材料 工艺 基础-2
[材料成型工艺技术基础]韩建民版第二章答案
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[材料成型工艺技术基础]韩建民版第二章答案1.何谓塑性变形?单晶体、多晶体塑性变形的机理各是什么？金属在外力的作用下，内部产生应力，该应力使原子偏离其原来的平衡位置，当应力超过金属材料的屈服极限，外力去除后，原子达到新的平衡状态，金属恢复不到原来的形状和尺寸，产生的永久变形。
单晶体: 晶体在切应力作用下，晶体的一部分与另一部分沿着一定的晶面彼此以刚性的整体相对滑移，滑移的距离为原子间距的整数倍。
多晶体：内部每个晶粒相互协调和配合，当外力达到一定值后晶界发生变形和破碎，其中既有晶内的滑移变形，也有晶间的滑动和转动。
2.何谓冷变形，何谓热变形，冷变形后金属的组织和性能会产生怎么样的变化，热变形后金属的组织和性能会产生怎么样的变化？金属锻造在升温变形过程中，金属原子获得能量，将低温变形中出现的应力吸收，微结构中碎晶形核等生长，将变形晶粒全部消失，这个温度就是再结晶温度，此温度以下的就是冷变形，以上的就是热变形。
冷变形后，晶粒在外力作用下倍扭曲拉长，随着变化逐渐成纤维状，有些晶粒破碎成碎晶，这种结构的晶格对进一步变形有阻碍作用，使金属的的强度和硬度升高，而塑性和韧性下降；热变形后，冷变形过程中出现的碎晶或杂志为核心形核并长大，直到全部冷变形晶粒消失为止，消除加工硬化，这个过程是再结晶不是相变，其晶粒均匀生长细化，塑性增加。
3.为什么规定锻造温度范围？碳钢合理的始锻温度和终锻温度应在铁碳合金状态图的什么位置？锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的一段温度间隔。
确定锻造温度的基本原则是，就能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，并得到所要求的组织和性能。
锻造温度范围应尽可能宽一些，加热温度太低，表面会开裂，或者内部裂纹，加热温度过高，导致钢坯过烧，无法成型产品。
碳钢的锻造温度范围如图（铁-碳状态图）中的阴影线所示：钢的始锻温度主要受过热的限制，合金结构钢和合金工具钢的始锻温度主要受过热和过烧温度的限制。
工艺基础知识培训材料 2
（二）风室结构
（三）反击式破碎机工作原理 （四）单段锤式破碎机工作原理 五、煤磨 （一）煤磨工作原理
（二）主要结构部件
1、中架体、废料箱 2、磨盘支座、刮板 3、喷嘴环 4、磨盘
5、磨辊
悬浮预热器
定 义
：是指低温粉状物料均匀分散在高温气流之中,
在悬浮状态下进行热交换，使物料得到迅速 加热升温的技术。其优点是物料悬浮在热气 流中，与气流的接触面积大幅度增加，传热 传质迅速可大幅度提高了生产效率和热效率。
1、过渡带：从窑尾起至物料温度1280℃止(或1300℃) 主要任务：物料升温、部分碳酸盐分解、固相反应。 2、烧成带：物料温度1280～1450～1300℃ 主要任务：熟料烧成 3、冷却带：窑头端部，1300℃之后
篦冷机模型图
冷却机工作原理
• 熟料冷却机作业原理在于高效、快速地实现 熟料与冷却空气之间的气固换热。
生料变成熟料的反应进程
窑系统在不同温度场的各个反应带内生料的物理、化学 反应反应过程如下。但是由于温度及反应速率的不同，其 中许多反应带在边缘地区有相当一部分是交叉的。 1、干燥 承担生料中水分的蒸发任务。反应温度100℃，实际 上物料的温度在大约20-50℃进入窑系统，超过露点温度 后，大约在75-150℃水分蒸发，反应式：H2O→H2O↑，反 应吸热约2675KJ/Kg. 2、预热 承担粘土质等原料中化学水的分解脱水任务。反应 温度450℃，反应热很小。反应式： AL2O3˙2SiO2˙H2O→AL2O3+2SiO2+ H2O↑
几种回转窑工艺热工布局的比较
回转窑功能
1、燃料燃烧功能 2、热交换功能
3、化学反应功能 4、物料输送功能 5、降解利用废弃物功能
回转窑的组成 回转窑一般由七部分组成:
材料科学基础-第二章-材料的凝固
制备材料的典型工艺过程：
金属材料：凝固 陶瓷材料：烧结 聚合物：反应合成
凝固与结晶：
凝固（Solidification） 物质从液态转变为固态的过程。
自由能大于体积自由能，即阻力大于驱动力，
那么尺寸在rK～ r0 范围的晶核能够成为稳定的 晶核吗？
当r ＝ rK 时，G 有极大值GK
GK
4 3
2σ
GV
3 GV
4
2σ
GV
2 σ
1 3
4
2σ
GV
2
σ
1 3
4rK2σ
1 3
SKσ
结论：
晶核半径与G的关系
当形成临界晶核时，体积自由能的降低只补偿了表面自由能的2/3，还有 1/3的表面自由能需要另外供给，即需要对形核做功。称GK为形核功。
③形核率（Nucleation Rate）
单位时间、单位体积液相中形成的晶核数目，即晶核形成的速率，记
作
•
N
，单位为cm－3·s－1。
影响形核率的因素：
形核功
随过冷度的增加，即随温度的降低，形核 功减小，形核率增大。
原子扩散能力
随过冷度的增加, 即随温度的降低, 原子
扩散能力下降, 形核困难, 形核率减小。
当 r＞rK时，随 r 的增加，体系自由能减 小，晶胚转变为晶核；
当 r＝rK时，晶胚处于亚稳状态，即可能消 失，也可能长大成为晶核；
