《材料成型原理》课程教学大纲.pdf

《材料成型原理》课程教学大纲课程名称：材料成型原理课程代码：MPRC2002英文名称：PrincipiaofMaterialsForming课程性质：专业教学课程学分/学时：2.5学分/36学时开课学期：第6学期适用专业：材料成型与控制工程专业先修课程：工程材料、材料科学基础，热力学后续课程：无开课单位：机电工程学院课程负责人：大纲执笔人：王传洋大纲审核人：倪俊芳一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：《材料成形原理》是材料成形与控制工程专业的基础理论课程。本课程的目的在于阐明液态成形、塑性成形和连接成形过程中的能流、物流和信息流规律及其物理本质。通过本课程的学习，使学生能够系统掌握材料成形过程的基本原理，掌握材料成形过程中的热过程，掌握金属成形工程中的凝固热力学与动力学原理，了解材料成形过程中的化学冶金原理，同时掌握金属塑性变形的物理基础等知识。通过学习，为学生日后从事材料成形技术工作、提高材质、控制成形产品质量、开发新材料，以及探索新材料成形技术奠定理论基础。教学目标：本课程的目的是阐明液态金属的性质、铸件及焊接件形成中的基本凝固理论，凝固过程中铸件与铸型的热交换特点，对铸件形成过程及金属结晶理论有深入的了解；塑性加工的力学基础，对变形过程进行应力、应变分析及力能参数计算，探讨变形过程的金属流动规律；研究在熔化焊条件下，有关化学冶金和物理冶金方面的规律，为制定焊接工艺、提高焊接质量提供理论依据，为后续课程的学习奠定坚实基础。本课程的具体教学目标如下：1.了解液态金属和合金的结构，性质，掌握液态金属与合金凝固晶界的基本规律及结晶过程中的伴随现象，了解冶金处理对凝固组织与材料性能的影响。2.掌握材料成型过程中的物理，化学冶金现象及内部规律；3.掌握材料连接成形的理论基础，掌握焊接理论与成形过程中的反应原理4.掌握塑性成型力学基础理论，塑性成型过程中的分析方法与原理；二、课程教学内容及学时分配（含课程教学、自学、作业、讨论等内容和要求，指明重点内容和难点内容。重点内容：；难点内容：∆）1、液体金属的结构和性质（2学时）（支撑教学目标1）1.1材料的固液转变1.2液态金属的结构与分析1.3液态金属的性质➢目标及要求：1)了解液体与固体、气体结构比较及衍射特征；液态金属结构的理论模型，无规密堆硬球模型、液态金属结构的晶体缺陷模型、液体结构及粒子间相互作用的理论描述；2)掌握液态合金的粘度及其影响因素及其在材料成形中的意义；表面张力的实质及影响表面张力的因素及其在材料成形中的意义；3)液态金属充型能力的基本概念、液态金属停止流动机理与充型能力；影响充型能力的因素；2、液态成形中的流动与传热（2学时）（支撑教学目标1）2.1液体金属的流动性与充型能力2.2凝固过程中的液体流动2.3凝固过程中的热量传输2.4铸件的凝固时间➢目标及要求：1)了解液态金属流动性及充型能力的基本概念，了解液态金属停止流动方式，掌握液态金属停止流动的机理∆；2)掌握液态金属充型能力的计算，以及影响充型能力的因素分析；3)熟悉凝固过程中液体流动的三种方式；3、液态金属的凝固形核及生长方式（4学时）（支撑教学目标1、2）3.1凝固的热力学条件3.2均质形核与异质形核3.3纯金属晶体的长大方式➢目标及要求：1)熟悉液态金属凝固过程中的热力学能障与动力学能障∆；2)掌握均质形核与异质形核的形核速率计算，及其影响因素∆；3)掌握凝固过程中的溶质再分配原理∆；4)掌握纯金属晶体长大方式，掌握粗糙界面和平整界面长大机制；4、单相合金与多相合金的凝固（4学时）（支撑教学目标1、2）4.1单相合金的凝固4.2共晶合金的凝固4.3偏晶合金与包晶合金的凝固