材料加工原理课件 4-2
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高分子材料加工成型原理幻灯片PPT
2hr
4
3
2004-9-13 Chapter 2, section2.2.3-2.2.6(P70-95)
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5
3
2004-9-15 Chapter 2, section2.2.3-2.2.6(P97-111)
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6
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2004-9-16 Chapter 2, section2.2.6(P112-148)
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2004-10-20 Chapter 6, Section 6.2, 6.3(20-44)
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8
2004-10-21 Chapter 6, Section 6.4(45-65)
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2004-10-25 Chapter 6, Section 6.4,6.5,6.6(66-92) ;Chapter 7.1,7.2 (1-13)
2hr
22
9
2004-10-27 Chapter 7.1,7.2, 7.3 (14-30)
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23
10
2004-11-1 Chapter 7.3, 7.4 (31-44)
2hr
24
10
2004-11-3 Chapter 7.4, 7.5 (45-57)
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5/24/2021
3
Dept. Polym. Sci. & Eng.,
2hr
10
5
2004-9-27 Chapter 3,section3.2(P83-114),
2hr
11
5
2004-9-29 Chapter 3,section3.2(P114-130),Chapter 4,section4.1,4.2(P1-19)
材料加工原理课件课件
材料加工原理课件
欢迎来到材料加工原理课件！本课程将带你深入了解材料加工的基本原理和 各种工艺，展示最新的技术和行业趋势。让我们开始探索吧！
材料加工原理介绍
1
加工基础
解释什么是材料加工以及其在工业生产中的重要性。
2
物质结构
探索不同材料的结构和性质对加工过程的影响。
3
加工参数
介绍影响加工质量和效率的关键参数。
了解车削的基本原理以及用于粗加工和精加工的不同类型。
2
铣削
探索铣削的原理和用途，以及不同刀具类型的特点。
3
钻削
介绍钻削工艺及其在孔加工中的应用。
塑性加工及其原理
挤压
了解挤压工艺以及在制造连续性截面的材料中 的应用。
冲压
介绍冲压工艺及其在快速制造大批量零件中的 应用。
拉伸
探索拉伸过程中材料的行为和塑性变形的机制。
基本材料加工工艺
1 铸造
了解铸造工艺以及其在制造复杂形状和大型 件和热量改变材料的形状。
3 成型
4 切削制造
介绍常见的成型工艺，如挤压、拉伸和压缩， 以及它们的应用。
讨论切削工艺及其在制造各种形状的零件时 的作用。
热加工及其原理
焊接
了解不同类型的焊接工艺和焊接过程中的热能转化。
锻压
讨论锻压的原理和用途，以及在制造高强度零 件时的优势。
材料焊接及其原理
电弧焊接
了解电弧焊接的原理、设备和常 见应用。
激光焊接
探索激光焊接技术的原理和在高 精度制造中的应用。
摩擦焊接
介绍摩擦焊接的原理以及在异种 材料连接中的优势。
材料压缩及其原理
1 挤压
了解压缩的原理和在制造复杂形状和构件中 的应用。
欢迎来到材料加工原理课件！本课程将带你深入了解材料加工的基本原理和 各种工艺，展示最新的技术和行业趋势。让我们开始探索吧！
材料加工原理介绍
1
加工基础
解释什么是材料加工以及其在工业生产中的重要性。
2
物质结构
探索不同材料的结构和性质对加工过程的影响。
3
加工参数
介绍影响加工质量和效率的关键参数。
了解车削的基本原理以及用于粗加工和精加工的不同类型。
2
铣削
探索铣削的原理和用途，以及不同刀具类型的特点。
3
钻削
介绍钻削工艺及其在孔加工中的应用。
塑性加工及其原理
挤压
了解挤压工艺以及在制造连续性截面的材料中 的应用。
冲压
介绍冲压工艺及其在快速制造大批量零件中的 应用。
拉伸
探索拉伸过程中材料的行为和塑性变形的机制。
基本材料加工工艺
1 铸造
了解铸造工艺以及其在制造复杂形状和大型 件和热量改变材料的形状。
3 成型
4 切削制造
介绍常见的成型工艺，如挤压、拉伸和压缩， 以及它们的应用。
讨论切削工艺及其在制造各种形状的零件时 的作用。
热加工及其原理
焊接
了解不同类型的焊接工艺和焊接过程中的热能转化。
锻压
讨论锻压的原理和用途，以及在制造高强度零 件时的优势。
材料焊接及其原理
电弧焊接
了解电弧焊接的原理、设备和常 见应用。
激光焊接
探索激光焊接技术的原理和在高 精度制造中的应用。
摩擦焊接
介绍摩擦焊接的原理以及在异种 材料连接中的优势。
材料压缩及其原理
1 挤压
了解压缩的原理和在制造复杂形状和构件中 的应用。
高分子材料加工成型原理-chap4 成型中的物理化学变化
温度高，松弛快， 易取向，也易解取 向，有效取向低 必须考虑冻结取向 结构
高 分 子 材 料 成 型 加 工 原 理 匡 唐 清
三 聚合物取向的影响因素
温度对取向的影响
拉伸取向最好是在温度梯度下降的情况下进行
因聚合物拉伸过程存在热效应。沿拉伸过程形成一定的温度梯度， 以实现等温拉伸，从而获得稳定的取向． 问题： 拉伸后再重新加热，在拉伸取向方向发生较大收缩； 措施： 将拉伸制品张紧，在拉伸温度至熔点区域内某一适宜温度下处 理一段时间(通常为几秒)而后急冷至室温，可降低收缩率。 原理： 非结晶聚合物：通过热处理使已经拉伸取向的制品中的短链分 子和分子链段得到松弛，但不能扰乱主要定向部分(这取决于 热处理的温度：满足短链分子和分子链段松弛的前提下尽量 低 )； 有结晶倾向的两类聚合物：通过热处理以达到能限制分子运动 的结晶度，减少制品收缩率。
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高 分 子 材 料 成 型 加 工 原 理 匡 唐 清
Hale Waihona Puke 第二节 成型过程中聚合物的取向
