金属材料学Ⅱ

科目基礎情報

学校 沼津工業高等専門学校 開講年度 平成31年度 (2019年度)
授業科目 金属材料学Ⅱ
科目番号 2019-68 科目区分 専門 / 必修
授業形態 授業 単位の種別と単位数 履修単位: 1
開設学科 機械工学科 対象学年 3
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 機械・金属材料学 監修:PEL編集委員会 編著:黒田大介
担当教員 井上 聡

到達目標

■炭素鋼
1.鉄鋼の製法を説明できる。
2.炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。
3.Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。
■炭素鋼の熱処理
4.焼きなましの目的と操作を説明できる。
5.焼きならしの目的と操作を説明できる。
6.焼入れの目的と操作を説明できる。
7.焼戻しの目的と操作を説明できる。
■炭素鋼の表面処理
8.鉄鋼の表面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
鉄鋼の製法を説明できる。鉄鋼の製法を詳細に説明できる。鉄鋼の製法を説明できる。鉄鋼の製法を説明できない。
炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。炭素鋼の性質を詳細に理解し、分類することができる。炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。炭素鋼の性質を理解し、分類することができない。
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。Fe-C系平衡状態図の見方を詳細に説明できる。Fe-C系平衡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ない。
焼きなましの目的と操作を説明できる。焼きなましの目的と操作を詳細に説明できる。焼きなましの目的と操作を説明できる。焼きなましの目的と操作を説明できない。
焼きならしの目的と操作を説明できる。焼きならしの目的と操作を詳細に説明できる。焼きならしの目的と操作を説明できる。焼きならしの目的と操作を説明できない。
焼入れの目的と操作を説明できる。焼入れの目的と操作を詳細に説明できる。焼入れの目的と操作を説明できる。焼入れの目的と操作を説明できない。
焼戻しの目的と操作を説明できる。焼戻しの目的と操作を詳細に説明できる。焼戻しの目的と操作を説明できる。焼戻しの目的と操作を説明できない。
鉄鋼の表面処理について説明できる。鉄鋼の表面処理について詳細に説明できる。鉄鋼の表面処理について説明できる。鉄鋼の表面処理について説明できない。

