材料加工工艺21
产品造型设计材料与加工工艺课程小结[修改版]
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第一篇：产品造型设计材料与加工工艺课程小结产品造型设计材料与加工工艺通过近几周的材料分析与加工工艺的学习，我对产品设计材料与加工工艺有了初步的了解，也了解了今后产品对材料上的具体应用。
工业设计是现代科学技术与人类文化艺术相结合而发展的产物。
它是在现代工业、科学技术及社会经济迅猛发展的背景下产生的一门崭新的边缘学科。
工业设计包括工业产品设计、环境设计及视觉传达设计。
它不仅要对产品的功能、结构、材料、工艺及形态、色彩、表面处理和装饰等方面进行设计,同时还要从社会的、经济的、技术的、艺术的及人的各方面因素进行综合处理,从而使现代工业产品既符合社会不断发展的物质需求,又能满足人们的精神需求。
因此它不同于一般的艺术设计,而是一种以工程技术与美学艺术相结合的设计体系。
工业产品本身是生产者与用户之间最重要的交流媒介。
用户往往通过产品建立起对生产商的印象,因此产品的外观造型设计质量至关重要。
作为科技与文化蕴涵相结合产物的现代工业产品,除满足人们的使用功能外,还应以物性的存在形式满足人们的精神需求。
因此,产品造型设计中所涉及到的材料及工艺将对产品造型的美感产生直接影响。
采用不同的材料、不同的工艺,所获得的结构形式也各不相同,其造型的美感效果也大不一样。
在产品造型设计中,首先要合理地选用材料,再按照材料的特点以适当的工艺去塑造它的外形。
当然在某些情况下,也可以按艺术造型需要决定产品外形,再选用相应的材料与工艺。
首先，材料是产品造型设计的物质基础。
材料是人类生产各种所需产品和生活中不可缺少的物质基础。
人类改造世界的创造性活动,是通过利用材料来创造各种产品才得以实现的。
而造型设计从本意上讲,是人们在生产中有意识地运用工具和手段, 将材料加工成可视的或可触及的具有一定形状的实体,使之成为具有使用价值的或具有商品性的物质。
正因为造型设计是一种人造物的活动,设计才离不开材料,它与材料是密不可分的。
在从事工业产品造型设计过程中,首先必须考虑的问题之一就是如何选择使用材料。
材料加工工艺习题【考研】【复习】
《材料加工工艺》考研习题第一章绪论第二章液态金属成形1.金属及合金的结晶包括哪两个基本过程？什么是均质形核和非均质形核？在实际铸造生产中铸造合金结晶的形核是以哪种形核为主，为什么？2.什么是液态金属的充型性能，它与哪些因素有关？铸造合金流动性的好与差对铸件质量有何影响？影响铸造合金流动性的主要因素有哪些？生产中如何采取措施提高铸造合金的流动性？3.铸造合金由液态冷却到室温时要经过哪三个收缩阶段？收缩对铸件质量有什么影响？其收缩大小与哪些因素有关？4.缩孔、缩松是铸件中的常见缺陷之一，哪些因素影响其形成？生产中如何采取措施进行防止？5.什么是铸造应力？铸造应力大小对铸件质量有什么影响？热应力是如何形成的？哪些因素影响其大小？生产中常采取哪些措施来防止和减小应力对铸件的危害？6.铸造合金中的气体主要来源于哪些方面？又以哪些形式存在于铸造合金中？对铸件质量有什么影响？7.铸造合金中的夹杂物是如何分类的？对铸件质有什么影响？如何防止和减小其对铸件的危害？8.湿型粘土砂的主要成分是什么？它有哪些优缺点？适合生产哪些铸件？9.湿型粘土砂的造型方法有哪些？试比较应用震击、压实、射压、高压、气冲和静压等各种造型方法的紧实的砂型紧实度分布（沿砂箱高度方向）。
为什么需要用高密度湿粘土砂型生产铸件？10.树脂自硬砂、水玻璃砂与粘土砂比较有哪些优点？各适用于哪些铸件的生产？11.砂芯的作用是什么？经常使用哪些粘结剂来制芯？常用的制芯工艺有哪些？12.砂型和砂芯涂料的作用是什么？其主要组成有哪些？13.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？上述两种凝固原则各适用于哪些场合？14.铸件的壁厚为什么不能太薄，也不能太厚，而且应尽可能厚薄均匀？为什么要规定铸件的最小壁厚？不同铸造合金要求一样吗？为什么？。
15.为便于生产和保证铸件质量，通常对铸件结构有哪些要求？16.何谓铸件的浇注位置？它是否指铸件上的内绕道位置？铸件的浇注位置对铸件的质量有什么影响？应按何原则来选择？17.试述分型面与分模面的概念？分模造型时，其分型面是否就是其分模面？从保证质量与简化操作两方面考虑，确定分型面的主要原则有哪些？18.试确定图2-116所示铸件的浇注位置及分型面。
