材料成型
材料的成型工艺性是什么
材料的成型工艺性是什么材料的成型工艺性指的是材料在制备和加工过程中的可塑性和可加工性。
不同材料在成型工艺性方面的表现各不相同,主要取决于其化学和物理性质,如材料的结构、组成、硬度、熔点、熔化性能和可变形性等。
材料的成型工艺性对于制备产品的形状、尺寸、性能和质量有着重要的影响。
常见的材料成型工艺包括挤压、拉伸、成型、模压、注塑、压铸、锻压、铸造、复合加工等。
挤压工艺是将高温软化的材料通过模具挤出,形成均匀连续的截面形状,通常适用于金属和塑料等材料的加工。
它的主要特点是可以制备形状复杂、尺寸稳定、表面光滑的产品。
拉伸工艺主要适用于金属和塑料等材料,通过拉伸和应力处理使材料产生塑性变形,达到所需形状和尺寸的加工要求。
拉伸工艺可以制备出高强度、高韧性和高精度的材料产品。
成型工艺是指将金属或非金属材料加热到软化温度后,通过压力使材料填充模具空腔,冷却后形成所需产品形状和尺寸。
成型工艺适用于不同形状和尺寸的产品制备,如塑料制品、玻璃纤维制品和橡胶制品等。
模压工艺是指将预先加热软化的材料放在模具中,经过高温和高压条件下,使材料在模具中硬化成型的一种成型方法。
模压工艺适用于制备复杂、高精度和高强度要求的产品。
注塑工艺是将预先加热软化的塑料通过注射机注入模具中,经过高温和高压条件下使材料快速冷却硬化成型。
注塑工艺适用于制备各种塑料制品,如家电外壳、餐具、玩具等。
压铸工艺是将金属或合金加热至熔点后,通过注射机将液态金属注入模具中,经过冷却和固化后形成所需产品。
压铸工艺适用于制备尺寸精确、表面光滑的金属制品。
锻压工艺是将金属材料放在模具中,通过施加外力使材料发生塑性变形,达到所需形状和尺寸的加工要求,适用于制备高强度和高精度的金属制品。
铸造工艺是将液态金属或合金倒入预先制备好的模具中,经过冷却和固化后形成所需产品形状和尺寸的一种制造方法。
铸造工艺适用于制备大型、复杂形状和尺寸的金属制品。
复合加工工艺是将两种或多种材料进行复合加工,通过化学或物理方法使材料在成型过程中相互融合、吸附或粘合,形成多种材料组合的产品。
材料成型技术基础
材料成型技术基础材料成型技术是指将原材料通过一定的加工方式,制造成为具有特定形状、尺寸和性能的产品的过程。
材料成型技术是现代工业制造的基础,它在各个领域都有着广泛的应用,如汽车、机械、电子、建筑等。
本文将对材料成型技术的基础知识进行介绍。
1. 基本概念材料成型技术包括各种加工方式,如锻造、铸造、挤压、拉伸、滚压、剪切、锯切等。
这些加工方式都是通过对原材料的物理和化学变化,使其得到所需的形状和性能,从而实现产品的制造。
2. 锻造锻造是一种通过对金属材料进行加热和压制,使其改变形状和性能的加工方式。
锻造可以分为自由锻造和模锻造两种。
自由锻造是指将金属材料加热至一定温度后,用锤头或压力机对其进行压制,从而使其改变形状和性能。
模锻造是指将金属材料放入特定的模具中进行加热和压制,从而使其得到所需的形状和性能。
3. 铸造铸造是一种通过将液态金属材料倒入特定的模具中,使其冷却固化后得到所需的形状和性能的加工方式。
铸造可以分为压力铸造和重力铸造两种。
压力铸造是指将液态金属材料通过高压喷射进入模具中,从而得到所需的形状和性能。
重力铸造是指将液态金属材料倒入模具中,通过重力作用使其冷却固化,从而得到所需的形状和性能。
4. 挤压挤压是一种通过将金属材料通过模具中的小孔挤出,从而得到所需的形状和性能的加工方式。
挤压可以分为冷挤压和热挤压两种。
冷挤压是指将金属材料在室温下通过模具中的小孔挤出,从而得到所需的形状和性能。
热挤压是指将金属材料加热至一定温度后,通过模具中的小孔挤出,从而得到所需的形状和性能。
5. 拉伸拉伸是一种通过将金属材料拉伸,使其改变形状和性能的加工方式。
拉伸可以分为冷拉伸和热拉伸两种。
冷拉伸是指将金属材料在室温下拉伸,从而得到所需的形状和性能。
热拉伸是指将金属材料加热至一定温度后,拉伸,从而得到所需的形状和性能。
6. 滚压滚压是一种通过将金属材料通过辊轮的滚动,使其改变形状和性能的加工方式。
滚压可以分为冷滚压和热滚压两种。
材料成型工艺
第一次1、试说明材料成形工艺的作用。
2、分析材料成形工艺特点,并分析不同材料成形工艺中的共性技术有哪些3、论述材料成形工艺的发展趋势。
第二次1.浇注系统的基本类型有哪些各有何特点根据金属液注入型腔的不同方式,浇注系统可分为顶注式、底注式、侧注式和联合注入式4种类型。
1)顶注式浇注系统,就是指金属液从型腔顶部注入,如图1-14所示。
其优点是能使金属液由型腔下部向浇注系统部分顺序凝固,获得组织致密的铸件。
缺点是浇注时金属液容易产生飞溅、涡流,易卷入气体和夹杂物,容易使铸件产生夹渣和气孔。
2)底注式浇注系统,就是金属液平稳地从型壳的下部注入,型腔中的气体能自由地从上部逸出,有良好的出气排渣作用,浇出的铸件表面光洁,如图1-15所示。
这种形式尤其适用于浇注铜、铝等非铁合金铸件。
其缺点是底部与顶部的金属液温差大,不利于顺序凝固,需增设冒口。
3)侧注式浇注系统,就是金属液由铸型型腔侧面水平或倾斜注入,如图1-16所示。
这种方式对型壳的冲击以及排气性能都比顶注要好,整体型壳的温差比底注式小,铸件补缩效果好。
而且一根直浇道可焊多个熔模,是一种应用广泛且工艺成品率较高的浇注方式。
4)联合注入式浇注系统,就是指同时兼有上述方式中的几种,如图1-17所示。
但其结构组成复杂,仅用于尺寸较大且热节分散的精铸件。
2.什么是缩孔和缩松形成条件有何异同铸件在凝固过程中,由于合金的液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞。
容积大而集中的孔洞称为缩孔,细小而分散的孔洞称为缩松。
1、缩孔缩孔的孔洞大而集中,缩孔的形状不规则,孔壁粗糙。
缩孔有出现在铸件外部和铸件内部两种,分别称为外缩孔和内缩孔。
外缩孔是指因金属液的凝固收缩而在铸件的外部或顶部形成的缩孔,一般在铸件上部呈漏斗状。
当铸件壁厚很厚时,有时出现在侧面或凹角处。
根据铸件的形状有所不同,漏斗状的下端有的较浅,有的一直深到铸件的内部。
一般来说,产生外缩孔的铸件其内部是致密的。
