材料成形复习资料
?成分过冷：由溶质再分配导致界面前沿平衡温度发生变化而引起的过冷
三个晶区形成的简单过程是：
金属液浇入铸型后，先在温度低的型壁上形核与生长，同时又从其上脱落与游移，从而在型壁附近沉积成细小晶粒，构成表面细晶粒区；
表层细晶层形成后，液体对流强度大大减弱，固液界面前沿晶体在与型壁垂直的单向热流作用下，向中心延伸，形成柱状晶区；
在柱状晶生长过程中，液体内部也将可能出现过冷，形成新的等轴晶，或从别处迁移过来的游离晶生长成新的等轴晶，最终形成内部等轴晶区。由于等轴晶性能均匀稳定，没有方向性，故其是生产中优先选择的宏观组织形态。
凝固的组织：
(1) 表面细晶粒区型壁激冷作用产生。优点：组织致密，成分均匀，强度高，韧性好缺点：模壁凸凹不平，促进形核，晶核薄
(2) 柱状晶区表面细等轴晶通过择优取向长成。优点：组织致密，缩松和杂质少，性能有方向性，磁性能好，高温蠕变性能好；缺点：界面杂质多，易开裂
(3) 内部等轴晶区过冷熔体非自发形核,界面前方晶粒游离,激冷晶粒游离。优点：杂质、缺陷分布分散，性能无方向性。缺点：枝晶发达，组织不致密，缩松较多
工艺上常采取的工艺措施有以下4条：
（1）适当降低浇注温度；
（2）合理运用铸型的激冷作用；
（3）孕育处理；
（4）动态晶粒细化。
焊接过程中改善凝固组织，防止粗晶产生的主要措施：
?1）变质处理
?2）振动结晶
?3）优化焊接工艺参数
收缩的基本概念
?铸件在冷却过程中体积缩小的现象叫收缩。铸件收缩可引起缩孔、缩松、热裂、应力、变形和冷裂。
?收缩可分为体收缩和线收缩。
消除铸造应力的方法
①自然时效：
将铸件露天长时间放置，促使应力松弛的方法。优点是成本低，缺点是生产周期长，占地面积大，消除应力不彻底。
②人工时效：
将铸件加热到合金弹性状态的温度范围，保温一定时间后，缓慢冷却，使残余应力消除的方法。
③共振法
常温下将铸件在共振频率下振动10 60 min，去除残余应力的方法。
特点：时间短，费用低，耗能小，结构轻便，易于操作，节省人力和资源，便于机械化和自动化。
第三章
所谓焊接温度场是指在焊接集中热源的作用下，被焊工件上（包括内部）各点在某一瞬时的温度分布。
影响焊接温度场的因素
1 热源的性质（热源能量的集中性）
以电弧焊为例，电弧能量越集中，温度场范围越小，温度梯度越大
2 焊接规范（焊速与能量，即焊接热输入）
?当热源能量（功率）q＝常数，随焊接速度v的增加，某一温度的等温线的宽度和长
度都变小，用等温线表示的温度场的形状变的细长
?当速度v＝常数时，随q的增加，某一温度的等温线所包围的面积增大3被焊金属的热物理性质（热导率，体积热容，热扩散率，比焓，表面传热系数等）
4.焊件的板厚及形状
焊接时焊件在加热和冷却过程中温度随时间的变化。即焊件上某点的温度是随时间由低到高达到最大值后又由高到低的变化。称为焊接热循环。
焊接热循环的主要参数
1.加热速度ωH
2 . 峰值温度T max
峰值温度T max与焊件的初始温度T o，焊接线能量E，被焊金属的板厚h及离热源中心距离有关。
3. 高温停留时间τH
τH与焊接能量E，被焊金属的、、工件板厚h以及焊件的初始温度T0以及加热最高温度T max等因素有关。
4. 冷却速度ω（或冷却时间τ8/5，τ8/3，τ100）
冷却速度，特别是在固态相变温度范围内冷却速度，即800～500℃及800～300℃时的冷却速度是焊接热循环中及其重要的参数，它将决定焊接接头的组织、性能及接头质量。
? 5. 冷却时间τc（τ8/5或τ8/3及τ100）
对于一般碳钢及低合金钢常采用固态相变温度范围的800～500℃冷却时间τ8/5；而对于淬硬倾向比较大的钢种有时采用800～300℃冷却时间τ8/3或由峰值温度冷至100℃的冷却时间τ100。
为了方便，在理论计算的基础上建立了不同条件下从线算图上直接获取τ8/5或τ8/3的图解法。
影响焊接热循环的因素
1.焊件尺寸形状的影响
2.接头形式的影响
3.焊道长度的影响
4接线能量E的影响
5.预热温度的影响
6.焊接时冷却条件的影响
第四章
多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶界变形（晶间变形）两种。在冷态条件下，由于晶界强度高于晶内，多晶体的塑性变形主要是晶内变形，晶间变形只起次要作用，而且需要有其它变形机制相协调。
晶内变形方式有滑移和孪生。由于滑移所需临界切应力小于孪生所需临界切应力，故多晶体塑性变形的主要方式是滑移变形，孪生变形是次要的，一般仅起调节作用。对于密排六方金属，孪生变形起着重要作用
晶体的滑移过程，实质上是位错的移动和增殖的过程。
冷塑性变形时，多晶体主要是晶内滑移变形;实质上是位错的移动和增殖的过程;由于位错的交互作用,塑性变形时产生了加工硬化。
冷塑性变形对组织与性能的影响
1 对金属组织的影响
（1）在晶粒内部出现滑移带和孪生带等组织
（2）形成了纤维组织
（3）变形织构
（4）晶粒内产生胞状亚结构
2 对金属性能的影响
随着变形程度的增加，金属强度、硬度增加，而塑性、韧性降低。金属的性能将显示各向异性。
热塑性变形机理
变形机理主要有：晶内滑移与孪生、晶界滑移和扩散蠕变。其主要机理仍然是晶内滑移。
热塑性变形时，由于晶界强度降低，使得晶界滑动易于进行；温度越高，原子动能和扩散能力就越大，扩散蠕变既直接为塑性变形作贡献，也对晶界滑移其调节作用。
热塑性变形的主要机理仍然是晶内滑移；由于晶界滑动和扩散蠕变作用的增加，再加之变形时会产生动态回复和再结晶。因此，热态下金属塑性变形能力比冷态下高，变形抗力较低。
热塑性变形对金属组织和性能的影响
1 对组织的影响
（1）改善晶粒组织，细化晶粒
（2）锻合内部缺陷
（3）形成纤维组织
（4）破碎改善碳化物和非金属夹杂在钢中分布
2 对性能的影响
细化晶粒、锻合内部缺陷、破碎并改善碳化物和非金属夹杂在钢中分布可提高材料的强度、硬度、塑性和韧性。
晶粒大小对力学性能的影响：
塑性好韧性好晶界面积大裂纹难扩展变形抗力高
金属的晶粒越细，其力学性能越好。
细化晶粒的主要方式：
提高冷速（提高过冷度）—对大铸件或厚薄差别大的铸件
冷速过快变形、开裂，只适用于小铸件，简单件
变质处理—常用于大铸件，实际效果较好
振动搅拌
金属变形的种类及主要特点：
1、弹性变形：原子结合力大，熔点高，则E越大
2、塑性变形：包括滑移和孪生
第五章
凝固成形－－俗称铸造，将金属熔化成液态后浇注入与拟成形的零件形状及尺寸相适应的模型空腔中，带液态金属冷却凝固后将铸型打开（或破坏）取出所形成的铸件毛坯。
熔模铸造又名“失蜡法铸造”，是采用易熔的蜡质材料制成模型，然后用造型材料将其包覆若干层，待其干燥硬化后将蜡模熔化获得无分型面的壳型，经烘干后浇注金属液而获得铸件的铸造方法。
将金属液浇注到金属铸型中，待其冷却后获得铸件的方法叫金属型铸造。由于金属型能反复使用很多次，又叫永久型铸造。
凝固过程中材料的物理性质与晶体结构的变化：体积改变，外形改变，熵值改变，产生凝固潜热，晶体结构改变，发生溶质再分配。
第六章
以模锻为例，其锻造工艺流程是：下料、加热、模锻、切边、冲孔热校正、热处理、清理、冷校正和检验。其中模锻是基本工序。
自由锻基本工序及主要工艺参数
（1）镦粗及其变形特点
镦粗是使毛坯高度减少，截面增大的工序。镦粗工序主要用于锻制齿轮、法兰等饼类锻件。
a.变形区域划分，I区称为难变形区；Ⅱ区称为大变形区。Ⅲ区称为小变形区。变形是极不均匀的。
b.变形区应力应变状态
c.不均匀变形引起组织不均匀、产生鼓凸
d.力-行程曲线呈单调增趋势
e.镦粗变形与毛坯尺寸关系密切 （2）拔长及其变形特点
拔长是使毛坯横截面减小，长度增加的工序。该工序主要用于制造轴类锻件或为后道工序制坯。 a. 变形受两端不变形金属的影响
b. 金属变形规律。适当减少送进量可提高拔长效率。 (3)主要工艺参数
相对压下量：
锻造比:
高径比:
相对送进量: 第七章
手工电弧焊
. 原理：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊法 手工电弧焊优缺点： 优点：
★ 简便灵活，适应性强 ★ 设备简单，易于移动 ★ 本成低 缺点：
◆ 对焊工操作技术要术高 ◆ 劳动条件差 ◆ 生产率低 埋弧自动焊
电弧在焊剂下燃烧进行焊接的方法，它是利用电气及机械装置控制送丝和移动电弧的一种焊接方法
焊剂：在焊接时被加热熔化形成熔渣，对熔化金属起保护和冶金作用，它是埋弧焊接过程中保证焊缝质量的重要材料 焊剂的作用： ● 保证电弧稳定燃烧
