材料工学特論 - 旭川工業高等専門学校

材料工学特論
科目名
学年・学科等名
単位数・開講期
総時間数
担当教員
JABEE科目
1 学年 生産システム工学専攻
2 単位 後期
90 時間 講義 30 + 自学自習 60
堀川 紀孝
科目コード
P11005
専門的・必修
JABEE関連
教育プログラム科目区分
203基礎工学科目③材料・バイオ系
教育プログラムの学習・教育目標 A-2(80%) D-1(20%)
JABEE基準
d
教 科 書
補 助 教
参
考
名 特に指定はしないが、本科で使用した教科書のほか、下記参考書を推奨する。
材 プリント、材料に関するビデオ
書 機械材料工学(野口徹・中村孝共著、工学図書)
A. 教育目標
構造材料として用いられる金属、高分子、セラミックスの構造と特性について理解するとともに、形状
や加工、使用条件が材料の“つよさ”に与える影響を理解し、使用目的に合わせた材料選択ができるこ
とを目標とする。
B. 概要
材料は工業製品の性能を決める最も基本となるものである。特に強度については軽くて強いものが
求められており、それを実現するために必要な材料の性質について、加工や力学とともに考え理解する。
また、事故に至った部材の破壊事例等を参考に、使用目的や使用条件に合わせた材料の選択につい
て学ぶ。
授業項目
時間
各種材料
(1) 鉄鋼材料と熱処理
炭素鋼・低合金鋼・特殊鋼・鋳鉄
(2) 非鉄金属材料
軽合金、その他の金属
(3) 非金属材料
セラミックス、高分子材料、複合材
料
設計における材料
(1) 強度設計の考え方
(2) 負荷形態・使用環境による材料
選択
(後期末試験)
◆ 自学自習
・予習復習
・課題レポート作成
・定期試験の準備
F.
内
2
主要な機械材料の種類と特性を理解し、説明
できる。
鉄鋼材料の種類と、合金元素添加の効果、特
殊鋼の役割について説明できる。
非鉄金属の特徴を鋼と比較して説明できる。
2
非金属材料の特徴と用途を説明できる。
2
2
設計における材料の選択について考慮すべ
き負荷形態や使用環境について理解し、用
途・形状に応じた最適な材料の選択ができ
る。
4
60
本科で学習した内容との関連も多いため、予
習・復習により授業内容を身につけることが
必要である。また、適宜課す課題および定期
試験の準備を合わせたものとする。
関連科目
化学、物理、材料学、機械材料学、材料力学、電子物性工学、連続体力学
C. 学習上の留意点
材料の性質の理解には、その微視構造への視点が欠かせない。また、“もの”のつよさを理解するに
は、材料単体の性質だけでなく、部材の形状の影響や作用する力の種類、使用環境、加工法についても
理解する必要がある。
D. 評価方法
試験(80%)、課題等(20%)を基に評価する。
E.
授業内容
授業項目
材料の構造と性質
平衡状態図
(1) 平衡状態図の見方
(2) 状態図と熱処理
材料強度と破壊
(1) 金属の変形・強度と微視構造
(2) 破壊形態と破壊靭性
(3) 疲労破壊と疲労強度
(4) 温度による金属の特性変化
時間
内
容
2
金属・高分子材料・セラミックスについて、原子
構造と材料特性の違いについて理解し、説明
できる。
2
2
代表的な状態図の見方がわかる。
熱処理における状態図の意味が理解できる。
2
4
4
2
材料試験の方法と材料の様々なつよさについ
て理解できる。
材料の様々な強度と破壊形態について理解
し、説明できる。切欠きやき裂の強度への影響
を理解し、その程度を計算できる。
容
教 育
プログラム
A-2
D‐1
A-2
D‐1
A-2
D‐1
旭川高専 2014
教 育
プログラム
A-2
D-1
D‐1