取向： 蜷曲缠绕的大分子链段在力的作用下变为伸展与解缠 结的状态，沿受力方向取向排列。 取向分类 按熔体中大分子受力的形式与作用的性质分：
流动取向——受剪切应力作用 拉伸取向——受拉伸作用 单轴取向—沿流动方向横截面不变，熔体单方向流动 双轴取向—沿流动方向横截面有变化，熔体多方向流动
二 聚合物的拉伸取向
不同温度下的拉伸取向
Tg附近
拉应力<屈服 应力 高弹拉伸 (链段取向) 取向程度低 拉应力>屈服 应力 塑性拉伸 (分子链取向) 取向度高
Tg～Tf/Tm
Tf以上
塑性拉伸
粘流拉伸
化学：专题4《材料加工与性能加工》课件(苏教版选修2).ppt
专题4 材料加工与性能优化
发蓝钢带
阳极氧化概述
• 铝阳极氧化技术是用铝金属制件作阳极,在电解作 用下铝金属制件表面形成氧化物薄膜的过程。 • 初期应用
–表面改性——耐磨性、耐蚀性、电气绝缘性,表面色泽 美观。
• 近期应用
–精密分离膜：耐热、可调孔径、规整 – AAO模板：制作纳米功能材料
应用
建筑装饰材 料
耐磨耐腐蚀 材料
电绝缘材料
第一单元 材料的加工处理 金属的表面处理
由教材P67活动与探究回答下列问题 1. 铝及其合金进行阳极氧化的目的是什么？
2. 实验中的NaOH起什么作用？
3. 茜素的作用是什么？
茜素：一种有机颜料
一、铝阳极氧化的一般原理
• 阳极：铝或铝合金制品 阴极：在电解溶液中化学 稳定性高的材料 • 铝阳极氧化的原理实质上 就是水电解的原理。 – 在阴极上
2. 阳极氧化处理
• 以铝及其合金作为阳 极，选择合适的电解 液、阳极化温度、电 流密度和氧化时间进 行阳极氧化，从而得 到所需的氧化铝膜
3. 染色处理
• 一般阳极氧化膜的孔隙直 径 为 0.01-0.03μm ， 而 染 料 在水中分离成单分子，直 径 为 0.0015-0.0030μm ， 着 色时染料被吸附在孔隙表 面上并向孔内扩散、堆积 • 染料与氧化铝进行离子键、 氢键结合而使膜层着色， 经封孔处理，染料被固定 在孔隙内。
1. 什么是复合材料？你知道哪些复合材料？
2. 为什么人类要制造复合材料？
刻蚀玻璃
第二单元 材料组成的优化
1. 你知道哪些合金，合金与纯金属比起来有什 么特点？ 2. 什么是贮氢合金？以及它是如何用来贮存氢 气的？ 3. 什么是硅酸盐材料？ 4. 特种陶瓷和传统陶瓷相比有哪些优点？ 5. 高纯硅是如何被生产出来的？ 6. 什么是纳米材料？
发蓝钢带
阳极氧化概述
• 铝阳极氧化技术是用铝金属制件作阳极,在电解作 用下铝金属制件表面形成氧化物薄膜的过程。 • 初期应用
–表面改性——耐磨性、耐蚀性、电气绝缘性,表面色泽 美观。
• 近期应用
–精密分离膜：耐热、可调孔径、规整 – AAO模板：制作纳米功能材料
应用
建筑装饰材 料
耐磨耐腐蚀 材料
电绝缘材料
第一单元 材料的加工处理 金属的表面处理
由教材P67活动与探究回答下列问题 1. 铝及其合金进行阳极氧化的目的是什么？
2. 实验中的NaOH起什么作用？
3. 茜素的作用是什么？
茜素：一种有机颜料
一、铝阳极氧化的一般原理
• 阳极：铝或铝合金制品 阴极：在电解溶液中化学 稳定性高的材料 • 铝阳极氧化的原理实质上 就是水电解的原理。 – 在阴极上
2. 阳极氧化处理
• 以铝及其合金作为阳 极，选择合适的电解 液、阳极化温度、电 流密度和氧化时间进 行阳极氧化，从而得 到所需的氧化铝膜
3. 染色处理
• 一般阳极氧化膜的孔隙直 径 为 0.01-0.03μm ， 而 染 料 在水中分离成单分子，直 径 为 0.0015-0.0030μm ， 着 色时染料被吸附在孔隙表 面上并向孔内扩散、堆积 • 染料与氧化铝进行离子键、 氢键结合而使膜层着色， 经封孔处理，染料被固定 在孔隙内。
1. 什么是复合材料？你知道哪些复合材料？
2. 为什么人类要制造复合材料？
刻蚀玻璃
第二单元 材料组成的优化
1. 你知道哪些合金，合金与纯金属比起来有什 么特点？ 2. 什么是贮氢合金？以及它是如何用来贮存氢 气的？ 3. 什么是硅酸盐材料？ 4. 特种陶瓷和传统陶瓷相比有哪些优点？ 5. 高纯硅是如何被生产出来的？ 6. 什么是纳米材料？
材料加工工艺培训课件(ppt 66页)
43
⑥ 在屏幕左侧工具栏中点击“Atom”（绘制原子）图标，在需要添加显示 原子或官能团的位置点击，并用键盘输入该原子或官能团符号（本次操 作中为N、O原子），或者在下拉菜单选择元素符号。
⑦ 在屏幕左侧工具栏中点击“Up Wedge”（向上楔入）图标，点击六元环 上方碳原子并向N原子拖动，生成的实心楔形键表示化学键朝向平面外。 点击“Down Wedge”（向下楔入）图标，点击六元环侧方碳原子并向O 原子拖动，生成的虚线楔形键表示化学键朝向平面内。
3
一、化学结构的表示 • 命名法 • 线型编码法 • 二维平面结构 • 三维空间结构 • 分子表面结构
4
苯基丙氨酸的各种化学结构表示：
命名法
IUPAC:
2-amino-3-phenylpropanoic acid
Formula:
C9H11NO2, C6H5CH2CH(NH2)CO2H
Systematic name: phenylalanine
21
23类模板
22
模板示例
23
自定义模板菜单和模板工具
✓图形编辑功能强
可对分子结构图形进行组合或分块处理，支持图文混排。 可对分子整体或局部进行放大、缩小、旋转等操作
放大
旋转
24
✓具有一定的计算和检测功能
对于复杂的有机化合物，可以快捷地计算其摩尔质量。 并具有构型检测功能
25
26
✓支持多窗口工作
章化学结构的可视化
1
本章主要内容：
化学结构的表示和可视化 ISIS/Draw的使用 Chem Window的使用 ChemDraw的使用 Chem3D的使用
2
第一节 化学结构的表示和可视化
分子结构显示
⑥ 在屏幕左侧工具栏中点击“Atom”（绘制原子）图标，在需要添加显示 原子或官能团的位置点击，并用键盘输入该原子或官能团符号（本次操 作中为N、O原子），或者在下拉菜单选择元素符号。
⑦ 在屏幕左侧工具栏中点击“Up Wedge”（向上楔入）图标，点击六元环 上方碳原子并向N原子拖动，生成的实心楔形键表示化学键朝向平面外。 点击“Down Wedge”（向下楔入）图标，点击六元环侧方碳原子并向O 原子拖动，生成的虚线楔形键表示化学键朝向平面内。
3
一、化学结构的表示 • 命名法 • 线型编码法 • 二维平面结构 • 三维空间结构 • 分子表面结构
4
苯基丙氨酸的各种化学结构表示：
命名法
IUPAC:
2-amino-3-phenylpropanoic acid
Formula:
C9H11NO2, C6H5CH2CH(NH2)CO2H
Systematic name: phenylalanine
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23类模板
22
模板示例
23
自定义模板菜单和模板工具
✓图形编辑功能强