材料成型工艺基础
材料成型工艺基础
材料成型工艺是指将原材料通过一系列工艺加工操作,变成形状和尺寸符合要求、性能稳定的零件或产品的过程。
常见的材料成型工艺有:
1. 热压成型:将材料加热至一定温度,然后放入模具中进行压制成型。
常见的热压成型工艺有热挤压、热拉伸、热压铸等。
2. 冷压成型:将材料放入模具中进行压制成型,常见的冷压成型工艺有冷挤压、冷拉伸等。
3. 注塑成型:将熔化的塑料注入模具中,通过加压和冷却固化成型。
常见的注塑成型工艺有射出成型、吹塑成型、挤出成型等。
4. 粉末冶金成型:将粉末材料放入模具中,在高压下压制成型,通过烧结或烤模固化成型。
常见的粉末冶金成型工艺有烧结成型、热等静压成型、烤模成型等。
5. 造型成型:将液态、半固态或塑性的材料通过造型工具或手工造型进行成型。
常见的造型成型工艺有砂型铸造、蜡型铸造、压铸等。
以上是常见的材料成型工艺,每种工艺都有各自的特点和适用范围,应根据材料的性质、需求和经济性等因素选择适合的工艺。
材料的成型方法有哪些
材料的成型方法有哪些
材料的成型方法有以下几种:
1. 压制:将材料放入模具中,在一定的温度和压力下进行压制,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属、陶瓷、塑料等材料。
2. 热压成型:将材料加热至一定温度后放入模具中,在一定的压力下进行压制,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属和塑料等材料。
3. 注塑:将熔化的塑料注入注塑机中,在高压下将熔融的塑料注入模具中,冷却并形成所需的形状。
这种方法适用于塑料制品的生产。
4. 拉伸:将材料加热至一定温度后,在拉伸力的作用下使材料变形,形成所需的形状。
这种方法适用于金属、玻璃纤维等材料的加工。
5. 熔融法:将材料加热至熔点或软化点后,通过浇铸、挤压等方式使材料形成所需的形状。
这种方法适用于金属、玻璃等材料的加工。
6. 焊接:通过加热和施加压力等方式,将两个或多个材料连接在一起。
这种方法适用于金属、塑料等材料的连接。
7. 拉伸深冲成形:将金属板材或管材放入模具中,在一定的拉伸和冲击力作用
下,使材料形成所需的形状。
这种方法适用于汽车制造、航空航天等行业。
8. 粘合:使用粘合剂将两个或多个材料黏合在一起。
这种方法适用于各种材料的连接和修补。
9. 3D打印:通过逐层堆叠材料的方式,使用计算机控制的机器制造出所需的形状。
这种方法适用于各种材料的快速原型制造和定制制作。
对材料成型及其控制工程的认识
对材料成型及其控制工程的认识前言材料成型及其控制工程是一门重要的工程领域,它涉及到制造业的方方面面。
在许多工业领域中,材料成型是不可或缺的过程。
本文将介绍材料成型及其控制工程的基本概念、发展历程、应用领域以及未来发展趋势等方面进行探讨。
一、材料成型的基本概念材料成型是指利用各种成型加工工具,对材料进行加工及成形的过程。
材料成型的基本目的是将原材料加工成符合要求的产品,以满足各种工业领域的需求。
材料成型过程通常包括材料预处理、成形、冷却等几个部分,其中成形是其中最重要的一个环节。
材料成型的过程可以分为几种类型,如挤压、滚压、拉伸、模锻等等,每一种类型都有其适合的应用领域。
通过合理地选择成型方式和成型工艺,可以有效地提高产品质量和生产效率。
二、材料成型的发展历程在人类发展的历史长河中,材料成型一直伴随着人们的工艺制造活动。
最早的材料成型方式是手工锤打,这种方式需要大量的人力和时间,效率非常低下。
随着人类技术的不断进步,材料成型也不断发展。
在19世纪初,人们开始使用蒸汽动力,发明了第一个钢铁压力机。
1876年,美国发明了第一个冷弯机,从此,材料成型技术开始进入现代化发展阶段。
随着科学技术的发展,材料成型技术越来越成熟,出现了各种各样的成型机械。
在20世纪初期,自动化和机械化设备的出现,使得材料成型工艺得到了进一步的改进。
20世纪50年代,出现了数控加工中心,推动了材料成型工艺的革命性变革。
21世纪以来,随着信息技术的发展,材料成型技术在制造业中的应用越来越广泛,数字化和智能化的生产方式也逐渐成为主流。
三、材料成型的应用领域材料成型的应用领域非常广泛,涉及到许多不同的行业和领域。
例如,在建筑行业中,材料成型被广泛应用于铝合金压铸件、角钢等结构材料的生产中。
在汽车制造业中,材料成型技术被用于制造发动机、车身和零部件等。
在电子行业中,材料成型技术用于生产手机外壳、电视机械壳等产品。
此外,材料成型技术也被应用于食品、纺织、医药等许多领域。
材料成型方法
为了改善劳动条件与提高生产率,目前已经广泛采用震动落 砂机进行机械落砂。
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第一节铸造
2.铸件的清理
型技术,具有造型机结构简单、维修方便、噪声小的特点,
很有发展前途。射压式紧实造型是现代铸造生产中用来制作 型芯的主要方法,在树脂砂应用量不断扩大的状况下,射压 式紧实设备数量也不断增多。抛砂式紧实仅适用于中、小批 量生产大件的造型过程。
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第一节铸造
高压下快速充填到金属铸型中,并在压力下 充型和凝固而形成铸件的铸造方法称为压力铸造,简称压铸。 图2-8为J1113G型卧式冷室压铸机外形图。该设备合型力为1 350 kN,压射力为94~157 kN,一次铝合金浇入量为1. 8 kg。 图2-9为常用压铸机的工作过程。 压力铸造的主要特点如下:
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第一节铸造
3.造型方法 砂型铸造的造型方法很多,一般分为手工造型和机器造型 两大类。 (1)手工造型手工造型是传统的造型方法,它操作灵活,应 用范围广,对模具、砂箱的要求也不高,但生产率低,主要 用于单件、小批量生产。按照模样的特点可以分为整模造型、 分模造型、挖砂造型、活块造型等方法。 ①整模造型整模造型的模样是一个整体,其特点为铸型简 单、造型简易,适用于形状简单最大截面在端部的铸件。其 工艺过程由填砂、紧实、制作出气道、翻转下砂箱、制作上 砂箱、浇注系统、起模和完成浇冒系统、修模、合箱等组成。
