工艺在全周期、全 流程设计/开发的基本方法和技术，了解各种因素对材料设计目标和技术方案的 影响。 （3）复杂工程问题分析能力 基于不同典型铸造合金成分及组织状态，掌握具有不同组织及性能特点的铸 造合金（铸铁、铸钢）的适应服役工况。能够基于所学课程知识及通过文献查新 或检索调研分析，不仅能够验证现有合金组织及性能特征，而且还能针对相近典 型服役部件的工作所需性能要求，提出有效的解决方案，培养学生解决实际工程 问题的设计能力。 支撑毕业要求指标点 4-1：基于材料科学原理，针对材料领域复杂工程问题， 通过文献检索调研、分析现有或相近问题的解决方案。 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 M 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 序号 章节名称 知识点 参考学时 1 1.绪论 铁-碳双重相图、碳当量、 共晶度、一次结晶、二次 结晶。 2 2 2.灰铸铁 2.1 金相组织和力学性能 的特点 2.2 影响铸铁组织的因素 2.3 灰铸铁的铸造性能 2.4 灰铸铁的热处理 石墨形态、力学性能、减 震、减摩性能、孕育处理、 炉料遗传性、气体的影 响、化学成分的影响、铸 件模数、流动性、收缩特 性、铸造应为、退火、灰 口铸铁牌号 3
3.强韧铸铁石墨形态、力学性能、化3.1球墨铸铁学成分、凝固特点、热处理（退火、正火）特点、3.2螺墨铸铁球化处理及方法、蠕化处3.3可锻铸铁53理、反球化、可锻铸铁分类及热处理特点、铸造性能及缺陷预防、强韧铸铁牌号4.特种性能铸铁特种铸铁定义、石墨及基4.1减摩铸铁体对减摩性能影响主、冷4.2冷硬铸铁硬铸铁、相对耐磨性、白口铁组织特征、铬系铸铁4.3抗磨铸铁5.54组织及性能特点、氧化过4.4耐热铸铁程、PB值、合金元素对抗4.5耐蚀铸铁氧化性的影响、耐蚀性能特点5.铸铁的熔炼冲天炉熔炼原理、氧化还55.1冲天炉熔炼原区、炉气分布区、感应15.2感应电炉熔炼电炉工作原理、熔炼特点6.铸造碳钢铸钢与铸铁的区别、碳钢6.1铸造碳钢的结晶过程性能与应用、主要化学成和铸态组织分、结晶过程、铸态组织、6.2.碳钢铸件的热处理、金退火、正火、气体与夹杂56相组织和力学性能物对力学性能的影响、壁6.3.影响铸造碳钢力学性厚效应、氢脆、铸造性能能的主要因素（流动性、收缩率、热裂6.4碳钢的铸造性能和焊倾向和冷裂倾向）、焊接接性能性能7.铸造低合金钢低合金钢定义、铬锰镍在7.1铬系、锰系、镍系等低钢中的作用、稀土在钢中合金钢的作用、合金钢高强高韧7.2微量合金化钢化途径、铸造性能、热处377.3抗磨用铸造低合金钢理、焊接性能。及热处理7.4低合金钢的铸造性能及焊接性能高合金钢定义、化学成8.铸造高合金钢8.1高锰钢分、组织、水韧处理、加8.2不锈钢工硬化机制、主要化学成分（碳、锰）在钢中的作8.3抗磨耐蚀钢688.4耐热钢用、铸造性能、孕育和变质、合金化、时效强化、铬与镍在耐蚀钢的作用
3 3.强韧铸铁 3.1 球墨铸铁 3.2 蠕墨铸铁 3.3 可锻铸铁 石墨形态、力学性能、化 学成分、凝固特点、热处 理（退火、正火）特点、 球化处理及方法、蠕化处 理、反球化、可锻铸铁分 类及热处理特点、铸造性 能及缺陷预防、强韧铸铁 牌号 5 4 4.特种性能铸铁 4.1 减摩铸铁 4.2 冷硬铸铁 4.3 抗磨铸铁 4.4 耐热铸铁 4.5 耐蚀铸铁 特种铸铁定义、石墨及基 体对减摩性能影响主、冷 硬铸铁、相对耐磨性、白 口铁组织特征、铬系铸铁 组织及性能特点、氧化过 程、PB 值、合金元素对抗 氧化性的影响、耐蚀性能 特点 5.5 5 5.铸铁的熔炼 5.1 冲天炉熔炼 5.2 感应电炉熔炼 冲天炉熔炼原理、氧化还 原区、炉气分布区、感应 电炉工作原理、熔炼特点 1 6 6.铸造碳钢 6.1 铸造碳钢的结晶过程 和铸态组织 6.2.碳钢铸件的热处理、金 相组织和力学性能 6.3.影响铸造碳钢力学性 能的主要因素 6.4 碳钢的铸造性能和焊 接性能 铸钢与铸铁的区别、碳钢 性能与应用、主要化学成 分、结晶过程、铸态组织、 退火、正火、气体与夹杂 物对力学性能的影响、壁 厚效应、氢脆、铸造性能 （流动性、收缩率、热裂 倾向和冷裂倾向）、焊接 性能 5 7 7.