金属塑性加工原理与技术A 教学大纲

1、金属塑性加工原理与技术A 一、课程说明课程编号： 070109Z10课程名称：金属塑性加工原理与技术A/Principle and Technology of Plastic Deformation in Metals Processing A课程类别：专业教育课程学时/学分：40/2.5先修课程：高等数学、线性代数、工程力学（或材料力学）、材料科学基础适用专业： 粉体材料科学与工程教材、教学参考书：1. 彭大暑.金属塑性加工原理.长沙：XX大学出版社.2004年；2. 傅祖铸主编.有色金属板带材生产. 长沙：中南工业大学出版社.1992年；3. 马怀宪主编.金属塑性加工学.北京：冶金工业出版

2、社.1991年； 4. 娄燕雄主编.有色金属线材生产. 长沙：XX大学出版社.1999年； 5. 刘楚明.有色金属材料加工. 长沙：XX大学出版社.2010年。二、课程设置的目的意义金属塑性加工原理与技术课程是面向粉体材料科学与工程专业本科生开设的一门专业选修课。其设置的目的是通过学习材料加工这门交叉学科的课程，使学生了解金属材料塑性加工过程中力学、材料学和摩擦学的基础理论与普遍规律，在此基础认识金属塑性加工主要方法（轧制、挤压、拉拔）所涉及的基本知识，并构建材料塑性加工知识体系，为进一步学习相关专业课程提供必要的知识储备；同时适应本专业粉末冶金方向要求，将塑性加工和粉体材料学科相结合，有利于

3、新材料和新工艺的研究开发，为培养相关专业人才从事材料加工与研究、产品开发与生产打下坚实基础。三、课程的基本要求知识方面：通过本课程的学习，了解应力应变分析的基本概念与基本理论以及金属塑性加工过程的热力学条件；熟悉金属塑性变形过程中的微观与宏观基本规律，以及在金属塑性加工过程中组织性能的变化及金属的塑性、变形抗力、断裂等与加工条件的关系；认识各种塑性加工方法（轧制、挤压、拉拔、锻造）的基本特点与一般工艺流程；在此基础上了解金属组织、性能、质量控制的相应技术。能力方面：能将金属塑性加工的基本理论和方法用于分析材料塑性变形时的一般问题，面对新材料研究以及产品开发工作时，能完成坯料准备、塑性加工方法和

4、加工设备选择、加工工艺制定以及产品质量等技术工作；构建金属塑性加工知识体系用于提高开发新材料与新工艺的能力，并针对具体问题提出有效的解决方法，将塑性加工与粉末冶金进行交叉融合，在学习与讨论过程中培养创新意识，提高分析和解决实际问题的能力。素质方面：建立最基本的材料塑性加工理念，通过课程学习与讨论培养团队协作和沟通交流意识；通过课外导学的模式，提高自主学习素质，为相关专业课程学习和未来科学研究打下基础。 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)实践第1章绪论金属塑性加工的定义、分类、地位、特点与发展概况；课程的性

5、质、内容、意义和基本要求220金属塑性加工的内涵、研究内容与发展概况。利用典型的事例和大量的数据结合现状和发展讲述塑性加工的重要性、主要研究内容和发展概况。第2章应力与应变分析变形时应力应变状态概念、描述方法；主应力和主切应力，八面体应力与等效应力；应力张量的分解与几何表示；应变与位移方程；应变增量；变形力学图；主应变图与变形程度表示660应力应变状态概念，任意斜面上应力公式，张量分解，应力应变平衡方程，几何 方程。应力平衡微分方程；应变与位移关系方程和应变协调方程。应力应变基本概念介绍，运用弹塑性力学基本方法分析物体受力产生应变时应力应变状态、表示方法和对应关系方程。教学方式：课前导学（前修

