金属材料工程课程设计
目录
1板带钢的基本简介 (2)
2制定生产工艺流程与工艺制度 (3)
2.1制定生产工艺 (3)
2.2制定工艺制度 (3)
2.3坯料的选择 (3)
2.4轧辊辊身长度的确定 (3)
2.5轧辊辊径的确定 (3)
3基本参数的计算 (4)
3.1轧制道次的计算 (4)
3.2产品尺寸确定 (4)
3.3最大压下量的计算 (4)
3.4压下量的分配 (5)
4轧制速度和轧制时间的确定 (5)
5轧制温度的计算 (16)
6轧制压力的计算 (17)
1板带钢的基本简介
随着中国经济建设的快速发展，各行业对板带钢的需求量逐年递增，板带钢已成为最主要的钢材产品，约占钢材总量的45%，在汽车、造船、桥梁、建筑军工、食品和家用电器等工业上得到了广泛应用。另外，板带钢还是生产焊接钢管、焊接型钢及冷弯型钢的原料。
当前，在工业比较发达的几个主要产钢国，板带钢在轧制钢材中所占比重达60%~70%，甚至更高，板带钢的生产技术水平在轧材中所占的比例，可以作为衡量一个国家轧钢生产发展水平的标志，也可以作为衡量一个国家国民经济水平高低的指标之一。随着国民经济的迅速发展，对板带钢的品种规格、尺寸精度及性能都提出了更为严格的要求。
板带钢按厚度一般可分为厚板（包括中板、厚板及特厚板）、薄板和极薄带材三大类。我国一般称厚度在4.0mm以上的为中厚板（其中4~20mm的为中板，20~60mm的为厚板，60mm以上的为特厚板），4.0~0.2的为薄板，0.2mm以下的为极薄带材或箔材。目前，箔材最薄可达0.001mm，而特厚板可厚至500mm以上，最宽可达5000mm。热轧板带钢的厚度和宽度范围见下表。
分类厚度范围/mm 宽度范围/mm
特厚板>60 1200~5000
厚板20~60 600~3000
中板 4.0~20 600~3000
薄板0.2~4.0 500~2500
带材<6 20~2500
本设计的产品为L
30的中板设计
?2200
mm
mm?
2制定生产工艺流程与工艺制度
2.1制定生产工艺
选择坯料→坯料清理→加热→除鳞→粗轧→精轧→矫直→冷却→表面检查→切边→定尺→取样检测→打印标签→入库
2.2制定工艺制度
坯料出加热炉的温度取1200℃，进入粗轧机的温度取1150℃，进入精轧机的温度取1000℃，终轧温度初步定为800℃。除鳞过程中采用高压水去除坯料表面的氧化铁皮。在轧制过程中采用纵轧2道次，然后横轧到底的方法。
2.3坯料的选择
根据要求，坯料的厚度在180mm~300mm 以内选取，针对本设计的产品，初步选择280mm 厚度的坯料，长度L 和宽度B 分别选取1800mm 和1500mm ，所以本设计中所选坯料的尺寸为mm mm mm 180********??。材质为Q235碳钢
在本设计中轧机的布置形式为双机架式，且粗轧机和精轧机均采用相同的四辊可逆式轧机，轧辊的材质均采用钢辊。
2.4轧辊辊身长度的确定
由于成品宽度是2200mm ，故选用辊身长度为2800mm 的轧机。
2.5轧辊辊径的确定
查表7-3 ，来确定四辊轧机的支承辊和工作辊的直径： 对于工作辊，取
3.3=g
D L
mm D g 8503.32800=÷=
对于支承辊，取
15.2=z
D L
mm D z 1300
15.22800=÷= 此时
53.1850
1300
==g z D D ，所以轧辊直径选用合理可行。
3基本参数的计算
3.1轧制道次的计算
热轧板带钢生产中平均延伸系数μ在1.18~1.30，本设计中取18.1=μ，则轧制道次
2
.1118.1lg )220030lg()1500280lg(lg lg lg 0=?-?=-=
n F F n n
μ
故轧制道次选为11道次。
3.2产品尺寸确定
宽度：考虑到成品需要切边，故选取mm b 2300=
厚度：查阅GB/T709-1988，本设计中产品的尺寸公差为mm
mm h 6.08.0+-，采用负公
差轧制，故选取mm h 6.29=，因为该尺寸为常温下冷尺寸，所以在轧制过程结束时不能是这个尺寸，应该采用该尺寸对应在终轧温度下的热尺寸，所以
mm h 88.296.29)25800(102.16.295=?-??+=-
3.3最大压下量的计算
在热轧板带钢生产过程中，最大咬入角一般为15°~22°，低速咬入时取为 20°，则最大压下量mm D h g 3.51)20cos 1(850)cos 1(max max =?-?=-=?α
3.4压下量的分配
根据经验进行各道次压下量，然后根据体积不变定理计算出每道次的轧件尺
寸，并利用公式%100??=H
h
ε计算出各道次的压下率，列于下表中。 道次 轧制方法
轧件厚度H/mm 压下量h ?/mm 轧件长度L/mm 轧件宽度B/mm 压下率 ε/% 0 280 1800 1500 1 纵 240 40 2100 1500 14.3 2 纵 200 40 2521 1500 16.7 3 横 170 30 1933.5 2300 15.0 4 横 140 30 2346.5 2300 17.6 5 横 115 25 2858 2300 17.9 6 横 90 20 3460 2300 17.4 7 横 72 18 4325 2300 20.0 8 横 56 16 5559 2300 22.2 9 横 42 14 7412 2300 25.0 10 横 35 7 8898 2300 16.7 11
横
29.88
5.12
10419
2300
14.6
4轧制速度和轧制时间的确定
中厚板生产中轧件的尺寸较长，所以采用梯形速度图，由于在轧制过程中有低速咬入、高速轧制、低速抛出的规定，因此在本设计中拟定每道次的咬入速度
min /20r v y =，抛出速度min /20r v p =，平均加速度)/(min 40s r a ?=，平均减速度)/(min 60s r b ?=，而在各道次的轧制中稳速轧制的稳定速度w v 不同 第一道次：取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 5.040
20
401=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 665.05.033.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 33.060
20
403=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 439.033.033.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /78.160
40
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 996.0439.0665.01.23112=--=--=
稳速轧制时间
s 56.078
.1996.0222===
v l t
该道次纯轧时间
s t t t t z 39.1321=++=
第二道次：取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 5.040
20
401=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 665.05.033.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /33.160
85.014.3)24020(60)2(3=?+=+=π
减速时间
s b
n n t p
w 33.060
20
403=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 439.033.033.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /78.160
40
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 417.1439.0665.0521.23122=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 80.078
.1417.1222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 63.1321=++=
第三道次：取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 5.040
20
401=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 665.05.033.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /33.160
85.014.3)24020(60)2(3=?+=+=π
减速时间
s b
n n t p
w 33.060
20
403=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 439.033.033.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /78.160
40
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 829.0439.0665.0933.13132=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 47.078
.1829.0222===
该道次纯轧时间
s 3.1321=++=t t t t z
第四道次：取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /33.160
85.014.3)24020(60)2(1=?+=+=π
加速时间
s a
n n t y
w 5.040
20
401=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 665.05.033.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 33.060
20
403=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 439.033.033.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /78.160
40
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 242.1439.0665.0346.23142=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 70.078
.1242.1222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 53.1321=++=