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第一节铸造
2.造型材料
造型材料包括型砂和芯砂两种。
型砂和芯砂应具有以下性能:透气性、强度、耐火度、可塑 性、退让性。 造型材料由原砂、黏结剂、水和附加物等组成。原砂是型 砂和芯砂的主要组成部分;黏结剂的作用是将砂粒互相瓤结在 一起,使型砂具有一定的强度和可塑性,常用的有陶土、油 类、树脂与水玻璃等;附加物是为了改善型砂的某些性能而附 加的物质,如加入煤粉可提高耐火性能,加入水玻璃可提高 强度,加入木屑可改善透气性和退让性等。型(芯)砂的制备 过程主要包括烘干、筛分、混砂、松砂、停放闷砂等。
复合材料的成型工艺
复合材料的成型工艺复合材料的成型工艺主要包括以下几种:1. 手糊成型工艺:是一种湿法铺层成型法,通过涂刷胶液和铺设纤维织物,在模具上形成一定厚度的层片,然后进行固化。
2. 喷射成型工艺:是将树脂和纤维混合后,通过喷射的方式在模具表面形成一定厚度的层片,再进行固化。
3. 树脂传递模塑技术(RTM技术):将纤维织物放入模具中,然后注入树脂,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
4. 袋压法成型:是将纤维织物放入密封的袋子里,然后通过压力使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
5. 真空袋压成型:是在袋压法的基础上,通过抽真空的方式排除纤维织物内的空气和水分,提高制品的密实度和质量。
6. 热压罐成型技术:是将预浸料放入金属模具中,通过热压罐的高温高压作用,使预浸料粘结成复合材料制品。
7. 液压釜法成型技术:是将预浸料放入密封的液压釜中,通过液体介质的压力使预浸料紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
8. 热膨胀模塑法成型技术:是将纤维织物放入模具中,利用热膨胀原理使纤维织物紧密结合在一起,再经过固化得到复合材料制品。
9. 夹层结构成型技术:是将两层或更多层预浸料之间夹入一层泡沫材料或其他材料,通过加热加压或抽真空的方式使其粘结成复合材料制品。
10. 模压料生产工艺:是将纤维织物和树脂混合后,经过一定温度和压力条件进行固化,形成模压料,然后将其加工成制品。
11. ZMC模压料注射技术:是将ZMC模压料加热后注入模具中,经过一定的温度和压力条件进行固化,形成复合材料制品。
12. 层合板生产技术:是将多层预浸料按照一定的顺序叠放在一起,然后经过热压或冷压的方式使其粘结成复合材料层合板。
13. 卷制管成型技术:是将纤维织物和树脂混合后,通过卷制机卷制成管状制品。
14. 纤维缠绕制品成型技术:是将纤维织物缠绕在芯模上,然后注入树脂或进行热处理,形成复合材料制品。
15. 连续制板生产工艺:是将预浸料连续通过加热和加压装置,使其连续地粘结成复合材料板材。
材料成型及控制工程专业认识
材料成型及控制工程专业认识材料成型及控制工程是一门涉及材料加工与控制技术的学科,主要研究如何通过各种加工方法和技术将原材料转化为具有特定形状、结构和性能的产品。
本文将从材料成型和控制两个方面来介绍这门专业。
一、材料成型材料成型是指将原材料通过特定的工艺和装备进行加工,使其形成具有一定形状和尺寸的产品。
常见的材料成型方法包括铸造、锻造、挤压、拉伸、冲压、注塑等。
不同的成型方法适用于不同类型的材料和产品。
1. 铸造是指将熔化的金属或合金倒入模具中,通过冷却凝固来得到所需形状的产品。
铸造是最古老的材料成型方法之一,适用于各种金属和合金的制造。
2. 锻造是指将金属材料加热至一定温度后,通过压力作用使其发生塑性变形,从而获得所需形状的产品。
锻造通常用于制造高强度、高耐磨性的金属零件。
3. 挤压是指将金属坯料通过挤压机的挤压作用,使其通过模具产生连续的变截面塑性变形,从而得到所需形状的产品。
挤压适用于制造长条状、管状等截面复杂的金属制品。
4. 拉伸是指将金属材料加热至一定温度后,通过拉伸力作用使其发生塑性变形,从而获得所需形状的产品。
拉伸通常用于制造细丝、钢丝等细长材料。
5. 冲压是指将金属板料通过冲压机的冲裁、弯曲等工序,使其在模具中发生塑性变形,从而得到所需形状的产品。
冲压适用于大规模生产金属零件。
6. 注塑是指将熔化的塑料通过注塑机的注射作用,使其充填到模具中形成所需形状的产品。
注塑适用于制造塑料制品。
二、控制工程控制工程是指通过设计和应用控制系统,对材料成型过程进行自动化控制和优化,以提高生产效率和产品质量。
控制工程主要包括控制系统的建模与仿真、控制算法的设计与优化、控制设备的选择与调试等内容。
1. 控制系统的建模与仿真是指通过数学模型和计算机仿真技术,对材料成型过程进行系统建模和性能预测。
建立准确的系统模型可以帮助工程师了解材料成型过程的动态特性,以便进行优化设计和控制。
2. 控制算法的设计与优化是指根据材料成型过程的特点和要求,设计合适的控制算法,并通过调整参数和优化策略,使控制系统能够实现稳定、精确的控制。
材料成型技术
在材料成型技术中,我们将探讨常见的成型技术、热成型技术、冷成型技术 和塑性成型技术,以及它们在不同应用领域的发展趋势。
成型技术概述
1
定义
成型技术是通过对材料施加力或热量,使其在一定条件下通过形成过程,得到所需形状 的制造方法。
2
重要性
成型技术使我们能够生产各种复杂形状的产品,满足不同行业的需求。
热压力成型
真空成型
利用高温和压力使材料变形,以 获得高强度和高精度的制造方法。
利用真空吸引材料在模具表面形 成所需形状的制造方法。
热注塑成型
在高温环境中注入熔化的材料, 通过冷却和固化得到制品。
冷成型技术
1
冷压力成型
利用冷态材料施加的压力将其塑性变形,得到所需形状。
2
冷挤压
通过将冷态材料推入模具中的孔槽,然后将其冷却和固化,形成连续的截面形状。
3
常见成型方法
• 注塑成型 • 挤出成型 • 压力成型
