材料成型技术基础复习重点.docx

1、材料成型技术基础复习重点1.11. 常用的 力学性能判据 各用什么符号表示？它们的物理含义各是什么？ 塑性，弹性，刚度，强度，硬度，韧性1.2金属的结晶 ：即液态金属凝固时原子占据晶格的规定位置形成晶体的过程。细化晶粒 的方法：生产中常采用加入形核剂、增大过冷度 、动力学法等来细化晶粒， 以改善金属材料性能。合金的晶体结构比纯金属复杂， 根据组成合金的组元相互之间作用方式不同，可以形成 固溶体、金属化合物 和机械混合物 三种结构。固溶强化 ：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象。1.3铁碳合金的基本组织 有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体1.4钢的牌号和分类 影响

2、铸铁石墨化的因素主要有 化学成分 和 冷却速度1.5塑料 即以高聚物为主要成分，并在加工为成品的某阶段可流动成形的材料。热塑性塑料 ：即具有热塑性的材料，在塑料整个特征温度范围内，能反复加热软化和反 复加热硬化，且在软化状态通过流动能反复模塑为制品。热固性塑料 ： 即具有热固性的塑料，加热或通过其他方法，能变成基本不溶、不熔的 产物。橡胶 橡胶是可改性或已被改性为某种状态的弹性体。1.6复合材料 ：由两种或两种以上性质不同的材料复合而成的多相材料。 通常是其中某一组成物为基体，而另一组成物为增强体，用以提高强度和韧1.8 工程材料的发展趋势据预测， 21 世纪初期，金属材料在工程材料中仍将占主

3、导地位，其中钢铁仍是产量最 大、覆盖面最广的工程材料，但非金属材料和复合材料的发展会更加迅速。今后材料发展的总趋势是： 以高性能和可持续发展为目标的传统材料的改造及以高度 集成化、微细化和复合化为特征的新一代材料的开发。2.0 材料的凝固理论凝固 ：由液态转变为固态的过程。结晶 ：结晶是指从原子不规则排列的液态转变为原子规则排列的晶体状态的过程。 粗糙界面 ：微观粗糙、宏观光滑；将生长成为光滑的树枝； 大部分金属属于此类光滑界面 ：微观光滑、宏观粗糙； 将生长成为有棱角的晶体；非金属、类金属（Bi、Sb、Si）属于此类偏析 ：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象宏观偏析 通常指整个铸锭或铸件

4、在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象2.1铸件凝固组织 ：宏观上指的是铸态晶粒的形态、大小、取向和分布等情况，铸件的凝固 组织是由合金的成分和铸造条件决定的。铸件的宏观组织一般包括 三个晶区 ：表面的 细晶粒区、柱状晶粒区 和内部 等轴晶区 。 3.0金属塑性成形 指利用外力使金属材料产生塑性变形， 使其改变形状、 尺寸和改善性能， 从而获得各种产品的加工方法。主要应用：（1）生产各种金属型材、板材、线材等；（2）生产承受较大负荷的零件，如曲轴、连杆、各种工具等。3.1 金属塑性成形特点（1）产品力学性能优于铸件和切削加工件；（2）材料利用率高，生产率高；（3）产品形状不能太复杂；（

5、4）易实现机械化、自动化，模具投资较大。 塑性与柔软性 的区别是什么？塑性反映材料产生永久变形的能力。 柔软性反映材料抵抗变形的能力。影响塑性的内部因素1化学成分（1）杂质（2）合金元素对塑性的影响2组织结构 包括组元的晶格、晶粒的取向、晶界的特征等。影响金属塑性的外部因素1.变形温度 金属的塑性可能因为温度的升高明而得到改善。2. 变形速度 变形速度对塑性的影响比较复杂。当变形速度不大时，随变形速度的提高塑性是 降低的；而当变形速度较大时，塑性随变形速度的提高反而变好。3. 变形程度变形程度对塑性的影响， 是同加工硬化及加工过程中伴随着塑性变形的发展而产 生的裂纹倾向联系在一起的。4. 应力