● 保证焊缝金属得到所需的成分和性能 ● 减少焊缝中产生气孔和裂纹的可能性 ● 有利成形和脱渣
● 不易吸潮并有一定的颗粒度和强度 ● 焊接时无有害物质析出 主要优缺点及应用范围 优点： ● 生产效率高；
● 焊缝成形美观，质量高； ● 劳动条件好； 缺点：
%
10001
0?-=
H H H ε1
0A A K =0
0D H h
l
●一般只适合于平焊及平角焊位置；
●设备复杂，灵活性不及手工电弧焊。
应用场合：
●适用于碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢及多种有色金属（Ni、Ti、Cu）焊接；
●特别适用于中厚板结构的长焊缝的焊接；
●也可以在金属表面堆焊耐磨或耐蚀合金。
钎焊
采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点但低于母材熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，连接焊件的方法。
电极
药皮
填充金属
焊条组成
工艺性能
焊芯冶金作用
保护作用
焊条型号的主要标准
GB/T983-1995《低合金钢焊条》
GB/T3670-1995《铜及铜合金焊条》
GB/T983-1995《不锈钢焊条》
GB/T13814-1992《镍及镍合金焊条》
JB/T6964-93《特细碳钢焊条》
焊芯的作用：作电极传导电流，产生电弧；做填充金属（调整成分）
药皮的作用: ①机械保护作用（气体和熔渣）；②冶金处理（熔渣）；③改善焊接工艺性（引弧容易燃烧稳定）。
钨极氩弧焊(Tungsten Inert—Gas Arc Welding TIG )
利用惰性气体作保护气体，电极用难熔金属（钨或钨合金）棒，焊件作为另一个电极。通过钨极与焊件之间产生的电弧加热和熔化焊件及填充金属，形成焊接接头
?各种电流TIG特点及应用（DC为直流AC是交流）
DC正接：
?w电极接电源负，发热量小，电极许用电流大。电极不易烧损，电弧稳定，应用广泛。
?工件接电源正，熔深大，生产率高。
DC反接：
?w电极接电流正，具有“阴极清理作用”。电极发热量大易烧损。
?工件接电源负，熔深浅，一般不推荐使用。
DC脉冲：
?采用可控的脉冲电流加热工件，输入热量小，工件变形小，可焊淬火倾问大的钢。
?特点
?优点：
?●氩气不和金属产生化学反应，又不溶于金属，且比空气重，能有效隔绝电弧和周围空气，保护效果好，焊接质量高；
?●焊接应力变形小；
?●熔池可见度好，便于控制，易于实现机械化、自动化和全位置焊接；
?●直流正接电弧稳定，小电流（＜10A）下仍可稳定燃烧，特别适用于薄板、超薄板焊接。
缺点：
●钨电极承受电流小，熔深浅，熔敷小，生产率低；
●Ar气贵，比手弧焊、埋弧焊、CO2焊成本高；
●对焊件表面清理要求严
。
3.应用：
?除低熔点（低沸点）和易蒸发的Pb、Sn、Zn不能焊外，几乎可焊所有金属
?厚壁压力容器及管道要求焊透焊缝的打底焊
?厚板窄间隙对接接头的多层或多层多道焊
电阻焊
焊件组合后通过电极施加压力，利用电流流过接头的接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到融化或塑性状态,使之在压力条件下形成接头的焊接方法。
熔化极气体保护焊
可分为：
?熔化极惰性气体保护焊（Metal Inert-Gas Arc Welding MIG）
?熔化极活性气体保护焊（Metal Active-Gas Arc Welding MAG)
.基本原理：用连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属，通过焊枪喷嘴输送保护气体。
优点：
●采用气、渣联合保护，电弧稳定，飞溅小，成形好
●熔敷效率、生产率较高
●可焊材料广
●有更强的抗气孔性能
缺点：
●成本高
●对送丝机构要求高
●焊丝外皮易生锈中焊，焊丝剂易吸潮
多用于半自动焊。主要用干碳钢、低合金钢、不锈钢和铸铁
焊接过程中改善凝固组织，防止粗晶产生的主要措施
1、变质处理焊接时通过焊接材料向熔池中加入一些细化晶粒的元素，使焊缝晶粒细化，强度
和韧性提高；
2、振动结晶通过振动，使柱状晶破碎，增大晶粒游离倾向，使晶粒细化；
3、优化焊接工艺参数保持一定的电弧热功率，增大焊接速度从而降低线能量使晶粒细化，或
线能量不变而提高焊接速度使晶粒细化。
二氧化碳气体保护焊防止飞溅的主要措施：
①正确选择焊接规范参数②颗粒过度焊接时在气体中加入Ar
③在焊接回路中串联大的电感④采用低飞溅率焊丝
二氧化碳气体保护焊用二氧化碳气体作为保护气体有何可行性：
①二氧化碳有氧化性，使金属氧化后方便脱氧，只要含有足够的脱氧剂
②二氧化碳密度大，保护效果好，同时成本比较低
③二氧化碳有取氢的作用，防止氢气孔和裂纹的产生。
塑性变形对金属组织和性能的影响;
1 改善晶粒组织
2 锻合内部缺陷
3 破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布
4 形成纤维组织
多晶体的塑性变形特点：
1晶粒越细，变形抗力就越大。
2 晶粒越细，塑性提高
3不同位向的晶粒之间先后进行滑移,相互协调。
多晶体的塑性变形是由：许多单个晶粒产生塑性变形的综合结果。它包括晶内变形（滑移、挛晶）和晶间变形（晶粒之间滑动和转动）
热塑性变形对金属组织和性能的影响
1、改善晶粒组织
经热塑性变形可获得均匀细小的再结晶组织，从而获得较好的综合机械性能。
2、压合内部缺陷
铸态金属中的缺陷如疏松、空隙和微裂纹等，经过热塑性变形后被压实，致密度得到提高。
3、形成纤维状组织
随着变形程度的增加，内部粗大的树状枝晶沿主变形方向伸长，晶间富集的杂质和非金属夹杂物的走向也逐渐趋于与主变形方向一致，呈现纤维状。
4、改善碳化物和夹杂物分布
可以使碳化物和夹杂物被击碎，并均匀分布在基体中，削弱了对基体的破坏作用。
5、改善偏析
在热塑性变形中，通过枝晶破碎和扩散，可使铸态金属的偏析略有改善，铸件的力学性能得到提高。
金属型铸造：液态金属在重力作用下浇入金属铸型获得铸件的铸造方法。金属型可以反复使用，故金属型铸造又称“永久型铸造”。
金属型的结构有整体式；水平分型式；垂直分型式；复合分型式。
.金属型的铸造工艺：a金属型应保持合理的工作温度；b喷刷涂料；c控制开型时间；d提高浇注温度和防止铸铁件产生“白口”；
金属型铸造的特点及应用：a实现了一型多铸；b金属型铸件的尺寸精度高，表面质量好；c金属型冷却速度快；d铸件质量较稳定，废品率低。
金属型铸造的缺点：金属型制造成本高，周期长，铸造工艺要求严格，不适合单件，小批量生产；由于金属型冷却速度快，不宜铸造形状复杂和大型薄壁件。
.熔模铸造：液态金属在重力作用下浇入由蜡模熔失后形成的中空型壳中成形，从而获得精密铸件的方法称为熔模铸造或失蜡铸造。
熔模铸造的工艺过程：a制造蜡模（压型制造；蜡模压制；蜡模组装配）b制壳（浸涂料；撒砂；硬化，风干；）c脱蜡；d焙烧和浇注；
熔模制造的特点及应用：a铸件精度高，表面光洁；b可铸出形状复杂的薄壁铸件，铸件上的凹槽，小孔均可直接铸出；c铸造合金种类不受限制，单件小批，成批，大量生产均可适用。
压力焊：是通过加热等手段使金属达到塑性状态，然后对焊件施加压力使其发生塑性变形，经过再结晶和扩散等作用，形成焊接接头的焊接方法。可分为（1）电阻焊（2）摩擦焊
电阻焊：点焊，缝焊，对焊。
（1）点焊：分流现象点焊第二个焊点时，有一部分电流会流经已经焊好的焊点。分流现象会致使焊接处电流减少，影响焊接质量。
（2）对焊：A电阻焊的特点：焊接操作简便，生产效率高，接头较光滑，但焊前对被焊工件的断面加工和清理要求较高，否则易造成加热不均，结合面易受空气侵袭，发生氧化。夹杂焊接质量不易保证。B闪光焊的特点：由于闪光作用，派出了氧化物和杂质，接头质量好，强度高，对断面加工要求较低。但闪光焊耗电量大，金属损耗多，接头处焊后有毛刺。
摩擦焊的特点及应用：1接头质量好且稳定2焊接生产效率高3焊件尺寸精度高4成本低5劳动条件好
钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，将焊件和钎料加热，只使钎料熔化而钎件不熔化，利用液态钎料填充间隙，浸润母材料并与目材料相互扩散实现连接的方法。
钎焊时不仅需要一定性能的钎料，一般还要使用钎剂。
钎焊的过程：浸润；铺展；连接。
钎焊分类（根据所需材料的熔点不同）：硬钎焊；软钎焊；
钎焊的接头形式：由于钎焊接头的强度与结合面大小有关，钎焊的接头一般采用板料搭接和套件镶接，以增加接头强度。
焊接结构与工艺设计
