材料加工原理课件 第2-2讲
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果蔬汁加工技术PPT课件

六、浑浊果蔬汁的均质与脱气
• (一)均质 均质是浑浊果蔬汁制造上的特殊操作。冷
冻保藏的果汁和浓缩果汁无均质的必要。
• 目的:使果蔬汁中所含的悬浮颗粒进一步 破碎,使微粒大小均一,促进果胶的渗出, 使果胶和果蔬汁亲和,均匀而稳定的分散 于果蔬汁中,保持果蔬汁的均匀浑浊度, 获得不易分离和沉淀的果蔬汁。
第24页/共57页
(一)各种澄清处理的操作要点 1. 酶处理 酶法澄清是利用果胶酶、淀粉酶等来分解果汁
中的果胶物质和淀粉等达到澄清目的。酶法无营养 素损失,而且试剂用量少,效果好。常用的商品酶 制剂有果胶酶,此外还有一定数量的淀粉酶等。
第25页/共57页
使用果胶酶应注意反应温度与处理时间,通常控制 在55℃以下。反应的最佳pH因果胶酶种类不同而异, 一般在弱酸条件下进行,pH为3.5~5.5。酶制剂可直接 加入榨出的新鲜果汁中。
第26页/共57页
2. 高分子化合物絮凝法 将极少量可溶性高分子化合物加入到果蔬汁中,
可迅速导致水溶性混浊胶体迅速沉淀,沉淀呈疏松 的棉絮状,这类沉淀称为絮凝物,这种现象称为絮 凝作用。能产生絮凝作用的高分子化合物称为絮凝 剂。天然的高分子絮凝剂有明胶、淀粉和改性多糖 等。常用的高分子絮凝法有:
(1) 明胶—单宁絮凝法 (2)“膨润土—明胶—硅溶胶”絮凝法
第14页/共57页
• 4. 酶处理
• 目的: 利用果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶有效分解果 肉组织,提高出汁率。
• 方法: 用水或果汁配成1%~10%酶液,用计量泵按需加入。
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三、取汁、打浆
• 取汁是制汁生产的重要环节,不同的果蔬原料采 用不同的取汁方式,同一种原料也可采用不同的 取汁方式。
– ①含果汁丰富的果实:压榨法 – ②含汁液较少的果实:浸提法 – ③浆果类:直接打浆
《材料加工原理》PPT课件

5
体积凝固方式(糊状凝固方式)特点:
a)铸件断面温度平坦 b)结晶温度范围很宽——凝固动态曲线上的两相边
界纵向间距很大
6
3、中间凝固(结晶范围较窄或铸件断面温度梯度较大的合金) 如果合金的结晶范围较窄, 或因铸件断面的温度梯度 较大,铸件断面上的凝固 区域介于前两者之间时, 属于“中间凝固方式”。
26
( 二 ) 缩松的形成
27
( 二 ) 缩松的形成
28
( 二 ) 缩松的形成
29
( 二 ) 缩松的形成
30
(1)当粗大的等轴晶互相连接以后,便将尚未凝固的液态金属 分割成一个个互不沟通的溶池,最后在铸件中形成分散性的缩 松。采用普通冒口消除缩松是很困难的,往往采用其它措施, 如增加冒口的补缩压力,加速冷却等.
分类:
形壳凝固(表面凝固速率>中心)
机制:宏观S-L界面分散,界面推进方向与传热方向相同。
热量通过液相向环境散失。凝固速率取决于液相过 冷度。
形貌:等轴晶
15
三、结晶温度范围对铸件凝固过程的影响
1、窄结晶温度范围的合金 包括纯金属、共晶成分合金和其它窄结晶温度范围的合金
金属浇入铸型后,首先 在型壁处过冷,形成激冷层 ,然后按柱状晶的形势紧密 生长,固相界面前沿为平面 推进的方式.
16
由于凝固前沿直接与液态金属接触,当 液态凝固成为固态而发生体积收缩时, 可以不断地得到液体的补充,所以: (1)产生分散缩松的倾向小,而是在铸件 最后凝固部位留下集中缩孔,设置冒口 易消除,因此其合金的补缩特性良好; (2)这类合金铸件在凝固过程中当收缩受 阻而产生晶间裂纹时,也容易得到金属 液的充填,使裂纹愈合,所以铸件的热 裂倾向小。 (3)如果这类合金在充型过程中发生凝固 时,也具有较好的充型能力。
体积凝固方式(糊状凝固方式)特点:
a)铸件断面温度平坦 b)结晶温度范围很宽——凝固动态曲线上的两相边
界纵向间距很大
6
3、中间凝固(结晶范围较窄或铸件断面温度梯度较大的合金) 如果合金的结晶范围较窄, 或因铸件断面的温度梯度 较大,铸件断面上的凝固 区域介于前两者之间时, 属于“中间凝固方式”。
26
( 二 ) 缩松的形成
27
( 二 ) 缩松的形成
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( 二 ) 缩松的形成
29
( 二 ) 缩松的形成
30
(1)当粗大的等轴晶互相连接以后,便将尚未凝固的液态金属 分割成一个个互不沟通的溶池,最后在铸件中形成分散性的缩 松。采用普通冒口消除缩松是很困难的,往往采用其它措施, 如增加冒口的补缩压力,加速冷却等.
