工程材料及成型技术 鞠鲁粤编
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
一、课程简介
《工程材料及成型技术》是一门工程类必修课程，主要涵盖金属材料、非金属材料、
高分子材料、复合材料等方面的知识，通过学习和实验，了解工程材料的性质、结构和应用，学习成型技术的基本原理和方法，掌握各种成型工艺的优缺点及选择方法。
二、课程目标
1.学习金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料等工程材料的基本性质、结构
以及应用。
2.熟悉常见的制备工艺及其原理，例如液相法、气相法、固相法等，并了解其优缺点
及适用领域。
3.掌握各种材料的加工、成型工艺的基本原理和方法，例如挤出、压缩成型、注射成
型等，并了解其应用领域。
4.通过案例分析，学习材料和成型工艺在实际工程中的应用。
三、案例分析
1.汽车车身结构材料选择
某汽车厂生产一种小型轿车，需要选择车身结构材料。根据车身结构的要求，材料需
满足以下条件：
(1)具有较高的强度和刚度，以保证车身的整体刚性；
(3)具有较低的密度，以减轻车身自重，提高燃油经济性。
需根据这些要求，选择最合适的材料。
分析：
根据要求，选择轻量化高强度钢材料。轻量化高强度钢材料可以提高车身整体刚性，
同时由于具有较低的密度，可以减轻车身重量。此外，高强度钢材料的抗腐蚀性也比较好，可以满足车身的寿命要求。
2.注塑成型参数的优化
某电子厂需要生产一种塑料零件，需要使用注塑成型工艺。根据经验，选取了一组常
规参数进行注塑成型，但是在生产过程中发现产品存在短射、缺陷等问题，需要对注塑参
数进行优化。
首先，需要分析问题的原因。短射、缺陷等问题一般是由于注塑成型时塑料流动不畅
工程材料及成形技术_电子教材
工程材料及成形技术_电子教材
工程材料及成形技术是现代制造业中不可或缺的一部分，它涵盖了材料科学和工程学的多个方面，包括材料性能、制造工艺、成形技术、加工过程、产品设计等。作为电子教材，它具有很多优势，可以满足学生跨地区、跨时间的学习需求，同时也可以有效提高学习效率。
工程材料是制造工业的基础，包括各种金属、塑料、陶瓷、玻璃等材料，它们的性质决定了产品的质量和性能。电子教材可以更加直观的展示这些材料的物理性质、化学性质和力学特性，让学生能够更好的理解和应用这些知识，从而提高产品设计、制造和维护的能力。
制造工艺和成形技术是工程材料应用的关键，包括铸造、锻造、压铸、注塑、拉伸等技术。通过电子教材的方式，学生能够更加直观地观察各种材料在不同制造工艺和成形技术下的变化，进而更好的掌握各种技术的应用和优劣。
随着技术不断发展，现代制造业中出现了越来越多的高新技术材料，如高强度钢、复合材料、纳米材料、高温合金等，这些材料的性能和应用十分复杂，需要专业的知识和技能才能应对。通过电子教材，学生可以更加深入地了解这些新型材料的研发过程、性能特点以及其在不同领域的应用。
另外，工程材料和成形技术的应用不仅涵盖制造工业，还渗透到了生活和社会的各个领域。例如，建筑材料、医疗设备、
航空航天等领域都离不开工程材料和成形技术的支持。通过电子教材，学生还可以深入了解材料对社会发展的重要性和应用的广泛性。
总之，工程材料及成形技术虽然是一个冷门学科，但其应用却十分广泛，相应的知识和技能也十分重要。通过电子教材的方式，可以更加方便地获取这些知识和技能，并将其应用到实践中，为学生未来的职业生涯提供更多帮助。
《制造技术基础B》课程教学大纲
《制造技术基础B》课程教学大纲
制定人：黄大成教学团队审核人：*** 开课学院审核人：****课程名称：制造技术基础B／Basis of Manufacturing Technology (B)
课程代码：241006
适用层次(本/专科)：本科
学时：48 学分：3 讲课学时：46 上机/实验等学时：0 考核方式：考查
先修课程：《制造技术基础实习》、《工程材料》
适用专业：材料成型及控制工程、材料科学与工程(表面纳米工程)、机械工程及自动化(城市轨道交通车辆工程)专业
教材：赵中华．制造技术基础(卓越工程师教育培养计划配套教材—工程基础系列)[M]．北京：清华大学出版社，2013．
主要参考书：
1.鞠鲁粤. 机械制造基础(第二版)[M]. 上海: 上海交通大学出版社，2001．
