《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)時與學(xué)分學(xué)時：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、授課對象本課程面對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〔對學(xué)生學(xué)問、力氣、素養(yǎng)培育的奉獻和作用〕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、性能特點及其把握措施；把握常用鑄造合金熔煉過程中的物理化學(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)生了解國內(nèi)外有關(guān)鑄造合金及熔煉的最進展方向。畢業(yè)要求畢業(yè)要求1：工程學(xué)問決簡潔工程問題。畢業(yè)要求2：問題分析獲得有效結(jié)論。3：設(shè)計/開發(fā)解決方案能夠設(shè)計針對簡潔工程問題的解決方案，設(shè)計滿足〔部件〕或工藝流程，并能夠在設(shè)計環(huán)節(jié)中表達創(chuàng)意識，考慮法律、安康、安全、文化、社會以及環(huán)境等因素。4：爭論能夠基于科學(xué)原理并承受科學(xué)方法對簡潔工程問題分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。

1課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求及其指標(biāo)點指標(biāo)點學(xué)問。學(xué)等自然科學(xué)根底學(xué)問。學(xué)根底學(xué)問。測與把握根底學(xué)問。及把握工程簡潔問題。分析簡潔工程問題，以獲得有效結(jié)論。如：簡潔的模具設(shè)計。能夠應(yīng)用物理、化學(xué)根本原理，識別、表達、并通過文獻析簡潔工程問題，獲得有效結(jié)論。如：工程力學(xué)綜合試驗。分析簡潔工程問題，獲得有效結(jié)論。如：工程把握試驗中的建模與分析。簡潔工程問題的設(shè)計方法。素的前提下，能夠設(shè)計〔開發(fā)〕針對簡潔材料成型及把握工程問題的解決方案，具備設(shè)計〔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)〕過程中，具有追求材料成型及把握工程簡潔問題創(chuàng)解決的態(tài)度和意識，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)計材料成型及把握工程〔模具〕簡潔試驗、開展科學(xué)爭論的力氣。方法，正確構(gòu)建并實施材料成型及把握工程綜合試驗，得出正確結(jié)果的力氣。簡潔的材料成型及把握工程試驗結(jié)果進展正確分析力氣。了解常見的材料成型及把握工程常用設(shè)備、試驗儀器及試驗

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

畢業(yè)要求及其指標(biāo)點指標(biāo)點了解材料成型及把握工程專業(yè)重要資料來源及獵取方法。工程實踐的力氣。解其局限性。工程實踐對社會、安康、安全、法律以及文化的影響。全、法律以及文化的影響，能夠正確評價簡潔成型及把握工

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潔工藝對于客觀世界和社會的影響，理解并能夠擔(dān)當(dāng)?shù)南鄳?yīng)工程和社會責(zé)任。畢業(yè)要求7：環(huán)境和可持續(xù)進展響。畢業(yè)要求8：職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

勢，正確生疏本專業(yè)對于社會進展的重要性。環(huán)境保護及社會可持續(xù)進展等的影響。確理解并考慮工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)進展的影響。及其影響。做人標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的社會責(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：個人和團隊多學(xué)科背景下，擔(dān)當(dāng)個人及團隊成員的作用。以及負(fù)責(zé)人的角色。10：溝通能夠就簡潔工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進展有效溝通和溝通，包括撰寫報告和設(shè)計文稿、陳述發(fā)

補、交往。議，進展合理決策之領(lǐng)導(dǎo)力氣。的跨文化溝通力氣。有較強的業(yè)務(wù)溝通力氣與競爭力氣。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)點指標(biāo)點表達或回應(yīng)指令，就簡潔的專業(yè)工程問題進展有效溝通和溝通。并把握工程治理原理與經(jīng)濟決策方法。有確定的組織、治理及領(lǐng)導(dǎo)力氣，能夠較好地通過口頭或書面方式表達自己的想法。

