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科目の基本情報

開講年度 2017 年度
開講区分 工学部機械工学科 ・専門教育
受講対象学生 学部(学士課程) : 2年次
工学部機械工学科
選択・必修 必修
学科必修
授業科目名 機械材料学及び演習
きかいざいりょうがくおよびえんしゅう
Materials for Mechanical Engineering and Exercises
単位数 2.5 単位
他学部・他研究科からの受講
市民開放授業 市民開放授業ではない
開講学期

後期

開講時間 月曜日 5, 6, 7時限
開講場所

担当教員 川上博士(工学研究科機械工学専攻)

KAWAKAMI, Hiroshi

学習の目的と方法

授業の概要 機械材料は金属材料のことを指すことが多い.金属材料は原子間の金属結合により,目に見える大きさになり,私たちはそれを硬く強い材料として用いている.しかしながら,純金属のままでは高強度構造体を作ることは難しい.金属材料の高強度化手法として,合金化とそのあとに続く熱処理,加工が挙げられる.これらを理解するために,原子レベルの視点で結晶構造,相変態,拡散現象,変形機構,破壊現象などを学ぶ.また,合金に関しては,平衡状態図,顕微鏡組織変化,固溶強化などの強靱化,材料試験法について学ぶ.また,主たる機械材料である鋼(はがね)について,それらの製造法,種類,熱処理と顕微鏡組織との関係,表面硬化法などを学ぶ.
学習の目的 機械材料に要求される性質は,高強度・長寿命である.そのため,金属材料が用いられることが多い. 金属材料メーカーは主たる金属元素に強化元素を添加させた合金を製造し,熱処理などの後処理を行うことで要求性能を満たしている.金属材料の性質を理解する上で忘れてはならないことは,1メートルの大きさをもつ材料であっても,性質に影響を与える構成要素は結晶粒もしくは原子であることである.本講義では,純金属の性質から材料内部でおきるミクロな現象を知ることで,我々が必要とするマクロな性質の発現を理解できるよう学習する.
学習の到達目標 機械設計の材料選択時において必要な材料学分野での基礎知識を習得する.純金属と合金の相異点および熱処理をはじめとする材料強化法の定性的理解,合金系平衡状態図による相変態の定量的評価法と顕微鏡組織との関係および材料の強さに関する材料評価法と破壊形態について専門知識を身につける.
ディプロマ・ポリシー
○ 学科・コース等の教育目標
○ JABEE 関連項目

○ 全学の教育目標
感じる力
  •  感性
  •  共感
  •  倫理観
  •  モチベーション
  • ○主体的学習力
  •  心身の健康に対する意識
考える力
  •  幅広い教養
  • ○専門知識・技術
  •  論理的思考力
  •  課題探求力
  •  問題解決力
  •  批判的思考力
コミュニケーション力
  •  情報受発信力
  •  討論・対話力
  •  指導力・協調性
  •  社会人としての態度
  •  実践外国語力
生きる力
  •  感じる力、考える力、コミュニケーション力を総合した力

授業の方法 講義 演習

授業の特徴

教科書 改訂新版基礎機械材料学(金子純一 ・須藤正俊 ・菅又信 編著 朝倉書店)
参考書 機械材料(打越二爾、東京電機大学出版局),鉄と鉄鋼材料がわかる本(新日本製鐵編,日本実業出版社)
成績評価方法と基準 8割以上の出席を単位取得のための必要条件とする.定期試験において60点以上の成績を合格とする.
オフィスアワー 適宜,対応する 場所:機械棟4F2413室
電子メールによる対応も行う.
受講要件 特に無し.
予め履修が望ましい科目
発展科目 金属材料学
授業改善への工夫 図を多用した説明を多用する.各回において,要点を絞り講義をし,演習にて理解を深めるよう時間構成の工夫をする.
その他 「考える力」=100%

授業計画

キーワード 金属,結晶構造,相変態,合金,平衡状態図,熱処理,鋼
Key Word(s) Metal, Crystalline structure, Transformation, Alloy, Equilibrium diagram, Heat treatment, Steel
学習内容 第1回 金属の構造
第2回 金属結晶の性質
第3回 純金属の相変態
第4回 拡散現象
第5回 合金の熱力学1
第6回 合金の熱力学2
第7回 製鉄と製鋼
第8回 鉄-炭素系平衡状態図
第9回 格子欠陥と転位
第10回 変形と破壊
第11回 材料試験法
第12回 熱処理
第13回 強靭化と表面硬化法
第14回 鉄鋼材料1
第15回 鉄鋼材料2
第16回 定期試験
学習課題(予習・復習)
ナンバリングコード(試行) EN-PROC-2

※最初の2文字は開講主体、続く4文字は分野、最後の数字は開講レベルを表します。 ナンバリングコード一覧表はこちら


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