常见的成型技术
注塑成型
将熔融的材料注入模具中, 经过冷却固化,得到所需形 状的制造方法。
挤出成型
通过将材料推入模具中的孔 槽,然后将其冷却和固化, 形成连续的截面形状。
压力成型
将材料置于模具中,并通过 施加压力将其强制塑形,得 到所需形状。
热成型技术
航空航天
成型技术在航空航天领域中被用于制造飞机零 件、导弹外壳等。
电子设备
成型技术被应用于生产电子设备外壳、线路板 等。
医疗器械
成型技术被用于制造医疗器械,如人工关节、 牙套等。
成型技术的发展趋势
3D 打印
开启了快速成型的新纪元,能够 制造出高度个性化的产品。
纳米技术
材料成型
2.3 铸件的结晶组织控制
一次结晶:液态金属在熔点(液相线)附近由液态转变为固态晶 体的过程。 二次结晶:固态下的相变过程。 一、液态金属的结晶过程
形核和长大两个过程
二、铸件的结晶组织 宏观组织:铸态晶粒的形成、大小、取向和分布;
微观组织:晶粒内部的结构形式,如树枝晶、包状晶等 亚结构形态。
● 铸件宏观结晶组织
成分过冷理论缺陷: 很难理解非均质形核所需要的微小过冷度为什么会迟到柱状 晶区已充分长大以后才能形成。其次,该理论无法解释有关内部 等轴晶形成的实验 现象。
●激冷形成的晶核卷入理论
在浇注的过程中及凝固的初 期,激冷等轴晶游离促使等 轴晶形成。浇注温度低可以 使柱状晶区变窄而扩大等轴 晶区。
液态金属进入铸型时形成的有力晶粒
二)内部柱状晶区的形成
紧贴铸型表面稳定的凝固壳层一旦形 成,柱状晶就直接由表面细等轴晶凝 固层某些晶粒为基底向内生长,发展 成由外向内生长的柱状晶区。 枝晶主干取向与热流方向平行的枝晶 生长迅速 。这个互相竞争淘汰的晶 体生长过程称为晶体的择优生长。
柱状晶区开始于稳定凝固壳层的产生,而结束于内部等 轴晶区的形成。如果在界面前沿始终保持较窄小的成分过 冷区,前方没有新的晶核形成,则柱状晶可一直延伸到铸 件中心。如果界面前方能形核长大,它们与柱状晶相遇, 柱状晶的长大就停止,而在内部形成新的等轴晶区。
1.本课程是一门体系较为笼统,知识点多而分散的课程, 因此在学习中应注意抓好课程的主线。
对于每一类材料成型工艺而言,其内容基本上都是围绕着“工艺 原理—成型方法—成型工艺设计—工件的结构工艺性”这样一条主线 而展开的。按照主线对知识点进行整理,将有利于在学习中保持清醒 的思路,有利于对本课程内容的整体把握。
材料成型与控制介绍
材料成型与控制介绍一、成型工艺基础材料成型与控制是一门涉及材料加工和控制的学科,主要研究如何将原材料转化为具有特定形状、尺寸和性能的制成品。
成型工艺基础是该学科的核心内容之一,它涵盖了各种成型工艺的基本原理、特点和适用范围,如铸造、锻造、焊接、注塑等。
二、材料学基础材料学基础是材料成型与控制的另一个重要组成部分。
该部分主要涉及材料的组成、结构和性能,以及材料在加工过程中的变化和行为。
了解材料的基本属性及其对成型过程的影响,有助于更好地选择和使用材料,优化成型工艺。
三、热工基础热工基础在材料成型与控制中起着至关重要的作用。
热工基础主要研究热量传递的基本规律和控制方法,涉及加热、熔融、凝固等过程。
掌握热工基础对于理解各种热工设备和工艺,以及解决成型过程中的热工问题具有重要意义。
四、金属材料成型金属材料成型是材料成型与控制领域的一个重要方向。
该部分主要研究金属材料的加工工艺,包括铸造成型、锻造成型、焊接成型等。
了解金属材料的成型过程和特点,有助于提高金属制件的性能和使用寿命。
五、非金属材料成型非金属材料成型是材料成型与控制的另一个重要方向。
该部分主要涉及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料的加工工艺。
与金属材料相比,非金属材料具有独特的性质和加工特性,需要采用特殊的成型工艺和技术。
六、复合材料成型复合材料成型是近年来发展迅速的领域。
该部分主要研究复合材料的组成、制备和加工工艺,涉及纤维增强复合材料的制造和控制。
复合材料具有优异的性能和广泛的应用前景,掌握复合材料成型技术对于推动相关领域的发展具有重要意义。
七、成型工艺优化成型工艺优化是提高制件性能和质量的关键环节。
该部分主要涉及工艺参数的优化和控制,通过调整工艺参数,实现制件的形状、尺寸和性能的精确控制。
同时,优化成型工艺还可以提高生产效率、降低成本和提高经济效益。
八、质量控制与检测质量控制与检测是确保制件质量的重要手段。
该部分主要涉及质量管理体系的建立、质量控制技术和检测方法的掌握。
各种材料成形工艺流程
各种材料成形工艺流程各种材料成形工艺流程材料成形是工业生产中的重要环节之一,通过将原材料加工成特定形状,用于制造各种产品。
不同的材料适用于不同的成形工艺,下面将介绍一些常见的材料成形工艺流程。
1. 金属材料成形工艺:金属材料成形通常包括铸造、锻造、压力加工、焊接、剪切等工艺。
首先,铸造是将熔化的金属倒入模具中,冷却后得到所需形状的零件。
其次,锻造是将金属材料经过高温和压力处理,使其改变形状和性能,得到所需的零件。
然后,压力加工是将金属材料放入模具中,经过压力和形变来制造零件。
最后,焊接是将两个或多个金属材料通过加热或压力连接在一起。
剪切是通过切割金属材料来得到所需的形状。
2. 塑料材料成型工艺:塑料材料成型通常包括注塑成型、挤压成型、吹塑成型等工艺。
注塑成型是将塑料颗粒熔化,注入模具中,通过冷却固化得到所需形状的零件。
挤压成型是将熔化的塑料通过模具挤出,通过冷却固化得到所需形状的产品。
吹塑成型是将熔化的塑料通过吹塑机吹气而成型,用于制造中空的产品。
3. 玻璃材料成形工艺:玻璃材料成形主要包括浮法成形和玻璃制品成形两种工艺。
浮法成形是将玻璃熔化后,在液面上浮动,经过冷却后得到所需形状的平板玻璃。
制造玻璃制品的成形工艺包括玻璃吹制、拉伸、压延等。
玻璃吹制是将熔化的玻璃通过吹管吹气形成中空的形状,然后经过冷却后固化。
玻璃拉伸是在玻璃材料上施加拉力,使其形成所需形状。
玻璃压延是将玻璃材料通过辊子的压力来改变形状。
4. 陶瓷材料成形工艺:陶瓷材料成形主要包括成型、干燥、烧结等工艺。
成型是将陶瓷材料通过压制或注塑等工艺制造成所需形状的零件。
