到達目標
・機械材料に求められる性質を説明できる。
・基礎的な合金の状態図の見方を理解できる。
・材料選択に必要な基本事項を説明できる。
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 |
| 評価項目1 | 機械材料に求められる性質を理解し、材料試験法を説明できる。 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 機械材料に求められる性質を説明できない。 |
| 評価項目2 | 二元系合金の状態図の見方を理解でき、てこの原理を用いて計算できる。 | 二元系合金の状態図の見方を理解できる。 | 二元系合金の状態図の見方を理解できない。 |
| 評価項目3 | 材料選択に必要な基本事項を説明でき、適切に材料を選択できる。 | 材料選択に必要な基本事項を説明できる。 | 材料選択に必要な基本事項を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
機械技術者にとって、機械部品の要求性能に応じた材料選定を行うことが重要である。そのためには、材料の性質と限界を十分に理解しておく必要がある。本講義では、主に金属材料の本質を理解するための基礎事項を解説し、既存の材料の中から適切に選択・活用できる能力を育成することを目的とする。また、材料の性質の中でも、とくに機械的性質は材料の組織と密接な関係があるため、材料組織の成り立ちについて教授し、機械的性質との関連を理解させる。
授業の進め方・方法:
教科書をベースに授業を進めるが、授業の理解を深めるために補助資料を配布する。授業内容の理解度の把握、応用力の涵養のために演習を行うとともに、知識定着のための課題の提出を求める。
注意点:
後期の内容については、前期の内容をしっかりと理解しておくことが必要である。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
機械材料の機械的性質(1)
機械的性質、弾性と塑性
硬さ試験、衝撃試験 |
機械材料に求められる機械的性質を説明できる。
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| 2週 |
機械材料の機械的性質(2)
応力とひずみ
引張試験（応力－ひずみ曲線） |
引張試験の方法を理解し、応力－ひずみ線図を説明できる。
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| 3週 |
機械材料の機械的性質(3)
曲げ試験、疲労試験
金属顕微鏡による組織観察 |
曲げ試験、疲労試験の方法を説明できる。
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| 4週 |
機械材料の化学と金属学(1)
原子の構造、周期表
イオン結合、共有結合、金属結合 |
原子の構造、結合方式について説明できる。
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| 5週 |
機械材料の化学と金属学(2)
結晶構造
充填率、理論密度
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結晶構造を理解し、充填率および理論密度を計算できる。
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| 6週 |
機械材料の化学と金属学(3)
ミラー指数
面間距離、X線回折 |
位置、方位、面のミラー指数を計算できる。
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| 7週 |
機械材料の化学と金属学(4)
物質の状態変化
全率固溶型状態図 |
相律を説明できる。
全率固溶型状態図の見方を理解できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
機械材料の化学と金属学(5)
共晶型状態図
金属の変形、転位 |
共結型状態図の見方を理解できる。
格子欠陥について説明できる。
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| 10週 |
炭素鋼(1)
鉄鋼ができるまで |
鉄鋼材料の製造方法を説明できる。
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| 11週 |
炭素鋼(2)
純鉄と炭素鋼
純鉄の性質、純鉄の磁気変態 |
純鉄の性質を説明できる。
炭素鋼の基礎を説明できる。
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| 12週 |
炭素鋼(3)
炭素鋼の平衡状態図 |
鉄－炭素系平衡状態図の見方、ミクロ組織との関連が理解できる。
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| 13週 |
炭素鋼(4)
炭素鋼の平衡状態図 |
てこの原理を用いて、各相の割合を計算できる。
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| 14週 |
炭素鋼(5)
熱処理とは
熱処理の種類、恒温変態処理 |
熱処理について理解し、説明できる。
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| 15週 |
期末試験 |
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| 16週 |
期末試験についての解説 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
炭素鋼(7)
一般、溶接構造用圧延鋼材
高張力鋼 |
一般、溶接構造用圧延鋼材について説明できる。
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| 2週 |
炭素鋼(8)
機械構造用炭素鋼鋼材
炭素工具鋼鋼材 |
機械構造用炭素鋼鋼材について説明できる。
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| 3週 |
合金鋼(1)
合金鋼の種類
合金成分の役割 |
合金元素の役割を説明できる。
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| 4週 |
合金鋼(2)
機械構造用合金鋼
工具用合金鋼、高速度工具鋼 |
機械構造用合金鋼について説明できる。
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| 5週 |
合金鋼(3)
耐食鋼 |
耐食鋼について説明できる。
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| 6週 |
合金鋼(4)
軸受鋼
耐熱鋼、ばね鋼 |
軸受鋼について説明できる。
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| 7週 |
鋳鉄(1)
鋳鉄の性質
鋳鉄の組織 |
鋳鉄について説明できる。
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
アルミニウムとその合金(1)
アルミニウムの性質
アルミニウムの製造法 |
アルミニウムの性質・製造法について説明できる。
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| 10週 |
アルミニウムとその合金(2)
アルミニウム合金 |
アルミニウム合金について説明できる。
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| 11週 |
その他の非鉄金属材料(1)
銅合金
チタン合金、マグネシウム合金 |
その他の非鉄金属材料について説明できる。
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| 12週 |
非金属材料(1)
プラスチック、汎用プラスチック
エンジニアリングプラスチック |
プラスチック材料について説明できる。
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| 13週 |
非金属材料(2)
複合材料 |
複合材料について説明できる。
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| 14週 |
非金属材料(3)
セラミックス |
セラミックス材料について説明できる。
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
定期試験についての解説 |
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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 | 材料 | 機械材料に求められる性質を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 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9,後10,後11,後12,後13,後14 |
| 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 | 前2 |
| 硬さの表し方および硬さ試験の原理を説明できる。 | 4 | 前1 |
| 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 | 前1 |
| 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 | 前3 |
| 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 | 前14 |
| 金属と合金の結晶構造を説明できる。 | 4 | 前4,前5,前6 |
| 金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。 | 4 | 前7 |
| 合金の状態図の見方を説明できる。 | 4 | 前7,前9 |
| 塑性変形の起り方を説明できる。 | 4 | 前9 |
| 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 | 前2 |
| 鉄鋼の製法を説明できる。 | 4 | 前10 |
| 炭素鋼の性質を理解し、分類することができる。 | 4 | 前11,後1,後2,後3,後4,後5,後6,後7 |
| Fe-C系平衡状態図の見方を説明できる。 | 4 | 前12,前13 |
| 焼きなましの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
| 焼きならしの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
| 焼入れの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
| 焼戻しの目的と操作を説明できる。 | 4 | 前14 |
評価割合
| 試験 | 課題 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |