材料科学与工程学院分册.doc

课程教学大纲汇编（材料科学与工程学院分册）大连交通大学教务处二七年十二月目 录1. 液态金属成形原理课程教学大纲12. 铸造工艺学课程教学大纲43. 铸造合金及熔炼课程教学大纲74. 铸造设备课程教学大纲105. 特种铸造课程教学大纲126. 工程参量检测与控制课程教学大纲157. 材料工程基础课程教学大纲178. 计算机在材料科学与工程中的应用课程教学大纲219. Pro/E软件应用课程教学大纲2310. 半固态成型课程教学大纲2511. 金属塑性成形原理课程教学大纲2712. 金属塑性成形工艺及模具设计课程教学大纲2913. 金属塑性成型设备课程教学大纲3214. 模具制造工艺课程教学大纲3415. 模具CAD/CAM课程教学大纲3716. 冷冲压工艺及模具设计课程教学大纲4017. 材料成形基础课程教学大纲4418. 塑料成型工艺与模具设计课程教学大纲4619. 三维实体造型技术课程教学大纲5020. 塑性成形原理课程教学大纲5221. 数控技术课程教学大纲5422. 模具材料及热处理课程教学大纲5723. 快速成型技术课程教学大纲6024. 材料成型数值模拟课程教学大纲6225. 材料熔焊基础与焊接性课程教学大纲6526. 焊接电弧及弧焊方法课程教学大纲6827. 焊接结构课程教学大纲7028. 特种焊课程教学大纲7329. 弧焊电源课程教学大纲7530. 焊接检验课程教学大纲7731. 焊接生产及工装设计课程教学大纲7932. 材料科学基础课程教学大纲8133. 金属材料学课程教学大纲8434. 材料物理性能课程教学大纲8735. 热处理设备课程教学大纲9036. 金属腐蚀与防护课程教学大纲9337. 表面技术课程教学大纲9638. 复合材料课程教学大纲9939. 金属热处理原理与工艺课程教学大纲10140. 金属功能材料课程教学大纲10441. 材料力学性能课程教学大纲10642. 失效分析课程教学大纲10943. 轨道交通用关键材料课程教学大纲11144. 材料概论课程教学大纲11345. 无机非金属材料工学课程教学大纲11646. 粉体加工与制备课程教学大纲11847. 无机非金属热工设备课程教学大纲12048. 特种无机材料课程教学大纲12249. 矿物材料概论课程教学大纲12450. 功能陶瓷课程教学大纲12651. 半导体物理课程教学大纲12852. 现代材料分析技术课程教学大纲13153. 结晶学课程教学大纲13754. 光伏材料及系统课程教学大纲14055. 集成电路基础课程教学大纲14456. 电子材料与器件课程教学大纲14757. 电子材料及信息材料课程教学大纲15058. 电子器件封装课程教学大纲15359. 光电子技术基础课程教学大纲15660. 固体物理课程教学大纲15961. 材料物理导论课程教学大纲16162. 功能材料课程教学大纲16463. 材料合成与制备技术课程教学大纲16664. 真空及薄膜制备技术课程教学大纲16865. 非晶态材料课程教学大纲17066. 热力学与统计物理学课程教学大纲17267. 材料科学导论课程教学大纲175液态金属成形原理课程教学大纲The principle of liquid metal forming 课程编号： 适用专业：材料成型及控制工程（铸造方向）执 笔：陈美玲 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：液态金属成形原理是材料成型及控制工程专业（铸造方向）本科生的学位课程之一。本课程是以阐述液体金属成形过程中的基本原理、基本规律、物理化学现象及影响材质和制品性能的因素及缺陷形成机理为主的课程；必修课。教学目的：通过本课程的学习，要求学生达到:1掌握液态金属和合金的结构和性质；2掌握液态金属和合金的凝固和结晶的基本过程和规律以及结晶过程中伴随的现象，了解金属和合金的结晶组织及其凝固控制方法；3掌握液态金属和合金的化学冶金原理和过程；4掌握液态金属成形时缺陷的形成机理及预防措施。