2011-2014年专业课作业-材料科学与工程资料
高校专业分析--材料科学与工程

高校专业分析----【材料科学与工程】【专业概况】:本科学制四年,授予工学学士学位。
材料科学与工程专业是材料类专业的一个一级学科,包括材料物理与化学、材料学、材料加工工程三个二级学科。
材料科学与工程专业是以化学、物理为基础的通识性学科,涉及材料学和材料工程两方面的内容。
材料科学是研究材料本身具备或者通过科学技术手段达到人类预期所需具备的性能,材料工程是研究生产所需材料的技术与工艺。
因此,本专业就是在研究材料本身的物理性能和化学性能的同时,研究相应材料的生产技术与工艺。
本专业的主要特点是“广”“博”,每一个二级学科的内容都会有所涉猎,但是不够精深,本科生毕业后需要在自己感兴趣的领域进行深入研究才能成为该领域的专业人才。
建议本专业学生攻读至硕士学位,前提是要明确自己的专业研究方向。
材料科学与工程专业对化学、物理等基础学科有一定的要求,学习该专业学生需要有一定的定力和耐心。
【专业重点课程设置】:无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、仪器化学、晶体学、热处理原理与工艺、材料力学性能、材料物理性能、材料学基础、高分子物理、高分子化学、化工原理、工程力学等。
【就业概况】:根据综合数据统计,材料科学与工程专业近三年就业率一直不错,毕业生集中在北京、上海、广东、天津等经济发达的城市。
学习该专业的毕业生就业时可以去材料制备、材料加工、材料结构、化工等领域的企业。
就业范围比较广泛,薪资待遇刚开始并不高,但随着工作经验的积累会逐年提高。
另外,学习该专业的男生比女生多,企业对人才招聘也更偏重于男生。
材料是国民经济三大支柱产业之一,是一门永远不会被时代淘汰的专业。
随着时代的发展,社会需求必将对本行业技术水平和技术人才提出更高的要求,因此本专业毕业生发展空间很大。
本科毕业生的平均薪资处于全国毕业生薪资的中等偏上水平。
【高中匹配学科】:化学、物理。
【推荐大学】:清华大学、北京航天航空大学、北京科技大学、天津大学、东北大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、浙江大学、山东大学、华中科技大学、武汉理工大学、中南大学、华南理工大学、四川大学、西安交通大学、西北工业大学、西南科技大学等。
材料科学与工程专业导论课程学生学习感悟

材料科学与工程专业导论课程学生学习感悟第一篇:材料科学与工程专业导论课程学生学习感悟专业导论课程学生学习感悟--2011级材料科学与工程全体学生对于一名材料科学与工程专业的本科生来说,材料科学导论是学习材料专业的学生最先接触的一门专业知识课。
材料科学与工程导论不仅可以整体的向我们概述本专业所要学习的内容,而且还能在一定程度上激发我们对本专业的学习兴趣,它的关键在于课业比较系统的了解材料科学领域的研究方向和研究内容,同时,这门课还有着培养学生学习材料科学相关知识的兴趣的作用。
很显然,此门课的重要性不言而喻。
进入材料科学与工程专业导论的学习已经有一段时间了,经历这个阶段,有了对这个专业知之甚少到现在有所了解的转变。
通过杨文斌教授第一节专业导论课对于本专业的引入,更结合材料在于美国苹果公司手机上的运用,让我们颇为真实地感受了材料的魅力,引起我们的广泛兴趣。
最初,对于材料的学习、将来的就业方向等等问题,我很是疑惑。
杨教授就国内外材料领域发展的新动向切入主题,带领我们见识了当下国内外社会、经济发展为材料科学的发展所创造的机遇,这让我对于本专业的前景信心满满。
杨教授再对材料科学与工程“四要素”进行深入浅出的讲解,激发了我们学习的好奇心,对于本专业的课程学习也有了一定理解。
杨教授还带着我们观看了本学院在材料研究方面的一些科研成果,我们看得不亦乐乎。
紧接着,观看了在将来学习中要用的一些机器,再加之杨教授的讲解,对于这个专业有了更进一步的认识。
