材料加工工艺绪论

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材料成型工艺教学大纲

材料成型工艺MaterialFormingTechnology课程编号：07310060学分：6学时：90(其中：讲课学时：78实验学时：12上机学时：0)先修课程：材料成型原理、金属学及热处理、机械设计基础适用专业：材料成型及控制工程教材：《金属材料液态成型工艺》贾志宏编化学工业出版社2008年2月第1版《金属材料焊接工艺》雷玉成主编化学工业出版社，2006年8月第1版《冲压工艺与模具设计》牟林、胡建华主编.北京大学出版社2010年3月第2版开课学院：材料科学与工程学院一、课程的性质与任务：本课程是材料成型与控制工程专业的一门主要专业基础课。

本课程的任务是掌握金属液态成型工艺的方法、金属板料成形技术、焊接电弧及焊接方法等三大部分知识。

通过本课程的学习，了解常见的液态成型、板料成形、焊接工艺方法。

为学习有关专业课程、从事生产技术工作和管理工作打好热加工工艺知识基础；了解热加工的新工艺、新技术、新方法和发展趋势。

二、课程的基本内容及要求第一篇液态成型工艺绪论1基本内容金属液态成型工艺发展历史，液态成型工艺流程。

2教学要求了解铸造产业的发展概况；了解铸造生产的基本流程和工艺种类。

3重难点液态成型工艺的基本类型、流程及发展趋势。

第一章零件结构的铸造工艺性分析1基本内容(1)常用铸造方法的选择；(2)砂型铸造零件结构的工艺性分析；(3)特种铸造零件结构的工艺性分析。

2教学要求(1)了解各种铸造方法的特点；熟悉铸造方法选用的依据(2)掌握砂型铸造零件结构的工艺性分析方法；(3)熟悉特种铸造零件结构的工艺性分析方法。

3重难点铸造工艺性分析的方法和思路。

第二章砂型铸造工艺方案的确定1基本内容(1)工艺设计内容及流程；(2)砂型铸造工艺方案确定的基本原理；2教学要求(1)熟悉铸造工艺设计的依据、内容及流程；(2)掌握砂型铸造工艺方案制定的原理及方法。

3重难点(1)生产纲领、生产条件对工艺方案制定的影响；(2)分型面及浇注位置的确定。

材料加工工艺习题【考研】【复习】

《材料加工工艺》考研习题第一章绪论第二章液态金属成形1.金属及合金的结晶包括哪两个基本过程？什么是均质形核和非均质形核？在实际铸造生产中铸造合金结晶的形核是以哪种形核为主，为什么？2.什么是液态金属的充型性能，它与哪些因素有关？铸造合金流动性的好与差对铸件质量有何影响？影响铸造合金流动性的主要因素有哪些？生产中如何采取措施提高铸造合金的流动性？3.铸造合金由液态冷却到室温时要经过哪三个收缩阶段？收缩对铸件质量有什么影响？其收缩大小与哪些因素有关？4.缩孔、缩松是铸件中的常见缺陷之一，哪些因素影响其形成？生产中如何采取措施进行防止？5.什么是铸造应力？铸造应力大小对铸件质量有什么影响？热应力是如何形成的？哪些因素影响其大小？生产中常采取哪些措施来防止和减小应力对铸件的危害？6.铸造合金中的气体主要来源于哪些方面？又以哪些形式存在于铸造合金中？对铸件质量有什么影响？7.铸造合金中的夹杂物是如何分类的？对铸件质有什么影响？如何防止和减小其对铸件的危害？8.湿型粘土砂的主要成分是什么？它有哪些优缺点？适合生产哪些铸件？9.湿型粘土砂的造型方法有哪些？试比较应用震击、压实、射压、高压、气冲和静压等各种造型方法的紧实的砂型紧实度分布（沿砂箱高度方向）。

为什么需要用高密度湿粘土砂型生产铸件？10.树脂自硬砂、水玻璃砂与粘土砂比较有哪些优点？各适用于哪些铸件的生产？11.砂芯的作用是什么？经常使用哪些粘结剂来制芯？常用的制芯工艺有哪些？12.砂型和砂芯涂料的作用是什么？其主要组成有哪些？13.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪些场合？14.铸件的壁厚为什么不能太薄，也不能太厚，而且应尽可能厚薄均匀？为什么要规定铸件的最小壁厚？不同铸造合金要求一样吗？为什么？。

15.为便于生产和保证铸件质量，通常对铸件结构有哪些要求？16.何谓铸件的浇注位置？它是否指铸件上的内绕道位置？铸件的浇注位置对铸件的质量有什么影响？应按何原则来选择？17.试述分型面与分模面的概念？分模造型时，其分型面是否就是其分模面？从保证质量与简化操作两方面考虑，确定分型面的主要原则有哪些？18.试确定图2-116所示铸件的浇注位置及分型面。