1.焊接方法：气焊；焊条电弧焊；埋弧自动焊；二氧化碳保护焊；氩弧焊；电渣焊；等离子焊；电子束焊；
点焊；缝焊；
2.焊接接口根据被焊件的相互位置有四种基本形式：对接接头；T形接头；搭接接头；角接接头。
3.对接接头常采用的坡口形式：I形坡口（不开坡口），V形坡口；X形坡口；U形坡口；双U形坡口。
4.焊缝的布置：a焊缝位置应便于操作；b焊缝尽量分散，避免密集交叉；c焊缝尽量对称分布；d焊缝布置
应避开最大应力和应力集中位置，e焊缝应尽量远离机械加工表面
铸造成型:通过向模型中浇注金属液而获得一定尺寸大小和几何形状一种凝固成型方法。
落料及冲孔：落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。
冲孔：把坯料内的材料以封闭的轮廓和坯料分离开来，得到带孔制件的冲压方法。
利用冲裁模在冲床上使板料沿一定的封闭曲线进行分离的工序，叫冲裁。冲裁后，若封闭曲线以内的部分是制件时称为落料，反之，若封闭曲线以外的部分是制件时，称为冲孔。
材料成型与加工复习详细版
材料成型与加工复习 一、填空题 （1）聚合物加工通常包括两个过程，其一是：使原材料产生变形或流动并取得所需要的形状，其二是：设法保持取得的形状 （2）聚合物所具有的四种加工性质是：可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性。P3 （3）物料的混合有扩散、对流、剪切三种基本运动形式，聚合物成型时熔融物料的混合以剪切运动形式为主。 （4）单螺杆挤出机的基本结构包括：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模五部分P119 （5）挤出成型工艺过程大体相同，其程序为物料干燥、挤出成型、制品的定型与冷却、制品的牵引与卷取，有时还包括制品的后处理。P113 （6）注塑机的基本结构由注射系统、锁模系统和模具三部分组成。P137 （7）橡胶塑炼的实质是使橡胶分子链断裂，降低大分子长度。P207 （8）碳黑在橡胶中分散分三个阶段，分别是第一阶段：润湿；第二阶段：分散；第三阶段：生胶的电化学降解。 （9）成纤聚合物的纺丝过程是在粘流态进行的，而加工过程是在高弹态进行的。 （10）热敏性的PVC宜用深螺槽；熔体粘度低和热稳定性较高的PA宜用浅螺槽螺杆 二、名词解释： 1．均相成核 又称散线成核，是纯净的聚合物中由于热起伏而自发地生成晶核的过程。过程中晶核密度能连续上升。 2．异相成核 又称瞬时成核，是不纯净的聚合物中某些物质（如成核剂，杂质或加热时未完全熔化的残余结晶）起晶核作用成为结晶中心，引起晶体生长过程，过程中晶核密度不发生变化。 3．二次结晶 是在一次结晶完了后在一些残留的非晶区域和晶区不完整部分即晶体间的缺陷或不完善区域，继续进行结晶和进一步完整化过程。聚合物的二次结晶速度很慢。4．后结晶 聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域在加工后的继续结晶的过程，它发生在球晶的界面上，并不断形成新的结晶区域，使晶体进一步长大，是加工中初始结晶的继续。 5．热处理（退火） 为一松弛过程，通过适当的加热能促使分子链段加速重排以提高结晶度和使晶体结构趋于完善。 6．淬火： 是一种很快冻结大分子及链段欲动以防止结晶的过程。
材料成型设备复习题
题型 填空1×20=20 名词解释2×5=10 简答题6×6=36 计算说明12×2=24 分析题10×1=10 名词解释 1.标称压力滑块距下死点某一特定距离（标称压力行程）时滑块上所容许承受的最大 作用力 2.标称压力角与标称压力行程对应的曲柄转角 3.滑块行程指滑块从上死点至下死点所经过的距离，其值是曲柄半径的两倍 4.封闭高度指滑块处于下死点时，滑块下表面与压力机工作台上表面的距离 5.注射压力（一次压力）：为了克服熔料流经喷嘴流动型腔流动阻力，螺杆（或柱塞）对 熔料施加的力。 6.保压压力（二次压力）：为了生产出质量致密的制件，对熔料还需保持一定的压力以进 行补缩，螺杆作用于熔料的压力 7.注射速率：将公称注射量的熔料在注射时间内注射出去，单位时间内所能达到的体积 流量 8.背压：克服螺杆后退的运动阻力 9.理论注射量：在对空注射条件下，注射机作一次最大行程注射时，注射装置所能注射 出的聚氯乙烯（ps）熔料的体积。 简答题 1、充液增压式合模装置 适用于大吨位注射机，该装置有三种液压缸，分别是增压液压缸、合模液压缸和移模液压缸 增压液压缸使合模液压缸内的油增压 合模液压缸直径大 移模液压缸小直径长行程 2、液压机的工作原理 根据静态下密闭容器中液体压力等值传递的帕斯卡原理，利用小柱塞上较小的作用力在大柱塞上产生很大的力。 3、梁柱组合式立柱与横梁的连接形式及特点 双螺母式——通过四个内外螺母与上下横梁固定在一起。 特点：加工、维修方便，被普遍采用；但螺母易松动。 锥台式——通过两个外螺母及立柱上的内锥台与上下横梁固定在一起。 特点：刚性较好，可防止横梁与立柱相对水平运动； 但锥台加工困难，尺寸公差要求高，精度难保证； 锥套式——通过与立柱分离的锥形套来代替下横梁的内螺母或锥台。 特点：多用于大型液压机。 4、双柱下拉式的结构和特点 结构：由两根立柱及上下横梁组成一个可动的封闭式框架，工作缸安装在下横梁上，工作柱塞固定在不动的固定梁上。固定梁上还装有立柱的导套和回程缸，立柱按对角线布置。
材料成型技术基础复习重点
1.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 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。 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 钢的牌号和分类 影响铸铁石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 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。 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，用以提高强度和韧性等。 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。 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在大于晶粒尺度的大范围内产生的成分不均匀的现象 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。 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。 金属塑性成形特点
材料成型工艺基础部分复习题答案
材料成型工艺基础（第三版）部分课后习题答案 第一章 ⑵.合金流动性决定于那些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？ 答：①合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。决定于合金的化学成分、结晶特性、粘度、凝固温度围、浇注温度、浇注压力、金属型导热能力。 ②合金流动性不好铸件易产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣、縮孔缺陷的间接原因。 ⑷.何谓合金的收縮？影响合金收縮的因素有哪些？ 答：①合金在浇注、凝固直至冷却至室温的过程中体积和尺寸縮减的现象，称为收縮。 ②影响合金收縮的因素：化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 ⑹.何谓同时凝则和定向凝则？ 答：①同时凝则：将浇道开在薄壁处，在远离浇道的厚壁处出放置冷铁，薄壁处因被高温金属液加热而凝固缓慢，厚壁出则因被冷铁激冷而凝固加快，从而达到同时凝固。 ②定向凝则：在铸件可能出现縮孔的厚大部位安放冒口，使铸件远离冒口的部位最先凝固，靠近冒口的部位后凝固，冒口本身最后凝固。 第二章 ⑴.试从石墨的存在和影响分析灰铸铁的力学性能和其他性能特征。 答：石墨在灰铸铁中以片状形式存在，易引起应力集中。石墨数量越多，形态愈粗大、分布愈不均匀，对金属基体的割裂就愈严重。灰铸铁的抗拉强度低、塑性差，但有良好的吸震性、减摩性和低的缺口敏感性，且易于铸造和切削加工。