2.1纯金属的结晶与铸锭 大多数金属材料都是在液态下冶炼,然后铸造成固态金属。由液态金属凝结为固态金 属的过程,就是金属的结晶。在工业生产中,金属的结晶决定了铸锭、铸件及焊接件的组 织和性能。因此,如何控制结晶就成为提高金属材料性能的手段之一。研究金属结晶的目 的,就是要掌握金属结晶的规律,用以指导生产,提高产品质量

课程的目的 懂得有关金属材料和其它工程材料的基本知识,了解常用金属材料的成分、组织、性能及热处理工艺之间的关系。了解铸造压力加工、焊接的工艺基础知识为学习其它课程和从事生产技术工作打好必要的基础

本文利用光学显微镜定量金相法测量了氩气雾化Rene’95粉末高温合金粉末颗粒的平均二次枝晶间距,应用牛顿冷却定律得出粉末颗粒的冷却速度,并计算了粉末颗粒完全凝固所需要的时间。在此基础上推导出了Rene’95合金粉末颗粒的二次枝晶间距、颗粒直径以及冷却速度和凝固速度、凝固时间之间的关系。d=0.242D0.489,d=10.9V0.488,d=2.47（de/dt）-0.492,d=39.28tk0.245。研究结果表明:氩气雾化Rene'95合金粉末颗粒凝固时,满足一般铸造合金时的关系式,即d=av-n,d=btn,n基本上在1/3～1/2之间

（一）理论课程 1《材料科学基础》 2《电工学》 3《机械设计基础》 4《机械制造基础》 5《材料成形原理》 6《工程材料及热处理》 7《物理化学》 8《互换性与技术测量》 9《冶金传输原理》 10《理论力学》 11《材料力学 A》 12《工程制图（1）》 13《工程制图（2）》 14《材料分析测试技术基础》 15《材料成形设备》 16《焊接技术基础》 17《铸造工艺学》 18《锻造工艺与模具设计》 19《粉末冶金原理与工艺》 20《流体传动与控制》 21《模具制造工艺》 22《材料制备新技术》 23《功能材料》 24《塑料成型工艺与模具设计》 25《成形过程数值模拟》 （二）实践课程 26《毕业设计》 27《工程制图综合实训》 28《机械设计基础综合实训》 29《材料成型工艺综合实训》 30《专业方向课程设计》 31《先进制造技术综合实训》 32《生产实习》 33《专业综合实习》

一、学科平台课程 1《工程制图 B1》 2《工程制图 B2》 3《电工与电子技术》 4《电工与电子技术实验》 5《理论力学 B》 6《材料力学 B》 7《机械设计基础》 8《互换性与测量技术基础》 9《机械制造技术基础 B》 二、专业课程 1《Visual Basic 语言程序设计》 2《材料物理化学》 3《材料科学基础》 4《材料力学性能》 5《固体物理导论》 6《热加工传输原理》 7《材料成型原理》 8《金属材料及热处理》 9《材料成型控制工程基础》 10《数值模拟原理及应用》 11《材料基础实验》 12《材料测试分析技术和方法》 三、个性化发展课程 1《金属连接成形工艺》 2《金属液态成型工艺》 3《金属塑性成形工艺及模具设计》 4《塑料成型工艺及模具设计》 5《固态相变原理》 6《材料成形工艺》 7《金属复合材料》 8《材料特种成型技术》 9《功能材料制备及成形》 10《铸造合金及熔炼》 11《模具技术概论》 12《模具制造技术》 13《表面工程学》 14《计算机辅助三维设计》 15《纳米材料制备及成形》 16《流体力学》 17《专业外语》 18《无损检测技术》 19《创造性思维与创新方法》 20《材料成型竞赛》 21《 材料成型前沿及发展动态》 22《 国际工程学概论》 四、实践环节 1《工程训练 A》 2《工程制图综合实践》 3《工程力学实践》 4《机械设计基础课程设计》 5《认识实习》 6《热处理实践》 7《材料成型工艺课程设计》 8《专业方向综合实践》 9《生产实习》 10《毕业设计（论文）》

镍铝青铜合金是铸造大型舰艇螺旋桨的主要材料,海洋污损生物在合金表面附着引起的pH值变化会加速镍铝青铜合金的腐蚀磨损,威胁到舰艇安全航行.采用冷喷涂技术制备了较为致密的镍铝青铜涂层,厚度约300 μm,利用扫描电镜、光学显微镜观察了涂层的微观形貌,重点研究了涂层在pH值分别为3、7和11,质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀性能和腐蚀磨损行为.实验结果表明:pH值为3的环境中,镍铝青铜基体发生了选相腐蚀,表面疲劳裂纹主要分布在富Cu的α相上,涂层上的犁削沟槽加深发生了磨粒磨损,涂层耐腐蚀性能优于基体;pH值为7的环境中,基体发生了黏着磨损,表面有片层状金属剥落,涂层中的孔隙收容了大量磨屑避免了剧烈的三体摩擦,表面犁削沟槽较浅,涂层致钝电位高于基体,耐腐蚀性能变差.pH值为11的环境中,基体发生了表面疲劳磨损,涂层磨痕上有较深的犁削沟槽,沟槽内有微裂纹,涂层耐腐蚀性能优于基体.总体来说,在不同pH值环境中,涂层由于在冷喷涂过程中发生了冷加工硬化并且涂层上的孔隙收容了磨屑,导致涂层的耐腐蚀磨损性能增强

选择Ti-C-Al和Ti-C-Al-CuO两种体系，采用原位反应近液相线铸造技术，制备铝基复合材料.通过金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了复合材料的微观组织.对上述两种体系的反应进行了热力学与动力学分析.进一步研究了CuO对Ti-C-Al体系的自蔓延反应过程的作用机理，建立了其反应过程的动力学模型.结果表明：在Ti-C-Al体系自蔓延反应过程中，CuO和Al的反应可以提高其反应体系的绝热温度，能为该体系反应持续提供热量，使其自蔓延效果更为显著，反应更加彻底，大大减少条块状的中间产物Al3Ti，优化了材料组织

Ca和Sr是铸造铝硅合金中最有效的变质元素,一般在浇铸前以中间合金的形式加入.然而在废杂铝熔铸再生工业中,原料中常含有微量的Ca和Sr,预控它们在熔炼过程中的含量变化是它们再利用的前提.本文以工业A356铸锭为原料,实验研究了熔炼温度和保温时间对Ca和Sr质量分数变化规律的影响.结果表明:Ca和Sr质量分数随着保温时间延长均呈Exp3P2规律下降,且随熔炼温度升高质量分数下降速率均逐渐提高.根据热力学和动力学分析可知,在废杂铝熔炼再生过程前期主要发生[Ca]和[Sr]与熔体中的氧发生氧化反应生成CaO和SrO,这些氧化物又会与Al2O3反应生成Al2O3·6CaO和Al2O3·SrO,经扒渣操作后Ca和Sr质量分数下降.在熔炼中后期,[Ca]和[Sr]以扩散至熔体表层还原Al2O3的方式使它们的质量分数降低.计算得出在660~740℃熔炼A356合金时Ca和Sr氧化反应的表观活化能分别为182.6 kJ·mol-1和117.8 kJ·mol-1,两者均受化学反应过程控制.根据Ca和Sr质量分数的变化规律建立了它们的质量分数预报模型,经生产验证表明预报误差均小于10%,可用于预报废杂铝熔炼再生过程Ca和Sr的质量分数