材料科学基础绪论和第一章

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一、材料科学的重要地位
表0-1 人类使用材料的
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二、各种材料概况
1.金属材料 2.陶瓷材料 3.电子材料、光电子材料和超导材料
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1.金属材料
图0-1 汽车中各种材料的大致比例
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1.金属材料
图0-2 波音767飞机所用的各种材料比例
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2.陶瓷材料
第二节原子结合键
三、混合键解：(1) MgO 据表1-2得电负性数据XMg=1.31；XO= 3.44，代入式(1-1)得： (2) GaAs 1)得据表1-2得XGa=1.81；XAs=2.18，代入式(1表1-3 某些陶瓷化合物的混合键特征
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第二节原子结合键
图1-8 原子间结合力 a)原子间吸引力、排斥力、合力 b)原子间作用位能与原子间距的关系
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图1-15 利用显微镜观察材料的组织
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第四节晶体材料的组织
图1-16 单相组织的两种晶粒形状 a)等轴晶 b)柱状晶
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第四节晶体材料的组织
二、单相组织三、多相组织
图1-17 两相组织的一些基本组织形态
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第五节
材料的稳态结构与亚稳态结构
图1-18 激活能的物理意义
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第三节原子排列方式
二、原子排列的研究方法
图1-13 X射线在原子面AA′和BB′上的衍射
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第三节原子排列方式
图1-14 X射线衍射分析示意及衍射分布图 a) X射线衍射分析示意图 b) SiO2晶体及非晶体的衍射分布图
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第四节晶体材料的组织

《材料制备与成型加工技术》课件——绪论

成型加工(Forming and processing)
02
料制品各种成型方法及操作，成型工艺特点，成型工艺的适应性，成型工艺流程，成型设备结构及作用原理，成型工艺条件及其控制，成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性，各种高分子材料制品的成型加工过程，成型加工新工艺和新方法。
高分子材料（macromolecule material
按照高聚物来源分类
结构高分子材料－－利用它的强度、弹性等力学性能功能高分子材料－－利用它的声、光、电、磁、热和生物等功能
按照材料学观点
天然高分子材料－－天然高聚物(natural)合成高分子材料－－合成高聚物(compound)
2、高分子材料的分类（Classification of Polymer Materials）
2、高分子材料加工(Polymer material processing)
通常是使固体状态（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。制造过程如下：
（1）成型加工过程的四个阶段
00
原材料的准备
01
使原材料产生变形或流动，并成为所需的形状
工程塑料(Engineering plastic)
01
是指拉伸强度大于50MPa ，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性能等优良的、可替代金属用作结构件的塑料。
02
No.1
（3）橡胶(rubber)
No.2
橡胶是室温下具有粘弹性的高分子化合物，在适当配合剂存在下，在一定温度和压力下硫化（适度交联）而制得的弹性体材料（橡胶制品）。按用途和性能可将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。

金属材料的先进制备技术

术
1.2 材料加工技术
材料加工技术的总体发展趋势过程综合、技术综合、学科综合；性能设计与工艺设计的一体化（第五次革命）；在材料设计、制备、成形、处理的全过程中对材料的组织性能利形状尺寸进行精确控制（计算机仿真、数据库）。
全属材料加工技术的主要发展方向
常规材料加工工艺的短流程化和高效化发展先进的成形加工技术，实现组织与性能的精确控制材料设计(包括成分设计性、性能设计与工艺设计)、制备与成形加工一体化开发新型制备与成形加工技术，发展新材料和新制品发展计算机数值模拟与过程仿真技术，构筑完善的材料数据库材料的智能制各与成形加工技术
第二章快速凝固
2.1 概述 2.2 实现快速凝固的条件 2.3 线材快速凝固成形 2.4 带材快速凝固成形 2.5 体材快速凝固成形
2.1 概述
当液态合金以足够快的冷却速度凝固时，则可能生成过饱和固溶体、非平衡晶体、非晶体。大型铸件的冷却速度约0.001—0.1 K／s；特薄压铸件的冷却速度 100 K／s,快速凝固过程的冷却速度可高达 10^6-10^9 K／s。
全属材料加工技术的主要发展方向材料设计包括成分设计性性能设计与工艺设计制备与成形加工一体化材料的智能制各与成形加工技术第二章快速凝固21概述22实现快速凝固的条件23线材快速凝固成形24带材快速凝固成形25体材快速凝固成形21概述当液态合金以足够快的冷却速度凝固时则可能生成过饱和固溶体非平衡晶体非晶薄压铸件的冷却速度100ks快速凝固过程的冷却速度可高达106109形成非晶态
金属材料的先进制备技术（金属材料加工新技术新工艺）
何宜柱安徽工业大学材料科学与工程学院
第一章：绪论
1.1 材料与材料技术 1.2 材料加工技术

高分子加工工程复习题(含部分答案)

《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工？高分子材料成型加工的基本任务是什么？将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。

1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；3.研究提高产量和降低消耗的途径。

2.A.B.悬浮体先3.a.b.结构：c.性质：方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解4. 聚合物成型加工方法是如何分类的？简要分为那几类？1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：b.类橡胶状聚合物的加工：c.聚合物溶液加工：d.低分子聚合物和预聚体的加工：e. 聚合物悬浮体加工：f.机械加工：2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：b.主要发生化学变化：c.既有物理变化又有化学变化：5. 简述成型加工的基本工序？1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样3.机械加工：车，削，刨，铣等。

4.6.优点：a.缺点：a.7.8.1新……第二章1可塑性、指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。

可挤压性、可挤压性是指聚合物受到挤压作用形变时，获得形状和保持形状的能力。

可模塑性、聚合物在温度和压力作用下变形和在模具中模塑成型的能力。

可延性、是指无定形或结晶固体聚合物在一个或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。

可纺性、指聚合物通过加工形成连续固体纤维的能力。

牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、拉伸应力与拉伸应变速率的比值，剪切粘度、滑移、高分子在导管中流动时，在管壁处是时停时动的，这种现象称为滑移。

端末效应、包括入口效应和出口效应。

5、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可纺性？一般，聚合物熔体粘度η很大，而它的表面张力较小，因此η/ γf的比值较大。

