清华材料加工课程教学大纲

课程大纲1)工艺部分第1章绪论1.1材料加工工艺在制造业中的地位1.221世纪材料加工工艺的展望第2章液态金属成形2.1概述

2.1.1铸造生产的特点

2.1.2铸造方法2.2铸造合金的工艺性能

2.2.1铸造合金的充型能力

2.2.2铸造合金的收缩性及缩孔、缩松的形成

2.2.3铸造应力、变形与裂纹

2.2.4铸造合金中的偏析、气体和夹杂物2.3砂型铸造

2.3.1粘土砂型

2.3.2粘土砂型的类别

2.3.4粘土型砂的循环使用

2.3.5砂型的紧实2.4制芯工艺

2.4.1概述

2.4.2油砂和合脂砂

2.4.3热芯盒制芯

2.4.4覆膜砂制芯（型）工艺

2.4.5树脂自硬砂造型

2.4.6气硬冷芯盒法制芯2.5水玻璃砂型（芯）

2.5.1水玻璃

2.5.2CO2硬化水玻璃砂及砂型（芯）的制造工艺2.6涂料

2.6.1涂料的作用

2.6.2涂料的基本组成

2.6.32.7铸造工艺设计

2.7.1零件结构的工艺性

2.7.2造型及制芯方法的选择

2.7.3浇注位置的确定

2.7.4分型面的选择

2.7.5砂芯设计

2.7.6铸造工艺设计参数

2.7.7浇注系统设计

2.7.8冒口与冷铁2.8其它铸造方法

2.8.1金属型铸造

2.8.7低压铸造

2.8.6压力铸造

2.8.2熔模铸造工艺

2.8.3消失模铸造工艺

2.8.4陶瓷型成型工艺

2.8.5离心铸造第3章金属塑性成形3.1塑形成形工艺概述

3.1.1塑性成形工艺的特点及应用

3.1.2锻压工艺的分类3.2塑性成形的机理及力学分析

3.2.1滑移和孪晶

3.2.2变形量的表达3.3锻造工艺

3.3.1锻前加热

3.3.2锻造温度范围的确定

3.3.3自由锻造

3.3.4模型锻造3.4板料冲压工艺

3.4.1冲裁工艺

3.4.2弯曲工艺

3.4.3拉深工艺

3.4.4胀形工艺

3.4.5翻边工艺

3.4.6板料冲压性能参数及试验方法

3.4.7冲压模具3.5金属塑性成形设备

3.5.1机械压力机

3.5.2液压机第4章金属连接成形4.1焊接技术的范畴和发展

4.1.1金属焊接过程的本质

4.1.2金属焊接方法的分类

4.1.3金属焊接方法的选用

4.1.4焊接工艺方法的发展4.2电弧焊接

4.2.1焊接电弧的导电机理

4.2.2弧焊电源基础知识

4.2.3焊接电弧产热机理

4.2.4焊接电弧的作用力

4.2.5熔滴过渡

4.2.6焊缝成形

4.2.7焊条电弧焊

4.2.8埋弧焊

4.2.9

CO2电弧焊

4.2.10钨极氢电弧焊

4.2.11等离子弧焊

4.2.12电弧焊自动控制基础第5章表面工程5.1概论

5.1.1前言

5.1.2表面工程技术分类

5.1.3表面工程技术的目的和特征5.2气相沉积技术

5.2.1物理气相沉积

5.2.2化学气相沉积(CVD)

5.2.3等离子体增强化学气相沉积(PCVD)5.3热喷涂技术

5.3.1概述

5.3.2热喷涂工艺5.4激光表面处理技术

5.4.1概述

5.4.2激光淬火

5.4.3激光合金化

5.4.4激光表面熔覆

5.4.5其它激光表面处理技术5.5其它表面处理技术

5.5.1

5.5.2化学镀第6章粉末冶金6.1概论

6.1.1粉末冶金的工艺过程

6.1.2粉末冶金的工艺特点

6.1.3粉末冶金的应用

6.1.4粉末冶金的发展6.2粉末的制备方法及性能

6.2.1粉末的制备方法．

6.2.2粉末特性

6.2.3粉末密度6.3粉末成形

6.3.1成形前物料准备

6.3.2模压成形

6.3.3其它成形方法6.4烧结

6.4.1烧结原理及过程

6.4.2单相烧结

6.4.3液相烧结

6.4.4烧结后的处理6.5粉末冶金制品

6.5.1粉末冶金铁基结构件

6.5.2粉末冶金多孔材料

6.5.3粉末冶金摩擦材料第7章塑料成型工艺7.1塑料及其工艺特性

7.1.1塑料的发展及用途

7.1.2塑料的分类及其工艺特性7.2塑料的主要成型方法

7.2.1注射成型

7.2.2压缩成型

7.2.3压注成型

7.2.4挤出成型

7.2.5吹塑成型7.3塑料注射成型模具（注射模）

7.3.1注射模的基本结构

7.3.2注射模结构的设计

7.3.3注射模浇注系统

7.3.4注射模成型部分

7.3.5注射模导向、推出及侧抽机构

7.3.6注射模温度调节系统第8章快速成形8.1快速原型制造（RPM)技术的基本原理8.2典型的快速成形工艺

8.2.1立体光刻（SL）

8.2.2分层实体制造（LOM）

8.2.3激光选区烧结（SLS)

8.2.4熔融沉积制造（FDM）

8.2.5三维打印（3DP)