2.罗继相，王志海. 金属工艺学(第二版)[M]. 武汉: 武汉理工大学出版社，2010．
3.吴祖育，秦鹏飞. 数控机床(第二版)[M]. 上海: 上海科学技术出版社，1999．
4.邓文英. 金属工艺学(第四版)[M]. 北京: 高教出版社，2000．
一、本课程在课程体系中的定位
1.具备涉及和实施工程基础实验的能力，并能够对实验结果进行分析。
2.掌握基本的创新方法，具有追求创新的态度和意识；具有系统的工程基础实践学习经历，
具有综合运用工程基础理论和技术手段解决问题的能力，解决过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素。
3.掌握基本的创新方法，追求创新的态度和意识；具有系统的专业工程实践学习经历，具有
综合运用专业理论和技术手段解决问题的能力，解决过程中能够综合考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素。
《工程材料及成型技术》模拟试题(二) 鞠鲁粤主编
一、判断题
1.液态金属结晶时的冷却速度越快，过冷度就越大（√）
2.Fe-Fe3C相图中ES线是碳在奥氏体中的溶解度变化曲线，称为Acm线（√）
3.铁素体是碳溶解在ɑ-Fe中所形成的置换固溶体（√）
4.1Cr18Ni9钢是一种工具钢（×）
5.固态收缩是固件产生内应力、变形和裂纹的主要原因（√）
6.铸钢的收缩率比灰口铸铁大（√）
7.锻件中的纤维组织导致其机械性能具有各向异性（√）
8.板料拉伸时拉伸系数越大，变形程度越大（×）
9.金属在室温的塑性变形称为冷塑性变形（√）
10.熔焊焊接接头中的熔合区和过热区是两个机械性能较差的区（√）
二、填空题（每题2分，共20 分）
1.晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子，还有___________和___________
2.固溶体可分为___________和___________
3.Fe-Fe3C相图中，共晶点的碳含量为___________，共析点的碳含量为___________
4.过冷奥氏体转变的产物类型有___________、___________和马氏体型组织
5.GCr15钢是___________钢，典型热处理工艺是___________
6.铸件壁厚不均匀会产生残余内应力，其中厚壁受___________，薄壁受___________
7.合金的收缩过程可以分为___________、___________和固态收缩三个阶段
8.金属的可锻性可用___________和___________来衡量
9.冷变形后金属的强度___________，塑性___________
《工程材料及成型技术》模拟试题(一)鞠鲁粤主编
一、判断题（以下均为正确命题，简略包含各关键点）
1.正火→→较好的力学性能，较细的晶粒
2.铁素体→→α—Fe
3.重要零件→→淬火、回火
4.轴承合金→→滑动轴承，轴承钢→→滚动轴承
5.球化退火→→
6.所有到达共析线的钢都发生共析反应
7.钛合金→→高比强度
8.本质细晶刚在任何加热条件下晶粒都会粗化
9.灰口铸铁铸造性能好，力学性能差
10.凝固区温度范围宽的合金容易形成缩松
11.垂直于分型面的非加工表面应留有拔模斜度
12.采用同时凝固原则可以减少铸造热应力
13.分型面→→最大截面处
14.热加工→→金属再结晶温度以上的塑性变形
15.高强度、低塑形不适合高速锤锻造
16.钢的碳当量越低，焊接性越好
17.过共析钢室温平衡组织=珠光体+铁
18.铸件重要的位置朝下
19.焊接接头力学性能最差→→熔化区
20.预锻模膛四周没有飞边槽
二、填空题
1.金属可锻性衡量，可用___________和___________
2.加工硬化使金属的强度___________、塑性___________
3.按铸造应力产生的原因不同可分为___________、___________
4.焊接接头按组织和性能不同，可分为焊缝区、___________、___________
5.绘制自由锻件图式在零件图基础上加上___________、___________绘制成的
6.40Cr钢是__调质__钢，典型热处理工艺是淬火加高温回火
7.合金的铸造性能主要包括流动性、收缩性
