冶金课程教学大纲.docx
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冶金课程教学大纲
《冶金传输原理》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程包括流体动力过程、传热过程和传质过程。
介绍冶金传输的基本定律、基本理论和计算原理，是基础课和专业课之间的桥梁。
通过学习，为进一步学好专业课程和从事冶金科学技术工作打好热工理论基础。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
第一章
第一节
第二节
第三节
第四节
流体及物理性质
流体的特性
流体的密度和重度
流体的压缩性和膨胀性
流体的作用力、能量和动量
2
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
流体运动的基本特征
流体流动的原因
连续介质及质点
流场特征及分类
流体的流动性质
附面层概念
2
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
流体运动的基本方程
连续性方程
欧拉方程
柏努利方程
紊流动量传输的基本方程
6
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
流体流动性质和阻力损失
层流及紊流
摩擦阻力引起的损失
局部阻力引起的损失
供气管道及排烟管道内的压头损失
6
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
流体的流出
溢流液膜沿斜面下降
液体自盛桶下下部孔口的流出
不压缩气体自孔口及管嘴的流出
流体溶量的测量
3
第六章
第一节
第二节
第三节
第四节
射流
自由射流
旋转射流
半限制射流
射流间相互作用
3
第七章
第一节
第二节
第三节
风机
离心式通风机
离心式鼓风机
回转式鼓风机
2
第八章
第一节
第二节
烟囱
烟囱的工作原理
烟囱计算
2
第九章
喷射器
1
第十章
第一节
第二节
第三节
第四节
炉内气流流动
火焰熔炼炉内的气体流动
转炉内的气体流动
竖炉内的气体动
溶化炉内的气体流动
3
第十一章
第一节
第二节
第三节
第四节
气力输送
球形颗粒的极限下落速度
水平管道内的气力输送
垂直管道内的气力输送
气力输送中的压力降
3
第十二章
第一节
第二节
第三节
第四节
相似原理
相似的概念
单值条件
相似准数
相似三定理
3
第十三章
第一节
第二节
传热概论及稳定态导热
传热概论
稳定态传导传热
4
第十四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
对流给热
对流给热的类型与机理
对流给热过程的微分方程及热相的准数
对流给热的准数标准方程
自然对流给热
紊流下强制对流给热
层流及过渡流中的强制对流给热
液态金属给热
沸腾及冷凝过程的给热
6
第十五章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
辐射传热
热辐射的基本概念
黑体、白体和透热体
黑体辐射的基本定律
灰体及实际物体的辐射与吸收
辐射能在空间的分布
两表面构成封闭体系时的辐射热交换
通过孔口的辐射
气体辐射与吸收
6
第十六章
第一节
第二节
第三节
第四节
稳定态综合传热
气体与表面间的热交换
火焰炉内的综合传热
通过间壁传热
散流层内的热交换
3
第十七章
第一节
第二节
第三节
不稳定态导热
不稳定态导热过程的特点及其求解方法
分析解法及单值条件
常见不稳定态导热
2
第十八章
第一节
第二节
第三节
第四节
传质
传质的基本概念
传导传质——分子扩散过程
对流传质
通过相界面的传质
4
2、本课程尚未安排实验及课程设计
3、教学环节的安排及学时分配
项目
理论讲授
实验课
其它
总时数
学时
60
60
4、使用教材：
《冶金传输原理》，冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点与难点是：
流体运动的基本特征及原理，传热基本公式及应用条件，传质方程。
2、本课程与其它课程的联系：
《冶金原理》、《金属冶金学》
《冶金原理》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
《冶金原理》是冶金工程专业的专业基础课。
是联接物理化学和冶金工程学的桥梁。
主要研究和确定各种冶金过程所遵循的具有普遍意义的内在规律，从而为发展新工艺和改造老工艺以及为预见性地控制现有生产提供理论依据，该课程运用化学热力学和过程的动力学方法解决冶金反应过程的可行性、可能性与过程的平衡，为学生学习课后续课程奠定必要的理论基础。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