把半径为rK的晶胚称为临界晶核，rK称为临 界晶核半径。
机械制造工艺基础(第二章)教案
任课教师：胡迎春班级：13级车、铣、钳日期：4.28任课教师：胡迎春班级：13级车、铣、钳日期：4.29教学过程主要教学内容及步骤讲授新课锻造：在加压设备及工（模）具的作用下，使金属坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何形状、尺寸和质量的锻件的加工方法。
锻件：金属材料经过锻造变形而得到的工件或毛坯。
锻造特点：1）改善金属的内部组织，提高金属的力学性能2）具有较高的劳动生产率3）适应范围广4）可以大大地节省金属材料和减少切削加工工时5）不能锻造形状复杂的锻件二、冲压冲压：使板料经分离或成形而得到制件的工艺。
冲压件：用冲压的方法制成的工件或毛坯。
冲压的特点：1）在分离或成形过程中，板料的厚度变化很小，内部组织也不产生变化。
2）生产效率很高，易实现机械化、自动化生产。
3）冲压制件尺寸精确，表面光洁，一般不再进行加工或仅按需要补充进行机械加工即可使用。
4）适应范围广，从小型的仪表零件到大型的汽车横梁等均能生产，并能制出形状较复杂的冲压制件。
5）冲压使用的模具精度高，制造复杂，成本高，所以主要适用于大批量生产。
冲压的基本工序可以分为分离工序和成形工序两大类，分析一下这两种工序。
教学过程主要教学内容及步骤讲授新课分离工序示意成形工序示意三、压力加工简介使毛坯材料产生塑性变形或分离而无切削的加工方法称为压力加工。
轧制：金属坯料在两个回转轧辊的空隙中受压变形。
拉拔：将金属坯料通过拔拉模的模孔而变形。
挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形。
巩固练习1、对坯料施加外力，使其产生___________，改变_________，及改善______，用以制造机械零件、工件或毛坯的________方法称为锻压。
2、锻压包括____________和___________。
3、按照成形方式的不同，锻造分为______和_______两大类。
4、冲压的基本工序可分为__________和__________两大类。
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案
材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。
2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。
纯铁在1538。
C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;温度降到1394。
C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；降到912。
C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。
例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。
5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中温回火6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr7.简述铸造成型的实质及优缺点。
答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。
优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。
8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。
2材料的工艺特性
2材料的工艺特性材料的工艺特性是指在制备、变形和加工过程中，材料表现出来的特定性质和行为。
这些特性包括材料的形态变化、物理性能和化学性质的变化等。
本文将讨论两种材料的工艺特性：金属和塑料。
金属材料的工艺特性主要包括可塑性、韧性和导热性。
首先，金属材料具有良好的可塑性，即能够通过加工和变形来改变其形状。
这是因为金属的晶体结构通常呈层状排列，中间由金属离子组成，因而可以容易地滑动。
这使得金属材料能够进行冷、热加工、锻造和深冲等形变加工工艺。
其次，金属材料具有较高的韧性，即能够在受到外力作用下承受较大的变形而不断裂。
这是因为金属材料晶体中的金属键结构具有较强的结合力，能够抵抗外力的影响。
这种特性使金属材料广泛应用于建筑、航空航天、汽车等领域，能够保证构件的安全性和可靠性。
另外，金属材料还具有良好的导热性能。
由于金属的离子在晶体中自由移动，可以迅速传递热量。
因此，金属材料在制备过程中能够快速吸收或释放热量，确保材料加工过程中的稳定性和均匀性。
相比之下，塑料材料的工艺特性与金属材料有所不同。
首先，塑料材料具有较高的可塑性。
由于塑料没有晶体结构，分子间的键结构较弱，使得塑料更容易发生形变。
这使得塑料可以通过压制、注塑等加工工艺来制备各种形状的制品。
其次，塑料材料在具有一定的韧性的同时，也表现出一定的脆性。
塑料的韧性取决于其分子链的长度和结构。
较长的分子链可以使塑料具有较好的韧性，但如果分子链过长，塑料会变得易碎。
