《合金材料及熔煉》課程教學(xué)大綱

《合金材料及熔煉》課程教學(xué)大綱一、課程名稱〔中英文〕中文名稱：合金材料及熔煉AlloyMaterialsandSmelting二、課程編碼及性質(zhì)課程編碼：0817711課程性質(zhì)：專業(yè)模塊課，選修課三、學(xué)時(shí)與學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2.0四、先修課程金屬學(xué)與熱處理，工程傳熱學(xué)，材料成型理論根底五、授課對(duì)象本課程面對(duì)材料成型及把握工程專業(yè)學(xué)生開設(shè)六、課程教學(xué)目的〔對(duì)學(xué)生學(xué)問(wèn)、力氣、素養(yǎng)培育的奉獻(xiàn)和作用〕本課程是第七學(xué)期開設(shè)的一門專業(yè)模塊選修課，教學(xué)目標(biāo)包括：使學(xué)生了解常用鑄造合金分類及其應(yīng)用；把握常用鑄造合金〔鑄鐵、鑄鋼及鑄造有色合金〕的化學(xué)成分、結(jié)晶及組織形成、性能特點(diǎn)及其把握措施；把握常用鑄造合金熔煉過(guò)程中的物理化學(xué)變化規(guī)律及提高液態(tài)合金質(zhì)量的途徑及措施；使學(xué)生具備初步的選用鑄造合金、制定合金的熔煉與熔體處理工藝以及鑄件熱處理工藝的力氣；使學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外有關(guān)鑄造合金及熔煉的最進(jìn)展方向。畢業(yè)要求畢業(yè)要求1：工程學(xué)問(wèn)決簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題。畢業(yè)要求2：?jiǎn)栴}分析獲得有效結(jié)論。3：設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案能夠設(shè)計(jì)針對(duì)簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足〔部件〕或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中表達(dá)創(chuàng)意識(shí)，考慮法律、安康、安全、文化、社會(huì)以及環(huán)境等因素。4：爭(zhēng)論能夠基于科學(xué)原理并承受科學(xué)方法對(duì)簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

1課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)指標(biāo)點(diǎn)學(xué)問(wèn)。學(xué)等自然科學(xué)根底學(xué)問(wèn)。學(xué)根底學(xué)問(wèn)。測(cè)與把握根底學(xué)問(wèn)。及把握工程簡(jiǎn)潔問(wèn)題。分析簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。如：簡(jiǎn)潔的模具設(shè)計(jì)。能夠應(yīng)用物理、化學(xué)根本原理，識(shí)別、表達(dá)、并通過(guò)文獻(xiàn)析簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題，獲得有效結(jié)論。如：工程力學(xué)綜合試驗(yàn)。分析簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題，獲得有效結(jié)論。如：工程把握試驗(yàn)中的建模與分析。簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題的設(shè)計(jì)方法。素的前提下，能夠設(shè)計(jì)〔開發(fā)〕針對(duì)簡(jiǎn)潔材料成型及把握工程問(wèn)題的解決方案，具備設(shè)計(jì)〔開發(fā)〕滿足特定材料成型及把握工程需求的系統(tǒng)、單元〔部件〕或工藝流程的力氣。開發(fā)〕過(guò)程中，具有追求材料成型及把握工程簡(jiǎn)潔問(wèn)題創(chuàng)解決的態(tài)度和意識(shí)，把握了根本的創(chuàng)方法，清楚創(chuàng)方向及領(lǐng)域。備合理設(shè)計(jì)材料成型及把握工程〔模具〕簡(jiǎn)潔試驗(yàn)、開展科學(xué)爭(zhēng)論的力氣。方法，正確構(gòu)建并實(shí)施材料成型及把握工程綜合試驗(yàn)，得出正確結(jié)果的力氣。簡(jiǎn)潔的材料成型及把握工程試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展正確分析力氣。了解常見(jiàn)的材料成型及把握工程常用設(shè)備、試驗(yàn)儀器及試驗(yàn)

撐關(guān)系42、33畢業(yè)要求畢業(yè)要求5：使用現(xiàn)代工具性。6：工程與社會(huì)

畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)指標(biāo)點(diǎn)了解材料成型及把握工程專業(yè)重要資料來(lái)源及獵取方法。工程實(shí)踐的力氣。解其局限性。工程實(shí)踐對(duì)社會(huì)、安康、安全、法律以及文化的影響。全、法律以及文化的影響，能夠正確評(píng)價(jià)簡(jiǎn)潔成型及把握工

撐關(guān)系安全、法律以及文化的影

能正確生疏材料成型及把握工程各種簡(jiǎn)潔工藝對(duì)于客觀世界和社會(huì)的影響，理解并能夠擔(dān)當(dāng)?shù)南鄳?yīng)工程和社會(huì)責(zé)任。畢業(yè)要求7：環(huán)境和可持續(xù)進(jìn)展響。畢業(yè)要求8：職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

勢(shì)，正確生疏本專業(yè)對(duì)于社會(huì)進(jìn)展的重要性。環(huán)境保護(hù)及社會(huì)可持續(xù)進(jìn)展等的影響。確理解并考慮工程實(shí)踐對(duì)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)進(jìn)展的影響。及其影響。做人標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的社會(huì)責(zé)任感。,具備工

5程師的職業(yè)道德具有安康的體質(zhì)和良好的心理素養(yǎng)，能較好地履行責(zé)任。9：個(gè)人和團(tuán)隊(duì)多學(xué)科背景下，擔(dān)當(dāng)個(gè)人及團(tuán)隊(duì)成員的作用。以及負(fù)責(zé)人的角色。10：溝通能夠就簡(jiǎn)潔工程問(wèn)題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)展有效溝通和溝通，包括撰寫報(bào)告和設(shè)計(jì)文稿、陳述發(fā)

補(bǔ)、交往。議，進(jìn)展合理決策之領(lǐng)導(dǎo)力氣。的跨文化溝通力氣。有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)溝通力氣與競(jìng)爭(zhēng)力氣。畢業(yè)要求溝通和溝通。11：工程治理多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。

畢業(yè)要求及其指標(biāo)點(diǎn)指標(biāo)點(diǎn)表達(dá)或回應(yīng)指令，就簡(jiǎn)潔的專業(yè)工程問(wèn)題進(jìn)展有效溝通和溝通。并把握工程治理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法。有確定的組織、治理及領(lǐng)導(dǎo)力氣，能夠較好地通過(guò)口頭或書面方式表達(dá)自己的想法。

撐關(guān)系12：終身學(xué)習(xí)應(yīng)進(jìn)展的力氣。

對(duì)終身學(xué)習(xí)的重要性，有自覺(jué)的意識(shí)和正確的生疏。能夠承受適宜的方法，自我學(xué)習(xí)、提高的力氣。能夠適應(yīng)社會(huì)進(jìn)步與進(jìn)展，與時(shí)代同步。七、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：第一章鑄鐵合金重點(diǎn)內(nèi)容Fe-C雙重相圖；鑄鐵的結(jié)晶與組織形成及其影響因素；灰鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵的成分、組織、性能及其應(yīng)用。難點(diǎn)內(nèi)容織把握。其次章鑄鋼重點(diǎn)內(nèi)容(高錳鋼、不銹鋼、耐熱鋼)的成分、組織與性能及其應(yīng)用。難點(diǎn)內(nèi)容加工硬化；鑄造不銹鋼的組織把握以及奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。第三章鑄造有色合金重點(diǎn)內(nèi)容四大系列鋁合金〔Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn〕的成分、組織、性能及應(yīng)用；鋁合金的變質(zhì)處理、熱處理；鑄造銅合金的種類及應(yīng)用；鎂合金的組織與性能。難點(diǎn)內(nèi)容Al-Si合金的變質(zhì)處理，提高鋁合金性能的途徑；合金元素對(duì)錫青銅組織和性能的影響第四章鑄造合金的熔煉重點(diǎn)內(nèi)容的吸氣及除氣精煉。難點(diǎn)內(nèi)容沖天爐熔煉過(guò)程中鐵水化學(xué)成分的變化及鐵水質(zhì)量的爐前把握；堿性電弧爐的氧化法煉鋼，鋼水的爐外精練；鋁合金液的吸氣及除氣精煉、銅合金液的氧化與脫氧，銅合金液的吸氣及除氣精煉。八、教學(xué)方法與手段：教學(xué)方法承受現(xiàn)代化教學(xué)方法〔含PPT演示，設(shè)備照片，影像資料等的成分、組織、性能及應(yīng)用，以提高教學(xué)效果及效率；承受課堂教學(xué)與學(xué)生PPT匯報(bào)、溝通爭(zhēng)論等方式，進(jìn)展課堂互動(dòng)，吸引學(xué)生的留意力、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教學(xué)手段依據(jù)教學(xué)大綱組織教學(xué)內(nèi)容，以教材為主，不斷充實(shí)鑄造合金領(lǐng)域的理論和技術(shù)，留意各章節(jié)間內(nèi)在聯(lián)系的講授和總結(jié)；通過(guò)布置作業(yè)、組織自學(xué)和課堂爭(zhēng)論等多種途徑，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，培育學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的力氣和創(chuàng)意識(shí)與制造力氣。九、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排總體安排2表2 根本教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)安排講講鑄鐵合金鑄鋼鑄造有色合金課內(nèi)容學(xué)時(shí)1234鑄造合金的熔煉10688具體內(nèi)容各章節(jié)的具體內(nèi)容如下：第一章鑄鐵合金(10學(xué)時(shí))緒論鑄鐵的結(jié)晶及組織把握灰鑄鐵球墨鑄鐵蠕墨鑄鐵特種鑄鐵其次章鑄鋼(6學(xué)時(shí))鑄造碳鋼鑄造低合金鋼鑄造高合金鋼第三章鑄造有色合金(8學(xué)時(shí))鑄造鋁合金鑄造銅合金鑄造鎂合金及鋅合金第四章鑄造合金的熔煉(8學(xué)時(shí))沖天爐熔煉電弧爐熔煉感應(yīng)電爐煉鋼鑄鐵和鑄鋼熔液的爐外精煉鑄造有色合金熔煉各章節(jié)的課后思考題〔作業(yè)〕及爭(zhēng)論要求第一章鑄鐵合金為什么有Fe-C雙重狀態(tài)圖的存在？雙重狀態(tài)圖的存在對(duì)鑄件的生產(chǎn)有何實(shí)際意義？Fe-C〔石墨〕Fe-Fe3C系凝固的影響？