学科の到達目標項目との関係

【本校学習・教育目標(本科のみ)】 2 説明 閉じる

教育方法等

概要:
機械の設計・製作にあたっては適切な材料を選択して使用することが求められる。このため機械材料として広く使用されている鉄鋼材料の基礎から実用炭素鋼までの実用的事項について学習する。 
鉄鋼の製造法、平衡状態図と組織、機械的性質、熱処理などの鉄鋼材料を取り扱う上での基礎的内容について学習し、目的に合った鉄鋼材料の選択と使用ができることを目標とする。
授業の進め方・方法:
講義形式で授業を行なう。授業中の質問は出席番号札により指名する。
注意点:
1.評価については、評価割合に従って行ないます。ただし、適宜再試や追加課題を課し、加点することがあります。
2.中間試験を授業時間内に実施することがあります。
3.公休以外の理由による追試験は行なわない。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 ガイダンス
鉄鋼材料(鉄鋼基礎)
純鉄について説明できる。
Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。
2週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。
Fe-C系平衡状態図にもとづいた組織の説明ができる。
3週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 鉄鋼の製法を説明できる。
4週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 鉄鋼の製法を説明できる。
鋼塊と鋼材、不純物について説明できる。
5週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 鋼の塑性加工と鋼のぜい性について説明できる。
6週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 冷却速度による組織変化について説明できる。
7週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 焼きなましの目的と操作を説明できる。
焼きならしの目的と操作を説明できる。
8週 前期中間試験の答案返却 試験答案の返却・解説と第7週までの学習内容の復習
2ndQ
9週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 焼入れの目的と操作を説明できる。
10週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 焼もどしの目的と操作を説明できる。
11週 鉄鋼材料(鉄鋼基礎) 恒温変態処理について説明できる。
12週 鉄鋼材料(実用炭素鋼) 炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。
実用炭素鋼(一般構造用鋼・機械構造用鋼)について説明できる。
13週 鉄鋼材料(実用炭素鋼) 炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。
実用炭素鋼(工具鋼・軸受け鋼・ばね鋼・その他)について説明できる。
14週 鉄鋼材料(実用炭素鋼) 鉄鋼の表面処理について説明できる(浸炭、窒化)。
15週 鉄鋼材料(実用炭素鋼) 鉄鋼の表面処理について説明できる(高周波焼入れ、ショットピーニング、めっきなど)。
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
基礎的能力数学数学数学整式の加減乗除の計算や、式の展開ができる。3
因数定理等を利用して、4次までの簡単な整式の因数分解ができる。3
分数式の加減乗除の計算ができる。3
実数・絶対値の意味を理解し、絶対値の簡単な計算ができる。3
平方根の基本的な計算ができる(分母の有理化も含む)。3
複素数の相等を理解し、その加減乗除の計算ができる。3
解の公式等を利用して、2次方程式を解くことができる。3
因数定理等を利用して、基本的な高次方程式を解くことができる。3
簡単な連立方程式を解くことができる。3
無理方程式・分数方程式を解くことができる。3
1次不等式や2次不等式を解くことができる。3
恒等式と方程式の違いを区別できる。3
2次関数の性質を理解し、グラフをかくことができ、最大値・最小値を求めることができる。3
分数関数や無理関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
簡単な場合について、関数の逆関数を求め、そのグラフをかくことができる。3
累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。3
指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。3
対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
三角比を理解し、簡単な場合について、三角比を求めることができる。3
一般角の三角関数の値を求めることができる。3
角を弧度法で表現することができる。3
三角関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。3
加法定理および加法定理から導出される公式等を使うことができる。3
三角関数を含む簡単な方程式を解くことができる。3
2点間の距離を求めることができる。3
内分点の座標を求めることができる。3
2つの直線の平行・垂直条件を利用して、直線の方程式を求めることができる。3
簡単な場合について、円の方程式を求めることができる。3
放物線、楕円、双曲線の図形的な性質の違いを区別できる。3
簡単な場合について、不等式の表す領域を求めたり領域を不等式で表すことができる。3
等差数列・等比数列の一般項やその和を求めることができる。3
総和記号を用いた簡単な数列の和を求めることができる。3
不定形を含むいろいろな数列の極限を求めることができる。3
無限等比級数等の簡単な級数の収束・発散を調べ、その和を求めることができる。3
ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。3
平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。3
平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。3
問題を解くために、ベクトルの平行・垂直条件を利用することができる。3
空間内の直線・平面・球の方程式を求めることができる(必要に応じてベクトル方程式も扱う)。3
行列の定義を理解し、行列の和・差・スカラーとの積、行列の積を求めることができる。3
逆行列の定義を理解し、2次の正方行列の逆行列を求めることができる。3
行列式の定義および性質を理解し、基本的な行列式の値を求めることができる。3
線形変換の定義を理解し、線形変換を表す行列を求めることができる。3
合成変換や逆変換を表す行列を求めることができる。3
平面内の回転に対応する線形変換を表す行列を求めることができる。3
簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。3
微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。3
積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。3
合成関数の導関数を求めることができる。3
三角関数・指数関数・対数関数の導関数を求めることができる。3
逆三角関数を理解し、逆三角関数の導関数を求めることができる。3
関数の増減表を書いて、極値を求め、グラフの概形をかくことができる。3