分类:
形壳凝固(表面凝固速率>中心)
机制:宏观S-L界面分散,界面推进方向与传热方向相同。
热量通过液相向环境散失。凝固速率取决于液相过 冷度。
形貌:等轴晶
15
三、结晶温度范围对铸件凝固过程的影响
1、窄结晶温度范围的合金 包括纯金属、共晶成分合金和其它窄结晶温度范围的合金
金属浇入铸型后,首先 在型壁处过冷,形成激冷层 ,然后按柱状晶的形势紧密 生长,固相界面前沿为平面 推进的方式.
16
由于凝固前沿直接与液态金属接触,当 液态凝固成为固态而发生体积收缩时, 可以不断地得到液体的补充,所以: (1)产生分散缩松的倾向小,而是在铸件 最后凝固部位留下集中缩孔,设置冒口 易消除,因此其合金的补缩特性良好; (2)这类合金铸件在凝固过程中当收缩受 阻而产生晶间裂纹时,也容易得到金属 液的充填,使裂纹愈合,所以铸件的热 裂倾向小。 (3)如果这类合金在充型过程中发生凝固 时,也具有较好的充型能力。
材料加工原理课件

个性化与定制化
随着个性化需求的增加,未来材料加工将更加注重个性化与定制化, 满足不同用户的需求。
THANKS
感谢观看
04
材料加工设备与、落砂机、抛丸机等,用于生产砂型铸件。
特种铸造设备
如金属型铸造机、离心铸造机、连续铸造机等,适用于特定类型的铸件生产。
焊接设备
手工焊接设备
包括焊枪和焊条,适用于手工焊接金属材料。
自动焊接设备
如焊接机器人、焊接专机等,能够实现自动化焊接,提高生产效率。
电子信息产业
医疗器械制造
材料加工在电子信息产业中广泛应用,涉 及芯片制造、电子封装、PCB板制造等领域, 是现代电子产品的核心技术之一。
材料加工在医疗器械制造中具有重要作用, 如钛合金、医用不锈钢等材料的加工制造, 对医疗技术的发展起到关键作用。
材料加工新技术与新工艺
增材制造
增材制造技术通过逐层堆积材料来制造三维实体,具有个 性化定制、高效、节能等优点,是现代制造技术的重要发 展方向。
对流换热定律
在流体流动过程中,流体与固体壁面之间的热量 交换速率与表面积、温差及流体的性质有关。
辐射换热定律
物体之间相互辐射和吸收热量,其交换速率与物 性、温度、波长等因素有关。
传质学原理
扩散定律
物质在静止或缓慢流动的流体中传递 的速率与该物质的浓度梯度和扩散系 数成正比。
对流传质定律
在流动的流体中,溶质传递的速率与 浓度梯度、流体流动的速度、扩散系 数及质量作用系数成正比。
钎焊
使用熔点低于母材的金属作为钎料,将母材连接在一起。
塑性加工技 术
轧制
01
通过旋转轧辊将金属板材轧制成各种形状和尺寸的板材和管材。
锻造
随着个性化需求的增加,未来材料加工将更加注重个性化与定制化, 满足不同用户的需求。
THANKS
感谢观看
04
材料加工设备与、落砂机、抛丸机等,用于生产砂型铸件。
特种铸造设备
如金属型铸造机、离心铸造机、连续铸造机等,适用于特定类型的铸件生产。
焊接设备
手工焊接设备
包括焊枪和焊条,适用于手工焊接金属材料。
自动焊接设备
如焊接机器人、焊接专机等,能够实现自动化焊接,提高生产效率。
电子信息产业
医疗器械制造
材料加工在电子信息产业中广泛应用,涉 及芯片制造、电子封装、PCB板制造等领域, 是现代电子产品的核心技术之一。
材料加工在医疗器械制造中具有重要作用, 如钛合金、医用不锈钢等材料的加工制造, 对医疗技术的发展起到关键作用。
材料加工新技术与新工艺
增材制造
增材制造技术通过逐层堆积材料来制造三维实体,具有个 性化定制、高效、节能等优点,是现代制造技术的重要发 展方向。
对流换热定律
在流体流动过程中,流体与固体壁面之间的热量 交换速率与表面积、温差及流体的性质有关。
辐射换热定律
物体之间相互辐射和吸收热量,其交换速率与物 性、温度、波长等因素有关。
传质学原理
扩散定律
物质在静止或缓慢流动的流体中传递 的速率与该物质的浓度梯度和扩散系 数成正比。
对流传质定律
在流动的流体中,溶质传递的速率与 浓度梯度、流体流动的速度、扩散系 数及质量作用系数成正比。
钎焊
使用熔点低于母材的金属作为钎料,将母材连接在一起。
塑性加工技 术
轧制
01
通过旋转轧辊将金属板材轧制成各种形状和尺寸的板材和管材。
锻造
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
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
材料加工原理课件

研究方法: 数学--力学模型法
化 简
真实加工过程
简单过程
建立数学模型
