课程概述

《液态成型原理》是一门专业方向课。该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金属的性质、充型能力、凝固过程、一次结晶和收缩过程等的基本规律。学生学完本课程后,应对铸件形成各阶段的实质、特点、内在联系、伴生现象的形成机理及影响因素等有深入的理解,能针对防止各种铸造缺陷的产生、提高铸件质量等问题提出改进工艺途径。
1、了解液态金属的结构及性质,掌握影响液态金属流动能力的因素。
2、掌握铸件与铸型在不同铸造条件下的热交换特点。
3、了解铸件在凝固和冷却过程中温度场的数学分析及影响温度场的因素。
4、掌握晶粒组织形成的基本规律,铸造晶粒组织的形成及控制途径。
5、掌握铸件凝固过程的伴生现象,成分不均匀性,析出气孔,非金属夹杂物的形成理论,影响因素及防止途径。
6、掌握铸件收缩的基本概念,以及收缩各阶段所产生的铸造缺陷的形成理论,影响因素及其防止途径。


证书要求

考核采取期末成绩80%加实验成绩20%。

授课大纲

第一周 液态金属性质、充型能力与传热原理

1.3流动性与充型能力分析

第一周单元测试

1.5 凝固时间计算原理

1.1 液态金属的结构

1.2 液态金属的性质

1.4 热量传输原理

第二周 纯金属的凝固、单相合金的凝固

2.6 成分过冷对凝固组织的影响

2.3 传质原理与溶质再分配

2.1 均质形核、异质形核、形核速率

2.5 成分过冷

第二周单元测试

2.2 纯金属晶体的长大方式

2.4 近平衡凝固溶质再分配

第三周 多相合金的凝固、铸件宏观凝固组织的控制

第三周单元测试

3.3 铸件宏观组织特征

3.2 非规则共晶凝固

3.5 气孔的形成机理及控制

3.4 等轴晶的形成与控制

3.6 夹杂的形成机理及控制

3.1 规则共晶凝固

第四周 铸件凝固组织的控制、焊缝金属的组织及性能

4.5 焊缝金属的组织(1)

4.7 焊接热影响区组织和性能

4.3 压力及对流对凝固组织的影响

4.6 焊缝金属的组织(2)

4.1 缩孔与缩松的形成机理

4.2 化学成分的偏析

4.4 焊接及冶金特点

第四周单元测试

第五周 焊接过程中的冶金反应

5.1 焊接冶金反应区

5.6 合金化

5.4 液渣界面反应(1)

5.2 气液界面反应(1)

5.3 气液界面反应(2)

5.5 液渣界面反应(2)

第五周单元测试

第六周 焊接缺陷形成原理及防止

6.1 内应力

6.5 焊接热裂纹

6.2 焊接残余应力

6.4 焊接裂纹的种类

6.6 焊接冷裂纹

6.3 焊接残余变形

6.7 焊接再热裂纹

第六周单元测试

第七周 焊接缺陷与特种连接、金属塑性加工力学基础前言

7.1 层状撕裂

7.4 金属塑性加工力学基础绪论

7.3 特种连接技术

7.5 金属塑性成形基本假设

7.2 焊缝中气孔与夹杂物

第七周单元测试

第八周 应力与应变理论(1)

8.5 应力偏张量和应力球张量、八面体应力和等效应力

8.2 点的应力状态

8.1 应力的概念

8.3 主应力和应力张量不变量

8.4 应力椭球面、主应力图、主切应力和最大切应力

8.6 应力平衡微分方程

第八周单元测试

第九周 应力与应变理论(2)、塑性与屈服准则(1)

9.4 应变协调方程、应变增量和应变速率

9.2 应变与位移的关系

9.5 塑性的基本概念和塑性指标

9.3 应变张量的分析

第九周单元测试

9.6 屈服准则的概念和屈服表面

9.1 应变的概念

第十周 塑性与屈服准则(2)、本构方程

10.1 两个屈服准则

10.3 两个屈服准则的对比(二)

10.4 应力-应变关系的特点和曲线

第十周单元测试

10.6 增量理论和全量理论

10.2 两个屈服准则的对比(一)

10.5 等效应力-等效应变曲线的简化模型

参考资料

1安阁英  《铸件形成理论》  机械工业出版社  1990

2 吴树森、柳玉起主编。材料成形原理(第3版)。机械工业出版社,2017年

3李庆春  《铸件形成理论基础》  机械工业出版社  1982

4王寿彭  《铸件形成理论及工艺基础》  西北工业大学出版社  1994

5胡汉起  《金属凝固原理》  机械工业出版社  1991