四川大学：材料成型及控制工程系课程教学资源《铸件形成理论》教学大纲 Theory of The Castings Formation.pdf_大学文库

四川大学制造科学与工程学院本科课程教学大纲课程名称转件形成理论 Course name Theory of The Castings ormation 课程编号 B02313030 Course code 302313030 课程类型必修课 Course type Compulsory course 适用专业材料成型及控制工程 Audience eMarial forming 开课学期大学三年级秋季学期 Course term Autumn of junior year 学时/学分 48/3 Class hour 48/3 /Credits 选用教材材料成形基本原理： Textbooks Fundamentals of Materials Castings: ing Processes: Complete Castings Handbook Complete Castings Handbook. 先修课程微积分、工科大学化学、大学物理Prerequisite 物理化学、传热与传质、材料科学基础授课语双语 Teaching Chinese and English Language 开课院系材料成型及控制工程系 Course offered by 授课牧师正均彭华备 Teachers un Wang,Huabei Peng 大纲执笔匡均彭华备 Edited by Jun Wang.Huabei Peng 大纲审核人孙兰 Inspected by Sun Lan 一、课程简介《铸件形成理论》是面向材料成型及控制工程专业开设的专业必修课程，也是该专业教学计划中的主干课程之一。本课程的主要任务是阐明液态金属成型过程的基本原理及其内在联系，帮助学生基于上述原理理解并掌握铸造缺陷的形成机理及防止措施。通过本课程的学习，使学生理解铸件形成过程中涉及的基本原理，并能够运用所学知识分析和确定铸件生产过程中出现的问题。通过对上述知识的学习有助于揭示材料成形过程中影响产品质量的因素及缺陷形成的机理，从而更有利于学生对材料成形过程及基本原理有全面、系统和深入的实质性理解，从本质上认识和分析材料成行过程中所出现的实际问题和解决途径，并为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。同时，本课程采用双语教学，选用经典英文书《Castings》和《Complete Castings Handbook》作为参考教材，这将助于培养学生阅读英文资料和开展国

四川大学制造科学与工程学院本科课程教学大纲课程名称铸件形成理论 Course name Theory of The Castings Formation 课程编号 302313030 Course code 302313030 课程类型必修课 Course type Compulsory course 适用专业材料成型及控制工程 Audience Department of Material forming and controlling 开课学期大学三年级秋季学期 Course term Autumn of junior year 学时/学分 48/3 Class hour /Credits 48/3 选用教材材料成形基本原理； Castings； Complete Castings Handbook。 Textbooks Fundamentals of Materials Forming Processes; Castings; Complete Castings Handbook. 先修课程微积分、工科大学化学、大学物理、物理化学、传热与传质、材料科学基础 Prerequisite Calculus, College Chemistry, University Physics, Physical Chemistry, Heat and Mass Transport, Foundation of Material Science 授课语言双语 Teaching Language Chinese and English 开课院系材料成型及控制工程系 Course offered by Department of Material forming and controlling 授课教师王均彭华备 Teachers Jun Wang, Huabei Peng 大纲执笔人王均彭华备 Edited by Jun Wang, Huabei Peng 大纲审核人孙兰 Inspected by Sun Lan 一、课程简介《铸件形成理论》是面向材料成型及控制工程专业开设的专业必修课程，也是该专业教学计划中的主干课程之一。本课程的主要任务是阐明液态金属成型过程的基本原理及其内在联系，帮助学生基于上述原理理解并掌握铸造缺陷的形成机理及防止措施。通过本课程的学习，使学生理解铸件形成过程中涉及的基本原理，并能够运用所学知识分析和确定铸件生产过程中出现的问题。通过对上述知识的学习有助于揭示材料成形过程中影响产品质量的因素及缺陷形成的机理，从而更有利于学生对材料成形过程及基本原理有全面、系统和深入的实质性理解，从本质上认识和分析材料成行过程中所出现的实际问题和解决途径，并为后续课程的学习奠定坚实的理论基础。同时，本课程采用双语教学，选用经典英文书《Castings》和《Complete Castings Handbook》作为参考教材，这将助于培养学生阅读英文资料和开展国