8.金属常规晶格类型有体心立方、___________、___________
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》是工程类专业中非常重要的一门课程，它涉及到工程材料的选用、性能、加工成型等方面的知识，对于学生将来成为合格的工程技术人才具有重要的意义。为了更好地教学，提高学生的学习兴趣和学习效果，案例式教学是一种非常有效的教学方法，本文将从案例教学的理论基础、教学设计、教学过程和教学效果等方面介绍《工程材料及成型技术》课程案例式教学的实践经验。
一、案例教学的理论基础
案例教学是一种以教学案例为核心的教学方法，它将教学内容与实际情境相结合，通过案例的分析和讨论来激发学生的学习兴趣，帮助学生将理论知识运用于实际问题的解决中，是一种贴近实际、培养学生实际应用能力的有效教学方法。在《工程材料及成型技术》课程中，通过案例教学能够帮助学生更好地理解工程材料的特性和成型技术的实际应用，培养学生的分析和解决问题的能力，提高学生的学习效果。
二、案例教学的教学设计
1. 选择合适的案例
在《工程材料及成型技术》课程中，选择合适的案例非常重要。可以选择一些经典的工程案例，比如材料失效导致的事故，或者材料选择不当导致产品质量问题等。也可以选择一些行业实际中的案例，让学生更好地了解材料的选用和成型技术的应用。通过案例的分析和讨论，引导学生深入理解课程知识，培养学生的实际应用能力。
2. 设计案例教学的具体内容
在设计案例教学的具体内容时，可以将案例分析、讨论、实地调研等环节结合起来，让学生参与自主探究解决问题的方法和途径。通过讨论分析不同案例所涉及的材料特性、成型工艺、工程实践等方面的知识，引导学生独立思考，提高他们的分析和解决问题的能力。
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学
《工程材料及成型技术》课程案例式教学是一种注重实践和应用的教学方法，通过讲
解和分析实际的工程材料和成型技术案例，帮助学生理解理论知识并应用于实际问题中。
本文将介绍该教学方法的特点和优势，并给出一个具体案例的教学设计。
案例式教学的特点是将理论与实践相结合，强调问题导向和学生参与。在传统的课堂
教学中，教师通常只是简单地传授理论知识，而学生的学习主动性和实际应用能力得不到
充分发挥。而案例式教学则可以从实际问题入手，引导学生主动探索和解决问题，提高他
们的实际应用能力。
案例式教学的优势在于可以培养学生的综合素质和解决问题的能力。通过分析实际案例，学生能够了解不同材料的性能和特点，掌握相应的成型技术，培养工程实践能力。学
生还可以从案例中学习交流与团队合作，提高自己的沟通能力和合作能力。
下面以一个具体的案例进行教学设计，案例的题目是“材料选择和成型工艺设计”。
案例背景：某汽车零部件生产企业需要设计一款新的车灯腔体，要求具有良好的耐磨
性和防水性能。现有的车灯腔体材料在使用过程中容易受损和渗水，无法满足要求。
教学目标：通过这个案例，学生将了解不同材料的特点和成型工艺的选择，掌握材料
选择和成型工艺设计的基本原则。
教学过程：教师可以给学生介绍不同的材料和成型工艺的种类和特点，如塑料、金属
和复合材料等，以及注塑成型、压铸成型和挤出成型等不同种类的工艺。然后，学生可以
在小组中讨论并选择适合该车灯腔体的材料和成型工艺，并给出相应的理由。
接下来，学生需要分析已有材料的问题，并根据要求选取新的材料。他们可以参考实
工程材料与材料成型技术教案
教案
（理论课）
2010～2011学年第2学期
课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系
授课班级焊接091
主讲教师晏丽琴
职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月
课程基本情况
系主任：年月日
目录
第一章绪论
第一节材料加工概述
一、材料加工概述
二、材料加工的基本要素和流程
第二节材料成形的一些基本问题和发展概况
一、凝固成形的基本问题和发展概况
二、塑性成形的基本问题和发展概况
三、焊接成形的基本问题和发展概况
四、表面成形的基本问题和发展概况
第三节本课程的性质和任务
绪论
学习思考问题
·材料加工的基本要素和流程是什么？
·材料成形存在的基本问题是什么?
·本课程的性质和基本任务是什么?