石墨化不充分易产生白口，铸铁硬、脆，难以切削加工；石墨化过分，则形成粗大的石墨，铸铁的力学性能降低。 ⑵.影响铸铁中石墨化过程的主要因素是什么？相同化学成分的铸铁件的力学性能是否相同？ 答：①主要因素：化学成分和冷却速度。 ②铸铁件的化学成分相同时铸铁的壁厚不同，其组织和性能也不同。在厚壁处冷却速度较慢，铸件易获得铁素体基体和粗大的石墨片，力学性能较差；而在薄壁处，冷却速度较快，铸件易获得硬而脆的白口组织或麻口组织。 ⑸.什么是孕育铸铁？它与普通灰铸铁有何区别？如何获得孕育铸铁？ 答：①经孕育处理后的灰铸铁称为孕育铸铁。 ②孕育铸铁的强度、硬度显著提高，冷却速度对其组织和性能的影响小，因此铸件上厚大截面的性能较均匀；但铸铁塑性、韧性仍然很低。 ③原理：先熔炼出相当于白口或麻口组织的低碳、硅含量的高温铁液，然后向铁液中冲入少量细状或粉末状的孕育剂，孕育剂在铁液中形成大量弥散的石墨结晶核心，使石墨化骤然增强，从而得到细化晶粒珠光体和分布均匀的细片状石墨组织。 ⑻.为什么普通灰铸铁热处理效果没球墨铸铁好？普通灰铸铁常用热处理方法有哪些？目的是什 么？ 答：①普通灰铸铁组织中粗大的石墨片对基体的破坏作用不能依靠热处理来消除或改进；而球墨铸铁的热处理可以改善其金属基体，以获得所需的组织和性能，故球墨铸铁性能好。 ②普通灰铸铁常用的热处理方法：时效处理，目的是消除应力，防止加工后变形；软化退火，目的是消除白口、降低硬度、改善切削加工性能。 第三章 ⑴．为什么制造蜡模多采用糊状蜡料加压成形，而较少采用蜡液浇铸成形？为什么脱蜡时水温不应达到沸点？ 答：蜡模材料可用石蜡、硬脂酸等配成，在常用的蜡料中，石蜡和硬脂酸各占50%，其熔点为50℃~60℃，高熔点蜡料可加入塑料，制模时，将蜡料熔为糊状，目的除了使温度均匀外，对含填充料的蜡料还有防止沉淀的作用。
高分子材料成型加工考试重点复习内容
第二章高分子材料学 1、热固性塑料：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。受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构是由线型分子变为体型结构。举例：PF、UF、MF 2、热塑性塑料：受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化成型。再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构是线型高分子。举例：PE聚乙烯，PP聚丙烯，PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料：是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料：具有较好的力学性能，拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例：PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷：Tc=Tmax，结晶度提高，球晶大。透明度不好，强度较大。 6、骤冷（淬火）：Tc
8、二次结晶：是指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域，继续结晶并逐步完善的过程。 9、后结晶：是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。 第三章添加剂 1、添加剂的分类包括工艺性添加剂（如润滑剂）和功能性添加剂（除润滑剂之外的都是，如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂） 2、稳定剂：防止或延缓高分子材料的老化，使其保持原有使用性能的添加剂。针对热、氧、光三个引起高分子材料老化的主要因素，可将稳定剂分为热稳定剂、抗氧剂（防老剂）、光稳定剂。 热稳定剂是一类能防止高分子材料在成型加工或使用过程中因受热而发生降解或交联的添加剂。主要用于热敏性聚合物（如PVC聚氯乙烯树脂），是生产PVC塑料最重要的添加剂。 抗氧剂是可抑制或延缓高分子材料自动氧化速度，延长其使用寿命的物质。 光稳定剂是指可有效抑制光致降解物理和化学过程的一类添加剂。 3、热稳定剂分为
材料成形技术基础(杨大壮编)知识点总复习
材料成形技术基础知识点复习-杨大壮按照制造前后质量变化情况,现代制造过程分类一般分为质量不变过程,质量减少过程,质量增加过程。机械制造技术是以设计为心的产品技术和以工艺为核心的过程技术构成的。 1、液态金属充满铸型型腔,获得完整、轮廓清晰的铸件的能力称为液态金属充填铸型能力。流动性指熔融金属的流动能力。一般用铸件最小壁厚来表征液态金属的充型能力,用螺旋形试样长短来表征液态金属的流动性。 2、影响液态金属充型能力的因素有金属的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 3、收缩的定义及铸造合金收缩过程(液态、凝固、固态)铸件在液态、凝固和固态冷却过程所产生的体积和尺寸减小现象称为收缩。液态金属浇入铸型后,从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩,凝固收缩,固态收缩三个互相关联的收缩阶段。 4、液态金属凝固过程,由于液态收缩和凝固收缩,往往在铸件最后凝固的部位出现大而集的孔洞,称缩孔;细小而分散的孔洞称分散性缩孔,简称缩松。缩孔产生的基本原因是液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值且得不到补偿。缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域、两壁相交处等热节处。基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶,铸件由表及里逐层凝固。缩松产生的基本条件是金属的结晶温度范围较宽,
呈体积凝固方式。缩松常存在于铸件的心区域、厚大部位、冒口根部和内浇道附近。防止方法:①采用顺序凝固原则②加压补缩 5、铸件在凝固和随后的冷却过程,固态收缩收到阻碍而引起的内应力,称为铸造应力。分类(形成原因):热应力(残余),相变应力,机械阻碍应力(临时)防止和减小的措施:①合理设计铸件结构②尽量选用线收缩率小、弹性模量小的合金③采用同时凝固的工艺④合理设置浇冒口,缓慢冷却⑤若铸件已存在残余应力,可采用人工时效自然时效或振动时效等方法消除产生的缺陷(热裂、冷裂、变形)6/主要气体(H2、N2、O2)金属在熔炼过程会溶解气体。在浇注过程,因浇包未烘干、铸型浇铸系统设计不当,铸型透气性差以及浇注速度控制不当或型腔内气体不能及时排出等,都会使气体进入金属液,增加金属气体的含量,这就构成了金属的吸气性。过程:①气体分子撞击到金属液表面②在高温金属液表面上气体分子离解为原子状态③气体原子根据与金属元素之间的亲和力大小,以物理吸附方式或化学吸附方式吸附在金属表面④气体原子扩散进入金属液内部7、铸件凝固后,截面上不同部位以至晶粒内部产生化学成分不均匀现象称为偏析。宏观偏析(区域偏析):成分不均匀现象表现在较大尺寸范围,主要包括正偏析和逆偏析。微观偏析:微小范围内的化学成分不均匀现象,一般在一个晶粒尺寸范围左右,包括晶内偏析(枝晶偏析)和晶界偏析。正偏析:如果是溶质的分配系数K>1的合金,固液界面的液相溶质减少,因此越是后来结晶的固相,溶质的浓度越
《材料成形技术基础》习题集答案
