材料成形工艺基础-1(绪论)教材
工程材料与成形工艺基础绪论与第一章金属材料基

法; 1864年法国人发明了平炉炼钢法(OH); 1874年发明了空气底吹碱性转炉炼钢法; 20世纪初发明了电弧炉炼钢(EAF); 20世纪中叶氧气顶吹转炉(LD法)。
二 第二节 钢铁材料生产过程概述
钢铁材料生产过程
固体微粒
三是必要的环境温度
学习目标与学习方法
金属之最
(1)熔点最高:钨(W)3410℃; 最低:汞(Hg)-39℃ (2)密度最大:锇(Os)22.45g/cm3;
最小:锂(Li)0.53 g/cm3 (3)硬度最大:铬(Cr) (4)延展性最好:金(Au),可制成万分之一毫米的金箔 (5)导电导热性最好:Ag,Cu次之,Au第三。 (6)人体内最多的金属:钙 (7)地壳中含量最多的金属:铝 (8)人类冶炼最多的金属:铁
123.35 108.91
151.63
100
71.00
89.54 95.36 92.61 101.24
127.64 114.56
8 4
50 65.35 80.93
0
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008
年代
二 第二节 钢铁材料生产过程概述
氧气。炼钢中氧的重要来源。一般要求氧气纯度 应大于98%,冶炼低氮钢种时,应大于99.5%。 还应脱除水分。
铁矿石、氧化铁皮。 铁矿石要求含铁高,SiO2、P和水分少,使用前
铁水成分和铁水温度是否适当和稳定,对简化 和稳定转炉操作并获
得良好的技术经济指
标非常重要。
二 第二节 钢铁材料生产过程概述
钢铁材料生产过程
炼钢用原材料——铁水成分
《材料制备与成型加工技术》课件——绪论

成型加工(Forming and processing)
02
料制品各种成型方法及操作,成型工艺特点,成型工艺的适应性,成型工艺流程,成型设备结构及作用原理,成型工艺条件及其控制,成型工艺在橡胶、塑料、纤维加工中的共性和特殊性,各种高分子材料制品的成型加工过程,成型加工新工艺和新方法。
高分子材料(macromolecule material
按照高聚物来源分类
结构高分子材料--利用它的强度、弹性等力学性能功能高分子材料--利用它的声、光、电、磁、热和生物等功能
按照材料学观点
天然高分子材料--天然高聚物(natural)合成高分子材料--合成高聚物(compound)
2、高分子材料的分类(Classification of Polymer Materials)
2、高分子材料加工(Polymer material processing)
通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所需的形状,并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。制造过程如下:
(1)成型加工过程的四个阶段
00
原材料的准备
01
使原材料产生变形或流动,并成为所需的形状
工程塑料(Engineering plastic)
01
是指拉伸强度大于50MPa ,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性能等优良的、可替代金属用作结构件的塑料。
02
No.1
(3)橡 胶(rubber)
No.2
橡胶是室温下具有粘弹性的高分子化合物,在适当配合剂存在下,在一定温度和压力下硫化(适度交联)而制得的弹性体材料(橡胶制品)。按用途和性能可将橡胶分为通用橡胶和特种橡胶。
材料成型技术第一章材料成形技术基础PPT课件

❖ 参考资料:
1. 施江谰,《材料成形技术基础》 机械工业出 版社 2001
2、方亮,《材料成形技术基础》,高等教育出 版社 2004
第二节、材料成形技术过程 形态学模型简介
一、材料成形技术过程形态学模型
❖ 形态学体系最早是由丹麦工业大学著名教授 Leo Alting提出的,它通过对于纷纭复杂的各 种过程所共有的三个基本要素(材料、能量、 信息)的变化与作用综合论述各种加工方法, 并对其进行横向分析。
❖ 2、注重与以前所学课程的配合、交叉和衔接
把握材料使用特性与成形技术、材料成分/组织、性能 的关系,将本课程与机械工程材料、机械制造技术基 础、金工实习等课程的融合、交叉和衔接,系统的掌 握材料及其成形方法的选择。
使用特性
成形技术
性能 成分/组织
❖ 3、在学习过程中应注意密切联系生产实际。
本课程是一门实践性很强的课程,因此在学习中 要坚决摒弃那种“重理论、轻实践”的错误观念, 既不要因为课程中没有太多深奥的理论和公式而 轻视它,也不要由于自身缺乏足够的工程实践经 验而对其产生畏难心理。
除了课堂讲授之外,还应对本课程的电化教学、 多媒体CAI、现场参观、课堂讨论和实验教学等 给以充分重视并积极参与。
本课程中所学的知识在以后的专业课程学习、课 程设计和毕业设计中都会一再用到,应充分利用 这些机会来对其反复练习,扎实掌握,巩固提高, 真正做到以用促学,学以致用。
七、教材及参考书
❖ 教材:
铁器பைடு நூலகம்代(Iron Age)
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织
陶瓷制品
塑料制品
橡胶制品
第一讲材料成型基础课件