工程材料及热加工工艺
材料及热加工复习资料2工程材料及热加工工艺绪论一.课程的任务及内容工艺方法工程材料———加工工艺———产品件装配试车工艺过程基本知识热加工冷加工成分.组织.性能铸.锻.焊.热（切削加工）关系.应用性质：机械类各专业必修的一门综合的技术基础课。
任务：使学生获得有关金属学.钢的热处理.常用的金属材料及加工的基础知识，培养学生合理选材.确定热处理方法及安排工件加工工艺路线的初步能力。
先修课：物理.化学.机械制图.金工实习等，与材料力学. 机械设计等关系密切。
作用：打基础为后续课为专业课为工作实践二．材料及发展趋势钢：碳钢. 合金钢. 铸钢….黑色金属金属材料铁： HT. QT. 合金铸铁… Cu及Cu合金有色金属 AI及AI合金工程材料其它：轴承…普通无机非金属材料陶瓷材料例特种非金属热塑性材工程塑料料工程塑料通用塑料热固性有机高特种塑料分子材料橡胶金属材料 + 非金属材料 = 复合材料结构材料机性. 物性. 化性工程材料（应用）功能材料特异物化性能. 超导.激光材料……三.金属材料的应用.特点.陶瓷. 高分子材料发展速度很快，但还不能全面代替传统的金属材料。
金属材料各行各业应用广泛。
原因：金属材料可满足各种各样的性能。
具体： 1. 一般均具有优良的机械性能；2. 具有优良的物理性能；3. 具有优良的工艺性能；热处理较大范围改变金属材料的性能。
四.影响金属材料性能的因素1. 化学成分决定组织. 性能2. 处理工艺内部组织变化性能与微观组织有关。
第一章金属材料的力学性能物理性能导电.热.磁.密度.熔点化学性能耐蚀.热.酸.抗氧化使用性能其它性能耐磨性.承受磨损耐久程度.综合性机械性能外力作用下表现的性能，变形.失效性能（力学性能）铸造性能流动性.收缩性.吸气性…工艺性能塑性成形性可锻性.冲压性（加工性能）焊接性热处理工艺性切削加工性根据使用性选择材料用途选材.选工艺性能是基础根据加工性选择加工方法机械性能（力学性能）是设计零件选材的依据，控制材料质量的重要参考。
金属锻造工艺流程
金属锻造工艺流程金属锻造是一种重要的金属加工工艺，利用力的作用使金属材料发生塑性变形，以改变其形状和尺寸的加工方法。
在金属锻造过程中，通过锻造来提高金属材料的强度、硬度和机械性能。
下面将介绍金属锻造的基本工艺流程。
首先，金属锻造的第一步是选材。
根据生产要求和产品要求，选择合适的金属材料，如低碳钢、高碳钢、不锈钢等。
材料的选择应根据产品的用途、工作环境和经济性来确定，确保产品具有良好的性能。
第二步是热加工。
金属锻造通常要将金属材料加热到适当的温度，使其达到塑性变形的状态。
加热温度的选择取决于金属材料的特性和要求。
一般来说，对于低碳钢和合金钢，锻造温度通常在800℃以上。
第三步是锻造操作。
锻造操作通过施加力量来改变金属材料的形状和尺寸。
通常有两种锻造方法，即手工锻造和机械锻造。
手工锻造主要是通过人工操作完成，适用于小批量生产和复杂形状的产品。
而机械锻造则是通过设备来实现，适用于大规模批量生产的产品。
第四步是冷处理。
在锻造完成后，通常需要对金属制件进行冷却处理，以消除残余应力和改善金属的力学性能。
常见的冷处理方法包括水淬、油淬、空冷等。
第五步是后续加工。
经过锻造和冷处理后，金属锻件通常需要进行后续的加工工序，以达到最终的产品要求。
常见的后续加工工艺有热处理、机加工、表面处理等，以进一步提高产品的性能和精度。
最后一步是质量检验。
在金属锻造过程中，质量检验是非常重要的一步，以确保产品的质量和合格率。
常用的质量检验方法有外观检查、尺寸检测、材料分析等。
综上所述，金属锻造是一种重要的金属加工方法，具有广泛的应用范围。
通过选择合适的材料、热加工、锻造操作、冷处理、后续加工和质量检验等一系列工艺流程，可以实现金属锻造的各项要求，提高产品的质量和性能。
00699 材料加工与成型工艺
一. 名词解释1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。
3.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。
4.再结晶：金属发生重新形核和长大而晶格类型没有改变的结晶过程。
5.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。
6.晶体的各向异性：金属各方向的具有不同性能的现象。
7.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。
8.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。
9.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。
10.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。
11.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。
12.热硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。
13.共晶转变：冷却时，从液相中同时结晶出两种固相的结晶过程。
14.时效强化：经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。
15.固溶强化：由于溶质原子溶入而使金属强硬度升高的现象。
16.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高的现象。
17.调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。
18.过冷奥氏体：冷却到A1温度下还未转变的奥氏体。
19.变质处理：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而实现细化晶粒的处理工艺。
20.C曲线：过冷奥氏体等温冷却转变曲线。
T曲线：过冷奥氏体连续冷却转变曲线。
22.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。
23.孕育处理：在金属浇注前或浇注时向其中加入高熔点元素或化合物，使其形核速率提高，长大速率降低来细化晶粒的处理工艺。
24.孕育铸铁：经过孕育处理的铸铁。
25.冒口：铸件中用于补充金属收缩而设置的。
26.熔模铸造：用易熔材料27.锻造比：变形前后的截面面积之比或高度之比。
28.拉深系数：29.氩弧焊：用氩气做保护气体的气体保护焊。
30.熔化焊： 31.压力焊： 32.钎焊。
设计材料与加工工艺
1、设计材料的分类按材料的来源分类：第一代的天然材料——不改变在自然界中所保持的状态，或只施加低度加工的材料，入木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。
第二代的加工材料——利用天然材料经不同程度的加工而得到的材料，加工程度从低到高，有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等。
第三代的合成材料——利用化学合成方法将石油、天然气和煤等原材料制造而得的高分子材料，入塑料、橡胶、纤维等。
第四代的复合材料——用有机、无机非金属乃至金属等各种原材料复合而成的材料。
第五代的智能材料或应变材料——随环境条件变化具有应变能力，拥有潜在功能的高级形式的复合材料。
2、按材料的物质结构分类黑色金属（铸铁，碳钢，合金钢）金属材料有色金属（铜，铝，及合金等）无机材料：石材，陶瓷，玻璃，石膏等有机材料：木材，皮革，塑料，橡胶等复合材料：玻璃钢，碳纤维复合材料3、按材料的形态分类：线状材料：钢管，钢丝，铝管，金属棒，塑料管等板状材料：木材，石材，泡沫塑料，混凝土，铸钢，铸铁，油泥，石膏等块状材料:4、金属材料的特性：（1）具有晶格结构的固体，由金属键结合而成(2)是电和热的良导体（3）具有金属所特有的色彩与光泽(3)具有良好的展延性(4)可以制成金属间化合物，可以与其他金属或氢，硼，碳、磷等非金属元素在熔融状态下形成合金，改善金属的性能(5)化学性能比较为活泼，易氧化生锈，生成腐蚀。
5、金属成型加工（1）铸造（2）塑性加工（3）切削加工（4）焊接（5）粉末治金6、金属铸造的分类及工艺特点（1）砂型铸造：适应性强，不受铸件形状，尺寸，重量及金属的种类的限制，工艺设备简单，成本低（2）熔模铸造：尺寸精确，表面光洁，无分型面，不必加工，或少加工，工序转多，生产周期长受型壳强度的限制，铸件的重量不超过25公斤。
