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1、材料液态成形工艺原理及控制课程教学大纲课程名称：材料液态成形工艺原理及控制英文名称： Process Principle and Control I ing of Liquid Forming课程编号：x3010661学时数：40其中实验（实训）学时数：4课外学时数：0学分数：2.5适用专业：材料科学与工程（材料加工工程方向）、材料成型及控制一、课程的性质和任务本课程是材料科学与工程（材料加工工程方向）、材料成型及控制专业本科学生的专业课，本课程介 绍了金属材料液态成型技术的发展，液态成形的基本理论，典型液态成形技术（包括铸锭的凝固技术、连 铸坯的凝固技术以及半固态成形技术）等。目的是使材料加
2、工、材料成型及控制专业的本科生掌握金属材 料液态成形的基本原理和技术。二、课程教学内容的基本要求 重点和难点液态成形是金属材料加工过程的必经环节，凝固过程对铸态组织和性能有着重要影响，为了获得高质 量的液态成形产品，必须了解和掌握金属凝固的机理，找到控制凝固组织和缺陷的基本途径和方法。本课 程涉及液态成形技术的发展历史及现状、凝固理论、液态成形中的热过程、液态成形组织及其控制，典型 液态成形方法及其凝固过程控制等。（一）液态成形技术的发展历史及现状了解液态成形技术的发展历史，掌握液态成形技术的发展现状。重点：液态成形生产的工艺流程、新工艺、新方法。（）液态成形中的热过程了解铸件凝固的温度场，掌
3、握典型的凝固方式、传热特点和铸件凝固时间的计算。重点：典型的凝固方式、传热特点和铸件凝固时间的计算。难点：凝固温度场及凝固时间的计算。（三）液态金属的性质及凝固过程的基本原理了解液态金属的表面张力、粘度等性能，掌握液态金属的流动性和充型能力。理解合金相图，了解液 态金属的形核、长大、凝固过程的现象，掌握单相合金和共晶合金的凝固、成分过冷及溶质再分配。重点：液态金属的流动性和充型能力；单相合金和共晶合金的凝固、成分过冷及溶质再分配。 难点：合金的凝固及其与相图的关系、成分过冷及溶质再分配。（四）铸件凝固宏观组织及其控制掌握凝固组织的形成机理及其控制方法。重点：凝固组织形成的机理，凝固组织的控制方
4、法。难点：凝固组织形成的机理。（五）凝固缺陷的形成机理及控制了解铸件缺陷的分类，掌握化学成分不均匀、气孔、夹杂、裂纹等缺陷的形成机理及其防止措施。 重点：化学成分不均匀、气孔、夹杂、裂纹等缺陷的形成机理及其防止措施。难点：缺陷的防止。（六）典型液态成形工艺过程控制掌握大型铸锭的凝固、连铸坯的凝固和半固态成形技术。重点：铸锭的凝固、连铸坯的凝固和半固态成形技术。难点：铸件凝固品质控制及缺陷的防止。三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教 学万式学时 分配辅导答 疑比例()液态成形技术的发展历史及现状讲授11： 1(-)液态金属的结构和性质讲授31： 1（三）凝固过程的传热讲授21： 1（四）金属
5、凝固热力学与动力学讲授21： 1（五）合金的凝固讲授31： 1（六）铸件宏观组织及其控制技术讲授31： 1（七）凝固缺陷及其控制讲授41： 1（八）铸件（锭）的凝固讲授41： 1（九）连铸坯的凝固讲授61： 1（十）半固态成形技术讲授61： 1习题课2四、课程其他教学环节要求课后认真复习，满足1: 1的学时要求。要求学生以课堂上所学理论知识为指导设计液态成形实验方案，认真完成实验，并根据实验现象对实验结果进行分析，得出凝固条件对液态成形的宏观组织及凝固缺陷的影响，写出实验报告。序号实验名称实验内容学时液态成形冷态模拟实验以硫代硫酸钠为模拟凝固物质，通过实 验观察不同冷却条件下硫代硫酸钠的 凝固情况，解析凝固基本理论，并分析 凝固过程中易出现的缺陷。4五、本课程与其他课程的联系本课程先修课程为材料成形物理化学、材料加工传热学、材料科学基础，为后续专业课的学 习打下一定的基础。六、教学参考书目材料成形原理赵洪运.北京：国防工业出版社，2009材料成形理论基础刘雅正等国防工业出版社2004年第一版金属液态成形原理戴斌煜，王薇薇.北京：国防工业出版社，2010金属凝固学大野笃美著.唐彦彬，张正德，译.北京：机械工业出版社，1983.连铸坯质量控制蔡开科.北京：冶金工业出版社，2010.金属材料半固态加工理论与技术康永林.北京：科学出版社，2004.