(3)举例:弹性元件、钟表发条、炮筒等设计时 应按此校核。
2.刚度 1)定义:材料抵抗弹性变形的能力,取决于金属
材料的内部结构和温度、合金比及热处理等。 例如钢与铸铁在20℃温度时,E=200GMPa, 当20℃→450℃,E值下降20℅.
2)试验及判定依据
(1)试验:同拉伸试验,是拉伸曲线中的oe斜 率。
6.装配:
将零件按产品图样分类组合连接, 经选配、组装、调整、检测、试验等 过程构成满足功能要求的产品。
2020/9/19
5
三、材料成形的基本要素及流动过程 1.基本要素
材料:构成实体 能量:形态的能 改的 变改 、变 性 信息:产品的施 控方 制(工 法 及艺 实信)息
2.流动过程:
1)物质流:原材料的流动和转变的过程。
(2)判定依据: 、s b
注:有许多材料在拉伸时没有明显的屈服
现象,有时也规定试样产生0.2℅残余应 变时的应力来判定。
(3)举例:主轴、齿轮等。
4.塑性
1)定义:断裂前材料发生不可逆的、永久 变形的能力。
2)试验与判定依据
(1)试验:同拉伸试验,考查的是试件的 伸长的相对量和截面积变化的相对量。
2020/9/19
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(2)判定依据: 、 ;
L L0 ×100℅,
L
S0 S1 ×100℅
S0
(3)举例:切削参数的选择,如锻造比等。
注:① 、 越大则塑性越好,强度、硬度
越低;
② 一般不用于工程设计中;
③一般用于塑性加工参数的选择;良好 的塑性是塑性加工的必要条件,提高零 2020/件9/19 的可靠性,防止使用中的突然断裂。 17
3.性能:物理性能、化学性能、力学性能、 加工成型性能。
第一篇材料成型基础课件

碳素结构钢
• 出厂时保证机械性能。• 用途:各种型材——
• 如:Q235—A·F
热轧钢板、钢带、型
• Q — 屈服点
钢、棒钢等,用于制
• 235 — 屈 服 点 数 值 (单位:MPa)
造受力不大或不重要 的零件。
• A — 质量等级,A
级(A、B、C、D)
• F — 沸腾钢,(Z
为镇静钢,可省略)
0.80-0.90 0.90-1.00
Punches, rivet sets, large taps, threading dies, drop-forging dies, shear blades, table knives, saws, hammers, cold chisels, woodworking chisels, rock drills, axes, springs. Taps, small punches, threading dies, needles, knives, spring, machinists’hammers, screwdrivers, drills, milling cutlers, axes, reamers, rock drills, chisels, lathe centers, hacksaw blades.
1.00-1.10 1.10-1.20
Axes, chisels, small taps, hand reamers, lathe centers, mandrels, threading dies, milling cutters, springs, turning and planning tools, knives, drills. Milling cutters, reamers, woodworking tools, saws, knives,ball bearings, cold cutting dies, threading dies, taps, twist drills, pipe cutters, lathe centers, hatchets, turning and planning tools.
材料成型工艺基础(第三版) 第1章