际交流的能力，为扩宽学生的国际视野和提高学生的创新能力奠定语言基础。二、课程目标 1、了解液本金属和合金的结构和性质，理解转件形成村得中涉及的基本想律和原理掌握影响铸件形成过程的主要因素。 2、基于铸件形成过程中涉及的基本规律和原理，能够分析和确定铸件生产过程中出现的问题。 3、基木能够饲诗体造相关的英文资料。 4、完成课程实验，了解分析铸造组织的定性和定量方法，进一步理解铸件形成过程中涉及的原理。三、课程目标与毕业要求的对应关系四川大学材料成型及控制工程专业毕业要求毕业要求指标分解点课程目标 (1)工程知识：能够将数学、自然科学、材料天 1.3具有解决材料成型过目标1和4 学基础知识和材料成型技术及控制工程的专业知程中的复杂工程问题所识用于解决材料成型领域的复杂工程问题。需的专业知识： (2)问题分析：能够应用数学、自然科学、材料2.1能够识别、分析和确目标2和4 科学基础知识、材料成型及控制工程的基本原理定材料成型制备的关键通过信息检索、文献研究，对材料成型过程中的问题与参数，能够对材料复杂工程问题进行识别、表达、分析、评价，并成型复杂工程问题较为获得有效结论。准确的识别和表达。 (3)设计/开发解决方案：针对材料成型过程领3.2完成课程练习、课程目标4 域设计、运行等方面的复杂工程问题，拟定相应设计、专业实验、工程训的设计、运行方案，并能够综合考虑社会、健康练、生产实习和毕业设计安全、法律、文化以及环境因素，体现创新意识等教学环节，能将自然科学、工程技术知识用于特定需求的材料成型系统、工艺过程、工艺装备的设计中： (10)沟通：针对材料成型与控制工程领域复 10.1至少掌握一种外语应目标3 工程间题，能够与业界同行及社会公众进行有效用能力，能够阅读本专业沟通和交流，能够撰写材料成型与控制工程领域外文文献资料，具各一定的报告、设计文档，进行陈述发言，能够回应指的国际视野，能够使用技令并清晰表达，具备一定的国际视野，能够在器术语言，在跨文化环境下文化背景下进行沟通和交流。进行沟通与表达。四、教学基本内容绪论

际交流的能力，为扩宽学生的国际视野和提高学生的创新能力奠定语言基础。二、课程目标 1、了解液态金属和合金的结构和性质，理解铸件形成过程中涉及的基本规律和原理，掌握影响铸件形成过程的主要因素。 2、基于铸件形成过程中涉及的基本规律和原理，能够分析和确定铸件生产过程中出现的问题。 3、基本能够阅读铸造相关的英文资料。 4、完成课程实验，了解分析铸造组织的定性和定量方法，进一步理解铸件形成过程中涉及的原理。三、课程目标与毕业要求的对应关系四川大学材料成型及控制工程专业毕业要求毕业要求指标分解点课程目标（1）工程知识：能够将数学、自然科学、材料科学基础知识和材料成型技术及控制工程的专业知识用于解决材料成型领域的复杂工程问题。 1.3 具有解决材料成型过程中的复杂工程问题所需的专业知识；目标 1 和 4 （2）问题分析：能够应用数学、自然科学、材料科学基础知识、材料成型及控制工程的基本原理，通过信息检索、文献研究，对材料成型过程中的复杂工程问题进行识别、表达、分析、评价，并获得有效结论。 2.1 能够识别、分析和确定材料成型制备的关键问题与参数，能够对材料成型复杂工程问题较为准确的识别和表达。目标 2 和 4 （3）设计/开发解决方案：针对材料成型过程领域设计、运行等方面的复杂工程问题，拟定相应的设计、运行方案，并能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境因素，体现创新意识。 3.2 完成课程练习、课程设计、专业实验、工程训练、生产实习和毕业设计等教学环节，能将自然科学、工程技术知识用于特定需求的材料成型系统、工艺过程、工艺装备的设计中；目标 4 （10）沟通：针对材料成型与控制工程领域复杂工程问题，能够与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，能够撰写材料成型与控制工程领域的报告、设计文档，进行陈述发言，能够回应指令并清晰表达，具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 10.1 至少掌握一种外语应用能力，能够阅读本专业外文文献资料，具备一定的国际视野，能够使用技术语言，在跨文化环境下进行沟通与表达。目标 3 四、教学基本内容绪论