一、材料加工概述
任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类：
(1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。
(2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。
(3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。
(4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。
根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。
工程材料与材料成型技术教案
工程材料与材料成型技术教案
培黎工程技术学院二○一一年二月课程基本情况
系主任：年月日目录
第一章绪论
第一节材料加工概述
一、材料加工概述
二、材料加工的基本要素和流程
第二节材料成形的一些基本问题和发展概况
一、凝固成形的基本问题和发展概况
二、塑性成形的基本问题和发展概况
三、焊接成形的基本问题和发展概况
四、表面成形的基本问题和发展概况
第三节本课程的性质和任务
绪论
学习思考问题
·材料加工的基本要素和流程是什么？
·材料成形存在的基本问题是什么?
·本课程的性质和基本任务是什么?
一、材料加工概述
任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类：
(1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。
(2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加
工等。
(3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。
(4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。
根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。
整理工程材料与成形技术基础习题(含答案)
20 年 月 日
A4打印 / 可编辑
x2040251
工程材料及成型技术基础课
程教学大纲
x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲
课程名称：工程材料及成型技术基础
英文名称：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation
课程编码：x2040251
学时数：48
其中实践学时数：4 课外学时数：
学分数：3.0
适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程机械工程过程装备与控制工程
一、课程简介
《工程材料及成型技术基础》是机械类专业学生的一门重要专业基础课，与先修课程《工程训练》、后续课程《机械制造技术基础》共同探讨机械制造全过程——即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各个方面内容。要求学生了解机械工程材料的一般知识，掌握常用材料的成分、组织、性能与加工工艺之间的关系及其用途，使学生具有合理选用材料、正确确定加工方法的能力，并初步掌握零件的结构工艺性，为学生今后的学习、设计、工作打下必备的基础。
二、课程目标与毕业要求关系表
三、课程教学内容、基本要求、重点和难点
（一）工程材料的结构与性能
1. 教学内容
晶体材料的原子排列；合金的晶体结构；工程材料的性能
2. 基本要求
（1）了解部分：晶体结构及缺陷的形式；单晶体和多晶体；相与组织之间的关系；固溶体和化合物性能；机械性能的概念；材料物理化学性能的概念；陶瓷和高聚物的结构（2）理解部分：刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用；材料工艺性能的含义（3）掌握部分：晶体结构缺陷与材料性能之间的关系；合金的相的种类及对性能的影响；硬度的测量、表示方法及应用
《工程材料及成型技术》模拟试题(三) 鞠鲁粤主编
一、判断题（每题1分，共20分）
1.铸钢件的力学性能比锻件差（×）
2.结晶过程中存在的石墨化膨胀，使灰铸铁的缩孔倾向大大小于铸钢和白口铁（√）
3.球墨铸铁的强度和韧性要比灰口铸铁和可锻铸铁高（√）
4.焊接是通过加热（或加压）使分离的金属形成原子间结合的一种连接方法（√）
5.冲压件具有高的强度和表面质量（√）
6.锤上模锻生产率高，锻件精度高（√）
7.冷热变形是以再结晶温度为界的（√）
8.反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂（√）
9.焊接接头中的熔合区和过热区是两个机械性能较差的区（√）
10.合金的流动性越好，充型能力越强，便易于得到轮廓清晰，薄而复杂的铸件（√）
11.铁素体是碳溶解在γ-Fe中所形成的间隙固溶体（√）
12.每个体心立方晶胞中实际包含有2个原子（√）
13.金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒（√）
14.在铁碳合金平衡结晶过程中，只有含碳0.77%C的共析钢才发生共析反应（√）
15.多晶体具有各向异性（×）
16.所谓本质粗晶粒钢就是一种在任何加热条件下晶粒均发生粗化的钢（√）
17.过共析钢缓冷到室温时，其平衡组织由铁素体和二次渗碳体组成（×）
18.铝合金具有高的比强度（√）
19.可锻铸铁不宜锻造（×）
20.轴承钢就是轴承合金，用于制作各种轴承（×）
二、填空题
1.合金结晶时细化晶粒的主要方法有_____________、_____________和震动结晶
2.模锻与自由锻相比，模锻生产率较_____________，锻件精度较_____________
3.GCr18钢是_____________钢，典型热处理工艺是_____________
工程材料及成形技术_电子教材0
课程名称：工程材料及成形技术基础
总学时： 64/48学时 (理论学时56/40)
适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程
一、课程的性质与任务
《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程，是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。
