金屬熔煉與鑄造教學大綱

1、金屬熔煉與鑄造一、課程說明課程編號： 070106Z10課程名稱：金屬熔煉與鑄造/Smelting and Casting of Metals課程類別：專業(yè)教育課程學時/學分: 24/1.5 先修課程要求:物理化學 材料科學基礎適應專業(yè)：粉體材料科學與工程、材料化學教材、教堂參考書：1章四琪 黃勁松 編著. 有色金屬熔煉與鑄錠.北京：化學工業(yè)出版社，2013年5月第二版2陳存中 編著. 有色金屬熔煉與鑄錠.北京：冶金工業(yè)出版社，1988年3陸文華 李隆盛 黃良余主編.鑄造合金及其熔煉.北京：機械工業(yè)出版社，2005年4肖恩奎，李耀群編著.銅及銅合金熔煉與鑄造技術.北京：冶金工業(yè)出版社，2007

2、年5耿浩然. 鑄造鋅、銅合金.北京：化學工業(yè)出版社，2006年二、課程設置的目的意義金屬熔煉與鑄造是材料化學及粉體材料學專業(yè)的專業(yè)技術課之一，其任務是使學生根據(jù)合金的化學成份、鑄態(tài)組織及性能(包括力學性能、物理性能和使用性能等)三者之間的關系，掌握合金在熔煉過程中的物理化學的變化規(guī)律，利用學習的方法與技巧，確保獲得高質(zhì)量的合金熔體，提高鑄錠或霧化制粉預合金的質(zhì)量；了解液態(tài)合金凝固的特點以及調(diào)整鑄錠組織的方法；了解合金熔煉及鑄造的發(fā)展過程和國內(nèi)外最新發(fā)展方向；了解常用金屬的種類及鑄造特性。三、課程的基本要求 知識：通過對本課程的學習掌握金屬的熔煉、鑄造基本知識。能力：使學生具備初步的選用合金、配

3、制原材料和選擇熔煉以及鑄造工藝的能力；具備分析熔鑄生產(chǎn)中有關問題和提供解決方案的能力。素質(zhì)：對國內(nèi)外有關的新知識、新材料、新技術和新工藝等有較全面的了解，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況選擇設備，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。四、教學內(nèi)容、重點難點及教學設計 章節(jié)教學內(nèi)容總學時學時分配教學重點教學難點教學方案設計（含教學方法、教學手段）講課(含研討)實踐0緒論金屬熔煉與鑄造的出現(xiàn)、發(fā)展與人類社會的進步，金屬熔煉與鑄造技術的研究內(nèi)容22金屬熔煉鑄造技術發(fā)展歷程與現(xiàn)代技術發(fā)展相結合，說明金屬熔煉與鑄造技術的重要意義主要內(nèi)容與學習方 法等對國內(nèi)外有關的新知識、新材料和新技術等有較全面的了解用具有歷史意義的出土文物，結合現(xiàn)狀和發(fā)展

4、講解金屬熔煉與鑄造技術的重要意義、主要內(nèi)容與學習方法等。課堂中通過出土鑄造文物本身特性、生產(chǎn)工藝或歷史意義等針對性提問搶答。第1章 金屬的熔煉特性金屬熔煉的四性：氧化性、吸氣性、揮發(fā)性、吸雜性的基本原理，對金屬的性能的影響44DG°與T的關系圖DG°與T的關系圖應用結合氧化化鋁彌散強化銅、硅鐵錳鐵鉻鐵等鐵合金的生產(chǎn)，以實際案例來講解理論與實踐的結合。就科研實例中的基礎理論問題或應用方法進行針對性提問搶答。第2章 熔體凈化技術除渣精煉的基本原理與除渣精煉的具體工藝技術應用22除渣精煉的具體工藝技術 應用除渣精煉的基本 原理在分析了熔體中的夾雜和氣體等雜質(zhì)的存在方式，在掌握除渣

5、精煉基本原理的基礎上，如何根據(jù)金屬的自身特性，選擇各種熔體凈化方法的措施。第3章 成分控制討論配料、中間合金、熔劑及成分調(diào)整在合金成分控制中的作用，介紹熔體質(zhì)量檢驗方法22沖淡與補料現(xiàn)場有效手段如角磨機火花對碳鋼含碳量的判斷的應用準確控制熔體的化學成分，是保證熔體質(zhì)量的首要任務。金屬材料的化學成分包括主要合金元素成分和雜質(zhì)兩部分。嚴格原材料管理、正確進行計算和配料、精心控制熔煉工藝，及時可靠的爐前檢驗和成分調(diào)整，都是控制熔體成分的重要環(huán)節(jié)。第4章 凝固過程的液體金屬流動和傳熱凝固過程的液體金屬流動。然后討論金屬的凝固傳熱特點，重點描述鑄錠斷面的溫度分布規(guī)律。22凝固過程中的動量傳輸與熱量傳輸不