晶胞可以描述晶格的排列规律,组成晶胞的结构就是该 金属的晶格结构,不同的晶格结构具有不同的性能,而相同 的晶胞类型若有不同的晶格常数,也会使金属具有不同的性 能。
3.常见金属的晶体结构 在金属原子中,约有90%以上的金属晶体都属于以下三 种密排的晶格结构。 1)体心立方晶格 如图1-2所示,体心立方晶格是一个正立方体。原子位 于立方体的中心和八个顶点上,顶点上的每个原子为相邻的 八个晶胞所共有。其晶格常数a=b=c,晶胞棱边夹角α=β =γ=90°。属于这种晶格类型的金属有铬(Cr)、钨(W)、钼 (Mo)、钒(V)及α-铁(Fe)等。晶胞中原子排列的紧密程度可用 致密度来表示。
金属材料是现代机械制造工业中应用最广泛的材料之一。 它不仅资源丰富,具有优良的物理、化学和力学性能,而且 还具有较简单的成型方法和良好的成型工艺性能。因此,金 属材料在各种机械设备中所占的比例达90%以上。
金属材料的性能主要与其成分、组织和表面结构特性有 关。热处理就是通过改变金属材料的组织以及改变表面成分 和组织来改变其性能的一种热加工工艺。
致密度是指晶胞中原子所占的体积与该晶胞体积之比。体心 立方晶格中的晶胞的致密度为0.68,表明体心立方晶格中有 68%的体积被原子占据,其余32%的体积为空隙。
图1-2 体心立方晶格示意图
2)面心立方晶格 如图1-3所示,面心立方晶格也是一个正立方体,原子 位于立方体六个面的中心和八个顶点,顶点上的每个原子为 相邻八个晶胞所共有,面心的每个原子与其相邻晶胞所共有。 其晶格常数a=b=c,α=β=γ=90°。属于这种晶格类型的 金属有铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、γ-铁(Fe)等。其致 密度为0.74。
图1-4 密排六方晶格示意图
4.实际金属的晶体结构 上述讨论的晶体中,原子排列规律相同,晶格位向完全 一致,这种晶体称为单晶体,见图1-5(a)。生产中只有采用 特殊的方法才能制成单晶体。单晶体材料只在特定情况下使 用,如制造半导体硅元件所用的材料就是单晶硅。实际使用 的金属材料都是由许多小晶体组成的。由于每个小晶体外形 不规则,且呈颗粒状,因而称为“晶粒”。每个晶粒内的晶 格位向是一致的,但各个晶粒之间彼此位向都不同(相差 30°~40°),晶粒与晶粒之间的界面称为“晶界”,如图 1-5(b)所示。
材料成型工艺基础 教学课件 ppt 作者 刘建华 1-5 第5章

第5章粉末冶金及其成型5.1粉末冶金基础5.2粉末冶金工艺过程5.3粉末注射成型技术5.4粉末冶金制品的结构工艺性1 / 875.1粉末冶金基础5.1.1金属粉末的性能金属粉末的性能主要指粉末的物理性能和工艺性能,对其成型和烧结过程以及制品的性能都有重大的影响。
而金属粉末的化学成分对金属粉末的性能也有很大的影响。
1.化学成分金属粉末的化学成分一般是指主要金属或组分、杂质以及气体含量。
其中金属通常占98%~99%以上。
2 / 87金属粉末中的杂质主要为氧化物,氧化物的存在使金属粉末的压缩性变坏,使压模的磨损增大。
它可分为易被氢还原的金属氧化物(铁、铜、钨、钴、钼等的氧化物)和难还原的氧化物(如铬、锰、硅、铝等的氧化物)。
有时含有少量的易还原金属氧化物,有利于金属粉末的烧结,而难还原金属氧化物却不利于烧结。
因此,通常金属粉末的氧化物含量越少越好。
金属粉末中的主要气体杂质是氧、氢、一氧化碳及氮,这些气体杂质使金属粉末脆性增大,压制性能变坏,特别是使一些难熔金属与化合物(如钛、铬、碳化物、硼化物、硅化物)的塑性变坏。
加热时,气体强烈析出,这也可能影响压坯在烧结时的正常收缩过程。
因此,一些金属粉末往往要进行真空脱气处理,以除去气体杂质。
3 / 872.物理性能粉末的物理性能主要包括颗粒形状、颗粒大小和粒度组成,此外还有颗粒的比表面积、颗粒的密度、显微硬度等。
金属粉末的颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状,通常有球状、树枝状、针状、海绵状、粒状、片状、角状和不规则状,它主要由粉末的生产方法决定,同时也与制造过程的工艺参数以及物质的分子和原子排列的结晶几何学因素有关。
粉末的颗粒形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性,对压制性和烧结体强度均有显著影响。
4 / 87通常情况下,金属粉末的颗粒大小可用筛来测定,用“目”来表示。
粉末的颗粒大小对其压制成型时的比压、烧结时的收缩及烧结制品的力学性能有重大影响。
粒度分布是指大小不同的颗粒级的相对含量,也称做粒度组成,它对金属粉末的压制和烧结都有很大影响。
成型工艺学绪论

