河南工學(xué)院材料成型與控制技術(shù)專業(yè)《鑄造合金及熔煉》課程標準

1、河南工學(xué)院材料成型與控制技術(shù)專業(yè) 鑄造合金及其熔煉 課程標準國家職業(yè)教育材料成型與控制技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫建設(shè)項目組鑄造合金及其熔煉 課程標準一、課程基本情況課程代碼580101承擔教研室材料成型與控制技術(shù)課程類別職業(yè)能力課程設(shè)計代碼課程性質(zhì)考試周數(shù)計劃學(xué)時56h理論學(xué)時50h實驗（實訓(xùn)）學(xué)時6h適用專業(yè)材料成型與控制技術(shù)二、課程的定位鑄造合金及其熔煉課程是材料成型與控制技術(shù)專業(yè)必修的一門主干職業(yè)技術(shù)課。通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生熟悉常用鑄造合金的種類及應(yīng)用特點；掌握鑄造合金的化學(xué)成分、處理工藝、金相組織及合金性能之間的關(guān)系；初步具備通過成分和工藝控制，改善組織和性能的能力；掌握常用合金的熔煉工藝

2、基本原理，初步具備選擇熔煉設(shè)備、制定熔煉工藝、控制熔煉質(zhì)量的基本能力；了解鑄造合金和精煉技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新研究成果等，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習和今后從事鑄造生產(chǎn)及合金熔煉方面的相關(guān)工作打下堅實專業(yè)基礎(chǔ)。該課程的先修課程有金屬學(xué)及熱處理、金屬工藝學(xué)、鑄造工藝學(xué)等。該課程的后續(xù)課程有特種鑄造、鑄造生產(chǎn)及質(zhì)量管理、材料成型檢測技術(shù)等。三、課程的設(shè)計思路本課程按照先理論介紹，再工藝分析，后技術(shù)拓新的基本教學(xué)思路，精心設(shè)計課程教學(xué)內(nèi)容。其主要內(nèi)容包括常用鑄鐵、鑄鋼及有色合金的化學(xué)成分、凝固組織及性能控制等鑄造合金基本理論；鑄造合金熔煉原理、熔煉工藝、熔煉設(shè)備及質(zhì)量控制等熔煉工藝；鑄鐵、鑄鋼及鑄鋁的爐外精煉原

3、理、工藝及設(shè)備等方面的新工藝、新技術(shù)。根據(jù)本課程兼有理論指導(dǎo)和實踐操作的雙重性特點，課程采用“理論教學(xué)和實驗教學(xué)有機結(jié)合”的授課方式，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實踐完美結(jié)合，提高教學(xué)效果。四、課程目標（一）知識目標1）了解常見鑄造合金種類及特點。2）理解鑄造合金成分、組織及性能之間的關(guān)系特點。3）熟悉合金凝固過程、凝固組織及性能控制措施。4）掌握常用鑄造合金的熔煉工藝、熔煉設(shè)備及質(zhì)量控制措施。5）了解鑄造合金的爐外精煉新工藝及新技術(shù)。（二）能力目標1）具備鑄造合金的種類選擇、成分確定、應(yīng)用特點等基本的材料選用能力。2）具備鑄造合金成分、組織及性能間關(guān)系的質(zhì)量分析能力。3）具備鑄造合金的凝固過程、凝固組

4、織及鑄態(tài)性能的工藝措施制定和質(zhì)量控制能力。4）具備鑄造合金的熔煉工藝設(shè)計、設(shè)備選用及熔體質(zhì)量控制能力。5）具備鑄造合金及其熔煉、精煉方面的新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備的學(xué)習和選用能力。（三）素質(zhì)目標1）培養(yǎng)良好的職業(yè)道德。使學(xué)生具有愛崗敬業(yè)，樂奉獻；實事求是，講誠信；遵章守紀，保機密；大公無私，講團隊等綜合素質(zhì)。2）培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。使學(xué)生具有善于總結(jié)、勤于歸納；創(chuàng)新思維、逆向思維；敏銳的洞察、透徹的分析、有效的措施等綜合素質(zhì)。3）培養(yǎng)全面的工程意識。使學(xué)生具有提高質(zhì)量，控制成本；技術(shù)創(chuàng)新、持續(xù)發(fā)展、低碳環(huán)保等綜合素質(zhì)。五、課程內(nèi)容與課時安排（一）理論教學(xué)內(nèi)容與課時安排教學(xué)項目一：鑄造合金及其熔煉

5、概述教學(xué)目標1、了解鑄造合金的種類及其發(fā)展概況。2、了解鑄造合金在機器工業(yè)、國民經(jīng)濟建設(shè)中的地位和作用；3、了解鑄造合金熔煉技術(shù)的發(fā)展概況4、熟悉本課程的性質(zhì)、內(nèi)容、目的及要求。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一：鑄造合金概況任務(wù)二：鑄造合金的熔煉概況任務(wù)三：課程簡介教學(xué)重點常用鑄造合金及其熔煉工藝；課程要求教學(xué)難點鑄造合金及其熔煉的發(fā)展趨勢課時安排2h教學(xué)項目二：鑄造合金基礎(chǔ)知識教學(xué)目標1、了解常見鑄造合金種類及應(yīng)用特點。初步具備鑄造合金的種類選擇、成分確定、應(yīng)用特點等基本的材料選用能力。2、熟悉灰鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄造碳鋼、鑄造鋁合金和銅合金等的化學(xué)成分、結(jié)晶過程和組織特征。3、理解鑄造合金成分、組織及性能之間

6、的關(guān)系，初步掌握判斷其組織、預(yù)測其性能的基本知識和技能。4、熟悉鑄造合金的鑄造性能、鑄造工藝和熱處理特點，掌握改善鑄造合金組織和性能的基本能力。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一：鑄鐵合金任務(wù)二：鑄造用鋼任務(wù)三：鑄造有色合金教學(xué)重點1）鑄鐵合金的種類及成分特點；灰鑄鐵生產(chǎn)及孕育處理；球墨鑄鐵生產(chǎn)及球化處理；石墨的形成條件及其形態(tài)分布；鑄鐵的鑄造缺陷及控制措施；特殊鑄鐵的合金化及合金元素對組織性能的影響。2）鑄鋼的種類及成分特點；鑄造碳鋼的結(jié)晶及組織控制；基本組元對組織和性能的影響；鑄鋼的熱處理工藝及其作用；高錳鋼的水韌處理，鉻鎳不銹鋼的鉻當量、鎳當量的意義，晶間腐蝕形成的原因。3）鑄造鋁合金的種類；合金元素對鋁合

7、金組織及性能的影響；鋁硅合金的變質(zhì)處理與合金化；鋁合金的熱處理工藝。鑄造銅合金的種類，鑄造錫青銅的常見鑄造缺陷，鑄造黃銅脫鋅腐蝕形成的原因及防止措施，鋅當量的意義。教學(xué)難點1）灰鑄鐵生產(chǎn)及孕育處理；球墨鑄鐵生產(chǎn)及球化處理；石墨的形成條件及其形態(tài)分布。2）鑄造碳鋼的結(jié)晶及組織控制；鑄鋼的熱處理工藝及其作用；高錳鋼的水韌處理。3）鋁硅合金的變質(zhì)處理與合金化；鋁合金的熱處理工藝。課時安排34h教學(xué)項目三：鑄造合金的熔煉教學(xué)目標1、掌握常用合金的熔煉工藝基本原理，初步具備正確選擇鑄造合金的熔煉方法、熔煉設(shè)備和熔煉工藝的設(shè)計能力，以及熔煉質(zhì)量的控制能力。2、理解鑄造合金熔煉對鑄造合金的鑄造性能、鑄造工藝

8、和鑄件質(zhì)量的影響，具備一定的熔煉質(zhì)量的分析能力。3、熟悉常用鑄造合金熔體處理的基本知識，掌握熔體處理的基本操作技能。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一：沖天爐熔煉任務(wù)二：電弧爐熔煉任務(wù)三：感應(yīng)電爐熔煉任務(wù)四：鑄造有色合金熔煉教學(xué)重點1）沖天爐的基本結(jié)構(gòu)及作用；沖天爐熔煉原理及基本過程；沖天爐強化熔煉的主要措施。2）電弧爐的分類及應(yīng)用特點；堿性電弧爐氧化法煉鋼的工藝要點、熔煉原理，吹氧返回法煉鋼。3）感應(yīng)電爐的分類及應(yīng)用特點；感應(yīng)加熱及熔化原理。4）鑄造有色金屬熔煉用爐；常用鑄造有色金屬的熔煉特點。教學(xué)難點沖天爐熔煉原理及基本過程；堿性電弧爐氧化法煉鋼工藝；吹氧返回法煉鋼。課時安排10h教學(xué)項目四：鑄造合金的精煉處

9、理新工藝教學(xué)目標1、理解熔煉質(zhì)量對鑄造鑄件質(zhì)量的影響，熟悉常用鑄造合金熔體進行精煉處理的基本知識。2、了解新型鑄造合金材料和先進的熔煉技術(shù)及發(fā)展方向，初步具備鑄造合金精煉方面的新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備的學(xué)習和選用能力。教學(xué)內(nèi)容任務(wù)一：鑄造合金的精煉處理工藝及新技術(shù)教學(xué)重點1）鑄鐵溶液的爐外脫硫。2）低碳及超低碳鋼的爐外精煉。3）有色金屬的精煉工藝。教學(xué)難點鑄鐵溶液的爐外脫硫課時安排4h（二）實驗內(nèi)容與課時安排實驗（實訓(xùn)）項目一：灰鑄鐵生產(chǎn)及金相組織觀察實驗?zāi)繕?）了解灰鑄鐵的化學(xué)成分及其鑄造生產(chǎn)特點。2）熟悉灰鑄鐵中石墨的形態(tài)分布及形成條件。3）掌握灰鑄鐵的鑄態(tài)組織特征，分析并繪制其典型組織。4