干燥是将成型的陶瓷材料进行适当的烘干处理,去除水分。
烧结是将干燥的陶瓷材料置于高温环境中,使其粒子着密,得到所需性能和形状的陶瓷零件。
综上所述,不同的材料适用于不同的成形工艺。
金属材料成形通常包括铸造、锻造、压力加工、焊接、剪切等工艺;塑料材料成型通常包括注塑成型、挤压成型、吹塑成型等工艺;玻璃材料成形主要包括浮法成形和玻璃制品成形两种工艺;陶瓷材料成形主要包括成型、干燥、烧结等工艺。
材料成型工艺
材料成型工艺
材料成型工艺是一种通过加工、调整和重组材料分子结构,使其达到特定形状和性能的工艺。
材料成型工艺可以分为几种不同的类型,包括热成型、冷成型、挤出成型、注塑成型和压缩成型等。
以下是对这些成型工艺的简要介绍:
热成型是指将原料加热至其熔化点或软化点,然后通过压力和模具的作用,使其流动并填充到模具中,最终得到所需的形状。
热成型工艺常用于塑料、橡胶和玻璃等材料的加工。
冷成型是指将原料在室温下进行成型的工艺。
冷成型通常涉及将原料放入一个具有所需形状的模具中,然后通过施加压力使其凝固或固化。
冷成型适用于金属和陶瓷等高温材料的加工。
挤出成型是一种通过将原料压入加热的筒状模具中,并通过施加压力使其流动并最终形成所需的形状。
挤出成型通常用于塑料管道、电线和绳索等连续成型的产品。
注塑成型是一种将熔化的原料通过注射机注入模具中,再施加压力使其冷却和凝固的工艺。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产,如塑料壳体、零件和容器等。
压缩成型是一种将原料放置在模具中,并通过施加压力使其填充和固化的工艺。
压缩成型适用于陶瓷、金属和混凝土等材料的加工。
除了以上这些常见的成型工艺外,还有其他一些特殊的成型工
艺,如吹塑成型、真空成型、旋转成型和拉伸成型等。
每种成型工艺都有其独特的优缺点和适用范围,根据材料的性质和成型要求选择合适的成型工艺非常重要。
总之,材料成型工艺是一种关键的加工工艺,通过调整和重组材料的分子结构,能够实现所需的形状和性能。
不同的成型工艺适用于不同类型的材料和产品,因此选择合适的成型工艺对于材料加工和制造具有重要意义。
什么是材料成型
什么是材料成型材料成型是指将原始材料经过一系列的加工工艺和过程,经过力或热的作用,通过模具或机械设备使其产生一定形状和尺寸的工艺过程。
材料成型是将材料由非定形状态变为定形状态的过程。
材料成型可以分为几种不同的方式,常见的有以下几种:1. 塑性成型:塑性成型是利用塑性变形特性,通过施加外力和热处理,将材料从原始形状变为所需形状的过程。
常见的塑性成型方式有挤出、注塑、拉伸、压力成型等。
塑性成型通常适用于塑料、橡胶等柔性材料。
2. 粉末冶金:粉末冶金是将金属或非金属材料制成粉末,再经过成型、烧结等处理工艺,制成具有一定形状和力学性能的制品。
粉末冶金具有材料利用率高、生产过程简单等优点,广泛应用于制造金属制品、摩擦材料、陶瓷制品等。
3. 焊接成型:焊接是利用高温或压力将两个或更多的材料连接在一起,形成一个整体的过程。
焊接成型通常适用于金属材料,常见的焊接方式有电弧焊、气体保护焊、点焊、激光焊等。
4. 铸造成型:铸造是将熔化的金属或非金属材料倒入预先制作好的铸型中,经过冷却凝固形成所需形状和尺寸的过程。
铸造是最古老和最常用的成型方式之一,广泛应用于制造各种金属制品、零件等。
5. 切削成型:切削成型是利用切削工具将材料进行切削、刨削、铣削等操作,通过削离材料使其产生所需形状和尺寸的过程。
切削成型适用于金属、木材等材料,常见的切削工艺有车削、铣削、钻削等。
材料成型的选择基于材料的特性、加工成本、制造难度等因素综合考虑。
不同的成型方式适用于不同的材料和产品需求,通过选择合适的成型方式可以将材料加工成复杂的形状和尺寸,满足各种应用的需求。
材料成型在现代工业生产和工艺中起着重要的作用,为各个行业的发展提供了基础。
材料成型及控制技术
材料成型及控制技术材料成型是指将原始材料经过一定的加工工艺,使其成为具有一定形状和尺寸的制品的过程。
在制造业中,材料成型是非常重要的一环,它直接影响着制品的质量、成本和生产效率。
而控制技术则是指通过各种手段对材料成型过程进行控制,以确保最终产品的质量和稳定性。
本文将重点介绍材料成型及控制技术的相关内容。
首先,材料成型的工艺流程包括原料准备、成型、烧结、表面处理等环节。
在原料准备阶段,需要对原材料进行筛分、配比等处理,以保证原料的质量和成分符合要求。
成型阶段则是将原料按照一定的形状和尺寸进行加工,常见的成型方法包括压铸、注塑、挤压等。
烧结是将成型后的制品在一定温度下进行加热,使其结构致密化,提高强度和硬度。
表面处理则是对制品表面进行清洁、涂装、镀层等处理,以提高外观质量和耐腐蚀性能。
其次,材料成型过程中的控制技术主要包括温度控制、压力控制、速度控制等方面。
在成型过程中,温度的控制是非常关键的,过高或过低的温度都会影响制品的质量。
压力控制则是指在成型过程中对压力进行调节,以保证制品的密实度和成型精度。
而速度控制则是指在成型过程中对运动速度进行控制,以保证制品的形状和尺寸符合要求。
最后,材料成型及控制技术的发展趋势是智能化、自动化。
随着科技的不断进步,越来越多的制造企业开始引入智能化设备和自动化生产线,以提高生产效率和产品质量。
例如,智能化的温度控制系统可以实现对温度的精准控制,自动化的成型设备可以实现对压力和速度的精准调节,从而提高生产效率和降低成本。
综上所述,材料成型及控制技术在制造业中起着至关重要的作用。
通过对材料成型过程的合理控制,可以提高产品的质量和稳定性,降低生产成本,从而提升企业的竞争力。
随着科技的不断进步,相信材料成型及控制技术在未来会有更广阔的发展空间。
材料成型专业面试知识问题
材料成型专业面试知识问题1. 材料成型专业的定义和重要性材料成型专业是工程技术领域中的一门重要学科,主要研究各种材料的成型加工技术和工艺。
材料成型是指通过加工和变形使原材料获得所需形状、尺寸和性能的过程。
材料成型专业的主要任务是设计和开发适用于各种工业领域的成型工艺,并提供优化的材料成型方案。
在现代工业生产中,材料成型专业的重要性不言而喻。