铸造低合金钢 7.1 铬系、锰系、镍系等低 合金钢 7.2 微量合金化钢 7.3 抗磨用铸造低合金钢 及热处理 7.4 低合金钢的铸造性能 及焊接性能 低合金钢定义、铬锰镍在 钢中的作用、稀土在钢中 的作用、合金钢高强高韧 化途径、铸造性能、热处 理、焊接性能。 3 8 8.铸造高合金钢 8.1 高锰钢 8.2 不锈钢 8.3 抗磨耐蚀钢 8.4 耐热钢 高合金钢定义、化学成 分、组织、水韧处理、加 工硬化机制、主要化学成 分（碳、锰）在钢中的作 用、铸造性能、孕育和变 质、合金化、时效强化、 铬与镍在耐蚀钢的作用 6
9.炼钢电弧炉工作原理和特点、9.1电弧炉炼钢有芯和无芯感应熔炼、炉1. 599.2感应电炉炼钢处精炼目的和原理9.3钢的炉外精炼四、教学安排详表教学方式对课程目教学要求章节学时教学内容（授课、实（知识要求及能标的支撑顺序分配验、上机、关系力要求)讨论）讲述Si对Fe-C二元掌握Fe-C-Si相相图共晶、共析点及图的特点：掌握区域的影响；碳当量碳当量及共晶度及共晶度在铸造合金应用及意义；了课程目标第一章授课2中的作用和意义；一1解本课程开设的次结晶和二次结晶过主要目标和意程的热力学和动力学义：增加学生对过程。专业的认同感。掌握复杂工况下灰口铸铁组织特征、使用灰口铸铁成性能特点以及影响其分-孕育处理-组组织的因素；孕育处织-性能之间的理目的及方法；灰口相互关系；针对铸铁的铸造性能及热课程目标处理。典型应用工况，2第二章授课3能够掌握选择合课程目标适的合金体系并3制定相应制备工艺，在材料成分选择和制备工艺设计中体现学生的创新意识。球墨铸铁的性能特点掌握典型工况下及应用、化学成分的所使用球墨铸选定、熔炼要求、孕铁、蠕墨铸铁和育和球化处理；球墨可锻铸铁的成分铸铁的、凝固特点、一炉前处理-组织课程目标铸造性能、常见缺陷一性能之间的相授课2第三章及防止；球墨铸铁热互关系；掌握三5课程目标处理；蠕墨铸铁组织种铸铁的制备工3和性能特点、化学成艺及热处理流程分选择及以对熔炼的和目的；掌握预防铸造缺陷产生要求；蠕墨铸铁炉前常见缺陷的方处理及控制、铸造性法。能、常见缺陷及应用；
9 9.炼钢 9.1 电弧炉炼钢 9.2 感应电炉炼钢 9.3 钢的炉外精炼 电弧炉工作原理和特点、 有芯和无芯感应熔炼、炉 处精炼目的和原理 1.5 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 讲述 Si 对 Fe-C 二元 相图共晶、共析点及 区域的影响；碳当量 及共晶度在铸造合金 中的作用和意义；一 次结晶和二次结晶过 程的热力学和动力学 过程。 2 授课 掌握 Fe-C-Si 相 图的特点；掌握 碳当量及共晶度 应用及意义；了 解本课程开设的 主要目标和意 义；增加学生对 专业的认同感。 课程目标 1 第二章 灰口铸铁组织特征、 性能特点以及影响其 组织的因素；孕育处 理目的及方法；灰口 铸铁的铸造性能及热 处理。 3 授课 掌握复杂工况下 使用灰口铸铁成 分-孕育处理-组 织-性能之间的 相互关系；针对 典型应用工况， 能够掌握选择合 适的合金体系并 制定相应制备工 艺，在材料成分 选择和制备工艺 设计中体现学生 的创新意识。 课程目标 2 课程目标 3 第三章 球墨铸铁的性能特点 及应用、化学成分的 选定、熔炼要求、孕 育和球化处理；球墨 铸铁的、凝固特点、 铸造性能、常见缺陷 及防止；球墨铸铁热 处理；蠕墨铸铁组织 和性能特点、化学成 分选择及以对熔炼的 要求；蠕墨铸铁炉前 处理及控制、铸造性 能、常见缺陷及应用； 5 授课 掌握典型工况下 所使用球墨铸 铁、蠕墨铸铁和 可锻铸铁的成分 -炉前处理-组织 -性能之间的相 互关系；掌握三 种铸铁的制备工 艺及热处理流程 和目的；掌握预 防铸造缺陷产生 常见缺陷的方 法。 课程目标 2 课程目标 3
