《金属凝固理论与铸造工程学》课程简介与教学大纲

PAGE2《金属凝固理论与铸造工程学》课程简介课程编号：02014037课程名称：金属凝固理论与铸造工程学/metalsolidificationprincipleandfoundryengineering学分:2.5学时：40适用专业：材料成型及控制工程建议修读学期：第6学期开课单位：冶金工程学院材料成型及控制工程系课程负责人：先修课程：高等数学、金属学与热处理考核方式与成绩评定标准：本课程考核采用考试与平时作业、章节测试相结合的形式。考核成绩由30%平时成绩（由平时作业、章节测试构成）与70%期末考试成绩组成。教材与主要参考书目：主要教材胡汉起.金属凝固原理(第2版).北京:机械工业出版社,2012.参考书目1、全国铸造标准化技术委员会.铸造标准应用手册.北京:机械工业出版社,2012.2、房贵如.铸造企业质量管理及检验入门与精通.北京:机械工业出版社,2012.3、马幼平.金属凝固理论及应用技术.北京:冶金工业出版社,2015.4、魏兵.铸造工程基础北京:北京大学出版社,2009.内容概述：中文：本课程是材料成型及控制工程专业本科生的专业基础必修课。该课程以《高等数学》、《金属学及热处理》等课程为基础，是后期材料成型及控制工程专业的理论基础课。本课程实施过程注重理论与实际相结合，以提高学生分析与解决问题的能力、培养学生实践与创新能力为目的。通过本课程的学习，学生能掌握液态金属在冷却凝固过程中的传热传质规律及组织演化的基本规律以及典型铸造技术原理与方法，能根据相关法律法规进行铸件成形的工业设计，并具备运用工程管理原理或企业财务管理方面的知识解决实际工程问题的能力。英文：ThiscourseisaprofessionalbasiconefortheundergraduatesmajorintheMaterialsFormationandControlEngineeringbasedonthecourses“Advancedmathematics”and“MetallographyandHeatTreatment”etc.Thecombinationoftheoryandpracticewillbeemphasizedinteachingprocessandthegoalofthiscourseistoimprovetheabilityinproblemanalysisandsolution,andtheabilityinpracticeandinnovationaswell.Bystudyingonthiscourse,suchaspectsneedtobemasteredas:lowsofheatandmasstransferringandmicrostructuresevolutiononliguidmetalinthecoolingprocess;principlesandmethodsoftypicalcastingtechnology;lawsandregulationsoffoundryindustrialdesign;capabilitiesofsolvingthepracticalengineeringproblemsusingtheknowledageofengineeringmanagementandfinancialmanagement.《金属凝固理论与铸造工程学》教学大纲课程名称：金属凝固理论与铸造工程学/metalsolidificationprincipleandfoundryengineering课程代码：02014037学分/学时：2.5学分/40学时(课内实验(践)：0学时，上机：0学时，课外实践：0学时)开课学期：第6学期适用专业：材料成型及控制工程先修课程：高等数学、金属学与热处理后续课程：毕业设计开课单位：冶金工程学院一、课程性质和教学目标【课程性质】《金属凝固理论与铸造工程学》是研究液态金属在冷却凝固过程中的传热规律、传质规律、流动规律和组织性能变化规律的一门课程，是材料成型及控制工程专业本科生的专业基础课。本课程以先修课程《高等数学》、《金属学及热处理》所获得的研究方法和基本原理，分析研究液态金属凝固的热力学、动力学以及组织演变及其控制的基本原理以及各类铸造成形技术的基本原理。【教学目标】使学生掌握液态金属在冷却凝固过程中的传热传质规律及组织演化的基本规律；掌握典型铸造技术原理与方法，能根据相关法律法规进行铸件成形的工业设计，具备运用工程管理原理或企业财务管理方面的知识及解决实际工程问题的能力。【对应毕业要求】研究4-2、研究4-4。具体要求如下：(1)掌握物理冶金基本原理及组织性能控制的基本原理(指标点4-2)；(2)掌握与材料成形生产、设计、研究与开发相关的法律、法规(指标点7-2)；(3)能在解决实际工程问题时应用工程管理原理和企业财务管理方面的知识(指标点11-2)。二、教学内容、基本要求与学时分配《金属凝固理论与铸造工程学》是从金属冷却凝固的热力学和动力学入手，分析单相合金和多相合金的凝固规律，并通过外部条件的改变达到控制凝固过程的目的。本课程包括以下内容：金属凝固热力学与动力学、单相与多相合金的凝固、典型铸造技术原理与方法、铸件成形工业设计以及铸造工程管理与相关法律法规。本课程总学时数为40学时，其中理论教学为40学时，实验教学为3学时(列入《塑性加工测试与实验2》单独开课)；课程教学共有7章，具体内容及学时安排等如下表所示：课程内容教学要求重点(☆)难点(Δ)学时安排实验学时上机学时备注绪论C2课程目标与任务课程的研究领域与相关概念第1章金属凝固热力学41.1液态金属结构B1.2二元合金的稳定相平衡A☆Δ1.3溶质平衡分配系数A☆Δ1.4液—固相界面成分及界面溶质分配系数A☆Δ作业1：相平衡及溶质平衡相关计算第2章金属凝固动力学42.1自发形核A☆Δ2.2非自发形核A☆Δ2.3固—液相界面结构