在听了邱仁辉副院长对材料科学与工程简介的解说之后,我更了解了材料在于生活中的广泛利用,对材料所起的作用想要更加深入的学习。
他所安排的课程学习让我们更加全面地认识了材料这个专业,并且就我们这个专业在国际领域的发展进行讲解,融入邱副院长自己所研究的科研内容,这都令我们耳目一新。
在谈到材料的研究应用时,邱副院长很是高兴,因为本专业开办以来我们学院取得了10多项国家科研基金,在科学研究方面也是硕果累累。
材料科学与工程基础 (1)

• 课程建设
• 1996年将原教材改编为《高分子材料导论》上、下册 • 1998年,正式开设《材料科学与工程基础》课程 • 编写《材料科学与工程基础》教材—高分子为主线 1998年,四川大学“九五”重点资助教材。
1999年,教育部“面向21世纪课程教材”(我校
牵 头、三校合编,顾宜任主编)---2002年4月出版
材料科学与工程学科教学指导委员会
四个专业教学指导分委员会 材料化学与物理 金属材料及冶金工程
无机非金属材料工程
高分子材料与工程
பைடு நூலகம்
国家级精品课程(九门)
• 2003年,材料科学基础, • 2004年,材料科学基础, 上海交通大学, 西北工业大学, 蔡珣 陈铮 顾宜
• 2004年,材料科学与工程基础,四川大学,
四大要素
Performance
Properties
Synthesis and Processing Compositions and Structures
研究内容:
• 科学性
a. 从化学角度出发,研究材料的化学组 成、键性、 结构与性能的关系 b. 从物理角度,阐述材料的组成原子、 分子及其运 动状态与各物性之间的关系 • 技术性 c. 材料的制备工艺 d. 材料的性能表征 e. 材料的应用 • 工程性
(3) 材料工程 Materials Engineering
对于工程技术人员:如何选择特定 应用环境下需要的材料,来满足使用要 求,如何按实际要求设计新材料,须弄 清以下三个关系 (材质)——材料内部结构与性能 (内部形态)——加工工艺与性能 (使用环境,耐久性)——材料的性 能与使用过程
材料高等教育
材料在人类社会发展中的地位和作用
材料科学基础教学大纲

材料科学基础教学大纲课程号:课程名称:材料科学基础II 学分:4英文名称:Fundamentals of Materials Science (II)周学时: 4预修课程:《材料科学基础I》面向对象:材料科学与工程专业本科生一、课程介绍(100-150字)(一)中文简介《材料科学基础II》是《材料科学基础I》与材料科学后续专业课程的连接纽带,是材料系学生学习其它材料科学与工程相关专业课的基础,内容主要包括固态扩散、相图、固相反应、陶瓷烧结过程、熔融态与玻璃态、金属的凝固与结晶、固态相变过程等。
(二)英文简介This course provides fundamental knowleges for more specified courses related to materials science and engineering. The major contents are as follows: solid diffusion, phase diagrams, solid state reaction, sintering process of ceramics, molten and glassy states, solidification and crystallization of metals, and solid state phase transformations.二、教学目标(一)学习目标《材料科学基础II》课程教学的基本目的是在学生学完《材料科学基础I》课程之后,通过本课程的学习,进一步掌握材料研究与制备过程中所涉及的基础理论问题,如相平衡与相变过程、材料不同尺度范围内的本征结构、晶体组织、几何形态及表观性能,材料微观行为与宏观表现的有机联系,具有不同化学成分、加工过程、组织结构及宏观性能材料的物理本质、材料制备过程中的固相反应和烧结过程等。
学完本课程后,学生应掌握固态扩散基础知识;各类相图的判读以及在实际过程中的应用;理解固相反应、陶瓷烧结过程的实质和控制条件以及相关的动力学关系;掌握玻璃制备过程中的熔融态结构与性质以及玻璃形成过程与结构;掌握金属凝固和结晶基本过程以及成分分布、组织结构调控;掌握材料固态相变,特别是钢的奥氏体化、珠光体相变、马氏体相变、贝氏体相变、脱溶与时效、调幅分解等基础知识。
材料科学与工程复习思考题

第1章绪论思考题1.材料科学与工程的四个基本要素解:制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2.材料科学与工程定义解:关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。
3.按材料特性,材料分为哪几类?金属通常分哪两大类?无机非金属材料分哪四大类?高分子材料按使用性质哪几类?解:按材料特性,材料分为:金属材料、无机非金属材料、和有机高分子材料三类。
金属材料分为:黑色金属材料和有色金属材料。
无机非金属材料分为:混泥土(水泥)、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。
高分子材料按使用性能分为:塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。
4.金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解:①金属材料的基本特性:a.金属键;b.常温下固体,熔点较高;c.金属不透明,具有光泽;d.纯金属范性大、展性、延性大;e.强度较高;f.导热性、导电性好;g.多数金属在空气中易氧化。
②无机非金属材料的基本性能:a.离子键、共价键及其混合键;b.硬而脆;c.熔点高、耐高温,抗氧化;d.导热性和导电性差;e.耐化学腐蚀性好;f.耐磨损;g.成型方式:粉末制坯、烧结成型。
③高分子材料的基本特性:a.共价键,部分范德华键;b.分子量大,无明显熔点,有玻璃化转变温度(Tg)和粘流温度(Tf );c.力学状态有三态:玻璃态、高弹态和粘流态;d.质量轻,比重小;e.绝缘性好;f.优越的化学稳定性;g.成型方法较多。
第2章物质结构基础Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定?解:主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2.在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些原则?解:泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3.配位数及其影响配位数的因素解:配位数:一个原子周围具有的第一邻近原子(离子)数。
影响因素:①共价键数;②原子的有效堆积(离子和金属键合)。
材料科学基础教案PPT学习教案精选全文

教学难点
1. 晶体结构; 2. 合金相结构 3. 高分子材料、陶瓷材料的结构特点;
第31页/共125页
教学过程
一、复习上一节内容 二、导入新课 三、讲授新课 四、小结 五、思考题 六、作业
第32页/共125页
复习上一节内容
1、材料科学在国民经济中的重要地位是什么? 2、如何对工程材料进行分类?
第9页/共125页
学时分配
1.讲课 50 2.实验 10 3.课堂讨论 2 4.机动 1
总学时 63
第10页/共125页
教学过程
1. 后次复习前次概念 2. 本次讲授内容的引 入 3. 新教学内容的讲授 过程 4. 小结 5. 思考题 第11页/共125页 6. 作业
实验内容
1.金相试样的制备 2.金相显微镜的使用 3.铁碳合金平衡组织观察 4.金相摄影 5.金属塑性变形与再结晶 6.位错腐蚀坑观察