第五道次：取稳定轧制速度min /40r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /33.160
85.014.3)24020(60)2(1=?+=+=π
加速时间
s a
n n t y
w 5.040
20
401=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 665.05.033.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /33.160
85
.014.3)24020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 33.060
20
403=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 439.033.033.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /78.160
40
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 754.1439.0665.0858.23152=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 99.078
.1754.1222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 82.1321=++=
第六道次：取稳定轧制速度min /60r v w =
s m D n n v w y /78.160
85.014.3)26020(60)2(1=?+=+=π
加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85
.014.3)26020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 4874.01926.178.146.33162=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 18.067
.24874
.0222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 85.1321=++=
第七道次：取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /78.160
85.014.3)26020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85
.014.3)26020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 3524.11926.178.1325.43172=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 51.067
.23524
.1222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 18.2321=++=
第八道次：取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /78.160
85.014.3)26020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85.014.3)26020(60)2(3=?+=+=π
减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 5864.21926.178.1559.53182=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 97.067
.25864
.2222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 64.2321=++=
第九道次：取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /78.160
85.014.3)26020(60)2(
1=?+=+=π 加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85.014.3)26020(60)2(3=?+=+=π
减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 4394.41926.178.1412.73192=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 66.167
.27394
.4222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 33.3321=++=
第十道次取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /78.160
85
.014.3)26020(60)2(1=?+=+=π
加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85
.014.3)26020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 9254.51926.178.1898.831102=--=--=
稳速轧制时间
s v l t 22.267
.29254.5222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 89.3321=++=
第十一道次：取稳定轧制速度min /60r v w = 加速阶段：平均速度
s m D n n v w y /78.160
85
.014.3)26020(60)2(1=?+=+=π
加速时间
s a
n n t y
w 140
20
601=-=
-=
加速阶段轧件长度
m t v l 78.1178.1111=?==
减速阶段：平均速度
s m D n n v w p /78.160
85
.014.3)26020(60)2(
3=?+=+=π 减速时间
s b
n n t p
w 67.060
20
603=-=
-=
减速阶段轧件长度
m t v l 1926.167.078.1333=?==
稳速阶段：速度
s m Dn
v w /67.260
60
85.014.360
=??=
=
π
轧件长度
m l l L l 4464.71926.178.1419.1031112=--=--= 稳速轧制时间
s v l t 79.267
.24464
.7222===
该道次纯轧时间
s t t t t z 46.4321=++=
每道次间隙时间的选取：根据经验，粗轧时取间隙时间s
t6
=，精轧时取间隙时间s
t5
=。其中，根据本设计的要求，第二道次结束后有一个转钢过程，所以需要选取间隙时间较长，取s
t16
=。第七道次为粗轧最后一道，进入精轧机会经过一段辊道，此时选取间隙时间也较长，取s
t20
=。
将以上计算结果统计于下表中
道次咬入转速
min
/
/r
n
y 稳定转速
min
/
/r
n
w
抛出转速
min
/
/r
n
p
纯轧时间
s
t
z
/
间隙时间
s
t/
1 20 40 20 1.39 6
2 20 40 20 1.6
3 16
第二道次结束转钢90°横轧到底
3 20 40 20 1.30 6
4 20 40 20 1.53 6
5 20 40 20 1.82 6
6 20 60 20 1.85 6
7 20 60 20 2.18 20
第七道次（粗轧）结束经过辊道进入精轧机
8 20 60 20 2.64 5
9 20 60 20 3.33 5
10 20 60 20 3.89 5
11 20 60 20 4.46
5轧制温度的计算
热轧中厚板时，轧件温度下降一般只有辐射散热，轧件逐道温降可按下式计算：
4
11000
9.12???
??=?T h Z t
式中 t ?——上一道轧制到下一道轧制时的温降，℃； 1T ——上一道轧制的轧件绝对温度，K ；
Z ——辐射时间，即上一道轧制到下一道轧制的持续时间，为上一道的纯
轧时间与轧后间隙时间之和，s ；
h ——上一道轧制后的厚度，mm 。 为了使计算过程中不出现太大的误差，那么计算每道次的温度时均由第一道开始算。
进入粗轧机的温度℃11500=T
℃7.1149
1000273115028039.19.1211504
01=???
??+?-=?-=t T T ℃1148
1000273115024063.139.79.1211504
02=???
??++?-=?-=t T T ℃9.1139
100027311502003.102.259.121150403=???
??++?-=?-=t T T ℃5.1139
1000273115017053.132.329.121150404=???
??++?-=?-=t T T ℃3.1134
1000273115014082.185.399.121150405=???
??++?-=?-=t T T ℃2.1127
1000273115011585.167.479.121150406=???
??++?-=?-=t T T ℃1.1116
100027311509018.252.559.121150407=??
?
??++?-=?-=t T T 进入精轧机温度℃1000=T
℃8.998100027310007264.29.1210004
8=??
?
??+?-=?-=t T T
℃4.993100027310005633.364.79.1210004
9=???
??++?-=?-=t T T
℃984
100027310004289.397.159.1210004
10=???
??++?-=?-=t T T ℃6.971100027310003546.486.249.121000411=??
?
??++?-=?-=t T T
6轧制压力的计算
轧制压力是塑形变形时轧件作用在轧辊上的总压力的垂直分量，轧制压力的
计算采用公式 l B p P ??= 式中 P ——轧制压力； p ——平均单位压力；
B ——轧件轧制前后平均宽度； l ——变形区长度。
由上述公式可以看出，只要确定出来平均单位压力p ，就可以计算出轧制压力。而在生产过程中，平均单位压力一般使用采利柯夫公式进行计算： s mn p σσ=
式中 m ——考虑中间主应力的影响因素，在1~1.15范围内变化，若忽略宽展，认为轧件产生平面变形，则15.1=m ； σn ——应力状态系数； s σ——被轧金属的变形抗力。
在本设计中，忽略宽展，认为轧件产生平面变形，所以15.1=m 。
应力状态系数 '
'''''σσσσn n n n =
式中 '
σn ——考虑外摩擦影响的系数；
'
'σn ——考虑外端影响的系数（4
.0'
'-?