液界面结构及其影响因素：晶体生长的方式及速度要求学生： 1、掌握过冷度△T是影响相变驱动力的决定因素 2、理解K的定义、物理意义及“偏析系数”|1-K 3、掌握过冷度、均质形核，非均质形核的概念 4、掌握润湿角对非均质形核的影响，形核剂的概念及其选择标准 5、理解液固界面自由能及界面结构类型、本质及其判据 6、理解晶体的长大机理与固液界面的关系，晶体长大方式，速度与过冷度的关系 7、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、3，支撑毕业要求指标点1.3、10.1。第五幸单相合金凝固主要内容：溶质再分配的概念：不同条件下固液界面处溶质再分配的规律：成分过冷的条件和判据：成分过冷的过冷度及其特性因素：成分过冷与热过冷的区别与联系：热过冷及其对纯金属液固界面形态的影响：成分过冷对合金固溶体品体形貌的影响规律：成分过冷作用下的胞状组织的形成及其形貌：较宽成分过冷作用下的枝晶生长：了解枝晶间距及其影响因素。要求学生： 1、掌握溶质再分配概念及规律 2、掌握成分过冷概念、判据及对晶体生长的影响 3、理解成分过冷与热过冷的区别 4、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、3，支撑毕业要求指标点13、101。第六章多相合金薇固主要内容：共品组织的分类及特点：非平衡状态下的共品共生区：离异生长及离异共品：层片状共晶组织的形核及长大和棒状共品生长：非小品面一小品面共晶合金的结品：变质处理的概念和方法：包品凝固的特点。要求学生： 1、掌握共晶合金的结品规律 2、理解变质处理 3、包晶凝固的特点 4、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、3，支撑毕业要求指标点1.3、10.1。第七章铸件的宏观组织及其控制

-液界面结构及其影响因素；晶体生长的方式及速度要求学生： 1、掌握过冷度ΔT 是影响相变驱动力的决定因素 2、理解 K0的定义、物理意义及“偏析系数”∣1-K0∣ 3、掌握过冷度、均质形核，非均质形核的概念 4、掌握润湿角对非均质形核的影响，形核剂的概念及其选择标准 5、理解液-固界面自由能及界面结构类型、本质及其判据 6、理解晶体的长大机理与固液界面的关系，晶体长大方式，速度与过冷度的关系 7、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、3，支撑毕业要求指标点 1.3、10.1。第五章单相合金凝固主要内容：溶质再分配的概念；不同条件下固液界面处溶质再分配的规律；成分过冷的条件和判据；成分过冷的过冷度及其特性因素；成分过冷与热过冷的区别与联系；热过冷及其对纯金属液固界面形态的影响；成分过冷对合金固溶体晶体形貌的影响规律；成分过冷作用下的胞状组织的形成及其形貌；较宽成分过冷作用下的枝晶生长；了解枝晶间距及其影响因素。要求学生： 1、掌握溶质再分配概念及规律 2、掌握成分过冷概念、判据及对晶体生长的影响 3、理解成分过冷与热过冷的区别 4、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、3，支撑毕业要求指标点 1.3、10.1。第六章多相合金凝固主要内容：共晶组织的分类及特点；非平衡状态下的共晶共生区；离异生长及离异共晶；层片状共晶组织的形核及长大和棒状共晶生长；非小晶面—小晶面共晶合金的结晶；变质处理的概念和方法；包晶凝固的特点。要求学生： 1、掌握共晶合金的结晶规律； 2、理解变质处理 3、包晶凝固的特点 4、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、3，支撑毕业要求指标点 1.3、10.1。第七章铸件的宏观组织及其控制

