材料制备与加工简答题提纲
材料加工原理复习资料
一．选择和填空1.液态金属凝固过程的三种传热方式：传导、辐射、对流。
2.在铸件凝固期间对铸件与铸型之间热交换起决定性作用的因素是热交换。
3.凝固过程的热阻包括：液态金属的热阻、已凝固金属的热阻、中间层的热阻以及铸型的热阻。
4.影响金属凝固温度场的因素主要包括：凝固金属的性质、铸型的性质、浇注条件和铸件的结构。
5.金属凝固方式取决于凝固区的宽度。
6.纯铜、纯铝、灰铸铁以及低碳钢等的凝固均属于逐层凝固；球墨铸铁、高碳钢、锡青铜等合金均为体积凝固；中碳钢、白口铸铁等合金均为中间凝固。
7.影响凝固方式的因素：结晶温度范围、温度梯度。
8.组成最典型的铸件晶粒组织的晶区：表面细晶区、内部柱状晶区、中心等轴晶区。
9.一个晶粒内部出现的化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。
消除晶内偏析的方法：采用均匀化退火。
10.由于对数应变反应了瞬时的变形，真实地表示了塑性变形过程，因此在金属塑性变形中一般都采用对数应变来表示变形程度。
11.屈服准则是变形体由弹性状态向塑性状态过渡的力学条件。
12.粉体制备的方法：粉碎法、合成法。
13.粉体的特性指：粉体的粒度、粒度分布、粉体颗粒的形状、粉体表面特性、粉体的流动性。
14.互不溶解的的混合粉末烧结的条件：(A-B的表面能必须小于组元A和B单独存在使得表面能之和)15.液相烧结需满足的润湿条件：润湿角°。
16.界面结合分为：机械结合、物理结合、化学结合。
17.熔流体的流动曲线：n=1时，牛顿流体；n<1时，切力变稀流体或假塑性流体；n>1时，切力增稠流体或胀流性流体。
18.聚合物流体弹性的表征：液流的弹性回缩、聚合物流体的蠕变松弛、孔口胀大效应、爬杆效应、剩余压力效应、孔道的虚构长度。
19.挤出机挤出过程：固体输送、熔化过程、熔体输送20.焊接冶金区分为三个区：药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
21.焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区、母材组成，焊缝和热影响区的中间为熔合区。
材料合成与制备复习资料（浓缩版）.
材料合成与制备复习资料（浓缩版）.第一章溶胶-凝胶法一、名词解释1. 胶体(Colloid:胶体是一种分散相粒径很小的分散体系,分散相粒子的重量可以忽略不计,粒子之间的相互作用主要是短程作用力。
2. 溶胶:是具有液体特征的胶体体系,是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中,不停地进行布朗运动的体系。
分散粒子是固体或者大分子颗粒,分散粒子的尺寸在1~100nm之间,这些固体颗粒一般由103~109个原子组成。
3. 凝胶(Gel:凝胶是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网络骨架,骨架孔隙中充满液体或气体,凝胶中分散相含量很低,一般在1%~3%之间。
4. 多孔材料:是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。
二、填空题1.溶胶通常分为亲液型和憎液型两类。
2.材料制备方法主要有物理方法和化学方法。
3.化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。
4.由于界面原子的自由能比内部原子高,因此溶胶是热力学不稳定体系,若无其它条件限制,胶粒倾向于自发凝聚,达到低比表面状态。
5.溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。
6.溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。
7.溶胶-凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。
8.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。
9.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。
10.对于金属无机盐的水溶液,前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。
三、简答题溶胶-凝胶制备陶瓷粉体材料的优点答:①制备工艺简单、无需昂贵的设备;②对多元组分体系,溶胶-凝胶法可大大增加其化学均匀性;③反应过程易控制,可以调控凝胶的微观结构;④材料可掺杂的范围较宽(包括掺杂量及种类,化学计量准确,易于改性;⑤产物纯度高,烧结温度低第二章水热溶剂热法一、名词解释1、水热法:是指在特制的密闭反应器(高压釜中,采用水溶液作为反应体系,通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压,创造一个相对高温、高压的反应环境,使得通常难溶或不溶的物质溶解,并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。
材料及加工技术基础复习提纲
第一章概述第一节产品造型设计与材料1、产品造型设计三大构成要素：使用功能、材料工艺、审美情趣。
2、按材料的化学组成分类, 材料的种类有哪些金属材料：无机非金属材料：陶瓷、玻璃等有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维等复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料等。
（1）感觉物性指人的感觉器官（触觉和视觉）对材料作出的综合印象, 包括人的感觉系统对因材料所给与的生理剌激所作出的反映。
（2 ）加工成型性材料通过加工而获得所需产品形状的难易程度。
工业造型材料必须是容易加工相成型的材料，必须具备优异的加工成型性。
所以加工成型件是衡量工艺造型材料的重要因素之一．对于不同的材料，其加工成型性不同。
（3）表面工艺性通常任何设计都不能直接使用基本材料和毛坯，应通过一系列的表面处理，改变材料表面状态。
其目的除了得到防腐蚀、防化学药品、防污染，提高产品的使用寿命外，还可提高材料的表面美化装饰效果，提高产品的价值。
根据材料本身的性质和产品使用环境，正确选择表面处理和表面装饰工艺是提高产品外观质量的重要途径。
（4）环境耐候性环境耐侯性是指工业造型材料适应于环境条件，经得起环境因素变化的能力。
即不因外界因素的影响和侵袭而发生化学变化，以致引起材料内部结构改变而出现褪色、粉化、腐蚀甚至破坏的能力。
材料选用一般根据以下几个原则：1、满足零件使用性能的要求，保证产品内在质量；2、满足零件工艺性能的要求，提高加工成品率3、符合造型要求及经济性原则，降低成本，获得大的经济效益。
感觉物性（概念）：人的感觉器官对材料做出的综合印象。
4、质感（概念）：用来标志人对物体材质的生理和心理活动的，触觉和视觉所产生的综合印象。
肌理（概念）：物体表面的组织纹理结构，即各种纵横交错、高低不平、粗糙平滑的纹理变化，是表达人对设计物表面纹理特征的感受。
5、产品造型设计三大感觉要素：形态感、色彩感、材质感6、同材异质感（概念）：异材同质感（概念）：（1）、提高适用性——良好的触觉质感设计，可以提高整体设计的适用性。
产品材料工艺考试复习提纲
产品材料工艺考试复习提纲一、填空题1．金属是工业产品设计中最主要的材料之一，它分为黑色金属和有色金属其中前者包括钢、生铁、铁合金、铸铁，后者包括重金属，轻金属，贵金属，稀有金属等。
2．金属常用加工技术有冷加工和热加工，金属特种加工方法有焊接，锻造，轧制，冲压等。
3．塑料制品的成形方法主要有注射成型、挤出成型、压制成形、吹塑成形、压注成形五种。
6发泡成形7铸塑成形8真空成形4．塑料件表面装饰处理的方法有着色，镀饰，烫印，贴膜，涂饰，丝网印刷等。
5．橡胶制品多以压制成形为基础制得，加工形状较复杂的橡胶零件通常用橡胶注射成型工艺，它包括塑炼，混炼，压延或压出，成形，硫化等五个过程。
6．陶瓷制品的原料为硅，经过高温烧结后可以制成、、等不同产品。
对于回转体可以用法制得。
7. 涂料的作用有避免铸件产生表面粗糙，机械粘砂，化学粘砂；防止减少铸件产生与砂子有关的其他铸造缺陷或质量问题；产生冶金效应，改善铸件局部的表面性能和内在质量等。
8．石材通常分为大理石和花岗岩，其中大理石和花岗岩属于。
9．聚合物复合材料的成形工艺有和两种，汽车保险杠是用工艺制得的。
目前常用的木质材料有等，现代板式家具的材料通常为。
二、简答题：（每小题10分，共计40分）1．简答金属激光加工技术的原理，并举实例说明它的加工应用。
激光金属成形技术日益在工件的制造和修复中获得了广泛应用。
除了能获得较小的工件变形外，激光金属成形技术的另一个显著优势是其能大幅提升材料的可焊性，即使是那些难以焊接的材料，如高温镍合金和高碳钢。
激光金属成形技术最典型的应用是燃气涡轮叶片或模具的修复焊接。
激光金属成形是利用金属粉末作为填充材料，通过一个粉末喷嘴将金属粉末送入一个由激光束创建的熔池中。
整个加工过程可以用计算机实现数字化控制（CNC），获得精细的焊接轨迹。
激光成形技术也可用于在工件表面上增加覆层，就像在骨架肋板和工件边缘上堆焊一样。
2.简答塑料制品的成形方法主要有哪些。
材料加工与制备
课程：材料加工与制备姓名：郭芳学号：201302703031
1.孔隙产生的原因：
（1）因为粉末颗粒之间存在间隙，而且在随后的形成和烧结过程中无法完全消除，于是形成了孔隙，这是孔隙形成的主要原因；
（2）粉末的表面脏话，如粉末被氧化；
（3）添加剂产生气体等。
2.对组织性能的影响：
（1）对组织的影响：孔隙阻止晶界迁移和晶粒长大，晶界上如果有孔隙，晶界长度会减小，这使得晶界移动困难；
（2）对性能的影响：减小承载面积，应力集中，影响产品的力学性能，如强度、弹性模量、延伸率、断裂韧性等，都会随着孔隙度降低而增加；此外，孔隙还会影响材料的机械、物理、化学和工艺性能。
3.孔隙影响因素：
（1）压制压力，加压方式、速度和时间。
孔隙度随压制压力的增大而增加；
（2）烧结温度和时间；
（3）成型剂的影响；
（4）粉末自身物理性能的影响。
如：粉末的硬度和可塑性、纯度、形状、粉末颗粒的粒度等。
4.工艺方法
复压复烧、溶浸、粉末冶金热锻、液相烧结。
材料制备与加工
、八、•刖言材料制备与加工（液态成形）材料科学与工程学院党惊知1）材料制备铸造材料的熔炼（化），处理等。
2）材料加工铸造方法、工艺、铸型、设备等。
1、材料制备1）铸铁普通灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、特种铸铁等。
2）铸钢普通碳钢、低合金钢、特殊用钢等。
3）铸造有色合金铝合金、铜合金、锌合金、镁合金钛合金等。
材料的熔炼铸铁的熔炼铸钢的熔炼有色合金的熔炼熔炼设备铸铁——冲天炉，中频感应电炉等。
铸钢——电弧炉，中频感应电炉等。