二、课程教学内容1液态金属成型原理：液态金属和合金的结构和性质；液态金属和合金的凝固过程中温度场的变化规律；铸件的凝固方式及其对性能的影响；液态金属和合金的结晶过程（形核和晶核长大）；单相合金结晶时的溶质再分配规律及成分过冷现象；共晶合金的非平衡共晶组织；金属结晶组织特点、性能及其控制技术等。2液态金属的化学冶金原理及成型缺陷：气体界面反应；熔渣反应；金属的净化机理；制品的应力、变形、裂纹；化学成分的不均匀性；缩孔和缩松形成机理；气孔的形成过程；非金属夹杂物的产生及预防等。 三、课程教学的基本要求1要求掌握的基本知识 了解液态金属和合金的结构，掌握液态金属和合金的结构性质对成形过程的影响，掌握液态金属和合金的凝固过程中温度场的变化规律，理解铸件的凝固方式及其对性能的影响，了解液态金属和合金的结晶过程（形核和晶核长大），理解和掌握单相合金结晶时的溶质再分配规律及成分过冷现象，了解共晶合金的非平衡共晶组织，掌握金属结晶组织特点、性能及其控制技术，理解液态金属和合金的化学冶金原理，掌握制品的应力、变形、裂纹产生的机理及预防措施，理解化学成分的不均匀性、缩孔和缩松的形成过程及预防，掌握气孔、非金属夹杂物的产生及防止。2要求掌握的基本理论和方法正确分析液态金属和合金的结构和性质对实际生产的影响，用傅立叶导热微分方程分析液态金属和合金的凝固温度场，用物理化学方法分析金属结晶时的形核和长大过程，用金属学原理分析合金结晶过程中的溶质再分配和成分过冷、分析金属的结晶组织及其凝固控制，用物理化学的知识分析、判断化学冶金反应的过程及结果，用金属学及热处理的相关知识分析成形缺陷的形成机理。3要求掌握的基本技能用物理化学原理，分析液态金属和合金及其在凝固和结晶过程中的各种规律的技能；分析制品性能的影响因素并掌握其控制措施的技能；在液态金属成形过程中，分析和控制有害成分进入的技能。四、课程教学环节1以课堂讲授为主，采用自制多媒体教学软件（CAI课件），通过适当的动画演示，提高学生的学习积极性，重点培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力。2课程结束后，以闭卷考试为主，结合平时表现评定最终成绩。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为物理化学、材料科学基础和材料力学。在课程中注意讲授：1液态金属和合金的结构和性质，制品凝固时自身及环境的温度场，液态金属和合金的结晶过程以及金属结晶组织及其凝固控制，液态金属的化学冶金原理和方法，制品常见缺陷的产生机理和防止方法。2液态金属和合金在凝固和结晶过程中的物理化学变化及其规律的公式推导，热力学定律在金属凝固和结晶中的应用，液态金属和合金的化学冶金反应。六、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注材料成型原理概论1液态金属和合金的结构和性质3液态金属和合金的凝固6液态金属和合金的结晶8金属结晶组织及其凝固控制4液态金属和合金化学冶金10制品的应力、变形、裂纹4化学成分的不均匀性4缩孔和缩松4气孔2非金属夹杂物2合 计48学时七、建议教材与教学参考书1材料成型原理，陈玉喜主编，中国铁道出版社，20022铸件形成理论基础，李庆春主编，机械工业出版社，19823铸件形成理论，安阁英主编，机械工业出版社，19904冶金原理，董若璟主编，机械工业出版社，19935金属凝固原理，胡汉起主编，机械工业出版社，1991铸造工艺学课程教学大纲The Technology of Foundry课程编号： 适用专业：材料成型及控制工程 执 笔：杨 军 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：铸造工艺学是材料成型及控制工程专业（铸造方向）本科生的专业基础课，是以造型材料、金属成型工艺和工艺装备设计为主的工艺性课程，必修课。 