主要内客：铸件的宏观组织的特点及其形成规律，控制铸件宏观组织的基本原理及相关措施。要求学生： 1、结合前面学过的固液界面溶质再分配的知识联系起来，用于解释“成分过冷”理论， “脖颈”形成，以及游离品体的生长和增值 2、将三个晶区形成的机理与铸件宏观结晶组织控制方法融会贳通 3、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、2、3，支撑毕业要求指标点1.3、2.1、10.1。第八章特殊条件下的藏固与成形主要内客：介绍快速凝固、失重条件下的凝固和定向凝固等技术的特点及实现方法。要求学生： 1小、理解快速凝固和定向的概念，方法，了解其凝固组织的特点 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、3，支撑毕业要求指标点1.3、10.1。第九幸液态金属与气相的相互作用主要内容：金属材料在熔炼过程中气体的来源及存在形式：气体在金属中的溶解：气体对金属的氧化：气体对金属材料熔炼质量的影响及其控制措施。要求学生： 1、理解气体在液态金属中的溶解过程，以及掌握气体对金属的作用及控制措施 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应学习目标1、3，支撑毕业要求指标点1.2、2.1、10.1。第十章液态金属与熔渣的相互作用主要内容：熔渣的作用与分类，以及熔渣的来源与构成：熔渣结构的分子理论和离子理论：熔渣碱度的概念：熔渣的凝固温度、密度、粘度、表面张力及界面张力的物理性质：长渣与短渣的概念：熔渣的氧化性、活性熔渣氧化的基本形式。要求学生： 1、理解熔渣的结构，以及熔渣的物理性质及其对金属的作用 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、2、3，支接毕业要求指标点13、2.1、10.1。第十一章液态金属的海化与精炼主要内容：液态金属脱氧的目的和方法：液态金属脱碳的目的及方法：硫和磷的危害，以及脱硫、脱磷的主要措施

主要内容：铸件的宏观组织的特点及其形成规律，控制铸件宏观组织的基本原理及相关措施。要求学生： 1、结合前面学过的固-液界面溶质再分配的知识联系起来，用于解释“成分过冷”理论， “脖颈”形成，以及游离晶体的生长和增值 2、将三个晶区形成的机理与铸件宏观结晶组织控制方法融会贯通 3、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、2、3，支撑毕业要求指标点 1.3、2.1、10.1。第八章特殊条件下的凝固与成形主要内容：介绍快速凝固、失重条件下的凝固和定向凝固等技术的特点及实现方法。要求学生： 1、理解快速凝固和定向的概念，方法，了解其凝固组织的特点 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、3，支撑毕业要求指标点 1.3、10.1。第九章液态金属与气相的相互作用主要内容：金属材料在熔炼过程中气体的来源及存在形式；气体在金属中的溶解；气体对金属的氧化；气体对金属材料熔炼质量的影响及其控制措施。要求学生： 1、理解气体在液态金属中的溶解过程，以及掌握气体对金属的作用及控制措施 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应学习目标 1、3，支撑毕业要求指标点 1.2、2.1、10.1。第十章液态金属与熔渣的相互作用主要内容：熔渣的作用与分类，以及熔渣的来源与构成；熔渣结构的分子理论和离子理论；熔渣碱度的概念；熔渣的凝固温度、密度、粘度、表面张力及界面张力的物理性质；长渣与短渣的概念；熔渣的氧化性、活性熔渣氧化的基本形式。要求学生： 1、理解熔渣的结构，以及熔渣的物理性质及其对金属的作用 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、2、3，支撑毕业要求指标点 1.3、2.1、10.1。第十一章液态金属的净化与精炼主要内容：液态金属脱氧的目的和方法；液态金属脱碳的目的及方法；硫和磷的危害，以及脱硫、脱磷的主要措施