求解参数及分布 制品性能预测
修正
描述真实生产过程
加工原理的研究方法总结: 建立场的概念,利用数学、化学、力学、化
工原理的基本概念和理论,建立数学模型,研究 外力作用与材料形变之间的定量关系,解释材料 凝聚态结构的形成原理。从而可将工艺的“宏观 ”考虑方式与原理的“微观”具体分析相结合, 推动高分子成型技术研究的深入与创新。
天 然 胶 制 品 加 工 厂
注 压 成 型 机
二十世纪(合成高分子材料和加工技术的大发展期)
Standinger 创立了大分子的概念,合成高分子 快速发展 30~80年代 大批合成高分子(塑料、橡胶、纤维)问世 如醋酸纤维素、PVC、PP、SBR、NBR、PA、 EPDM、PE、IIR、CR等投入市场 1920年 研究内容 材料结构与性能的关系 应用理论 提出了聚合物的凝聚态结构、填充、交联、 老化、力化学改性等理论
材料的相互作用参数(扩散、相容、界面作 用等) 材料结构参数 (Tg、 Tf 、Td、Tm、粘度、M MW等) 工艺参数 ( T、P、V、σ、τ) 设备参数 (容量、转速、几何形状尺寸)
加工过程参数
之间关系 材料性能
流变响应性能(η、γ或ε、形变速率) 力学性能 热学性能 动态力学性能 功能性能(光、电、磁、声)
开创成型加工新的理论,指导开创新工艺和技
术,设计先进的设备和机台。
二、材料加工原理的研究内容及方法 1、材料加工工艺的研究 研究内容: 材料结构的特点 配备相应的工艺条件 加工设备的特征 制品的性能测定。
研究方法:采用模糊处理的方法,评经验解
决问题
《材料加工新技术》PPT课件

63
• 福特公司汽车结构用5754铝合金板哈兹列特工艺和 直冷铸锭热轧工艺性能对比
64
65
钢的薄带连铸
作为生产扁平材的近终形连铸技术,带钢连铸工艺生产的 钢带较之薄板坯连铸更接近于最终产品的形状,也就是连铸 带钢更薄一些。 它可将钢水直接浇铸出1~10mm厚的钢带,不经热轧或稍 经热轧(1~2个机架),即可进行冷轧,而产品的性能和质 量仍可与常规生产的产品相媲美。 薄带连铸能大大降低基建投资和生产成本,是当今钢铁工业 令人关注的新工艺,也是最热门的研究课题之一。
• 哈兹列特工艺.节能、减排,有利于可持续发展 .加快我国 铝加工业的技术进步和产业结构升级。
• 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有利 于缓解能源,环保,安全三大问题.
• 降低成本.提高性能.
<<返 回
37
万吨
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
800 600 400 200
7
材料加工新技术之一
近终形成型技术
8
连铸出的直接为坯,不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转 炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序,具有节约能源、降低消耗、节省投资、机 械化和自动化程度高等优点,已成为现代钢铁企业广泛 应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初,中国连铸比仅为30%,到2000年, 中国连铸比已达85.3%,到2007年,中国连铸比已跃至 96.95%,达到国际先进水平。
74
侧封堰
浸入式水口 铸辊
钢液 薄带产品
• 福特公司汽车结构用5754铝合金板哈兹列特工艺和 直冷铸锭热轧工艺性能对比
64
65
钢的薄带连铸
作为生产扁平材的近终形连铸技术,带钢连铸工艺生产的 钢带较之薄板坯连铸更接近于最终产品的形状,也就是连铸 带钢更薄一些。 它可将钢水直接浇铸出1~10mm厚的钢带,不经热轧或稍 经热轧(1~2个机架),即可进行冷轧,而产品的性能和质 量仍可与常规生产的产品相媲美。 薄带连铸能大大降低基建投资和生产成本,是当今钢铁工业 令人关注的新工艺,也是最热门的研究课题之一。
• 哈兹列特工艺.节能、减排,有利于可持续发展 .加快我国 铝加工业的技术进步和产业结构升级。
• 车身铝合金化,减轻汽车自重.提高燃油效率,减少污染.有利 于缓解能源,环保,安全三大问题.
• 降低成本.提高性能.
<<返 回
37
万吨
全国年度原铝(电解铝)产量(万吨)
1400 1200 1000
800 600 400 200
7
材料加工新技术之一
近终形成型技术
8
连铸出的直接为坯,不再需要初轧开坯!
连铸技术
连续铸钢技术的开发与应用是钢铁生产中继氧气转 炉后又一次重大的技术革命。它取消了传统模铸中的初 轧开坯工序,具有节约能源、降低消耗、节省投资、机 械化和自动化程度高等优点,已成为现代钢铁企业广泛 应用的生产技术。目前不少发达国家已实现全连铸。一 个国家的连铸水平已成为衡量这个国家钢铁生产水平的 重要标志。90年代初,中国连铸比仅为30%,到2000年, 中国连铸比已达85.3%,到2007年,中国连铸比已跃至 96.95%,达到国际先进水平。
74
侧封堰
浸入式水口 铸辊
钢液 薄带产品
材料加工原理课件

材料加工技术面临的挑战
技术创新不足
当前材料加工技术的发展面临着技术创新不足的挑战。新 的材料加工技术需要不断探索和研究,需要加大科研力度 和资金投入。
人才短缺
随着材料加工技术的不断发展,人才短缺问题逐渐凸显。 培养具备专业技能和创新能力的材料加工人才成为当前的 重要任务。
成本压力
随着材料加工技术的精密化、智能化发展,生产成本不断 提高。如何在保证产品质量和性能的同时降低生产成本是 当前材料加工技术面临的重要挑战。
电子领域应用
半导体制造
半导体制造是电子领域的关键环节,其中材料加工技术如薄膜沉积、光刻和刻 蚀等是必不可少的。这些技术可以制造出高度集成的半导体芯片。
电子封装
电子封装中,材料加工技术如金属引线框架的制作和焊接等是关键。这些技术 可以确保电子产品的可靠性和性能。
建筑领域应用
钢结构制造
建筑领域中,钢结构是常见的结构形式之一。为了确保钢结构的安全性和稳定性 ,材料加工技术如切割、弯曲和焊接等是必不可少的。
案例三:高强度钢焊接工艺研究
总结词
高强度钢焊接工艺研究可以提高焊接质量和效率,降 低成本。
详细描述
高强度钢焊接工艺研究主要包括优化焊接参数、选择合 适的焊接方法和采用先进的焊接设备等。优化焊接参数 可以控制熔池温度、冷却速度和热影响区等,提高焊接 质量和效率。选择合适的焊接方法可以适应不同的材料 类型和厚度要求,例如激光焊接、电子束焊接和气体保 护焊等。采用先进的焊接设备可以实现自动化和机器人 焊接,提高生产效率和质量稳定性。此外,高强度钢焊 接工艺研究还可以涉及焊接缺陷检测和修复技术,以确 保产品质量。
推动科技进步
材料加工技术的发展不断推动着科 技进步,促进新材料、新工艺和新 设备的研发和应用。
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
材料加工原理课件课件

压制成型
02
将金属粉末压制成所需形状和尺寸的生坯。
烧结
03
通过加热使生坯中的粉末颗粒结合在一起,形成致密的金属材
料。
表面处理技术
电镀
利用电解原理在金属表面镀覆一层金属或合金的过程。
喷涂
通过喷枪或喷涂机将涂料喷涂在金属表面,形成保护层或装饰层。
化学转化膜技术
通过化学反应在金属表面形成一层具有保护作用的氧化膜或磷酸盐 膜。
。
加工设备与工艺不断更新
加工设备和工艺的不断更新换代,提高了材料加工的自动化和 智能化水平,减少了人工干预,提高了加工质量和效率。
材料加工面临的挑战
加工精度与表面质量要求 更高
随着产品性能的提高,对材料加工的精度和 表面质量要求也越来越高,需要不断改进加 工技术和设备。
复杂结构与异形件加工难度 大
材料加工原理课件
目录
• 材料加工概述 • 材料加工原理 • 材料加工技术 • 材料加工应用 • 材料加工发展与挑战
01 材料加工概述
材料加工的定义
定义
材料加工是将原材料转化为具有 特定形状、尺寸、组织和性能的 产品的过程。
目的
满足各种工程和产品的需求,实 现材料的高效利用和优化。
材料加工的重要性
新型加工方法与技
术
未来将不断涌现出新型的加工方 法和技术,如激光熔覆、超声波 加工等,这些新技术将为材料加 工带来更多的可能性。
复合加工与多工艺
融合
未来的材料加工将更加注重复合 加工和多工艺融合,如激光切割 与焊接、切削与磨削等工艺的结 合,以提高加工效率和精度。
THANKS FOR WATCHING
塑性加工过程
塑性加工过程包括变形、流动、 再结晶等步骤。
【材料课件】金属塑性加工原理共550页

(c )
3. 塑性加工摩擦学
塑性加工过程中接触表面间的相对运动引 起摩 擦,发生一系列物理、化学和力学变化,对金属塑性 变形应力应变分布和产品质量产生重要影响。
➢ 机械摩擦理论: 阿芒顿-库仑定律; ➢ 粘着摩擦理论:
✓ 1、F.P.鲍-D.泰伯焊合摩擦理论 ✓ 2、И.B克拉盖尔斯基理论 ➢ 磨损 ➢ 润滑
2.适用范围
钢、铝、铜、钛等及其合金。
3. 主要加工方法
(1) 轧制:金属通过旋转的轧辊受到压缩,横断面积 减小,长度增加的过程。(可实现连续轧制)纵轧、横 轧、斜轧。
举例:汽车车身板、烟箔等; 其它:多辊轧制(24辊)、孔型轧制等。
3. 主要加工方法
(2) 挤压:金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出 而制取各种断面金属材料的加工方法。
1、航空航天
2、武器装备
3、交通运输
4、建筑
5、家用电器
§0.2 材料加工的内涵 1.材料加工
采用一定的加工方法和技术,使材料达 到与原材料不同的状态(化学成分上完全相 同),使其具有更优良的物理性能、化学性能 和力学性能。
2.材料的可加工性
材料对加工成形和工艺所表现出来的特 性,包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、 热处理性能和切削加工性能等。
PVD(phsical vapour deposition)等
5.小结
金属材料在国民经济、国防军工建设中 占有极其重要战略地位,金属塑性加工原理 这门课程旨在讲述有关高性能材料设计、成 形制备、性能表征与评价以及应用方面的重 要专业基础知识。
§0.3 金属塑性加工 1.材料加工
金属坯料在外力作用下产生塑性变形,从而获得具有 一定几何形状,尺寸和精度,以及服役性能的材料、 毛坯或零件的加工方法。
3. 塑性加工摩擦学
塑性加工过程中接触表面间的相对运动引 起摩 擦,发生一系列物理、化学和力学变化,对金属塑性 变形应力应变分布和产品质量产生重要影响。
➢ 机械摩擦理论: 阿芒顿-库仑定律; ➢ 粘着摩擦理论:
✓ 1、F.P.鲍-D.泰伯焊合摩擦理论 ✓ 2、И.B克拉盖尔斯基理论 ➢ 磨损 ➢ 润滑
2.适用范围
钢、铝、铜、钛等及其合金。
3. 主要加工方法
(1) 轧制:金属通过旋转的轧辊受到压缩,横断面积 减小,长度增加的过程。(可实现连续轧制)纵轧、横 轧、斜轧。
举例:汽车车身板、烟箔等; 其它:多辊轧制(24辊)、孔型轧制等。
3. 主要加工方法
(2) 挤压:金属在挤压筒中受推力作用从模孔中流出 而制取各种断面金属材料的加工方法。
1、航空航天
2、武器装备
3、交通运输
4、建筑
5、家用电器
§0.2 材料加工的内涵 1.材料加工
采用一定的加工方法和技术,使材料达 到与原材料不同的状态(化学成分上完全相 同),使其具有更优良的物理性能、化学性能 和力学性能。
2.材料的可加工性
材料对加工成形和工艺所表现出来的特 性,包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、 热处理性能和切削加工性能等。
PVD(phsical vapour deposition)等
5.小结
金属材料在国民经济、国防军工建设中 占有极其重要战略地位,金属塑性加工原理 这门课程旨在讲述有关高性能材料设计、成 形制备、性能表征与评价以及应用方面的重 要专业基础知识。
§0.3 金属塑性加工 1.材料加工
金属坯料在外力作用下产生塑性变形,从而获得具有 一定几何形状,尺寸和精度,以及服役性能的材料、 毛坯或零件的加工方法。
材料成型加工技术基础课件

过热150 ˚C
过热50 ˚C
2. 浇注条件 ——对合金的充型能力有着确定性影
响。
(1) 浇注温度: T浇,粘度,充型能力
问题:1、对薄壁铸件或流动性较差的合金, 怎样防止浇不足和冷隔缺陷的产生?
2、浇注温度是否愈高愈好?
(2) 充型压力:液态合金所受的压力愈大,充型
能力愈好。 如:压力铸造、低压铸造等,充型压力较砂型 铸造提高甚多,故充型能力较强。
一、 液态合金的充型
液态合金的充型能力
—— 液态合金充满铸型型腔,获 得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。
若充型能力不足,易引 起浇不足或冷隔缺陷。
浇不足即是铸件未能获得完整的形状; 冷隔即是铸件虽可获得完整的外形,但存有未完全熔 合的垂直接缝,铸件的机械性能严重受损。
影响充型能力的主要因素:
1. 合金的流动性 ——内因
青铜器,河南安阳出土,重 青铜器,高 20.3 cm。
875 kg, 高 133 cm, 长110 cm,
宽 78 cm
簋:音gui, 盛食物用
Three-legged tripod (三足鼎)
A delicate incense burner (香炉)
They are collected in the Taipei's National Palace Museum.
铸造是历史最为悠久的金属成型方法,直到今天 仍然是毛坯生产的主要方法。在机器设备中铸件所占 比例很大,如机床、内燃机中,铸件占总重量的 70%~90%,压气机中占60~80%,拖拉机中占50~70%, 农业机械中占40~70%。
中国古代金属工艺技术——高超、辉煌
司母戍大方鼎(商代)
“门祖丁”簋(西周)
高分子材料加工成型原理--塑料一次成型 ppt课件

高分子材料成型 加工原理
第六章 塑料的一次成型
第一节 挤出成型
第二节 注射成型
第三节
压制成型
第四节
压延成型
第五节
其他成型方法
第二节
注射成型
注塑机的基本结构
注射成型的工艺过程
注射成型工艺的影响因素
常见注射成型缺陷、产生原因及其解决
新型注射成型工艺
第二节
注射成型
注射成型:
亦称注塑,是将塑料(一般为粒料)在注射成型机的料筒内加热熔化后,在柱塞或螺杆加压下
模具缺陷
注塑原料不合要求
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
原因 壁厚差异过大 浇口设置不当
解决措施
增大易滞流区壁厚,减少熔体流动阻力 浇口远离易滞流区,尽量使易滞流区成 为最后充填区域 提高熔体温度改善其流动性;提高注射 速率减少滞流时间。 选用粘度小的成型材料
注塑成型的工艺过程 注射过程(周期):
成形周期
冷却时间 开模时间 充填时间 充填时间
22s 1 9 10 2
保压时间
保压时间
冷却时间 开模时间
注塑成型的工艺过程
制品的后处理
目的:
• 改善制品性能和提高尺寸稳定性
手段:
• 退火:
• 加速松弛,消除或降低内应力,加快二次结晶 或后结晶,稳定尺寸;
过保压、产生原因及其解决
原因
解决措施
建立平衡的流动; 流动不平 选择适当的浇口位置使各个方向的流长尽量相 等或单侧进料; 衡 去除不必要的浇口
第六章 塑料的一次成型
第一节 挤出成型
第二节 注射成型
第三节
压制成型
第四节
压延成型
第五节
其他成型方法
第二节
注射成型
注塑机的基本结构
注射成型的工艺过程
注射成型工艺的影响因素
常见注射成型缺陷、产生原因及其解决
新型注射成型工艺
第二节
注射成型
注射成型:
亦称注塑,是将塑料(一般为粒料)在注射成型机的料筒内加热熔化后,在柱塞或螺杆加压下
模具缺陷
注塑原料不合要求
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
原因 壁厚差异过大 浇口设置不当
解决措施
增大易滞流区壁厚,减少熔体流动阻力 浇口远离易滞流区,尽量使易滞流区成 为最后充填区域 提高熔体温度改善其流动性;提高注射 速率减少滞流时间。 选用粘度小的成型材料