这种关系是聚合物具有可纺性的重要条件。

而低分子与高分子相比，它的粘度很小，所以不具可纺性。

高分子材料成型加工题库精华

⾼分⼦材料成型加⼯题库精华⾼分⼦材料成型加⼯设备习题第⼀章绪论⼀、简答题1、在现代聚合物成型加⼯⼯业中，影响聚合物制品⽣产的三⼤重要因素是什么？2、聚合物成型机械的定义及分类？3、聚合物加⼯设备发展的主要趋势和特点？第⼆章⾼分⼦材料混合及设备⼀、填空题1、预处理设备包括_________、_________以及________。

2、常见的筛析⽅法________、________和_______。

3、三辊研磨机主要⽤于_________的研磨。

4、密炼机可按转⼦转速分成_________、_________和_________。

5、⾼速捏合机的主要部件包括_________、_________、_________和_________。

6、增⼤开炼机的_________或减⼩_________都会使速度梯度增加，提⾼物料的剪切塑化效果。

7、开炼机的主要部件包括________、_________、_________、_________和_________。

8、密炼机的主要部件包括________、________、_______、_______和________。

9、密炼机常⽤转⼦的基本类型包括____ __、_____和________。

10、开炼机的混炼功率应是________和________之和。

⼆、简答题1、预热和⼲燥的⽬的是什么？有哪些⽅式？2、研磨机分为哪⼏类？各包括哪些常⽤设备？3、哪些机械通常⽤于塑料的初混合？哪些机械通常⽤于混炼？4、说出三辊研磨机的⼯作原理5、开炼机的⼯作原理16、满⾜开炼机正常⼯作必须的两个条件是什么？7、椭圆形转⼦密炼机的⼯作原理第三章挤出成型设备⼀、选择题1、挤出机的螺杆分为（）A．加料段、熔融段、均化段B．加料段、融化段、挤出段C．熔融段、均化段、挤出段D．融化段、熔融段、挤出段2、熔体在挤出机螺杆的均化段的流动有四种形式，分别为（）A．正流、负流、横流、竖流B．正流、逆流、横流、漏流C．正流、负流、横流、漏流D．正流、逆流、横流、竖流3、下列关于挤出成型基本概念错误的是（）A．挤出的型材具有恒定的断⾯形状B．螺杆式挤出成型⼯艺过程是间歇成型C．挤出成型亦称挤塑或挤出模塑D．挤出成型既可成型热塑性塑料，⼜可成型部分热固性塑料4、螺杆的作⽤不包括（）A．输送物料B．传热塑化物料C．计量物料D．混合均化物料5、为提⾼物料输送能⼒，常采取的措施不包括（）A．冷却螺杆，使螺杆的温度略低于料筒B．提⾼螺杆的转速C．在料筒内壁开设纵向沟槽D．升⾼料筒的温度6、增⼤螺杆的长径⽐不可以达到的⽬的（）A．改善塑料的温度分布B．降低挤出机的功率消耗C．减少挤出时的逆流和漏流D．使物料混合更均匀7、下列关于压缩⽐的说法不正确的是（）A．粉料的压缩⽐应⼤于粒状塑料的压缩⽐B．薄壁制品的压缩⽐应⼩于厚壁制品的压缩⽐C．压缩⽐太⼤，螺杆本⾝的机械强度下降2D．压缩⽐的获得最常⽤的⽅法是等距变深螺槽8、下列关于螺杆螺旋⾓说法不正确的是（）A．螺旋⾓增⼤，挤出机的⽣产能⼒下降B．螺旋⾓等于30度的适合细粉状料C．最常⽤的螺旋⾓度是17.7度D．螺旋⾓等于15度的适合⽅块料9、下列关于螺杆结构参数说法不正确的是（）A．螺棱宽太⼩会使漏流增加，导致产量降低B．螺棱宽太打会增加螺棱上的动⼒消耗，有局部过热的危险C．螺杆与料筒的间隙减⼩，不利于物料的熔融和混合D．螺杆与料筒的间隙太⼩，易引起物料出现热⼒学降解10、下列关于加料段的说法错误的是（）A．加料段的作⽤是加热和输送物料B．加料段物料始终保持固体状态C．加料段通常采⽤等深变距的螺杆D．挤出结晶性塑料加料段要长11、下列关于压缩段的说法错误的是（）A．压缩段的作⽤是压缩与剪切作⽤B．压缩段物料全部是粘流状态C．压缩段⼀般采⽤等距变深的螺杆D．⽆定形塑料的压缩段⽐较长12、结晶性塑料⼀般采⽤螺杆（）A．渐变形螺杆B．突变形螺杆C．波纹型螺杆D．屏障形螺杆13、为提⾼螺杆存在的熔融效率低、塑化混合不均匀等缺点，常采⽤的措施不包括（）A．采⽤⾼效螺杆B．加⼤螺杆的长径⽐C．减⼩均化段螺槽深度D．提⾼螺杆的转速14、挤出成型的⼯艺流程是（）A．原料的准备、挤出物定型与冷却、挤出成型、⼲燥、预热、制品的牵引与卷取B．原料的准备、挤出物定型与冷却、⼲燥、预热、挤出成型、制品的牵引与卷取C．原料的准备、预热、⼲燥、挤出成型、挤出物定型与冷却、制品的牵引与卷取D．原料的准备、挤出物定型与冷却、制品的牵引与卷取、挤出成型、预热、⼲燥15、对挤出⽣产率影响不⼤的是（）A．正流B．逆流C．横流D．漏流16、下列关于温度与挤出成型关系的说法正确的是（）A．温度升⾼，制品形状稳定性好，所以应该尽量采⽤⾼温挤出B．温度降低，物料粘度降低，有利于塑化，，所以应该采⽤低温挤出3C．温度太低，制品收缩增⼤，所以应该尽量采⽤⾼温挤出D．温度太⾼，制品发黄，出现⽓泡，所以应该降低挤出温度17、挤出成型过程中，制品横截⾯是靠哪个部件得到的？（）A．机头B．⼝模C．料筒D．分流梭18、挤出成型模具被称为（）A．牵引装置B．挤出成型零部件C．⼝模D．挤出机机头19、辅机的组成部分⼀般不包括（）A．定型装置B．卷取装置C．加热装置D．牵引装置20、软管的⽣产过程与硬管不同之处在于（）A．定径⽅式不⼀样B．冷却⽅式不⼀样C．成型主机不⼀样D．挤出⼝模不⼀样21、⼤⼝径管多采⽤的定径⽅法为（）A.外压定径法B.内压定径法C.真空定径法D.蒸汽辅助定径22、管材的截⾯尺⼨与下列哪个因素⽆关（）A．机头⼝模B．定径套直径C．牵引速度D．冷却⽔温度23、下列关于吹膜挤出吹胀⽐说法不正确的是（）A．吹胀⽐是⽤来衡量吹胀的程度B．吹胀⽐是管坯吹胀后的管膜的直径与挤出机螺杆的直径的⽐值C．吹胀⽐的⼤⼩表⽰挤出管坯直径的变化D．吹胀⽐表明了粘流态下⼤分⼦受到横向拉伸作⽤⼒的⼤⼩24、下列关于薄膜的吹胀与牵引下列说法错误的是（）A．⽣产不同折径不同厚度的薄膜，可以通过调整吹胀⽐和牵引⽐来控制B．吹胀⽐太⼤，横向强度太低C．吹胀⽐太⼩，膜管不稳定D．牵引⽐太⼩，膜管容易被拉断25、板材挤出成型的辅机连接顺序正确的是（）A．三辊压光机、冷却导辊、切边装置、牵引装置、切割装置4B．三辊压光机、冷却导辊、切割装置、切边装置、牵引装置C．冷却导辊、切割装置、三辊压光机、切边装置、牵引装置、D．冷却导辊、切边装置、牵引装置、三辊压光机、切割装置26、关于板材挤出三辊压光机的说法，下列错误的是（）A．压光机的作⽤是将挤出的板材压光和降温B．压光机的滚筒对尺⼨精度与光洁度没有要求C．压光机滚筒间隙可以调整D．压光机与机头的距离应尽量靠近27、关于三辊压光机温度的控制，下列说法正确的是（）A．上辊温度最⾼B．中辊温度最⾼C．下辊温度最⾼D．三辊温度⼀致28、⼝模应有⼀定长度的平直部分的原因是（）A．保证物料的稳定以及消除熔接痕B．增⼤料流的压⼒C．节约材料，降低成本D．制造⼯艺的要求29、下列不属于机头的设计原则的是（）A．內腔呈流线型B．机头压⼒⼤⼩分布均匀C．⾜够的压缩⽐D．正确的断⾯形状30、下列不属于新型⾼效螺杆的是（）A．屏障形螺杆B．销钉型螺杆C．波纹螺杆D．突变型螺杆⼆、填空题1、挤出机主机主要由、传动系统、、等组成。

