液态成型

贵州大学机械学院材料成形系 《铸件形成原理》课程教学大纲 本科四年制材料成形及控制工程专业（铸造方向）用 1、 教学对象 本教学大纲适用于工科铸造专业本科学生。 2、 教学目的 《铸件形成原理》是铸造专业主要专业课程之一。其主要是着重运用所学过的基础课（《数学》、《物理》、《化学》），专业基础课（《物理化学》、《金属学及热处理》和《冶金传输原理》）的理论知识，来分析铸件形成过程中的现象和实质。并为《铸造工艺学》、《铸造合金及其熔炼》、《特种铸造》等课程打下相应的理论基础。 本课程的任务主要是阐明液态金属在铸型中形成铸件的基本规律，铸件凝固组织的形成及控制，以及由于金属和铸造条件的原因而产生的主要铸造缺陷的形成机理、影响因素及防止途径。使学生对铸件形成过程的实质有深入的了解，能从本质上认识和分析铸件形成过程中所产生的有关实际问和提出解决的途径，并能对改进铸件凝固组织提出原则。 3、 教学要求 学生学完本课程后应达到以下要求： （一）了解液态金属的结构及性质。掌握影响液态金属充型能力的因素。掌握铸件与铸型在不同铸造条件下的热交换特点以及铸件在凝固冷却过程中温度场的数学分析和影响温度场的因素。 （二）掌握晶体组织形成的基本规律，铸造晶粒组织的形成及控制途径。 （三）掌握铸件凝固过程的伴生现象、成分不均匀性、析出性气孔和非金属夹杂物的形成理论、影响因素及防止途径。掌握铸件收缩的基本概念以及收缩各阶段所产生的铸造缺陷的形成机理、影响因素及防止途径。 4、 教学内容与学时安排 （1） 学时安排：本课程总学时52学时。其中实验学时4学时。 （二）课堂讲授内容： 第一章 绪论（1学时） 1、铸造过程概述 2、铸造技术发展简史 3、铸件形成的各个阶段及其与铸件质量的关系 4、本课程性质、任务及与其他课程的关系 第二章 液态金属的结构与性质（5学时） 1、固体金属的加热、熔化 2、液态金属的结构 3、液态金属的性质 4、液态金属（合金）的流动性及充型能力 5、合金的流变性及流变成形 第三章 铸件的凝固（10学时） 1、铸件与铸型的热交换特点 2、铸件的温度场 3、铸件的凝固方式 4、金属的凝固方式与铸件质量的关系 5、铸件凝固时间 6、液态金属在特殊条件下的凝固与成形 第四章 液态金属结晶的基本原理（10学时） 1、液态金属的结晶过程 2、晶体的生长 3、单相合金的结晶 4、多相合金的结晶 5、液体流动对结晶过程的影响 第五章 铸件晶粒组织的形成与控制（4学时） 1、铸件典型晶粒组织的形成及其影响因素 2、铸件晶粒组织的控制 第六章 铸件的化学成分不均匀性（3学时） 1、概述 2、微观偏析 3、宏观偏析 第七章 铸件中的气体（3学时） 1、概述 2、气体溶解与析出 3、析出性气孔 4、反应性气孔 第八章 铸件中的非金属夹杂物（3学时） 1、概述 2、一次非金属夹杂物 3、二次氧化夹杂物 4、合金凝固时产生的非金属夹杂物 第九章 铸件的收缩（4学时） 1、铸造合金的收缩 2、铸件中的缩孔与缩松 3、防止铸件产生缩孔和缩松的途径 第十章 铸件的热裂（2学时） 1、概述 2、热裂形成的温度范围及形成机理 3、影响热裂形成的因素 4、防止铸件产生热裂的途径 第十一章 铸造应力、变形及冷裂（3学时） 1、概述 2、铸件在冷却过程中产生的热应力 3、铸件在冷却过程中产生的相变应力 4、铸件在冷却过程中产生的机械阻碍应力 5、减小及消除铸造应力的途径 6、铸件的变形 7、铸件的冷裂 8、防止铸件产生变形和冷裂的途径 5、 考核： 本课程为考试课 6、 课内实验项目及其学时数 （一）铸造合金凝固动态曲线的测定（实验教学大纲另行制定） 2学时 （二）铸造合金自由线收缩的测定 （实验教学大纲另行制定） 2学时 7、 课程作业的要求 （一）课程内容中每章均附有相应的习题和思考题。 （二）课程教学在生产实习之前进行。生产实习中要求学生运用所学理论知识，观察和分析生产实际中铸件的各种晶粒组织和铸造缺陷。 8、 教学中应注意的问题 （一）本课程与许多前期的专业基础课程均有联系，在学习中需要应用所学多学科知识，因此要特别注意各门课程实施的衔接。 （二）要特别注意铸件凝固和液态金属结晶理论部分的教授，该部分内容是后续铸件缺陷分析的理论基础。 （三）本课程作业有一定的难度，需要学生灵活运用所学理论知识分析实际问题，教师在批改作业时要严格把关，对相互抄袭的学生应严肃处理，使学生养成独立思考、认真学习的习惯。 9、 和参考资料 （1） 教材 陈平昌 主编 《材料成形原理》 机械工业出版社 2001 （2） 参考资料 1.Merton C.Flemings,.Solidification processing, New York : McGraw-Hill, 1974. 凝固过程(美) 弗莱明斯著关玉龙等译，北京: 冶金工业出版社, 1981 2. Funndamentalsof solidification / W.Kurz, D.J. Fisher. Rockport, MA : Trans Tech Pub., 1986. 3.库尔. 费希尔著毛协民等译，凝固原理，西安: 西北工业大学出版社, 1987 4. 周尧和、胡壮麒、介万奇编著，凝固技术，北京: 机械工业出版社, 1998 5. (日) 大野笃美著唐彦斌, 张正德，金属凝固学，北京: 机械工业出版社, 1983 6.(英)戴维斯著陈邦迪, 舒震译，凝固与铸造，北京: 机械工业出版社, 1981 大纲制定人：刘丹 2006年5月 材料成形系主任审核、签字： 年 月 院审查专家组成员审核、签字： 年 月 贵州大学课程简介表 课程编号 课程名称 铸件形成原理 英文课程名称 Principle of Casting Forming 课程性质 主修专业课 课程类别 必修课 考试类型 考试 开课学院（部）、系、专业 机械工程与自动化学院材料成形及控制系 开课所在 学期 六 学 分 2 总学时 52 周学时 4 讲授学时 48 实验学时 4 上机学时 讨论辅导 (次) 2 设计、作业(周、次) 6 课外实践 (周、次) 先修课程 金属材料及热处理、材料成形冶金传输原理、物理化学 本课程负责人 刘丹 师资队伍 教授、副教授、讲师 授课面向 本科 教学方式 课堂教学+实验 教 材 材料成形原理 教学参考书 铸件形成理论、金属凝固学、冶金传输原理 课程说明 材料成型专业铸造方向专业必修课 内容简介 （200字左右） 铸件成形原理是材料成型专业铸造方向主要专业课程之一，它的任务是阐明液态金属在铸型中形成铸件的基本规律，铸件凝固组织的形成及其控制；以及由于金属和铸造条件的原因而产生的主要铸造缺陷的形成机理，影响因素和防止途径，以便学生学完本课程后，对铸件形成过程中所产生的有关实际问题和提出解决的途径，并能够提出改进铸件凝固组织的原则措施，不断提高铸件的质量。 备 注