簡(jiǎn)述D型石墨的形成條件及D型石墨鑄鐵的性能特點(diǎn)。冷卻速度是如何對(duì)鑄鐵組織發(fā)生影響的?分析爭(zhēng)論片狀石墨、球狀石墨、蠕蟲狀石墨的形成條件及生長(zhǎng)過(guò)程。爭(zhēng)論鑄鐵固態(tài)相變的主要內(nèi)容及其對(duì)鑄鐵最終形成組織的影響。常用合金元素以及微量合金元素是如何對(duì)鑄鐵組織發(fā)生影響的？灰鑄鐵的金相組織及性能的特點(diǎn)是什么?提高灰鑄鐵性能的主要途徑有哪些？何謂鑄鐵的孕育處理？其目的是什么。簡(jiǎn)述瞬時(shí)孕育概念、瞬時(shí)孕育的優(yōu)點(diǎn)及常用的瞬時(shí)孕育方法。試描述球墨鑄鐵凝固冷卻曲線的特點(diǎn)，并據(jù)此分析球墨鑄鐵的凝固特性。球墨鑄鐵生產(chǎn)時(shí)化學(xué)成分的選擇原則是什么？它和灰鑄鐵有何不同？球墨鑄鐵組織中為何較易消滅少量滲碳體？如何防止？試總結(jié)在鑄態(tài)下得到高韌性球墨鑄鐵及高強(qiáng)度球墨鑄鐵的根本途徑。某企業(yè)請(qǐng)A、BQT500—7。A生產(chǎn)商承受鑄態(tài)球鐵生產(chǎn)技術(shù)未經(jīng)熱處理即達(dá)鑄件質(zhì)量技術(shù)要求，B生產(chǎn)商的鑄件鑄態(tài)延長(zhǎng)率未7%,需進(jìn)展熱處理。但其鑄態(tài)組織球化良好,B生產(chǎn)商制定適宜AB兩生產(chǎn)商供給的鑄件由于生產(chǎn)方法不同在組織上還存在確定的差異，請(qǐng)分析組織差異之所在及緣由。試分析等溫淬火溫度和等溫時(shí)間對(duì)奧氏體—貝氏體球墨鑄鐵組織及性能的影響。稀土元素(RE)是各種鑄鐵中常用的添加劑，試論述稀土元素在鑄鐵中的作用。試從共晶凝固方式和石墨長(zhǎng)大的機(jī)理闡述灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件的縮孔與縮松形成傾向。簡(jiǎn)述蠕墨鑄鐵的組織和性能特點(diǎn)。蠕墨鑄鐵生產(chǎn)中應(yīng)留意把握哪些因素？如何設(shè)法拓寬有效蠕化劑含量的范圍？減摩鑄鐵和抗磨鑄鐵在使用要求方面有什么不同？試爭(zhēng)論分析之?？鼓ヨT鐵中，應(yīng)用最廣、進(jìn)展最快的要屬鉻系白口鑄鐵。試在比較幾種抗磨鑄鐵的優(yōu)缺點(diǎn)根底上，得出你自己的結(jié)論。分析高鉻鑄鐵中二次碳化物在基體組織中的作用。高鉻白口鑄鐵為什么不能利用鑄造余熱進(jìn)展淬火。試述鑄鐵的耐蝕性及硅、鉻和鎳對(duì)鑄鐵耐蝕性的影響。試述一般鑄鐵在高溫下的氧化和生長(zhǎng)以及防止鑄鐵氧化和生長(zhǎng)的措施。常用幾種耐熱鑄鐵的組織特征有什么不同？在應(yīng)用上又有哪些不同？其次章鑄鋼試述化學(xué)成分對(duì)鑄造碳鋼力學(xué)性能的影響。試述碳鋼的鑄態(tài)組織特征，如何消退對(duì)碳鋼性能不利的組織。試說(shuō)明細(xì)化鋼的晶粒能夠收到同時(shí)提高鋼的屈服強(qiáng)度和韌性的道理。試論述鑄鋼件形成熱裂的機(jī)理，并說(shuō)明澆注溫度過(guò)高和鋼中含硫量過(guò)多對(duì)于形成熱裂的影響。作為一個(gè)低合金系列的主加合金元素需要具備什么條件？試比較錳、鉻和鎳作為三個(gè)低合金鋼系列的主加合金元素的優(yōu)缺點(diǎn)。試分析錳系低合金鋼在淬火后的回火過(guò)程中產(chǎn)生回火脆性的緣由。為什么錳的碳化物常在鋼的晶較周界處形成？通過(guò)哪些途徑可以避開回火脆性現(xiàn)象的發(fā)生？試分析低合金高強(qiáng)度鋼在化學(xué)成分和熱處理方面與一般的低合金鋼相比有何特點(diǎn)？你對(duì)超群鋼的加工硬化現(xiàn)象的機(jī)理有何見(jiàn)解？如何進(jìn)一步強(qiáng)化這種性能？耐磨白口鐵、低合金耐磨鋼和高錳鋼都是常用耐磨材料，請(qǐng)分析以上三類耐磨材料的組織、性能特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合。鉻鎳不銹鋼作為用途廣泛的鋼種緣由何在？它在性能方面有何優(yōu)缺點(diǎn)？簡(jiǎn)述奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產(chǎn)生的緣由及防止的方法。