（3）金属型铸造：表面光洁度和尺寸精度均优于砂型铸件，组织结构致密，力学性能高（4）压力铸造：尺寸精确，表面光洁，组织致密，生产效率高（5）离心铸造：组织致密，力学性能好，可减少气孔夹渣等缺陷7、金属塑性加工方法，以及相应工艺特点和用途（1）总特点：改善材料饿组织结构和性能，产品可直接制取或便于加工，无切削，金属损耗小（2）方法：Ａ、锻造，可做金属工艺品，刀具，机械零件B、轧制：热轧变形抗力小，变形量大，生产效率高，适合轧制大断面尺寸，塑性较差或变形量较大的材料，如圆钢，方钢，角钢，工字钢等。
第21章 机械加工工艺的基本知识.ppt
21.1.2 生产类型与特征
1．生产纲领
产品（或零件）的生产纲领，是包括备品和废品在内的该产品（或零 件）的年产量。
N Qn(1 a% b%)
式中： N——零件的生产纲领，（件/台）； Q——产品的生产纲领（台/年）； n——每台产品中该零件的数量（件/台）， α％——备品的百分率， b％——废品的百分率。
4）选取要求余量均匀的表面为粗基准
装配基准
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注意:粗基准只能在 第一道工序中使用一 次，不能重复使用
b.精基准的选择
1）基准重合原则：定位基准 与设计基准重合，可避免产生 定位误差；
2）基准统一原则：加工零件上 某些位置精度要求较高的表面时， 应尽可能选同一定位基准，以保 证各加工表面的位置精度。
目的
保证加工质量； 合理使用设备； 合理安排热处理工序.
所谓工序集中，就是整个工艺过程中所安排的工序数量尽量少， 每个工序所加工的表面数量尽量多。
而工序分散则恰恰相反，安排工序数量多，每道工序加工的表面 数量少。分散到极限时，一道工序上只包含一个简单工步的内容。
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工序集中和工序分散的特点：
教学重难点：
零件的材质，毛坯的选择， 工件的定位原理，零件的加工顺 序和加工方法。
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21.1 基本概念
21.1.1 生产过程和工艺过程
1. 生产过程:由原材料到生产出成品的全部劳动过程的总和。
调试、包装
运输、保管
装配检验
生产过程
生产准备
切削加工
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2．生产类型
单件生产：以单个（或几件）形式制造产品（工件）； 成批生产：成批制造相同的产品(工件)，成批生产又分为大批、中 批和小批生产三种； 大量生产：一种产品制造数量很多，多数工作地点经常重复 地进 行一种工件某一工序的加工。
2021自考《材料加工和成型工艺》习题集及答案
2021自考《材料加工和成型工艺》习题集及答案一、选择题1.为了防止铸件过程中浇不足以及冷隔等缺陷产生，可以采用的工程措施有( )。
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( )，而同时凝固适合于( )。
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( );消除铸件中机械应力的方法是( )。
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.时效处理。
4.合金的铸造性能主要是指合金的( )和( )。
A.充型能力;B.流动性;C.收缩;D.缩孔倾向;E.应力大小;F.裂纹倾向。
6.如图2-2所示应力框铸件。
浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为( )。
若用钢锯沿A-A线将φ30杆锯断，此时断口间隙将( )。
断口间隙变化的原因是各杆的应力( )，导致φ30杆( )，φ10杆( )。
图2-2A.增大;B.减小;C.消失;D.伸长;E.缩短;F.不变;G.φ30杆受压，φ10杆受拉; H.φ30杆受拉，φ10杆受压。
7.常温下落砂之前，在下图所示的套筒铸件中( )。
常温下落砂以后，在该铸件中( )。
A.不存在铸造应力;B.只存在拉应力;C.存在残余热应力;D.只存在压应力;E.存在机械应力;F.C和E。
8.铸铁生产中，为了获得珠光体灰口铸铁，可以采用的方法有( )。