绪言
0．5
第一章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
冶金热力学基础
化学反应吉布斯自由能
氧势及氧势图
活度的活度系数
溶液的热力学
活度的计算方式
溶解吉布斯自由能
5．5
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
第九节
第十节
冶金熔体
金属熔体结构特点及其模型
元素在金属液中溶解和存在形式
活度相互作用系数及其测定
冶金炉渣组成及作用
二元渣示相图
三元相图分析方法
三元渣示相图
炉渣结构理论及模型
炉渣的化学性质
冶金熔体的物理性质
6
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
第九节
第十节
还原熔炼反应热力学
化合物的离解生成反应
氧化物的离解生成反应
燃烧反应
燃烧反应气相平衡组成计算
氧化物的间接还原反应
氧化物的直接不原反应
复杂化合物成溶液状态下氧化物的还原
金属热还原
氧化物还原熔炼实例
铁的渗碳与脱硫反应
6
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
第九节
焙烧、造锍及氯化冶金热力学
概述
金属硫化物的热力学性质
焙烧过程热力学
焙烧过程气相组成
硫化物氧化直接生成金属
硫化物氧化富集造锍
锍的吹炼过程热力学
氯化反应热力学Ⅰ
氯化反应热力学Ⅱ
6
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
第九节
第十节
火法精炼过程热力学
概述
氧化精炼一般热力学原理
炼钢过程中合金元素的氧化
炼钢脱碳反应
脱磷的热力学条件
脱硫的热力学条件
脱氧反应
铜、铅氧化精炼
熔析、萃取及区域精炼
硫化精炼
6
第六章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
冶金动力学基础
概述
化学反应速率规律
边界层理论
气-凝聚相反应动力学
双膜理论
气固相反应动力学
新相核生成动力学
7
第七章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
冶金反应动力学实例
分解反应动力学
燃烧反应动力学
金属氧化及氧化物还原
焙烧过程动力学
氯化过程动力学
氧化熔炼动力学
脱碳反应动力学
3
第八章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
湿法冶金浸出、净化和沉积
湿法冶金反应热力学基础
浸出过程热力学
浸出过程动力学
离子沉淀
金属从水溶液中的沉积
13
第九章
第一节
第二节
溶液萃取和离子交换概述
溶液萃取
离子交换
5
第十章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
湿法冶金电解过程
电极过程动力学
阴极过程
阳极过程
电解过程
槽电压、电流效率和电能效率
12
2、教学环节的安排及学时分配
项目
理论讲授
实验课
其它
总时数
学时
70
70
注：
本课程尚未安排实验及课程设计
3、使用教材：
《钢铁冶金原理》、《有色冶金原理》冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点是冶金热力学基础，也是难点所在，另外冶金炉渣亦为难点之一。
2、本课程与其它课程的联系：
《物理化学》
《金属学与热处理》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程通过结合实例，从组织结构角度出发来阐明问题，为学生日后合理选择使用金属材料和制订热加工工艺规程，获得优质零构件打好必要的理论基础。
本课程着重阐述金属与合金的化学成分、结构、组织与性能之间的内在联系以及在各种条件下的变化规律，比较全面系统地介绍金属材料的各种变化的基本理论和基本工艺。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
绪论
金属材料的发展史
3
第一章
第一节
第二节
第三节
金属的晶体结构
金属
金属的晶体结构
实际金属的晶体结构
6
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
纯金属的结晶
金属结晶的现象
金属结晶的热力学条件
金属结晶的结构条件
晶核的形成
晶核长大
金属铸锭的组织和缺馅
6
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
二元合金的相结构与结晶
合金中的相
合金的相结构
二元合金相图的建立
匀晶相图和固溶体的结晶
共晶相图及其合金的结晶
包晶相图及其合金的结晶
其它类型的二元合金相图
二元相图的分析和使用
8