注塑成型的工艺过程 注射过程(周期):
成形周期
冷却时间 开模时间 充填时间 充填时间
22s 1 9 10 2
保压时间
保压时间
冷却时间 开模时间
注塑成型的工艺过程
制品的后处理
目的:
• 改善制品性能和提高尺寸稳定性
手段:
• 退火:
• 加速松弛,消除或降低内应力,加快二次结晶 或后结晶,稳定尺寸;
过保压、产生原因及其解决
原因
解决措施
建立平衡的流动; 流动不平 选择适当的浇口位置使各个方向的流长尽量相 等或单侧进料; 衡 去除不必要的浇口
材料加工及成形技术课件

节能减排技术
1 2
节能减排技术
指通过采用先进的工艺、设备和技术,提高能源 利用效率和减少污染物排放的技术。
节能减排技术的应用
包括能源节约、余热回收、污染物处理等方面, 对于降低能耗和减少环境污染具有重要作用。
3
节能减排技术的实施
需要加强技术研发和推广,提高企业和公众的环 保意识,共同推动节能减排事业的发展。
共同推动循环经济与再制造事业的发展。
05
材料加工技术的未来发展趋势
高性能材料的发展趋势
高强度轻质材料
随着航空、汽车等行业的快速发 展,对高强度轻质材料的需求不 断增加,如碳纤维复合材料、钛
合金等。
耐高温材料
随着能源、航空航天等领域的不 断进步,对耐高温材料的需求也 越来越高,如陶瓷材料、金属基
复合材料等。
智能材料
智能材料是指具有感知、响应和 自适应能力的材料,如形状记忆 合金、压电陶瓷等,在智能传感 器、智能驱动器等领域具有广泛
应用前景。
新材料加工技术的创新与突破
01
增材制造技术
增材制造技术是一种通过逐层堆积材料来制造三维实体的技术,具有个
性化定制、高效低成本等优势,在航空、医疗等领域得到广泛应用。
材料加工技术的发展历程
01
02
03
古代材料加工
以手工和简单的机械加工 为主,如石器、陶器、铜 器等。
近代材料加工
随着工业革命的兴起,以 大规模机械加工和热处理 为主要手段,如钢铁、塑 料等。
现代材料加工
随着科技的发展,出现了 各种先进的材料加工技术, 如激光加工、3D打印等。
材料加工技术的应用领域
熔模铸造
通过熔化金属模具进行铸造, 适用于精密铸造和小批量生产
材料的加工性质 ppt课件

随着取向程度的提高,大分子间作用力增大, 引起聚合物粘度升高,使聚合物表现出“硬化” 倾向,形变也趋于稳定而不再发展。取向过程 的这种现象称为“应力硬化”。
当应力达到e点,材料因不能承受应力的作用 而破坏,这时的应力称为抗张强度或极限强度 。
形变的最大值称为断裂伸长率。
第二节
聚合物在加工过程中的粘弹行为
用定温下10分钟内聚合物从出料孔挤出的重量 (克)来表示
熔融指数测试仪FR-1811A 用于测定各种高聚物在粘 流状态时熔体流动速率 MFR值,它既适用于熔融温 度较高的聚碳酸酯、聚芳 砜、氟塑料、尼龙等工程 塑料,也适用于聚乙烯(PE) 、聚苯乙烯(PS)、聚丙 烯(PP)、ABS树脂、聚甲 醛(POM)、聚碳酸酯 (PC)树脂等熔融温度较低 的塑料测试,广泛地应用 于塑料生产,塑料制品、 石油化工等行业以及相关 院校、科研单位和商检部 门。
研究这些方法及所获得的产品质量与各种因素 (材料的流动和形变的行为以及其它性质、各 种加工条件参数及设备结构等)的关系,就是 聚合物加工这门技术的基本任务。
精品资料
• 你怎么称呼老师?
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你 是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭
第一节
聚合物材料的加工性
高分子具有一些特有的加工性质,如良好的可塑性, 可挤压性,可纺性和可延性。正是这些加工性质为 高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性, 也是高分子能得到广泛应用的重要原因。
根据高分子所表现的力学性质和分子热运动特征, 可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态,通常称这 些状态为聚集态。高分子的分子结构、高分子体系 的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变 的主要因素,在高分子及其组成一定时,聚集态的 转变主要与温度有关。不同聚集态的高分子,由于 主价健与次价健共同作用构成的内聚能不同而表现 出一系列独特的性质,这些性能在很大程度上决定 了高分子材料对加工技术的适应性,并使高分子在 加工过程表现出不同的行为
材料加工原理课件 第2讲

粘度对液态金属流量的影响
F压 P r
P
2
F阻 S
dv dr
v P 4l
l
S 2rl 当 r R 时, 流速: v 0 稳定流: 压 F阻 F
r
R
2
rLeabharlann 2R流量
V v 2r dr
0
R
PR
8l
4
气体吹入法制备泡沫金属
表面张力
6rv V 1 2
V 4 3
v
2r 1 2
2
r
3
9
粘度对液态金属流态的影响
• 雷诺数Reynolds number
Re
vd
vd
式中 :ρ -液体密度 v -液体流速 d -圆管直径η -粘滞系数 υ -运动粘滞系数
• 临界雷诺数:对于圆管Rek=2300 Re < Rek 层流 Re > Rek 紊流
100年前,铸铁σb<100MPa,δ≈0 1920年前后,孕育处理,σb≈200~400MPa 1949年前后,球化处理,σb≈400~900MPa, δ~20%
金属液态加工的特点
• 加入的添加剂量很小
• 性能改变很大 • 处理效应短时
怎样进行液态金属加工
• 影响金属结晶凝固时的形核条件 • 影响金属结晶凝固时的晶粒生长条件
材料加工原理
第二章 液态金属及其加工
什么是液态金属加工?