属工艺学和金工教学实习为基础的课程,在学习时应联系上述基 础课程的有关内容,以加深对本课程内容的理解。同时本课程是 材料科学与工程的基础,在今后学习有关专业课程时,还应经常 联系本书的有关内容,以便进一步掌握所学的知识。
第5页/共125页
教学指导思想
1. 从材料科学与工程材料应用的角度出发讲授《 材料科学基础》,体现21世纪教学理念、教学改 革精神和世界工程教育思想。 2. 严格按《材料科学基础》教学大纲及《材料科 学基础实验大纲》进行教学,注意课程内容的准确 定位和整体优化。 3. 开设的实验及课堂讨论应有利于学生分析问题 、解决问题的能力及创新能力培养。
材料科学基础教案PPT课件
会计学
1
第一部分 前言
材料科学是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 科学基础的任务是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。
材料科学与工程专业优质课材料表面与界面工程

材料科学与工程专业优质课材料表面与界面工程材料科学与工程专业是现代工程领域中的一个重要学科,其研究的核心是材料的结构、性能和制备方法。
材料的表面与界面工程是材料科学与工程中的重要分支,主要研究材料的表面特性及其对材料性能的影响,以及如何改善材料表面和界面的性能。
本篇文章将从理论层面和应用层面介绍材料表面与界面工程的研究内容、方法和意义。
一、材料表面与界面工程的研究内容材料表面与界面工程涉及诸多内容,主要包括表面改性、界面调控、界面精化和界面反应等方面。
表面改性是指针对材料表面性能不足或需求变化而进行的技术手段,如表面涂层、表面改性材料的制备等。
界面调控是指通过改变材料的表面结构、化学成分或表面形貌,调控材料与界面的相互作用,从而改变材料的性能和功能。
界面精化是指通过合理设计并优化材料的界面结构和界面缺陷,提高材料的界面性能和力学性能。
界面反应则是研究材料在界面上的相互作用及其反应机理,以及如何通过界面反应来改善材料的性能和使用寿命。
二、材料表面与界面工程的研究方法研究材料表面与界面工程的方法多种多样,常用的包括物理方法、化学方法和生物方法等。
物理方法主要依靠外界能量的作用,如激光辐照、电子束辐照等,对材料表面进行改性。
化学方法则是通过控制材料表面的反应条件、反应物浓度和反应时间等来实现表面的改性和调控。
生物方法则利用生物体内存在的各种酶、蛋白质等生物分子,通过特定的反应途径和交互作用来调控材料表面的性质和结构。
三、材料表面与界面工程的意义材料表面与界面工程对材料的性能和应用具有重要意义。
首先,表面改性可以改变材料的疏水性、导电性、机械性能等,从而使材料适应不同的工程需求;其次,通过界面调控和精化,可以改善材料的界面粘附性、界面耐磨性和界面化学稳定性,提高材料的界面载荷传递能力和界面腐蚀抗性;最后,通过界面反应可以提高材料的界面强度和界面连接性能,解决各种界面问题,如界面结合强度不足、界面断裂等。
材料科学与工程基础期末试题

《材料科学基础》试卷Ⅴ一、填空题(20分,每空格 1 分 )1.相律是在完整均衡状态下,系统的相数、组元数和温度压力之间的关系,是系统的均衡条件的数学表达式: f=C-P+22.二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。
3. 晶体的空间点阵分属于7大晶系,此中正方晶系点阵常数的特色为a=b≠ c, α =β =γ=90°,请列举除立方和正方晶系外其余随意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交(任选三种)。
4.合金铸锭的宏观组织包含表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。
5.在常平和低温下,金属的塑性变形主假如经过滑移的方式进行的。
别的还有孪生和扭折等方式。
6. 成分过冷区从小到大,其固溶体的生长形态分别为平面状,胞状和树枝状。