?
? ??=h l n σ，若
1>h
l ，'
'σ
n 取1）； '
''σn ——考虑张力影响的系数。
摩擦系数 )0005.005.1(321t k k k f -=
式中 1k ——考虑轧辊材质的系数（一般钢辊取1，铸铁辊取0.8）；
2k ——考虑轧辊速度的系数（一般轧辊线速度小于2m/s 取1，在2~4m/s 取0.8）；
3k ——考虑合金成分的系数（一般碳钢取1，其余的合金钢按具体成分算）；
t ——轧件的温度，℃。
在平均单位压力的计算过程中，会用到下面两个图：
图1 '
σn 与ε和δ的关系
图2 Q235钢变形抗力曲线
第一道次：
mm h 40=? mm R 425=
m mm R h l 1304.04.13042540==?=??=
m mm B 5.11500==
475
.0)7.11490005.005.1(111)0005.005.1(321=?-???=-=t k k k f 1.304.01304
.0475.022=??=?=
h fl δ %3.14=ε
查图1可知15.1'
=σn
32.126.01304.04
.04
.0'
'=?
?
?
??=?
?
?
??=--h l n σ
无张力轧制，1'
''=σn
518.1132.115.1'
'''''=??==σσσσn n n n
11.224
.028.04254078.122-=+?
?=+?=s h H R h
v
ε
%3.14=ε
查图2可知MPa s 18.6381.078=?=σ
MPa mn p s 29.110
18.63518.115.1=??==σσ kN MN l B p P 2157057.211304.05.129.110==??=??=
第二道次：
mm h 40=? mm R 425=
m mm R h l 1304.04.13042540==?=??=
m mm B 5.11500==
48.0)11480005.005.1(111)0005.005.1(321=?-???=-=t k k k f
13.304.01304
.048.022=??=?=
h fl δ %7.16=ε
查图1可知29.1'
=σn
23.122.01304.04
.04
.0'
'=?
?
?
??=?
?
? ??=--h l n σ
无张力轧制，1'
''=σn
587.1123.129.1'
'''''=??==σσσσn n n n
148.22
.024.04254078.122-=+?
?=+?=s h H R h
v
ε
%7.16=ε
查图2可知MPa s 15.6785.079=?=σ
MPa mn p s 55.122
15.67587.115.1=??==σσ kN MN l B p P 2397097.231304.05.155.122==??=??=
第三道次：
mm h 30=? mm R 425=
金属材料学基础试题及答案
金属材料的基本知识综合测试 一、判断题（正确的填√，错误的填×） 1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件。（） 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。（） 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。（） 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。（） 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。（） 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。（） 7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。（） 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。（） 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。（） 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。 11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。（） 12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。（） 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 14、20钢比T12钢的含碳量高。（） 15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。（） 16、金属材料愈硬愈好切削加工。（） 17、含碳量大于0.60%的钢为高碳钢，合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。（） 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。（） 19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差。（） 20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。（） 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 22、某工人加工时，测量金属工件合格，交检验员后发现尺寸变动，其原因可能是金属材料有弹性变形。（） 二、选择题 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是（）。 A、熔点 B、热膨胀性 C、耐腐蚀性 D、磁性 2、下列材料导电性最好的是（）。 A、铜 B、铝 C、铁烙合金 D、银 3、下列材料导热性最好的是（）。 A、银 B、塑料 C、铜 D、铝 4、铸造性能最好的是（）。 A、铸铁 B、灰口铸铁 C、铸造铝合金 D、铸造铝合金 5、锻压性最好的是（）。
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识
对金属材料学科的认识 材料学院金属材成及金属材料专业认识实习报告 认 郑州大学 材料科学与工程学院 识实习报告专 业:金属材料科学与工程 姓 名:张 博扬 学 号: 20120800725 指导老师:汤文博时 间:2014.09.01——2014.09.11
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目录 实习的意义和目的???????????????? 1 实习要求???????????????????? 1
p1EanqFDPw
基本要求?????????????????? 1 课后问题?????????????????? 3 报告要求?????????????????? 3 实习日程安排??????????????????3 实习内容???????????????????? 4
DXDiTa9E3d
郑州海特模具有限公司???????????? 4 郑州华晶金刚石股份有限公司????????? 6 司?????????? 10 郑州煤机综机设备有限公
RTCrpUDGiT
郑起重工设备有限公司???????????? 13
河南玉洋铝箔制造有限公司?????????? 17 厂??????? 20
中国航天电子技术研究院 693 分
5PCzVD7HxA
郑州机械研究所??????????????? 24
郑州郑锅容器有限公司???????????? 26 课后问题回答及实习心得????????????? 29
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一、 实习的意义和目的 认识实习是材料成型与控制工程专业重要的教学环节,它是培养学生的实践等解决 实际问题的第二课堂,它是专业知识培养的摇篮，也是对工业生产流水线的直接认识与 认知。实习中应该深入实际，认真观察，获取直接经验知识，巩固所学基本理论，保 质保量的完成指导老师所布置任务。学习工人师傅和工程技术人员的勤劳刻苦的优秀 品质和敬业奉献的良好作风，培养我们的实践能力和创新能力，开拓我们的视野，培 养生产实际中研究、观察、分析、解决问题的能力。