材料与工艺培训课程

材料与工艺二OOO年八月第一章绪论第一节引子第二章金属材料与工艺第一节金属材料工艺（一）切削工艺1．锯削2．车削3．刨削4．磨削5．铣削6．钻削7．其它切削工艺（二）焊接工艺1．电焊2．氩弧焊3．气焊4．点焊（三）板金工艺1．折板工艺2．卷板工艺3．拉伸工艺（四）其它工艺第三节金属材料的常规规格1．板材2．型材3．管材4．有色金属第三章非金属材料与工艺第一节木材与工艺（一）木材的构造（二）木材的工艺1．锯2．刨3．铲、凿、砍4．钻5．粘合6．弯木第二节陶瓷与工艺（一）轮转法（二）注型法（三）圈土法（四）土片法第三节塑料与工艺（一）塑料的种类（二）塑料的工艺1．注射成型2．挤出成型3．压延成型4．压制成型5．差压成型6．对模成型第四章材料的结构第一节机械固件连接1．螺丝固定连接2．螺栓固定连接3．铆钉固定连接4．榫铆固定连接第二节材料特性配合连接1．钩扣式连接2．按扣连接3．铰链连接第三节粘合连接第五章材料表面处理第一节机加工表面处理第二节模具加工表面处理第三节化学加工表面处理第四节喷涂加工表面处理材料与工艺平国安王泓绪论一、材料与工艺发展简史产品是由多种材料、多种结构，通过多种工艺手段加工而成的，人类的生产过程就是将原材料转变成产品的过程。

