材料成型原理课程教学大纲

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1、《材料成型原理》课程教学大纲（06级）编号：40081010英文名称：PrincipleofMaterialsForming适用专业：材料成型及控制工程责任教学单位：材料工程系总学时：56（其中实验4）学分：3.5考核形式：考试课程类别：专业基础课修读方式：必修课程性质与目的:   本课程是材料成型及控制工程专业本科生的理论基础课程，着重运用所学的基础理论及专业基础理论知识阐明液态成形、塑性成形和连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，突出共性，同时也兼顾个性，既包括原教材《铸件形成理论》、《金属

2、塑性成形原理》和《金属焊接冶金原理》的基础内容，又引入近代有关的新成果。学生学完本课程后对材料成形过程及其基本原理有实质性的、深入的理解，为研究新型材料、开拓新型的材料成形技术及提高材质、成形产品的数量和质量奠定坚实的理论基础和实际知识。主要教学内容及要求:一、材料成形热过程1.了解焊接成形的基本问题和发展概况；焊接热过程的基本特点。2.掌握焊接过程热效率；焊接温度场；焊接热循环；HAZ的组织和性能变化；焊接过程传热。二、金属的凝固1.了解固体金属的加热、熔化、液态金属的流动性及充型能力、均质形核、纯金属

3、晶体长大、凝固过程中的 液体流动、成分过冷对单相合金凝固过程的影响、偏晶合金和包晶合金的凝固、自生复合材料的凝固、铸件宏观凝固组织的控制。2.掌握液态金属的结构、性质；液态金属的凝固热力学、 异质形核、凝固过程中的传热传质、液态合金凝固过程中的成分过冷、共晶合金的凝固；金属基人工复合材料的凝固、铸件宏观凝固组织的特征及形成机理；焊缝金属、快速凝固和定向凝固。3.难点：液态金属的结构和性质、液态合金凝固过程中的成分过冷、金属基人工复合材料的凝固、铸件宏观凝固组织的特征及形成机理、定向凝固。三、材料成形过程中

4、的化学冶金1.了解合金化及工艺条件对冶金反应的影响。2.掌握液态金属与气体界面、熔渣、铸型界面的反应。3.难点：液态金属与气体界面、熔渣、铸型界面的反应。四、金属塑性变形的物理基础1.了解金塑塑性变形的特点；描述接触表面上摩擦力的数学表达式；解塑性成形中的常用润滑剂。2.掌握冷热态下的塑性变形、金属的超塑性变形；金属塑性成形中的摩擦的特点和影响因素、摩擦的分类和机理；影响摩擦系数的主要因素和测定外摩擦系数的方法。3.重点掌握金属在塑性加工中的塑性行为。五、金属塑性变形的力学基础1.了解应变分析的方法；解塑

5、性变形时的应力应变关系，2.掌握应力张量、主应力和应力张量不变量；应力平衡微分方程；平面问题和轴对称问题；屈服准则；主应力法、滑移线法、上限法。3.理解：真实应力-应变曲线的意义。4.难点：塑性成形问题的主应力法、滑移线法、上限法六、成型缺陷与质量控制1.了解变形，影响气孔、夹杂、缩孔、缩松、偏析的因素及防止措施；宏观偏析。2.掌握裂纹、气孔的形成机理；缩孔、缩松、微观偏析的形成机理。3.难点气孔的形成机理；缩孔、缩松、微观偏析的形成机理。本课程与其他课程的联系与分工：本课程开课前，已经具备金属工艺学、金

6、属学及热处理等专业基础课的知识。本课程的学习为材料成型专业课程打下基础。学时分配表：序号章节及名称学时分配学时备注讲课实验练习1第一章材料成型热过程第一节材料成型的基本问题及发展第二节焊接热过程的基本特点第三节焊接过程的热效率和焊件上加热区的热能分布282第四节焊接温度场23第五节焊接热循环第六节焊接热影响区组织与性能变化24第二章金属的凝固第一节液态金属的结构和性质2105第二节凝固热力学与动力学26第三节液态金属在凝固过程中的介质及液体流动第四节凝固过程中成分过冷及其对晶体生长形态的影响27第五节多相

7、合金与金属基复合材料的凝固28第六节铸件凝固组织的形成与控制第七节熔池凝固及焊缝金属组织第八节液态金属在特殊条件下的凝固成形29习题课一2210第三章材料成形过程中的化学冶金第一节材料成形过程中化学冶金特点第二节气体对金属的作用2411第三节熔渣与金属的反应第四节液体金属与铸型界面的反应212第四章金属塑性变形的物理基础第一节金属塑性变形的机理及特点第二节金属塑性加工中组织和性能变化的基本规律2613第三节金属在塑性加工过程中的塑性行为214第四节金属的超塑性变形及金属塑性成形中的外摩擦215实验一变形区

8、几何因素对平均单位压力的影响2216第五章塑性成形力学基础第一节应力分析2917第二节应变状态分析第三节屈服准则218第四节塑性变形时的应力应变关系第五节真实应力-应变曲线219第六节主应力法与滑移线法第七节上限法320实验二板料单向拉伸实验（金属拉伸实验）2221习题课二2222第六章成形缺陷与质量控制27第一节应力与变形23第二节裂纹、气孔与夹杂224第三节缩孔与缩松第四节化学成分不均匀性325总复习2226机动22274