可对分子结构图形进行组合或分块处理，支持图文混排。 可对分子整体或局部进行放大、缩小、旋转等操作
放大
旋转
24
✓具有一定的计算和检测功能
对于复杂的有机化合物，可以快捷地计算其摩尔质量。 并具有构型检测功能
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26
✓支持多窗口工作
章化学结构的可视化
1
本章主要内容：
化学结构的表示和可视化 ISIS/Draw的使用 Chem Window的使用 ChemDraw的使用 Chem3D的使用
2
第一节 化学结构的表示和可视化
分子结构显示
烹饪原料加工ppt课件
8
（4）：短暂保存，果蔬原料经过择剔和洗涤后，比 以前更加容易发生变色、变味反应，因此，还需要对原 料进行短期的保存，以保色和保鲜。对加工以后比较容 易发生褐变的原料，应立即浸入到稀酸或稀盐水中保色， 需要注意的是，水泡的时间不宜过长，以免水溶性营养 素的流失。洗涤单宁含量高的原料时要注意用具的选择， 因为单宁遇铁、碱易变黑。洗涤以后的果蔬原料应先放 在网格上面沥去水分，但不宜堆放过紧、过实，更不能 将湿的原料封在塑料袋中，这样很容易变味。也不能将 原料放在炉台边或阳光下，温度偏高会使原料干缩失水， 失去爽脆的质感。一般冬季可放在室内，夏季应等水分 沥干后放入冷藏柜中保存，但温度不能低于0度，以免 冻伤后影响菜肴的质感和口感。
22
新派粤菜加工菜心，只有三种形状，第一 种为“菜度”长度较传统粤菜的“郊菜”长， 约为15厘米。第二种为“菜梗”即将叶片截 去，再将余下的主菜梗斜刀切成厚1、5厘米 厚的片。第三种为“菜丝” ，即取嫩叶横切 为幼丝即可。
菜心的烹调方法多灼、炒、滚汤、煲粥、 蒸等。
23
24
生菜
生菜，是莴苣的一个变种，品种较多，为冬 季时菜，我国所产的称为“本地生菜”“中国 生菜”和“唐生菜”，以广东台山所产的“玻 璃生菜”最爽甜。外国产的称“西生菜”，特 点是叶部如“椰菜”般包心，故又称“包心生 菜”“卷心生菜”，以美国波士顿出产的叶绿 茎白者最优。它的叶梗比中国产的质脆，但味 道较淡，无香味。
3
鲜活原料的种类多，加工方法各异，主要有 拣择、宰杀、剖剥、拆卸、整理、洗涤等。但 是各种原料在加工是都应遵循一下的共同原则： 一、要必须符合食品卫生要求。 二、要科学加工，保存原料营养成分不受损失。 三、要尽可能保持原料形状完整、美观。 四、要保证菜肴的色香味不受影响；五要节约 用料，合理用料，减少消耗。
（4）：短暂保存，果蔬原料经过择剔和洗涤后，比 以前更加容易发生变色、变味反应，因此，还需要对原 料进行短期的保存，以保色和保鲜。对加工以后比较容 易发生褐变的原料，应立即浸入到稀酸或稀盐水中保色， 需要注意的是，水泡的时间不宜过长，以免水溶性营养 素的流失。洗涤单宁含量高的原料时要注意用具的选择， 因为单宁遇铁、碱易变黑。洗涤以后的果蔬原料应先放 在网格上面沥去水分，但不宜堆放过紧、过实，更不能 将湿的原料封在塑料袋中，这样很容易变味。也不能将 原料放在炉台边或阳光下，温度偏高会使原料干缩失水， 失去爽脆的质感。一般冬季可放在室内，夏季应等水分 沥干后放入冷藏柜中保存，但温度不能低于0度，以免 冻伤后影响菜肴的质感和口感。
22
新派粤菜加工菜心，只有三种形状，第一 种为“菜度”长度较传统粤菜的“郊菜”长， 约为15厘米。第二种为“菜梗”即将叶片截 去，再将余下的主菜梗斜刀切成厚1、5厘米 厚的片。第三种为“菜丝” ，即取嫩叶横切 为幼丝即可。
菜心的烹调方法多灼、炒、滚汤、煲粥、 蒸等。
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生菜
生菜，是莴苣的一个变种，品种较多，为冬 季时菜，我国所产的称为“本地生菜”“中国 生菜”和“唐生菜”，以广东台山所产的“玻 璃生菜”最爽甜。外国产的称“西生菜”，特 点是叶部如“椰菜”般包心，故又称“包心生 菜”“卷心生菜”，以美国波士顿出产的叶绿 茎白者最优。它的叶梗比中国产的质脆，但味 道较淡，无香味。
3
鲜活原料的种类多，加工方法各异，主要有 拣择、宰杀、剖剥、拆卸、整理、洗涤等。但 是各种原料在加工是都应遵循一下的共同原则： 一、要必须符合食品卫生要求。 二、要科学加工，保存原料营养成分不受损失。 三、要尽可能保持原料形状完整、美观。 四、要保证菜肴的色香味不受影响；五要节约 用料，合理用料，减少消耗。
高分子材料加工原理(第四章)
2、动态流动曲线
从动态实验不仅能表征粘弹流体的频率依赖性 粘度，而且能表征其弹性。测定值是复数粘度。
* () i ()
( )
G ( )
G ( ) ( )
——非牛顿流体粘性的表征 ——弹性的表征
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
（3）可预示某些聚合物流体的可纺性
d lg a d 1 / 2
2 10
结构黏度指数▣可用来表 征聚合物浓溶液结构化的 程度。▣越大，表明聚合 物流体的结构化程度越大。
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
②切力增稠的原因： 增加到某数值时，流体中有新的结构的形成。 大多数胀流型流体为多分散体系，固体含量较多，且浸润 性不好。静止时，流体中的固体粒子堆砌得很紧密，粒子 间空隙小并充满了液体，这种液体有一定的润滑作用。 较低时，固体粒子就在剪切力的作用下发生了相对滑 当 动，并且能够在原有堆砌密度大致保持不变的情况下，使 得整个悬浮体系沿力的方向发生移动，这时候表现为牛顿 流动； 增加到一定值时，粒子间碰撞机会增多，阻力增大； 当 同时空隙增大，悬浮体系总体积增加，液体已不能再充满 空隙，粒子间移动时的润滑作用减小，阻力增大，所以 a 增大。
点；
3、掌握聚合物流体切力变稀的原因；
本节作业
1、P118-1（1、2、3、5、9）、2、4、7
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
【教学内容导读】 流体的粘性和牛顿粘性定律 非牛顿流体的流动行为及粘性表征
影响聚合物流体剪切粘性的因素
【课时安排】4课时
从动态实验不仅能表征粘弹流体的频率依赖性 粘度，而且能表征其弹性。测定值是复数粘度。
* () i ()
( )
G ( )
G ( ) ( )
——非牛顿流体粘性的表征 ——弹性的表征
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
（3）可预示某些聚合物流体的可纺性
d lg a d 1 / 2
2 10
结构黏度指数▣可用来表 征聚合物浓溶液结构化的 程度。▣越大，表明聚合 物流体的结构化程度越大。
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