生产的目的不同，选择的原材料、加工方法和转变过程也不同。

通常将改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程，称为工艺过程，或简称为工艺。

图0-1 司母毋大方鼎（青铜器）图0-2 越王剑人类在同自然界的斗争中，不断改进用以制造工具的材料。

最早被使用的材料是天然的石头和木材，随着技术的发展，逐步发现和使用金属。

人类最早使用的金属材料是青铜。

我国使用金属材料的历史悠久，在河南安阳殷墟留存的司母毋大方鼎（青铜器）铸成于约公元前1400年至公元前1000年的商朝（图0-1）。

公元前五世纪，我国的制剑技术已经很高明。

1965年在湖北省江陵县出土的春秋越王勾践的宝剑，仍然银光闪闪、寒气逼人，这说明当时的钢铁冶练、锻造和热处理技术已达很高水平（图0-2）。

材料加工和成形工艺

材料加工和成型工艺绪论1.材料、能源、信息现代技术和现代文明的三大支柱。

2.材料:指那些能够用于制造结构、器件或其它有用产品的物质。

3.工程材料分类，据组成与结构特点分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料；据性能特征分为：结构材料、功能材料；据用途分为：建筑材料、能源材料、机械工程材料、电子工程材料。

4.结构材料:是以力学性能为主的工程材料的统称，主要用于制造工程建筑中的构件、机械装备中的支撑件、连接件、运动件、传动件、紧固件、弹性件及工具、模具等。

5.功能材料:是指以物理性能为主的工程材料，即指在电、磁、声、光、热等方面有特殊性能或在其作用下表现出特殊功能材料。

6.材料加工:指材料的成型加工及强化、改性和表面技术的应用等。

7.材料的加工和改性是挖掘材料性能的潜力和充分发挥材料效能的主要手段。

8.表面技术:指通过施加覆盖层或改变表面形貌、化学组分、相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料抵御环境作用的能力或赋予材料表面某种功能特性的材料工艺技术。

第一章材料的力学行为和性能1.材料的性能包括使用性能和工艺性能。

2.使用性能分为物理性能、化学性能、力学性能。

3.物理性能:包括材料的密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性及磁性等；化学性能:指材料在不同条件下表现出来的各种性能，如化学稳定性、抗氧化性、耐蚀性等；力学性能:材料在力的作用下表现出来的各种性能，主要是弹性、塑性、韧性和强度。

4.工艺性能:指材料对某种加工工艺的适应性，包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理工艺性和切削加工性等。

5.工程构件、机械零件在使用过程中的主要功能是传递各种力和能。

6.力学行为:材料在载荷作用下的表现。

7.弹性变形:当物体所受外力不大而变形处于开始阶段时，若去除外力，物体发生的变形会完全消失，并恢复到原始状态，这种变形称为弹性变形。

8.塑性变形（残余变形）:当外力增加到一定书之后再去除时，物体发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来，这是材料进入塑性变形阶段，所保留的变形称塑性变形或残余变形。

《材料加工》原理部分习题

《材料加工》原理部分习题第一章绪论第二章液态金属及其加工1. 己知 700℃时Al 液的表面张力为13m N 10860−−⋅×，求 Al 液中形成μm 1=r 和μm 1.0=r 的球形气泡各需要多大的附加压力P ∆？2. 已知钢液温度为1550℃，2Ns/m 0049.0=η，3l m /7500kg =ρ，MnO 夹杂的密度3MnO m /5400kg =ρ。

若MnO 夹杂为球形，半径为0.1mm ，求它在钢液中的上浮速度？3. 金属元素Fe 的结晶潜热J/mol 6611=∆m H ，熔点T m = 18llK ，固／液界面张力25sl cm /J 1004.2−×=σ，临界过冷度276=∆∗T ℃，试求，临界形核半径∗r ？假如Fe 的原子体积为323cm 1002.1−×，求临界晶核所含的原子数？4. 常用金属如Al 、Zn 、Cu 、Fe 、Ni 等，从液态凝固结晶和从气体凝结结晶时的界面结构与晶体形态会有什么不同？5. 用简单的示意图表示一个孪晶凹角是怎样加速液/固界面生长速度的？6. 石墨的层状晶体结构使得它易形成旋转孪晶。

旋转孪晶是石墨层状晶体的上下层之间旋转一定角度而形成的。

旋转之后石墨晶体的上下层之间应保持有好的共格对应关系以减少界面能，问石墨晶体旋转孪晶的旋转角可能有哪些？第三章材料加工中的流动与传热1. 以实例分析流体在运动过程中产生吸气现象的条件。

2. 在铸型的浇注过程中，铸型与液态金属界面上的温度分布是否均匀？其程度与哪些因素有关？3. 对凝固潜热的处理有哪些方法？如何合理的选用？4. 用平方根定律计算凝固时间，其误差对半径相同的球体和圆柱体来说，何者为大？对大铸件和小铸件来说何者为大？对熔点高者和熔点低者和者为大？5. 在热处理的数值计算中，热物性参数如何确定？为何特别强调表面传热系数的作用？如何选择和确定表面传热系数？6. 焊接热过程的复杂性体现在哪些方面？7. 焊接热源有哪几种模型？焊接传热的模型有哪几种？8. 热源的有效功率4200W q =，焊速s /1cm .0=υ，在厚大件上进行表面堆焊，试求准稳态时A 点（x =-2.0cm ，y ＝0.5cm ，z ＝0.3cm ）的温度。