各种材料的成型加工技术和工艺直接关系到产品的质量、成本和性能。
通过优化材料成型工艺,可以提高产品的精度、耐用性和可靠性,降低生产成本,提高生产效率。
因此,材料成型专业在制造业中具有重要的地位和作用。
2. 材料成型专业的研究内容材料成型专业的研究内容非常广泛,涉及材料科学、机械工程、工艺学等多个学科领域。
主要包括以下几个方面:2.1. 材料成型的基本原理和工艺材料成型的基本原理包括力学原理、热力学原理、流体力学原理等。
材料成型的工艺包括模具设计与制造、压力加工、热加工、粉末冶金、注塑成型、铸造等。
2.2. 材料成型过程中的力学行为和变形机理材料成型过程中的力学行为研究材料在外力作用下的变形、应力和应变分布等。
变形机理研究材料在成型过程中的变形规律和变形机制,以及变形对材料性能的影响。
2.3. 材料成型工艺的优化和改进材料成型工艺的优化和改进是提高产品质量和生产效率的关键。
通过研究和改进成型工艺参数、工艺流程、设备选型等方面,可以实现成型工艺的优化和改进。
2.4. 材料成型中的新技术和新工艺随着科技的不断发展,材料成型领域也出现了许多新技术和新工艺,如激光成型、电子束成型、快速成型等。
这些新技术和新工艺为材料成型领域的发展带来了新的机遇和挑战。
3. 材料成型专业面试常见问题在材料成型专业的面试中,常常会被问及以下几个问题:3.1. 对材料成型专业的理解和认识这个问题主要考察面试者对材料成型专业的基本理解和认识。
面试者可以从材料成型的定义、重要性、研究内容等方面进行回答。
材料成型_精品文档
材料成型引言材料成型是指通过对材料进行加工和处理,使其获得所需的形状和性能的过程。
在制造业中,材料成型是一个非常重要的环节,它直接影响产品的质量和成本。
材料成型的方法和工艺有很多种,包括压力成型、热成型、注塑成型等。
本文将对几种常见的材料成型方法进行介绍,并分析它们的特点和应用范围。
一、压力成型压力成型是一种常见的材料成型方法,它通过施加压力将材料强制塑形,使其获得所需的形状。
常见的压力成型包括冲压、铸造和锻造等。
1. 冲压成型冲压成型是将金属板材通过模具,在冲床上进行一系列的压力变形,以获得所需的形状。
冲压成型具有批量生产、生产效率高以及成本低的优点,广泛应用于汽车、家电等行业。
2. 铸造成型铸造成型是将熔融金属或其他液体材料倒入模具中,通过冷却和凝固过程得到所需的形状。
铸造成型适用于制造各种复杂形状的零部件,如汽车发动机缸体、工业机械的机壳等。
3. 锻造成型锻造成型是将金属材料放在锻压机上,通过施加压力和热处理,使其产生塑性变形,最终得到所需的形状。
锻造成型具有优良的力学性能和耐磨损性能,广泛应用于航空航天、汽车等领域。
二、热成型热成型是通过加热材料使其软化,并通过模具进行塑形的一种成型方法。
常见的热成型包括热压成型和热吹成型。
1. 热压成型热压成型是将材料加热至可塑化的温度,然后将其放入模具中,通过施加压力使其获得所需的形状。
热压成型适用于制造复杂形状的塑料制品,如电器壳体、电子产品外壳等。
2. 热吹成型热吹成型是将塑料颗粒加热至熔化状态,然后通过气流将其吹塑成模具中的形状。
热吹成型具有生产效率高和成本低的优点,广泛应用于食品包装、玩具制造等行业。
三、注塑成型注塑成型是将熔融的塑料通过注塑机注入到模具中,经过冷却和凝固后得到所需的形状。
注塑成型具有生产效率高、成本低以及生产周期短的优点,广泛应用于塑料制品的生产,如塑料杯、塑料盒等。
四、其他成型方法除了上述几种常见的材料成型方法外,还有许多其他的成型方法,如激光成型、快速成型等。
材料成型方法
材料成型方法材料成型方法是指利用各种材料,通过特定的工艺和设备将其加工成所需形状、尺寸、性能和表面质量的产品的方法。
这种方法广泛应用于制造业中的各个领域,如电子、汽车、航空航天、医疗器械等。
本文将就几种常见的材料成型方法进行介绍。
1.注塑成型注塑成型是一种常见的塑料制品生产方法,它是利用注塑机将熔化的塑料注入模具中,随后冷却成型,最终得到所需的产品。
注塑成型具有生产效率高、制品质量稳定、生产成本低等优点。
在家电、电子、汽车等领域,注塑成型是一种不可或缺的生产方法。
2.压铸成型压铸成型是一种将液态金属注入模具中,随后通过高压力将其压制成型的方法。
压铸成型具有生产效率高、制品质量稳定、生产成本低等优点。
在汽车、电子、航空航天等领域,压铸成型是一种非常重要的生产方法。
3.挤出成型挤出成型是一种利用挤出机将熔化的塑料或金属挤出成型的方法。
挤出成型具有生产效率高、制品质量稳定、生产成本低等优点。
在塑料管材、塑料薄膜、金属管材等领域,挤出成型是一种非常常见的生产方法。
4.吹塑成型吹塑成型是一种将熔化的塑料通过吹塑机吹制成型的方法。
吹塑成型具有生产效率高、制品质量稳定、生产成本低等优点。
在塑料瓶、塑料桶等领域,吹塑成型是一种非常常见的生产方法。
5.热成型热成型是一种利用高温加热和模具成型的方法。
热成型具有生产效率高、制品质量稳定、生产成本低等优点。
在塑料餐具、塑料杯子等领域,热成型是一种非常常见的生产方法。
材料成型方法是制造业中的重要组成部分,它们在不同领域中都具有广泛的应用。
在实际生产中,生产者需要根据所需产品的形状、尺寸、性能和表面质量,选择适合的成型方法,以达到最佳的生产效果。
材料加工成型方法
材料加工成型方法一、常见的材料加工成型方法1. 锻造:将金属材料加热至一定温度,然后施加压力使其产生塑性变形,从而得到所需形状的加工方法。
锻造可以分为自由锻造、模锻和冷锻等多种方式。
2. 压力加工:通过施加压力使材料在一定条件下产生塑性变形,并通过模具来实现材料的成型。
常见的压力加工方法包括冲压、挤压、拉伸、压铸等。
3. 焊接:将两个或多个材料通过加热或施加压力等方式连接在一起的工艺。
常见的焊接方法有电弧焊、气焊、激光焊等。
4. 切削:通过工具在材料表面切削掉一定层厚度,从而得到所需形状的加工方法。
切削可以分为车削、铣削、钻削、磨削等多种方式。
5. 粉末冶金:通过粉末冶金工艺将金属或非金属粉末经过混合、压制和烧结等步骤,制造出具有一定形状和性能的零件。
粉末冶金具有材料利用率高、制造成本低等优点。