教学目的：通过本课程的学习，使学生达到1掌握造型材料的成分,性能及其它们之间的关系；2学习造型材料的检测方法,获得实验技能的基本训练；3了解造型材料存在的问题及对铸件质量的影响；4掌握控制造型材料质量的措施；5掌握材料成型工艺的基本内容、原则、方法及步骤，具备根据毛坯或零件的特征制订材料成型工艺的能力，能正确制订材料成型的工艺方案；6初步具备设计材料成型工艺装备的能力；7了解材料成型工艺中可能出现的缺陷、产生原因及预防方法；8具有使用有关设计手册及参考资料的能力；9初步具备研究材料成型新技术的能力。二、课程教学内容1造型材料概述：了解造型材料的应用和国内外的发展现状及本课程的内容、性质和任务；2型芯砂原材料的性能和要求，型砂成分对性能影响和型砂的检测，型砂对铸件质量的影响和防止措施；3水玻璃砂的成分性能和存在问题，油砂的成分性能和存在问题等，有机树脂砂的成分和性能及存在问题；4液态成型工艺方案的确定：金属液态成型工艺设计的概念、设计依据及内容；零件结构的铸造工艺性；造型、制芯方法的选择；浇注位置的确定；分型面的选择；砂芯设计；铸造工艺设计参数；5浇注系统设计：浇注系统的基本类型及选择；液态金属在浇注系统基本组元中的流动；其它合金铸件浇注系统的特点；金属过滤技术；6冒口、冷铁和铸筋：冒口的种类及补缩原理；铸钢件冒口的设计；球墨铸铁件的冒口设计；提高通用冒口补缩效率的措施及特种冒口，冷铁和铸筋；7铸造工艺装备设计：模样设计；模板设计；芯盒设计；砂箱设计。三、课程教学的基本要求1要求掌握的基本知识 造型材料的成分和性能之间的关系,各种型砂的性能特点和应用,型砂缺陷及其防止，材料液态成型、材料塑性成型和材料连接成型、粉末冶金工艺的基本概念、基本原理、各成型工艺的特点及应用范围等。2要求掌握基本理论型砂黏结机理及成分对性能的影响规律a）确定浇注位置、分型面、砂芯形状、工艺参数，各类合金浇注系统的特点及类型选择、工艺装备的选型及设计等的基本原则。b）冒口的补缩原理，铸钢件模数法、补缩液量法、比例法设计冒口的原理，球铁件通用和实用冒口的设计原理等。c）改善金属液的充填能力，提高浇注系统的挡渣能力，金属过滤技术，型内处理，提高冒口的补缩效率及特种冒口、冷铁，铸筋等提高铸件质量的途径和方法在工艺设计中的应用。3要求掌握的基本技能学会造型材料的实验方法和技术四、课程教学环节教学环节包括：课堂讲授、实验。通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、分析问题解决问题的能力，培养学生独立实验设计能力。1课堂讲授教学方法上采用启发式、讨论式、结合实例讲解、提问等教学方式，重视对学生自主学习能力、分析解决工程实际问题能力和创新能力的培养。跟踪当前材料成型工艺的发展趋势，不断更新教学内容。培养学生理论联系实际的工作能力。通过实验，培养学生的动手能力和创新能力。2课外复习题为便于学生课后复习，各章节内容学完后布置一定量的复习思考题。3考 核考试和平时考查相结合。考试采用闭卷或开卷。闭卷考试可采用填空、简答、判断、改错、简单应用等题型。开卷考试可着重于基本原理和方法的综合应用。考查为平时学习态度、对课程内容理解和掌握程度、实验的动手能力及分析问题能力的考核。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为工程图学、材料成型原理、合金及熔炼、材料学等。在上述课程中应打下如下知识基础：1零件图读图能力和空间想象能力。2材料成型的规律及过程，材料成型过程中缺陷产生的机理、规律。3金属材料及其合金的种类和牌号，化学成分和力学性能性能。六、实验（实践）教学内容及其要求每名学生要做10个实验，共3学时。实验内容是：造型材料的成分和性能的检测。