《鑄鐵及熔煉》課程教學(xué)大綱

鑄鐵及熔煉一、課程介紹《鑄鐵及熔煉》課程主要由兩大部分組成。第一部分為鑄鐵合金，主要介紹鐵碳雙重相圖，以灰鑄鐵和球墨鑄鐵為例，闡述鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程和組織特征以及主要影響因素。對(duì)于其他鑄鐵材料的成分，組織及性能也做了簡(jiǎn)要描述。第二部分為鑄鐵熔煉過(guò)程，講述了沖天爐熔煉的焦炭燃燒過(guò)程，傳熱過(guò)程和冶金反應(yīng)，同時(shí)，對(duì)常用的沖天爐及其控制進(jìn)行分析討論，并介紹其它熔煉方法。IntroductionCastIronandSmeltingwascomposedoftwoparts,castironandprocessingofsmelting.ThefirstpartbeganwithdiscussingFe-Cdualphrasediagram,andthendepictedtheprocessofsolidification,charactersofmicrostructures.Therelatedmainfactorswhichhadeffectsonmicrostructuresandsolidificationweretalkedtoo.Asfarotherironmaterials,compositions,microstructuresandpropertieswerebrieflydescribedatsametime.Thesecondpart,abouttheprocessingofsmelting,discussedburningofcoke,exchangeofheatandmetallurgicalreaction,meanwhile,takedaboutusualcupolasanditscontrol,andintroducedothermethodofsmelting.課程基本信息課程名稱(chēng)鑄鐵及熔煉課程編碼432532英文名稱(chēng)CastIronandSmelting課程學(xué)時(shí)16課程學(xué)分1課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)教育課程課程性質(zhì)選修課開(kāi)課學(xué)期第7學(xué)期課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)2適用專(zhuān)業(yè)材料成型及控制工程開(kāi)課單位材料加工工程系鑄造教研室選用教材《鑄造合金材料及熔煉》.機(jī)械工業(yè)出版社，2012.陸文華.主要參考書(shū).《灰鑄鐵球墨鑄鐵及其熔煉》.中國(guó)水利水電出版社，2006.吳德海..《鑄鐵及其熔煉技術(shù)問(wèn)答》.化學(xué)工業(yè)出版社，2007.張舟..《鑄造金屬凝固原理》.北京大學(xué)出版史，2013.陳宗民.二、教學(xué)大綱1、教學(xué)目的本課程的對(duì)象是材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)本科生，是專(zhuān)業(yè)選修課程。學(xué)生經(jīng)過(guò)物理化學(xué),材料科學(xué)基礎(chǔ)，材料成型工藝等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)后，為今后能勝任工作必選的專(zhuān)業(yè)課。鑄造是材料成型中一種主要成型方式。它是將固體爐料經(jīng)過(guò)熔煉成液態(tài)，再采用不同的工藝鑄造成金屬零件。金屬零件的機(jī)械性能和使用性能主要取決于合金材料，因此鑄造合金材料是鑄造科學(xué)研究及生產(chǎn)所必須掌握的基本知識(shí)，而鑄鐵乂是鑄造合金材料的基礎(chǔ)，通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生能夠基本掌握鑄鐵的組織形成與影響因素，鑄鐵的種類(lèi)，基本性能，凝固特點(diǎn)，影響因素，制備原則，鑄鐵熔煉的基本原理，沖天爐熔煉過(guò)程及其控制。為今后的工作打下基礎(chǔ)。2、教學(xué)要求鑄鐵及熔煉可分為二篇，第一篇鑄鐵，重點(diǎn)在雙重相圖、鑄鐵的結(jié)晶過(guò)程和影響組織形成的因素。主要內(nèi)容為鑄鐵的組織及其凝固結(jié)晶的基本理論，影響鑄鐵組織形成的各項(xiàng)工藝因素，其余是各種鑄鐵的基本問(wèn)題。第二篇鑄鐵熔煉，重點(diǎn)是沖天爐熔煉的基本理論部分，并在此基礎(chǔ)上對(duì)常用的沖天爐及其控制進(jìn)行分析討論，并介紹其它熔煉方法。課程中跟蹤介紹鑄鐵及熔煉國(guó)內(nèi)外最新發(fā)展動(dòng)態(tài).教師要積極備課，認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)，對(duì)課程內(nèi)容要融會(huì)貫通，切忌照本（幕）宣科。授課在多媒體教室，充分利用多媒體動(dòng)畫(huà)教學(xué)課件，結(jié)合典型實(shí)用案例，做到授課內(nèi)容與大綱相符。教學(xué)以基本理論作為重點(diǎn)，以組織形成和影響組織形成的因素及沖天爐熔煉理論為教學(xué)核心和難點(diǎn)，學(xué)生能掌握各種鑄鐵材料的特點(diǎn)，初步分析成分、組織、性能之間的關(guān)系，為設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型鑄鐵材料和制定熔煉工藝打下良好基礎(chǔ)。