極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。3
簡単な場合について、関数の接線の方程式を求めることができる。3
2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。3
関数の媒介変数表示を理解し、媒介変数を利用して、その導関数を求めることができる。3
不定積分の定義を理解し、簡単な不定積分を求めることができる。3
置換積分および部分積分を用いて、不定積分や定積分を求めることができる。3
定積分の定義と微積分の基本定理を理解し、簡単な定積分を求めることができる。3
分数関数・無理関数・三角関数・指数関数・対数関数の不定積分・定積分を求めることができる。3
簡単な場合について、曲線で囲まれた図形の面積を定積分で求めることができる。3
簡単な場合について、曲線の長さを定積分で求めることができる。3
簡単な場合について、立体の体積を定積分で求めることができる。3
簡単な1変数関数の局所的な1次近似式を求めることができる。3
1変数関数のテイラー展開を理解し、基本的な関数のマクローリン展開を求めることができる。3
オイラーの公式を用いて、複素数変数の指数関数の簡単な計算ができる。3
2変数関数の定義域を理解し、不等式やグラフで表すことができる。3
合成関数の偏微分法を利用して、偏導関数を求めることができる。3
簡単な関数について、2次までの偏導関数を求めることができる。3
偏導関数を用いて、基本的な2変数関数の極値を求めることができる。3
2重積分の定義を理解し、簡単な2重積分を累次積分に直して求めることができる。3
極座標に変換することによって2重積分を求めることができる。3
2重積分を用いて、簡単な立体の体積を求めることができる。3
微分方程式の意味を理解し、簡単な変数分離形の微分方程式を解くことができる。3
簡単な1階線形微分方程式を解くことができる。3
定数係数2階斉次線形微分方程式を解くことができる。3
自然科学物理力学速度と加速度の概念を説明できる。3
平均の速度、平均の加速度を計算することができる。3
直線および平面運動において、2物体の相対速度、合成速度を求めることができる。3
等加速度直線運動の公式を用いて、物体の座標、時間、速度に関する計算ができる。3
平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。3
物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。3
自由落下、及び鉛直投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3
水平投射、及び斜方投射した物体の座標、速度、時間に関する計算ができる。3
物体に作用する力を図示することができる。3
力の合成と分解をすることができる。3
質点にはたらく力のつりあいの問題を解くことができる。3
重力、抗力、張力、圧力について説明できる。3
フックの法則を用いて、弾性力の大きさを求めることができる。3
慣性の法則について説明できる。3
作用と反作用の関係について、具体例を挙げて説明できる。3
運動の法則について説明できる。3
運動方程式を用いた計算ができる。3
簡単な運動について微分方程式の形で運動方程式を立て、初期値問題として解くことができる。3
静止摩擦力がはたらいている場合の力のつりあいについて説明できる。3
最大摩擦力に関する計算ができる。3
動摩擦力に関する計算ができる。3
仕事と仕事率に関する計算ができる。3
物体の運動エネルギーに関する計算ができる。3
重力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
弾性力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
力学的エネルギー保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3
物体の質量と速度から運動量を求めることができる。3
運動量の差が力積に等しいことを利用して、様々な物理量の計算ができる。3
運動量保存則を様々な物理量の計算に利用できる。3
周期、振動数など単振動を特徴づける諸量を求めることができる。3
単振動における変位、速度、加速度、力の関係を説明できる。3
等速円運動をする物体の速度、角速度、加速度、向心力に関する計算ができる。3
万有引力の法則から物体間にはたらく万有引力を求めることができる.3
万有引力による位置エネルギーに関する計算ができる。3
力のモーメントを求めることができる。3
角運動量を求めることができる。3
角運動量保存則について具体的な例を挙げて説明できる。3
剛体における力のつり合いに関する計算ができる。3
重心に関する計算ができる。3
一様な棒などの簡単な形状に対する慣性モーメントを求めることができる。3
剛体の回転運動について、回転の運動方程式を立てて解くことができる。3
専門的能力分野別の専門工学機械系分野力学力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。3
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。3
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。3
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。3
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。3
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。3
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。3
速度の意味を理解し、等速直線運動における時間と変位の関係を説明できる。3
加速度の意味を理解し、等加速度運動における時間と速度・変位の関係を説明できる。3
運動の第一法則(慣性の法則)を説明できる。3
運動の第二法則を説明でき、力、質量および加速度の関係を運動方程式で表すことができる。3
運動の第三法則(作用反作用の法則)を説明できる。3
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。3
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。3
仕事の意味を理解し、計算できる。3
てこ、滑車、斜面などを用いる場合の仕事を説明できる。3
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。3
位置エネルギーと運動エネルギーを計算できる。3
すべり摩擦の意味を理解し、摩擦力と摩擦係数の関係を説明できる。3
運動量および運動量保存の法則を説明できる。3
剛体の回転運動を運動方程式で表すことができる。3
振動の種類および調和振動を説明できる。3
不減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。3
減衰系の自由振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。3
調和外力による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。3
調和変位による減衰系の強制振動を運動方程式で表し、系の運動を説明できる。3

評価割合

試験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90100000100
基礎的能力0000000
専門的能力90100000100
分野横断的能力0000000