有色合金——燃气、燃油炉，电阻炉，感应炉等。
熔炼工艺材料准备加料顺序熔炼温度化学成分处理工艺等液态合金的处理铸铁——孕育处理、球化处理、蠕化处理。
铸钢——净化处理。
有色合金——精炼处理、变质处理等。
2电磁泵低压铸造技术电磁泵系统是将电磁作用力直接作用于液态金属，驱动其定向移动，具有传输平稳、加压规范连续精确可调、炉体不需密封、生产过程稳定可靠等特点。
2. 1电磁泵低压铸造技术原理与过程电磁泵的工作参数是电磁铁磁隙间的磁感应强度和流过液态金属的电流密度。
它们与电磁泵的主要技术性能指标压头间存在如下关系：式中：厶p ――液态金属经过磁场作用区（长度为）后压强的增加量（即泵产生的理想压头）（N/m2）;j ------- 在金属液中垂直于磁感应强度方向和金属液体流动方向上的电流密度（A/m2）;B ----- 垂直于电流方向和金属液流动方向上的磁感应强度（T）；L --------- 处于磁隙间的升液方向上的金属液体长度（m）;2. 2电磁泵低压铸造工艺措施及参数选择1）铸型工艺参数的选择2）凝固方式的选择3）浇冒系统的选择2.3 浇注工艺参数的确定 低压铸造的浇注过程一般包括升液、充 型、结壳、增压、保压结晶、卸压等几个阶段。
加在密封坩埚内金属镁合金触变注射成形技术 近年来美国、日本和加拿大等国的 公司相4）铸型的排气充型模拟预测卷气、卷渣、冷隔等缺凝固过程模拟 -------- *•预测缩孔缩松 后处理设定初始条件及边界继成功开发出镁合金半固态触变注射成形机，其中主要有美国的Thixomat公司，日本的JSW公司等。
材料制备与加工习题与答案
一、单选题1、在自然界中，铁多以氧化物的形式存在。
工业生产中以下铁矿石中哪种铁含量最高。
A.赤铁矿石B.褐铁矿石C.菱铁矿石D.磁铁矿石正确答案：D2、钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是A.CaO>Al2O3>MgO>SiO2B.SiO2>CaO>MgO>Al2O3C.CaO>MgO>Al2O3>SiO2D.MgO>Al2O3>CaO>SiO2正确答案：C3、熔渣是指主要由各种（）熔合而成的熔体A.碳化物B.硫化物C.氧化物D.氮化物正确答案：C4、冶金熔体有几种类型A.3种B.4种C.1种D.2种正确答案：B5、钢的可加工性能优于生铁，主要是因为（）A.钢的熔点高B.钢纯净度高C.钢的硬度高D.钢含碳量高正确答案：B6、铁水脱硫的主要脱硫剂是（）A.Al+CaOB.Mn+SiO2C.MgO+CaD.Mg＋CaO正确答案：D7、转炉炼钢前期熔池温度低，有利于( )反应A.脱碳B.脱氧C.脱硫D.脱磷正确答案：D8、炼钢过程直接氧化是指 ( )A.杂质组元被炉渣氧化B.炉渣被氧气氧化C.铁液中杂质组元与氧气作用被氧化D.CO被氧化为CO2正确答案：C9、转炉炼钢铁水的物理热约占总热量的（）B.30%C.70%D.10%正确答案：C10、氧气转炉炼钢过程铁液升温所需热源主要来自（）A.加入的发热材料B.电弧加热C.炉渣成渣热D.铁液中杂质组元氧化反应的热效应正确答案：D11、氧气炼钢炉渣中以下铁氧化物哪种最稳定（）A.Fe2O3B.Fe3O4C.FeOD.FeCO3正确答案：C12、降低炉渣氧化铁含量有利于（）反应A.脱磷B.脱硅C.脱碳D.脱硫正确答案：D13、以下脱氧元素中，哪一个（）脱氧能力最强？A.SiB.AlD.Mn正确答案：B14、钢中内生类非金属夹杂物主要来自（）A.连铸结晶器保护渣卷入B.炼钢炉内炉渣卷入C.脱氧反应产物D.炉衬材料混入正确答案：C15、超高功率电炉的功率级别为( )A.400KW/t以上B.300KW/t以上C.500KW/t以上D.200KW/t以上正确答案：C16、电炉炉壁氧燃枪的主要作用为( )A.