河南工学院材料成型与控制技术专业《铸造合金及熔炼》课程标准

1、河南工学院材料成型与控制技术专业 铸造合金及其熔炼 课程标准国家职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库建设项目组铸造合金及其熔炼 课程标准一、课程基本情况课程代码580101承担教研室材料成型与控制技术课程类别职业能力课程设计代码课程性质考试周数计划学时56h理论学时50h实验（实训）学时6h适用专业材料成型与控制技术二、课程的定位铸造合金及其熔炼课程是材料成型与控制技术专业必修的一门主干职业技术课。通过本课程的学习，使学生熟悉常用铸造合金的种类及应用特点；掌握铸造合金的化学成分、处理工艺、金相组织及合金性能之间的关系；初步具备通过成分和工艺控制，改善组织和性能的能力；掌握常用合金的熔炼工艺

2、基本原理，初步具备选择熔炼设备、制定熔炼工艺、控制熔炼质量的基本能力；了解铸造合金和精炼技术的发展趋势和最新研究成果等，为后续专业课的学习和今后从事铸造生产及合金熔炼方面的相关工作打下坚实专业基础。该课程的先修课程有金属学及热处理、金属工艺学、铸造工艺学等。该课程的后续课程有特种铸造、铸造生产及质量管理、材料成型检测技术等。三、课程的设计思路本课程按照先理论介绍，再工艺分析，后技术拓新的基本教学思路，精心设计课程教学内容。其主要内容包括常用铸铁、铸钢及有色合金的化学成分、凝固组织及性能控制等铸造合金基本理论；铸造合金熔炼原理、熔炼工艺、熔炼设备及质量控制等熔炼工艺；铸铁、铸钢及铸铝的炉外精炼原

3、理、工艺及设备等方面的新工艺、新技术。根据本课程兼有理论指导和实践操作的双重性特点，课程采用“理论教学和实验教学有机结合”的授课方式，使学生能够将理论与实践完美结合，提高教学效果。四、课程目标（一）知识目标1）了解常见铸造合金种类及特点。2）理解铸造合金成分、组织及性能之间的关系特点。3）熟悉合金凝固过程、凝固组织及性能控制措施。4）掌握常用铸造合金的熔炼工艺、熔炼设备及质量控制措施。5）了解铸造合金的炉外精炼新工艺及新技术。（二）能力目标1）具备铸造合金的种类选择、成分确定、应用特点等基本的材料选用能力。2）具备铸造合金成分、组织及性能间关系的质量分析能力。3）具备铸造合金的凝固过程、凝固组

4、织及铸态性能的工艺措施制定和质量控制能力。4）具备铸造合金的熔炼工艺设计、设备选用及熔体质量控制能力。5）具备铸造合金及其熔炼、精炼方面的新工艺、新技术及新设备的学习和选用能力。（三）素质目标1）培养良好的职业道德。使学生具有爱岗敬业，乐奉献；实事求是，讲诚信；遵章守纪，保机密；大公无私，讲团队等综合素质。2）培养科学的思维方式。使学生具有善于总结、勤于归纳；创新思维、逆向思维；敏锐的洞察、透彻的分析、有效的措施等综合素质。3）培养全面的工程意识。使学生具有提高质量，控制成本；技术创新、持续发展、低碳环保等综合素质。五、课程内容与课时安排（一）理论教学内容与课时安排教学项目一：铸造合金及其熔炼

5、概述教学目标1、了解铸造合金的种类及其发展概况。2、了解铸造合金在机器工业、国民经济建设中的地位和作用；3、了解铸造合金熔炼技术的发展概况4、熟悉本课程的性质、内容、目的及要求。教学内容任务一：铸造合金概况任务二：铸造合金的熔炼概况任务三：课程简介教学重点常用铸造合金及其熔炼工艺；课程要求教学难点铸造合金及其熔炼的发展趋势课时安排2h教学项目二：铸造合金基础知识教学目标1、了解常见铸造合金种类及应用特点。初步具备铸造合金的种类选择、成分确定、应用特点等基本的材料选用能力。2、熟悉灰铸铁、球墨铸铁、铸造碳钢、铸造铝合金和铜合金等的化学成分、结晶过程和组织特征。3、理解铸造合金成分、组织及性能之间