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
铁碳合金
铁碳合金的组元及基本相
Fe-Fe3C相图分析
铁碳合金的平衡结晶过程及组织
含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响
钢中杂质元素及钢锭组织
6
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
三元合金相图
三元合金相图的表示方法
三元平衡相的定量法则
三元匀晶相图
三元共晶相图
三元相图总结
三元合金相图应用举例
6
第六章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
金属与合金的塑性变形与断裂
金属的变形特性
单晶体的塑性变形
多晶体的塑性变形
合金的塑性变形
塑性变形对金属组织和性能的影响
金属的断裂
4
第七章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
金属与合金的回复与再结晶
形变金属与合金在退火过程中的变化
回复
再结晶
晶粒长大
金属的热加工
4
第八章
第一节
第二节
第三节
扩散
概述
扩散定律
影响扩散的因素
4
第九章
第一节
第二节
第三节
第四节
钢的热处理原理
概述
钢在加热时的转变
钢在冷却时的转变
钢在回火时的转变
7
第十章
第一节
第二节
第三节
钢的热处理工艺
钢的退火与正火
钢的淬火与回火
其它类型热处理
6
2、实验
章节
内容
学时
1、金相显微镜的构造使用维护
金相显微镜的构造、使用与维护
3
2、铁碳合金显微组织观察
铁碳合金显微组织观察
5
3、教学环节的安排及学时分配
项目
理论讲授
实验课
其它
总时数
学时
60
8
68
4、使用教材：
教材（参考书）《金属学及热处理》为主，其它参考资料为辅
三、大纲说明
1、本课程的重点是铁碳合金以及金属学的基本知识。
难点是金属晶体的微观结构以及钢的热处理工艺。
2、本课程与其它课程的联系：
《金属冶金学》
《热工仪表与自动化》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程为冶金专业学生必修课程，主要向学生介绍在工业生产中，对工艺过程中的主要参数进行检测，选择合适的测量仪表并与控制装置组成控制系统的知识，分自动检测和自动控制两部分内容。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
第一部分
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
自动检测
温度检测仪表
压力检测仪表
流量检测仪表
物料电子秤
物位检测仪表
15
第二部分
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
自动控制
成分自动分析仪表
自动控制的基本概念
基本控制作用
模拟调节器、执行器
控制系统
7
2、教学环节的安排及学时分配
项目
理论讲授
实验课
其它
总时数
学时
22
8
30
3、使用教材：
《自动检测和自动控制》（刘元扬、刘德溥主编）冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点及难点是温度检测仪表、流量检测仪表。
2、本课程与其它课程的联系：
《大学物理》、《电子技术基础》。
《金属冶金学
（一）》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程重点讲述钢铁及有色金属冶炼过程的基本理论和工艺，对原料、冶炼原理、工艺操作及能量利用分析作了重点分析。
本课程为冶金工程专业本科生专业课。
通过对本课程的学习，应使同学们掌握现代金属冶炼工艺现状。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
一
第一部分
第二部分
重金属冶金学
铜的火法冶金及精炼
铅的火法冶金及湿法冶金
30
二
第一部分
第二部分
镁冶金学
热还原法炼镁
熔盐电解法炼镁
30
三
第一部分
第二部分
钢铁冶金概论
铁冶金学
钢冶金学
40
注：
本课程尚未安排实验及课程设计
2、使用教材：
《金属冶金学》冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点：
各种金属的冶炼原理及工艺流原理及工艺流程
2、本课程与其它课程的联系：
《冶金原理》、《冶金传输原理》。
《金属冶金学
（二）》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程重点讲述钢铁及有色金属冶炼过程的基本理论和工艺，对原料、冶炼原理、工艺操作及能量利用分析作了重点分析。
本课程为冶金工程专业本科生专业课。