A.孕育处理;B.适当降低碳、硅含量;C.适当提高冷却速度;D.A、B和C;E.A和C。
9.HTl00、KTH300-06、QT400-18的力学性能各不相同，主要原因是它们的( )不同。
A.基体组织;B.碳的存在形式;C.石墨形态;D.铸造性能。
10.灰口铸铁(HT)、球墨铸铁(QT)、铸钢(ZG)三者铸造性能的优劣顺序( );塑性的高低顺序为( )。
2021年自考《材料加工和成型工艺》模拟试题及答案(卷一)
2021年自考《材料加工和成型工艺》模拟试题及答案（卷一）1.力学行为：材料在载荷作用下的表现2.弹性变形：当物体所受歪理不大而变形处于开始阶段时，若去除外力，物体发生的变形会完全消失，并恢复到原始状态3.塑形变形：当外力增加到一定数值后再去除时，物体发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来4.韧性断裂:断裂前出现明显宏观塑形变形的断裂5.脆性断裂：没有宏观塑形变形的断裂行为6.工艺性能：指材料对某种加工工艺的适应性7.硬度：材料的软硬程度8.强度：材料经的起压力或变形的能力9.测定硬度的方法很多，主要有压人法，刻划法，回跳法常用的硬度测试方法有布氏硬度(HB)，洛氏硬度(HR)，维氏硬度(HV)10.韧性：材料在断裂前吸收变形能量的能力11.材料的韧性除了跟材料本身的因素有关还跟加载速率，应力状态，介质的影响有很大的关系12.疲劳断裂：材料在循环载荷的作用下，即使所受应力低于屈服强度也常发生断裂13.疲劳强度：材料经无数次的应力循环仍不断裂的最大应力，用以表征材料抵抗疲劳断裂的能力14.防疲劳断裂的措施有采用改进设计和表面强化均可提高零构件的抗疲劳能力15.低应力脆断：机件在远低于屈服点的状态下发生脆性断裂16.低应力脆断总是与材料内部的裂纹及裂纹的扩展有关17.对金属材料而言，所谓高温是指工作温度超过其再结晶温度18.材料的高温力学性能主要有蠕动极限，持久强度极限，高温韧性和高温疲劳极限19.蠕变：材料长时间在一定的温度和应力作用下也会缓慢产生塑形变形的现象20.蠕变极限：在规定温度下，引起试样在规定时间内的蠕变伸长率或恒定蠕变速度不超过某规定值的最大应力21.持久强度极限：试样在恒定温度下，达到规定的持续时间而不断裂的最大应力22.工程材料的各种性能取决于两大因素：一是其组成原子或分子的结构及本性，二是这些原子或分子在空间的结合和排列方式23.材料的结构主要指构成材料的原子的电子结构，分子的化学结构及聚集状态结构以及材料的显微组织结构24.离子化合物或离子晶体的熔点，沸点，硬度均很高热膨胀系数小，但相对脆性较大25.离子键;通过电子失，得，变成正负离子，从而靠正负离子间的库仑力相互作用而形成的结合键26.共价键：得失电子能力相近的原子在相互靠近时，依靠共用电子对产生的结合力而结合在一起的结合键27.分子晶体;在固态下靠分子键的作用而形成的晶体28.结晶;原子本身沿三维空间按一定几何规律重复排列成有序结构29.晶格：用于描述原子在晶体中排列形式的几何空间格架30.晶格中最小的几何单元称为晶胞31.常见晶体结构类型1体心立方晶格2面心立方晶格3密排六方晶格32.晶体缺陷：在晶体内部及边界都存在原子排列的不完整性33.晶体缺陷有点缺陷线缺陷面缺陷34.组元：组成合金的最基本的独立的单元35.相：合金系统中具有相同的化学成分，相同的晶体结构和相同的物理或化学性能并与该系统的其余部分以界面分开的部分36.置换固溶体：由溶质原子代替一部分溶剂原子而占据溶剂晶格中某些结点位置而形成的固溶体37.间隙固溶体：由溶质原子嵌入溶剂晶格中各结点间的空隙中而形成的固溶体38.溶质原子与溶剂原子的直径差越大，溶入的溶质原子越多，晶格畸变就越严重39.固容强化：晶体畸变是晶体变形的抗力增大，材料的强度，硬度提高40.陶瓷一般由晶体相，玻璃相，气相组成41.玻璃相的作用：1将晶体相粘结起来，填充晶体相间空隙，提高材料的致密度，2降低烧成温度，加快烧结过程，3阻止晶体的转变，抑制晶体长大4获得一定程度的玻璃特点42.气相是指陶瓷组织内部残留下来的空洞43.玻璃相是一种非晶态的低熔点固体相44.液态金属，特别是其温度接近凝固点时，其原子间距离，原子间的作用力和原子的运动状态等都与固态金属比较接近45.液态金属结晶时晶核常以两种方式形成：自发形核与非自发形核46.自发形核：只依靠液态金属本身在一定过冷度下由其内部自发长出结晶核心47.