6、课只是归纳与思考题）；课堂讲授和讨论相结合，课外查阅。第3章金属塑性变形的物性方程金属塑性变形过程和力学特点；塑性条件方程；塑性变形的应力应变关系；增量理论与全量理论；变形抗力与加工硬化以及影响变形抗力的因素。550屈服准则；增量理论和全量理论；影响变形抗力因素；平面问题与轴对称问题。两种屈服准则物理意义与几何表达；增量理论；平面问题与轴对称问题的应力和应变 特点。以材料力学基础知识为基础，结合实例讲解塑性条件方程；以专题讨论形式讲解塑性加工中变形抗力与加工硬化 问题。教学方式：课前导学、课堂讲授、课堂互动问答、课外作业（或报告）等。 第4章金属塑性加工的流动与变形金属塑性变形的宏观规律与变形

7、特征；金属流动的一般规律，不均匀变形的原因、后果与改善措施；附加应力概念、产生的原因及后果；消除和减轻残余应力的措施；塑性变形过程中的断裂与可加工性。44典型不均匀变形，各种基本概念，塑性变形过程中的断裂不均匀变形产生原理与后果以及附加应力分析以材料物理和力学基本知识为基础，通过典型实例和现场教学，了解金属塑性变形和流动一般规律。教学方式：课前导学、课堂讲授、实验现场观摩、课外作业等。第5章金属塑性加工的摩擦与润滑塑性加工中摩擦方式分类，摩擦机理；影响摩擦系数的因素及其测定方法；塑性加工中润滑机理及选择润滑剂的原则和方法；220摩擦机理及润滑 机理通过专题介绍和对比突出塑性加工中摩擦与润滑的重

8、要作用和影响。教学方式：课堂讲授、文献阅读，课堂互动 问答。第6章金属的塑性以及塑性加工过程中组织变化与温度-速度条件金属塑性概念及典型测定方法；多晶体塑性变形机构；塑性变形对金属组织性能的影响；超塑性的概念、分类以及产生条件；冷、热变形时的纤维组织；动态回复及动态再结晶；塑性变形中的热效应及温度效应；形变热处理。550塑性图及其应用，塑性变形过程中材料组织的变化；纤维组织形成机理；动态回复及动态再结晶等。塑性图的应用；纤维组织形成机理。从金属材料学角度认识金属的塑性和塑性指标；通过对比与专题形式强调不同塑性加工条件下组织变化特征以及与温度和速度的关系。教学方式：课前导学、课堂讲授与讨论、课外

9、阅读与作业。第7章平辊轧制成形技术简单轧制过程；轧制时金属变形规律；金属对轧辊的压力；典型产品工艺流程。 66简单轧制过程，轧制时金属变形规律简单轧制过程咬入和稳定 条件以典型实例和实践环节讲解简单轧制过程和典型轧制设备，以典型材料介绍轧制产品一般工艺流程。教学方式：课前导学、课堂讲授、文献查阅、轧制过程现场观摩。第8章挤压成形技术挤压的基本方法、品种与一般流程；挤压时金属变形规律；挤压力的计算；挤压制品的组织、性能、质量控制；典型产品的工艺流程440挤压时金属变形规律，基本方法与一般流程以典型实例讲解挤压的基本方法、品种与一般流程以及金属变形规律；通过对比方法突出挤压的自身特点。教学方式：课

10、堂讲授与课外自学相结合；一般归纳和重点实例分析相结合。第9章拉拔与孔型轧制成形技术拉拔的基本方法、品种与一般流程；拉拔时金属变形规律；拉拔制品的组织、性能、质量控制；拉拔配模；典型产品的工艺流程；孔型轧制660拉拔时金属变形规律，基本方法与一般流程；管材与型材的孔型轧制以典型实例讲解拉拔的基本方法、品种与一般流程以及金属变形规律；以专题形式介绍孔型轧制。教学方式：课堂讲授与课外自学相结合；一般归纳和重点实例分析相结合。合计40400五、实践教学内容和基本要求本课程不含实践学时。六、考核方式及成绩评定教学过程中通过课堂讲授、课堂讨论与分析、课外作业、课前导学的方式进行，考核方式主要为平时考核与集中考试，平时考核方式包括作业（或论文）、报告、课堂问答、课外阅读等，学生