填空题 1．常用毛坯的成形方法有铸造、、粉末冶金、、、非金属材料成形和快速成形. 2.根据成形学的观点,从物质的组织方式上,可把成形方式分为、、 . 1．非金属材料包括、、、三大类. 2．常用毛坯的成形方法有、、粉末冶金、、焊接、非金属材料成形和快速成形作业2 铸造工艺基础 2-1 判断题（正确的画O，错误的画×） 1．浇注温度是影响铸造合金充型能力和铸件质量的重要因素。提高浇注温度有利于获得形状完整、轮廓清晰、薄而复杂的铸件。因此，浇注温度越高越好。（×） 2．合金收缩经历三个阶段。其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的基本原因，而固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（O） 3．结晶温度范围的大小对合金结晶过程有重要影响。铸造生产都希望采用结晶温度范围小的合金或共晶成分合金，原因是这些合金的流动性好，且易形成集中缩孔，从而可以通过设置冒口，将缩孔转移到冒口中，得到合格的铸件。（O） 4．为了防止铸件产生裂纹，在零件设计时，力求壁厚均匀；在合金成分上应严格限制钢和铸铁中的硫、磷含量；在工艺上应提高型砂及型芯砂的退让性。（O） 5．铸造合金的充型能力主要取决于合金的流动性、浇注条件和铸型性质。所以当合金的成分和铸件结构一定时；控制合金充型能力的唯一因素是浇注温度。（×） 6．铸造合金在冷却过程中产生的收缩分为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。共晶成分合金由于在恒温下凝固，即开始凝固温度等于凝固终止温度，结晶温度范围为零。因此，共晶成分合金不产生凝固收缩，只产生液态收缩和固态收缩，具有很好的铸造性能。（×）7．气孔是气体在铸件内形成的孔洞。气孔不仅降低了铸件的力学性能，而且还降低了铸件的气密性。（O） 8．采用顺序凝固原则，可以防止铸件产生缩孔缺陷，但它也增加了造型的复杂程度，并耗费许多合金液体，同时增大了铸件产生变形、裂纹的倾向。（O） 2-2 选择题 1．为了防止铸件产生浇不足、冷隔等缺陷，可以采用的措施有（D）。 A．减弱铸型的冷却能力； B．增加铸型的直浇口高度； C．提高合金的浇注温度； D．A、B和C； E．A和C。 2．顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（D），而同时凝固适合于（B）。 A．吸气倾向大的铸造合金； B．产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C．流动性差的铸造合金； D．产生缩孔倾向大的铸造合金。 3．铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（D）；消除铸件中机械应力的方法是（C）。 A．采用同时凝固原则； B．提高型、芯砂的退让性； C．及时落砂； D．去应力退火。 4．合金的铸造性能主要是指合金的（B）、（C）和（G）。 A．充型能力；B．流动性；C．收缩；D．缩孔倾向；E．铸造应力；F．裂纹；G.偏析；H.气孔。
材料成型工艺基础考试复习要点精编版
材料成型工艺基础考试 复习要点 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
材料成型工艺基础 复习资料 13上午九到十一点 一号公教楼407 1铸件的凝固方式及其影响因素 凝固方式：（l）逐层凝固方式 （2）糊状凝固方式 （3）中间凝固方式 影响因素：（l)合金的结晶温度范围：结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳 钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。 （2）逐渐的温度梯度：在合金的结晶温度范围已定时，若铸件的温度梯度↑由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。 2铸造性能含义及其包括内容，充型能力含义，影响合金流动性因素（合金种类、成分、浇注条件、铸型条件） 铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、 合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等 充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。 影响合金流动性因素：（l)合金的种类。灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次 之，铸钢最 差。
（2）合金的成分。同种合金，成分不同，其结晶特点不 同，流动性也不同。 （3）浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好； 温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。 在保证充型能力的前提下温度应尽量低。 生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温 度， （4） l.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差 2．铸型温度越高，充型能力越好 3．铸型中的气体阻碍充型 3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段 l.收缩。合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。 合金的收缩过程可分为三阶段（l）液态收缩 （2）凝固收缩 （3）固态收缩 缩孔（1）形成条件：金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。（2）产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。 （3）形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。 缩松（1）形成条件：形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度范 围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，
材料成型设备复习资料--课后习题部分
第二章 2-1、曲柄压力机由那几部分组成？各部分的功能如何？ 答：曲柄压力机由以下几部分组成：1、工作机构。由曲柄、连杆、滑块组成，将旋转运动 转换成往复直线运动。2、传动系统。由带传动和齿轮传动组成，将电动机的能量传输至工作机构。3、操作机构。主要由离合器、制动器和相应电器系统组成，控制工作机构的运行状态，使其能够间歇或连续工作。4、能源部分。由电动机和飞轮组成，电动机提供能源，飞轮储存和释放能量。5、支撑部分。由机身、工作台和紧固件等组成。它把压力机所有零部件连成一个整体。6、辅助系统。包括气路系统、润滑系统、过载保护装置、气垫、快换模、打料装置、监控装置等。提高压力机的安全性和操作方便性 2-2、曲柄压力机滑块位移、速度、加速度变化规律是怎样的？它们与冲压工艺的联系如何？ 答：速度的变化规律为正弦曲线，加速度的变化规律为余弦曲线，位移的变化规律为 滑块位移与曲柄转角的关系：??????-+ -=)2cos 1(4)cos 1(S αλαR 滑块速度与曲柄转角的关系：)2sin 2R(sin v αλαω+ = 滑块速度与转角的关系：)2cos (cos a 2αλαω+- =R 曲轴受转矩：)2sin 2sin (αλα+=FR M L 2-5装模高度的调节方式有哪些？各有何特点？ 1. 调节连杆长度。该方法结构紧凑，可降低压力机的高度，但连杆与滑块的铰接处为球头， 且球头和支撑座加工比较困难，需专用设备。螺杆的抗弯性能亦不强。 2. 调节滑块高度。柱销式连杆采用此种结构，与球头式连杆相比，柱销式连杆的抗弯强度 提高了，铰接柱销的加工也更为方便，较大型压力机采用柱面连接结构以改善圆柱销的受力。 3. 调节工作台高度。多用于小型压力机。 2-7、开式机身和闭式机身各有何特点？应用于何种场合？P26 1. 开式机身：操作空间三面敞开，工作台面不受导轨间距的限制，安装、调整模具具有较 大的操作空间，与自动送料机构的连接也很方便。但由于床身近似C 形，在受力变形时产生角位移和垂直位移，角位移会加剧模具磨损和影响冲压力质量，严重时会折断冲头。开式机身多用于小型压力机。 2. 闭式机身：形成一个对称的封闭框形结构，受力后仅产生垂直变形，刚度比开式机身好。 但由于框形结构及其它因素，它只能前后两面操作。整体机身加工装配工作量小，需大型加工设备，运输和安装困难。但采用组合机身可以解决运输和安装方面的困难。闭式机身广泛运用于中大型压力机。 2-9、转键离合器的操作机构是怎样工作的?它是怎样保证压力机的单次操作？P28 答：单次行程：先用销子11将拉杆5与右边的打棒3连接起来，后踩下踏板使电磁铁6通 电，衔铁7上吸，拉杆向下拉打棒，离合器接合。 在曲轴旋转一周前，由于凸块2将打棒向右撞开，经齿轮带动关闭器回到工作位置挡住尾板，迫使离合器脱开，曲轴在制动器作用下停止转动，滑块完成一次行程.