通过实验教学，加深学生理解、掌握理论知识，提高分析问题、解决问题的能力；培养学生工程意识、创新能力和素质；增设让学生自己准备实验仪器和设备的开放性实验和综合性实验。 七、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注总论、铸造用砂2铸造用黏土型砂8水玻璃砂、有机黏结剂砂和合成树脂砂8涂料4液态成型工艺方案的确定10浇注系统设计9冒口、冷铁和铸筋9铸造工艺装备设计4总复习2合 计56学时八、建议教材与教学参考书1材料成型工艺，侯英玮主编，中国铁道出版社，20022铸造工艺学，曹文龙主编，机械工业出版社，19893铸造工艺及原理，李魁胜，机械工业出版社，19894铸造工艺学（下），丁根宝，机械工业出版社，19855造型材料，孟爽芬主编，哈尔滨工业大学出版社，19876造型材料，昆明工学院主编，云南人民出版社，19787型砂，胡彭生主编，上海科技出版社，1980铸造合金及熔炼课程教学大纲Casting Alloys and Melting课程编号： 适用专业：材料成型及控制工程 执 笔：艾秀兰 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：铸造合金及熔炼是材料成型及控制工程专业（铸造方向）本科生的专业必修课，是以铸造合金的组织、性能及熔炼原理和工艺为主的课程。 教学目的：通过本课程的学习，要求学生达到：1掌握常见合金的化学成分、显微组织、热处理方法及机械性能特点；掌握铸铁、铸钢、铝合金以及铜合金的熔炼方法和各自的铸造性能特点，了解它们的应用。2使学生具有根据铸件的使用性能和力学性能要求，选择合适的铸造合金，确定合理熔炼工艺的能力。3了解新型合金及铸造工艺的新发展。二、课程教学内容1铸铁及熔炼：铸铁的结晶与组织的形成；主要工艺因素对铸铁组织的影响；灰铸铁、球墨铸铁、蠕虫状石墨铸铁、可锻铸铁及常用特种铸铁的化学成分、组织、性能特点及生产工艺；铸铁的热处理特点；冲天炉熔炼铸铁的基本规律；感应电炉熔炼的基本原理等。2铸钢及熔炼：铸造碳钢的结晶过程、铸态组织、性能特点及热处理工艺；合金元素在钢中的作用、常用铸造低合金钢种类及性能；两种铸造高合金钢（高锰钢和不锈钢）的化学成分、组织及性能特点；碱性电弧炉氧化法炼钢的工艺过程等。3铸造有色合金及熔炼：常用铝合金的化学成分、显微组织及性能特点；铸造铝合金的熔炼工艺；常用铜合金的化学成分、显微组织及性能特点；铸造铜合金的熔炼工艺等。三、课程教学的基本要求1要求掌握的基本知识 铸造合金的相图分析，常用铸造合金的化学成分、显微组织、各种性能及熔炼特点等。2要求掌握的基本理论和方法根据铸造合金相图，分析铸造合金的平衡组织和铸态组织特点，组织对力学性能、使用性能及铸造性能的影响。根据不同的铸造合金，确定不同的熔炼设备及熔炼工艺，确保获得合格的铸件。3要求掌握的基本技能分析铸造合金显微组织及组织对性能的影响；根据铸件的使用要求，设计合金成分及生产工艺的技能等。四、课程教学环节（一）课堂讲授教学方法上采用启发、讨论、提问等教学方式，采用多媒体教学软件（CAI课件），通过适当的动画演示，帮助学生理解教学内容，重点培养学生的自学能力。跟踪当前新材料及制备合金新技术的发展动向，不断更新教学内容,培养学生为科技发展作贡献的浓厚兴趣，启发学生能灵活运用所学知识分析问题和解决问题。在讲授过程中，给出各章节主要专业名词的英语单词，通过本门课程的学习，学生可接触到100个左右专业英语单词。（二）课外复习题为便于学生课后复习，各章节内容学完后布置一定量的复习思考题。（三）考核课程结束后，以闭卷考试为主，同时结合平时表现评定最终成绩。对闭卷考试可采用填空、简答、判断标注、基本知识与综合分析等题型。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为材料科学基础和液态金属成形原理。