1.原子扩散的驱动力是:组元的化学势梯度2.凝结的热力学条件为:过冷度3.某金属凝结时的形核功为△ G*,其临界晶核界面能为△ G,则△ G*和△ G的关系为△G* =1/3 △G5.金属液体在凝结时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。
6.菲克第必定律表述了稳态扩散的特色,即浓度不随变化。
7.冷变形金属加热过程中发生答复的驱动力是:冷变形过程中的储存能9.合金铸锭的缺点可分为缩孔和偏析两种。
二、判断题(正确的打“√”错误的打“×” ,每题 1 分,共 12 分)1.体心立方构造是原子的次密排构造,其致密度为0.74 。
(× )2.同一种空间点阵能够有无穷种晶体构造,而不一样的晶体构造能够归属于同一种空间点阵。
(√ )3.结晶时凡能提升形核率、降低生长率的要素,都能使晶粒细化。
(√ )4.合金液体在凝结形核时需要能量起伏、构造起伏和成分起伏。
(√ )5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
(× )6.非平均形核时晶核与基底之间的接触角越大,其促使非平均形核的作用越大。
(× )7.固溶体合金液体在完整混淆条件下凝结后产生的宏观偏析较小。
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2011年专业课作业一答案1、轧制角,轧制力,咬入条件如何确定?答:轧制角,在入口平面和出口平面处的半径矢量之间的夹角。
刚好能够满足咬入条件时可能的最大轧制角。
由于对称性,上、下轧制力相对于轧制线呈镜像对称。
刚好能够满足咬入条件时可能的最大轧制角。
由于对称性,上、下轧制力相对于轧制线呈镜像对称。
如果轧件完全充满几何变形区,则可以认为法向力和摩擦力作用几何变形区的中央(在α=/2)。
与咬入条件类似,对轧制建成有以下的关系式:(1)由此可得:(2)因此,如果以咬入时的摩擦系数与轧制建成时的摩擦系数相等为前提,则轧制建条件比咬入条件更加容易满足。
然而咬入时摩擦系数与轧制建成时的摩擦系数并非相等,所以咬入条件和轧制建成条件总需用各自的摩擦系数进行检验。
公式(1)和公式(2)只有在轧制无外加纵向拉力作用时才成立。
轧制力由所有作用于几何变形区的正应力和摩擦剪应力的积分得到,其方向可由作用于轧制上的所有力的平衡确定。
在实际生产中,常把合力的垂直分量称为“轧制力”。
对称轧制,即两个轧辊转速相等且直径相等,如图所示。
图对称轧制时作用于轧件上的力由于对称性,上、下轧制力相对于轧制线呈镜像对称。
力平衡为垂直方向:水平方向:轧制力相对于垂直线的倾角为如果纵向拉力相等(Z0=Z1)以及在无纵向拉力的轧制(Z=Z1=0)中,轧制力取垂直方向或平行于两个轧辊中心的连线。
轧制力:轧制力由垂直应力在接触面Ad上的积分得出其中σz或屈服条件经过数值计算得到为了粗略估算,可用基于变形抗力定义的所谓轧制力公式:(5)变形抗力尾w可用近似公式估计。
如果有变形效率77。
i的经验数值,则无纵向拉力轧制过程的变形抗力为在有纵向拉力轧制情况中,得出或作为用于轧制力估算的近似公式的举例,这里给出归根于Si ebel的针对带纵向拉力轧制的方程:(6)对于无纵向拉力轧制过程,由Z0=Z1=0得出(7)轧辊弹性压扁的考虑:如果要考虑轧辊弹性压扁,则采用Hitchcock方程较简单,即用公式计算的在接触区的轧辊曲率半径r’代替公(6)和公式(7 )中的轧辊半径r=d/2。
因为计算r’时需要还是未知的轧制力F,因此推荐采用迭代方法,其中将轧制力F(r=d/2)作为初始值预给予定,经过两到三个迭代步骤后即可获得较精确的解。
如果在计算轧制力中不考虑轧辊弹性压扁,则轧制力的计算值将偏小,其误差可能相当大。
在Hitchcock方程允许的极限上,这样计算的接触长度l偏小且由此确定的轧制力也偏小约30%。
在轧制力较大则压下量较小的轧制量d情况下,误差可能更大。