材料学基础-绪论

本课件全面系统地介绍了材料科学的基本问题，以金属材料为主，分析金属材料的成分、组织结构、加工工艺与性能之间的关系及其变化规律，其主要内容包括：晶体结构、晶体缺陷、塑性变形、相图、扩散、凝固以及回复再结晶等，着重于基本概念和基本理论。在此基础上又介绍了陶瓷材料、高分子材料以及复合材料，为学习和研究各种材料提供了必要的基础知识。
《材料科学基础》的地位
学习《材料科学基础》的意义
《材料科学基础》的基本概念
绪论
如何学好《材料科学基础》
《材料科学基础》的内容
《材料科学基础》的基本概念
材料是指人类社会能接受地，经济地的制造有用物品的物质。
材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺、加工工艺、材料的性能与材料应用之间的相互关系的科学。材料科学是当代科学技术发展的基础、工业生产的支柱，是当今世界的带头学科之一。纳米材料科学与技术是20世纪80年代发展起来的新兴学科，成为21世纪新技术的主导中心。
实例
材料
强度范围 MPa 比强度 MPa
压气机叶压气机飞机尾翼硼纤维铝合
片
机匣
金板和管
铝合金
钛合金碳纤维复合硼纤维增强
材料
铝合金
150－ 450
350－ 1000－1200 1500（顺 1100 （顺纤维方向）纤维方向）
55－160 80－ 625－750 570 245
美国待升空的航天飞机
材料科学：是一门科学，它从事与材料本质的发现、分析和了解方面的研究，其目的在于提供材料结构的统一描绘或模型，以及解释这种结构与性能之间的关系。它包括下面的三个环节，核心是结构和性能。
工艺
材料科学
性能

材料的结构性能组成制备工艺的四面体图,并给出简要说明

材料的结构性能组成制备工艺的四面体图,并给出简要说明研究材料的化学成分、组织结构、加工工艺与性能之间关系及变化规律的一门科学。

材料科学基础的任务:根据工程和科学技术发展的需要设计研制新型工程材料;解决材料制备原理和工艺方法,获取可供使用的工程材料;解决材料在加工和使用过程中组织结构和性能变化的微观机理,从中找出合宜的加工工艺、强化工艺和延寿措施;创新测试材料成分、组织结构和性能的方法,完善测试技术;合理地选择和使用工程材料。

绪论3材料的分类1、按材料的化学成分组成分类:?金属材料(黑色金属、有色金属)?无机非金属材料(水泥、玻璃、耐火材料、陶瓷)?高分子材料天然高分子材料(蛋白、淀粉、纤维素)人工合成高分子材料(合成橡胶、合成塑料、合成纤维)?复合材料2、按原子排列情况分类:晶体:短程有序,长程有序,具有周期对称性非晶体:短程有序,长程无序,不具有周期对称性准晶体:介于晶体和非晶体之间的固体。

准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列;但是准晶体不具备晶体的平移对称性。

石英玻璃准晶合金4第1章材料的结构1.11.1材料的结合方式材料的结合方式1.21.2晶体学基础晶体学基础1.31.3材料的晶体结构材料的晶体结构51.1材料的结合方式化学键?组成物质整体的质点间的相互作用力。

?质点间相互作用时,吸引和排斥情况不同,形成不同类型的化学键有:共价键;离子键;金属键;范德瓦尔键。

6共价键1、形成元素周期表中的ⅣA、ⅤA、ⅥA族大多数元素或电负性不大的原子相互结合时,原子间不产生电子的转移,以共价电子形成稳定的电子满壳层的方式实现结合。

这种由公用电子对产生的结合键称为共价键。

2、特性方向性,饱和性,结合力很大3、具有共价键物质的特性共价晶体强度、硬度高,脆性大,熔点、沸点高,挥发性低。

7离子键1、形成当两种电负性相差很大(如元素周期表相隔较远的元素)的原子相互结合时,其中电负性较小的原子失去电子成为正离子,电负性较大的原子获得电子成为负离子,正、负离子靠静电引力结合在一起而形成的结合键。

《金属工艺学》课程笔记 (2)