6、的关系，初步掌握判断其组织、预测其性能的基本知识和技能。4、熟悉铸造合金的铸造性能、铸造工艺和热处理特点，掌握改善铸造合金组织和性能的基本能力。教学内容任务一：铸铁合金任务二：铸造用钢任务三：铸造有色合金教学重点1）铸铁合金的种类及成分特点；灰铸铁生产及孕育处理；球墨铸铁生产及球化处理；石墨的形成条件及其形态分布；铸铁的铸造缺陷及控制措施；特殊铸铁的合金化及合金元素对组织性能的影响。2）铸钢的种类及成分特点；铸造碳钢的结晶及组织控制；基本组元对组织和性能的影响；铸钢的热处理工艺及其作用；高锰钢的水韧处理，铬镍不锈钢的铬当量、镍当量的意义，晶间腐蚀形成的原因。3）铸造铝合金的种类；合金元素对铝合

7、金组织及性能的影响；铝硅合金的变质处理与合金化；铝合金的热处理工艺。铸造铜合金的种类，铸造锡青铜的常见铸造缺陷，铸造黄铜脱锌腐蚀形成的原因及防止措施，锌当量的意义。教学难点1）灰铸铁生产及孕育处理；球墨铸铁生产及球化处理；石墨的形成条件及其形态分布。2）铸造碳钢的结晶及组织控制；铸钢的热处理工艺及其作用；高锰钢的水韧处理。3）铝硅合金的变质处理与合金化；铝合金的热处理工艺。课时安排34h教学项目三：铸造合金的熔炼教学目标1、掌握常用合金的熔炼工艺基本原理，初步具备正确选择铸造合金的熔炼方法、熔炼设备和熔炼工艺的设计能力，以及熔炼质量的控制能力。2、理解铸造合金熔炼对铸造合金的铸造性能、铸造工艺

8、和铸件质量的影响，具备一定的熔炼质量的分析能力。3、熟悉常用铸造合金熔体处理的基本知识，掌握熔体处理的基本操作技能。教学内容任务一：冲天炉熔炼任务二：电弧炉熔炼任务三：感应电炉熔炼任务四：铸造有色合金熔炼教学重点1）冲天炉的基本结构及作用；冲天炉熔炼原理及基本过程；冲天炉强化熔炼的主要措施。2）电弧炉的分类及应用特点；碱性电弧炉氧化法炼钢的工艺要点、熔炼原理，吹氧返回法炼钢。3）感应电炉的分类及应用特点；感应加热及熔化原理。4）铸造有色金属熔炼用炉；常用铸造有色金属的熔炼特点。教学难点冲天炉熔炼原理及基本过程；碱性电弧炉氧化法炼钢工艺；吹氧返回法炼钢。课时安排10h教学项目四：铸造合金的精炼处

9、理新工艺教学目标1、理解熔炼质量对铸造铸件质量的影响，熟悉常用铸造合金熔体进行精炼处理的基本知识。2、了解新型铸造合金材料和先进的熔炼技术及发展方向，初步具备铸造合金精炼方面的新工艺、新技术及新设备的学习和选用能力。教学内容任务一：铸造合金的精炼处理工艺及新技术教学重点1）铸铁溶液的炉外脱硫。2）低碳及超低碳钢的炉外精炼。3）有色金属的精炼工艺。教学难点铸铁溶液的炉外脱硫课时安排4h（二）实验内容与课时安排实验（实训）项目一：灰铸铁生产及金相组织观察实验目标1）了解灰铸铁的化学成分及其铸造生产特点。2）熟悉灰铸铁中石墨的形态分布及形成条件。3）掌握灰铸铁的铸态组织特征，分析并绘制其典型组织。4