本课程是在修完高等数学、大学物理（含实验）和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。
本课程教学开设了实验教学。通过实验教学，在巩固和验证课程的基本理论知识的同时，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。
二、课程教学基本要求
1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识，掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。
2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。
3、具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。
4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。
四、本课程的教学内容
绪论
一、材料科学的发展与地位：材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。
古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器；新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)烧制成陶器；东汉时期发明了瓷器；到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20
《工程材料及成型技术》教案
教案
20 07~ 20 08学年第1学期
学院、系室机械工程系
课程名称材料与成型技术专业、年级、班级工业工程06级主讲教师庄哲峰
福建农林大学
教案编写说明
教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。教案编写说明如下：
1、编号：按施教的顺序标明序号。
2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
3、题目：标明章、节或主题。
4、教学内容：是授课的核心。将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。
5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。
6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。
7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。
8、日期的填写系指本堂课授课的时间。
福建农林大学教案
编号：1
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
福建农林大学教案
工程材料与材料成型技术教案
工程材料与材料成型技术教案
教案
（理论课）
2010〜2011学年第2学期
工程材料与成形技术基础
机械工程系
焊接091
晏丽琴
讲师
课 程 名 称 教
学
系
授 课 班 级
主 讲 教 师
职
称
培黎工程技术学院二O一一年二月课程基本情况
系主任：年月日目录
第一章绪论
第一节材料加工概述
一、材料加工概述
二、材料加工的基本要素和流程
第二节材料成形的一些基本问题和发展概况
一、凝固成形的基本问题和发展概况
二、塑性成形的基本问题和发展概况
三、焊接成形的基本问题和发展概况
四、表面成形的基本问题和发展概况第三节本课程的性质和任务
绪论
学习思考问题
材料加工的基本要素和流程是什么？
材料成形存在的基本问题是什么？
本课程的性质和基本任务是什么？
一、材料加工概述
任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类：
(1) 成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。
(2) 切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电
火花加：［、电解加工、超声加工和激光加工等。
（3）表面成形加工：用来改变零件的表面状态和（或）性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂（镀）层和气相沉积镀膜等。
（4）热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。
工程材料及成形技术基础(第三版)教学课件8
第二章金属的凝固与固态相变
2.4钢在加热Байду номын сангаас的转变
2.4.1钢在实际加热时的转变点 2.4.2奥氏体的形成过程及影响因素 2.4.3奥氏体晶粒的长大及影响因素
第二章金属的凝固与固态相变
2.4.1钢在实际加热时的转变点
第二章金属的凝固与固态相变
2.4.2奥氏体的形成过程及影响因素
1.奥氏体的形成过程
合金的结晶过程
第二章金属的凝固与固态相变
杠杆定律
QL+Qα=1 QLX+QαX’=K
解方程得:
Q X ' K
X 'K
L
X ' X
X 'X
Q KX KX X'X X'X
Q
KX
QL
X 'K
第二章金属的凝固与固态相变
共晶相图
共晶转变Lc αd+βe 冷却曲线及结晶过程
第二章金属的凝固与固态相变
2.奥氏体形成的影响因素 • 加热温度和加热速度
• 原始组织 • 合金元素
第二章金属的凝固与固态相变
2.4.3奥氏体晶粒的长大及影响因素
•Hell-Petch公式:
s
0
k
d
1 2
•奥氏体晶粒尺寸对冷却后 钢的性能的影响
加热温度对晶粒尺寸的影响
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第一章工程材料
1）固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能
力学性能包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变和磨损
2）材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力