因此，在使用塑料材料时，需要根据具体的需求选择合适的塑料种类和加工工艺。
此外，塑料材料的导热性相对较差，热传导能力较低。
这意味着在塑料制品的制备过程中，热传导过程较为缓慢，需要更多的时间和能量来完成相同的加工过程。
综上所述，金属和塑料材料的工艺特性具有一定的差别。
金属材料具有较好的可塑性、韧性和导热性能，适用于各种复杂的加工工艺。
而塑料材料则具有更高的可塑性和较差的导热性，适用于注塑、挤出等工艺。
了解材料的工艺特性有助于选择合适的材料和加工工艺，确保产品品质和制造效率的提高。
材料科学基础2-概念部分
固态相变：固态金属及合金在温度、压力改变时，内部相结构发生相互转变的现象，称为金属的固态相变。
多型性转变:固溶体的同素异构转变称为多型性转变。
共析转变：冷却时，固溶体同时分解为两个不同成分和结构的相的固态相变称为共析转变。
包析转变：冷却时由两个固相合并转变为一个固相的固态相变过程称为包析转变。
平衡脱溶:在高温相中固溶了一定量合金元素，当温度降低时溶解度下降，在缓慢冷却的条件下，过饱和固溶体将析出新相，此过程称为平衡脱溶。
调幅分解：某些合金在高温时形成单相的均匀的固溶体，缓慢冷却到某一温度范围内时，通过上坡扩散，分解为两个固相，其结构与原固溶体相同，但成分不同，是成分不均匀的固溶体，这种转变称为调幅分解。
非平衡转变：在非平衡加热或冷却条件下，平衡转变受到抑制，将发生平衡图上不能反映的转变类型，获得不平衡组织或亚稳状态的组织。
不平衡脱溶：合金经高温固溶处理后，在室温或加热到某一温度等温，过饱和固溶体中脱溶析出新相的过程，称为不平衡脱溶。
一级相变：在相变温度下，两相的自由焓及化学位均相等，即：Gα= Gβ，μα=μβ。
如果，相变时的化学位的一阶偏导数不等，则称为一级相变。
均匀形核:当缺陷能为零时，即无缺陷时，晶核将均匀形成，称均匀形核。
不均匀形核:当缺陷能不为零时，晶核将在具有缺陷能△Gd的晶体缺陷处形成，此称不均匀形核。
形核率：是单位时间、单位体积母相中形成的新相晶核的数目。
滑移：在切应力作用下，晶体的两部分沿一定的晶面和晶向发生相对的滑动。
通过滑移产生的变形叫滑移变形。
滑移的特点：不改变晶体的取向； 改变晶体的点阵类型；在晶体表面产生台阶。
滑移带：光学显微镜观察到的塑变后单晶试样表面形成的滑移条纹。
滑移线：组成滑移带的平行线条。
滑移面：能够发生滑移的晶面（原子密度最大或次大的晶面）。
滑移系：晶体中一个滑移面和其上的一个滑移方向的组合，称为一个滑移系。
滑移方向：在滑移面上能够进行滑移的方向（原子密度最大的方向）。
《直接材料工艺2》教学大纲
《直接材料工艺2》教学大纲直接材料工艺2教学大纲一、课程概述直接材料工艺2是一门应用型课程，旨在培养学生对直接材料的加工工艺和生产技术的理解和应用能力。
本课程将系统地介绍直接材料的可行性分析、加工方法和工艺技术，培养学生对直接材料工艺的设计和实施能力。
二、教学目标通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.掌握直接材料工艺的基本原理和技术；2.理解直接材料加工的可行性分析；3.掌握常见的直接材料加工方法和工艺技术；4.培养直接材料加工工艺的设计和实施能力。
三、教学内容1.直接材料工艺的基本原理和技术1.1直接材料的概念和分类1.2直接材料工艺的发展历程和现状1.3直接材料工艺与产品质量的关系1.4直接材料工艺与环境保护的关系1.5直接材料工艺的发展趋势和挑战2.直接材料加工的可行性分析2.1直接材料加工的基本原理2.2直接材料加工的可行性分析方法2.3直接材料加工的经济性评价方法2.4直接材料加工的工艺可行性分析实例3.常见的直接材料加工方法和工艺技术3.1直接材料切削加工技术3.2直接材料塑性加工技术3.3直接材料热处理工艺3.4直接材料表面处理工艺3.5直接材料焊接与连接技术4.直接材料工艺的设计和实施4.1直接材料工艺流程设计4.2直接材料工艺设备选择和配置4.3直接材料工艺参数的确定和优化4.4直接材料工艺实施的注意事项和质量控制四、教学方法本课程采用讲授、案例分析、实验和讨论等多种教学方法相结合，强调理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
五、考核方式1.平时表现：出勤情况、作业完成情况、课堂参与等。
2.实验报告：根据相关实验内容完成实验报告。
3.课堂测试：对学生对于课程基本概念和理论知识的掌握程度进行测试。
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2.人工类材料
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料 ·· ·
纸类
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料 – 金属
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料·· ·
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
◆手工纸–机制纸 ◆印刷用纸 ◆包装用纸
⑶ 纸的类别
◆技术用纸
◆文化-艺术-生活用纸 书写类：各类书写纸, 凸/胶版纸, 打字纸… 艺术类：各类画图纸(水彩-素描-油画..), 招贴… 生活类：各类卫生纸, 厨用(过滤-清洁), 代布纸…
一.材 料 的 类 别
二. 材料的工艺及特点 1.自然类材料
2.人工类材料
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料·· ·
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
◆手工纸–机制纸 ◆印刷用纸
⑶ 纸的类别
◆技术用纸
◆文化-艺术-生活用纸
◆包装用纸 通用类：各类纸/卡纸(纸板), 牛皮纸… 特殊类：化工, 防潮, 避光, 密封… 食用类：糯米纸, 防油/水纸, 茶包纸, 卷烟纸,
2.人工类材料
纸 ·金属 ·玻璃 ·塑料 ·纤维 ·纺织品 ·复合材料·· ·
⑴ 材料特性
⑵ 应用范围
⑶ 单一类 - 复合类
坚固 - 密闭 - 防潮 - 不透光
用途广泛 - 成型稳定 ……
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
◆平板纸 ◆卷筒纸
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料·· ·
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
◆手工纸–机制纸 ◆文化-艺术-生活用纸
⑶ 纸的类别
◆技术用纸
◆包装用纸
◆印刷用纸 文化类：新闻纸, 书刊用纸, 胶版纸, 字典纸… 商业类：各类涂布纸(铜版纸), 各类卡纸… 包装类：各类单双面板纸, 食品用, 特殊用… 特殊类：证券用, 盲文用, 食/化工用, 防伪…
2.人工类材料 纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料 ·· ·
⑴ 纸的定义
⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
⑶ 纸的类别
将纤维 (植/矿/动/化) 或其混合物 从悬浮液中沉积到适当的成形设 备上，经干燥制成的平整均匀之 薄页。
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料·· ·
金属
⑴ 材料特性 ⑵ 应用范围 ⑶ 单一类 - 复合类
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
纸 ·金属 ·玻璃 ·塑料 ·纤维 ·纺织品 ·复合材料 ·· ·
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
◆手工纸–机制纸 ◆印刷用纸
⑶ 纸的类别
◆包装用纸
◆文化-艺术-生活用纸
◆技术用纸 记录类：各类测试-记录用纸(打孔-电/温敏), 拷贝纸… 过滤类：滤各类油, 滤液体, 滤气体…
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
◆平板纸
各行业用纸：镜头纸, 耐水砂纸, 绝缘纸, 育苗纸, 阻/速燃纸 …
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
纸 ·金属 ·玻璃 ·塑料 ·纤维 ·纺织品 ·复合材料 ·· ·
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…)
⑶ 纸的类别
◆ 手工纸 – 机制纸 ◆ 印刷用纸 ◆ 文化-艺术-生活用纸 ◆ 包装用纸 ◆ 技术用纸
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
纸 ·金属 · 玻璃 ·塑料 ·纤维 · 纺织品 ·复合材料·· ·
纸类
⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格 (面积-厚薄/定量…) ⑶ 纸的类别
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
复合纸…
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类 ·玻璃 ·塑料 ·纤维 ·纺织品 ·复合材料 ·· · ⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…) ⑶ 纸的类别
◆1令纸=500张
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料 纸 ·金属 ·玻璃 ·塑料 ·纤维 ·纺织品 ·复合材料 ·· · ⑴ 纸的定义 ⑵ 纸的规格(面积-厚薄/定量…) ⑶ 纸的类别
◆平板纸： 正度, 大度, 特度, A/B系列… ◆卷筒纸： 765, 787, 880, 1000, 1230, 1575…
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
材料 - 工艺 - 基础 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 一. 材料的类别
2.人工类材料
2.人工类材料