8.2.6增材成形

8.2.7形状沉积制造（SDM）

8.2.8多功能快速原型制造系统（M-RPMS）

8.2.9无木模铸型制造（PCM）8.3快速成形技术的特点

8.3.1高度柔性

8.3.2技术的高度集成

8.3.3快速性

8.3.4自由成形制造

8.3.5材料的广泛性8.4快速成形技术的应用

8.4.1产品开发与设计

8.4.2快速工模具（RT）

8.4.3非制造业实体的三维复制

8.4.4从快速原型到快速制造

8.4.5在生物医学上的应用一一生物制造工程2）原理部分第一章

绪

论1.1什么是材料加工1.2材料加工的意义和作用1.3材料加工原理的课程内容第二章

液态金属及其加工2.1液态金属的结构和性质2.1.1金属从固态熔化为液态时的变化2.1.2液态金属的结构2.1.3液态金属的性质2.2液态金属结晶凝固的热力学和动力学2.2.1金属液一团转变的热力学条件2.2.2均质形核2.2.3异质形核2.2.4晶体长大.2.3液态金属的冶金处理2.3.1影响形核的冶金处理2.3.2影响晶粒长大的冶金处理第三章

材料加工中的流动与传热3.1液态金属的流动性与充型能力.3.1.1液态金属的流动性与充型能力的基本概念3.1.2液态金属的停止流动机理3.2液态金属凝固过程中的流动3.2.1凝固过程中液体流动的分类3.2.2凝固过程中液相区的液体流动3.2.3液态金属在枝晶间的流动3.3材料的流变行为3.3.1材料的简单流变性能3.3.2材料的复杂流变性能3.3.3合金的流变性能3.3.4材料的半固态加工3.4材料加工中的热量传输3.4.1凝固传热3.4.2焊接过程的传热特点第四章

金属的凝固加工4.1概述4.1.1凝固理论及应用简介4.1.2凝固过程的类型4.2凝固过程中的传质4.2.1溶质分配方程4.2.2凝固传质过程的有关物理量4.2.3稳定传质过程的一般性质4.3单相合金的凝固4.3.1平衡凝固4.3.2近平衡凝固4.4界面稳定性与晶体形态4.4.1合金凝固过程中的成分过冷4.4.2成分过冷对单相合金结晶形态的影响4.5多相合金的凝固4.5.1共晶合金的凝固4.5.2偏晶合金的凝固4.5.3包晶合金的凝固4.6凝固组织与控制4.6.1普通铸件的凝固组织与控制4.6.2定向凝固条件下的组织与控制4.6.3焊缝的凝固组织与控制第五章

材料加工力学基础5.1应力状态分析5.1.1基本概念5.1.2直角坐标系中坐标面上的应力5.1.3任意斜面上的应力5.1.4主应力与应力张量不变量5.1.5主剪应力和最大剪应力5.1.6应力球张量和应力偏张量5.1.7八面体应力和等效应力5.1.8应力莫尔（Mohr）圆5.1.9平衡微分方程式5.2应变状态分析5.2.1应变的概念5.2.2应变与位移的关系5.2.3应变张量分析5.2.4应变协调方程5.3屈服准则5.3.1Tresca屈服准则5.3.2Mises屈服条件5.3.3屈服准则的几何表示5.4塑性变形时的应力应变关系5.4.1塑性变形时应力应变关系的特点5.4.2弹性应力应变关系5.4.3塑性变形的增量理论5.5主应力法及其应用5.5.1主应力法的概念5.5.2长矩形板镦粗时的变形力和单位流动压力第六章

材料加工过程中的化学冶金6.1概述6.1.1材料加工过程中的化学冶金问题6.1.2材料加工过程中的化学冶金特点6.2气体与液态金属反应6.2.1气体的来源6.2.2氮对金属的作用6.2.3氢对金属的作用6.2.4氧对金属的作用6.3熔渣与液态金属的化学冶金反应6.3.1熔渣6.3.2活性熔渣对金属的氧化6.3.3脱氧处理6.3.4渗合金反应6.3.5金属中硫和磷的作用及其控制6.4金属固态热加工中的冶金反应6.4.1金属表面氧化6.4.2表面脱碳与增碳6.5热加工过程中的保护措施6.5.1控制气氛6.5.2真空第七章

加工引起的内应力和冶金质量问题7.1内应力形成的原因及其影响7.1.1内应力形成的原因7.1.2内应力的影响7.1.3内应力的防止和消除7.2主要冶金缺陷7.2.1偏析7.2.2非金属夹杂物7.2.3缩孔与缩松7.2.4气孔7.2.5氢白点7.2.6热裂纹7.2.7冷裂纹7.2.8应力腐蚀裂纹7.3加工引起的金属脆化7.3.1过热脆化7.3.2组织脆化7.3.3杂质引起的脆化3）系列实验实验1铝硅合金的细化和变质处理实验2铸造残余应力的测定实验3连铸钢水流动水力学模拟实验实验4液态金属质量表征与识别方法实验5消失模铸造实验6先进压铸技术实验7金属高温强度和塑性及其测定实验8金属室温压缩的变形抗力测定及加工硬化分析实验9金属高温压缩塑性变形及其变形抗力测定实验10金属压缩过程中的摩擦系数测定及压缩过程数值模拟实验11金属薄板的成形极限实验12金属室温压缩的塑性及其流动实验13金属薄板的弯曲试验实验14拉深成形的凸耳现象及其模具分析实验15热循环对材料组织与性能的影响实验16残余应力盲孔法测定与消除实