非自发形核：依附于金属液体中未溶的固态杂质表面而形成晶核48.金属结晶过程中晶核的形成主要是以非自发形核方式为主49.晶核的长大方式1平面长大方式2树枝长大方式50.一般铸件的典型结晶组织分为三个区域1细晶区：铸锭的最外层是一层很薄的细小等轴晶粒随机取向2柱状晶区：紧接细晶区的为柱状晶区，这是一层粗大且垂直于模壁方向生长的柱状晶粒3等轴晶区：由随机取向的较粗大的等轴晶粒组成51.细化晶粒对于金属材料来说是同时提高材料强度和韧性的好方法之一52.铸件晶粒大小的控制：1增大过冷度2变质处理3附加振动53.共晶相图：两组元在液态完全互溶，在固态下有限溶解或互不溶解但有共晶反应发生的合金相图54.共晶转变：由液态同时结晶出两种固相的混合物的现象55.二次渗碳体：凡Wc>0.0218%的合金自1148C冷却到727C的过程中，都将从奥氏体中析出渗碳体56.铁碳合金分为工业纯铁(Wc<0.0218%)，钢(Wc=0.0218%---2.11%)和白口铸铁(Wc>2.11%)57.在钢中把Wc=0.77%的钢称为共析钢，把Wc<0,77%的为亚共析钢，把Wc>0,77%的为过共析钢58.在白口铸铁中，把Wc=4.3%的铸铁称为共晶白口铸铁，把Wc<4.3%的铸铁称为亚共晶白口铸铁，把Wc>4.3%的铸铁称为过共晶白口铸铁59.热处理的目的不仅在于消除毛坯中的缺陷，改善其工艺性能，为后续工艺过程创造条件，更重要的是热处理能够显著提高钢的力学性能，充分发挥钢材的潜力，提高零件使用寿命60.热处理都是由加热，保温，冷却三个阶段构成61.热处理分类1整体热处理：退火，正火，淬火，回火2表面热处理：表面淬火3化学热处理：渗碳，碳氮共渗，渗氮62.奥氏体晶粒越小，冷却转变产物的组织越细，其屈服强度，冲击韧度越高63.从加热温度，保温时间和加热速度几个方面来控制奥氏体的晶粒大小，加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越大，所以常利用快速加热，短时保温来获得细小的奥氏体晶粒64.下贝氏体具有较高的强度和硬度，塑形和韧性，常采用等温淬火来获得下贝氏体，一提高材料的强韧性65.退火：将钢材或钢件加热到适当的温度，保持一定的时间，随后缓慢冷却以获得接近平衡状态组织的热处理工艺66.退火工艺分为两类：一类包括均匀化退火，再结晶退火，去应力退火，去氢退火，它不是以组织转变为目的的退火工艺方法特点是通过控制加热温度和保温时间使冶金及冷热加工过程中产生的不平衡状态过渡到平衡状态。
材料加工和成形工艺
材料加工和成型工艺绪论1.材料、能源、信息现代技术和现代文明的三大支柱。
2.材料:指那些能够用于制造结构、器件或其它有用产品的物质。
3.工程材料分类，据组成与结构特点分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料；据性能特征分为：结构材料、功能材料；据用途分为：建筑材料、能源材料、机械工程材料、电子工程材料。
4.结构材料:是以力学性能为主的工程材料的统称，主要用于制造工程建筑中的构件、机械装备中的支撑件、连接件、运动件、传动件、紧固件、弹性件及工具、模具等。
5.功能材料:是指以物理性能为主的工程材料，即指在电、磁、声、光、热等方面有特殊性能或在其作用下表现出特殊功能材料。
6.材料加工:指材料的成型加工及强化、改性和表面技术的应用等。
7.材料的加工和改性是挖掘材料性能的潜力和充分发挥材料效能的主要手段。
8.表面技术:指通过施加覆盖层或改变表面形貌、化学组分、相组成、微观结构、缺陷状态，达到提高材料抵御环境作用的能力或赋予材料表面某种功能特性的材料工艺技术。
第一章材料的力学行为和性能1.材料的性能包括使用性能和工艺性能。
2.使用性能分为物理性能、化学性能、力学性能。
3.物理性能:包括材料的密度、熔点、热膨胀性、导电性、导热性及磁性等；化学性能:指材料在不同条件下表现出来的各种性能，如化学稳定性、抗氧化性、耐蚀性等；力学性能:材料在力的作用下表现出来的各种性能，主要是弹性、塑性、韧性和强度。
4.工艺性能:指材料对某种加工工艺的适应性，包括铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理工艺性和切削加工性等。
5.工程构件、机械零件在使用过程中的主要功能是传递各种力和能。
6.力学行为:材料在载荷作用下的表现。
