液態(tài)成形工藝原理及控制課程大綱

1、材料液態(tài)成形工藝原理及控制課程教學(xué)大綱課程名稱：材料液態(tài)成形工藝原理及控制英文名稱： Process Principle and Controlling of Liquid Forming課程編號(hào)：x3010661學(xué) 時(shí) 數(shù)：40其中實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)）學(xué)時(shí)數(shù)：4 課外學(xué)時(shí)數(shù)：0學(xué) 分 數(shù)：2.5適用專業(yè)：材料科學(xué)與工程（材料加工工程方向）、材料成型及控制一、課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程是材料科學(xué)與工程（材料加工工程方向）、材料成型及控制專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)課，本課程介紹了金屬材料液態(tài)成型技術(shù)的發(fā)展，液態(tài)成形的基本理論，典型液態(tài)成形技術(shù)（包括鑄錠的凝固技術(shù)、連鑄坯的凝固技術(shù)以及半固態(tài)成形技術(shù)）等。目的是使材料

2、加工、材料成型及控制專業(yè)的本科生掌握金屬材料液態(tài)成形的基本原理和技術(shù)。二、課程教學(xué)內(nèi)容的基本要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)液態(tài)成形是金屬材料加工過(guò)程的必經(jīng)環(huán)節(jié)，凝固過(guò)程對(duì)鑄態(tài)組織和性能有著重要影響，為了獲得高質(zhì)量的液態(tài)成形產(chǎn)品，必須了解和掌握金屬凝固的機(jī)理，找到控制凝固組織和缺陷的基本途徑和方法。本課程涉及液態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀、凝固理論、液態(tài)成形中的熱過(guò)程、液態(tài)成形組織及其控制，典型液態(tài)成形方法及其凝固過(guò)程控制等。（一） 液態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀了解液態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展歷史，掌握液態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。重點(diǎn)：液態(tài)成形生產(chǎn)的工藝流程、新工藝、新方法。（二）液態(tài)成形中的熱過(guò)程了解鑄件凝固的溫度場(chǎng)，掌握

3、典型的凝固方式、傳熱特點(diǎn)和鑄件凝固時(shí)間的計(jì)算。重點(diǎn)：典型的凝固方式、傳熱特點(diǎn)和鑄件凝固時(shí)間的計(jì)算。難點(diǎn)：凝固溫度場(chǎng)及凝固時(shí)間的計(jì)算。（三）液態(tài)金屬的性質(zhì)及凝固過(guò)程的基本原理了解液態(tài)金屬的表面張力、粘度等性能，掌握液態(tài)金屬的流動(dòng)性和充型能力。理解合金相圖，了解液態(tài)金屬的形核、長(zhǎng)大、凝固過(guò)程的現(xiàn)象，掌握單相合金和共晶合金的凝固、成分過(guò)冷及溶質(zhì)再分配。重點(diǎn)：液態(tài)金屬的流動(dòng)性和充型能力；單相合金和共晶合金的凝固、成分過(guò)冷及溶質(zhì)再分配。難點(diǎn)：合金的凝固及其與相圖的關(guān)系、成分過(guò)冷及溶質(zhì)再分配。（四）鑄件凝固宏觀組織及其控制掌握凝固組織的形成機(jī)理及其控制方法。 重點(diǎn)：凝固組織形成的機(jī)理，凝固組織的控制方法。

4、 難點(diǎn)：凝固組織形成的機(jī)理。（五）凝固缺陷的形成機(jī)理及控制了解鑄件缺陷的分類，掌握化學(xué)成分不均勻、氣孔、夾雜、裂紋等缺陷的形成機(jī)理及其防止措施。重點(diǎn)：化學(xué)成分不均勻、氣孔、夾雜、裂紋等缺陷的形成機(jī)理及其防止措施。難點(diǎn)：缺陷的防止。（六）典型液態(tài)成形工藝過(guò)程控制掌握大型鑄錠的凝固、連鑄坯的凝固和半固態(tài)成形技術(shù)。 重點(diǎn)：鑄錠的凝固、連鑄坯的凝固和半固態(tài)成形技術(shù)。 難點(diǎn)：鑄件凝固品質(zhì)控制及缺陷的防止。三、教學(xué)方式及學(xué)時(shí)分配序號(hào)主要內(nèi)容主要教學(xué)方式學(xué)時(shí)分配輔導(dǎo)答疑比例（一）液態(tài)成形技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀講授11：1（二）液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)講授31：1（三）凝固過(guò)程的傳熱講授21：1（四）金屬凝固熱力學(xué)

5、與動(dòng)力學(xué)講授21：1（五）合金的凝固講授31：1（六）鑄件宏觀組織及其控制技術(shù)講授31：1（七）凝固缺陷及其控制講授41：1（八）鑄件（錠）的凝固講授41：1（九）連鑄坯的凝固講授61：1（十）半固態(tài)成形技術(shù)講授61：1習(xí)題課2四、課程其他教學(xué)環(huán)節(jié)要求課后認(rèn)真復(fù)習(xí)，滿足1：1的學(xué)時(shí)要求。要求學(xué)生以課堂上所學(xué)理論知識(shí)為指導(dǎo)設(shè)計(jì)液態(tài)成形實(shí)驗(yàn)方案，認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出凝固條件對(duì)液態(tài)成形的宏觀組織及凝固缺陷的影響，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)液態(tài)成形冷態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)以硫代硫酸鈉為模擬凝固物質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察不同冷卻條件下硫代硫酸鈉的凝固情況，解析凝固基本理論，并分析凝固過(guò)程中易出現(xiàn)的缺陷。4五、本課程與其他課程的聯(lián)系 本課程先修課程為材料成形物理化學(xué)、材料加工傳熱學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下一定的基礎(chǔ)。六、教學(xué)參考書(shū)目材料成形原理 趙洪運(yùn). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2009材料成形理論基礎(chǔ) 劉雅正等 國(guó)防工業(yè)出版社 2004年 第一版金屬液態(tài)成形原理 戴斌煜，王薇薇. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2010金屬凝固學(xué)大野篤美 著