在课程中注意讲授：1合金相图分析；合金的液态及固态下的结晶过程；化学成分及其它因素对组织的影响；用热处理方法改善组织和性能等。2合金熔炼过程中所发生的物理化学现象及规律；合金熔炼的工艺过程及其控制；获得优质合金液的途径及措施。六、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注铸铁的结晶及组织的形成3灰铸铁4强韧铸铁6特种性能铸铁1铸铁的熔炼7铸造碳钢4铸造低合金钢3铸造高合金钢1电弧炉炼钢3.5感应电炉炼钢0.5钢的炉外精炼1铸造铝合金2铸造铝合金的熔炼2铸造铜合金3铸造铜合金的熔炼3铸造镁合金2习题课2合 计48学时七、建议教材与教学参考书1铸造合金及其熔炼，陆文华等主编，机械工业出版社，19962铸造合金及熔炼，李隆盛主编，机械工业出版社，19933铸铁及其熔炼，陆文华主编，机械工业出版社，19864铸钢及其熔炼，李隆盛主编，机械工业出版社，19865铸造有色合金及熔炼，黄良余主编，国防工业出版社，1989铸造设备课程教学大纲Foundry Equipment课程编号： 适用专业：材料成形及控制工程专业（铸造方向）执 笔：刘赵铭 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：本课程是一门材料成形及控制工程（四年制、五年制）专业（铸造方向）本科生的专业必修课；是从事铸造工程师必须掌握的一门专业课；是以铸造车间主要机械化设备的基本结构、工作原理、性能、特点、应用范围和合理选用为主的课程。教学目的：掌握铸造设备的工作原理，把握铸造设备的发展方向和新铸造设备的类型，具有正确使用和合理选用铸造设备的知识和能力。二、课程教学内容本课程基本内容是有关铸造生产中机械化以及自动化方面的知识。主要包括砂型制造方面的理论基础以及造型、制芯机械化和自动化知识；型砂处理方面的混砂原理以及机械化和自动化知识；金属熔化、浇注方面的机械化和自动化知识；还有落砂和清理方面的机械化和自动化知识。三、课程教学的基本要求1基本知识 了解铸造生产中机械化和自动化所用的主要设备的基本结构；理解铸造生产中机械化和自动化所用的主要设备的工作原理；掌握铸造生产中机械化和自动化所用的主要设备的特点和应用范围。2基本理论和方法了解设备设计基础理论；理解除尘和环保基本理论；掌握型砂和制芯的工艺基础理论。3基本技能了解铸造设备的国内外市场；理解生产工艺对铸造设备要求；掌握正确使用和合理选用铸造设备。四、课程教学环节1以课堂讲授为主，采用多媒体教学课件，通过各种多媒体技术手段生动、直观地把铸造设备的结构和工作原理展示给同学，增强学生的学习兴趣，同时还提供大量的国内外铸造设备生产厂家和最新设备介绍，为合理地选择设备打下基础；重点培养学生的自学能力、分析问题解决问题的能力。2根据教学需要和设备发展情况，适当布置一些网上检索作业。3课程结束后，以闭卷考试为主，同时结合平时表现和作业成绩评定最终成绩。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为：液态金属成形原理、铸造工艺学、铸造合金及熔炼和生产实习。在课程中注意讲授：1型砂的组成、种类和性能。2合金熔炼的工艺过程和要求。3铸造生产的工艺流程，设备的布局、种类和动作过程。六、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注绪论1工艺基础5震击与震压造型机1微震压实造型机1多触头高压造型机2射芯机和有箱射压造型机4无箱及脱箱射压造型机、造型生产线4静压造型机及造型生产线4砂处理机械化4熔化工部机械化3落砂和清理机械化3合 计32学时七、建议教材与教学参考书1铸造机械化，陈士梁主编，机械工业出版社，1998.82铸造设备选用手册，曹善堂等主编，机械工业出版社，2001.4特种铸造课程教学大纲Special Casting Process课程编号： 适用专业：材料成型及控制工程专业（铸造方向）执 笔：陈汝淑 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：本课程是为材料成形与控制工程专业铸造方向本科生开设的理论教学专业教育专业方向必修课。 教学目的：通过本课程的学习后，可以依据铸件结构特点、生产任务及生产条件合理选用特种铸造方法，具有分析、制定特种铸造工艺方案及规程的能力，为近一步提高铸件质量，改进现有工艺，采用和探索新的铸造方法奠定基础。二、课程教学内容1熔模铸造：熔模铸造的实质、特点及应用范围；熔模的制造；型壳的制造；熔模铸件的浇注和清理；熔模铸件工艺设计；压型。2陶瓷型铸造的实质、特点及应用范围；陶瓷型铸造工艺特点。3石膏型铸造的实质、特点及应用范围；石膏浆料的配制和石膏型制造工艺。4金属型铸造：金属型铸造的实质、特点及应用范围；金属型铸件的成形特点；金属型设计；金属型铸造工艺。5压力铸造：压力铸造的实质、特点及应用范围；压铸过程原理；压铸件工艺设计；压铸型设计；压铸常规工艺；压铸特殊工艺；压铸机。6离心铸造：离心铸造的实质、特点及应用范围；铸件在离心力场中的成形特点；离心铸件在液体金属相对运动下的凝固特点；离心铸造机；离心铸造工艺。7其它特种铸造方法：低压铸造；挤压铸造；连续铸造；真空吸铸的实质、特点及应用范围；工艺过程原理。三、课程教学的基本要求1要求掌握的基本知识 各种特种铸造方法的实质、特点及应用范围，涉及到的主要技术术语。2要求掌握的基本理论和方法掌握制造熔模及型壳工艺原理及材料选用原则，陶瓷型铸造原理及工艺特点、金属型铸件的成型原理及工艺特点、压铸过程原理及工艺特点、在离心力场中铸件成型原理及工艺特点等。掌握特种铸造方法工艺设计的基本原则，如：确定浇注方法、分型面、型芯的种类、选取工艺参数，设计浇冒系统等。了解特种铸造方法工艺装备和生产设备的种类、基本结构、工作原理及选用原则。3要求掌握的基本技能能依据铸件结构特点、生产任务及条件合理选用特种铸造方法，具有制定特种铸造工艺方案及规程，选择工艺装备和生产设备类型，编制技术文件，使用设计手册及参考资料等技能。四、课程教学环节1课堂讲授教学方法上采用启发式、讨论式、结合实例讲解等教学方式，注重对学生自主学习能力、分析解决工程实际问题能力和创新能力的培养，对理论联系实际工作能力的培养。根据铸造技术的发展趋势，不断更新教学内容。运用多媒体教学，通过图片及动画演示，播放教学录相片，增加教学的直观性，提高课堂教学信息量。 2课外复习题各章节内容授课结束，布置一定量的课外复习题巩固课内学过的知识。3考核考核方式为考试和平时考查相结合。考试采取闭卷或开卷。闭卷考试着重于基本原理和方法及简单应用。开卷考试着重于基本原理和方法的综合应用。平时考查为平时学习态度、对课程内容理解和掌握程度及发现和分析问题的能力的考核。 五、本课程与其它课程的联系与分工本课程是以液态金属成形原理、铸造工艺学、铸造合金及熔炼为基础的后续专业课。在上述课程中应打下如下知识基础：1砂型铸造工艺设计的内容、程序。2液态金属和合金凝固、结晶的规律及过程，液态金属成型过程中缺陷产生的机理、规律。3铸造合金的种类和牌号，化学成分和铸造性能。4铸造用耐火材料、粘结剂的种类、特点及适用等。六、实验（实践）教学内容及其要求本课程的实验教学内容放在综合实验教学中。七、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注绪论1熔模铸造6陶瓷型铸造2石膏型铸造1金属型铸造3压力铸造5离心铸造4其它特种铸造方法2合 计24学时八、建议教材与教学参考书1特种铸造，林柏年，浙江大学出版社，2004工程参量检测与控制课程教学大纲Detecting and Controlling to Engineering Parameter课程编号： 适用专业：材料科学与工程学院各专业执 笔：刘赵铭 适用年级：0609级一、课程的性质和教学目的课程性质：本课程是一门材料科学与工程学院四年制、五年制各专业本科生的专业基础必修课，也是人才培养过程（培养计划）中的主干课之一。