②切力增稠的原因： 增加到某数值时，流体中有新的结构的形成。 大多数胀流型流体为多分散体系，固体含量较多，且浸润 性不好。静止时，流体中的固体粒子堆砌得很紧密，粒子 间空隙小并充满了液体，这种液体有一定的润滑作用。 较低时，固体粒子就在剪切力的作用下发生了相对滑 当 动，并且能够在原有堆砌密度大致保持不变的情况下，使 得整个悬浮体系沿力的方向发生移动，这时候表现为牛顿 流动； 增加到一定值时，粒子间碰撞机会增多，阻力增大； 当 同时空隙增大，悬浮体系总体积增加，液体已不能再充满 空隙，粒子间移动时的润滑作用减小，阻力增大，所以 a 增大。
点；
3、掌握聚合物流体切力变稀的原因；
本节作业
1、P118-1（1、2、3、5、9）、2、4、7
第一节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
【教学内容导读】 流体的粘性和牛顿粘性定律 非牛顿流体的流动行为及粘性表征
影响聚合物流体剪切粘性的因素
【课时安排】4课时
材料加工冶金传输原理ppt课件
v∞
v∞
紊流核心区
v∞
vx
缓冲区 vx
层流底层
4
一般平板 :
实验表明 : 4.1.3 管流边界层:
Le起始段
Rec 3105
1
L Re
层流
湍流
层流：当Re Re c,即层流边
界层在流过一段距离后其（x)
已达到或超过管轴，以后整个 管截面上均保持层流流动
vx呈抛物线分布 Le 0.05 Re D
x
当地阻力系数：Cf 0.646
0.646 / x
Rex
总阻力系数：
CD 1.292
1.292 / L
ReL
布拉修斯精确解：Cf 0.664 / Rex
CD 1.328 / ReL
当 3 105 Re 107 (湍流)
0.381
x
1
Re
5
x
CD
0.074
1
Re 5 L
15
x
即 0
vx y
y0 0.332v
v
x
总摩阻D : (b为板宽)
L
D 0dA b 0dx 0.664vb
A
0
总阻力系数 : Cd :
Cd
D
0.5 v2 A
1.328
Re L
当 Re 3 105时有效
Re L
9
4.3 边界层积分方程 层流:无压力梯度
层流：无压力梯度（势流 P 0, 湍流 P 0），当 P 0
dP dx
0
0
0
依势流柏努利方程（柏努利方程微分式）
dP
vdv
0
1
dP dx
v
dv dx
烹饪原料加工技术ppt课件
2
粗加工主要包括鲜活原料的初步加工、干制原料的涨发、 出肉和取料等。鲜活原料是烹制菜肴的主要物质，品种 繁多，性状各异，绝大多数都不能直接用来烹调，必须 按照它们的不同种类、性状，运用不同的方法进行初步 加工。新鲜蔬菜中或多或少混有泥沙污物，带有黄叶、 老根、粗皮等，需要洗涤、摘除；水产、家禽、家畜及 内脏等原料中含有不能食用的部分，需要经过洗涤、去 骨、去皮、宰杀、去脏、去鳞、褪毛、除杂等加工。这 是原料成形前的加工，是加工技术的基础阶段，是为成 形加工（细加工）所做的准备工作
烹饪原料加工技术
1
序言
《烹饪原料加工技术》是烹饪技工学校的专业技 术课教材。烹饪原料加工的目的是为烹调提供适合 运用的成形原料。它以烹饪原料的加工为研究对象， 以加工的具体工艺为研究内容。主要包括：鲜活原 料的初步加工，干制原料的涨发，出肉、取料和整 料去骨，刀工技术，配菜，凉菜拼摆和食品雕刻等。 烹饪原料加工工序，可以分为粗加工、细加工和成 品加工。
6
烹饪原料加工技术，是整个烹调技术的重要组成部分，在菜 肴的制作过程中占极其重要的地位，起着举足轻重的作 用，主要表现在：
1 便于成熟、入味。 2 食用方便 3 美化形态
4 确保营养和卫生 5 合理配菜
7
8
9
1014
15
16
17
18
19
20
5
成品加工是经过加热入味的原料或不须加热可直接食用的生 料进行切配、装盘、点缀、衬托等方面的加工，如凉菜拼摆 和某些热菜的改刀装盘。凉菜拼摆是菜肴定形、定量、定质、 定色、定味的最后阶段。原料装盘后，直接与食用者见面， 要求刀工精细、拼摆得体、讲究卫生。拼摆的手法主要有摆、 堆、围、排、叠、覆等，拼摆的形式有一般拼盘和花色拼盘 多种。点缀、衬托能达到画龙点睛的效果。
粗加工主要包括鲜活原料的初步加工、干制原料的涨发、 出肉和取料等。鲜活原料是烹制菜肴的主要物质，品种 繁多，性状各异，绝大多数都不能直接用来烹调，必须 按照它们的不同种类、性状，运用不同的方法进行初步 加工。新鲜蔬菜中或多或少混有泥沙污物，带有黄叶、 老根、粗皮等，需要洗涤、摘除；水产、家禽、家畜及 内脏等原料中含有不能食用的部分，需要经过洗涤、去 骨、去皮、宰杀、去脏、去鳞、褪毛、除杂等加工。这 是原料成形前的加工，是加工技术的基础阶段，是为成 形加工（细加工）所做的准备工作
烹饪原料加工技术
1
序言
《烹饪原料加工技术》是烹饪技工学校的专业技 术课教材。烹饪原料加工的目的是为烹调提供适合 运用的成形原料。它以烹饪原料的加工为研究对象， 以加工的具体工艺为研究内容。主要包括：鲜活原 料的初步加工，干制原料的涨发，出肉、取料和整 料去骨，刀工技术，配菜，凉菜拼摆和食品雕刻等。 烹饪原料加工工序，可以分为粗加工、细加工和成 品加工。
6
烹饪原料加工技术，是整个烹调技术的重要组成部分，在菜 肴的制作过程中占极其重要的地位，起着举足轻重的作 用，主要表现在：
1 便于成熟、入味。 2 食用方便 3 美化形态
4 确保营养和卫生 5 合理配菜
7
8
9
1014
15
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18
19
20
5
成品加工是经过加热入味的原料或不须加热可直接食用的生 料进行切配、装盘、点缀、衬托等方面的加工，如凉菜拼摆 和某些热菜的改刀装盘。凉菜拼摆是菜肴定形、定量、定质、 定色、定味的最后阶段。原料装盘后，直接与食用者见面， 要求刀工精细、拼摆得体、讲究卫生。拼摆的手法主要有摆、 堆、围、排、叠、覆等，拼摆的形式有一般拼盘和花色拼盘 多种。点缀、衬托能达到画龙点睛的效果。
材料加工工程课件模板
零件工艺设计
模具结构设计
9
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
五 .
实验步骤
1. 零件工艺设计包括：
工艺预定义（Feature Pre-Process） 毛坯展开（Blank Generator） 毛坯排样（Blank Layout） 废料设计（Scrap Design）
条料排样（Strip Layout） 工艺力计算（Force Calculation）
10
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
五 .
实验步骤
2. 模具结构设计包括：
模架设计（Die Base Management） 冲裁组件设计（Piercing Insert Design） 镶件设计（Insert Group Design） 标准件设计（Standard Part Management）
五 .