可锻铸铁的分类、组织及用途、制备方法、工艺特点；可锻铸铁的热处理、石墨化原理、加速石墨化的措施、常见缺陷及防止。针对特种铸铁典特种铸铁的分类及定型应用工况，掌义；石墨及基体对减摩铸铁性的影响；冷握选择合适的合硬铸铁的化学成分、金体系并制定相应制备工艺，在获得、组织特点及应用；抗磨铸铁的分类、材料成分调控和组织性能特点、热处制备工艺设计中体现创新意识；理及应用：耐热铸铁课程目标让学生在了解不及耐蚀铸铁的耐氧化2授课第四章5.5同特种铸铁的典腐蚀的原理、影响因讨论课程目标型复杂服役环境素及常见成分体系。3的同时，能够结合不同工作场合、社会需求，掌握特种铸铁的成分-工艺-组织-性能设计基本原理，得到有效结论。冲天炉熔炼的基本要掌握冲天炉和感求、基本结构、炉气应熔炼炉的原及炉温的分布特征：理、结构、效率感应电炉的基本工作等差异：掌握当原理、基本结构及熔前两种熔炼方法课程目标的优缺点及随着炼特点。1第五章授课1课程目社会工业水平的标2进步，能够正确评价这两种熔炼方法对服役环境、社会可持续发展的影响。铸钢与铸铁优缺点；掌握典型工况下铸造碳钢的性能及应铸造碳钢成分-课程目标用、化学成分及使用铸造工艺-组织-2授课第六章温度；铸造碳钢的结性能之间的相互5课程目标关系；掌握碳钢晶过程、组织特征、3热处理工艺；铸造碳的主要成分体系钢的化学成分、气体及热处理方法；
可锻铸铁的分类、组 织及用途、制备方法、 工艺特点；可锻铸铁 的热处理、石墨化原 理、加速石墨化的措 施、常见缺陷及防止。 第四章 特种铸铁的分类及定 义；石墨及基体对减 摩铸铁性的影响；冷 硬铸铁的化学成分、 获得、组织特点及应 用；抗磨铸铁的分类、 组织性能特点、热处 理及应用；耐热铸铁 及耐蚀铸铁的耐氧化 腐蚀的原理、影响因 素及常见成分体系。 5.5 授课讨论 针对特种铸铁典 型应用工况，掌 握选择合适的合 金体系并制定相 应制备工艺，在 材料成分调控和 制备工艺设计中 体现创新意识； 让学生在了解不 同特种铸铁的典 型复杂服役环境 的同时，能够结 合不同工作场 合、社会需求， 掌握特种铸铁的 成分-工艺-组织 -性能设计基本 原理，得到有效 结论。 课程目标2 课程目标3 第五章 冲天炉熔炼的基本要 求、基本结构、炉气 及炉温的分布特征； 感应电炉的基本工作 原理、基本结构及熔 炼特点。 1 授课 掌握冲天炉和感 应 熔 炼 炉 的 原 理、结构、效率 等差异；掌握当 前两种熔炼方法 的优缺点及随着 社会工业水平的 进步，能够正确 评价这两种熔炼 方 法 对 服 役 环 境、社会可持续 发展的影响。 课程目标 1 课程目 标 2 第六章 铸钢与铸铁优缺点； 铸造碳钢的性能及应 用、化学成分及使用 温度；铸造碳钢的结 晶过程、组织特征、 热处理工艺；铸造碳 钢的化学成分、气体 5 授课 掌握典型工况下 铸造碳钢成分- 铸造工艺-组织- 性能之间的相互 关系；掌握碳钢 的主要成分体系 及热处理方法； 课程目标2 课程目标3
和非金属夹杂物、铸掌握预防铸造碳钢的铸造性能；件壁厚对其力学性能掌握铸造碳钢力的影响；铸造碳钢的学性能主要影响铸造性能及焊接性能。因素及原因；了解铸造碳钢的焊接性能。锰、铬、镍元素铸造掌握典型应用工低合金钢中作用；低况下铸造低合金合金高强度铸钢获得钢的主要化学成途径微量合金化铸分-热处理工艺-钢的设计原则；抗磨组织-性能之间用铸造低合金钢的种的相互关系；针对不同组元低合类；低合金钢的热处金钢的应用工理工艺制度、铸造性课程目标况，能够掌握选能的影响及焊接性2授课第七章能。3择合适的合金体课程目标系的基本原则，3并能制定相应的热处理工艺，让学生在材料成分（如单一系和多元系）选择和制备工艺设计中能够体现创新意识。铸造高合金钢与特种掌握特种工况下铸铁性能的主要区所使用的不同高别；高锰钢碳-锰含合金钢（如高锰理、热处理、性能及钢、不锈钢和耐应用；高锰钢的加工热钢）成分-热处理工艺-组织-性硬化机理；化学成分对高锰钢性能的影能之间的相互关系；培养学生如课程目标响；高锰钢性能提高2授课途径及铸造性能；不何设计第八章6锈钢耐蚀原理、化学讨论针对不同服役环课程目标境下所需不同性成分及性能；合金元3能的相应合金钢素对钢组织的影响；体系化学成分、不锈钢性能提高途径、铸造性能及应用热处理工艺制度范围；抗磨耐蚀钢种等，能够在设计类；铸造耐热钢抗氧中体现学生的创化原理、分类及铸造新意识，使学生性能。能够理解主要化