脱磷B.脱气C.助熔D.升温正确答案：C17、常规RH精炼炉具有( )A.脱磷B.脱硅C.脱锰D.脱碳正确答案：C18、VD炉具有（）功能A.升温B.脱硅C.脱氧D.脱磷正确答案：C19、AOD精炼炉主要用于冶炼（）A.管线钢B.不锈钢C.轴承钢D.合金结构钢正确答案：B20、脱氧反应包括化学反应、脱氧产物形核、脱氧产物长大和( )四个阶段A.脱氧产物分解B.脱氧产物上浮去除C.脱氧产物被氧化D.脱氧产物聚集正确答案：B21、氧气炼钢过程脱碳反应生成的CO气体有利于（）A.增加炉渣的氧化铁含量B.增加钢水中[N]、[H]等元素含量C.增加炉渣的碳酸亚铁含量D.搅动熔池和均匀钢水的成分和温度正确答案：D22、钢水精炼脱硫的有利条件是（）A.降低钢中氮含量B.提高氧化铁含量C.提高温度D.降低温度正确答案：B23、铝的晶体结构为（）A.体心正方B.密排六方C.面心立方D.体心立方正确答案：C24、铜火法精炼的主要原料是（）A.冰铜B.紫铜C.粗铜D.青铜正确答案：A25、黄铜其主要成份是（）合金A.铜铝B.铜镍C.铜锌D.铜锡正确答案：C26、铜火法精炼中，下列中难除去的杂质为（）A.Ni、As、PbB.Ni、As、SbC.Fe、Zn、PbD.Ag、Au、Bi正确答案：D27、电解铝熔盐中冰晶石-氧化铝溶液为（）键型结构A.金属键B.分子键C.共价键D.离子键正确答案：D28、下列精炼剂在铝合金精炼过程容易造成空气污染的是（）A.六氯乙烷B.石墨粉C.硝酸钠D.硝酸钾正确答案：A29、铝熔炼过程中以下加热介质容易增加铝熔液的含气量A.焦炭加热B.感应加热C.电阻加热D.天然气加热正确答案：D30、铝熔盐电解过程中阴极产物为（）A.金属铝B.氧化铝C.氟化钠D.二氧化碳正确答案：A二、判断题31、中国在商周时期的青铜冶炼技术达到世界最高水平。
材料制备加工理论题复习提纲（北科大）
材料制备加⼯理论题复习提纲（北科⼤）材料制备加⼯（宋⽼师上课部分）第⼀章材料加⼯成形的⽅法1.概述：根据化学成分和显微结构分为：⾦属材料、⽆机粉⾦属材料、⾼分⼦材料、复合材料成形。
2.⾦属材料的精确成形包括：铸造、塑性成形、焊接。
3.⾦属塑性成形：利⽤⾦属在外⼒作⽤下所产⽣的塑性形变来获得具有⼀定形状、尺⼨和⼒学性能的材料。
（⼀般作⽤⼒有冲击⼒和压⼒）4.⾦属塑性成形包括：轧制：⾦属坯料在两个回转轧辊之间受压变形⽽形成各种产品的成形⼯艺。
挤压：⾦属坯料在挤压模内被挤出模孔⽽变形的成形⼯艺。
拉拔：将⾦属坯料拉过拉拔模的模孔⽽变形的成形⼯艺。
锻压：⾦属坯料在上下砥铁间受冲击⼒或压⼒⽽变形的成形⼯艺称为⾃由锻，坯料在⼀定形状的锻模模膛内受冲击⼒或挤压⼒⽽变形的成形⼯艺称模锻，⾦属板料在冲模之间受压产⽣分离或变形的成形⼯艺称冲压。
5.焊接与其他连接⽅法的重要区别是通过原⼦之间的结合⽽实现连接。
6.材料成形加⼯技术的发展趋势：精密成形-材料制备与成形⼀体化-复合成型-数字化成形-材料成形⾃动化-绿⾊清洁⽣产。
第⼆章钢铁材料⽣产⼯艺1.炼铁：矿⽯到钢材可分为两个流程：（长流程）⾼炉-转炉-轧机流程；（短流程）直接还原或熔融还原-电炉-轧机流程。
2.设备：⾼炉本体和五个辅助设备系统3.原料：铁矿⽯和熔剂（作⽤：1.使还原出来的铁与脉⽯和⽯灰⽯实现良好分离，并顺利从炉缸中流出，即渣铁分离。
2.使⼀定数量和⼀定物理、化学性能的炉渣去除有害杂质硫，确保⽣铁质量。
）、⾼炉燃料（焦炭：在风⼝前燃烧，提供冶炼所需热量；固体碳及其氧化物co充当还原剂；在⾼温区焦炭作为⽀撑料柱⾻架，同时保证⽓路流通；铁⽔渗碳。
、煤粉）4.铁矿粉造块⽅法：烧结法和球团法。