B☆2.4晶体生长方式B☆作业2：运用凝固动力学理论解释结晶过程中的相关现象第3章单相合金的凝固43.1凝固过程的溶质再分配A☆Δ

3.2金属凝固过程中的“成分过冷”A

3.3界面稳定性与晶体形态A3.4胞晶组织与树枝晶B3.5微观偏析B3.6固—液界面非线性动力学理论B☆Δ

作业3：单相合金凝固的相关计算第4章多相合金的凝固

44.1金属—金属共晶的凝固A☆Δ4.2金属—非金属共晶的凝固A☆Δ4.3偏晶合金的凝固B☆Δ4.4包晶合金的凝固B☆Δ测试1：金属凝固理论作业4：多相合金凝固的相关计算第5章典型铸造技术原理与方法105.1砂型铸造A☆5.2金属性铸造A☆5.3熔模铸造B5.4压力铸造B5.5离心铸造B5.6挤压铸造A☆5.7反重力铸造B5.8消失模铸造A☆5.9半固态铸造B5.10其他液态金属成形技术C实验：压铸成形实验[2]作业5：对比分析各典型铸造技术的成形原理与特点第6章铸件成形工业设计86.1铸件结构的工艺性分析A☆6.2铸造工艺方案的确定A☆6.3铸造工艺参数的确定A☆6.4液态金属成形工艺设计实例A☆Δ作业6：根据给定的铸件设计其成形工艺方案第7章铸造工程管理与相关法律法规27.1铸造工程管理A☆7.2铸造设计相关法律法规A☆测试2：铸造工程学作业7：铸造工程管理及法律法规相关知识课程总结与讨论2（教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解）三、实习、实验项目及学时分配压铸成形实验[2]学时。四、教学方法与手段本课程教学过程为理论教学，理论教学以课堂多媒体教学结合作业、测试进行。五、考核及成绩评定方式本课程考核采用考试与平时作业、章节测试相结合的形式。考核成绩由30%平时成绩（由平时作业、章节测试构成）与70%期末考试成绩组成。考核环节评价环节评估毕业要求平时成绩(30分)作业1~作业74-2、7-2、11-2测试1~测试24-2、7-2、11-2期末考试(70分)期末考试4-2、7-2、11-2六、教材与参考书目主要教材胡汉起.金属凝固原理(第2版).北京:机械工业出版社,2012.参考书目1、全国铸造标准化技术委员会.铸造标准应用手册.北京:机械工业出版社,2012.2、房贵如.铸造企业质量管理及检验入门与精通.