金屬熔煉與鑄造教學(xué)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(xué)時/學(xué)分: 24/1.5 先修課程要求:物理化學(xué) 材料科學(xué)基礎(chǔ)適應(yīng)專業(yè)：粉體材料科學(xué)與工程、材料化學(xué)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(xué)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(jī)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(shù).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(xué)工業(yè)出版社，2006年二、課程設(shè)置的目的意義金屬熔煉與鑄造是材料化學(xué)及粉體材料學(xué)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)課之一，其任務(wù)是使學(xué)生根據(jù)合金的化學(xué)成份、鑄態(tài)組織及性能(包括力學(xué)性能、物理性能和使用性能等)三者之間的關(guān)系，掌握合金在熔煉過程中的物理化學(xué)的變化規(guī)律，利用學(xué)習(xí)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(yù)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(xué)習(xí)掌握金屬的熔煉、鑄造基本知識。能力：使學(xué)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(guān)問題和提供解決方案的能力。素質(zhì)：對國內(nèi)外有關(guān)的新知識、新材料、新技術(shù)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(shè)備，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。四、教學(xué)內(nèi)容、重點難點及教學(xué)設(shè)計 章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時學(xué)時分配教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方案設(shè)計（含教學(xué)方法、教學(xué)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(jìn)步，金屬熔煉與鑄造技術(shù)的研究內(nèi)容22金屬熔煉鑄造技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展相結(jié)合，說明金屬熔煉與鑄造技術(shù)的重要意義主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)方 法等對國內(nèi)外有關(guān)的新知識、新材料和新技術(shù)等有較全面的了解用具有歷史意義的出土文物，結(jié)合現(xiàn)狀和發(fā)展

4、講解金屬熔煉與鑄造技術(shù)的重要意義、主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)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(guān)系圖DG°與T的關(guān)系圖應(yīng)用結(jié)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(jié)合。就科研實例中的基礎(chǔ)理論問題或應(yīng)用方法進(jìn)行針對性提問搶答。第2章 熔體凈化技術(shù)除渣精煉的基本原理與除渣精煉的具體工藝技術(shù)應(yīng)用22除渣精煉的具體工藝技術(shù) 應(yīng)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(chǔ)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(jī)火花對碳鋼含碳量的判斷的應(yīng)用準(zhǔn)確控制熔體的化學(xué)成分，是保證熔體質(zhì)量的首要任務(wù)。金屬材料的化學(xué)成分包括主要合金元素成分和雜質(zhì)兩部分。嚴(yán)格原材料管理、正確進(jìn)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(dǎo)熱微分方程，求解出一維傳熱問題的通解，再結(jié)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(guān)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(yīng)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(guān)。成分過冷也是溶質(zhì)再分布的 結(jié)果。第6章 凝固晶粒組織及其細(xì)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(xì)化方法及 應(yīng)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(chǔ)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(fù)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(shù)有色金屬的熔煉方法、主要設(shè)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(shè)備及工藝的特點和存在的不足對國內(nèi)外有關(guān)的新技術(shù)和新工藝等有較全面的了解幾種典型熔爐的熔煉技術(shù)特點、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果及存在問題，著重討論特種和快速熔煉技術(shù)。10 有色金屬鑄造技術(shù)有色金屬的鑄造方法、主要設(shè)備及工藝，正在開發(fā)的一些新技術(shù)及一些新思路22各種鑄造技術(shù)的總結(jié)與歸納各種技術(shù)的應(yīng)用 選擇介紹各種半連續(xù)鑄造技術(shù)要點，連鑄連軋及其它連續(xù)鑄造新技術(shù)，同時對鐵模鑄造技術(shù)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(shù)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(shù)特性的概括與總結(jié)現(xiàn)場設(shè)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(guān)合金熔鑄技術(shù)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(xué)內(nèi)容和基本要求本課程不含實踐教學(xué)。六、考核方式及成績評定教學(xué)過程中采取講授、討論、分析、課前導(dǎo)學(xué)