《凝固原理》是材料学和材料加工工程专业的主要专业基础课程之一，是进一步学习专业课程并掌握材料加工技术的重要基础。本课程的任务是弄清液态金属成形（铸造）及凝固过程中发生的物理现象和基本规律；阐明和理解铸件成形及其凝固过程中的基本原理；揭示凝固过程中关键因素对组织、性能及缺陷形成的作用机理。

本课程设定了五个具体的目标。即：对凝固及成形原理有深入的理解，学会各种数学、物理方法在相关模型建立中的应用；能从本质上认识和分析材料凝固过程所产生的各种问题；能运用基本原理及专业知识正确表达复杂的铸造工程问题，并提炼其中的关键环节；能对复杂的铸造工程问题进行综合分析，给出凝固原理如何具体在这些工程技术中产生作用的机制；能够运用凝固过程停止流动机制、组织形核生长机制、缺陷控制机制等基本原理，提出具体的技术方案，达到对铸件实行控形、控性的预期目的。

通过达到以上课程目标，为理解和掌握相关凝固原理在成形技术中的应用，也为开发新材料、新的成形技术奠定坚实的理论基础。

本课程针对关键知识点进行主题讲解和讨论，共计55讲。

主要内容：

（1）液态金属的充型机理；

（2）工艺因素对充型的影响规律；

（3）原子尺度上液态金属的结构和固态形核之间的热力学关系；

（4）固液界面的微观结构与凝固过程晶体生长机理的关系；

（5）凝固条件对凝固件中溶质偏析的作用规律及在材料制备中的应用；

（6）凝固参数改变对凝固过程界面稳定性及形态的作用机理；

（7）不同凝固组织的形成机制和控制方法；

（8）凝固过程缺陷（应力、热裂、缩松、缩孔、气孔、偏析）形成机理及控制方法。

目标定位：

本课程的预期受众是材料加工工程、材料学专业本科生，同时适用于机械加工专业本科生、以及从事金属材料加工等相关行业的技术和管理人员。

（一）教材：

1）张金山，《金属液态成型原理》，化学工业出版社，2011年

2）祖方遒, 《铸件成形原理》，机械工业出版社 ，2013年

（二）参考书目：

1）库尔兹，费希尔著, 李建国，胡侨丹译，《凝固原理》，高等教育出版社，2010年

2）胡汉起，《金属凝固原理》，机械工业出版社，2010年

3）刘全坤，《材料成形基本原理》，机械工业出版社，2004年