6、状态 5.变形状态 6.尺寸因素 7.周围介质提高金属塑性 的主要途径（1）控制化学成分、改善组织结构，提高材料的成分和组织的均匀性；（2）采用合适的变形温度速度制度；（3）选用三向压应力较强的变形过程，减小变形的不均匀性，尽量造成均匀的变形状态；（4）避免加热和加工时周围介质的不良影响。金属的 加工硬化 ：即金属在低于再结晶温度加工时，由于塑性应变而产生的强度、硬度 增加，塑性、韧性下降的现象。回复 ： 即将冷成形后的金属加热至一定温度后，使原子恢复到平衡位置，晶内残余应 力大大减小的现象。T 回=（0.250.3） T 熔 K 生产中常利用回复消除加工硬化后工件的残余内应力。再结晶： 即塑

7、性变形后金属被拉长的晶粒重新生核、结晶，变为等轴晶粒的现象。T 再=0.4 T 熔 K冷成形 ：即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程，变形过程中会出现加工硬化。 热成形 ： 即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程。温成形 ：即金属在高于回复温度以上和低于再结晶温度范围内进行的塑性成形过程。例1:已知铅的熔点为327C,钨的熔点为3380C。问：铅在20C、钨在1000C时变形 各属哪种变形？为什么？解： T 铅再 = 0.4T 熔 = 0.4（327+273）=240 K = -33 C 1000 CT 钨回 =（ 0.250.3） T 熔 = （ 9131096） K=（ 640823）

8、 C _生产条件吿产批堇铸造工艺设计包括：1选择铸造方法或造型方法2铸件的浇注位置和分型面位置，型芯和芯头结构；3加工余量、收缩率和拔模斜度等工艺参数；4浇注系统、冒口和冷铁的布置等；5将所确定的工艺方案用文字和铸造工艺符号在零件图上表示出来，绘制铸造工艺图浇注位置的选择原则(1)铸件的重要加工面或主要工作面应朝下或位于侧面，避免砂眼、气孔和夹渣(2)铸件的大平面应朝下，减少辐射防开裂夹渣。(3)面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置，防止产生浇不足冷口弯曲鬥切割匚下而上的定 砂垛代芯省又好。分放在铸型的上部或侧面，以便在铸件厚壁 凝固 由芯轴拔隔。(4) 对于容易产生缩孔的铸

9、件, 处直接安置冒口，使之实现自(5) 芯子数4.3自由锻力求少本工序U-声C、I5.1冲压工序的分类根据材料的变形特点分：分离工序、成形工序落料：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为工件。 冲孔：用模具沿封闭轮廓冲裁板料或条料，冲下部分为废料。 弯曲：用模具把平面毛坯弯成具有一定角度或一定形状。冲模：冲压生产对模具结构的基本要求是：在保证冲出合格冲件的前提下，不但应与生产批量相适应，而且还具有结构简单、 操作方便、安全、使用寿命长、易于制造、 维修、 成本低廉 冲模通常 工艺零件 卸料与压 结构零件等特点。 帳具攀牌廿真由上、下模两部 |:直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，工艺

10、包括：成形零件、 料零 L:不直接参与完成工艺：定位零件、料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用 作 善件 零 向 导*!wtri 耳柜*ttft上權申r摸顒 宁門、凹*M定屣 厂*匪料板 I 頂ftH件、I畀底MI C 凹澳通窒ItI Jttt扳1tllkfirrn凹* 5.2冲裁所产生的废料：一类是结构废料；另一类是工艺废料6.0连接成形是将若干个构件连接为一体的成形方法，按其机理不同，可分为焊接、胶接和 机械连接等三大类。焊接是利用局部加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，使分离的两部分 通过原子的扩散与结合而形成永久性连接的一种工艺方法。（1） 熔焊 指焊接过程中将焊件加

11、热至熔化状态，不加压力而完成焊接的方法。熔焊 适用于各种金属和合金的焊接加工，常见的熔焊方法有气焊、电弧焊、电渣焊等。（2） 压焊 指焊接过程中对焊件施加压力（加热或不加热）而完成焊接的方法。压焊P126焊接应力的减少和消除减少和消除焊接应力的常用措施1 尽量减少焊缝数量和尺寸，并避免焊缝密集和交叉；2 采用合理的焊接顺序，使焊缝自由收缩；3 加热减应区；4 锤击焊缝；5 预热和后热。6 去应力退火：加热温度为 500650C，可进行整 体或局部去应力退火。7 机械拉伸法：对焊件施加载荷，使焊缝区产生塑性拉伸如：压力容器的水压试验。8 温差拉伸法： 利用温差使焊缝两侧金属受热膨胀以对焊缝区进行

