金属熔炼与铸造教学大纲

1、金属熔炼与铸造一、课程说明课程编号： 070106Z10课程名称：金属熔炼与铸造/Smelting and Casting of Metals课程类别：专业教育课程学时/学分: 24/1.5 先修课程要求:物理化学 材料科学基础适应专业：粉体材料科学与工程、材料化学教材、教堂参考书：1章四琪 黄劲松 编著. 有色金属熔炼与铸锭.北京：化学工业出版社，2013年5月第二版2陈存中 编著. 有色金属熔炼与铸锭.北京：冶金工业出版社，1988年3陆文华 李隆盛 黄良余主编.铸造合金及其熔炼.北京：机械工业出版社，2005年4肖恩奎，李耀群编著.铜及铜合金熔炼与铸造技术.北京：冶金工业出版社，2007

2、年5耿浩然. 铸造锌、铜合金.北京：化学工业出版社，2006年二、课程设置的目的意义金属熔炼与铸造是材料化学及粉体材料学专业的专业技术课之一，其任务是使学生根据合金的化学成份、铸态组织及性能(包括力学性能、物理性能和使用性能等)三者之间的关系，掌握合金在熔炼过程中的物理化学的变化规律，利用学习的方法与技巧，确保获得高质量的合金熔体，提高铸锭或雾化制粉预合金的质量；了解液态合金凝固的特点以及调整铸锭组织的方法；了解合金熔炼及铸造的发展过程和国内外最新发展方向；了解常用金属的种类及铸造特性。三、课程的基本要求 知识：通过对本课程的学习掌握金属的熔炼、铸造基本知识。能力：使学生具备初步的选用合金、配

3、制原材料和选择熔炼以及铸造工艺的能力；具备分析熔铸生产中有关问题和提供解决方案的能力。素质：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，根据现场的实际情况选择设备，优化生产工艺。四、教学内容、重点难点及教学设计 章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践0绪论金属熔炼与铸造的出现、发展与人类社会的进步，金属熔炼与铸造技术的研究内容22金属熔炼铸造技术发展历程与现代技术发展相结合，说明金属熔炼与铸造技术的重要意义主要内容与学习方 法等对国内外有关的新知识、新材料和新技术等有较全面的了解用具有历史意义的出土文物，结合现状和发展

4、讲解金属熔炼与铸造技术的重要意义、主要内容与学习方法等。课堂中通过出土铸造文物本身特性、生产工艺或历史意义等针对性提问抢答。第1章 金属的熔炼特性金属熔炼的四性：氧化性、吸气性、挥发性、吸杂性的基本原理，对金属的性能的影响44DG°与T的关系图DG°与T的关系图应用结合氧化化铝弥散强化铜、硅铁锰铁铬铁等铁合金的生产，以实际案例来讲解理论与实践的结合。就科研实例中的基础理论问题或应用方法进行针对性提问抢答。第2章 熔体净化技术除渣精炼的基本原理与除渣精炼的具体工艺技术应用22除渣精炼的具体工艺技术 应用除渣精炼的基本 原理在分析了熔体中的夹杂和气体等杂质的存在方式，在掌握除渣

5、精炼基本原理的基础上，如何根据金属的自身特性，选择各种熔体净化方法的措施。第3章 成分控制讨论配料、中间合金、熔剂及成分调整在合金成分控制中的作用，介绍熔体质量检验方法22冲淡与补料现场有效手段如角磨机火花对碳钢含碳量的判断的应用准确控制熔体的化学成分，是保证熔体质量的首要任务。金属材料的化学成分包括主要合金元素成分和杂质两部分。严格原材料管理、正确进行计算和配料、精心控制熔炼工艺，及时可靠的炉前检验和成分调整，都是控制熔体成分的重要环节。第4章 凝固过程的液体金属流动和传热凝固过程的液体金属流动。然后讨论金属的凝固传热特点，重点描述铸锭断面的温度分布规律。22凝固过程中的动量传输与热量传输不

6、同传热条件下的传热方程按对流产生的原因可分为三种：动量对流、自然对流、强制对流。这3种对流统称为凝固过程中的动量传输。掌握其传输规律。利用傅利叶导热微分方程，求解出一维传热问题的通解，再结合定解条件与边界条件，求解出各种凝固条件下的传热情况。第5章 凝固过程中的传质凝固过程中的溶质再分布以及与溶质再分布密切相关的成分过冷22凝固过程的质量传输成分过冷临界条件与应用凝固过程中出现溶质再分布，是是合金凝固过程中一种普遍的传质现象。铸锭成分的均匀性、晶粒组织及热裂等的形成，都与溶质再分布有关。成分过冷也是溶质再分布的 结果。第6章 凝固晶粒组织及其细化晶粒组织形成的基本规律及控制晶粒组织的基本途径2

7、2晶粒组织的形成原因晶粒细化方法及 应用在掌握各种晶粒组织如正常晶粒组织与异常晶粒组织形成的基础上，控制晶粒组织。第7章 铸锭中常见凝固缺陷第8章 合金的充型能力偏析、缩孔、裂纹、气孔及非金属夹杂物等常见缺陷的成因和防止方法液态合金充满铸型、获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。22偏析、缩孔、裂纹、气孔及非金属夹杂物等常见缺陷的 成因常见缺陷的防止识别和分析铸锭中的缺陷及其成因，寻求防止或减少缺陷的方法，稳步提高铸锭和加工产品的质量。合金的流动性是指液态合金自身的流动能力，属于合金的一种主要铸造性能。良好的流动性不仅易于铸造出薄而复杂的铸件，而且也利于铸件在凝固时的补缩以

8、及气体和非金属夹杂物的逸出和 上浮。9 有色金属熔炼技术有色金属的熔炼方法、主要设备及工艺的特点和存在的不足22有色金属的熔炼方法、主要设备及工艺的特点和存在的不足对国内外有关的新技术和新工艺等有较全面的了解几种典型熔炉的熔炼技术特点、技术经济效果及存在问题，着重讨论特种和快速熔炼技术。10 有色金属铸造技术有色金属的铸造方法、主要设备及工艺，正在开发的一些新技术及一些新思路22各种铸造技术的总结与归纳各种技术的应用 选择介绍各种半连续铸造技术要点，连铸连轧及其它连续铸造新技术，同时对铁模铸造技术特点也作了对比性介绍。11 常见有色金属的熔铸概括了一些重要有色合金的熔铸技术特性，可供制订合理的熔铸工艺规程以及在分析铸造缺陷时参考。22对重要有色合金的熔铸技术特性的概括与总结现场设备的选择与实际优化常见有色金属在一定熔铸条件下所表现的行为，因其不同的特性而往往各不相同。有些行为在熔铸过程中会强烈地表现出来，有些行为还会在铸造加工甚至使用过程中表现出来，给材料的生产与使用带来很大的影响。因此，必须了解有关合金熔铸技术的基本规律。以锌元素为例，锌易挥发，越温度升高蒸汽压快速增加。其在铁合金中的生产中有特殊性。五、实践教学内容和基本要求本课程不含实践教学。六、考核方式及成绩评定教学过程中采取讲授、讨论、分析、课前导学