到達目標
(1)拡散・変態現象を理解し、応力―ひずみ曲線を説明できること。
(2)炭素鋼の状態図・熱処理・材料記号の知識を身に付けること。
(3)特殊鋼、鋳鉄、非鉄金属材料(アルミニウム・銅・チタン・マグネシウム合金)の特徴・材料記号を理解し、表面硬化処理を説明できること。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 材料学Ⅱにおける基礎知識を充分に習得し、様々
な問題を解決するために応用できる。 | 材料学Ⅱにおける基礎知識を充分に習得・理解
し、演習問題を解くことができる。 | 材料学Ⅱにおける基礎知識が習得できていない。 |
評価項目2 | | | |
評価項目3 | | | |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
前期には、金属材料の基礎物性の残りを学習した後、機械材料として最も重要な炭素鋼に関し詳しく学ぶ。後期には、特殊鋼、鋳鉄、非鉄金属材料(アルミニウム・銅・チタン・マグネシウム合金)と表面硬化処理ついて学習し、実用機械材料の基礎力を身に付ける。
授業の進め方・方法:
熱処理や状態図など、応用例を含め教科書の内容を分かりやすく黒板で解説するため、板書をノートに必ず記入し、分からないことは積極的に質問すること。
注意点:
本科(準学士課程):RB2(◎)
既に学んでいる科目: 材料学Ⅰ(2年) 今後学ぶ科目: 材料科学(5年)、生産材料工学・先端材料工学(専攻科)
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
拡散と変態 |
シラバスを理解できる。拡散の機構、拡散速度、アインシュタインの式による拡散解析を説明できる。
|
2週 |
弾性と塑性 |
弾性・塑性変形、引張試験、荷重―伸び曲線、加工硬化を説明できる。
|
3週 |
弾性と塑性 |
真応力、真ひずみ、公称(真)応力―公称(真)ひずみ曲線、引張強さを説明できる。
|
4週 |
弾性と塑性 |
各種材料の応力―ひずみ曲線を説明できる。
|
5週 |
炭素鋼 |
製鉄法、Fe-C系状態図(相の数、純鉄の変態、α、γ、θ)を説明できる。
|
6週 |
炭素鋼 |
Fe-C系状態図(変態点、状態図中の諸反応、炭素鋼の分類)を説明できる。
|
7週 |
炭素鋼 |
γから徐冷する時の組織変化、組織割合からの炭素含有量の計算を説明できる。
|
8週 |
中間試験 |
|
2ndQ |
9週 |
炭素鋼 |
試験の返却と解説。炭素鋼の機械的性質、炭素鋼の熱処理と組織変化を説明できる。
|
10週 |
炭素鋼 |
共析鋼の連続冷却変態(CCT)線図と恒温変態(TTT)線図を説明できる。
|
11週 |
炭素鋼 |
加工硬化、回復・再結晶、焼なまし、焼ならしを説明できる。
|
12週 |
炭素鋼 |
焼入れ、マルテンサイト、硬さ試験を説明できる。
|
13週 |
炭素鋼 |
焼もどし、実用炭素鋼を説明できる。
|
14週 |
炭素鋼 |
実用炭素鋼、材料記号を説明できる。
|
15週 |
まとめ、特殊鋼 |
まとめ。高張力鋼、構造用合金鋼を説明できる。
|
16週 |
|
|
後期 |
3rdQ |
1週 |
炭素鋼 |
構造用合金鋼、工具鋼、高速度鋼を説明できる。
|
2週 |
炭素鋼 |
超硬合金とサーメット、軸受鋼、ばね鋼、耐熱鋼、クリープ現象を説明できる。
|
3週 |
炭素鋼 |
ステンレス鋼を説明できる。
|
4週 |
鋳鉄 |
鋳鉄(鋳鉄の破面と組織、白鋳鉄の凝固過程)を説明できる。
|
5週 |
鋳鉄 |
鋳鉄(ねずみ鋳鉄の凝固過程、鋳鉄の組織と機械的性質)を説明できる。
|
6週 |
鋳鉄 |
各種鋳鉄(ねずみ鋳鉄、チル鋳物、球状黒鉛鋳鉄)を説明できる。
|
7週 |
アルミニウム合金 |
純アルミニウムの特性、時効処理を説明できる。
|
8週 |
中間試験 |
|
4thQ |
9週 |
アルミニウム合金 |
試験の返却と解説を理解できる。Al合金の材料記号、耐食性Al合金を説明できる。
|
10週 |
アルミニウム合金 |
高力Al合金、鋳物用Al合金を説明できる。
|
11週 |
銅合金 |
純銅の特性、Cu合金の材料記号、黄銅を説明できる。
|
12週 |
銅合金、チタン合金 |
洋白、青銅、純チタンの特性を説明できる。
|
13週 |
チタン合金、マグネシウム合金 |
チタン合金と応用例、マグネシウム合金を説明できる。
|
14週 |
表面硬化処理 |
高周波焼入れ、浸炭、窒化を説明できる。
|
15週 |
まとめ、材料試験 |
疲労試験、衝撃試験、まとめを理解できる。
|
16週 |
|
|
モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | |
金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。 | 4 | |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる。 | 4 | |
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | |
脆性および靱性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる。 | 4 | |
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる。 | 4 | |
機械的性質と温度の関係およびクリープ現象を説明できる。 | 4 | |
塑性変形の起り方を説明できる。 | 4 | |
加工硬化と再結晶がどのような現象であるか説明できる。 | 4 | |
鉄鋼の製法を説明できる。 | 4 | |
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 4 | |
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 4 | |
焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼入れの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 課題レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
総合評価割合 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 90 | 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |