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塑性成型物理基礎(chǔ)課程代碼:1012009總學(xué)時(shí):42(講課36學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí))先修課程:金屬學(xué)與熱處理、材料力學(xué)、塑性成型力學(xué)基礎(chǔ)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)開課對(duì)象:材料成型與控制工程專業(yè)一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)1、性質(zhì):本課程是材料成型與控制工程本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,又是金屬塑性成型的重要基礎(chǔ)理論課之一。2、任務(wù):本課程是在先修課?金屬學(xué)與熱處理?的基礎(chǔ)上,結(jié)合本學(xué)科目前的發(fā)展方向,系統(tǒng)介紹材料成型與控制過程中所涉及到的物理冶金學(xué)知識(shí),重點(diǎn)介紹金屬材料在形變作用下所發(fā)生的各種金屬學(xué)行為,分析討論材料成形過程中各種工藝因素對(duì)材料組織性能的影響規(guī)律;結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際介紹材料成形過程中對(duì)其物理力學(xué)性能進(jìn)行有效控制的各種新技術(shù)。3、目的:通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生深入了解材料成形的物理本質(zhì),掌握從事材料成型與控制工程研究所必需的基礎(chǔ)理論,具備材料成型新工藝設(shè)計(jì)的能力。二、教學(xué)基本內(nèi)容與基本要求1、位錯(cuò)理論的基礎(chǔ)熟悉晶體缺陷概論,了解位錯(cuò)概念的引入,掌握位錯(cuò)的原子模型和柏氏矢量、位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變能,重點(diǎn)掌握位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及晶體的塑性變形和位錯(cuò)在應(yīng)力場(chǎng)中的受力,掌握位錯(cuò)間的交互作用以及位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用,掌握位錯(cuò)的交割、位錯(cuò)的增殖與塞積,了解金屬晶體中的位錯(cuò),重點(diǎn)掌握位錯(cuò)反應(yīng)。2、塑性變形機(jī)制重點(diǎn)掌握滑移理論,掌握孿生變形機(jī)制;了解不對(duì)稱轉(zhuǎn)變等其它變形機(jī)制,了解多晶體塑性變形的特點(diǎn),會(huì)看變形機(jī)制圖。3、金屬塑性變形的宏觀規(guī)律了解金屬塑性變形宏觀規(guī)律的基本概念和研究方法,重點(diǎn)掌握自由變形理論,掌握影響金屬變形行為的因素及所呈現(xiàn)的現(xiàn)象,掌握變形不均勻分布所引起的后果及防止措施,熟悉掌握殘余應(yīng)力等。4、金屬的塑性變形抗力了解塑性變形抗力的基本概念及測(cè)定方法,掌握金屬的化學(xué)成分及組織對(duì)塑性變形抗力的影響,了解應(yīng)力狀態(tài)、溫度、變形速度等對(duì)塑性變形抗力的影響,了解加工硬化曲線。5、金屬在塑性加工過程中的塑性行為了解金屬的塑性和塑性指標(biāo),掌握金屬的化學(xué)成分及組織對(duì)塑性的影響;了解變形的溫度-速度條件、變形的力學(xué)條件和其它因素對(duì)塑性的影響;了解金屬的超塑性。6、金屬的斷裂了解斷裂的基本類型,掌握脆性斷裂和韌性斷裂,了解一些影響斷裂類型的因素,掌握金屬在塑性加工中出現(xiàn)的斷裂。7、金屬在塑性加工中組織與性能變化的基本規(guī)律掌握金屬在冷塑性加工中組織與性能的變化,以及冷塑性加工后金屬在加熱時(shí)的組織與性能變化;了解金屬在熱塑性加工中組織與性能的變化。8、金屬組織性能控制的基本原理和塑性加工過程模擬掌握金屬的強(qiáng)化機(jī)制,掌握控制軋制及強(qiáng)韌性能的控制,了解電磁性能、沖壓性能和熱強(qiáng)性能的控制,了解一些相似定律及塑性加工過程模擬。三、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配課程內(nèi)容教學(xué)要求重點(diǎn)(☆)難點(diǎn)(△)學(xué)時(shí)安排備注一、位錯(cuò)理論基礎(chǔ)10晶體缺陷概論A☆位錯(cuò)概念的引入B☆位錯(cuò)的原子模型和柏氏矢量A☆△位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變能A☆△位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)及晶體的塑性變形B☆位錯(cuò)在應(yīng)力場(chǎng)中的受力B△位錯(cuò)間的交互作用A☆△位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的交互作用B位錯(cuò)的交割、增殖與塞積B△金屬晶體中的位錯(cuò)C擴(kuò)展位錯(cuò)和面角位錯(cuò)B△二、塑性變形機(jī)制4滑移A☆△孿生A☆不對(duì)稱轉(zhuǎn)變C其他變形機(jī)制C多晶體塑性變形的特點(diǎn)B變形機(jī)制圖C三、金屬塑性變形的宏觀規(guī)律4基本概念和研究方法B自由變形理論A☆△影響金屬變形行為的因素及所呈現(xiàn)的現(xiàn)象B△變形不均勻分布所引起的后果及防止措施B☆殘余應(yīng)力B金屬塑性加工時(shí)的接觸摩擦C△四、金屬的塑性變形抗力2塑性變形抗力的基本概念及測(cè)定方法B金屬的化學(xué)成分及組織對(duì)塑性變形抗力的影響A☆應(yīng)力狀態(tài)對(duì)塑性變形抗力的影響C溫度對(duì)塑性變形抗力的影響C變形速度對(duì)塑性變形抗力的影響C加工硬化曲線C五、金屬在塑性加工過程中的塑性行為4金屬的塑性和塑性指標(biāo)B金屬的化學(xué)成分及組織對(duì)塑性的影響A☆△變形的溫度-速度條件對(duì)塑性的影響B(tài)變形的力學(xué)條件對(duì)塑性的影響C其它因素對(duì)塑性的影響C金屬的超塑性B六、金屬的斷裂4斷裂的基本類型C脆性斷裂B韌性斷裂B影響斷裂類型的因素C金屬在塑性加工中的斷裂B七、金屬在塑性加工中組織與性能變化的基本規(guī)律4金屬在冷塑性加工中組織與性能的變化A☆△冷塑性加工后金屬在加熱時(shí)的組織與性能變化B△金屬在熱塑性加工中組織與性能的變化B八、金屬組織性能控制的基本原理和塑性加工過程模擬4金屬的強(qiáng)化機(jī)制B控制軋制及強(qiáng)韌性能的控制B☆電磁性能的控制C沖壓性能的控制C熱強(qiáng)性能的控制C相似定律及塑性加工過程模擬C△(教學(xué)要求:A-熟練掌握;B-掌握;C-了解)四、建議實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與學(xué)時(shí)分配軋制不均勻變形分析2金屬塑性和變形抗力的測(cè)定2鐓粗時(shí)金屬形狀的變化2五、教學(xué)方法與教學(xué)手段采用以常規(guī)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合為主,學(xué)生自學(xué)為輔的教學(xué)手段,每章配以一定數(shù)量的習(xí)題,加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的訓(xùn)練。六、建議教材與參考書目1、宋維錫,金屬學(xué).北京:冶金工業(yè)出版社.2004.82、趙志業(yè),金屬塑性變形與軋制原理.北京:冶金工業(yè)出版社.1980.3、賴祖涵,金屬的晶體缺陷與力學(xué)性能.北京:冶金工業(yè)出版社.1988.4、王占
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