实验步骤
图3 毛坯排样与废料分割
19
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
五 实验步骤 . 具体步骤如下：
（9）调用标准件模块，插入所需的标准件。 （10）调用开孔模快、让位槽设计模块，完成模板 上的孔槽设计。
20
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
五 .
实验步骤
图4 完整连续模设计效果
21
6
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
三 .
实验软件
2. PDW简介：
7
材料科学与工程国家级实验教学示范中心
四 .
实验预备知识
需要熟悉NX图形界面的基本功能，并
掌握NX Modeling和Assembly的基本概念。
8
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五 .
实验步骤
模具结构设计
9
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五 .
实验步骤
1. 零件工艺设计包括：
工艺预定义（Feature Pre-Process） 毛坯展开（Blank Generator） 毛坯排样（Blank Layout） 废料设计（Scrap Design）
条料排样（Strip Layout） 工艺力计算（Force Calculation）
10
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五 .
实验步骤
2. 模具结构设计包括：
模架设计（Die Base Management） 冲裁组件设计（Piercing Insert Design） 镶件设计（Insert Group Design） 标准件设计（Standard Part Management）
五 .
实验步骤
图3 毛坯排样与废料分割
19
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五 实验步骤 . 具体步骤如下：
（9）调用标准件模块，插入所需的标准件。 （10）调用开孔模快、让位槽设计模块，完成模板 上的孔槽设计。
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五 .
实验步骤
图4 完整连续模设计效果
21
6
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三 .
实验软件
2. PDW简介：
7
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四 .
实验预备知识
需要熟悉NX图形界面的基本功能，并
掌握NX Modeling和Assembly的基本概念。
8
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五 .
实验步骤
材料加工原理
第二章液态金属第二节液态金属的结金属和合金材料的加工制备过程？配料、熔化和凝固成型三个阶段。
配料是确定具有某些元素的各金属炉料的加入百分数；熔炼是把固态炉料熔化成具有确定成分的液态金属；凝固是金属由液态向固态转变的结晶过程，它决定着金属材料的微观组织特征。
1.液体与固体、气体结构比较固态按原子聚集形态分为晶体与非晶体。
晶体：凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。
单晶体：在晶体中所有原子排列位向相同者多晶体：金属通常是由位向不同的小单晶（晶粒）组成，属于多晶体。
2、液态金属的结构直接法— X射线或中子线分析研究液态金属的原子排列。
液态金属中原子的排列在几个原子的间距范围内，与其固态的排列方式基本一致，但由于原子间距的增大和空穴的增多，原子的配位数略有变化，热运动增强。
间接法过比较固液态和固气态转变的物理性质的变化判断。
（1）体积和熵值的变化（2）熔化潜热和气化潜热固体可以是非晶体也可以是晶体，而液态金属则几乎总是非晶体。
液态金属在结构上更象固态而不是气态，原子之间仍然具有很高的结合能。
3、液态金属的结构特征l）组成：液态金属是由游动的原子团、空穴或裂纹构成。
2）特征：“近程有序”、“远程无序”原子间能量不均匀性，存在能量起伏。
原子团是时聚时散，存在结构起伏。
同一种元素在不同原子团中的分布量不同，存在成分起伏金属由液态转变为固态的凝结过程，实质上就是原子由近程有序状态过渡为长程有序状态的过程，从这个意义上理解，金属从一种原子排列状态（晶态或非晶态）过渡为另一种原子规则排列状态（晶态）的转变均属于结晶过程。
金属从液态过渡为固体晶态的转变称为一次结晶；金属从一种固态过渡为另一种固体晶态的转变称为二次结晶。
第三节液态金属的性质粘度对成形质量的影响●影响铸件轮廓的清晰程度；●影响热裂、缩孔、缩松的形成倾向；●影响钢铁材料的脱硫、脱磷、扩散脱氧；●影响精炼效果及夹杂或气孔的形成：●熔渣及金属液粘度降低对焊缝的合金过渡有利。
设计工程基础-工业产品设计中的加工工艺 ppt课件
PPT课件
木 26 材
木材加工工艺：
装配 技术
螺钉 与圆 钉结 合
板材 拼接
• 螺钉与圆钉的结合强度取决于木材的硬度和钉的长度，并与木材的纹理有关。 • 操作时要合理确定钉的有效长度，并防止构件劈裂。
• 木制品上较宽幅面的板材，一般都采用实木板拼接而成。采用实木板拼接时，为减少拼接 后的翘曲变形，应尽可能选用材质相近的板料，用胶粘剂或既用胶粘剂又用榫、槽、钉等 结构，拼接成具有一定强度的较宽幅面板材。
压力 铸造
离心铸造产品
金
离心铸造过程
PPT课件
7属
金属加工工艺：
锻造
• 锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力， 为了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下进行，因此 锻造也祢为热锻。按成型是否用模具通常分为：自由锻，模锻。
自由锻造
PPT课件
金
机械锻造
8属
金属加工工艺：
机P器PT工课作件原理
浇铸产品
塑 21 料
木材加工工艺：
基本加 工技术
• 木材切削、木材干燥、木材胶合、木材表面装饰
功能处理 技术
• 木材保护 • 木材改性
装配技术 • 榫卯，胶结合，螺钉与圆钉结合，板材拼接
PPT课件
木 22 材
木材加工工艺：
基本 加工
木材 切削
木材 干燥
• 木材切削，是通过刀具作用于木材产生相对运动，以获取一定形状、尺寸和表面状态的木 材制品的加工过程。是木材加工中占比重最大的一项基本工艺，其质量对胶合工艺和表面 装饰工艺有重要影响。
弯曲
• 可以时平直的板状零件毛胚或半成品弯曲成所需形状。弯曲所需的最小半径随材料而已。 还应考虑材料的纤维方向，以免弯曲时发生裂纹。
材料科学基础I第四章(凝固与结晶).