5.⾼炉冶炼原理：⽤CO和H2还原铁氧化物（间接还原）T<570℃时，CO作还原剂：3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2Fe3O4+CO=3FeO+CO2FeO+CO=Fe+CO2当温度⼤于570℃时，⽤H2作还原剂3Fe2O3+H2=2Fe3O4+H2OFe3O4+H2=3FeO+H2OFeO+H2=Fe+H2O间接还原时⽤⽓体作为还原剂，可逆反应，还原剂不能充分利⽤，需要⼀定过量的还原剂。
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塑性加工的特点①改善组织、↑性能②金属流线分布合理③↑材料利用率④生产效率高轧制方法①纵轧②斜轧③横轧④特殊轧制轧制变形的表示方法①绝对变形量（Δh = H- h；Δb =b - B；Δl =l - L）不能准确地说明变形量的大小；在变形程度大的轧制过程中常常使用②相对变形
量（例如H− h
H（或者h）×100%或ln(h
H
)）③变形系数：轧制前、后轧件尺寸的比值表示变形程
度的比值（广泛使用，分为压下、宽展、延伸系数，例如H
h
）自然咬入条件摩擦角β（tanβ=μ）大于咬入角α稳定轧制条件稳定轧制阶段摩擦角βs≥α/2改善咬入条件①减小咬入角：在轧辊直径不变条件下，减小绝对压下量Δh②增大摩擦系数：在轧辊上刻痕或焊痕。
仅在轧钢坯用，轧成品钢不能③轧件上加推力，强制咬入轧制时金属的流动规律①前滑：金属沿轧制方向的分速度大于轧辊沿轧制方向的分速度的现象②后滑：相反
挤压成形的特点①比轧制等更强烈的三向压应力状态，充分发挥金属塑性②一台设备上生产形状简单或断面复杂、变断面的棒管、型材③制件表面质量好，尺寸精度高④易机械自动化缺成品率低（压余、缩尾）速度低，生产效率低性能不均匀，工具消耗大正、反挤压成形不同①正挤压技术成熟，操作简单但由于摩擦力金属流动、组织与性能不均匀②反挤压时，金属坯料与挤压筒内壁之间无相对滑动，挤压力小故金属流动、组织与性能均匀正挤压时变形区自己看ppt基本挤压阶段正挤压力逐渐减小，反挤压力基本不变工作带（定径带）稳定挤压件尺寸和保证挤压件表面质量，过短→加快模具磨损，制品尺寸超差；过长→作带表面黏结金属，影响制品表面质量控制型材流速均匀性的方法①采用不等长工作带→调节金属流速②采用阻碍角γ→增加金属的流动阻力，调节金属流速③采用促流斜面→促进金属的流动拉拔时的变形区示意图见书拉拔方法不足①道次变形量较小②通常需要中间退火处理③酸洗次数多④制作夹头次数增加⑤成品率及生产效率低描述拉拔变形有哪些指标①加工率
δ=A K−A0
A0×100% A K拉拔后断面面积②延伸系数λ=L0
L K
×100% LK 拉拔后长度③延伸率
ε④断面减缩系数r实现拉拔基本条件安全系数：K= σb/σ1>1
镦粗加工产生不均匀变形原因①工具与毛坯之间的摩擦②温度不均匀高径比H0/D0对镦粗变形影响①=3：坯料镦粗后常常产生双鼓形②> 3坯料易产生纵向弯曲。
常用0.8～2.0
假设①材料各项同性均匀、连续体（组织、化学成分相同，物理性能、力学性能相同，不存在空隙）②体积力为零表面力（均布载荷或集中力）是作用在物体表面上的里，是工具或传力介质对变形体的作用而产生体积力（G,磁力，惯性力）作用于物体内每个质点上的力（除了高速、爆炸等）体积力≪表面力③变形体外力作用下保持平衡状态（充要条件：整体及分离单元体外力和、总力矩为0）④初始应力状态为0（无变形无关的内力不考虑）⑤体积不变假设（体积和塑性变形很小）
S x=lσx+mτyz+nτzx
S2=S x2+S y2+S z2
I1=σx+σy+σz I3展开
I2=− σxσy+σyσz+σxσz+τxy2+τyz2+τzx2。