鉻鎳不銹鋼與烙鎳耐熱鋼在化學(xué)成分和性能方面各有何特點(diǎn)？3章鑄造有色合金提高鑄造Al-Si合金力學(xué)性能有哪些途徑？舉例說(shuō)明。對(duì)Al-Si合金的共晶硅進(jìn)展變質(zhì)前后有哪些變化？簡(jiǎn)述變質(zhì)機(jī)理。有哪些Al-Si合金的共晶硅變質(zhì)劑？簡(jiǎn)述Al-Si合金初晶硅的變質(zhì)劑種類及其機(jī)理。鋁合金晶粒細(xì)化的原理是什么？試舉例說(shuō)明。分析ZCuSn10Zn2的結(jié)晶過(guò)程，描述其鑄態(tài)組織。常用的錫青銅有哪些？含錫量的范圍是多少？它們的優(yōu)缺點(diǎn)如何？錫青銅的鑄造工藝特點(diǎn)是什么？抑制錫青銅閥體滲漏有哪些方法？描述ZCuAl9Mn2的結(jié)晶過(guò)程，分析其鑄態(tài)組織。什么叫鋁青銅的“緩冷脆性”?分析產(chǎn)生的緣由及抑制的措施。分析ZCuZn38的結(jié)晶過(guò)程及其鑄態(tài)組織，分析含鋅量和力學(xué)性能之間的關(guān)系。什么是鋅當(dāng)量系數(shù)、鋅當(dāng)量？有何用途？試計(jì)算ZCuZn26Al4Fe3Mn3合金的鋅當(dāng)量及組織中α與β之比。ZM1、ZM5合金中各元素的作用是什么？依據(jù)鎂合金的物理化學(xué)特性闡述鎂合金的熔煉澆注特點(diǎn)。有哪幾類鋅合金獲得了工業(yè)應(yīng)用？它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？何謂鋅合金的“老化”？產(chǎn)生的緣由是什么？有哪些抑制的工藝措施？4章鑄造合金熔煉依據(jù)沖天爐的底焦燃燒規(guī)律，分析風(fēng)速、爐溫與焦炭燃燒反響的關(guān)系。試依據(jù)沖天爐內(nèi)爐氣及爐溫分布規(guī)律，爭(zhēng)論沖天爐內(nèi)的熱交換特點(diǎn)，并分析如何強(qiáng)化熱交換及提高鐵液溫度的措施。依據(jù)沖天爐的網(wǎng)狀圖，爭(zhēng)論在熔煉過(guò)程中風(fēng)量、焦耗、鐵液溫度和熔化率之間的關(guān)系。如何準(zhǔn)確地選擇沖天爐熔煉的主要參數(shù)?試依據(jù)沖天爐的冶金反響規(guī)律，爭(zhēng)論鐵液中各元素的變化規(guī)律。的原理。從冶金反響動(dòng)力學(xué)角度分析電弧爐煉鋼中，爐渣粘度過(guò)大或過(guò)小所帶來(lái)的問(wèn)題。 電弧爐煉鋼時(shí)假設(shè)爐料的平均含磷量或含硫量過(guò)高，應(yīng)實(shí)行哪些工藝措施？這些措施的冶金原理是什么？試分析煉鋼工藝中出鋼前承受插鋁法終脫脫氧的優(yōu)缺點(diǎn)及留意事項(xiàng)。分析感應(yīng)電爐的容量與所承受的電頻率之間的大體對(duì)應(yīng)關(guān)系。試分析堿性感應(yīng)電爐煉鋼過(guò)程中，一般不進(jìn)展大量脫硫和脫磷操作的道理。分析感應(yīng)電爐熔煉鑄鐵時(shí)各主要化學(xué)成分的變化規(guī)律。試全面分析比較AOD精煉法與VOD精煉法的優(yōu)缺點(diǎn)。鋁液精煉工藝分幾類？試舉例說(shuō)明并比較不同工藝的優(yōu)缺點(diǎn)。從除氣動(dòng)力學(xué)方面分析如何提高除氣效果？鋁中的氫的來(lái)源有哪些方面？鋁液吸氫的影響因素有哪些？銅液有哪些脫氧方法？各自的優(yōu)缺點(diǎn)如何？分析磷銅脫氧的原理及其脫氧工藝要點(diǎn)。錫青銅鑄件中形成“錫汗”的主要緣由是什么？為什么因水汽引起的氣孔比因氫氣引起的氣孔更簡(jiǎn)潔在錫青銅鑄件中形成？錫青銅的熔煉原則是什么？和鋁青銅、黃銅有什么區(qū)分？十、教學(xué)參考書及文獻(xiàn)1202322023年，陸文華等編；十一、課程成績(jī)?cè)u(píng)定與記載考核方式1、課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則，詳見(jiàn)表3。3課程考核及評(píng)價(jià)細(xì)則對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的成績(jī)組成考核/評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則教學(xué)目標(biāo)依據(jù)