2、非均匀形核的临界晶核半径
令 得
2 L r Gv
*
结果与均匀形核的r*相同。
3、非均匀形核的形核功
3 16 2 3 cos cos * * Ghe G ho f ( ) 3G 4 3 L 2 v
4、润湿角（接触角）θ
——金属结晶时要放出的热量，熔化时要吸收等量的热。
2、理论结晶温度Tm
——能够使液－固两相长期共存的温度（也是熔点）。
3、过冷
实验证明，纯金属液体被冷却到熔点Tm（理论结晶温度）时 保温，无论保温多长时间结晶都不会进行，只有当温度明显低 于Tm时，结晶才开始。也就是说，金属要在过冷 (Undercooled) 的条件下才能结晶。
将下面二式代入上式
LB B L cos
得
2
sin 1 cos
2 2
Gi r L (2 3 cos cos )
3
3 2 3 cos cos 3 VGv r ( )Gv 3
晶核形成前后体积能的变化为：
非均匀形核时总的自由能变化ΔGhe为：
综上所述，接近熔点的液态金属是由许多“原子集团”组成， 其中原子呈规律排列，结构与原固体相似（近程有序）；但是 金属液体中存在很大的能量起伏，热运动激烈。原子集团的大 小不等，存在时间很短，时聚时散，空位较多。原子集团之间 存在“空穴”和一些排列无序的原子。
§4-2 凝固的热力学条件
一、金属凝固（结晶）的现象 1、结晶潜热
二、非均匀形核
在液相中的那些对形核有催化作用的现成界面上形成晶核的 过程称之为非均匀形核。这种界面可以是悬浮于液体中的夹杂 颗粒、金属表面的氧化膜及铸型的内表面等等。
铜材加工演示
请看影片
11
滑移面 整体刚性
滑移
τ τ
τ
τ
12
线缺 陷
13
多晶体的塑性变形可以看作是： 单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。
P
14
从以上的分析可知： 金属在发生塑性变形时，是从弹性
塑性的过程，其中一定存在“残余”的弹 性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复， 既“弹复”现象。
弹复现象的存在，对金属的压力加工精度 产生很大的影响。如：产生尺寸误差。
变形速度
26
3 . 应力状态的影响
请看影片
27
结论：
压应力数目越多，金属塑性越好。
同号应力的变形抗力大于异号应力的变 形抗力。
δ（ 三向压应力）↑↑↑ δ（ 2向压应力）
↑↑
δ（1向压应力）↑
28
或零件产方1扎扎挤挤拉拉静挤静自自自模自冲挤冲冲静挤静压压压压轧制2轧制产品截面形状3挤压凸模坯料凸模坯料4挤压产品图56拉拔产品7自由锻8模锻示示意图9板料冲压示意图10第一章金属的塑性变形1金属塑性变形的实质?近代物理的金属滑移与位错理论表明
第三篇
压力加工----
压力加工
利用金属在外力下所产生的塑性变形，来获得 具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯 或零件的生产方法。
15
§2 塑性变形后金属的组织和性能
如图 所示：
σB
HB
金属变形发生 塑性变形后，
极限强度、硬度、
塑性的变化趋势。
δ
ψ
请看影片
• 注：图示曲线是金属在常温下的性能变化。
16
结论：
1 . 加工硬化 随着金属塑性变形的增加，强度和硬度增高，
而塑性、韧性下降的现象。-----这一性质是：可通 过冷轧、喷丸等方法对金属进行强化的理论根据。
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滑移面 整体刚性
滑移
τ τ
τ
τ
12
线缺 陷
13
多晶体的塑性变形可以看作是： 单个晶粒的位错及晶粒之间的滑动和转动的综合结果。
P
14
从以上的分析可知： 金属在发生塑性变形时，是从弹性
塑性的过程，其中一定存在“残余”的弹 性变形，当外力去除后，弹性变形将恢复， 既“弹复”现象。
弹复现象的存在，对金属的压力加工精度 产生很大的影响。如：产生尺寸误差。
变形速度
26
3 . 应力状态的影响
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27
结论：
压应力数目越多，金属塑性越好。
同号应力的变形抗力大于异号应力的变 形抗力。
δ（ 三向压应力）↑↑↑ δ（ 2向压应力）
↑↑
δ（1向压应力）↑
28
或零件产方1扎扎挤挤拉拉静挤静自自自模自冲挤冲冲静挤静压压压压轧制2轧制产品截面形状3挤压凸模坯料凸模坯料4挤压产品图56拉拔产品7自由锻8模锻示示意图9板料冲压示意图10第一章金属的塑性变形1金属塑性变形的实质?近代物理的金属滑移与位错理论表明
第三篇
压力加工----
压力加工
利用金属在外力下所产生的塑性变形，来获得 具有一定形状、尺寸和机械性能的原材料、毛坯 或零件的生产方法。
15
§2 塑性变形后金属的组织和性能
如图 所示：
σB
HB
金属变形发生 塑性变形后，
极限强度、硬度、
塑性的变化趋势。
δ
ψ
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• 注：图示曲线是金属在常温下的性能变化。
16
结论：
1 . 加工硬化 随着金属塑性变形的增加，强度和硬度增高，
而塑性、韧性下降的现象。-----这一性质是：可通 过冷轧、喷丸等方法对金属进行强化的理论根据。
4.2电火花加工工艺与编程
4.2 电火花加工工艺与编程4.2.1电极的设计与制造1、型孔电极的设计与制造模具型孔的尺寸精度是由电极来保证的。
⑴型孔的电火花加工方法如图4－2，L2=L1＋2δδ－放电间隙主要取决于电参数和机床的精度。
模具型孔的加工方法：①凸模修配法；②直接配合法；③混合法。
⑵电极材料于结构形式电极材料种类和性能如表4－1：电极的结构形式有三种：①整体式；②组合式；③镶拼式⑶电极尺寸与技术要求①尺寸精度≥IT7级，公差一般为型孔的1/2,按入体原则标注;②各表面平行度要求为0.01mm/100mm;③表面粗糙度＜1.25μm，一般去型孔的粗糙度为好；由于凸、凹模尺寸公差的标注往往只有一个，另一个是配作，电极截面尺寸有两种情况：①按凹模尺寸公差设计电极尺寸电极截面尺寸由凹模尺寸与放电间隙求出。
单面放电间隙一般取末挡精规准时的放电间隙。
（0.01-0.03）②按凸模尺寸公差确定电极尺寸根据冲裁间隙Z 的不同会有三种情况：a.当Z=2δ时，凸模与电极的横截面尺寸相同。
b.当Z ＞2δ时，电极轮廓按凸模每边外偏1/2(Z-2δ)。
c.当Z ＜2δ时，电极轮廓按凸模每边内偏1/2(Z-2δ)。
③电极的长度取决于凹模的有效深度、孔的复杂程度、电极材料以及装夹的方法和制造工艺等原因。
（如图）电极长度的计算公式：KHn H H KH L )1)(8.0~4.0(21-+++=其中：H 2:一般为10－20mmn－电极使用的次数；K－经验系数：紫铜2-2.5,黄铜3-3.5,石墨1.7-2,铸铁2.5-3钢3-3.5,电极材料损耗少孔型简单无尖角时,K取较小值.在加工硬质合金时,电极的损耗较大,还要加长,但是一般情况下,电极总长不要超过120mm.一般来讲,电极的制造精度要高于型孔的精度,粗糙度也要比型孔要求低一级,直线度、平行度在100mm内不大于0.01mm ④另一种加工方法也可以将电极做成阶梯型分别进行粗、精加工。
L2=（1.5-2）Ha=0.08-0.15mm2、型腔电极的设计与制造型腔的特点：形状复杂，精度要求高，粗糙度要求较高；工作液循环比较困难，电蚀物排除较难；电极的损耗不能用增加长度来补偿；加工面积大，在加工过程中电规准调节的范围大，电极的损耗不均匀，对精加工影响较大。
高分子材料四种成型技术 ppt课件
PPT课件
8
挤出成型的用途
挤出成型工艺适合于所有的高分子材料。塑料挤出成型 亦称挤塑或挤出模塑，几乎能成型所有的热塑性塑料， 也可用于热固性塑料，但仅限于酚醛等少数几种热固性 塑料，且可挤出的热固性塑料制品种类也很少。塑料挤 出的制品有管材、板材、捧材、片材、薄膜、单丝、线 缆包裹层、各种异型材以及塑料与其他材料的复合物等。 目前约50%的热塑性塑料制品是挤出成型的。
（二）、原材料因素
１、树脂 ２、其它组分 ３、供料前的混合与塑炼
（三）设备因素
（四）、冷却定型阶段影响产品的因素
PPT课件
11
总结
随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越 来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以 对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术成型