7.弹性变形:当物体所受外力不大而变形处于开始阶段时，若去除外力，物体发生的变形会完全消失，并恢复到原始状态，这种变形称为弹性变形。
8.塑性变形（残余变形）:当外力增加到一定书之后再去除时，物体发生的变形不能完全消失而一部分被保留下来，这是材料进入塑性变形阶段，所保留的变形称塑性变形或残余变形。
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清华大学 机械工程系
Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University
第一类弧长控制系统分析
当弧长波动而引起焊接规范偏离原来的稳定值时， 利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装 置强迫送丝速度发生改变。 弧长增加弧压增大，则通过反馈作用使送丝速度相 应的增加，从而强迫弧长恢复到原来的长度，以保持焊接 规范参数稳定。 这是一种以弧压为被控量而送丝速度为操作量的闭 环系统——弧压负反馈系统。
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第二类弧长控制系统分析
在焊接过程中，焊接电流的调整主要通过改变送丝 速度实现而改变弧焊电源外特性是调整电弧电压的方法。
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第三类弧长控制系统分析
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谢谢!
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熔化极气体保护电弧焊
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熔化极气体保护电弧焊
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第二类弧长控制系统分析
熔化极自动电弧焊过程中，焊丝的熔化速度 vm与焊接 电流I及弧压U的关系 vm = ki⋅I − ku⋅U ki：熔化速度随焊接电流变化的系数，其值取决于焊 丝电阻率、直径、伸出长度以及电流数值。ku：熔化速度 随电弧电压变化的系数，其值取决于弧柱电位梯度、弧长 的数值。
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第一类弧长控制系统分析
在稳定状态下 vf = k ( Ua − Ug ) vm = ki⋅Ia − ku⋅Ua vf = vm Ua = [k / (k + ku)] Ug + [ ki / ( k + ku)] Ia 其中, k 为调节器静态比例放大系数。若 k、ki 和 ku 为常 数，则弧压调节系统静特性是在电压坐标轴上有截距的直线。
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非熔化极气体保护电弧焊
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熔化极气体保护电弧焊
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焊接电弧的自动控制
弧焊过程中，弧长的数值仅为几到十几毫米，弧柱场 强依电极材料和保护条件不同一般为10∼40 V/cm，弧长只要 有1∼2mm的变化，弧压就会有明显的变化。 在手弧焊操作中，焊工用眼睛观测电弧，当遇到弧长 变化时，随即调整焊条送进量，以保持理想的电弧长度和熔 池状态，这是一种人工调节作用。 而在埋弧焊和气体保护焊中则需采用自动调节方式。
焊接电弧控制是焊接自 动化技术的基础和重要 内容。 问题：电弧自动控制的 目标和作用 ？
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焊接电弧自动控制系统的作用
保证起弧和燃弧过程的稳定。 通过自动调节弧焊规范参数，控制熔池热输入和焊缝 成形，保证焊接质量。
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第二类弧长控制系统分析