通过对本课程的学习，应使同学们掌握现代金属冶炼工艺现状。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
第一部分
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
炼铁学
概论
铁矿粉造块
高炉冶炼过程的物理化学
高炉炉料和煤气的运动
高炉强化和技术的进步
35
第二部分
第一章
第二章
第三章
第四章
第五章
第六章
炼钢学
炼钢任务、原材料和耐火材料
钢生产的理论基础
转炉钢炼
电炉炼钢
其它炼钢方法
炼钢新技术及新工艺
35
第三部分
有色冶金概论
30
注：
本课程尚未安排实验及课程设计
2、使用教材：
《金属冶金学》冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点：
各种金属的冶炼原理及工艺流原理及工艺流程
2、本课程与其它课程的联系：
《冶金原理》、《冶金传输原理》。
《合金钢冶炼》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程是为学生了解掌握先进工艺方法而设置的一门辅助专业课。
在充分介绍国内外先进的合金钢冶炼工艺的基础上，主要介绍六大类合金钢的主要冶炼工艺，通过学习，使学生了解和掌握如何合金化的原则，重点掌握轴承钢和不锈钢的冶炼工艺过程。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
总论
我国合金钢冶炼现状及相应对策，国际上合金钢冶炼的趋势，分类原则
2
第一章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
合金结构钢
结构钢的用途及分类
合金元素对结构钢性能的影响
一般质量问题
硼钢、铬锰钛钢的冶炼和浇注
铝钢、炮钢、弹簧钢的冶炼和浇注
4
第二章
第一节
第二节
第三节
轴承钢
分类用途
主要冶金质量
冶炼和浇注
6
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
高速钢
用途和分类
性能和质量要求
主要合金元素的作用
主要质量问题
冶炼和浇注
4
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
不锈钢
用途和分类
性能要求及质量问题
冶炼的物化基础
冶炼方法的发展
电炉、转炉、双联法冶炼不锈钢工艺
不锈钢的浇注
6
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
电工硅钢
概述
影响硅钢片性能的物理因素
化学成分对硅钢片性能的影响
硅钢的转炉、电炉冶炼方法
炉外处理及浇注
4
第六章
第一节
第二节
第三节
第四节
高锰钢
用途性能及标准
主要元素对组织性能的影响
主要冶金质量问题
冶炼和浇注
4
注：
本课程尚未安排实验及课程设计
1、使用教材：
《合金钢冶炼》赵沛冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点、难点
轴承钢冶炼、工具钢冶炼、不锈钢冶炼。
2、本课程与其它课程的联系
参考书目为《冶金学原理》、《金属学与热处理》、《金属冶金学》、《炉外精炼》。
《炉外精炼》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
炉外精炼是炼钢与连铸之间的中间环节，是提高钢质量必不可少的过程。
通过对本课程的学习可使学生充分认识到精炼的重要地位，掌握五种精炼手段，了解并掌握多种炉外精炼方法，从而在掌握炼钢基本方法的基础上，掌握冶炼纯净钢的各种炉外精炼方法。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
绪论
定义、任务、手段、分类、技术特点
2
第一章
合成渣洗
2
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
钢的真空处理
真空冶金理论
钢包脱气法和滴流脱气法
真空提升脱气法（DH）
真空循环脱气法（RH）
钢包吹氩
真空吹氩法
CAS-OB法和IR-UT法
8
第三章
第一节
第二节
第三节
钢包炉精炼法
ASEA-SKF法
VAD法
LF（V）法
2
第四章
第一节
第二节
第三节
高铬低碳钢炉外精炼
高络钢液脱碳热力学
真空吹氧脱碳法（VOD）法
AOD法和CLU法
2
2
第五章
第一节
第二节
钢液的搅拌与加热
钢液的搅拌
钢液的加热
4
第六章
第一节
第二节
喷射冶金和喂丝
喷射冶金
喂丝法
4
第七章
第一节
第二节
第三节
炉外精炼方法的选择
炉外精炼设备的特点
现代炼钢车间的组成和工艺要求
炉外精炼的问题和发展趋势
4
4、教学环节的安排及学时分配
项目
理论讲授
实验课
其它
总时数
学时
60
60
5、使用教材
《炉外精炼》徐曾啟冶金工业出版社