二、不同材料的加工成型方法1. 金属材料:金属材料的加工成型方法主要包括锻造、压力加工、焊接、切削等。
不同金属材料的成型方法也有所差异,比如铝合金常用挤压、铸造等方法,而高温合金则常用粉末冶金和熔模铸造等方法。
2. 塑料材料:塑料材料的加工成型方法主要包括挤出、注塑、吹塑等。
挤出是将熔融的塑料通过模具挤出成型,注塑是将熔融的塑料注入模具中形成所需形状,吹塑是通过气压将塑料吹气膨胀成型。
3. 复合材料:复合材料通常由两种或多种不同性质的材料组合而成,因此其加工成型方法也较为多样。
常见的复合材料加工成型方法有层压、注塑、挤出等。
1. 材料的性质:不同材料具有不同的物理、化学性质,因此在选择加工成型方法时需要考虑材料的可塑性、熔点、硬度等因素。
2. 成型件的形状复杂程度:对于形状复杂的零件,通常需要采用多道工序的加工成型方法,如锻造、切削、焊接等的组合使用。
3. 生产效率和成本:不同的加工成型方法在生产效率和成本方面也有所差异,需要根据具体情况选择适合的方法,以提高生产效率并控制成本。
四、材料加工成型方法的发展趋势1. 自动化和智能化:随着科技的进步,材料加工成型方法也朝着自动化和智能化方向发展。
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1.固态金属加热膨胀,液态金属的粘度,表面张力的本质是什么?从一个晶格常数变成另一个晶格常数,晶体尺寸增大,即膨胀;粘度是原子间结合力;表面张力是质点间作用力不平衡引起的质点间作用力。
2.金属的熔化过程是一熵值增大的过程,为什么?金属的熔化过程是金属原子由规则排列变成不规则排列的过程,熵值变化是系统结构紊乱性变化的量度,原子规则排列熵值小,不规则排列熵值大。
3.液态金属的结构是什么(理想和实际)理想:原子集团、游离原子、空穴;实际:原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡等4.液态金属的结构瞬息万变,存在的三个相起伏是什么?温度(能量)起伏、结构(相)起伏、成分(浓度)起伏。
5.粘度,表面张力的影响因素和在材料成型中的意义;一、粘度:影响因素是化学成分(难溶化合物的液体粘度较高,熔点低的共晶成分合金的粘度低)、温度(液体金属的粘度随温度的升高而降低)和夹杂物(液态金属中呈固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加)。
意义:1)、对液态金属净化的影响,液态金属中存在各种夹杂物及气泡等,必须尽量除去。
2)、对液态合金流动阻力的影响,粘度对层流影响大。
3)、对凝固过程中液态合金对流的影响,粘度越大,对流强度越小。
二、表面张力:影响因素是熔点(表面张力的实质是质点间作用力,故原子间结合力大的物质,其熔点、沸点高,则表面张力往往越大)、温度(大多数合金和金属,其表面张力随着温度升高而降低)和溶质元素(溶质元素对液态金属表面张力影响有两大类,是表面张力降低的溶质元素叫表面活性元素;使表面张力增大的溶质元素叫非表面活性元素)。
意义:在材料加工工艺中经常遇到的毛细现象,主要是受表面张力所控制。
表面张力对铸件的凝固过程的补缩状况对是否出现热裂缺陷有重大影响,界面现象影响到液态成型加工的整个过程,晶体成核及生长、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸件缺陷都与表面张力关系密切。
6.界面润湿角越小,则界面张力越小,界面越稳定,界面结合力越大,请说明本质原因润湿角是衡量界面张力的标志,界面张力达到平衡时,存在以下关系σLS=σCS+σCL COSθ,即界面原子配位度大,晶格畸变小,界面张力小,界面结合力越大。
7.影响充型能力的因素有哪些?怎样影响?第一类因素:金属性方面的因素①金属密度ρ②金属的比热容C③金属的热导率λ④金属的粘度η⑤金属的结晶潜热L⑥金属的表面张力σ⑦金属的结晶特点。
第二类因素:铸型方面的因素①铸型的蓄热系数②铸型的密度ρ③铸型的比热容C④铸型的导热率λ⑤铸型的温度⑥铸型的涂料层⑦铸型的发气性和透气性。
浇注条件方面的因素:①液态金属的浇注温度②液态金属的静压头H③浇注系统中压头损失总和④外立场。
第四类因素:铸件结构方面的因素①铸件折算厚度②由铸件结构所规定的型腔的复杂程度引起的压头损失。
8.为什么说过冷度是液态金属凝固的驱动力?固相自由能为G s,液相自由能为G L,当T=T m时,G L=G s,固液相为热力学平衡状态;当T>T m时,G L<G s结晶不能进行。
只有当T<T m时,G L>G s,结晶才能自发进行。
这时两相自由能之差∆G v就构成两相变(结晶)的驱动力。
∆G v=G L-G s=(H L-H s)-T(S L-S s)又H L-H s=L,S L-S s=∆S,其中L为结晶潜热,∆S为融化熵。
当T=T m时,∆G v=T-T m∆S=0 所以有∆S=L/T m,因此可得∆G v=L(T m-T)/T m=∆TL/T m,(∆T=T m-T)式中∆T为过冷度,对于给定金属,L与T m均为定值,故∆G v仅与∆T有关。
因此,液态金属凝固的驱动力是由过冷度提供,过冷度越大,∆G v越大,自由能变化越大,现象越易发生,即凝固驱动力越大。
9.根据凝固中的溶质再分配的程度或凝固速度的快慢,将金属的凝固分为哪三种?与凝固速度有何关系?分为以下三种:①平衡凝固:溶质在固相和液相中都充分均匀扩散,凝固速度十分缓慢。
②近平衡凝固:1、固相无扩散,液相均匀混合的溶质再分配;2、固相无扩散,液相无对流而只有有限扩散的溶质再分配;3、固相无扩散,液相有对流的溶质再分配。
凝固速度较快。
③非平衡凝固,凝固速度很快。
10.为什么金属的凝固不能瞬时完成?金属要凝固必须要克服哪两个能障?金属凝固必须克服动力学能障和热力学能障,它们都与界面状态密切相关。
凝固过程中产生固液界面使体系的自由能增加,导致凝固过程不能瞬时完成,也不可能在很大范围内进行,只能逐渐形核生长,依靠三个相起伏的作用克服这两个能障,才能完成液体到固体的转变。
11.什么叫形核率?过冷度越大,形核率越大,这句话对么?异质形核的形核率与金属的温度及在该温度的保持时间有何关系?(1)形核率:为单位时间、单位体积生成固相核心的数目。