材料成型技术基础试题答案
《材料成形技术基础》考试样题答题页 （本卷共10页） 、判断题（每题分，共分，正确的画“O ”，错误的打“X ”） 、选择题（每空1分，共38分） 三、填空（每空0.5分，共26分） 1.( 化学成分) ( 浇注条件) ( 铸型性质) 2.( 浇注温度) 3.( 复杂) ( 广) 4.( 大) 5.( 补缩) ( 控制凝固顺序)6.( 球铁) ( 2 17% ) 7.( 缺口敏感性) ( 工艺)8.( 冷却速度) ( 化学成分) 9.( 低) 10.( 稀土镁合金)11.( 非加工)12.( 起模斜度) ( 没有) 13.( 非铁) ( 简单)14.( 再结晶)15.( 变形抗力) 16.( 再结晶) ( 纤维组织)17.( 敷料) ( 锻件公差) 18.( 飞边槽)19.( 工艺万能性)20.( 三) ( 二） 21.( -二二) ( 三)22.( 再结晶退火)23.( 三） 24.( -二二)25.( 拉) ( 压)26.( 化学成分) ( 脱P、S、O )27.( 作为电极) ( 填充金属)28.( 碱性) 29.( 成本) ( 清理)30.( 润湿能力)31.( 形成熔池) （达到咼塑性状态) ( 使钎料熔化)32.( 低氢型药皮) ( 直流专用)
Ct 230 图5 四、综合题（20分） 1、绘制图5的铸造工艺图（6分） ? 2J0 环O' 4 “ei吋 纯 2、绘制图6的自由锻件图，并按顺序选择自由锻基本工序（6 分）。 O O 2 令 i 1 q―1 孔U 400 圈6 3、请修改图7?图10的焊接结构，并写出修改原因。 自由锻基本工序： 拔长、局部镦粗、拔长 图7手弧焊钢板焊接结构（2 分）图8手弧焊不同厚度钢板结构（2 分） 修改原因：避免焊缝交叉修改原因：避免应力集中（平滑过 度）
西南交通大学 材料成型技术基础复习纲要
第一篇 金属铸造成形工艺 一.掌握铸造定义与实质及其合金的铸造性能。 A铸造：将熔融金属浇入铸型型腔， 经冷却凝固后获得所需铸件的方法。 B铸造实质：液态成形。 C合金：两种或两种以上的金属元素、或金属与非金属元素（碳）熔和在一起，所构成具有金属特性的物质。 D合金的铸造性能：是指合金在铸造过程中获得尺寸精确、结构完整的铸件的能力，流动性和收缩性是合金的主要铸造工艺特性。 二.掌握合金的充型能力及影响合金充型能力的因素。 A合金的充型能力：液态合金充满铸型，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 B影响合金充型能力的因素： （1）铸型填充条件 a. 铸型材料； b. 铸型温度； c. 铸型中的气体 （2）浇注条件 a. 浇注温度（T） T 越高（有界限），充型能力越好。 b. 充型压力 流动方向上所受压力越大， 充型能力越好。 （3）铸件结构
结构越复杂，充型越困难。 三.掌握合金收缩经历的三个阶段及其铸造缺陷的产生。 A合金的收缩：合金从浇注、凝固、冷却到室温，体积 和尺寸缩小的现象。 B合金收缩的三个阶段： （1）液态收缩 合金从 T浇注→ T凝固开始 间的收缩。 （2）凝固收缩 合金从 T凝固开始→T凝固终止 间的收缩。 液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松缺陷的基本原因。 （3）固态收缩（易产生铸造应力、变形、裂纹等。） 合金从 T凝固终止→T室 间的收缩。 四.了解形成铸造缺陷（缩孔，缩松）的主要原因及其防止措施。 A产生缩孔和缩松的主要原因：液态收缩 和 凝固收缩 导致。 B缩孔形成原因：收缩得不到及时补充； 缩松形成原因：糊状凝固，被树枝晶体分隔区域难以实现补缩。 C缩孔与缩松的预防： （1）定向凝固，控制铸件的凝固顺序； （2）合理确定铸件的浇注工艺 五.掌握铸件产生变形和裂纹的根本原因。 铸件产生变形和裂纹的根本原因：铸造内应力（残余内应力） 六.掌握预防热应力的基本途径。 预防热应力的基本途径：缩小铸件各部分的温差，使其均匀冷却。借助于冷铁使铸件实现同时凝固。
材料成型技术基础复习重点资料讲解
材料成型技术基础复 习重点
1.1 1.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，用以提高强度和韧性等。 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
材料成型设备期末复习
第一章连续铸造设备： 1. 连续铸造：将液态金属通过连铸机浇铸、凝固成形、切割而直接得到铸坯的新工艺、新技术。 2. 连铸机的分类： （1）按台、机、流分：?台钢包；?铸机驱动系统（机）；?流。 （2）按结晶器类型分：固定式、随动式。 （3）按连铸机型分：立式连铸、立弯式连铸、直结晶器立弯式、结晶器弧形、全弧形连铸、多半径椭圆形连铸、水平连铸、轮带式连铸、履带式连铸等。 （4）按铸坯弯曲矫直方式分：单点矫直连铸机、多点弯矫连铸、连续弯矫连铸（又分固定辊和浮动辊两类）、渐进矫直连铸（又称固定辊连续矫直连铸）等。 （5）按铸造材料：连续铸钢、连续铸铝、连续铸镁、特殊钢连铸、不锈钢板坯（方坯）连铸、合金钢板坯（方坯）连铸等。 （6）按所浇铸的断面形状分：板坯连铸、带坯连铸、小方坯连铸、大方坯连铸、圆坯连铸、异型（如，工字形、八角形）断面坯连铸、板方坯兼容连铸（板方坯复合连铸）。 （7）按照铸坯厚度分： 常规板坯连铸<150mm中厚度板坯连铸90～150mm薄板坯连铸40～70(90)mm; 带坯连铸～25mm 薄带连铸～10mm极薄带连铸<3mm,最薄可达0.15～0.3mm （8）按是否接近最终产品形状分：传统连铸、近终形连铸。 3. 传统连铸设备的组成：钢包、中间包、结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等组成。 4. 传统连铸过程：钢水→钢包（二次精炼）→中间包→打开塞棒或滑动水口（或定径水口）→水冷结晶器（引锭杆头封堵）→凝成钢壳→启动拉坯机和结晶器振动装置→带液芯铸坯进入弧形导向段→喷水强制冷却→矫直→切割→出坯。 5. 立式、弧形、水平连铸机的特点。 立式连铸机的特点： （1）钢水在结晶器内，四周冷却条件相同，易于调节控制，钢水中各种非金属夹杂物易于上浮，铸坯内夹杂物少，横断面结晶组织对称。 （2）连铸机主体设备结构简单、不需矫直装置。 （3）铸坯在结晶凝固过程中，不受机械外力作用，有利于获得更好质量。 （4）由于机身很高，钢水静压力大，极易产生鼓肚变形，设备维修不方便，投资较多。 （5）铸坯定尺长度受到限制，随着生产率的提高，需增大铸坯尺寸，提高拉速，这就需要提高立式连铸机的高度，使其缺点更加突出，从而使立式连铸机的发展受到限制。 弧形连铸机的特点： （1）机身高度低，为立式连铸机的1/3，克服了立式连铸机的部分缺点。 （2）水平出坯，定尺长度不受限制，有利于高速浇铸。 （3）钢水在圆弧中进行凝固，夹杂物上浮受到阻碍，并容易向内弧富集，造成夹杂物偏析，占地面积比立式连铸机大。 （4）铸机中与弧形有关设备的制造、安装、对弧等均比较麻烦。 水平连铸机的特点： （1）连铸机各单体设备完全在地面上水平布置，机身高度很低（高度小于或等于3m）。钢水静压力小，利于结晶凝固，特别是从钢水到成坯的全过程不受弯曲和矫直等机械外力作用，裂纹明显减少。 （2）连铸机结构简单，重量轻（比普通弧形连铸机约轻43%-45%），投资和维护成本大幅降低，一次投资省50%以上。 （3）由于中间包和结晶器直接相连，钢水完全在封闭系统内流动和凝固，易于实现无氧化浇铸，铸坯质量好。 （4）目前只能浇铸较小断面的铸坯，只适宜生产小批量的钢坯，特别是特殊钢铸坯。 6. 连铸机的组成、各组成部分的构造、功能、类型。 （1）连铸机的组成：钢包、中间包、结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等组成。 （2）以结晶器为例，说明其构造、功能、类型。 结晶器的构造：内外结构，内部为导热性好的铜模，外部为钢质外壳。 结晶器的功能：是一个水冷的铜模，是连铸机中的“心脏“部件，钢水在结晶器内冷却，初步凝固成型，并具有一定厚度的坯壳。 对结晶器性能的要求：良好的导热性和刚性，不易变形，重量轻，内表面耐磨性要好。 结晶器的分类：按内断面分：直形结晶器和弧形结晶器；按结构分：管式、组合式。 8. 连铸连轧：由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，无需清理和再加热（但需经短时均热和保温处理）而直接轧制成材，这样把“铸”和“轧”直接连成一条生产线的工艺流程。 9. CSP、ISP、FTSC或FTSRQ、CONROLL等典型连铸连轧工艺及特点。 （1）CSP称为紧凑式热带生产工艺。特点：采用漏斗形结晶器以便浸入式水口容易插入结晶器；可浇铸50mm厚的板坯；流程短、生产简便稳定、产品质量好、市场竞争力强等。（2）ISP称为在线热带生产工艺。特点：采用平行结晶器和液芯压下技术。 （3）FTSC或FTSRQ称为生产高质量产品的灵活性薄板坯轧制工艺。特点：可提供表面和内部质量、力学性能、化学成分均优的汽车工业用热轧带卷。 （4）CONROLL与CSP工艺相似，奥钢联工程技术公司开发，用以生产不同钢种高质量的热轧带卷。特点：具有生产率高、产品价格便宜的优势。 10. 连续铸轧：将熔融金属由高温陶瓷喷嘴导入内部通有冷却水的旋转两轧辊的辊缝间，直接轧辊做结晶器，一边凝固一边轧制，直接获得20mm以下至几毫米厚的薄带坯。。 第二章轧制机械设备概论： 1. 轧机机械设备分类：主要设备-轧机和辅助设备-除轧机以外的其它设备。 2. 轧机定义：以实现金属在旋转的轧辊之间依靠轧制压力作用而发生塑性变形的机械设备。 3. 轧机的分类：有按用途、结构、布置三种分类方法。按用途：型材轧机、板带轧机、管材轧机、特殊用途轧机；按布置形式：水平配置、垂直配置、倾斜配置；按工作机座中轧辊数目：二辊、三辊、四辊和多辊轧机。 4. 轧机机械设备的辅助设备：切断设备、矫直设备、控制轧件尺寸与形状的设备、表面加工设备、改善组织性能设备、输送设备、包装设备。 5. 轧机的工作机座：轧辊、轧辊轴承、轧辊调整装置、机架及有关的附件（导卫装置、轨座）的全部装配体。 6. 工作机座各部分的作用： （1）轧辊：以轧制方式直接完成金属塑性变形的核心零部件。 （2）轧辊轴承：支持、固定轧辊，与轧辊构成辊系。 （3）轧辊调整装置：调整轧辊间位置并在调整后固定，以保证所要求的变形，包括轴向、径向、水平调整装置、轧辊平衡装置等。 （4）机架：安装和固定轧辊、轧辊轴承、轧辊调整装置、轧辊平衡装置、导卫装置等。 （5）轧辊导卫装置：用以正确、顺利地引导轧件进出轧辊。 （6）轨座（地脚板）：将机架固定于基础上。 7. 轧机的标称 （1）型材轧机：主要性能参数是轧辊名义直径，（2）板带轧机：主要性能参数是轧辊辊身长度，。 （3）钢管轧机：以能够轧制管材的最大外径来标称；热轧机组以该机组品种规格和轧管机类型表示；焊管机组以其产品规格、成型方法、焊接方式来表示；冷轧机和冷旋压机规格用其产品规格和轧机形式表示；冷拔机用其允许的额定拔制力表示。 第三章轧辊与轧辊轴承 1. 轧辊所受载荷 （1）机械载荷：弯曲应力、辊面间接触应力、传动辊上的扭转应力；咬入瞬间及轧制速度变化时，引起动载荷，导致辊上应力变化。 （2）摩擦：变形区中的前、后滑，咬入打滑、卡钢等造成辊身表面与轧件间相对运动，导致辊身表面受到剧烈摩擦。 （3）热负荷：热轧时，轧件高温和冷却水交替作用,产生热循环应力；冷轧时，轧件变形热效应，轧辊表层也产生热循环应力。 2. 轧辊的主要失效形式 （1）磨损：辊身磨损达到允许的总车削量后，因表层硬度丧失、强度削弱而报废。 （2）辊面剥落：轧辊受循环接触应力作用，表面产生掉块形成凹坑而报废。 （3）折断：过大轧制压力产生的机械应力是断辊的主要原因。 3. 轧制生产对轧辊的要求 （1）工艺要求：有合理的结构、尺寸、材质，以保证轧件尺寸、表面质量、产量。 （2）寿命要求：不致过早、或不正常破坏、失效。 （3）性能要求：要有一定的强韧性、耐磨性、耐热性、耐剥落性等，其材质特性则以机械性能和硬度为主。 （4）总体要求：轧制生产对轧辊的基本要求可归纳为对轧辊的结构、尺寸的确定，对轧辊材质、制造方法的选择，对轧辊强度、刚度的校核。 4. 轧辊的结构 （1）辊身：是轧辊的工作部分；对于型材轧辊，辊身有各种形状轧槽，即孔型；对于板材轧辊，辊身基本呈圆柱形，为补偿弯曲、不均匀热膨胀、不均匀磨损对辊缝的影响，可将辊身加工成较复杂的曲线形状，即辊型。 （2）辊头：是轧辊与连接轴相接的部分；起连接传动或吊装作用，其形状由连接轴形式而异，主要有梅花型、键槽型、万向节型三种。 （3）辊颈：是轧辊的支承部分；辊颈的形状由轴承形式及装卸要求确定，主要有圆柱形和圆锥形两种形式。 注意：辊颈与辊身交界处为应力集中的部位，属于轧辊强度的薄弱环节，因而该处应用适当的过渡圆弧连接。 5. 轧辊的参数 轧辊的尺寸参数包括：辊身直径D、辊身长度L、辊颈直径d、辊颈长度l和辊头尺寸。其中辊身直径、辊身长度是表征轧辊尺寸的基本参数。