注重平時(shí)成績(jī)（作業(yè)和實(shí)驗(yàn)）積累，成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)真實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)、公平、公正、公開(kāi)，能促使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。3、預(yù)備知識(shí)或先修課程要求本課是材料成型及控制的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，物理化學(xué)，材料科學(xué)基礎(chǔ)，材料成型原理，材料成型工藝等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的實(shí)踐積累，對(duì)本課程的學(xué)習(xí)有所幫助。4、教學(xué)方式課程由理論課堂和實(shí)驗(yàn)操作引導(dǎo)兩部分組成，一律采用多媒體教學(xué)。理論授課14學(xué)時(shí),教師講授與課堂討論相結(jié)合；實(shí)驗(yàn)操作2學(xué)時(shí)，以學(xué)生操作為主，教師引導(dǎo)、答疑為輔。5、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備光學(xué)顯微鏡，磨樣機(jī)，拋光機(jī)，多媒體6、課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配第1章鑄鐵（8學(xué)時(shí)）概論（0.5學(xué)時(shí)）鑄鐵組織形成和影響組織（2學(xué)時(shí)）.1鐵一碳雙重相圖鐵一碳一硅相圖碳當(dāng)量和共晶度僑鐵的結(jié)晶過(guò)程教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：鐵碳雙重相圖存在的合理性。思考題：簡(jiǎn)述硅對(duì)鐵碳相圖的影響?；诣T鐵（2學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：灰鑄鐵的石墨形態(tài)及形成條件。思考題：討論灰鐵組織和力學(xué)性能的關(guān)系。球墨鑄鐵（2學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、學(xué)時(shí)分配：球狀石墨的形成機(jī)理思考題：簡(jiǎn)述球鐵升溫過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變?nèi)淠T鐵（0.5學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：蠕蟲(chóng)狀石墨的形成機(jī)制。思考題：通過(guò)對(duì)比灰鐵和球鐵，討論蠕鐵力學(xué)性能特點(diǎn)。可鍛鑄鐵（0.5學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：可鍛鑄鐵的石墨化過(guò)程。思考題：縮短可鐵石墨化過(guò)程的主要因素是什么。L7特種鑄鐵（0.5學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：耐蝕鑄鐵的抗腐蝕機(jī)制，抗氧化鑄鐵的氧化機(jī)制。思考題：簡(jiǎn)述鑄鐵氧化層的生長(zhǎng)過(guò)程。第2章鑄鐵熔煉（6學(xué)時(shí)）2.1鑄鐵熔煉概述2.1.1沖天爐內(nèi)焦碳燃燒的基本規(guī)律（1學(xué)時(shí)）2.1.2沖天爐熔煉的基本原理（2學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：焦炭燃燒過(guò)程，傳熱過(guò)程，熔煉過(guò)程中的冶金反應(yīng)。思考題：為什么說(shuō)沖天爐熔煉過(guò)程對(duì)于鐵等主要金屬元素是氧化性氛圍。2.2沖天爐熔煉過(guò)程的控制（2學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：沖天爐熔煉過(guò)程網(wǎng)形圖。思考題：如何根據(jù)熔煉要求，利用網(wǎng)形圖獲得最佳控制參數(shù)。2.3鑄鐵的其它熔煉方法（1學(xué)時(shí)）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：感應(yīng)電爐的熔煉特點(diǎn)。思考題：比較感應(yīng)電爐，電阻爐，電弧爐的熔煉特點(diǎn)。7、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容、學(xué)時(shí)分配、實(shí)驗(yàn)小組序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容提要實(shí)驗(yàn)類(lèi)型學(xué)時(shí)分配分組人數(shù)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)教學(xué)要求1六種類(lèi)型石墨觀察準(zhǔn)確區(qū)分灰鑄鐵石墨形態(tài)，掌握形成機(jī)制基礎(chǔ)性15材料加工工程鑄造實(shí)驗(yàn)室依據(jù)實(shí)驗(yàn)效果評(píng)價(jià)：優(yōu)、良、中、合格及不合格。2球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵組織觀察觀察球鐵，可鐵石墨特點(diǎn)，基體組織構(gòu)成，正確理解凝固和固態(tài)相變過(guò)程基礎(chǔ)性158、考核要求、考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（1）課程考核成績(jī)由期末考試（80%）、課堂作業(yè)（1