10、）分析灰铸铁成分、工艺、组织与性能之间的关系。实验内容1）灰铸铁的成分确定及配料计算。2）炉料准备、预热装炉、加热熔炼。3）铸型准备、扒渣出铁。4）炉前孕育、浇注试件。5）取样制样、观察分析。实验场地铸造合金熔炼实验室、金相分析实验室实验设备设施1） 中频熔炼炉、金属切割机、电子天平等。2） 搅拌勺、扒渣勺、浇注勺、金属型3） 金相制样机、抛光机、金相砂纸、抛光液及4硝酸酒精化学腐蚀液等。4） 光学金相显微镜、金属炉料及孕育剂等。考核要点配料计算、熔铸操作、试样制备、金相分析、纪律考勤考核方式纪律考勤20%+规范操作30%+实验报告50%课时安排2h实验项目二： 铸造铝硅合金的生产及金相组织观

11、察实验目标1）了解球墨铸铁的化学成分及其铸造生产特点；2）熟悉球墨铸铁的球化处理和孕育处理工艺；3）掌握球墨铸铁的金相组织特征和分析方法，并绘制其典型组织；4）理解球墨铸铁成分、工艺、组织与性能之间的关系。实验内容1）球墨铸铁的成分确定及配料计算。2）炉料准备、预热装炉、加热熔炼。3）铸型准备、扒渣出铁。4）球化处理、孕育处理、浇注试件。5）取样制样、观察分析。实验场地铸造合金熔炼实验室、金相分析实验室实验设备设施1） 中频熔炼炉、金属切割机、电子天平等。2） 搅拌勺、扒渣勺、浇注勺、金属型3） 金相制样机、抛光机、金相砂纸、抛光液及4硝酸酒精化学腐蚀液等。4） 光学金相显微镜、金属炉料及孕育

12、剂、球化剂等。考核要点配料计算、熔铸操作、试样制备、金相分析、纪律考勤考核方式纪律考勤20%+规范操作30%+实验报告50%课时安排2h实验项目三：铸造铝硅合金的生产及金相组织观察 实验目标1、了解铸造铝合金的铸造生产过程。2、熟悉典型二元Al-Si合金（ZL102）变质处理工艺。3、初步掌握通过观察经变质处理和未变质处理的铝硅合金的铸态组织特征。4、分析变质处理对铝合金的组织和性能的影响规律。实验内容1）合金的成分确定及配料计算。2）炉料准备、预热装炉、加热熔炼。3）铸型准备、扒渣出铁。4）变质处理、浇注试件。5）取样制样、观察分析。实验场地铸造合金熔炼实验室、金相分析实验室实验设备设施1）

13、坩埚电阻炉、石墨坩埚、钟罩、金属切割机、电子天平、搅拌勺、扒渣勺、浇注勺、金属型、箱式热处理炉等。2）金相制样机、抛光机、金相砂纸（240#至1500#）、抛光液、5HF水溶液等。3）光学金相显微镜、铝硅合金标准图谱等。考核要点配料计算、熔铸操作、试样制备、金相分析、纪律考勤考核方式纪律考勤20%+规范操作30%+实验报告50%课时安排2h六、课程实施的建议（一）教学方法与手段1、教学方法教学过程中，大量应用案例教学法、实验现场教学法和讨论教学法等，力求理论联系实际，使学生切实感受到理论知识对实践应用的指导作用，使学生深刻体会到学以致用的重要性，激发学生的学习积极性，提高课堂教学效果。2、教学手段采用多媒体教学手段，提高教学效率，激发学习兴趣。采用教具或实物教学手段，拉近理论与现实的距离，提高教学质量。采用网络媒体教学手段，缩短教师与学生的距离，增进师生感情，提高教学效果。（二）考核与评价1、考核方式理论考试；考勤及作业；实验成绩。2、成