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通过认知实习，我们要对材料科学与工程专业建立感性认识，并进一步了解本专 业的学习实践环节。通过接触实际生产过程，一方面，达到对所学专业的性质、内容 及其在工程技术领域中的地位有一定的认识，为了解和巩固专业思想创造条件，在实 践中了解专业、熟悉专业、热爱专业。另一方面，让学生对炼铁---炼钢---轧钢的整 个钢铁生产系统及厂间的相互关系有基本的了解.对钢锭的轧钢生产过程及主要工艺设 备建立起必须的感性认识;同时,对铸造,焊接与锻压等生产过程建立起必要的感性认识, 以便为以后续专业课程的学习作好准备. 二、 实习要求 在 9 月 1 日的动员大会上，汤老师从四个专业方向出发对我们本次的实习提出了基 本要求。 铸造方向: 1、了解铸造合金的熔炼设备及工艺 2、了解砂处理设备与工艺，型芯砂的混制设备及工艺 3、了解铸造生产线与工装、模具设计 4、了解合金铸件的铸造工艺及质量控制
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金属材料工程课程设计
目录 1板带钢的基本简介 (2) 2制定生产工艺流程与工艺制度 (3) 2.1制定生产工艺 (3) 2.2制定工艺制度 (3) 2.3坯料的选择 (3) 2.4轧辊辊身长度的确定 (3) 2.5轧辊辊径的确定 (3) 3基本参数的计算 (4) 3.1轧制道次的计算 (4) 3.2产品尺寸确定 (4) 3.3最大压下量的计算 (4) 3.4压下量的分配 (5) 4轧制速度和轧制时间的确定 (5) 5轧制温度的计算 (16) 6轧制压力的计算 (17)
1板带钢的基本简介 随着中国经济建设的快速发展，各行业对板带钢的需求量逐年递增，板带钢已成为最主要的钢材产品，约占钢材总量的45%，在汽车、造船、桥梁、建筑军工、食品和家用电器等工业上得到了广泛应用。另外，板带钢还是生产焊接钢管、焊接型钢及冷弯型钢的原料。 当前，在工业比较发达的几个主要产钢国，板带钢在轧制钢材中所占比重达60%~70%，甚至更高，板带钢的生产技术水平在轧材中所占的比例，可以作为衡量一个国家轧钢生产发展水平的标志，也可以作为衡量一个国家国民经济水平高低的指标之一。随着国民经济的迅速发展，对板带钢的品种规格、尺寸精度及性能都提出了更为严格的要求。 板带钢按厚度一般可分为厚板（包括中板、厚板及特厚板）、薄板和极薄带材三大类。我国一般称厚度在4.0mm以上的为中厚板（其中4~20mm的为中板，20~60mm的为厚板，60mm以上的为特厚板），4.0~0.2的为薄板，0.2mm以下的为极薄带材或箔材。目前，箔材最薄可达0.001mm，而特厚板可厚至500mm以上，最宽可达5000mm。热轧板带钢的厚度和宽度范围见下表。 分类厚度范围/mm 宽度范围/mm 特厚板>60 1200~5000 厚板20~60 600~3000 中板 4.0~20 600~3000 薄板0.2~4.0 500~2500 带材<6 20~2500 本设计的产品为L 30的中板设计 ?2200 mm mm?
课题1-金属材料-教学设计
课题1金属材料教学设计 【教学设计思路】 根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属和合金的不少生活常识，学习难度不大。为维护课标的严肃性，教学忌拔高知识难度，但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质及合金的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得实验探究、调查研究、归纳分析等训练；还可透过关于中国冶金发展史的学习对爱国情感的熏陶等等。同时，本课题教材联系学生生活常识较多。为扩大学习成果，在课前、课中及课后力求安排一些学生活动，以激发化学学习的持久兴趣及升华科学情结。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。 【教学目标】 知识与技能： 1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法： 1、引导学生自主实验探究金属的物理性质（重点探究导电、导热性等）。 2、通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 3、通过查阅合金的资料，培养学生独立获取知识的能力。
情感态度与价值观： 1、通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。 2、通过调查考察认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大意义和贡献。 【教学重点】 1、引导自主探究金属的物理性质。 2、在交流学习中认识常见的合金并了解其广泛的用途。 【教学方法】 引导实验探究；指导调查考察，收集资料整理归纳；组织小组讨论交流及分享等。 【仪器、药品及其它】 1、学生收集日常生活中的金属材料。 2、学生查阅有关金属材料发展前景资料。 3、酒精灯、火柴、干电池、导线、小灯泡、砂纸、铜丝、铁丝、铝丝、铁架台、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。 4、教师制作多媒体课件。 【教学设计】
无机非金属材料工厂工艺设计课程设计任务书
《无机非金属材料工厂工艺设计》 课程设计任务书 无机非金属材料教研室 张俊才 2010年9月26日
无机非金属07《无机非金属材料工厂工艺设计》课程设计题目序号姓名题目类别设计题目 1 王东岩 水 泥 厂 设 计年产普通硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 2 王国鑫年产普通硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 3 王铁俊年产普通硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 4 冯晓雪年产普通硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 5 刘文龙年产矿渣硅酸盐水泥150万t水泥厂设计 6 刘伟超年产矿渣硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 7 孙海龙年产矿渣硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 8 孙铁人年产矿渣硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 9 张春宇年产矿渣硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 10 徐刚年产普通和矿渣硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 11 韩倩年产普通和矿渣硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 1 刘立俊年产普通和矿渣硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 2 王来全年产普通和矿渣硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 3 王金辉年产Ⅰ型硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 4 张宏达年产Ⅱ型硅酸盐水泥120万t水泥厂设计 5 张雷年产Ⅰ型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 6 张慧年产Ⅱ型硅酸盐水泥100万t水泥厂设计 7 杨子年产Ⅰ型硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 8 苏鑫年产Ⅱ型硅酸盐水泥80万t水泥厂设计 9 崔东丹年产Ⅰ型硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 10 韩宝才年产Ⅱ型硅酸盐水泥60万t水泥厂设计 11 韩彬年产Ⅰ型硅酸盐水泥50万t水泥厂设计 12 韩晶年产Ⅱ型硅酸盐水泥50万t水泥厂设计 13 鞠宗华年产Ⅰ型硅酸盐水泥40万t水泥厂设计 1 张宝存 陶 瓷 厂 设 计年产120万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 2 王洋年产110万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 3 孙越年产100万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 4 李智明年产90万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 5 沈小杰年产80万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 6 欧阳雁南年产70万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计 7 姜昊年产60万㎡玻化砖辊道窑陶瓷厂设计