材料成型技术基础复习题
材料成形技术基础复习题 一、选择题 1．铸造中，设置冒口的目的是（）。 a. 改善冷却条件 b. 排出型腔中的空气 c. 减少砂型用量 d. 有效地补充收缩 2．铸造时不需要使用型芯而能获得圆筒形铸件的铸造方法是( )。 a. 砂型铸造 b. 离心铸造 c. 熔模铸造 d. 压力铸造 3．车间使用的划线平板，工作表面要求组织致密均匀，不允许有铸造缺陷。其铸件的浇注位置应使工作面（）。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 4．铸件产生缩松、缩孔的根本原因（）。 a. 固态收缩 b. 液体收缩 c. 凝固收缩 d. 液体收缩和凝固收缩 5．为提高铸件的流动性，在下列铁碳合金中应选用（）。 a. C=3.5% b. C=3.8% c. C=4.0% d. C=4.7% 6．下列合金中，锻造性能最好的是（），最差的是（）。 a.高合金钢 b.铝合金 c.中碳钢 d.低碳钢 7．大型锻件的锻造方法应该选用（）。 a.自由锻 b.锤上模锻 c.胎膜锻 8．锻造时，坯料的始锻温度以不出现（）为上限；终锻温度也不宜过低，否则会出现（）。 a.晶粒长大 b.过热 c.过烧 d.加工硬化 9．材料经过锻压后，能提高力学性能是因为（）。 a.金属中杂质减少 b.出现加工硬化 c.晶粒细小，组织致密
材料和制造方法应选（）。 a.30钢铸造成形 b.30钢锻造成形 c.30钢板气割除 d.QT60-2铸造成形11．设计板料弯曲模时，模具的角度等于成品角（）回弹角。 a.加上 b.减少 c.乘以 d.除以 12．酸性焊条用得比较广泛的原因之一（）。 a. 焊缝美观 b. 焊缝抗裂性好 c. 焊接工艺性好 13．低碳钢焊接接头中性能最差区域（）。 a. 焊缝区 b. 正火区 c. 部分相变区 d. 过热区 14．焊接应力与变形的产生，主要是因为（）。 a. 材料导热性差 b. 焊接时组织变化 c.局部不均匀加热与冷却15．焊接热影响区，在焊接过程中是（）。 a. 不可避免 b. 可以避免 c. 不会形成的 16．灰口铁的壁越厚，其强度越低，这主要是由于（）。 a. 气孔多 b. 冷隔严重 c. 浇不足 d. 晶粒粗大且缩孔、缩松。17．圆柱齿轮铸件的浇注位置，它的外圈面应( )。 a. 朝上 b. 朝下 c. 位于侧面 d. 倾斜 18．合金的体收缩大,浇注温度过高, 铸件易产生（）缺陷; 合金结晶温度围广, 浇注温度过低,易使铸件产生（）缺陷。 a. 浇不足与冷隔 b. 气孔 c. 应力与变形 d. 缩孔与缩松19．绘制铸造工艺图确定拔模斜度时，其壁斜度关系时（）。 a. 与外壁斜度相同 b. 比外壁斜度大 c. 比外壁斜度小 20．引起锻件晶粒粗大的原因是（）。 a.终锻温度太高 b.始锻温度太低 c.终锻温度太低
材料成型技术基础知识点总结
第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。
#材料成型复习题(答案)
材料成型复习题(答案) 一、 1落料和冲孔：落料和冲孔又称冲裁，是使坯料按封闭轮廓分离。落料是被分离的部分为所需要的工件，而留下的周边是废料；冲孔则相反。 2 焊接：将分离的金属用局部加热或加压，或两者兼而使用等手段，借助于金属内部原子的 结合和扩散作用牢固的连接起来，形成永久性接头的过程。 3顺序凝固：是采用各种措施保证铸件结构各部分，从远离冒口的部分到冒口之间建立一个逐渐递增的温度梯度，实现由远离冒口的部分最先凝固，在向冒口方向顺序凝固，使缩孔移至冒口中，切除冒口即可获得合格零件的铸造工艺 同时凝固：是指采取一些工艺措施，使铸件个部分温差很小，几乎同时进行凝固获得合格零件的铸造工艺 4．缩孔、缩松液态金属在凝固过程中，由于液态收缩和凝固收缩，因而在铸件最后凝固部位出现大而集中的孔洞，这种孔洞称为缩孔，而细小而分散的孔洞称为分散性缩孔，简称缩松。 5.直流正接：将焊件接电焊机的正极，焊条接其负极；用于较厚或高熔点金属的焊接。 直流反接：将焊件接电焊机的负极，焊条接其正极；用于轻薄或低熔点金属的焊接。 6 自由锻造：利用冲击力或压力使金属材料在上下两个砧铁之间或锤头与砧铁之间产生变形，从而获得所需形状、尺寸和力学性能的锻件的成形过程。 模型锻造：它包括模锻和镦锻，它是将加热或不加热的坯料置于锻模模膛内，然后施加冲击力或压力使坯料发生塑性变形而获得锻件的锻造成型过程。 7.钎焊：利用熔点比钎焊金属低的钎料作填充金属，适当加热后，钎料熔化将处于固态的焊件连接起来的一种方法。 8.金属焊接性：金属在一定条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性。 9，粉末冶金：是用金属粉末做原料，经压制后烧结而制造各种零件和产品的方法。 二、 1、铸件中可能存在的气孔有侵入气孔、析出气孔、反应气孔三种。 2、金属粉末的基本性能包括成分、粒径分布、颗粒形状和大小以及技术特征等。 3、砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。 4、影响金属焊接的主要因素有温度、压力。 5、粉末压制生产技术流程为粉末制取、配混、压制成形、烧结、其他处理加工。 6、影响液态金属充型能力的因素有金属流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构四个方面。 7、金属材料的可锻性常用金属的塑性指标和变形抗力来综合衡量。 8、熔化焊接用焊条通常由焊芯和药皮组成，其中焊芯的主要作用为作为电源的一个电极，传导电流，产生电弧、熔化后作为填充材料，与母材一起构成焊缝金属等。 9、金属塑性变形的基本规律是体积不变定律和最小阻力定律。 10、一般砂型铸造技术的浇注系统结构主要由浇口杯，直浇道，横浇道，内浇道组成。 11、硬质合金是将一些难熔的金属碳化物和金属黏结剂