和非金属夹杂物、铸 件壁厚对其力学性能 的影响；铸造碳钢的 铸造 性能及 焊接性 能。 掌握预防铸造碳 钢的铸造性能； 掌握铸造碳钢力 学性能主要影响 因素及原因；了 解铸造碳钢的焊 接性能。 第七章 锰、铬、镍元素铸造 低合金钢中作用；低 合金高强度铸钢获得 途径；微量合金化铸 钢的设计原则；抗磨 用铸造低合金钢的种 类；低合金钢的热处 理工艺制度、铸造性 能的 影响及 焊接性 能。 3 授课 掌握典型应用工 况下铸造低合金 钢的主要化学成 分-热处理工艺- 组织-性能之间 的相互关系；针 对不同组元低合 金钢的应用工 况，能够掌握选 择合适的合金体 系的基本原则， 并能制定相应的 热处理工艺，让 学生在材料成分 （如单一系和多 元系）选择和制 备工艺设计中能 够体现创新意 识。 课程目标2 课程目标3 第八章 铸造高合金钢与特种 铸铁 性能的 主要区 别；高锰钢碳-锰含 理、热处理、性能及 应用；高锰钢的加工 硬化机理；化学成分 对高 锰钢性 能的影 响；高锰钢性能提高 途径及铸造性能；不 锈钢耐蚀原理、化学 成分及性能；合金元 素对钢组织的影响； 不锈 钢性能 提高途 径、铸造性能及应用 范围；抗磨耐蚀钢种 类；铸造耐热钢抗氧 化原理、分类及铸造 性能。 6 授课讨论 掌握特种工况下 所使用的不同高 合金钢（如高锰 钢、不锈钢和耐 热钢）成分-热处 理工艺-组织-性 能之间的相互关 系；培养学生如 何设计 针对不同服役环 境下所需不同性 能的相应合金钢 体系化学成分、 热处理工艺制度 等，能够在设计 中体现学生的创 新意识，使学生 能够理解主要化 课程目标2 课程目标3
学成分及相应工艺制度的关键作用机制。电弧炉工作原理和特掌握电弧炉的工点、有芯和无芯感应作原理、结构和熔炼、炉处精炼目的效率以及与感应和原理。电炉（有芯和无芯）、冲天炉的区别关键特征；让学生清楚炉外精课程目标炼的目的、作用1第九章1. 5授课及在复杂工程应课程目标用当中的重要3性；引导学生能够设计并理解掌握成分-熔炼工艺-组织-性能之间的关系，得到合理有效的结论。五、考核方式及成绩构成5.1考核成绩构成平时：30%（包含：PPT讲述与讨论）期末：70%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程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括PPT讲述及讨论表现成绩，期末考试采用闭卷考核方式。课堂讨论主要培养学生的复杂工程问题分析能力和可持续性开发应用评价能力。在教学过程中，教师以几种典型的实际应用的铸铁、铸钢合金材料为题，将学生分成若干小组，每组3人，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。每组推选出1名组长，负责整个大作业的组织与协调工作，并由组长负责课堂上的汇报工作。两位组员各自负责几项内容，如实际应用情况调研、文献综述、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT制作等，由组长统筹安排各自的
学成分及相应工 艺制度的关键作 用机制。 第九章 电弧炉工作原理和特 点、有芯和无芯感应 熔炼、炉处精炼目的 和原理。 1.5 授课 掌握电弧炉的工 作原理、结构和 效率以及与感应 电炉（有芯和无 芯）、冲天炉的区 别关键特征；让 学生清楚炉外精 炼的目的、作用 及在复杂工程应 用当中的重要 性；引导学生能 够设计并理解掌 握成分-熔炼工 艺-组织-性能之 间的关系，得到 合理有效的结 论。 课程目标 1 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：30%（包含：PPT 讲述与讨论） 期末：70% 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 课程考核采取过程考核与期末考试相结合的方式。过程考核包括 PPT 讲述及 讨论表现成绩，期末考试采用闭卷考核方式。 课堂讨论主要培养学生的复杂工程问题分析能力和可持续性开发应用评价 能力。在教学过程中，教师以几种典型的实际应用的铸铁、铸钢合金材料为题， 将学生分成若干小组，每组 3 人，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。每组推选出 1 名组长，负责整个大作业的组织与协调工作，并由 组长负责课堂上的汇报工作。两位组员各自负责几项内容，如实际应用情况调研、 文献综述、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT 制作等，由组长统筹安排各自的