12、拉伸，使其产生拉伸 塑性变形，减少或消除应力。9 振动法：通过激振器使焊接结构发生共振产生循环应力来降低或消除内应力。（2）防止焊接变形的措施 ：1） 在结构设计上：a尽量减少焊缝的数量和尺寸；b 合理选用焊缝的截面形状；c 合理地安排焊缝位置；2） 在工艺上：1 反变形法 ；2 加余量法 ；3 刚性固定法；合理选用焊接方法和焊接规范 ；5 选用合理的装配焊接顺序；1热裂纹（在固相线附近高温下产生的裂纹）防止措施1 限制母材和焊接材料的低熔点杂质；2 提高焊缝成形系数（即焊道的宽度与计算厚度之比） ；3 细化焊缝晶粒，减少偏析 ；4 减少焊接应力（预热）；5 操作上填满弧坑。2.冷裂纹 （在马

13、氏体开始转变温度以下产生的裂纹）产生的原因 焊接接头存在淬硬组织；焊接接头氢含量较高；较大的焊接拉应力防止措施1 减少氢来源：用碱性焊条，要烘干，接头要清洁；2 避免产生淬硬组织：如采用焊前预热、焊后缓冷的方法；3 焊后立即进行消氢处理：（即加热到250C，保温一定时间，使焊缝金属中的扩散氢 逸出金属表面） ，减少氢的危害；4 降低焊接应力：采用合理的焊接工艺规范和焊后热处理等。正接与反接正接 指工件接阳极，焊条接阴极，适用于焊接较厚的工件。反接 指工件接阴极，焊条接阳极，适用于焊接非铁金属及合金薄钢板，以免烧穿焊件。 焊接件工艺设计1 选择焊接结构材料（母材）；2 确定焊接方法及焊接材料；3

14、 确定焊接接头及坡口形式；4 合理布置焊缝位置；5 制订合理的焊接规范；6 绘制焊接结构工艺图。焊接基本原则1 在满足使用性能要求的前提下，应尽量选用焊接性较好的材料。2 尽量选用同一种材料焊接。若必须采用异种金属焊接，须尽量选择化学成分、物理性 能相近的材料。3 尽量采用廉价材料，仅在有特殊要求的部位采用特种材料，以降低成本。4 尽量选用轧制型材，以简化工艺，降低成本，且可减少缺陷。形状复杂部位可采用冲 压件、铸钢件等。影响因素1 材料的焊接性；2 工件结构特点及其工艺性；3 生产批量；4 经济性。工件的焊接缺陷焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头中产生的不符合设计或工艺条件要求的缺陷。 主要有

15、焊接裂纹、未焊透、未熔合、夹渣、气孔、咬边和焊瘤等。焊接缺陷的影响：产生应力集中，降低承载能力；2 引起裂纹，缩短使用寿命；3 造成脆断，引发事故； 焊缝在空间的位置：平焊；横焊；立焊；仰焊。7.0表面技术(surface technology)是应用物理、化学、机械等方法，改变或控制材料表面的 化学成分或组织结构，以获得所需要的表面状态和性能，提高产品可靠性或延长产品使 用寿命的各种技术的总称。表面涂镀技术、表面按照表面技术的方法和手段分类，可以将表面技术分为三个大类:等离子弧等热源 岸蚀、耐热涂层的工艺方法。堆焊是躺力在8.0粉末冶金和陶瓷材料以粉体(粉末)为原材料，经过成形和烧结工艺制备

16、而成。件表磨、靠自身重改性技术和表面处理技术凝固缺陷：缩孔、缩松；偏析缺陷；裂纹。还有许多缺陷，如夹杂物、气孔、冷隔等， 出现在填充过程中，它们不仅与合金种类有关，而且，还与具体成形工艺有关。缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。(a)柱状晶：优点：结晶后缩松少，晶间杂质少，组织较致密，且性能有明显的方向性，纵向好，横向差；缺点：杂质元素被排斥在界面前沿的柱状晶和等轴晶的交界处， 容易导致铸件的裂纹产生。(b)等轴晶优点：晶界面积大，杂质和缺陷分布较分散，性能均匀没有方向性；缺点：枝晶发达，显微缩松较多，凝固后组织不致密。改进方法：细化等轴晶粒以改善其性能