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

對終身學(xué)習(xí)的重要性，有自覺的意識和正確的生疏。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)社會進步與進展，與時代同步。七、教學(xué)重點與難點：第一章鑄鐵合金重點內(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。難點內(nèi)容織把握。其次章鑄鋼重點內(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；合金元素對錫青銅組織和性能的影響第四章鑄造合金的熔煉重點內(nèi)容的吸氣及除氣精煉。難點內(nèi)容沖天爐熔煉過程中鐵水化學(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、溝通爭論等方式，進展課堂互動，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)；通過布置作業(yè)、組織自學(xué)和課堂爭論等多種途徑，結(jié)合生產(chǎn)實際，培育學(xué)生理論聯(lián)系實際、綜合分析問題和解決問題的力氣和創(chuàng)意識與制造力氣。九、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時安排總體安排2表2 根本教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排講講鑄鐵合金鑄鋼鑄造有色合金課內(nèi)容學(xué)時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)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)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)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)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)圖的存在對鑄件的生產(chǎn)有何實際意義？Fe-C〔石墨〕Fe-Fe3C系凝固的影響？簡述D型石墨的形成條件及D型石墨鑄鐵的性能特點。冷卻速度是如何對鑄鐵組織發(fā)生影響的?分析爭論片狀石墨、球狀石墨、蠕蟲狀石墨的形成條件及生長過程。爭論鑄鐵固態(tài)相變的主要內(nèi)容及其對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鑄鐵組織發(fā)生影響的？灰鑄鐵的金相組織及性能的特點是什么?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。簡述瞬時孕育概念、瞬時孕育的優(yōu)點及常用的瞬時孕育方法。試描述球墨鑄鐵凝固冷卻曲線的特點，并據(jù)此分析球墨鑄鐵的凝固特性。球墨鑄鐵生產(chǎn)時化學(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度球墨鑄鐵的根本途徑。某企業(yè)請A、BQT500—7。A生產(chǎn)商承受鑄態(tài)球鐵生產(chǎn)技術(shù)未經(jīng)熱處理即達鑄件質(zhì)量技術(shù)要求，B生產(chǎn)商的鑄件鑄態(tài)延長率未7%,需進展熱處理。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間對奧氏體—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大的機理闡述灰鑄鐵和球墨鑄鐵鑄件的縮孔與縮松形成傾向。簡述蠕墨鑄鐵的組織和性能特點。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？試爭論分析之?？鼓ヨT鐵中，應(yīng)用最廣、進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展淬火。試述鑄鐵的耐蝕性及硅、鉻和鎳對鑄鐵耐蝕性的影響。試述一般鑄鐵在高溫下的氧化和生長以及防止鑄鐵氧化和生長的措施。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，如何消退對碳鋼性能不利的組織。試說明細(xì)化鋼的晶粒能夠收到同時提高鋼的屈服強度和韌性的道理。試論述鑄鋼件形成熱裂的機理，并說明澆注溫度過高和鋼中含硫量過多對于形成熱裂的影響。作為一個低合金系列的主加合金元素需要具備什么條件？試比較錳、鉻和鎳作為三個低合金鋼系列的主加合金元素的優(yōu)缺點。試分析錳系低合金鋼在淬火后的回火過程中產(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？你對超群鋼的加工硬化現(xiàn)象的機理有何見解？如何進一步強化這種性能？耐磨白口鐵、低合金耐磨鋼和高錳鋼都是常用耐磨材料，請分析以上三類耐磨材料的組織、性能特點及應(yīng)用場合。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？簡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？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？舉例說明。對Al-Si合金的共晶硅進展變質(zhì)前后有哪些變化？簡述變質(zhì)機理。有哪些Al-Si合金的共晶硅變質(zhì)劑？簡述Al-Si合金初晶硅的變質(zhì)劑種類及其機理。鋁合金晶粒細(xì)化的原理是什么？試舉例說明。分析ZCuSn10Zn2的結(jié)晶過程，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)缺點如何？錫青銅的鑄造工藝特點是什么？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。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，爭論沖天爐內(nèi)的熱交換特點，并分析如何強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，爭論在熔煉過程中風(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，爭論鐵液中各元素的變化規(guī)律。的原理。從冶金反響動力學(xué)角度分析電弧爐煉鋼中，爐渣粘度過大或過小所帶來的問題。 電弧爐煉鋼時假設(shè)爐料的平均含磷量或含硫量過高，應(yīng)實行哪些工藝措施？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)缺點及留意事項。分析感應(yīng)電爐的容量與所承受的電頻率之間的大體對應(yīng)關(guān)系。試分析堿性感應(yīng)電爐煉鋼過程中，一般不進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。鋁液精煉工藝分幾類？試舉例說明并比較不同工藝的優(yōu)缺點。從除氣動力學(xué)方面分析如何提高除氣效果？鋁中的氫的來源有哪些方面？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)缺點如何？分析磷銅脫氧的原理及其脫氧工藝要點。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1202322023年，陸文華等編；十一、課程成績評定與記載考核方式1、課程考核及評價細(xì)則課程考核及評價細(xì)則，詳見表3。3課程考核及評價細(xì)則對應(yīng)的對應(yīng)的成績組成考核/評價環(huán)節(jié)分值考核/評價細(xì)則教學(xué)目標(biāo)依據(jù)