教学目的：为从事材料生产工艺过程中的质量控制和科学实验方法打下基础，能根据工艺过程及实验参量的要求选用仪器及检测元件，初步具有检测和控制系统设计和应用的能力。二、课程教学内容本课程基本内容包括工程参量检测与控制的原理、方法和应用，主要介绍温度、力与应变、真空度、位移及转速、磁场等测量；材料加工过程的单片机控制、可编程控制器控制及相关的执行机构和机器人工作原理及应用，并给出了大量在材料科学与工程中的应用实例。三、课程教学的基本要求1基本知识 了解常用传感器的原理和结构；理解单片机、PLC的原理；掌握常用传感器和PLC的应用技术。2基本理论和方法了解检测和控制技术基础理论；理解计算机检测与控制技术基础理论；掌握检测与控制系统的组成和设计方法。3基本技能了解元器件和设备的选购；理解材料科学与工程中的检测和控制要求；掌握设计简单的检测和控制系统。四、课程教学环节1以课堂讲授为主，采用多媒体教学课件，通过各种多媒体技术手段生动、直观地把各种测量方法和检测装置、常用传感器、控制系统等展示给学生，同时用多媒体技术模拟控制系统等的动态过程，加深理解、增强学习兴趣，重点培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。2根据检测与控制技术的发展情况，留一些网上检索，撰写报告的作业。3课程结束后，以闭卷或开卷考试为主，同时结合平时表现和实验成绩评定最终成绩。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为计算机硬件技术基础和电工及电子技术等，后续课主要为材料科学与工程学院四年制、五年制各专业本科生的专业必修课和毕业设计。先修课中涉及电路和电子器件基本知识、计算机硬件组成、原理和程序设计等内容，后续课要对本门课程所学知识及时进行应用。六、建议学时分配教 学 内 容建议学时备 注绪 论1检测技术及传感器基本概念2温度的检测6力与应变的测量4真空度的测量2位移及转速的测量2磁场的测量2控制系统的基本概念2检测信号微机处理系统的输入与输出2材料加工控制系统的执行机构2材料加工过程的单片机控制4材料加工过程的可编程控制器控制10材料加工过程的智能控制4机器人工作原理及其在材料加工中的应用3检测与控制系统的电磁骚扰与兼容2合 计48学时八、建议教材与教学参考书1材料加工工艺过程检测与控制，杨思乾等，西北工业大学出版社，2006.22工业过程检测与控制，孟华，北京航空航天大学出版社，2002.93材料成形过程的测量与控制，卢本等，机械工业出版社，2005.1材料工程基础课程教学大纲Fundamentals of Material Engineering课程编号： 适用专业：金属材料工程 执 笔：杨军、王大勇、许鸿吉、高飞 适用年级：0609级一、课程的性质和任务课程性质：材料工程基础是金属材料工程专业的专业基础课，是以金属成型工艺和工艺装备设计为主的工艺性课程，必修课。教学目的：通过本课程的学习，要求学生达到：1掌握材料成型工艺的基本内容、原则、方法及步骤，具备根据毛坯或零件的特征制订材料成型工艺的能力，能正确制订材料成型的工艺方案；2初步具备设计材料成型工艺装备的能力；3了解材料成型工艺中可能出现的缺陷、产生原因及预防方法；4具有使用有关设计手册及参考资料的能力；5初步具备研究材料成型新技术的能力。二、课程教学内容1液态成型工艺方案的确定：金属液态成型工艺设计的概念、设计依据及内容；零件结构的铸造工艺性；造型、制芯方法的选择；浇注位置的确定；分型面的选择；砂芯设计；铸造工艺设计参数。2浇注系统设计：浇注系统的基本类型及选择；液态金属在浇注系统基本组元中的流动；其它合金铸件浇注系统的特点；金属过滤技术。