进度。组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另两位成员分别对自已完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇报的小组进行打分，取平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标2和课程目标3，且两种课程目标的占比分别为40%、60%。另外，在期末考试试题（满分100分）中，有20分对应于课程目标1，考察学生对基础知识的理解能力；有55分对应于课程目标2，考察学生的材料与工艺设计与创新能力：另有25分考察学生对复杂工程问题的分析能力。具体如表5-1所示。表5-1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PPT讲述及讨论课程考试（100分）（100分）课程目标120%40%55%课程目标2（3-1）60%25%课程目标3（4-1）注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。（2）PPT讨论评分标准教师以几种典型的铸造合金为题，每组选择一道自己感兴趣的题目，组员各自负责几项内容，如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT制作等。课堂上，组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另一位成员对自己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。具体如表5-2所示。表5-2课堂PPT讨论评分标准评分标准优良中及格不及格(90-100（80-89分）(70-79(60-74（0-59分）分)分)分)课程目标能够准确、能够准确、能够较为准基本能够表任务完成2清晰地表清晰地表述确、清晰地述小组的任情况较差，小组任务述小组的小组的任务表述小组的务及完成情任务及完及完成情任务及完成况，能够进分配较混
进度。组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另两位成员分别对自 己完成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。主讲教师及班级同学共同为汇 报的小组进行打分，取平均分作为课堂讨论的最终成绩。该环节对应于课程目标 2 和课程目标 3，且两种课程目标的占比分别为 40%、60%。 另外，在期末考试试题（满分 100 分）中，有 20 分对应于课程目标 1，考 察学生对基础知识的理解能力；有 55 分对应于课程目标 2，考察学生的材料与 工艺设计与创新能力；另有 25 分考察学生对复杂工程问题的分析能力。 具体如表 5-1 所示。 表 5-1 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 PPT 讲述及讨论 （100 分） 课程考试 （100 分） 课程目标 1 20% 课程目标 2（3-1） 40% 55% 课程目标 3（4-1） 60% 25% 注明：表格中的百分数是各考核环节对课程目标的贡献比例。 （2）PPT 讨论评分标准 教师以几种典型的铸造合金为题，每组选择一道自己感兴趣的题目，组员各 自负责几项内容，如文献调研、演讲提纲设计及发言材料撰写、PPT 制作等。课 堂上，组长上台代表全组汇报近期工作，汇报结束后，组内另一位成员对自己完 成的工作做简短发言，与班级同学自由讨论。 具体如表 5-2 所示。 表 5-2 课堂 PPT 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 能够准确、 清 晰 地 表 述 小 组 的 任 务 及 完 能够准确、 清晰地表述 小组的任务 及 完 成 情 能够较为准 确、清晰地 表述小组的 任务及完成 基本能够表 述小组的任 务及完成情 况，能够进 任 务 完 成 情况较差， 小 组 任 务 分 配 较 混
