铸造合金与熔炼教学大纲.doc

铸造合金与熔炼教学大纲Cast Alloy & Melting学 时：32 学 分：2制订者：聂信天审核者：朱顺先一、课程性质铸造合金与熔炼是材料成型及控制工程专业的一门科类方向选修课（综合成型工艺模块）。材料成型及控制工程专业覆盖金属材料、非金属材料、复合材料、粉末冶金、等领域的材料成形，铸造合金与熔炼主要是学习金属材料的液态成形理论知识，是为综合成型工艺模块而开设的课程。本课程主要学习铸铁、铸钢和有色金属成形工艺和设备，为后期的工艺类课程和实践环节打下坚实的理论基础。二、教学目的与要求通过对本课程的学习，使学生了解常用铸造合金的种类；掌握合金的化学成份、热处理、金相组织及性能（包括机械性能、物理性能和使用性能等）之间的关系，以及这些合金在熔炼过程中的物理化学的变化规律；了解提高液态合金质量的途径及措施；了解铸造合金及熔炼的发展过程和国内外最新发展方向。通过对本课程的学习学生应具备初步的选用合金、配制原材料和选择熔炼工艺的能力；具备分析生产中有关问题和提供解决方案的能力；同时对国内外有关的新知识、新材料、新技术和新工艺等有较全面的了解。教学过程中应通过布置作业、组织自学和课堂讨论等多种途径，结合生产实际，努力培养学生理论联系实际、综合分析问题和解决问题的能力和创新意识与创造能力。三、教学内容及安排（一）课堂讲授部分 （28学时）绪论 第一篇 铸铁及熔炼 （12学时）第一章 铸铁的结晶及组织的形成 （3学时）1.1铁碳双重相图1.1.1铁碳相图的二重性 1.1.2铁碳双重相图及其分析1.1.3铁碳硅准二元相图1.2铸铁的一次结晶过程1.2.1初析石黑的结晶1.2.2初析奥氏体的结晶1.2.3共晶凝固过程1.3铸铁的固态相变 第二章 灰铸铁 （4学时）2.1金相组织和力学性能的特点2.2影响铸铁铸态组织的因素2.2.1冷却速度的影响2.2.2化学成分的影响2.2.3铁液的过热和高温静置的影响2.2.4孕育的影响2.2.5气体的影响2.2.6炉料的影响2.3灰铸铁的生产2.3.1灰铸铁的标准2.3.2衡量灰铸铁冶金质量的指标2.3.3提高灰铸铁性能的主要途径2.4灰铸铁的铸造性能2.5灰铸铁的热处理第三章 强韧铸铁 （2学时）3.1球墨铸铁3.1.1球墨铸铁的性能特点及应用3.1.2球墨铸铁的生产3.1.3球墨铸铁的铸造性能及常见缺陷3.1.4球墨铸铁的热处理3.1.5球墨铸铁生产中的几个特殊问题3.2蠕墨铸铁3.3可锻铸铁第四章 特种性能铸铁 （1学时）4.1减摩铸铁4.2冷硬铸铁4.3抗磨铸铁4.4耐热铸铁4.5耐腐蚀铸铁第五章 铸铁的熔炼 （2学时）5.1冲天炉熔炼的基本原理5.1.1冲天炉熔炼的基本要求5.1.2冲天炉的基本结构5.1.3冲天炉内焦炭燃烧的基本规律5.1.4冲天炉内炉气及炉温的分布规律5.1.5冲天炉内的热交换5.1.6影响铁液温度的主要因素5.2冲天炉强化熔炼的主要措施5.3冲天炉熔炼过程中化学成分的变化规律第二篇 铸钢及其熔炼 （10学时）第一章 铸造碳钢 （2学时）1.1概述1.2铸造碳钢的结晶过程和铸态组织1.3碳钢铸件的热处理、金相组织和力学性能1.4影响铸造碳钢力学性能的主要因素1.5碳钢的铸造性能1.6铸造碳钢的焊接性能第二章 铸造低合金钢 （2学时）2.1概述2.2锰系铸造低合金钢2.3铬系铸造低合金钢2.4镍系铸造低合金钢2.5低合金高强度铸钢2.6微量合金化铸钢2.7抗磨用铸造低合金钢2.8低合金钢铸件的热处理2.9低合金钢的铸造性能2.10低合金铸钢的焊接性能第三章 铸造高合金钢 （2学时）3.1概述3.2高锰钢3.2.1高锰钢的碳锰含量、热处理及性能3.2.2高锰钢的加工硬化机理3.2.3化学成分对高锰钢性能的影响3.2.4提高高锰钢性能的途径3.2.5高锰钢的铸造性能3.3铸造不锈钢3.3.1不锈钢及其耐蚀原理3.3.2铸造铬镍不锈钢的化学成分及性能3.3.3合金元素对钢组织的影响3.3.4高铸造不锈钢性能的途径3.3.5铬镍不锈钢的铸造性能3.3.6铬镍不锈钢的应用范围3.4抗磨耐蚀合金铸钢3.5铸造耐热钢第四章 电弧炉炼钢 （2学时）4.1概述4.2三相电弧炉的构造和工作原理4.3碱性电弧炉氧化法炼钢4.3.1炼钢工艺要点4.3.2炼钢过程的物理化学分析4.3.3合金钢冶炼要点第五章 钢的炉外精炼 （2学时）5.1概述5.1.1炉外精炼的重要作用5.1.2炉外精炼技术的发展5.1.3外精炼技术在铸钢生产中的应用5.2吹氩精炼原理5.3氩氧脱碳精炼法5.4真空氧氩脱碳精炼法5.5真空氧氩脱碳转炉精炼法5.6钢包电弧加热精炼法第三篇 铸造非铁合金及其熔炼 （6学时）第一章 铸造铝合金 （2学时）1.1铝硅类合金1.1.1铝硅合金的成分、组织和性能1.1.2铝硅合金的变质处理1.1.3 l-Si-Mg系合金1.1.4 Al-Si-Cu系合金1.1.5 l-Si-Cu-Mg系合金1.1.6活塞合金1.1.7铝硅类合金中的杂质1.2铝铜类合金1.2.1铝铜二元合金1.2.2多元合金1.2.3耐热铝合金1.3铝镁类合金1.4铝锌类合金1.5回归分析法在铸铝合金成分优化设计中的应用1.6铝合金铸造性能1.7铝铸件的热处理第二章 铸造铝合金的熔炼 （2学时）2.1铝合金液的精炼原理2.2铝液精炼工艺2.3铝合金组织控制2.4铝合金的炉料2.5铝合金典型熔炼工艺第三章 铸造铜合金 （2学时）3.1铸造锡青铜3.1.1 Cu-Sn二元合金的成分、组织3.1.2 Cu-Sn二元合金的性能及工艺特点3.1.3 ZCuSn10P1锡青铜3.1.4 ZCuSn10Zn2锡青铜3.1.5 ZcuSn5Pb5Zn5锡青铜3.1.6锡青铜中的杂质3.2铸造铝青铜3.2.1 Cu-Al二元合金的成分、组织3.2.2缓冷脆性3.2.3 Cu-Al二元合金的性能3.2.4 ZCuAl10Fe3铝青铜3.2.5 ZCuAl9Mn2铝青铜3.2.6 ZCuAl8Mn13Fe3Ni2铝青铜3.2.7 ZCuAl9Fe4Ni4Mn2铝青铜3.3铸造铅青铜3.4其它青铜3.5铸造黄铜（二）实验部分 （4学时）序号实验项目时数内容提要实验类型每组人数1铸钢及铸铁金相组织观察2制作铸钢、铸铁组织试样；通过观察金相组织，掌握碳在金属组织中的形态和对其性能的影响。验证152铝硅合金变质处理及金相组织观察2制作铝硅合金变质处理组织试样；通过观察金相组织，了解变质处理对铝硅合金组织中硅的形态和其性能的影响。验证15四、考核方式及成绩评定考核方式：闭卷考试，考试题型为主客观题相结合，有名词解释、选择题和问答题（解释