金属材料学考精彩试题库
第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种？ 答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素 缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用 答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素 这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 （2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素 （1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅 （2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响？ 答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度 扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量 所有的元素都降低共析体含量 第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么？ 答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体 决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么？举例说明 答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构 例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素 答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物 钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素
金属材料学教学大纲
金属材料学 (Science of Metal Materials) 课程编号：07171390 学分：3 学时： 48 （其中：讲课学时：38 课堂讨论学时：10 ） 先修课程：金属学、热处理原理、热处理工艺、工程材料力学性能 适用专业：金属材料工程、材料成型加工、冶金专业。 教材：戴起勋主编.金属材料学.北京：化学工业出版社，2005.9 开课学院：材料科学与工程学院 一、课程的性质与任务： 《金属材料学》是一门综合性应用性较强的专业必修课。在金属学、金属组织控制原理及工艺和力学性能等课程的基础上，系统介绍金属材料合金化的一般规律及金属材料的成分、工艺、组织、性能及应用的关系。通过课堂讲授、实验等教学环节，使学生系统掌握有关金属材料学方面的知识，培养学生研究开发和合理应用金属材料的初步能力。 二、课程的基本内容及要求 绪论（金属材料的过去、现在和将来）： 1．教学内容 （1）金属材料发展简史 （2）现代金属材料 （3）金属材料的可持续发展与趋势 2．基本要求 了解金属材料在国民经济中的地位与作用、金属材料的发展概况和本课程的性质、地位和任务。 第一章钢的合金化概论 1．教学内容 （1）钢中的合金元素：合金元素和铁基二元相图；合金元素对Fe-C相图的影响；合金钢中的相组成；合金元素在钢中的分布； （2）合金钢中的相变：合金钢加热奥氏体化，合金过冷奥氏体分解；合金钢回火转变； （3）金元素对强度、韧度的影响及其强韧化； （4）合金元素对钢工艺性能的影响； （5）微量元素在钢中的作用 （6）金属材料的环境协调性设计基本概念； （7）钢的分类、编号方法。 2．基本要求 （1）掌握钢中合金元素与铁和碳的作用；铁基固溶体、碳（氮）化合物的形成规律；合金元素在钢中的分布；合金元素对铁-碳状态图的影响（2）了解钢的分类、编号方法 （3）掌握合金元素对合金钢工艺过程的影响 （4）掌握合金元素对合金钢力学性能的影响规律 （5）理解微量元素在钢中的作用 （6）了解材料的环境协调性设计基本概念
金属热处理原与工艺课程设计
1、金属热处理工艺设计总体 1.1 课程设计的任务与性质 《金属热处理原与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料的热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺的金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，应用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于学生解决问题、分析问题的能力。 1.2 课程设计的目的 1）设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2）培养综合运用金属学、材料性能血、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3）培养使用手册、图册、有关资料及设计标准范围的能力。 4）提高技术总结及编制技术文件的能力。 5）是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 1.3 设计内容与基本要求 设计内容：独立完成几种碳钢、工磨具钢、合金结构钢、特殊性能钢的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织的分析，材料性能检测等。 基本要求： 1）计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2）合理确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3）正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4）正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。2、热处理基本知识
2.1、什么是热处理 所谓钢的热处理，就是对于固态范围内的钢，给以不同的加热、保温和冷却，以改变它的性能的一种工艺。钢本身是一种铁炭合金，在固态范围内，随着加温和冷却速度的变化，不同含炭量的钢，其金相组织发生不同的变化。不同金相组织的钢具有不同的性能。因此利用不同的加热温度和冷却速度来控制和改变钢的组织结构，便可得到不同性能的钢。例如，含炭量百分之0.8的钢称为共析钢，在723摄氏度以上十时为奥氏体，如果将它以缓慢的速度冷却下来，它便转变成为珠光体。但如果用很快的速度把它冷却下来，则奥氏体转变成为马氏体。马氏体和珠光体在组织上决然不同，它们的性能差别悬殊，如马氏体具有比珠光体高的多的硬度和耐磨性。因此，钢的热处理在钢的使用和加工中，占有十分重要的地位。 2.2、热处理的作用 机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。拒初步统计，在机床制造中，约60%～70%的零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%～80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能使用。 材料的热处理通常指的是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变的工艺过程。通过这个相变与再相变，材料的内部组织发生了变化，因而性能变化。例如碳素工具钢T8在市面上购回的经球化退火的材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60~63HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火加低温回火后的回火马氏体。同一种材料热处理工艺不一样其性能差别很大。热处理工艺（或制度）选择要根据材料的成份，材料内部组织的变化依赖于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化，材料成份－加工工艺－组织结构－材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料加工的全过程之中。 2.3、热处理的基本要素 热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了
