0802405005合金熔炼与粉末冶金教学大纲

《合金熔炼与粉末冶金》课程教学大纲

课程编号：0802405005

课程名称：合金熔炼与粉末冶金

英文名称：Alloy Melting and Powder Metallurgy

课程类型: 专业必修课

总学时：64 讲课学时：60 实验学时：4

学分： 4

适用对象：四年制本科材料成型及控制工程专业（材料制备与成型技术方向）

先修课程：材料科学基础、材料热力学、材料成型原理等

一、课程性质、目的和任务

本课程是材料成型及控制工程专业材料制备与成型技术方向的专业必修课。本课程合金熔炼部分主要讲述常用铸造合金材料的化学成分、金相组织与使用性能之间的关系以及各种铸造合金的熔炼原理及工艺。通过本课程的学习，使学生对各种常见的铸造合金及其熔炼工艺的共性和个性有所了解，初步具备正确选择合金和熔炼方法的能力。粉末冶金部分的学习使学生获得有关粉体烧结材料的基本知识和制造工艺，使学生具备合理选取粉末、制定工艺路线和生产粉末冶金材料的能力。

二、教学基本要求

1、了解常用铸造合金的性能特点及其应用；

2、掌握铸造合金液体、固态的相变过程及其原理，掌握化学成分和工艺因素对组织的影响，

以及合金化和热处理对合金性能的影响。

3、了解常用铸造合金熔炼过程的基本原理及特点，了解熔炼设备的选用原则。

4、具备选用合金、配制原材料和选择熔炼工艺的能力，对生产中有关问题，具备分析和提

供解决方案的能力。

5、了解金属粉末的性能，了解常用粉末冶金产品制备的基本原理及特点，了解常用的烧结

工艺及设备。

三、教学内容及要求

第1章绪论

1、了解本课程的性质和任务及本课程与先修课程的关系；

2、了解铸造合金及熔炼技术的国内外发展概况；

3、了解本课程的内容结构及学习本课程的方法和特点。

第2章铸铁及其熔炼

1、铸铁材料

（1）铸铁的结晶及组织形成过程；

（2）灰铸铁的成分、组织、力学性能特点及生产工艺；

（3）球墨铸铁的成分、组织、力学性能特点及生产控制工艺；

（4）蠕墨铸铁的成分、组织、力学性能特点及生产控制工艺；

（5）特种性能铸铁的成分、组织、力学性能特点及生产控制工艺。

本章教学要求：

掌握铸铁的结晶过程及组织特点，对灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁的成分、组织、力学性能特点进行对比了解，并了解各种铸铁的热处理工艺及应用范围，并对各种铸铁生产时的特点进行了解。

2、铸铁熔炼

（1）冲天炉熔炼的基本原理、冲天炉的基本结构、炉内的热交换及影响铁液的因素等；

（2）冲天炉强化熔炼的主要措施，预热送风、富氧送风、除湿送风的原理、作用等；

（3）冲天炉熔炼过程化学成分的变化规律、冶金反应的基本规律、炉渣的形成及作用；

（4）铁液的脱硫处理，包括炉内脱硫、炉外脱硫的方法、原理等；

（5）冲天炉熔炼过程的参数选择及测量，包括操作参数的选择与计算、配料计算、熔炼过程测试等；

（6）感应电炉熔炼，包括工频电炉的基本工作原理、基本结构、熔炼特点、冲天炉与工频感应电炉的熔炼特点等。

本章教学要求：

了解铸铁的熔炼原理及熔炼工艺，掌握各种熔炼工艺的特点。了解铸铁冲天炉熔炼、感应电炉熔炼和双联熔炼的特点，学会正确选择熔炼工艺方法。

第3章铸钢及其熔炼

1、铸钢材料

（1）铸造碳钢成分、组织、性能及生产工艺；

（2）铸造低合金钢组织、成分、性能及生产工艺；

（3）铸造高合金钢组织、成分、性能及生产工艺。

本章教学要求：

了解铸造碳钢、铸造低合金钢、铸造高合金钢的成分、组织，了解它们的性能特点、热处理工艺及应用范围，会根据应用需要选择合适的钢种和热处理工艺，了解影响各类铸钢性能的主要因素及提高性能的途径。

2、铸钢熔炼

（1）电弧炉炼钢原理、工艺要点等；

（2）感应电炉炼钢原理、工艺、真空感应电炉炼钢的原理、优点、存在的问题等；

（3）钢的炉外精炼原理、方法等。

本章教学要求：

了解碱性电弧炉氧化法炼钢的熔炼原理、工艺过程及化学成分的变化规律；了解感应炉炼钢的原理及工艺过程。掌握不同熔炼工艺方法的特点，学会正确选择熔炼工艺方法。

第4章铸造非铁合金及其熔炼

1、铸造非铁合金材料

（1）铸造铝合金的成分、组织、性能及生产工艺；

（2）铸造铜合金的成分、组织、性能及生产工艺；

（3）一般了解铸造镁合金和锌合金的成分、组织、性能及生产工艺。

本章教学要求：

了解铸造铝合金、铸造铜合金、铸造镁合金、铸造锌合金的成分、组织特点，了解各自主要的合金类型及性能特点、热处理工艺及应用范围。

2、非铁合金熔炼

（1）铸造铝合金的精炼原理、精炼工艺、组织控制、炉料和典型熔炼工艺等；

（2）铸造铜合金的熔炼，包括氧化和脱氧、吸气、除气、气孔的形成机理、熔液质量控制、熔炼原则和熔炼工艺要点等；

（3）铸造镁合金的熔铸特点、精炼、变质、镁合金熔炼的熔剂和型砂等；

（4）铸造锌合金的熔炼工艺特点及ZA系列合金的变质处理。

本章教学要求：

了解铝合金熔炼原理及工艺过程，掌握铝合金净化、除气工艺措施的特点，学会正确选择净化除气工艺；了解铜合金熔炼原理及工艺过程，掌握铜合金净化、除气工艺措施的特点。

第五章粉末合金烧结技术

1、常用金属粉末性能及其检测

（1）金属粉末的性能；

（2）金属粉末性能的检测。

2、烧结工艺及其设备

（1）烧结基本原理；

（2）固相烧结；

（3）液相烧结及活化烧结；

（4）烧结设备；

（5）烧结气氛及其制备。

3、粉末冶金制品生产举例

（1）铁基粉末冶金制品的生产；

（2）铜基粉末冶金制品的生产。

本章教学要求：

掌握金属粉末的性能及对粉末成形与烧结的影响，了解金属粉末性能的常用检测方法。掌握粉末冶金烧结基本原理，了解烧结的种类，了解铁基和铜基粉末冶金产品的烧结工艺与设备，了解常用烧结气氛及其制备。

四、实践环节

铸造合金组织金相观察 2学时

金属粉末性能检测实验 2学时

铝合金熔炼实验 2学时（课外选做）课程设计 1周

五、课外习题及课程讨论

为达到本课程的教学基本要求，课外布置思考题与习题应不少于20题。

六、教学方法与手段

本课程采用讲授及板书为主，多媒体课件为辅的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配