年份 94 95 96 97 98 99
00 02
产量 11563 12019 12978 14335 14912 15672 16300
14.03.2021
郑州大学材料工程学院
9
1987年,塑料为8638万吨,橡胶为1240万吨,纤维为1666 万吨,三大合成材料总产量为11544万吨。
1990年,塑料为9891万吨,橡胶为1450万吨,纤维为1894 万吨,三大合成材料总产量为13085万吨。
4.管理工作 (1). 正厅级3名,副厅级1名(南阳市市长、 河南大学党 委书记 、省盐业局局长、周口市副市长) (2). 县处级领导数十名:物工院党委书记、黄河水资源 处长、航天部行政处长、暨南大学研究生处长、教育厅社政处 长、 “211”办公室主任、河大化工学院院长、河南科大化工 系主任、鹤壁市计委主任、环保局局长、化学系副主任、 信 管系副主任、 国资处副处长 、材料工程学院副院长 、 周口市 委副秘书长、 淅川副县长 、郑州经济开发区副主任 等。 5. 科研单位:长春应化所、北京化学所、广州化学所、 北京化工研究院、黎明化工研究院、4个军工研究院、上海有 机化学研究所、国家非金属矿工程中心、省化学研究所等。 6. 出国深造和工作:美国、日本、澳大利亚等国。
2000
14.03.2021
郑州大学材料工程学院
12
05年塑料制品产量及产量占总量的比例
农用塑料产品: 包装用塑料产品: 建筑用塑料产品: 工业配件塑料产品: 日用与医用塑料产品: 人造革、合成革: 其它类型塑料制品:
470万吨 450万吨 400万吨 450万吨 472万吨 78万吨 80万吨
19.0% 22.0% 16.0% 18.0% 18.7% 3.1% 3.2%
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3、发展趋势:
(1)精密的材料成形 近无余量成形(精铸、精密压力加 工、精密焊接与切割等。
(2)优质的成形技术 近无缺陷、零缺陷。 模拟技术;工艺过程控制及无损检测。
(3)快速的成形技术
提高生产率 逆向工程(RE):仿造。实物图形制造。 (Reverse Engineering) 实体扫描测绘,生
制造技术人才
3、了解先进的成形技术,并应用这些技术; 4、进一步深造的基础知识。
三、材料成形的发展历史、现状及趋势
1、历史:石器青铜器铁器
绪论
青铜:第一种合金
戈
夏钺
青铜文化
商代青铜文化
司母戊鼎,1939年安阳
武官村出土,高133厘米,
重833千克,是中国目前
发现最重的青铜器。
据估计,铸造这样大型
中国古代铁器中带有球状石墨的金相组织
2、现状:制造业的重要组成部分。 75%的钢材经塑性加工
45%的金属结构用焊接得以成形
机床重量的70-90%是铸件。
我国铸件年产量超过1400万t,世界第一。
汽车工业是材料成形技术应用最广的领域。 钢材(约45%)、铝合金(约13%)及铸铁 (约7%)。通过锻压、焊接和铸造成形。
六、课时初步计划、作业及考试
1、总课时(约30课时):
绪论和铸造成形约10~12学时; 塑性成形约6~8学时; 焊接成形约6~8学时; 塑料成型工艺和材料成形工艺的选择约4~6
学时 总复习及答疑约1学时
2、作业 要独立完成,每次收1-2个班。
3、考试内容 考试占80%,平时占20%。
青铜器,需300多人同时
工作。
司 母
戊
鼎
永乐大钟
铜钟通高6.75米,钟壁厚度不等,最厚处185毫米,最薄 处94毫米,重w约46吨。钟体内外遍铸经文,共22.7万字。 铜钟合金成分为:铜80.54%、锡16.40%、铝1.12%, 为泥范铸造。
铁器时代(Iron Age)
湖南长沙砂子塘战国凹形铁锄
粉末冶金成形、非金属材料成形、复合材料 成形、快速成形。
材料成形:几何尺寸的变化,成分、组织结
构及性能的变化。(热加工)
切削加工:几何尺寸的变化。(冷加工)
热处理: 主要是组织结构及性能的变化。
(热加工)
二、学习这门课的重要意义
1、进一步学习专业课的基础; 2、设计与制造技术人才应具有的基本知识;
材料成形工艺基础
机械学院
智小慧
2013年9月
绪论
主要内容:
一、材料成型的定义 二、学习这门课的重要意义 三、材料成形的发展历史、现状及趋势 四、课程特点、要求及学习方法 五、教材及参考书 六、课时计划、作业及考试内容
一、பைடு நூலகம்料成型的定义
定义:除切削加工外的工程材料的成型工艺。 成形工艺:铸造成形、塑性成形、焊接成形、
四、课程特点、要求及学习方法
1、课程特点: 实践性强、可选择的方案多、内容多、记忆 量大
2、学习方法: 笔记+作业+复习,在理解基础上记要点。
五、教材及参考书
《材料成形工艺基础》,沈其文,华中科技 大学出版社
《金属工艺学》,邓文英,高等教育出版社
《材料成形技术基础》,翟(di)封祥,哈尔滨 工业大学出版社
成三维实体。 快速成形(RP):一层层堆加。 (Rapid Prototyping )11111 2222
(4)复合的材料成形 复合工艺:加工过程、检测过程、物流过程、
装配过程复合制造系统。
(5)绿色的材料成形 清洁生产、少废料、无污染、低能耗。
(6)信息化 (计算机的应用) 柔性、集成系统,信息和控制技术,远程控制 和无人化成形工厂。
其中考试内容的90%以上为讲课内容和作
业相关内容。
The End !