材料制备工艺课程设计
课程设计说明书PZT压电陶瓷蜂鸣器片 学院名称：材料科学与工程学院 专业班级：无机非金属材料1001班 学号： 3100703002 学生姓名：程小伟 指导教师：杨娟、周明 2014年1月
目录 前言 (3) 1压电蜂鸣片简介 (4) 1.1蜂鸣器的作用 (4) 1.2蜂鸣器的结构原理 (4) 2 陶瓷工艺设计的目的和意义 (5) 3设计任务及说明 (5) 4计算 (6) 4.1以1mol为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 进行计算 (6) 4.2以100g为基准对Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3+0.5wt%Cr2O3+0.3wt%Fe2O3进行计算 (7) 5 PZT陶瓷制备的工艺流程 (7) 5.1称量与混合 (8) 5.2预烧 (8) 5.3粉体制备 (9) 5.4造粒 (10) 5.5成型 (10) 5.6排塑 (11) 5.7烧成 (12) 5.8极化 (15) 5.9焊接 (16) 5.10测试 (17) 6 工艺参数 (18) 6.1预烧工艺参数 (18) 6.2烧结工艺参数 (18) 6.3极化工艺参数 (18) 7主要设备选型 (19) 7.1球磨机 (19) 7.2 喷雾造粒干燥机 (19) 7.3滚压成型机 (20) 7.4 冲片机 (20) 7.5微波烧结装置 (20) 8总结 (21) 参考文献 (22)
前言 1880年，居里兄弟首先在单晶上发现压电效应。在1940年前，人们知道有两类铁电体：罗息盐和磷酸二氢钾盐。在1940年后，发现了BaTiO3是一种铁电体，具有强的压电效应，这是压电材料发展的一个飞跃。在1950年后，发现了压电PZT体系，具有非常强和稳定的压电效应，这是具有重大实际意义的进展。在1970年后，添加不同添加剂的二元系PZT陶瓷具有优良的性能，已经用来制造滤波器、换能器、变压器等。随着电子工业的发展，对压电材料与器件的要求就越来越高了，二元系PZT已经满足不了使用要求，于是研究和开发性能更加优越的三元、四元甚至五元压电材料。 由于PZT压电陶瓷具有优异的压电、介电和光电等电学性能，广泛地应用于电子、航天等高技术领域，用于制备传感器、换能器、存储器等电子元器件，是一种很有发展前途的功能材料。由此，国内外研究学者对PZT压电陶瓷进行了大量的研究，包括PZT压电陶瓷元器件，以PZT为基料的三元、四元压电陶瓷，PZT铁电陶瓷薄膜，PZT纤维等铁电陶瓷材料。由于PZT基压电陶瓷的制备工艺简单，原材料容易获得，价格低廉，并可方便地制成各种复杂的形状，在工程技术方面的应用非常广泛，甚至超过了压电晶体。 PZT系列压电陶瓷的研究已有即几十年的历史,取得了重大进展。其未来的热点趋势主要有:①高转换效率的PZT压电陶瓷。高能量转换效率的PZT压电陶瓷正在兴起，日本富士通研究实验室研制出了由铌酸镍铅、钛酸铅和锆酸铅组成的铅基钙钛矿型压电陶瓷,其烧结温度在1000℃以下,能量转换效率指数 K 33为80.8 %。②低温烧结PZT陶瓷材料的新技术和新工艺。开发低温烧结PZT
材料学课程论文：Al基金属玻璃的研究
本科课程论文 题目Al基金属玻璃的研究发展 院（系） 专业 课程 学生姓名 学号 指导教师 二○一二年十月
摘要：铝基非晶态合金及其非晶相复合材料均具有优异的特性,是一种具有广阔应用前景的新型结构材料。Al基非晶态合金的发展历程、玻璃形成能力、Al基金属玻璃的制备方法、研究现状、发展动向在本文中将分别介绍。 关键词：Al基金属玻璃形成能力制备展望 0 引言 自美国弗吉尼亚大学Poon研究组和日本东北大学Inoue研究组分别发现Al基合金可通过快速凝固技术形成非晶态结构[1]。Al基非晶态合金及其部分结晶后形成的纳米复合薄带材料表现出超高的比强度（5.2×105Nmkg-1）及良好的塑性，被认为是极具应用前景的新一代超高强度轻质合金。然而，与Pd、Mg、Zr、Fe等合金相比，Al基合金的玻璃形成能力较低，很难通过熔体浇铸直接形成尺度大于1mm的块体材料。Al基金属玻璃块体材料的获得主要依赖于粉末固结的途径。探索具有高玻璃形成能力、可通过熔体直接浇铸形成块体材料的合金体系始终是人们追求的目标。 1 发展历程 历史上有关非晶合金研究的最早报道 ,是在1934年 Kramer利用蒸发沉积法发现了附着在玻璃冷基底上的非晶态金属薄膜[2]。 1960 年 ,Duwez 等人采用液态金属快速冷却的方法 ,从工艺上突破了制备非晶态金属和合金的关键，引起了金属材料发展史上的一场革命[3]。 1965 年,Predecki，Giessen等人首次通过熔体急冷的方法得到铝基非晶合金(Al—Si)。 1981年 Inoue 等人开发出含铝量较高的TM(过渡金属)-Al-B 系列非晶合金[4]. 1984 年Shechman 等人在快凝Al—Mn 合金中发现具有五重对称的二十面体准晶相( Icosahedral quasicrystals phase) 。此后 ,相继在多种铝与其它过渡金属(Fe ,Cr ,Ni)的快凝合金中发现准晶相[5]。 1988 年 Y. He[6]和 A.Inoue 等人分别独立地制备了含铝量高达90%(原子分数)的轻质高强 Al- TM- Re (TM = 过渡金属 ,RE=稀土元素)非晶合金。 1990 年Inoue等人利用快凝技术得到新型的具有纳米铝晶体或纳米准晶颗粒均匀分布在非晶基体上的快凝铝基合金 ,其强度和韧性均超过了相应的铝基非晶合金。以上的发现促进了人们对铝合金的认识,引起了材料科学界的重视[7]。 近年来，沈阳材料科学国家（联合）实验室王建强研究组与美国约翰霍普金斯大学马恩教授合作。他们在Al-Tm（过渡金属）-RE（稀土）为基础的三元合金系中计算出两种分别以TM和RE作为溶质中心的原子团簇结构，通过团簇致密堆垛结构的耦合进行了合金的成分设计，在Al-Ni-Co-Y-La五元合金体系中获得了1mm直径的铝基金属玻璃棒材（铝含量达86at%）。这是国际上首次报道通过熔体直接浇铸制备出单一非晶相的铝基块体材料[8]。 2 铝基非晶合金的制备方法[9] 目前制备铝基非晶合金主要采用急冷法和机械合金化法。急冷法即快速凝固法 ,现在常用的有三种:单辊旋转快凝法、气体雾化法、表面熔化及强化法。 2.1 单辊旋转快凝法
金属工艺学课程设计
工程技术学院 课程设计 课程: 金属工艺学 专业：机械设计制造及其自动化 年级: 学号: 姓名: 指导教师： 日期: 云南农业大学工程技术学院 (设计说明书参考) 目录 绪论....................................................................................3?摘要 (4) １、铸造……………………………………………………………………………………………………、、５1、1工艺分析……………………………………………………………………………………………、、5 1、2选材及铸造方法…………………………………………………………………………………、6 1、3确定铸件得加工余量…………………………………………………………………………、、6 1、4绘制铸件工艺图…………………………………………………………………………………、、６１、5铸件图…………………………………………………………………………………………………、、７ 1、6 机械加工工艺……………………………………………………………………………………、、、8 2、锻造 (8) 2、１选材及锻造方法 (9) 2、2根据零件图绘制锻造工艺图………………………………………………………………、、9 ２、3确定毛坯得重量与尺寸………………………………………………………………………、、11 2、４填写锻造工艺卡……………………………………………………………………………………1１