当弧长的波动是由于焊炬相对高度变化而引起的情况 下，弧长的调节过程必然是在焊丝伸出长度发生变化的条件 下实现的。调节过程完成以后，系统将带有静态误差。误差 大小除了与焊丝伸出长度变化量、直径和电阻率有关，还与 电源外特性曲线形状有关。 为了减少电弧电压及弧长的静态误差， （电弧静特性 为平时）采用缓降特性或（电弧静特性为上升时）采用微升 特性电源比陡降特性合理。
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第三类弧长控制系统分析
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第三类弧长控制系统分析
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弧长自动控制系统
对于熔化极焊接，弧长自动控制系统有三类： 第一类，通过实时调节焊丝送进速度，来适应焊丝 熔化速度而保持弧长。 第二类，通过实时调节焊接电源的输出电流（幅值 及其持续时间），来改变焊丝熔化速度，达到控制弧长抑 制扰动之目的。 第三类，通过焊丝熔化系数的变化，影响其熔化速 度，从而保持弧长。
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第一类弧长控制系统分析
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第一类弧长控制系统分析
第三类弧长控制系统分析
用MIG方法焊接铝及铝合金时，在射流过渡区与短路 过渡区之间存在一个明显的中间过渡区——亚射流过渡区。 焊丝熔化特性曲线在射流过渡区域部分几乎是垂线， 焊丝熔化系数 [g/(h⋅A)] 基本上不受弧长的影响。但进入亚射 流过渡区域后，特性曲线向左弯曲，焊丝熔化系数随着弧长 的增加而减小，随着弧长的减小而增大。而且这种变化在高 电流值下更为明显。
亚射流电弧的固有自调节作用：依靠熔化系数的变化 使焊丝熔化速度发生改变，以保持焊接过程中弧长一定。 利用电弧固有自调节作用，以等速送丝焊机匹配恒流 特性电源。 亚射流电弧的弧长范围不宽（1.6mm铝丝，在Ar气中 约为2∼8mm），对于一定的焊接电流，最佳送丝速度范围 相当窄， 焊机中必须要有特殊的送丝速度与焊接电流同步 控制系统。
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第二类弧长控制系统分析
如果焊丝以恒定送丝速度 vf 送给，则弧长稳定时应 vf = vm I = vf / ki + (ku / ki) U 上式表示在给定送丝速度条件下弧长稳定时电流和电 弧电压间的关系，或者说是等速送丝电弧焊的稳定条件， 通常被称为等熔化曲线方程 。
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第二类弧长控制系统分析
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第二类弧长控制系统分析
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第二类弧长控制系统分析
电弧自身调节作用的灵敏度，将取决于弧长波动时 引起的焊丝熔化速度变化量的大小。这个变化量越大，弧 长恢复得就越快，调节时间越短，自身调节作用的灵敏度 就越高。 影响灵敏度的因素： 焊丝愈细，电流密度愈大， 灵敏度愈高； 采用缓降（甚至平、微升）特性电源时， 灵敏度较高； 弧柱场强愈大，灵敏度愈高 。
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埋弧自动焊
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电弧静态工作点的波动
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第二类弧长控制系统分析
利用电弧自身调节作用来控制弧长方法，主要用于细 焊丝熔化极自动电弧焊，如细丝氩弧焊、细丝埋弧焊。 一般采用缓降或平特性弧焊电源匹配等速送丝装置。
利用弧压反馈来控制弧长方法，主要用于粗焊丝熔 化极自动电弧焊，如粗丝埋弧焊。 一般采用陡降特性电源匹配变速送丝装置。
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