咬入条件:与几乎所有其他的塑性成形方法不同,轧制过程需要一定的摩擦以使轧件与传动辊一接触就被咬入,并且按着被“拖过”几何变形区。
当在轧制方向上起拖进作用的摩擦力分量大于或等于起推回作用的法向力分量时,咬入条件就满足,如图所示。
轧件咬入时的受力情况其他的表示方式(近拟式):(3)由导致由导致因此得到最大可能的压下量为(4)公式(3)和公式(4)只在无外加纵向拉应力作用于轧件时才成立。
道次(轧制道次):轧件通过轧制区一次。
由图轧件开始咬入时,轧件的受力分析可知,能否咬入取决于加在轧件上的力N和摩擦力T的水平分力Nx和Tx间的力平衡;当Nx≤Tx时,轧件进入辊缝,即可被咬入。
故咬入条件为:(假定外推力Nsinα≤Tcosα。
根据库仑摩擦定律T/N=f=tgβ,f为轧辊和轧件之间的摩擦系数,β为摩擦角,则咬入条件可写为α≤β。
在轧件塑性变形的过程中,轧件与轧辊的接触面积逐渐增加,轧辊对轧件的作用力方向也随之改变,此时的咬入条件就变为β≥φ=α+θ/2。
此式也就是轧件咬入条件的通式;轧制开始时,θ=α,咬入条件为β≥φ=α+α/2;而在轧件充满变形区时,亦即轧制建成时,θ=0,则咬入条件为β≥φ=α/2。
2、轧制建成条件是根据什么确定的?答:轧制建成条件:如果轧件完全充满几何变形区,则可以认为法向力和摩擦力作用几何变形区的中央(在α=α0/2)。
与咬入条件类似,对轧制建成有以下的关系式(1)由此得到(2)因此,如果以咬入时的摩擦系数与轧制建成时的摩擦系数相等为前提,则轧制建条件比咬入条件更加容易满足。
然而咬入时摩擦系数与轧制建成时的摩擦系数并非相等,所以咬入条件和轧制建成条件总需用各自的摩擦系数进行检验。
公式(1)和公式(2)只有在轧制无外加纵向拉力作用时才成立。
道次(轧制道次):轧件通过轧制区一次。
与几乎所有其他的塑性成形方法不同,轧制过程需要一定的摩擦以使轧件与传动辊一接触就被咬入,并且按着被“拖过”几何变形区。
当在轧制方向上起拖进作用的摩擦力分量大于或等于起推回作用的法向力分量时,咬入条件就满足。
3、何谓宽展与前滑,受那些因素影响?答:宽展轧件在轧制的过程中,变形区的金属除了往纵向的流动外,还会有部分金属沿宽度方向流动,使宽度变化。
这种现象叫宽展。
其影响因素有:●增大的h/b比值使宽展增大;●增大的比值压下量使宽展增大;●增大的轧辊直径d使宽度展增大;●增大的摩擦系数μ使宽展增大;●增大的强度使宽展减小;●提高的温度θ使宽展减小;增加的轧制速度υ使宽展减小。
影响宽展的因素很多,很难用公式或计算方法来归纳各种条件下的实验结果,已有的均欠完善,以致工程应用上仍常使用最简单的经验公式△b=C △h,式中△h为压下量,C为经验系数,它包括除△h以外一切因素的影响,C 值根据孔型形状,尺寸及轧制金属等各因素不同而在较大范围(0.15~1.6)内波动,一般可据经验数据表选择确定。
众多因素与宽展的关系非常复杂,以至于用初等塑性理论不能对宽展行为进行可靠地预告。
另外,沿厚度方向的宽展不是恒定的,即形成所谓的宽展分布图。
只有用在很大程度上放弃了简化假设的数值计算法(例如有限元法)才能进行可靠的宽展计算。
当然,这要提供计算时所用的材料量和边界量的足够准确的数值。
前滑在轧制的过程中,变形区中性面与出口间的金属流动速度会大于轧辊的速度,这种现象叫前滑。
中性面的位置影响前滑的大小,中性面越靠近出口前滑值越小。
中性面的位置影响所谓前滑的大小,这是在几何变形区出口的相对速度。
这个量对于确定在连续轧机各机架中的转速分级匹配具有重要意义。
在连续式轧机中轧件同时在多个顺序排列的机架中轧制。
(相对)前滑被理解为以下比值:或从图可见,中性面离几何变形区出口越近,相对前滑值就越小。
从公式Hoff 和Dahl在初等塑性理论的基础上推导出以下关系式:或当和上面公式中得出前滑值和中性面位置的关系式为中性面位置和前滑的数量级举例。
①扁坯热轧 h0=250mm,h1=190mm,d=800mm,μ=0.4。
