到達目標
１．機械材料に求められる性質、金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途について説明できる。
２．機械的性質と試験方法を説明できる。
３．金属と合金の結晶構造と状態変化および凝固過程を説明できる。
４．塑性変形の起り方や加工硬化と再結晶がどのような現象であるかを説明できる。
５．平衡状態図の見方を説明できる。
６．鉄鋼の製法や炭素鋼の性質について説明できる。
７．炭素鋼の熱処理について説明できる。
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 |
| 機械材料に求められる性質 | 機械材料に求められる性質について具体的に説明できる | 機械材料に求められる性質を概ね説明できる | 機械材料に求められる性質を全く説明できない |
| 金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途 | 金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途について具体的に説明できる | 金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を概ね説明できる | 金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を全く説明できない |
| 機械的性質と試験方法 | 引張試験、硬さ試験、衝撃試験、疲労試験、クリープ試験について具体的に説明できる | 機械的性質と試験方法を概ね説明できる | 機械的性質と試験方法を全く説明できない |
| 金属・合金の結晶と状態変化 | 金属と合金の結晶構造と状態変化および凝固過程を具体的に説明できる | 金属と合金の結晶構造と状態変化および凝固過程を概ね説明できる | 金属と合金の結晶構造と状態変化および凝固過程を全く説明できない |
| 金属材料の変形と結晶 | 塑性変形の起り方や加工硬化と再結晶がどのような現象であるか具体的に説明できる | 塑性変形の起り方や加工硬化と再結晶がどのような現象であるか概ね説明できる | 金属材料の変形と結晶について全く説明できない |
| 平衡状態図 | 平衡状態図の見方を具体的に説明できる | 平衡状態図の見方を概ね説明できる | 平衡状態図の見方を全く説明できない |
| 炭素鋼 | 鉄鋼の製法や炭素鋼の性質を具体的に説明できる | 鉄鋼の製法や炭素鋼の性質を概ね説明できる | 鉄鋼の製法や炭素鋼の性質を理解できない |
| 炭素鋼の熱処理 | 焼きなまし、焼きならし、焼入れ、焼戻し等の熱処理の目的と操作を説明できる | 炭素鋼の熱処理について概ね説明できる | 炭素鋼の熱処理について全く説明できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 3-3
説明
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学習・教育到達度目標 6-2
説明
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教育方法等
概要:
機械材料は、ものづくりの基本となる材料の種類や基本的な性質を知る学問です。構造物や装置の設計をする際に、金属、ポリマー、セラミックス、複合材料などから選定するには、これらの材料特性と使用環境を十分に把握しておかねばなりません。本科目では、金属材料を中心に学び、その他の材料についても、出来る限り扱います。
授業の進め方・方法:
授業開始前までに、教科書の該当箇所に目を通して下さい。教科書、参考書及びWeb検索した内容で授業を構成します。授業中は、後で自分が勉強し易くなるように、工夫してノート等をまとめて下さい。金属材料が中心となるので、ポリマー、セラミックス、複合材料については、授業中に扱わなくても、課題にする可能性があります。
注意点:
〇自学について
60時間の授業以外の学修（自学自習）が必要です。
（事前学習）
授業計画及びTeamsのチャネルで進捗を確認し、教科書の該当箇所に目を通しておくと良い。
（事後学習）
復習と宿題をすることを心掛け、WebClassで出席と成績を確認すること。
授業後は、まとめたノート等を使って復習し、課題にも取り組んで下さい。図書館の書籍等も利用して、理解を深めると良いでしょう。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
導入
機械材料の分類と規格
設計と材料選定
材料の試験と検査法 |
機械材料に求められる性質を説明できる
金属材料、非鉄金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる
硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる
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| 2週 |
材料の試験と検査法 |
引張試験の方法を理解し、応力-ひずみ線図を説明できる
降伏、加工硬化、降伏条件式、相当応力、及び体積一定則の塑性力学の基礎概念が説明できる
脆性および靭性の意味を理解し、衝撃試験による粘り強さの試験方法を説明できる
疲労の意味を理解し、疲労試験とS-N曲線を説明できる
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
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| 3週 |
金属の結晶構造とその性質 |
金属と合金の結晶構造を説明できる
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる
塑性変形の起り方を説明できる
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
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| 4週 |
平衡状態図 |
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる
合金の状態図の見方を説明できる
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる
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| 5週 |
平衡状態図 |
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる
合金の状態図の見方を説明できる
鉄鋼の製法を説明できる
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる
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| 6週 |
熱処理 |
熱処理を説明できる
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| 7週 |
熱処理
構造用金属材料 |
熱処理を説明できる
構造用金属材料を説明できる
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| 8週 |
中間試験 |
3rdQの定着度を確認
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| 4thQ |
| 9週 |
答案返却・解説
構造用金属材料 |
構造用金属材料を説明できる
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| 10週 |
構造用金属材料
鋳造用金属材料 |
構造用金属材料を説明できる
鋳造用金属材料を説明できる
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| 11週 |
工具用金属材料 |
工具用金属材料を説明できる
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| 12週 |
耐食材料 |
ステンレス鋼を説明できる
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| 13週 |
耐食材料
耐熱金属材料 |
ステンレス鋼を説明できる
高温酸化、クリープ現象、拡散速度、耐熱鋼を説明できる
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| 14週 |
耐熱金属材料
特殊機能金属材料 |
高温酸化、クリープ現象、拡散速度、耐熱鋼を説明できる
易融合金、磁性金属材料、形状記憶合金、アモルファス合金を説明できる
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| 15週 |
定期試験 |
4thQの定着度を確認
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| 16週 |
答案返却・解説、まとめ |
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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 | 工作 | 降伏、加工硬化、降伏条件式、相当応力、及び体積一定則の塑性力学の基本概念が説明できる。 | 4 | 後2,後8 |
| 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 後1,後8 |
| 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 | 後1,後8 |
| 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 | 後2,後8 |
| 硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | 後1,後8 |
| 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 | 後2,後8 |
| 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 | 後2,後8 |
| 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 | 後2,後8 |
| 金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 4 | 後3,後8 |
| 金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 4 | 後3,後4,後5,後8 |
| 合金の状態図の見方を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後8 |
| 塑性変形の起り方を説明できる。 | 4 | 後3,後8 |
| 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 | 後3,後8 |
| 鉄鋼の製法を説明できる。 | 4 | 後5,後8 |
| 炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 4 | 後5,後8 |
| Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後8 |
| 焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
| 焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
| 焼入れの目的と操作を説明できる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
| 焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 4 | 後6,後7,後8 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |