课程代码：16052

学分：4

学时：72

授课时间：第二学期

授课对象：黑色冶金专业大一学生

课程类型：黑色冶金专业基础课程

先修课程: 

金属材料热处理

后续课程: 

黑色冶金专业课

名称

子情境

情境1

认识金属材料

金属的性能

了解金属力学性能，物理性能，化学性能，工艺性能。

1、金属力学性能；

2、金属物理性能化学性能；

3、金属工艺性能。

4

材料结构

了解不同材料的结构

1、认识晶胞，求晶胞参数

2、3种常见晶格类型

3、实际金属的晶体结构

4

金属与合金的结晶

了解纯金属和合金的结晶过程

1、金属晶体结构

2、合金晶体结构

3、金属合金的结晶过程

4

铁碳合金

认识铁碳合金

1、铁碳合金基本组织

2、铁碳合金状态图

3、铁碳相图应用

4

钢铁材料

认识钢和铸铁

1、碳素钢，合金钢

2、铸铁

4

情境2

认识冶金过程中的物理化学知识

冶金过程中的热效应

认识冶金过程中热效应

1、热力学相关概念

2、热力学第一定律

3、化学反应热场效应

4、各种热效应及之间关系

5、冶金过程中热计算

8

化学反应的方向与限度

了解化学反应的方向与限度问题

1、自发反应

2、反应等温方程式

3、化学平衡问题

4、影响化学平衡因素

5、氧化物分解压

8

冶金过程表面现象

学习与冶金相关的表面科学知识

1、表面能与表面张力

2、界面张力与润湿现象

3、液滴表面

4、表面吸附作用

10

化学反应速率

了解冶金过程中化学反应速率

1、速率表示

2、浓度对反应速率的影响

3、温度对反应速率的影响

4、多相反应与扩散

6

情境3

探讨冶金热工基础

气体力学原理

了解与气体相关的原理知识

1、气体平衡方程式

2、气体动力学基础

3、压缩性气体流出

4

燃料及燃烧过程

认识冶金燃料的种类及燃烧特点

1、冶金企业常用燃料

2、燃烧计算

3、了解燃料燃烧过程

4

传热

了解传热原理

1、稳定态导热

2、对流给热

3、辐射传热

4、综合传热

6

耐火材料

了解耐火材料知识

1、冶金炉对耐火材料的要求

2、耐火材料性质

3、常用耐火材料

4、绝热材料

6

1

1

2

金属的力学性能

能力目标：能描述力学性能指标

知识目标：了解力学性能指标：强度，硬度，塑型，冲击韧性，疲劳强度

1、金属力学性能；

2、认识不同指标

课后习题

2

金属材料物化性能及工艺性能

能力目标：会总结金属的使用性能

知识目标：了解技术材料物化性能；了解有哪些工艺性能指标

1. 金属物化性能

2. 铸造性能，锻造性能，焊接性能，切削加工性能

书面总结

2

2

晶体认知

能力目标：会用晶胞参数描述晶体，会计算晶面，晶向

知识目标：了解不同晶胞参数；了解晶向，晶面

1. 晶格常数，晶系等概念

2. 晶面，晶向

晶面晶向计算

2

常见晶体缺陷

能力目标：会总结晶体缺陷

知识目标：认识晶体缺陷种类

1. 点缺陷：空位，置换原子，间隙原子

2. 面缺陷：刃型位错，螺形位错

3.体缺陷：晶界

书面总结

3

2

金属的晶体结构及结晶过程

能力目标：会分析金属结晶条件

知识目标：（1）晶体非晶体区别（2）金属实际晶体结构（3）冷却曲线与过冷度

3. 金属晶体结构

4. 纯金属的结晶过程及结晶后晶粒度

课后相关习题

2

合金的相结构及合金的结晶

能力目标：会通过实验制备出匀晶相图

知识目标：（1）熟悉合金相结构（2）掌握不同合金结晶过程

3. 合金相关概念

4. 二元相图建立

5. 铸锭组织

通过参数绘制匀晶相图

4

2

铁碳合金1

能力目标：会分析铁碳相图特征点

知识目标：认识铁碳合金基本组织及特征点，线，面

1. 铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体，莱氏体

2. 铁碳合金相图

画铁碳相图并标明点线面

2

铁碳合金2

能力目标：能用铁碳相图解决实际问题

知识目标：铁碳合金状态图应用

1. 碳对铁碳合金平衡组织和性能影响

2. 铁碳相图应用

课后论文：铁碳相图在冶炼，浇注，压力加工，热处理方面应用

5

2

工业用钢

能力目标：（1）能描述钢的分类和用途

知识目标：（1）碳素钢（2）合金钢

1. 碳素钢中元素对性能的影响

2. 钢的分类，牌好，用途

钢，铸铁使用报告

2

铸铁

能力目标：（1）能描述常用铸铁的性能差异

知识目标：（1）掌握四种常用铸铁（2）了解石墨化及其影响因素

1. 铸铁分类

2. 铸铁石墨化及影响因素

3. 常用铸铁

2

6

2

热力学基本概念

能力目标：1如数家珍：热力学参数2能区分状态函数和过程函数

知识目标：（1）热力学名词

系统，环境，性质，状态，过程与途径，状态函数，内能，热和功

课后相关习题

2

热力学第一定律

能力目标：（1）能用热力学第一定律解决简单问题（2）用焓变计算等压热

知识目标：（1）热力学第一定律（2）状态函数：焓

热力学第一定律

焓变

7

2