2、5锻后热处理……………………………………………………………………………………………1２2、6机械加工………………………………………………………………………………………………、13 ３、焊接………………………………………………………………………………………………………、13 3、1焊接件得工艺性分析……………………………………………………………………………、13 3、2 焊接工艺………………………………………………………………………………………………、１３3、3焊接顺序………………………………………………………………………………………………、、１4 ３、4工艺措施与检验……………………………………………………………………………………、15 3、5焊接注意事项 (16) 4、切削加工...............................................................................................................、、、17 4、１零件材料得选择................................................................................................、、１7 4、2工艺分析 (17) 4、3定位基准得选择 (1) 4、４加工方法………………………………………………………………………………………………、、1８参考文献………………………………………………………………………………………………………2０ 设计心得.....................................................................................................................21?指导老师评语 (22) 绪论 任何生产部门，无论属于哪一行业,都有设备与工具得制造与维修问题。要解决这类问题，必须具备有关材料与制造工艺得知识。这些知识牵涉到许多专业内容,如金属材料得热理、铸造、锻压、焊接、机械加工等等。要通过此类课程培养学生具有灵活运用所学得加工工艺知识去设计零件得制造工艺方案、分析零件结构设计得合理性得初步能力。 金属工艺学就是一门专门传授有关制造金属零件工艺方法得综合性技术课,主要讲述各种工艺方法得规律性及其在机械制造中得应用与相互联系,金属零件得加工工艺过程与结构工艺性,常用金属材料得性能及其加工工艺得影响,工艺方法得综合比较等。 金属工艺学就是一门传授有关制造金属零件工艺方法得综合性技术课,主要讲述各种工艺方法得规律性及其在机械制造中得应用与相互联系,金属零件得加工工艺过程与结构工艺性,常用金属材料得性能及对加工艺得影响,工艺方法得综合比较等。 现代工业应用得机械设备,如机床、汽车、拖拉机、轮船及仪表等大多数就是有金属零件装配而成得。将金属材料加工成零件就是机械制造得基本过程,多数零件由于形状复杂与精度与表面质量要求较高，通常先用铸造、塑性加工或焊接方法制成毛坯,在经过切削加工方法制成所需得零件。而且为了抑郁进行加工与改善零件得某些性能，中间常需穿插不同得热处理工艺,最终才能制成各种零件经过装配检验成为产品。 金属工艺学课程就是在教师得指导下,学生应用金属工艺学得知识进行一次从选择材料、结构分析到制定生产工艺方案得综合性工与实践训练。 本金属工艺课程设计分别对零件得铸造、锻造、焊接、车刀设计进行列举设计,讲述了产品从简单得原材料，通过性能分析、工艺规程分析、具体制造方法分析、论述、纸绘制到理论性得成形产品。通过学生得自己动手设计,有利于培养学生得自我思考能力,分析能力,发现问题，解决问题得能力，有利于学生具有更高得实际能力与开拓精神。有人把技巧仅仅理解为动手操作与设备,或者能进行试验,这样得理解就是不够得。其实,技能训练除操作技能外,还有工程实践与工
16Mn钢(热处理课程设计)
目录 第一章金属热处理课程设计简介 (1) 一、课程设计的任务与性质 (1) 二、课程设计的目的 (1) 三、设计内容与基本要求 (1) 四、设计步骤 (2) 第二章材料16Mn基本参数 (2) 一、16Mn材料简介 (2) 二、16Mn材料的性能及用途 (3) 三、16Mn材料化学成分 (3) 四、16Mn物理力学性能 (3) 第三章热处理工艺设计 (4) 一、16Mn热处理概述 (4) 二、16Mn热处理 (4) 三、基本参数确定 (9) 第四章 16Mn钢热处理分析 (10) 一、16Mn钢热处理后组织分析 (10) 二、16Mn钢热处理后材料性能检测 (13) 第五章设计与心得体会 (17) 参考文献 (19)
第一章金属热处理课程设计简介 一、课程设计的任务与性质 《金属热处理原理与工艺》课程是一门重要的专业课程，金属材料热处理工艺设计及实验操作是一种重要的教学环节，通过金属材料热处理工艺金相组织分析、性能检测等实验，可以培养学生掌握热处理实验方法、原理及相关设备，运用热处理的基本原理和一般规律对实验结果进行分析讨论，有助于强化学生解决问题、分析问题的能力。 二、课程设计的目的 1、课程设计属于《金属热处理原理与工艺》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握金属热处理工艺设计的一般规律和方法。 2、培养综合运用金属学、材料性能学、金属工艺学、金属材料热处理及结构工艺等相关知识，进行工程设计的能力。 3.培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 4.提高技术总结及编制技术文件的能力。 5.是金属材料工程专业毕业设计教学环节实施的技术准备。 三、设计内容与基本要求 设计内容：完成合金结构钢（16Mn）的热处理工艺设计，包括工艺方法、路线、参数的确定，热处理设备及操作，金相组织分析，材料性能检测等。 基本要求： 1.课程设计必须独立的进行，每人必须完成不同的某一种钢材热处理工艺设计，能够较清楚地表达所采用热处理工艺的基本原理和一般规律。 2.合理地确定工艺方法、路线、参数，合理选择热处理设备并正确操作。 3.正确利用TTT、CCT图等设计工具，认真进行方案分析。 4.正确运用现代材料性能检测手段，进行金相组织分析和材料性能检测等。 5.课程设计说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整，图表清晰。 四、设计步骤 方案确定： 1.根据零件服役条件合理选择材料及提出技术要求。
金属材料性能论文金属材料的论文
船电101 李伟聪09 何碧枢11 关于“金属材料的力学性能”的论文 金属材料的力学性能 金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力，如强度、硬度、弹性、塑性、韧性等。这些性能是化工设备设计中材料选择及计算时决定许用应力的依据。 ㈠强度 材料的强度是指材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力. 一般来讲，材料强度仅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，像弹性极限、屈服点、抗拉强度、疲劳极限和蠕变极限等。材料在常温下的强度指标有屈服强度和抗拉（压）强度。 屈服强度表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。抗拉强度表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。在工程上，不仅需要材料的屈服强度高，而且还需要考虑屈服强度与抗拉强度的比值（屈强比），根据不同的设备要求，其比值应适当。屈强比较小材料制造的零件具有较高的安全可靠性，因为在工作时万一超载，也能由于塑性变形使金属的强度提高而不致立刻断裂。但如果屈强比太低，则材料强度的利用率会降低。因此，过大、过小的屈强比都是不适宜的。 在化工炼油设备中，很多零部件是长期在高温下工作的，对于制造这些零部件的金属材料的屈服限ss、抗拉强度限sb都会发生显著变化，必须考虑温度对力学性能的影响。通常随着温度升高，金属的强度降低而塑性增加。另外，金属材料在高温长期工作时，在一定应力下，会随着时间
