金属材料成型

1.金属材料的疲劳强度，影响它的疲劳强度的因素？
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。

影响因素：1、屈服强度2、表面状态3、尺寸效应4、冶金缺陷5、腐蚀介质
6、温度
2.材料的磨损机理，磨损方式以及表征
磨损：摩擦作用下相对运动的物体表面逐渐分离出磨屑而造成损伤的过程。

1.粘着接损
2.磨粒磨损
3.腐蚀磨损
4.疲劳磨损
表征：
3.改善粘着磨损和磨粒磨损的措施？
4.断裂韧度（韧性）测量方法
根据线弹性断裂力学，带裂纹体裂纹尖端附近的弹性应力场强度可用应力强度因子K(MPa·m1/2)来度量。

对Ⅰ型（张开型）裂纹的断裂准则为：当应力强度因子K I达到其临界值K c时，裂纹即失稳扩展而导致断裂。

K c可由带裂纹的试件测得，它代表材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，称为“断裂韧度”。

试验表明，材料的断裂韧度K c随试件厚度B变化，如图1所示。

在试件厚度连到某一定值B0后，断裂韧度不再随厚度变化，此时则认为裂纹尖端附近的材料处于平面应变状态，其对应的断裂韧度值称为“平面应变断裂韧度”，用符号K Ic表示。

显然，K Ic为一材料常数。

图 1 断裂韧度K c随厚度B的变化
5. Fe-C相图凝固和结晶过程理论，加热和冷却过程组织转变?
6 金属塑性变形机理？什么是回复，再结晶，超塑性？超塑性成形的条件
固态金属是由大量晶粒组成的多晶体，晶粒内的原子按照体心立方、面心立方或紧密六方等方式排列成有规则的空间结构。

由于多种原因，晶粒内的原子结构会存在各种缺陷。

原子排列的线性参差称为位错。

由于位错的存在,晶体在受力后原子容易沿位错线运动,降低晶体的变形抗力。

通过位错运动的传递，原子的排列发生滑移和孪晶（图1）。

滑移是一部分晶粒沿原子排列最紧密的平面和方向滑动，很多原子平面的滑移形成滑移带，很多滑移带集合起来就成为可见的变形。

孪晶是晶粒一部分相对于一定的晶面沿一定方向相对移动，这个晶面称为孪晶面。

原子移动的距离和孪晶面的距离成正比。

两个孪晶面之间的原子排列方向改变，形成孪晶带。

滑移和孪晶是低温时晶粒内塑性变形的两种基本方式。

多晶体的晶粒边界是相邻晶粒原子结构的过渡区。

晶粒越细，单位体积中的晶界面积越大，有利于晶间的移动和转动。

某些金属在特定的细晶结构条件下，通过晶粒边界变形可以发生高达300～3000％的延伸率而不破裂。

回复：冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程
再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消除的过程。

超塑性：在一些特定条件下，金属会表现出异乎寻常的高塑性状态，具有均匀变形的能力，其伸长率可以达到百分之几百，甚至几千，这就是金属的超塑性。

超塑性成形的条件：
7.液态成型的凝固方式，过程对铸件质量的影响？
三种：逐层凝固、糊状凝固、中间凝固
1 逐层凝固凝固过程中不存在液相、固相并存的凝固区，断面在外层的固体和内层的液体由一条界限清楚地分开。

2 糊状凝固结晶温度范围较宽，且铸件的温度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而液固并存的凝固区贯穿整个断面。

3 中间凝固大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。

逐层凝固时充型能力强，便于防止缩孔与缩松，凝固过程中容易补缩、组织致密、性能好，如灰铸铁、铝硅合金。

糊状凝固时，难以获得结晶紧实的铸件，体积凝固：不易补缩，易产生缩松、夹杂、开裂等缺陷，铸件的性能差，如球墨铸铁、锡青铜。

8.什么是焊接？焊接方法的分类和应用？低碳钢焊接的热影响区分为？怎么消除或者减小热影响区？
焊接：是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。

焊接方法的分类：钎焊手工电弧焊、埋弧自动焊和气体保护焊
钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。

主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构，如夹层构件、蜂窝结构等，也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。

手工电弧焊可进行全位置焊接，平，横，立，仰各种位置的焊接。

埋弧自动焊至今仍然是工业生产中最常用的一种焊接方法。

适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。

广泛应用于化工容器、锅炉、造船、桥梁等金属结构的制造。

气体保护焊焊接薄板……
低碳钢的热影响区分为熔合区、过热区、正火区和部分相变区。

减小电流，减小含碳量降低热影响区
9.什么是粉末冶金？与熔炼方法比，粉末冶金的优势和缺点是什么？粉末冶金的成型机理和方法？应用范围？
粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金工艺的优点： 1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。

2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。

用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。

3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。

4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。

粉末冶金工艺的基本工序是： 1、原料粉末的制备。

现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。

而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。

其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。

2、粉末成型为所需形状的坯块。

成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。

成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。

加压成型中应用最多的是模压成型。

3、坯块的烧结。

烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。

成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。

烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。

对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。

除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。

4、产品的后序处理。

烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。

如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。

此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。

粉末冶金材料和制品的今后发展方向： 1、有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高质量的结构零部件发展。

2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密的高性能合金。

3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊合金。

4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。

5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。

缺点：
1:在没有批量的情况下要考虑零件的大小.
2:模具费用相对来说要高出铸造模具.
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10.现有的强化方法机理？应用？金属表面强化分类有哪些？
形变强化、固溶强化、第二相强化、细晶强化、马氏体相变强化、时效强化
表面强化方法：金属热喷涂、表面气相沉积、表面化学热处理强化（渗碳，碳氮共渗），表面形变强化（喷丸强化，滚压加工），表面相变强化（表面淬火，感应加热），表面复合处理强化。