《金属工艺学》课程笔记第一章绪论一、金属工艺学概述1. 定义与重要性金属工艺学是研究金属材料的制备、加工、性能、组织与应用的科学。

它对于工程技术的进步和工业发展至关重要，因为金属材料在建筑、机械、交通、电子、航空航天等几乎所有工业领域都有广泛应用。

2. 研究内容（1）金属材料的制备：包括金属的提取、精炼、合金化等过程，以及铸造、粉末冶金等成型技术。

（2）金属材料的加工：涉及金属的冷加工（如轧制、拉伸、切削）、热加工（如锻造、热处理）、特种加工（如激光加工、电化学加工）等。

（3）金属材料的性能：研究金属的物理性能（如导电性、热导性）、化学性能（如耐腐蚀性）、力学性能（如强度、韧性）等。

（4）金属材料的组织与结构：分析金属的晶体结构、相变、微观缺陷、界面行为等。

（5）金属材料的应用：研究金属材料在不同环境下的适用性、可靠性及寿命评估。

3. 学科交叉金属工艺学是一门多学科交叉的领域，它与物理学、化学、材料学、力学、热力学、电化学等学科有着紧密的联系。

二、金属工艺学发展简史1. 古代金属工艺（1）铜器时代：人类最早使用的金属是铜，掌握了简单的铸造技术。

（2）青铜器时代：铜与锡的合金，青铜，使得工具和武器的性能得到提升。

（3）铁器时代：铁的发现和使用，推动了农业和手工业的发展。

2. 中世纪至工业革命（1）炼铁技术的发展：如鼓风炉、熔铁炉的发明，提高了铁的产量。

（2）炼钢技术的进步：如贝塞麦转炉、西门子-马丁炉的出现，实现了钢铁的大规模生产。

3. 近现代金属工艺（1）20世纪初：金属物理和金属学的建立，为金属工艺学提供了理论基础。

（2）第二次世界大战后：金属材料的快速发展，如钛合金、高温合金的出现。

4. 当代金属工艺（1）新材料的开发：如形状记忆合金、超导材料、金属基复合材料等。

（2）新技术的应用：如计算机模拟、3D打印、纳米技术等。

三、金属工艺学在我国的应用与发展1. 古代金属工艺的辉煌（1）商周时期的青铜器：技术水平高超，工艺精美。

绪论-特种陶瓷材料及工艺

的雷达天线罩、导弹鼻锥等部件。
其他领域应用案例
环保领域
特种陶瓷材料可用于环保领域，如制造高温烟气过滤器、催化剂载体等，具有优异的耐高温、耐腐蚀和催化性能。
新能源领域
特种陶瓷材料在新能源领域中也有广泛应用，如用于太阳能电池板、燃料电池中的电解质材料等。
高端装备制造
特种陶瓷材料还可应用于高端装备制造领域，如高精度轴承、超硬刀具等，提高装备的耐磨性、精度和使用寿命。
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等静压成型
利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的特点，将原料粉末装入橡胶或塑料等软模中，在各方向均匀加压，得到密度均匀、形状复杂的坯体。
烧结过程控制及优化
根据原料的性质和特种陶瓷的性能要求，选择合适的烧结温度和时间，以获得致密的显微结构和优异的性
能。
输入气标氛控题制
在烧结过程中，通过控制气氛的组成和分压，可以实现对陶瓷材料的氧化、还原、氮化等反应的控制，从而得到具有特定性能的特种陶瓷。
化学稳定性及耐腐蚀性
耐酸碱腐蚀
特种陶瓷材料如氧化铝、氮化硅等，在强酸、强碱环境下具有优异的耐腐蚀性。
耐化学腐蚀
特种陶瓷材料在多种化学介质中具有很高的稳定性，不易发生化学反应。
抗氧化性
高温下，特种陶瓷材料能够抵抗氧化气氛的侵蚀，保持稳定的化学性质。
生物相容性
部分特种陶瓷材料具有良好的生物相容性，可用于医疗、生物工程等领域。
成型方法及设备简介
干压成型
将干燥的原料粉末放入模具中，通过压力机施加压力，使粉末颗粒紧密结合形成所需形状的坯体。
热压铸成型
在加热加压的条件下，使原料粉末与有机添加剂混合后形成的料浆注入金属模具中，冷却后得到所需形状的坯体。

《高分子材料加工工艺》复习资料习题答案

《⾼分⼦材料加⼯⼯艺》复习资料习题答案⾼分⼦材料加⼯⼯艺第⼀章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加⼯)、材料的结构、材料的性能和材料的使⽤性能。

这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及⽣产过程中，⼈们最关注的中⼼问题。

2)材料的结构与成分决定了它的性质和使⽤性能，也影响着它的加⼯性能。

⽽为了实现某种性质和使⽤性能，⼜提出了材料结构与成分的可设计性。

3)材料的结构与成分受材料合成和加⼯所制约。

4)为完成某⼀特定的使⽤⽬的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。

在材料的制备(加⼯)⽅法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使⽤上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。

2.什么是⼯程塑料？区分“通⽤塑料”和“⼯程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。

答：按⽤途和性能分，⼜可将塑料分为通⽤塑料和⼯程塑料。

产量⼤、价格低、⽤途⼴、影响⾯宽的⼀些塑料品种习惯称之为通⽤塑料。

⼯程塑料是指拉伸强度⼤于50MPa，冲击强度⼤于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变⼩、⾃润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代⾦属⽤作结构件的塑料。

但这种分类并不⼗分严格，随着通⽤塑料⼯程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合⾦化的通⽤塑料，已可在某些应⽤领域替代⼯程塑料。

热塑性塑料⼀般是线型⾼分⼦，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成⼀定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加⼯。

例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。

热固性塑料⼀般由线型分⼦变为体型分⼦，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成⼀定形状，在热或固化剂作⽤下，⼀次硬化成型；⼀当成型后，再次受热不熔融，达到⼀定温度分解破坏，不能反复加⼯。

如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。

高分子材料成型加工原理

第一章绪论1.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。

(1)一次成型技术一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。

目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。

(2)二次成型技术二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。

目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。

(3)二次加工技术这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。

也称作“后加工技术”。

大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。

2.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？(1)过程集中制生产设备集中；宜于品种多、产量小、变化快的制品；衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。

(2)产品集中制一种产品生产过程配套；宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强；物料运输方便，易实现机械化和自动化，成本降低。

3.塑料制品都应用到那些方面？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电气工业(5)化学工业(6)仪表工业(7)建筑工业(8)航空工业(9)国防与尖端工业(10)家具(11)体育用品和日用百货4.如何生产出一种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等方面所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型方法；(3)成本估算；(4)试制并确定生产工艺规程、不断完善。