压制成型是利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密，称为具有一定形状和尺寸的 坯体的成型方法。压制成型的坯体水分含量低，坯体致密，干燥收缩小，产品的形状尺寸准 确，质量高。另外，成型过程简单，生产量大，便于机械化的大规模生产，对具有规则几何 形状的扁平制品尤为适宜。
影响压制成型坯体质量的工艺因素主要有成型压力、压制制度，粉料的工艺性能及模具 的适用等。
PPT课件
4
注射成型
注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的 塑料制件。由于它具有应用面广，成型周期短，花色品种多，制件尺寸稳定，产品效率高，模具服役条 件好，塑料尺寸精密度高，生产操作容易，实现机械化和自动化等诸方面的优点。因此，在整个塑料制 件生产行业中，注射成型占有非常重要的地位。目前，除了少数几种塑料品种外，几乎所有的塑料(即 全部热塑性塑料和部分热固性塑料)都可以采用注塑成型。
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• 假定界面能σαβ为各向同性。当两相进行共晶结 晶时，总是趋向于使两相接触面积最小，以使接 触界面的界面能最小。形成层片状和棒条状共晶 时，其接触面的变化如下图所示。
l d l l
αβα
w l
α β
l
αβ α
l
片、棒状共晶形成条件
V片 Wl 2 F片 2l 2 片状β 相体积 ，表面积 1 2 F条 dl V条 d l 棒状β 相体积 ，表面积 4 4Wl 1 2 2 若 V片 V条 ，则 Wl d l 即 d 4 从而 F条 dl W 2 F片 2l l
• 富集组元既向母液（浓度为CE）中扩散（x方向）， 又横向扩散（y方向）。 • 沿纵断面（垂直S/L界面）和横断面的液体浓度CL的 分布曲线如下图示。
界面前液相中的溶质分配
2CL 2CL R CL 0 2 2 x y DL x
x , CL CE
CL y 0、y 时 ， 0 2 y
层片厚度与界面形状
片、棒状共晶形成条件
共晶合金可以形成层片或棒状共晶，其形 成条件是
V 1 1 when 0.32, 层片状共晶； 2 V V when V V V 1
0.32, 条棒状共晶；
上述条件是由共晶形成时的热力学条件所决定的。
片、棒状共晶形成条件
RCE Cm CL x DL
RCE Cm CL x DL
界面上液相侧的浓度分布
2n CL CE Bn cos exp x n 1
2ny
Bn
RCM CM
n
2
DL
2n sin S , n 1,2,.......
第四章 金属的凝固加工
4.1
4.2 4.3 4.4 4.相合金的凝固 界面稳定性与晶体形态 多相合金的凝固 凝固组织与控制
4.4 界面稳定性与晶体形态
1 成分过冷(Constitutional Supercooling) 2 凝固界面形态 S/L界面形态：工艺条件＋合金性质 金属凝固过程中的界面稳定性问题 （即是否保持为平界面）
共晶前沿的过冷度与层片间距 之间的关系
共晶合金的过冷度是由S/L界面处最大的成分 过冷引起的过冷度ΔTa和由弯曲界面附加压力引起 的过冷度ΔTr组成的，即： ΔT=ΔTa+ΔTr
其中：
Ta AR
Tr
B
最小过冷度及层片间距
T Ta Tr AR B
T 0 共晶生长前沿最小过冷度 Tmin 2 ABR
片、棒状共晶形成条件
根据最小界面能原理，形成片状共晶的条件是：
Fβ条 Fβ片 Fβ条 Fβ片 W 1 1 l
V Wl 2 1 1 3 l V V
同理，根据最小界面能原理， V 1 形成棒状共晶的条件是： V V
需要说明，在某些条件下（如σαβ为各向异性，如进行变质处理，
与之相应得层片间距为：c
B 2B Tmin AR c
可见，过冷度越大，片层间距就越小。
B R 为常数 A
2 c
共晶生长时的过冷度
T ΔT R为定值时 ARλ
TE
m
ΔT
B/λaa λc λ λc λaaa
固定生长速度时界面温度变化 与共晶层片状晶间距的关系
层片间距的变化
最大成分过冷度
成分过冷度
T TL T实际
R mLC0 1 k 1 exp D x GL x k L
最大成分过冷度： mLC0 1 k GL DL mLC0 1 k R T 1 ln
1 成分过冷
界面前沿温度场
• 平衡液相线温度： TL = Tm + mLCL 原始成分为C0的合金，在稳定状态下凝固时， 界面温度Ti为： mL C0
Ti Tm k
对于液相只有扩散的凝固：
1 k R C L C0 1 exp D x k L R mLC0 1 k TL Ti 1 exp D x k L
液相中的实际温度： T
实际
= Ti + GL x′
成分过冷的形成
T
T实际 TL
成分过冷区
S L
界面
x’
成分过冷判别式
mL 1 k C0 R dTL k DL dx x0
dTL GL dx x0
mL C 0 1 k GL R GL T R DL k DL
2 1
1 2
θ =180°L2上浮or规则定向排布 θ = 0° 分层
L L L L
1 2
1 2
偏晶合金的凝固
产生类似于棒状共晶的组织
4.5.3 包晶合金的凝固
非平衡凝固条件下的包晶反应示意图
Pb-Bi合金相图及非平衡凝固条件下的 溶质分布和凝固组织示意图
具有包晶反应的合金单向凝固过程中 的固液界面示意图
合金。 从相图可知，多相转变发生在某一固定的成分 和某一固定的温度。
4.5.1 共晶合金的凝固
1 片状共晶凝固界面前沿的溶质再分配 2 共晶前沿的过冷度与层片间距之间的关系 3 共晶形态及其形成条件
层片与棒状共晶
共晶组织的形成
共晶长大时的原子扩散示意图
片状共晶凝固界面前沿的溶质再分配
共晶界面前沿的溶质再分配
max
k
R
最大过冷位置
xmax
GL DL k
DL mLC0 1 k R ln R GL DL k
2 凝固界面与晶体形态
1. 无成分过冷的平面生长
2. 窄成分过冷的胞状生长
3. 较宽成分过冷的柱状枝晶生长
4. 宽成分过冷的自由(等轴)枝晶生长
5. 树枝晶的生长方向
不稳定和稳定的平凝固界面
改变冷却速度等）下，共晶结晶可能不符合上述规律。
共晶合金的胞状凝固界面
4.5.2 偏晶合金的凝固
Al-Pb Al-In
Al-Sn
Al-Bi Cu-Pb
Cu-Sn
Cu-Co Zn-Pb Ga-Bi
偏晶合金的凝固
L L L L cos
1 2 1 2
L L L L
透明有机物中观察到的胞状凝固界面
胞的形成
界面从平面到胞状的转变
两种形态的胞状晶示意图
a) 伸长胞状晶
b) 正常型胞状晶
六角与长条胞
较宽“成分过冷”区的柱状树枝晶生 长
胞状凝固界面及其向胞状枝晶转变
宽“成分过冷”区的自由树枝晶生 长
树枝晶的生长方向
4.5 多相合金的凝固
在凝固过程中同时析出两个以上新相的合金称 为多相合金，如具有共晶、包晶和偏晶转变的
mL C0 1 k 1 mLC0 mLC0 T * TL k k
有利于成分过冷的条件
1. 液体中的温度梯度GL小； 2. 长大速度R高； 3. 液相线曲线陡； 4. 合金元素含量高（用不同参数的代表性数 据可以证明，通常在C0≥0.2%时存在着成分 过冷）； 5. 液相中扩散系数小； 6. k<1时，k值很小；k>1时，k值很大。
l d l l
αβα
w l
α β
l
αβ α
l
片、棒状共晶形成条件
V片 Wl 2 F片 2l 2 片状β 相体积 ，表面积 1 2 F条 dl V条 d l 棒状β 相体积 ，表面积 4 4Wl 1 2 2 若 V片 V条 ，则 Wl d l 即 d 4 从而 F条 dl W 2 F片 2l l
• 富集组元既向母液（浓度为CE）中扩散（x方向）， 又横向扩散（y方向）。 • 沿纵断面（垂直S/L界面）和横断面的液体浓度CL的 分布曲线如下图示。
界面前液相中的溶质分配
2CL 2CL R CL 0 2 2 x y DL x
x , CL CE
CL y 0、y 时 ， 0 2 y
层片厚度与界面形状
片、棒状共晶形成条件
共晶合金可以形成层片或棒状共晶，其形 成条件是
V 1 1 when 0.32, 层片状共晶； 2 V V when V V V 1
0.32, 条棒状共晶；
上述条件是由共晶形成时的热力学条件所决定的。
片、棒状共晶形成条件
RCE Cm CL x DL
RCE Cm CL x DL
界面上液相侧的浓度分布
2n CL CE Bn cos exp x n 1
2ny
Bn
RCM CM
n
2
DL
2n sin S , n 1,2,.......