10、）分析灰鑄鐵成分、工藝、組織與性能之間的關(guān)系。實驗內(nèi)容1）灰鑄鐵的成分確定及配料計算。2）爐料準備、預(yù)熱裝爐、加熱熔煉。3）鑄型準備、扒渣出鐵。4）爐前孕育、澆注試件。5）取樣制樣、觀察分析。實驗場地鑄造合金熔煉實驗室、金相分析實驗室實驗設(shè)備設(shè)施1） 中頻熔煉爐、金屬切割機、電子天平等。2） 攪拌勺、扒渣勺、澆注勺、金屬型3） 金相制樣機、拋光機、金相砂紙、拋光液及4硝酸酒精化學(xué)腐蝕液等。4） 光學(xué)金相顯微鏡、金屬爐料及孕育劑等?？己艘c配料計算、熔鑄操作、試樣制備、金相分析、紀律考勤考核方式紀律考勤20%+規(guī)范操作30%+實驗報告50%課時安排2h實驗項目二： 鑄造鋁硅合金的生產(chǎn)及金相組織觀

11、察實驗?zāi)繕?）了解球墨鑄鐵的化學(xué)成分及其鑄造生產(chǎn)特點；2）熟悉球墨鑄鐵的球化處理和孕育處理工藝；3）掌握球墨鑄鐵的金相組織特征和分析方法，并繪制其典型組織；4）理解球墨鑄鐵成分、工藝、組織與性能之間的關(guān)系。實驗內(nèi)容1）球墨鑄鐵的成分確定及配料計算。2）爐料準備、預(yù)熱裝爐、加熱熔煉。3）鑄型準備、扒渣出鐵。4）球化處理、孕育處理、澆注試件。5）取樣制樣、觀察分析。實驗場地鑄造合金熔煉實驗室、金相分析實驗室實驗設(shè)備設(shè)施1） 中頻熔煉爐、金屬切割機、電子天平等。2） 攪拌勺、扒渣勺、澆注勺、金屬型3） 金相制樣機、拋光機、金相砂紙、拋光液及4硝酸酒精化學(xué)腐蝕液等。4） 光學(xué)金相顯微鏡、金屬爐料及孕育

12、劑、球化劑等?？己艘c配料計算、熔鑄操作、試樣制備、金相分析、紀律考勤考核方式紀律考勤20%+規(guī)范操作30%+實驗報告50%課時安排2h實驗項目三：鑄造鋁硅合金的生產(chǎn)及金相組織觀察 實驗?zāi)繕?、了解鑄造鋁合金的鑄造生產(chǎn)過程。2、熟悉典型二元Al-Si合金（ZL102）變質(zhì)處理工藝。3、初步掌握通過觀察經(jīng)變質(zhì)處理和未變質(zhì)處理的鋁硅合金的鑄態(tài)組織特征。4、分析變質(zhì)處理對鋁合金的組織和性能的影響規(guī)律。實驗內(nèi)容1）合金的成分確定及配料計算。2）爐料準備、預(yù)熱裝爐、加熱熔煉。3）鑄型準備、扒渣出鐵。4）變質(zhì)處理、澆注試件。5）取樣制樣、觀察分析。實驗場地鑄造合金熔煉實驗室、金相分析實驗室實驗設(shè)備設(shè)施1）

13、坩堝電阻爐、石墨坩堝、鐘罩、金屬切割機、電子天平、攪拌勺、扒渣勺、澆注勺、金屬型、箱式熱處理爐等。2）金相制樣機、拋光機、金相砂紙（240#至1500#）、拋光液、5HF水溶液等。3）光學(xué)金相顯微鏡、鋁硅合金標準圖譜等?？己艘c配料計算、熔鑄操作、試樣制備、金相分析、紀律考勤考核方式紀律考勤20%+規(guī)范操作30%+實驗報告50%課時安排2h六、課程實施的建議（一）教學(xué)方法與手段1、教學(xué)方法教學(xué)過程中，大量應(yīng)用案例教學(xué)法、實驗現(xiàn)場教學(xué)法和討論教學(xué)法等，力求理論聯(lián)系實際，使學(xué)生切實感受到理論知識對實踐應(yīng)用的指導(dǎo)作用，使學(xué)生深刻體會到學(xué)以致用的重要性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性，提高課堂教學(xué)效果。2、教學(xué)手段采用多媒體教學(xué)手段，提高教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)習興趣。采用教具或?qū)嵨锝虒W(xué)手段，拉近理論與現(xiàn)實的距離，提高教學(xué)質(zhì)量。采用網(wǎng)絡(luò)媒體教學(xué)手段，縮短教師與學(xué)生的距離，增進師生感情，提高教學(xué)效果。（二）考核與評價1、考核方式理論考試；考勤及作業(yè)；實驗成績。2、成