6、同傳熱條件下的傳熱方程按對流產(chǎn)生的原因可分為三種：動量對流、自然對流、強制對流。這3種對流統(tǒng)稱為凝固過程中的動量傳輸。掌握其傳輸規(guī)律。利用傅利葉導熱微分方程，求解出一維傳熱問題的通解，再結合定解條件與邊界條件，求解出各種凝固條件下的傳熱情況。第5章 凝固過程中的傳質(zhì)凝固過程中的溶質(zhì)再分布以及與溶質(zhì)再分布密切相關的成分過冷22凝固過程的質(zhì)量傳輸成分過冷臨界條件與應用凝固過程中出現(xiàn)溶質(zhì)再分布，是是合金凝固過程中一種普遍的傳質(zhì)現(xiàn)象。鑄錠成分的均勻性、晶粒組織及熱裂等的形成，都與溶質(zhì)再分布有關。成分過冷也是溶質(zhì)再分布的 結果。第6章 凝固晶粒組織及其細化晶粒組織形成的基本規(guī)律及控制晶粒組織的基本途徑2

7、2晶粒組織的形成原因晶粒細化方法及 應用在掌握各種晶粒組織如正常晶粒組織與異常晶粒組織形成的基礎上，控制晶粒組織。第7章 鑄錠中常見凝固缺陷第8章 合金的充型能力偏析、縮孔、裂紋、氣孔及非金屬夾雜物等常見缺陷的成因和防止方法液態(tài)合金充滿鑄型、獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，稱為液態(tài)合金的充型能力。22偏析、縮孔、裂紋、氣孔及非金屬夾雜物等常見缺陷的 成因常見缺陷的防止識別和分析鑄錠中的缺陷及其成因，尋求防止或減少缺陷的方法，穩(wěn)步提高鑄錠和加工產(chǎn)品的質(zhì)量。合金的流動性是指液態(tài)合金自身的流動能力，屬于合金的一種主要鑄造性能。良好的流動性不僅易于鑄造出薄而復雜的鑄件，而且也利于鑄件在凝固時的補縮以

8、及氣體和非金屬夾雜物的逸出和 上浮。9 有色金屬熔煉技術有色金屬的熔煉方法、主要設備及工藝的特點和存在的不足22有色金屬的熔煉方法、主要設備及工藝的特點和存在的不足對國內(nèi)外有關的新技術和新工藝等有較全面的了解幾種典型熔爐的熔煉技術特點、技術經(jīng)濟效果及存在問題，著重討論特種和快速熔煉技術。10 有色金屬鑄造技術有色金屬的鑄造方法、主要設備及工藝，正在開發(fā)的一些新技術及一些新思路22各種鑄造技術的總結與歸納各種技術的應用 選擇介紹各種半連續(xù)鑄造技術要點，連鑄連軋及其它連續(xù)鑄造新技術，同時對鐵模鑄造技術特點也作了對比性介紹。11 常見有色金屬的熔鑄概括了一些重要有色合金的熔鑄技術特性，可供制訂合理的熔鑄工藝規(guī)程以及在分析鑄造缺陷時參考。22對重要有色合金的熔鑄技術特性的概括與總結現(xiàn)場設備的選擇與實際優(yōu)化常見有色金屬在一定熔鑄條件下所表現(xiàn)的行為，因其不同的特性而往往各不相同。有些行為在熔鑄過程中會強烈地表現(xiàn)出來，有些行為還會在鑄造加工甚至使用過程中表現(xiàn)出來，給材料的生產(chǎn)與使用帶來很大的影響。因此，必須了解有關合金熔鑄技術的基本規(guī)律。以鋅元素為例，鋅易揮發(fā)，越溫度升高蒸汽壓快速增加。其在鐵合金中的生產(chǎn)中有特殊性。五、實踐教學內(nèi)容和基本要求本課程不含實踐教學。六、考核方式及成績評定教學過程中采取講授、討論、分析、課前導學