——Liquid Metal Processing
在金属(合金)为液态时,对其进行处理, 改变液态金属的性状,以便于进行需要的后 续加工;或影响其随后的结晶凝固过程,改
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r
ΔG
气相中单个小尺寸金属的熔点
熔体中小结晶颗粒的熔点T3
ΔG
l →s system
4 3 = π r ( Gs − Gl ) + 4π r 2σ CL 3 4 3 = − π r ΔGV + 4π r 2σ CL 3 4 3 = − π r ( ΔHV − T ΔSV ) + 4π r 2σ CL 3
2
ΔG异 = ΔG f (θ )
* 均
2σ CL 2σ CL r = = Tm ΔGV ΔH V ΔT
* 异
3 16πσ CL 1 * * * ΔG异 = ⋅ f (θ ) = ΔG均 ⋅ f (θ ) = A σ CL ⋅ f (θ ) 2 3ΔGV 3
异质形核率
I异
* ⎛ ΔG异 ⎞ * * ⎟ = f1 N1 = f1 N L exp⎜ − ⎜ k T ⎟ B ⎠ ⎝ * ⎡ ΔG均 f (θ ) ⎤ * = f1 N L exp ⎢− ⎥ k BT ⎦ ⎣ ⎡ B ⋅ f (θ ) ⎤ * = f1 N L exp ⎢− 2 ⎥ ⎣ ΔT ⎦
ΔH 0
υ
(η + B )
ΔH 0
υ
(ηx + B )
ΔH 0 ⎡ ΔH 0 ⎤ ΔH 0 N A (η + B ) − (ηx + B )⎥ = NA⎢ η (1 − x ) = Δu υ υ ⎣ υ ⎦
ΔS = − N A k B [x ln x + (1 − x )ln(1 − x )]
ΔG S = αx(1 − x ) + x ln x + (1 − x )ln (1 − x ) N A k BTm
金属原子在结晶过程 中的自由能变化
均质形核率
* * ⎡ ⎛ ΔG A + ΔG均 ⎞⎤ ⎡ ⎛ ΔG A + ΔG均 ⎞⎤ ⎟⎥ ⎟⎥ = k1 exp ⎢− ⎜ I 均 = υN S pN L exp ⎢− ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎜ k BT k BT ⎢ ⎝ ⎢ ⎝ ⎥ ⎠⎥ ⎠⎦ ⎣ ⎦ ⎣
I均 ∝ e
l →s ΔGsystem = 0
令:
熔体中小结晶颗粒的熔点下降∆ T3
⎡ 3σ CL T3 = ⎢1 − ⎣ r ΔH V
⎤ ⎥ ⋅ Tm ⎦
3σ CLTm ΔT3 = Tm − T3 = r ΔHV
关于均质形核温度T4
4 l →s ΔGsystem = π r 3 ( Gs − Gl ) + 4π r 2σ CL 3 4 3 = − π r ΔGV + 4π r 2σ CL 3 4 3 = − π r ( ΔHV − T ΔSV ) + 4π r 2σ CL 3
研讨题:
1. 按热力学理论估算,大多数金属当尺寸很小时(如小于2nm),其熔点将降至室温以下。 我们能在室温下拥有(制备和储存)如此小尺寸的金属粉末(颗粒)吗?为什么? 2. 按熔点与尺寸关系的理论计算,液态金属开始凝固形核时的“临界晶核”应是液态的!试分 析液态金属中的“短程有序”和“中程有序”这些类固相结构是如何存在的?
思考题:
1. 液态金属的主要结构信息有哪些?其表征和测定方法怎样?这些结构与性质会对液态金属 的升华时的的熵变相大概是一个什么样的比例?这种熵变差异对金 属从液态结晶和从气相中结晶的界面形态有什么影响? 3. 4. 5. 6. 如果液态金属的结构是均匀的,结晶将如何进行? 液态金属的冶金处理是通过哪些途径改变或控制凝固过程和凝固组织的? 测定液态金属表面张力的测定方法有哪些?试设计一个测定液态金属表面张力的实验。 测定液态金属黏度的测定方法有哪些?试设计一个测定液态金属黏度的实验。
第二章
2.1 2.2 2.3
液态金属及其加工
液态金属的结构与性质 液态金属凝固结晶的热力学与动力学 液态金属的冶金处理
2.2 液态金属凝固结晶的热力学与动力学
• 金属凝固结晶的热力学条件 • 均质形核 • 异质形核 • 晶体生长
凝固的热力学条件
ΔG = GL − GS = (H L − TS L ) − (H S − TS S ) = ( H L − H S ) − T (S L − S S ) = ΔH − TΔS
l →s d ΔGsystem
dr
=0
* rhom o =
2σ CL 2σ CL = = ΔGV ΔHV − T ΔSV
2σ CL ⎛ T ⎞ ΔHV ⎜1 − ⎟ ⎝ Tm ⎠
⎡ 2σ CL T4 = ⎢1 − * ⎣ r ⋅ ΔHV
⎤ ⎥ ⋅ Tm ⎦
均质形核“过冷度”∆T4
2σ CLTm ΔT4 = Tm − T4 = r ΔHV
Jackson因子与界面形态
ΔH 0 η α= ⋅ k B Tm υ
粗糙与光滑界面
粗糙界面生长形态
二维和缺陷生长机制
不同生长机制的生长速度与过冷度的关系
连续生长
v1 = K1 ⋅ ΔTK
二维台阶生长
v2 = K 2 ⋅ e
−B
ΔTK
螺旋位错生长
v 3 = K 3 ⋅ ΔT
2 K
不同生长机制的生长速度与过冷度的关系
0
θ
ACS = π (r sin θ ) = πr 2 sin 2 θ = πr 2 1 − cos 2 θ
2
(
)
3 ⎡ 4 3 ⎤ ⎡ 2 − 3 cosθ + cos θ ⎤ ΔG异 = ⎢− πr ΔGV + 4πr 2σ CL ⎥ ⋅ ⎢ ⎥ 4 ⎣ 3 ⎦ ⎣ ⎦
2 − 3 cos θ + cos 3 θ (2 + cos θ )(1 − cos θ ) f (θ ) = = 4 4
2.3
液态金属的冶金处理
• 影响形核的冶金处理 • 影响生长的冶金处理
共格和半共格关系
Al-Ti 和Al-B相图
细化处理前后Al-7Si合金的组织
Si对铸铁的孕育作用机理
孕育前后的灰铁晶粒度
变质处理对Al-Si合金性能的影响
Al-7Si合金变质前后的硅相形态
Sr对亚共晶铝硅合金的变质作用
ΔGm = ΔH m − TΔS m
Δ GV = Δ H V − T Δ SV ΔGm ≈ Vm
凝固的热力学条件
ΔGV = ΔH V − Tm ΔSV = 0
ΔH V ΔSV = Tm
ΔH V Δ T ΔH m ΔT ΔGV = = Tm VmTm
液-固两相自由能与温度的关系
凝固的热力学条件
• 凝固的热力学和 动力学能障
实际过热度为:
4πr 2 ⋅σ
ΔG*
O
ΔT ′ = T4 − T3 =
σ CLTm
r ΔH V
4 3 − πr ⋅ ΔGV 3
r*
r
ΔG
均质形核率
I均 = f0 N
*
* ⎛ ΔG均 ⎞ ⎟ N * = N L exp⎜ − ⎜ k T ⎟ B ⎝ ⎠
⎛ ΔG A ⎞ f 0 = N Sυp exp⎜ − ⎜ k T ⎟ ⎟ B ⎝ ⎠
−
1 ΔT 2
异质形核
σ LS = σ CS + σ CL cos θ
ΔG异 = −VC ΔGV + ACS (σ CS − σ LS ) + ACLσ CL
VC = ∫ π (r sin θ ) d (r − r cos θ ) =
0
θ
2
πr 3
3
(2 − 3 cosθ + cos θ )
3
ACL = ∫ 2πr sin θ (rdθ ) = 2πr 2 (1 − cosθ )
a b c
d
e
a b c d e
unmodified 0.005wt%Sr 0.010wt%Sr 0.015wt%Sr 0.020wt%Sr
Si相的孪晶与大角度分枝
石墨结构与生长方式
球状石墨的生长模型
球化前后的石墨组织
延伸阅读书目
1. Takamichi Iida, Roderick I. L. Gutherie, The Physical Properties of Liquid Metals, Oxford University Press Inc. New York, 1993 2. 3. 4. 5. 6. 冼爱平,王连文译,液态金属的物理性能,科学出版社,2006 袁章福等,金属及合金的表面张力,科学出版社,2006 郭景杰,傅恒志,合金熔体及其处理,机械工业出版社,2004 边秀房等,金属熔体结构,上海交通大学出版社,2003 (日)下地光雄著,郭淦钦译,液态金属,科学出版社,1987
– 界面能 – 激活能
均质形核
4 3 ΔG均 = − π r ΔGV + 4π r 2σ CL 3
2σ CL Tm r = ⋅ ΔH V ΔT
* 均
O
3 σ CLTm2 16 1 * * ΔG均 = π = A σ CL 2 2 3 ΔH V ΔT 3
4πr 2 ⋅σ
ΔG*
r*
4 3 − πr ⋅ ΔGV 3
3 2 16πσ CLTm B= 2 3ΔHV k BT
影响异质形核率的因素
1) 过冷度 2) 界面状况 3) 液态金属状态
δ=
aS − aC aC
× 100%
晶长大体
正温度梯度下的凝固界面形态
负温度梯度下的凝固界面形态
Jackson因子与界面形态
ΔGS = ΔH − TΔS = (Δu + PΔV ) − TΔS ≈ Δu − TΔS