最常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度
固态物质按原子的聚集状态分为晶体和非晶体
常见的晶格类型:体心立方格，面心立方格，密排六方晶格
3）晶格缺陷:点缺陷，面缺陷，线缺陷
4）细化液态金属结晶晶粒的方法:增加过冷度，变质处理，附加振动
5）合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属性质的物质
组元:组成合金的最基本、最独立的物质
二元合金:由两种组元组成的合金
相:合金中成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分
组织:一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体
6）固态合金中的相可分为固溶体和金属化合物
固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体
7）固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象
弥散强化:金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高
8）铁碳合金的基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和低温莱氏体
9）铸铁的类型
铸铁分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁
一般工程性能铸铁按石墨形貌不同分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁
10）影响石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度
11）钢的热处理:将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺
热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等）
12）铁碳合金相图（分析题）P32
第二章铸造成形
1）铸件的生产工艺方法
按充型条件不同分为重力铸造、压力铸造、离心铸造
按形成铸件的铸型分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等
2）影响金属充型能力的因素和原因
①合金的流动性②浇注温度③充型能力④铸型中的气体⑤铸型的传热系数⑥铸型温度⑦浇注系统的结构⑧铸件的折算厚度⑨铸件复杂程度
影响原因①流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件，有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除，易于对铸件补缩
②浇注温度越高，充型能力越强
③压力越大，充型能力越强，但压力过大或充型速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔④铸型中的气体能产生气膜，减少摩擦阻力
⑤传热系数越大，铸型的激冷能力越强，金属液于其中保持液态的时间越短，充型能力下降
⑥温度越高，液态金属与铸型的温度就越小，充型能力越强
⑦结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差
⑧折算厚度大，散热慢，充型能力好
⑨结构复杂，流动阻力大，铸型充填困难
3）金属的凝固方式:逐层凝固方式，体积凝固方式，中间凝固方式
4）合金收缩的缺陷:缩孔、缩松、裂纹、变形和残余应力
合金收缩的阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩
5）影响收缩的因素:化学成分的影响，浇注温度的影响，铸件结构和铸件条件的影响
6）防止缩孔的方法:定向凝固原则，同时凝固的原则
7）为使铸件实现定向凝固原则或同时凝固原则，可采取的工艺措施:
①正确布置浇注系统的引入位置，确定合理的浇注工艺
②采用冒口③采用补贴④采用不同蓄热系数的造型材料或冷铁
8）铸件的结构设计（出分析题）:看看常见的铸件结构设计，特别是不合理的结构
9）砂型铸造方法的类型和基本原理
砂型铸造方法主要有手工造型（用手工或手动工具完成紧砂、起模、修型的工序）和机器造型（用机器进行紧砂和起模）
气动微振压实造型（低压造型）:采用振动-压实-微振紧实砂型
高压造型:指压实比压超过0.7MPa的机器造型，压实机构以液压为动力。按工艺装备分为有箱、脱箱、无箱三种。
真空密封造型的原理:在特制砂箱内充填无水无粘结剂的型砂，用薄而富有弹性的塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，借助铸型内外的压力差使型砂紧实和成形。
气流冲击造型原理:利用气流冲击，使预填在砂箱内的型砂在极短的时间内完成冲击和紧实的过程。分为低压气冲造型和高压气冲造型
消失模造型的原理:用泡沫聚苯乙烯塑料模样（包括浇冒口）代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件
冷冻造型:采用普通的石英砂作为骨架材料，加入少量的水和粘土，按普通造型方法制好铸件后送入冷冻室，用液态氮或二氧化碳为制冷剂，冷冻铸型，借助包裹在砂粒表面的冷冻水分而实现砂粒的结合，使铸型有很高的强度和硬度
10）特种造型
金属型铸造:用铸铁、碳钢或低合金钢等金属材料制成铸型，在重力作用下，金属液充填金属型型腔，冷却成形而获得铸件
离心铸造:将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下填充铸型而凝固成形。分为卧式离心铸造和立式离心铸造
压力铸造:在高压作用下，以很高的速度把液态或半液态金属压入压铸模型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件。
低压铸造:浇注时金属液在低压作用下由下而上填充铸型型腔，并在压力下凝固而形成铸件熔模铸造:属于精密铸造，分为型壳熔模铸造、填箱熔模铸造、石膏型熔模铸造
壳型铸造:用热法制造壳型，制壳的方法有翻斗法和吹砂法
陶瓷型铸造的原理:以耐火度高、热膨胀系数小的耐火材料为骨料，用水解的硅酸乙酯作粘结剂配制陶瓷型浆料，在碱性催化剂作用下用灌浆法成形，胶结、喷燃和烧结后，制成陶瓷型
磁性铸造:采用铁丸代替型砂及型芯砂，用磁场作用代替铸造粘结剂，用泡沫塑料消失模代替普通模样