第二章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。

晶态聚合物：Tm——Td；非晶态聚合物：Tf——Td。

对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。

材料成型原理及工艺第一章液态成型工艺基础理论

态陷产生，导致成型件力学性能，
成特别是冲击性能较低。
型 2. 涉及的工序很多，难以精确控
的制，成型件质量不稳定。
缺 3.由于目前仍以砂型铸造为主，
点：
自动化程度还不很高，且属于热加工行业，因而工作环境较差。
4.大多数成型件只是毛坯件，需经过切削加工才能成为零件。
液态成型原理及工艺
冲天炉出铁
液态成型原理及工艺
绪论：
金属液态成型又称为铸造，
金它是将固态金属熔炼成符合
属液态成型：
一定要求的液态金属，然后将液态金属在重力或外力作用下充填到具有一定形状型腔中，待其凝固冷却后获得所需形状和尺寸的毛坯或零件，即铸件的方法。
制造毛坯或机器零件的重要方法。
液态成型原理及工艺
绪论：
的游离原子
级，在此范围内仍具有一定
近
液
的规律性。原
程
态
子集团间的空
结
空穴或裂纹穴或裂纹内分
布着排列无规
有序
构
则的游离的原
子。
液态成型原理及工艺
这样的结构不是静止的，而是处于瞬息万变的状态，即原子集团、空穴或裂纹的大小、形态及分布及热运动的状态都处于无时无刻不在变化的状态。液态中存在着很大的能量起伏。
液液态成型件在机械产品中占有重态要比例：
成在机床、内燃机、重型机器中铸型件约占70％-90％；在风机、压
的缩机中占60％-80％；在拖拉机
重中占50％-70％；在农业机械中
要占40％-70％；汽车中占20％-30
性％。
液态成型原理及工艺
液态成型的优点：
(1) 适应性广，工艺灵活性大

材料成形过程技术综合概述

❖ 一般将焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类。
1.2.3.1 焊接成形的基本问题
➢ (冶金)原理: 焊接热过程;物化冶金过程;应力应变过程。
➢ 工艺及质量控制: 焊接方法的工艺特点; 工艺参数，焊接缺陷及检测。
➢ 设备与控制: 焊接电源;控制系统;配套设备。
1.2.3.2 焊接技术的发展
真空状态）等； ⑶ 直接产生于加工材料中的质量力
实现机械基本过程的能源主要是电能源和化学能
二、能量流程 (续)
基本过程为热过程的能量流程
热基本过程所需热量通常由电能、化学能或机械能转化而得。
热量可在加工材料内部直接产生（直接加热）；也可在加工材料外部产生，然后再通过传导、对流、辐射等传递给加工材料（间接加热）。
1.2.1 凝固成形
凝固成形：熔炼化学成分合格的金属，并将熔融液态金属浇注、压射或吸入预制的型腔中，凝固成为一定形状和性能的毛坯和零件。凝固成形工艺有铸造、液态冲压和液态模锻等。
铸造成形工艺的特征是质量不变过程，它包括液态金属充填型腔和冷却凝固两个基本过程。充填主要是机械过程，而凝固是热过程。
1.2.2 塑性成形
塑性成形：利用金属在外力作用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、毛坯或零件的工艺方法。称为塑性成形，亦称压力加工。
常见方法：轧制、挤压、拉拔、体积成形和板料冲压等。
塑性成形属直通过程，主要基本过程是塑性变形；能量类型主要是电能和化学能。形状信息是由含有一定形状信息量的工模具和工模具与被加工材料的相对运动共同产生，性能信息来自材料自身性质和成形过程中的转变特性。
发散流程对应于质量减少过程，其特点是零件最终的几何形状局限在材料的初始几何形状内。也就是说，材料改变是通过去除一部分材料形成的。相应的加工方法有传统的切削加工，电火花加工、电解加工、热切割和冲裁等。发散流程的材料只能是固态。

2014高分子材料成型加工复习题

高分子材料成型加工复习题一、判断题第1章绪论( ) 1．成型操作过程中只能凭升高温度来提高熔体流动性。

第2章高分子材料学( ) 1. 熔融温度高，熔融时间长，则结晶速度慢，结晶尺寸较大( ) 2. 有的中空吹塑瓶的瓶口处不透明是由于产生结晶造成的。

( ) 3. 在注－拉－吹制品时，对于结晶型聚合物要在结晶速率最大温度进行拉伸。

( ) 4、有些塑料大分子上含有亲水基团，容易吸湿，比如聚碳酸酯。

( ) 5. 熔融温度高，熔融时间长，则结晶速度快，结晶尺寸小而均匀，有利于提高机械性能和热变形温度。

( ) 6．能够注射成型的同样品种牌号塑料，也可以压延和挤出成型。

第5章聚合物流变学基础( ) 1. 熔体在流动过程中由于剪切摩擦而产生热量，其热量在管中心最大，管壁处为零。

( ) 2. 聚合物分子链刚度越大，其表观粘度对温度的敏感性就越大。

( ) 3. 对于假塑性流体流动指数n离1越远，当剪切速率越大，粘度就越大。

( ) 4. 流体在平直管内流动时，受有剪切应力；流体在锥形管内流动时受有剪切和拉伸应力。

( ) 5. 绝大多数聚合物熔体的剪切弹性模量在定温下都是随着应力的增大而上升的。

( ) 6. 在注射过程中，为了增大熔体的流动性，对于聚丙烯来说宜提高温度，对于聚碳酸酯来说宜提高压力。

( ) 7. 聚合物挤出膨胀是由弹性恢复造成的。

( ) 8、几乎所有的聚合物的浓溶液和凝胶性糊塑料在加工中的流变行为都与假塑性流体相近。

( ) 9、聚合物熔体在挤出时通过一个狭窄的口模，即使口模很短，也会有很大的压力降，这种现象称为入口效应。

( ) 10、流体在平直管内受剪切应力而发生流动的形式有层流和湍流两种。

( ) 11、一般情况下，塑料熔体在高剪切应力下，贴近管壁处的一层流体是不发生流动的。

第6章高分子材料混合与制备( ) 1、物料混合要在玻璃化温度以下。

( ) 2、塑料的塑化温度要在树脂流动温度以上。

( ) 3．生胶的塑炼就是使生胶由柔软的塑性状态变为强韧的弹性状态的工艺过程( ) 4．生胶的塑炼的目的主要是为了提高产品的耐磨性。