三、大纲说明
1、课程的重点、难点
钢液的真空处理、钢包炉精炼法以及超低碳钢的精炼，要求学生能够掌握原理及具体工艺。
2、本课程与其它课程的联系
参考书目为《钢铁冶金原理》、《炼钢学原理》、《电炉炼钢原理及工艺》、《冶金热力学》
《专业外语》（冶金）课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
本课程利用基础英语和专业课的知识，使学生通过对材料（专业）文献的阅读，熟记常用的专业词汇、准确理解并能进行一般性的翻译。
通过本课程的学习，培养学生从外文资料中学习、获取相关专业知识的能力，以获取新的专业知识；并且学习专业词汇和科技英语的各种表达方式（图、文、表、方程式等）。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
UnitOne
PassageA
PassageB
PassageC
PassageD
铁合金
铁和钢
碳钢和低合金钢
高合金钢
铸铁
2
1
2
1
UnitTwo
PassageA
PassageB
PassageC
PassageD
热处理Ⅰ
钢的热处理及原理
奥氏体的形成
奥氏体晶粒的粗化
奥氏体的变质
2
2
3
6
UnitThree
PassageA
PassageB
PassageC
PassageD
热处理Ⅱ
马氏体的转变
贝氏体的转变
回火温度
有色金属合金
4
2
2
3
UnitFour
PassageA
PassageB
PassageC
PassageD
铸造
压力铸造中的金属流动
铸锭中的气孔
铝锭的优异性能
精铸工艺
2
3
2
3
3、使用教材
《材料科学英语阅读》李洪涛哈尔滨工业大学出版社
三、大纲说明
1、课程的重点：
与专业相关词汇的掌握，专业术语的表达。
2、本课程与其它课程的联系：
《大学英语》及有关的专业课程。
《金属塑性加工》课程教学大纲
一、课程的任务、性质和作用
金属塑性加工是冶金专业的相关学科，与金属冶炼工艺相衔接。
通过对金属加工相关知识的学习。
可使学生更好地了解和掌握冶炼工艺及冶炼要求。
二、课程的基本内容和学时分配
1、理论讲授
章节
内容
学时
第一章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
金属塑性加工的变形力学基础
外力、内力和应力
应力状态和主应力图示
弹性变形和塑性变形特征
主变形和主变形图示
塑性条件
1
第二章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
第八节
金属塑性加工的金属学基础
金属的塑性变形机构
加工过程中的硬化和软化
金属的冷变形和热变形
加工硬化曲线和再结晶
塑性变形对金属组织性能的影响
金属的塑性和变形抗力
不均匀变形与附加力
塑性加工中摩擦和润滑
3
第三章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
轧制理论基础
纵轧时变形区和变形的表示方法
纵轧时轧辗咬入车中的条件
纵轧时的宽展和前滑
纵轧时轧制压力和传动力矩
斜轧穿孔时孔腔的形成
斜轧穿孔过程轧件运动学特点
2
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第七节
轧制工艺基础
轧制钢材的品种
轧钢机
轧钢生产系统及工艺过程
坯料及其清醒
坯料的加热
轧制制度的确定
连轧概念
3
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
钢坯的轧制
初轧机类型及其产品范围
二辊可逆式初轧机的生产工艺
三辊升坯机的生产工艺
钢坯连轧机
2
第六章
第一节
第二节
第三节
第四节
型钢生产
型钢轧机及布置形式
热轧机型钢生产工艺过程
孔轧设计的基本知识
H型钢生产
2
第七章
第一节
第二节
第三节
第四节
线材的轧制
型钢轧机及布置形式
热轧型钢生产工艺
孔型设计的基本知识
H型钢生产
2
第八章
第一节
第二节
第三节
钢板及带钢生产
板带钢生产在国民经济中的地位
板带钢产品的分类
板带钢产品的主要技术要求
1
第九章
第一节
第二节
第三节
第四节
热轧板带钢生产
热轧厚板生产
热连轧带钢生产
热轧薄带钢生产
热轧带钢生产
3
第十章
第一节
第二节
第三节
冷轧板带钢生产
冷轧板带钢技术问题
冷轧板带钢生产工艺
冷轧板薄带材
2
第十一章
第一节
第二节
第三节
第四节
板带钢轧制制度的确定及精度的控制
轧制制度的确定
压下规程设定
厚度控制
板形控制
2
第十二章
第一节
第二节
钢管生产概述
钢管用途及分类
钢管的生产
1
第十三章
第一节
第二节
第三节
第四节
热轧钢管生产
自动轧管机组
其它生产方法
顶管和
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