化学反应热效应及各种热效应

能力目标：能够正确区分各种热效应

知识目标：了解不同热效应名称

1. 热化学方程式

2. 生成热，相变热，溶解热

课后习题

2

冶金过程中热计算

能力目标：能计算简单冶金过程中的热

知识目标：盖斯定律

1. 盖斯定律

2. 冶金过程热量计算

课后习题

8

2

自发过程方向与限度

能力目标：能判定反应能否自发进行

知识目标：（1）自由焓及判据（2）自由焓计算

1. 自发反应

2. 自由焓

课后习题

2

等温方程式

能力目标：能用等温方程式解决相关问题

知识目标：分析压力浓度对自由焓影响，多相反应

1. 等温方程式

2. 多相反应的等温方程式

3. 化学反应中该方程式的应用

课后习题

9

2

化学平衡

能力目标：（1）能确定反应的化学平衡常数（2）确定不同因素对平衡的影响

知识目标：（1）化学平衡及常数（2）平衡的影响因素

1. 化学平衡

2. 平衡常数

3. 浓度，压强，温度的影响

课后习题

2

氧化物

能力目标：能计算氧化物的标准生成自由焓与分解压

知识目标：（1）标准自由生成焓（2）分解压

（1）标准自由生成焓（2）分解压

10

2

表面能，表面张力

能力目标：（1）会分析两者之间关系

知识目标：（1）概念

1. 表面能

2. 表面张力

课后习题

2

影响表面张力因素

能力目标：能分析不同因素对表面张力的影响情况

知识目标：（1）不同因素对表面张力的影响（2）附加压力

（1）不同因素对表面张力的影响（2）附加压力

11

2

润湿现象

能力目标：会解释自然界的一些润湿现象

知识目标：了解润湿

1. 润湿现象

2. 杨氏方程

项目报告

2

吸附现象

能力目标：能分析不同情况下的润湿现象

知识目标：了解固液表面的吸附

吸附现象及原理阐释

12

2

微小颗粒表面性质

能力目标：学会探究微小颗粒的表面特征

知识目标：（1）掌握微小液滴饱和蒸气压（2）认识过冷液体

1. 饱和蒸气压

2. 微小颗粒熔点

3. 过冷液体

2

化学反应速率1

能力目标：会用不同参数表示化学反应速率

知识目标：化学反应速率

化学反应速率

课后习题

13

2

化学反应速率2

能力目标：认识到化学反应速率的影响因素

知识目标：（1）浓度对化学反应速率的影响（2）温度对化学反应速率的影响

（1）浓度对化学反应速率的影响（2）温度对化学反应速率的影响

2

多相反应        

能力目标：能合理解释多相反应中的一些现象

知识目标：多相反应，扩散，固液反应

1. 多相反应

2. 扩散

3. 固液反应

名词，现象解释

3

14

2

气体1

能力目标：会描述气体性质

知识目标：（1）气体主要物理性质（2）掌握气体平衡方程式

1. 温度，压力，体积，流动性

2. 气体平衡方程

课后习题

2

气体2

能力目标：分析不同状态下气体的动力来源

知识目标：掌握气体流动状态，分析气体能量

运动气体连续方程

气体能量

伯努利方程

烟囱

15

2

冶金企业常用的燃料

能力目标：能描述冶金生产中常用的燃料种类，性质，用途

知识目标：掌握冶金常用燃料

常用燃料特性

冶金燃料分类，性质，用途

查资料写报告

2

燃烧

能力目标：了解燃烧过程；会简单的燃烧计算

知识目标：（1）燃烧过程（2）燃烧计算

燃烧相关概念

燃烧分析计算

燃烧温度

不同燃料的燃烧过程

计算练习作业

16

2

稳定态导热

能力目标：能够分析不同情况下的导热

知识目标：掌握导热基本定律

1. 傅立叶方程

2. 导热系数

3. 平壁导热

4. 圆筒壁导热

课后习题

2

对流，辐射给热

能力目标：能够分析传热机理

知识目标：掌握不同传热概念及规律

1. 牛顿定律

2. 对流，辐射基本定律

17

2

综合传热

能力目标：能够分析一个传热过程中存在的多种方式

知识目标：认识综合传热

1. 对流辐射同时存在的传热

2. 流体通过固体对另一流体传热

观看网上微课

2

冶金用耐火材料

能力目标：设计耐火材料在冶金炉里的分布

知识目标：（1）掌握耐火材料分类（2）了解耐火材料性质

1. 耐火材料及分类

2. 耐火材料物化性能

课后习题

18

2

常用块状散状耐火材料

能力目标：认识常用的块状耐火材料

知识目标：（1）块状耐火材料（2）散状耐火材料

（1）块状耐火材料（2）散状耐火材料

2

绝热材料

能力目标：认识绝热材料

知识目标：绝热材料

高温，中温，低温绝热材料

素质考评

单项任务考评

10分

20分

60分

10分

考评实施

由指导教师根据学生平时的表现集中考评

由指导教师根据学生完成的作业情况考评

由指导教师出题，以试卷的形式考核学生对应知、应会问题的掌握程度

指导老师每次课点名

考评标准

根据平时工作态度、纪律、表现、团队精神、现场管理等综合情况进行打分（10分）

根据作业内容及要求，对完成情况打分

根据学生对应知专业知识和应会技能进行全面考核，客观地反映出学生学习本课程的真实情况

没有无故旷课（10分）