(2)这句话不对。
随过冷度增加,形核率增加,达到最大值后,则不但不增加,反而下降,在实际生产条件下,过冷度不是很大,故形核率随过冷度的增加而上升。
(3)异质核心的熔点比液态金属的熔点高。
当液态金属过热温度接近或超过异质核心的熔点时,异质核心将会融化或使其表面的活性消失,失去夹杂物应有的特性。
从而减少活性夹杂物数量,形核率降低。
12.纯金属晶体生长的方式(宏观和微观)如何?宏观:平面方式长大(正温度梯度),树枝晶方式生长(负温度梯度)。
微观:①连续生长,即垂直生长(粗糙界面)②晶体的二维生长(光滑界面)③晶体从缺陷处生长(二维生长的另一种形式,光滑平整界面)1)、螺旋位错生长2)、旋转孪晶生长3)、反射孪晶生长。
13.只要固液界面前沿的温度梯度大于0,金属的平面生长始终会保持,对吗?不对,前提是不产生成分过冷。
14.固液界面的结构从微观上氛围哪两种?融化熵值与界面微观结构,金属与非金属间的关系如何?金属、非金属与微观生长方式之间的关系?微观生长速度及之间的关系?①非小平面(粗糙界面)②小平面界面即平整界面α=(∆S m/R)(n/V),α取决于∆S m熔化熵值,α≤2时为粗糙界面,α>2时为光滑界面。
即∆S m越大,界面越光滑,∆S m 越小,界面越粗糙。
绝大多数金属融化熵值均小于2,因此α值也小于2,为粗糙界面,非金属相反,为平整界面。
15.凝固动态曲线?体积凝固,逐层凝固以及与结晶温度范围,温度梯度,缩松等缺陷间的关系?液相线边界曲线和固相线边界曲线组成动态凝固曲线;具有层状凝固方式的铸件,凝固过程中容易补缩,组织致密,性能好;具有体积凝固方式的铸件,不易补缩,易产生缩松,夹杂,开裂等缺陷,铸件性能差。
16.凝固时间与冶金的结晶潜热,比热容,浇注温度及铸型的蓄热系数间的关系。
凝固时间与液态金属的结晶潜热,比热容,浇注温度成反比,与铸型的蓄热系数成正比。
17.什么是平方根定律?根据其计算的时间与实际结晶时间的关系如何?平方根定律适合那些铸件的计算?为什么?ε=k√t即平方根定律,指出铸件凝固厚度ε与凝固时间t的平方根成正比。
平方根定律对大平板,球体和长圆柱体铸件比较准确,比较适合大平板和结晶间隔小的合金铸件,对于短而粗的杆和矩形,由于边角效应影响,计算结果一般比实际长10%~20%。
18.为什么液相有对流时的CL*、Cs*均小于液相仅有有限扩散时的?有对流时密集在界面的溶质有一部分被冲刷到其他地方了。
19.晶体在生长时与液相接触的面通常为非密排面,为什么?密排面能量小,界面能小的面跟液态金属相接触。
20.枝晶间距与生长速度和凝固温度范围间的关系?凝固温度范围和流动性有何关系?为什么?一次枝晶间距d1=A1G l-1/2V-1/2,温度升高,温度梯度大,则凝固速度减小,支晶间距小,生长速度大,支晶间距越小。
凝固温度范围大,树枝晶生长时间长,长的粗大,枝晶间易接触,流动性差。
21.决定层片状共晶和棒状共晶的因素是什么?要获得100%的共晶组织,合金必须是共晶成分的合金,对吗?层片状:共晶体中两相体积分数的影响,界面能大小,第三组元对共晶结构的影响。
不对、非共晶成分合金发生共晶凝固也可获得共晶组织。
22.在相图中共晶共生区一般偏向于高熔点组元一侧,对吗?为什么?共晶晶粒的形态如何?(空间结构)在凝固时,高熔点的组元先析出,使生成共晶组织,共生区偏向高熔点一侧。
层片状共晶通过搭桥分枝形成由中心向外散射状得球形共晶。
23.片状共晶生长中两相前沿的成分分布、过冷度如何?成分过冷和曲率导致的过冷,与λ的关系如何?规则与非规则共晶组织分别是哪类合金的组织?规则共晶组织(非小平面-非小平面共晶合金),金属与金属,金属与金属间化合物;非规则共晶组织(非小平面-小平面共晶合金),金属与非金属,金属和亚金属。
24.铁合金中的石墨和铝硅合金中的硅相为什么会长成板片状?石墨长成板片状与它的晶体结构有关,而铝硅合金中的硅相受第三组元的影响形成旋转孪晶台阶。
25.偏晶合金凝固组织的结构与各相间界面能的关系?包晶合金的晶粒通常比较小,为什么?1)σαL1=σαL2+σL1L2COSθ,凝固后的最终组织为在α相得基底上分布着棒状和纤维状。
2)σαL2>σαL1+σL1L2①如果液滴L2的上浮速度大于固液界面的推进速度R,下部全为α相,上部全为β相。
②如果固液界面的推进速度大于液滴的上升速度时,最后组织将是在α相得基体上分布着的棒状成纤维状的β相晶体,β相纤维之间的距离正如共晶组织中层片间距一样,取决于长大速度。
3)σαL1>σαL2+σL1L2(θ=0,α相和L2完全润湿)且最终将是α相与β相得交替分层组织。
因为:包层对溶质组元扩散有屏障作用,使得包晶反应不易继续下去,也就是包晶反应产物α相不易继续长大,因此得到细小的α相晶粒组织。
26.复合材料的晶粒比较细小,请分析原因。
复合材料的空间狭小,有增强相,阻碍晶界迁移。
27.共晶自生复合材料要求相界要匹配,其含义和意义是什么?σαβ<<σαL+σβL①有助于平面凝固生长②复合材料有高的热稳定性,抗高温。
28.在制备非共晶自生复合材料中,固液相中溶质浓度的变化,晶体形态如何?(1)第一阶段开始后,液相温度稍低于T0时析出初生单相α,成分为K0C0;当液相线的成分达到共晶成分C E时,与之平衡的固相α相的成分为C am。
第二阶段,当固液界面达到共晶温度T E,液相成分为C E时,α、β两项同时析出,β相的量增多直至达到平衡。
稳定生长阶段:固相平均成分由C am增加到合金成分C0,液相成分也是C0。
(2)愈接近共晶成分易得到层片状共晶,反之,易形成棒状共晶。
29.铸件从表面到中心,其宏观组织有何变化?三个区的形成机理?表面细晶区(①激冷作用,极短时间产生产生大量的核②晶粒游离③壳层形成扩大细晶区)→柱状晶区(主要由表面细晶粒区发展而来,细晶区形成后,有单向热流形成)→中心等轴晶区(①过冷熔体非自发形核理论②激冷形成的晶核长大理论③型壁晶粒脱落和枝晶熔断理论④结晶角游离理论)30.如何获得细小的等轴晶组织?凡是有利于小晶粒的产生、游离、漂移、沉积、增殖的各种因素和措施,均有利于扩大等轴晶区得范围,抑制晶区的形成与发展,并细化等轴晶组织。