②带材热轧h0=3mm,h1=2.1mm,d=400mm,μ=0.2。
③带材冷轧h0=1mm,h1=0.7mm,d=400mm,μ=0.05。
④带材冷轧h0=1mm,h1=0.7mm,d=80mm,μ=0.05。
影响前滑的因素;1、轧辊直径:前滑值随辊径增大而增加;2、摩擦系数:f增大,中性角增大,前滑值增加;3、轧件厚度:h越小,前滑值越大;4、张力:前张力增加,前滑增加;后张力增加,前滑减小;5、加工率:前滑随其增大而增大;6、轧件宽度:宽度减小相对宽展量增加,前滑减小。
4、何谓轧制力的方向及表达式?答:轧制力由所有作用于几何变形区的正应力和摩擦剪应力的积分得到,其方向可由作用于轧制上的所有力的平衡确定。
在实际生产中,常把合力的垂直分量称为“轧制力”。
对称轧制,即两个轧辊转速相等且直径相等,如图所示。
对称轧制时作用于轧件上的力由于对称性,上、下轧制力相对于轧制线呈镜像对称。
力平衡为垂直方向:水平方向:轧制力相对于垂直线的倾角为如果纵向拉力相等以及在无纵向拉力的轧制中,轧制力取垂直方向或平行于两个轧辊中心的连线。
5、何谓轧制功率,并给出表达式?答:轧机轧制轧件时单位时间内所做的功是轧制功率。
从轧制力矩和轧辊角速度的乘积得出轧制功率为若用工程实用的参数度量单位表示,则N=1.03M(n为轧辊转数Y/min)。
按机、开坯机、中厚板轧机、带机和冷轧机等。
对热轧机而言,计算机主要用于从均热炉的燃烧控制、轧机的压下位置控制、厚控等直至卷取机的整个轧制过程;对冷轧机而言,则是控制连轧机本身以及快速换辊、数据采集与记录等。
如果轧制力矩的单位是N·m,而轧辊转速的单位为min-1,则以单位为W的轧制功率公式为计算的轧制功率是由传动轧辊提供的,但是在有纵向拉力的轧制中这个轧制功率并不与变形功率相对应。
一方面,它不包含纵向拉力产生的功率部分,另一方面,公式(2)包含了由于纵向拉力之差引起轧辊传动负载增加或者减少时产生的功率部分,是增加还是减少要根据Z1-Z>0还是Z1-Z<0而定。
6、轧辊速度与轧制速度是否相同?给出轧制变形区速度的表达式?答:轧辊速度与轧制速度不同。
轧制速度是与金属接触处的轧辊圆周速度其计算公式为v=πDn/60式中v—轧制速度m/s;D—轧辊工作直径m;n—轧辊转速r/min。
轧制变形区速度的表达式:当通过几何变形区时,由于横截面减小,轧件从入口速度υ0加速到出口速度υ1(轧制速度)。
这个关系由连续性方程描述为或如果在轧制过程中几何变形区高度s以速度变化,则连续性方程变为在常规轧制过程或者非稳态轧制(例如环轧)中,下压速度与υ0和υ1相比很小,通常可将项忽略。
由初等塑性理论的切片模型,借助连续性方程,对平面应变b1=b0得出在几何变形区中的轧件速度,如图所示:用切片模型分析几何变形区中的轧件速度变化接公式的h(x)得到其中0≤x≤ld。
以一个与接触长度相关的坐标代替几何变形区坐标x,则得到当轧件速度在几何变形区中从增加到时,轧辊圆周速度在轧制方向的分量几乎保持不变对于特别是在带材轧制中,一般轧制角明显小于20º。
由于力平衡条件,在给定轧辊圆周速度时,如果在几何变形区以外没有力(比如纵向拉力)作用于轧件,则得到只有在所谓的中性面上(x=xF)轧件速度和轧辊圆周速度才相等(υ=υux),如图所示。
在中性面之前及之后得出相对速度为:在后滑区(NZ)有υrel=υx-υux<0,在前滑区(VZ)有υrel=υx-υux>0轧件及轧辊速度7、轧辊直径Φ200mm,从h0=2mm厚板轧制到h1=1.4mm厚板材,计算出轧制角a0?解:根据8、给出前滑值和中性面位置的关系式?并计算轧辊直径d=400mm,h0=3mm(轧前板厚),h1=2.1mm(轧后板厚),摩擦系数μ=0.2时的前滑值K1?答:前滑值和中性面位置的关系式:其中:d=400mm,h0=3mm,h1=2.1mm,μ=0.2 △h=3-2.1=0.9mm 将数值代入上式:9、根据拉拔模具不同,有几种拉拔方法?答:按所用工具方案的不同,将拉拔分为模拔和辊拔。