乱，取得的成情况，理况，交代清情况，能够行一般的话题讨论，逻效果一般。清已取得楚取得的效进行一般的的效果，对果，对不足话题讨论，辑基本清陈述过程不足之处之处或展望逻辑基本清晰，概念基中存在概或展望应应有一定地晰，概念正本正确，有念的错误，有准确的说明，较为确，有一定一定的说服表述不清，说明，深入深入讨论话力。逻辑混乱，的说服力。话题讨论，题，在与同无法与同与同学之学之间的讨学交流和间有效讨论或者辩论讨论。论或者辩中，逻辑基论，逻辑清本清晰，概晰，概念正念正确，有确，说服力较强的说服力。强。主观能动性课程目标具有强烈具有较强的具有一定的主观能动4的主观能主观能动主观能动般，具有性较低，具性，具有一动性，具有性，具有较一定的文献有较差的较强的文强的文献综定的文献综综述能力和文献综述献综述和述和实际应述能力和实实际应用情和实际应实际应用用情况调研际应用情况况调研能用情况调情况调研能力，能够调研能力，力，对追踪研能力，对材料生产使能力，能够基本能够追基本能够追追踪材料追踪材料踪材料生产踪材料生产用的前沿动生产使用生产使用使用的前沿使用的前沿态一般，对的前沿动的前沿动动态，对材动态，对材材料影响环态较差，对境、社会可态，对材料料影响环料影响环材料影响影响环境、境、社会可境、社会可持续发展认环境、社会社会可持识较浅，具持续发展有持续发展有可持续发续发展有一定的见一定认识，有一定的思展认识基独特的见解，具有较具有一定的考精神。本没有，缺解，表现出为强烈的求求知欲及思乏思考精神。强烈的求知欲及思考考精神。精神。知欲及思考精神。大纲制定者tptle大纲审核者：孙最后修订时间：2020年5月1日
成情况，理 清 已 取 得 的效果，对 不 足 之 处 或 展 望 应 有 准 确 的 说明，深入 话题讨论， 与 同 学 之 间 有 效 讨 论 或 者 辩 论，逻辑清 晰，概念正 确，说服力 强。 况，交代清 楚取得的效 果，对不足 之处或展望 应有一定地 说明，较为 深入讨论话 题，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 较强的说服 力。 情况，能够 进行一般的 话题讨论， 逻辑基本清 晰，概念正 确，有一定 的说服力。 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。 乱，取得的 效果一般。 陈 述 过 程 中 存 在 概 念的错误， 表述不清， 逻辑混乱， 无 法 与 同 学 交 流 和 讨论。 课程目标 4 具 有 强 烈 的 主 观 能 动性，具有 较 强 的 文 献 综 述 和 实 际 应 用 情 况 调 研 能力，能够 追 踪 材 料 生 产 使 用 的 前 沿 动 态，对材料 影响环境、 社 会 可 持 续 发 展 有 独 特 的 见 解，表现出 强 烈 的 求 知 欲 及 思 考精神。 具有较强的 主 观 能 动 性，具有较 强的文献综 述和实际应 用情况调研 能力，能够 基本能够追 踪材料生产 使用的前沿 动态，对材 料 影 响 环 境、社会可 持续发展有 一 定 的 见 解，具有较 为强烈的求 知欲及思考 精神。 具有一定的 主 观 能 动 性，具有一 定的文献综 述能力和实 际应用情况 调研能力， 基本能够追 踪材料生产 使用的前沿 动态，对材 料 影 响 环 境、社会可 持续发展有 一定认识， 具有一定的 求知欲及思 考精神。 主观能动性 一般，具有 一定的文献 综述能力和 实际应用情 况 调 研 能 力，对追踪 材料生产使 用的前沿动 态一般，对 材料影响环 境、社会可 持续发展认 识较浅，具 有一定的思 考精神。 主 观 能 动 性较低，具 有 较 差 的 文 献 综 述 和 实 际 应 用 情 况 调 研能力，对 追 踪 材 料 生 产 使 用 的 前 沿 动 态较差，对 材 料 影 响 环境、社会 可 持 续 发 展 认 识 基 本没有，缺 乏 思 考 精 神。 大纲制定者： 大纲审核者：孙琨 最后修订时间：2020 年 5 月 1 日