3冒口、冷铁和铸筋：冒口的种类及补缩原理；铸钢件冒口的设计；球墨铸铁件的冒口设计；提高通用冒口补缩效率的措施及特种冒口；冷铁；铸筋。4铸造工艺装备设计：模样设计；模板设计；芯盒设计；砂箱设计。5金属的锻造成形:自由锻、胎模锻与模锻工艺的概念、成形特点、应用范围。自由锻、模锻各个基本工序的受力、变形分析、成形质量分析。6金属的冲压成形：冲压成形的基本概念和基本工序、成形特点。成形质量与影响因素分析，冲模设计。7其它金属塑性成形工艺：轧制、拉拔和挤压工艺的概念、特点和应用。轧制、拉拔与挤压的主要工艺参数及成形质量分析。8材料的连接成型工艺：材料的连接成型工艺的概念、成形特点、应用范围。9电弧焊成型工艺基础：焊接电弧；焊丝的熔化和熔滴过渡；母材的加热熔化和焊缝成形；电弧焊成型自动控制技术。10常用电弧焊方法：埋弧焊；钨极氩弧焊；熔化极氩弧焊；CO2气体保护焊；等离子弧焊接与切割11粉末冶金成型工艺：粉末的制取方法，粉末颗粒特点及性能，粉末性能检验方法，粉末的成形方法及密度分布规律，烧结原理。三、课程教学的基本要求1要求掌握的基本知识 材料液态成型、材料塑性成型和材料连接成型、粉末冶金工艺的基本概念、基本原理、各成型工艺的特点及应用范围等。2要求掌握基本理论和方法（1）掌握材料液态成型的基本理论和方法确定浇注位置、分型面、砂芯形状、工艺参数，各类合金浇注系统的特点及类型选择、工艺装备的选型及设计等的基本原则。冒口的补缩原理，铸钢件模数法、补缩液量法、比例法设计冒口的原理，球铁件通用和实用冒口的设计原理等。改善金属液的充填能力，提高浇注系统的挡渣能力，金属过滤技术，型内处理，提高冒口的补缩效率及特种冒口、冷铁，铸筋等提高铸件质量的途径和方法在工艺设计中的应用。（2）掌握材料塑性成型的基本理论和方法自由锻各基本工序的金属变形规律及其工艺参数对成形质量的影响，模锻的基本原理，模锻件图的制订方法。冲裁、弯曲、拉深、翻边的原理、冲模工作部分尺寸的设计原则、确定毛坯尺寸的方法、冲压设备的选用方法。轧制、拉拔与挤压的原理。（3）掌握材料电弧焊成型的基本理论和方法焊接电弧的导电、产热和产力机构；焊丝的熔化和熔滴过渡的规律；母材的加热熔化和焊缝成形以及与焊接条件的关系。电弧焊成型自动控制技术：电弧焊的自动调节系统、程序自动控制和焊接过程自适应控制的基本原理、采用的方法。常用电弧焊方法的原理、工艺特点及应用范围。（4）掌握粉末冶金工艺的基本原理及方法粉末的制取方法，粉末颗粒特点及性能，粉末性能检验方法。粉末的成形方法及密度分布规律，烧结工艺及烧结原理。3要求掌握的基本技能材料成型工艺的设计计算、工艺方案设计、工艺装备选型和绘制工艺、工装图技能；实验技能；编制技术文件技能；查找使用计手册及参考资料等技能。四、课程教学环节教学环节包括：课堂讲授（讨论）、实验、课外复习思考题。1课堂讲授教学方法上采用启发式、讨论式、结合实例讲解、提问等教学方式，重视对学生自主学习能力、分析解决工程实际问题能力和创新能力的培养。跟踪当前材料成型工艺的发展趋势，不断更新教学内容。培养学生理论联系实际的工作能力。通过实验，培养学生的动手能力和创新能力。2课外复习题为便于学生课后复习，各章节内容学完后布置一定量的复习思考题。3考核考试和平时考查相结合。考试采用闭卷或开卷。闭卷考试可采用填空、简答、判断、改错、简单应用等题型。开卷考试可着重于基本原理和方法的综合应用。考查为平时学习态度、对课程内容理解和掌握程度、实验的动手能力及分析问题能力的考核。五、本课程与其它课程的联系与分工本课程的先修课为工程图学、材料成型原理、合金及熔炼、材料学等。在上述课程中应打下如下知识基础：1零件图读图能力和空间想象能力。2材料成型的规律及过程，材料成型过程中缺陷产生的机理、规律。3金属材料及其合金的种类和牌号，化学成分和力学性能性能。4钢锭、钢材的组织和性能、金属的塑性、应力与应变、金属材料的热处理。六、建议学时分配教 学 内 容建议学