的延长缓慢地不断发生塑性变化的现象，称为“蠕变”现象。例如，高温高压蒸汽管道虽然其承受的应力远小于工作温度下材料的屈服点，但在长期的使用中则会产生缓慢而连续的变形使管径日趋增大，最后可能导致破裂。材料在高温条件下抵抗这种缓慢塑性变形的能力，用蠕变极限sn表示。蠕变极限是指试样在一定温度下和在规定的持续时间内，产生的蠕变变形量（总的或残余的）或第Ⅱ阶段的蠕变速度等于某规定值时的最大应力。 对于长期承受交变应力作用的金属材料，还有考虑“疲劳破坏”。所谓“疲劳破坏”是指金属材料在小于屈服强度极限的循环载荷长期作用下发生破坏的现象。疲劳断裂与静载荷下断裂不同，无论在静载荷下显示脆性或韧性的材料，在疲劳断裂时，都不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，因此具有很大的危险性，常常造成严重的事故。金属材料在循环应力下，经受无限次循环而不发生破坏的最大应力称为“疲劳强度”，以sr（见（a）式）表示，称为应力循环系数或应力比，在对称循环时，(r=-1）表示。对于一般钢材，以106～107次不被破坏的应力，作为疲劳强度。㈡硬度硬度是指固体材料对外界物体机械作用（如压陷、刻划）的局部抵抗能力。它是由采用不同的试验方法来表征不同的抗力。硬度不是金属独立的基本性能，而是反映材料弹性、强度与塑性等的综合性能指标。在工程技术中应用最多的是压入硬度，常用的指标有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRC、HRB)和维氏硬度(HV)等。所得到的硬度值的大小实质上是表示金属表面抵抗压入物体(钢球或锥体)所引起局部塑性变形的抗力大小。一般情况下，硬度高的材料强度高，耐磨性能较好，而切削加工性
金属结构课程设计
现代机械工程基础实验1(机设) ——金属结构设计部分 题目：现代工程基础实验 金属结构设计 院（部）：机电工程学院 专业：机械工程及自动化 班级：机械XXX 姓名： XXXX 学号： XXXXXXXXXX 指导教师：王积永沈孝琴 完成日期： 2012年6月9号
目录 任务书-----------------------------------------------------------------------------1 设计目的与要求-----------------------------------------------------------------2 确定起重臂结构方案-----------------------------------------------------------2 确定起重臂的计算简图及载荷-----------------------------------------------3 臂架内力组合与计算-----------------------------------------------------------6 截面选择与验算-----------------------------------------------------------------12 计算耳板焊缝--------------------------------------------------------------------17 设计总结--------------------------------------------------------------------------19 参考文献--------------------------------------------------------------------------20
课程设计指导书(金属材料工程方向)
课程设计指导书 一、课程设计的性质、目的 热处理设备是保证热处理工艺顺利进行、所需组织与性能得以实现的重要 环节。热处理炉课程设计是为材料科学与工程专业开设的一门专业课程设计。本实践环节主要任务是使学生熟悉普遍使用的箱式电阻加热炉的结构，掌握 热处理炉加热系统的设计计算，使学生具备基本的工程设计计算能力。是材 料科学与工程专业本科生培养的一个重要环节。培养综合运用机械制图、机 械设计基础、精度设计、金属工艺学、材料热处理及设备等相关知识，进行 工程设计的能力。培养使用手册、图册、有关资料及设计标准规范的能力。 二、设计内容与基本要求 设计内容：本课程要求学生独立完成箱式电阻加热炉的筑炉材料选择、结构 计算、加热系统计算等环节，撰写设计说明书，并画出炉体结构图。 基本要求： 1.课程设计必须独立的进行，每人必须完成炉体结构图，能够清楚地表达炉体 结构组成。 2.根据设计任务书要求，合理的确定尺寸、材料、工件等参数。 3.正确的运用手册、标准，设计图样必须符合国家标准。说明书力求用工程术语，文字通顺简练，字迹工整。 三、设计步骤 1.设计计算的主要项目： a.确定炉底有效面积和实际面积以及炉膛尺才(长×宽×高)； b.选择炉衬材料，计算妒壁厚度，确定炉体外形尺寸； c.计算炉子功率，进行热平衡计算并用经验计算法考核； d.计算炉子的主要技术经济指标(炉子热效率、空载功率及空炉升温时间)； e.选择和计算电热元件。 2.结构设计 a.草图设计——估计炉体的尺寸，确定视图比例，确定剖视图及横截面图、炉底砌砖布置图的总体布局；画出炉子轮廓。
b.结构图设计—确定炉体砌砖的厚度及电热元件尺寸及布置情况，完成剖视图及截面图、炉底砌砖布置图的绘制。 c.加黑，注尺寸、公差配合，标注件号，填写明细表及技术要求。 3.编写设计计算说明书 四、基本参数确定 1.炉型选择 根据设计任务的具体要求和生产特点，进行综合技术经济分析。决定选用箱式电阻炉，不通保护气氛，炉子最高工作温度。 2.炉膛尺寸的确定 (1)计算炉子小时生产量p(kg/h) 炉子年工作时间基数=(365-52-7)× 8×(1-5%)=2326h 炉子小时生产量p ＝t/y ×103÷2326=72kg/h 注：每年法定休假日为7天，另有52个星期天。周期作业电阻炉检修率一般为4%~8% (2)用炉底强度指标法决定炉底面积Ae 查表4-2取p 0 0p p A e = 炉底板宽度： e A B 21=效 炉底板长度: e A L 2=效 炉底板材料：Cr-Mn-N (3)炉膛高度的确定:H 效=(0.5~0.9)B (4)炉膛有效(即可装工件)尺寸 效效效H B ??L (5)炉膛砌砖体内腔尺寸 砌 砌砌H 1.02B B 1 .0L ?+=+=L
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计
金属学课程设计——45号钢车床主轴热处理工艺设计《金属学与热处理》课程设计 45号钢车床主轴热处理工艺设计 学生姓名:X X X 学生学号:xxxxxxxxxxxxx 院(系):xxxxxxxx学院年级专业:xxxxxxxxxxxxxxx 指导教师:xxxxxxxxxxx 二〇一一年十二月 课程设计任务书 题目 45号钢车床主轴热处理工艺设计 1、课程设计的目的 使学生了解、设计45号钢车床主轴热处理生产工艺，主要目的:(1)培养学生 综合运用所学的热处理课程的知识去解决工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。(2)学习热处理工艺设计的一般方法、热处理设备选用和装夹具设计等。(3)进行热处理设计的基本技能训练，如计算、工艺图绘制和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 2、课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等) (1)零件使用工况及对零件性能的要求分析; (2)45号钢材料成分特点及性能特点分析; (3)车床主轴热处理工艺参数; (4)表面淬火方式确定; (5)设计说明书撰写，不低于3000字。 3、主要参考文献
[1] 崔明择主编.工程材料及其热处理[M]. 北京:机械工业出版社，2009.7. [2]崔忠析主编.金属学与热处理(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社，2007.5 [3]王建安. 金属学与热处理[M]. 北京:机械工业出版社，1980 [4] 中国机械工程学会.热处理手册[M]. 北京:机械工业出版社，2006.7 [5] 范逸明.简明金属热处理工手册[M].北京:国防工业出版社，2006.3 4、课程设计工作进度计划 第18周:对给定题目进行认真分析，查阅相关文献资料，做好原始记录。 第19周:撰写课程设计说明书，并进行修改、完善，提交设计说明书。指导教师 日期年月日 (签字) 教研室意见: 年月日学生(签字): 接受任务时间: 年月日 课程设计(论文)指导教师成绩评定表题目名称 45号钢车床主轴热处理工艺设计 分得评分项目评价内涵值分 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学01 学习态度 6 工作态度。 工作 表现通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠02 科学实践、调研 7 道获取与课程设计有关的材料。 20% 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。 能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题， 04 综合运用知识的能力 10 能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析， 得出有价值的结论。