第四章 金属的凝固加工
4.1
4.2 4.3 4.4 4.相合金的凝固 界面稳定性与晶体形态 多相合金的凝固 凝固组织与控制
4.4 界面稳定性与晶体形态
1 成分过冷(Constitutional Supercooling) 2 凝固界面形态 S/L界面形态：工艺条件＋合金性质 金属凝固过程中的界面稳定性问题 （即是否保持为平界面）
共晶前沿的过冷度与层片间距 之间的关系
共晶合金的过冷度是由S/L界面处最大的成分 过冷引起的过冷度ΔTa和由弯曲界面附加压力引起 的过冷度ΔTr组成的，即： ΔT=ΔTa+ΔTr
其中：
Ta AR
Tr
B
最小过冷度及层片间距
T Ta Tr AR B
T 0 共晶生长前沿最小过冷度 Tmin 2 ABR
片、棒状共晶形成条件
根据最小界面能原理，形成片状共晶的条件是：
Fβ条 Fβ片 Fβ条 Fβ片 W 1 1 l
V Wl 2 1 1 3 l V V
同理，根据最小界面能原理， V 1 形成棒状共晶的条件是： V V
需要说明，在某些条件下（如σαβ为各向异性，如进行变质处理，
与之相应得层片间距为：c
B 2B Tmin AR c
可见，过冷度越大，片层间距就越小。
B R 为常数 A
2 c
共晶生长时的过冷度
T ΔT R为定值时 ARλ
TE
m
ΔT
B/λaa λc λ λc λaaa
固定生长速度时界面温度变化 与共晶层片状晶间距的关系
层片间距的变化
最大成分过冷度
成分过冷度
T TL T实际
R mLC0 1 k 1 exp D x GL x k L
最大成分过冷度： mLC0 1 k GL DL mLC0 1 k R T 1 ln
1 成分过冷
界面前沿温度场
• 平衡液相线温度： TL = Tm + mLCL 原始成分为C0的合金，在稳定状态下凝固时， 界面温度Ti为： mL C0
Ti Tm k
对于液相只有扩散的凝固：
1 k R C L C0 1 exp D x k L R mLC0 1 k TL Ti 1 exp D x k L
液相中的实际温度： T
实际
= Ti + GL x′
成分过冷的形成
T
T实际 TL
成分过冷区
S L
界面
x’
成分过冷判别式
mL 1 k C0 R dTL k DL dx x0
dTL GL dx x0
mL C 0 1 k GL R GL T R DL k DL
2 1
1 2
θ =180°L2上浮or规则定向排布 θ = 0° 分层
L L L L
1 2
1 2
偏晶合金的凝固
产生类似于棒状共晶的组织
4.5.3 包晶合金的凝固
非平衡凝固条件下的包晶反应示意图
Pb-Bi合金相图及非平衡凝固条件下的 溶质分布和凝固组织示意图
具有包晶反应的合金单向凝固过程中 的固液界面示意图
合金。 从相图可知，多相转变发生在某一固定的成分 和某一固定的温度。
4.5.1 共晶合金的凝固
1 片状共晶凝固界面前沿的溶质再分配 2 共晶前沿的过冷度与层片间距之间的关系 3 共晶形态及其形成条件
层片与棒状共晶
共晶组织的形成
共晶长大时的原子扩散示意图
片状共晶凝固界面前沿的溶质再分配
共晶界面前沿的溶质再分配
max
k
R
最大过冷位置
xmax
GL DL k
DL mLC0 1 k R ln R GL DL k
2 凝固界面与晶体形态
1. 无成分过冷的平面生长
2. 窄成分过冷的胞状生长
3. 较宽成分过冷的柱状枝晶生长
4. 宽成分过冷的自由(等轴)枝晶生长
5. 树枝晶的生长方向
不稳定和稳定的平凝固界面
改变冷却速度等）下，共晶结晶可能不符合上述规律。
共晶合金的胞状凝固界面
4.5.2 偏晶合金的凝固
Al-Pb Al-In
Al-Sn
Al-Bi Cu-Pb
Cu-Sn
Cu-Co Zn-Pb Ga-Bi
偏晶合金的凝固
L L L L cos
1 2 1 2
L L L L
透明有机物中观察到的胞状凝固界面
胞的形成
界面从平面到胞状的转变
两种形态的胞状晶示意图
a) 伸长胞状晶
b) 正常型胞状晶
六角与长条胞
较宽“成分过冷”区的柱状树枝晶生 长
胞状凝固界面及其向胞状枝晶转变
宽“成分过冷”区的自由树枝晶生 长
树枝晶的生长方向
4.5 多相合金的凝固
在凝固过程中同时析出两个以上新相的合金称 为多相合金，如具有共晶、包晶和偏晶转变的
mL C0 1 k 1 mLC0 mLC0 T * TL k k
有利于成分过冷的条件
1. 液体中的温度梯度GL小； 2. 长大速度R高； 3. 液相线曲线陡； 4. 合金元素含量高（用不同参数的代表性数 据可以证明，通常在C0≥0.2%时存在着成分 过冷）； 5. 液相中扩散系数小； 6. k<1时，k值很小；k>1时，k值很大。