要求学生： 1、掌握液态金属脱氧、脱硫、脱磷及脱碳精炼的方法及影响因素 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、2、3，支撑毕业要求指标点13、2.1、10.1 第十二章缺陷形成与控制主要内容：合金中成分偏析的种类及形成原因：液态金属在冷却凝固过程中产生的气孔和夹杂：液态金属在凝固中形成的缩孔和缩松：热裂纹的种类，结晶裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施：冷裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施：热裂纹、应力腐蚀裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施。要求学生：【、理解偏析、气孔、夹杂物、内应力、缩孔缩松、热裂纹和冷裂纹形成的机理 2、掌握改善或防止上述缺陷的措施 3、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标1、2、3，支撑毕业要求指标点13、2.1、10.1。课程实验一奥氏体不锈钢铸造组织的现察主要内容：奥氏体不锈钢的四种凝固模式及其凝固过程：铬镍当量公式预测奥氏体不锈钢的凝固模式：以不同模式凝固的奥氏体不锈钢的室温组织特征。要求半生：掌握以不同模式凝固的奥氏体不锈钢的室温组织特征并能根据组织判晰合金的凝固模式。本章学习内容对应课程目标1、4，支撑毕业要求指标点13、32。课实验二金相姐织的定量分析主要内容：金相组织定量分析的基本符号和基本方程的意义：网格数点法定量表征金相组织中各物相的含量：采用图形处理和计算软件定量表征金相组织中各物相的含量。要求学生：掌握网格数点法以及图像处理和计算软件定量分析方法，以及对分析结果的误差分析。本章学习内容对应课程目标2、4，支撑毕业要求指标点2.1、3.2。课程实险三铸造凝固摸拟实验主要内容：采用硫代硫酸钠为介质，根据相似性原理，进行金属凝固模拟实验，观察凝固中的晶核形成、晶体生长和凝固缺陷的形成过程。头求学生：理解金属的凝固过程和凝固组织的形成过程：理解凝固中的孕育期、结品潜热、异质形核和凝固缺陷等现象。本章学习内容对应课程目标1、4，支撑毕业要求指标点13、3.2

要求学生： 1、掌握液态金属脱氧、脱硫、脱磷及脱碳精炼的方法及影响因素 2、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、2、3，支撑毕业要求指标点 1.3、2.1、10.1。第十二章缺陷形成与控制主要内容：合金中成分偏析的种类及形成原因；液态金属在冷却凝固过程中产生的气孔和夹杂；液态金属在凝固中形成的缩孔和缩松；热裂纹的种类，结晶裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施；冷裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施；热裂纹、应力腐蚀裂纹的特征、形成原因、影响因素和控制措施。要求学生： 1、理解偏析、气孔、夹杂物、内应力、缩孔缩松、热裂纹和冷裂纹形成的机理 2、掌握改善或防止上述缺陷的措施 3、掌握相关英文专业词汇和英文表达本章学习内容对应课程目标 1、2、3，支撑毕业要求指标点 1.3、2.1、10.1。课程实验一奥氏体不锈钢铸造组织的观察主要内容：奥氏体不锈钢的四种凝固模式及其凝固过程；铬镍当量公式预测奥氏体不锈钢的凝固模式；以不同模式凝固的奥氏体不锈钢的室温组织特征。要求学生：掌握以不同模式凝固的奥氏体不锈钢的室温组织特征并能根据组织判断合金的凝固模式。本章学习内容对应课程目标 1、4，支撑毕业要求指标点 1.3、3.2。课程实验二金相组织的定量分析主要内容：金相组织定量分析的基本符号和基本方程的意义；网格数点法定量表征金相组织中各物相的含量；采用图形处理和计算软件定量表征金相组织中各物相的含量。要求学生：掌握网格数点法以及图像处理和计算软件定量分析方法，以及对分析结果的误差分析。本章学习内容对应课程目标 2、4，支撑毕业要求指标点 2.1、3.2。课程实验三铸造凝固模拟实验主要内容：采用硫代硫酸钠为介质，根据相似性原理，进行金属凝固模拟实验，观察凝固中的晶核形成、晶体生长和凝固缺陷的形成过程。要求学生：理解金属的凝固过程和凝固组织的形成过程；理解凝固中的孕育期、结晶潜热、异质形核和凝固缺陷等现象。本章学习内容对应课程目标 1、4，支撑毕业要求指标点 1.3、3.2