热加工原理
7.1激光热加工原理
(2) 材料的加热 ➢设入射激光束的光功率密度为qi，材料表面吸收的光功率密度为q0 ，则有
q0 Aqi qi 1 R ➢激光从表面入射到材料内部深度为处的光强 qz q0eaz
➢一般将激光在材料内的穿透深度定义为光强降至I0/e时的深度，因而穿透深 度为1/a
T 0, AP
r0t
7.1 激光热加工原理
(2) 材料的加热
如果光照时间为有限长(s)，考察点离开表面的距离(cm)也不为零，此时圆形激 光光斑中心轴线上考察点的温度为
Tz,t 2AP
r0 2
kt
t
ierf
c
2
z kt
ierf c
z 2 r0 2
2 kt
进一步假设照射激光是高斯光束，且入射到表面上的光束有效半径为，则激光
7.1 激光热加工原理
(2) 材料的加热 ➢为了得到加热阶段的温度分布，必须求解热传导微分方程。对于各向同性的 均匀材料，激光加热的热传导偏微分方程的一般形式为
cl
T t
x
t
T x
y
t
T y
ztT z来自Qx,y,z,t
如果光功率的损耗全部变成热量，则有
Qx, y, z,t qx, y, z,t
(4) 激光等离子体屏蔽现象 ➢激光作用于靶表面，引发蒸汽，蒸汽继续吸收激光能量，使温度升高，最后 在靶表面产生高温高密度的等离子体。等离子体迅速向外膨胀，在此过程中继 续吸收入射激光，阻止激光到达靶面，切断了激光与靶的能量耦合。 如图7-2所示，为等离子云变化的过程
图7-2 等离子云变化的过程
7.1 激光热加工原理
1.对激光与材料的相互作用过程的物理描述可以分为以下四个方面：
材料热加工原理
材料热加工原理材料热加工是指通过加热和变形来改善材料的性能和形状的加工方法。
热加工可以使金属材料变得更加柔软，易于加工，同时也可以改变材料的组织结构和性能，使其具有更好的力学性能和耐磨性。
在工程领域中，热加工是一种常见的加工方法，它广泛应用于铸造、锻造、热轧、热挤压等工艺中。
热加工的基本原理是利用高温对金属材料进行加热，使其达到一定的塑性，然后通过外力使其发生塑性变形，从而改变其形状和性能。
热加工的原理主要包括以下几个方面：1. 材料的塑性变形。
在高温下，金属材料的塑性会大大增加，这是因为高温可以使金属晶粒的结构发生变化，使其形成一种较为柔软的状态，从而使得金属材料更容易发生塑性变形。
在热加工过程中，金属材料会受到外力的作用，从而发生塑性变形，改变其形状和性能。
2. 材料的组织结构变化。
在热加工过程中，金属材料的组织结构也会发生变化。
在高温下，金属材料的晶粒会发生再结晶，从而使其晶粒尺寸变大，晶界移动，晶粒形状发生变化，这些都会影响材料的性能。
通过控制热加工过程中的温度、变形速率等参数，可以使金属材料的组织结构得到精细化和均匀化，从而提高材料的力学性能和耐磨性。
3. 热加工的应用。
热加工广泛应用于金属材料的加工和制造过程中。
例如，在铸造过程中，通过对金属熔体进行热处理，可以使其达到一定的流动性，从而便于铸造成型；在锻造过程中，通过对金属坯料进行加热，可以使其变得更加柔软，从而便于进行塑性变形；在热轧和热挤压等工艺中，也需要对金属材料进行加热处理，以便于进行变形加工。
总之，材料热加工是一种重要的加工方法，通过控制热加工过程中的温度、变形速率等参数，可以使金属材料的组织结构得到精细化和均匀化，从而提高材料的力学性能和耐磨性。
在工程领域中，热加工被广泛应用于铸造、锻造、热轧、热挤压等工艺中，为材料加工和制造提供了重要的技术支持。
工程材料及热加工—钢的热处理原理
一、概述 二、钢的热处理原理
一、概述
1、定义： 将钢在固态下通过不同的加热、保温、冷却来改变金属 整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的一种热加工 工艺。 工艺曲线：
2、目的： • 充分发挥材料的性能潜力。 • 调整材料的工艺性能和使用性能。
3、分类： • 普通热处理：整体穿透加热 • 表面热处理：表层的成分、组织、性能 • 特殊热处理：形变热处理、真空热处理
⑶ 马氏体型转变 • 定义：是指钢从奥氏体状态快速冷却(即淬火)而发生的无扩散型相变， 转变产物称为马氏体，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体， 记为M。 • 转变特点：⑴无扩散性： ⑵降温转变: 过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度用Ms 表示。而马氏体转变的终了温度用Mf表示。马氏体转变量是在Ms~Mf 温度范围内，通过不断降温来增加的。由于多数钢的Mf在室温以下， 因此钢快冷到室温时仍有部分未转变的奥氏体存在，称之为残余奥氏 体，记为Ar。 • 组织形态：钢中马氏体的形态很多，其中板条马氏体和片状马氏体最 为常见。 ⑴板条马氏体: 低碳钢＜0.2﹪中的马氏体组织是由许多成群的、相互平 行排列的板条所组成，故称为板条马氏体。板条马氏体的亚结构主要 为高密度的位错，故又称为位错马氏体。
二、钢的热处理原理
1、钢的临界温度 铁碳合金相图中组织转变的临界温度A1、A3、Acm 是在极其缓慢的加热和冷却条件下测定的。而在热处理中， 加热和冷却并不是极其缓慢的，和相图的临界温度相比发 生一定的滞后现象，也就是通常所说的需要有一定的过热 和过冷，组织转变才能充分进行。与相图上A1、A3、Acm 相对应，通常把实际加热时的临界温度用Ac1、Ac3、 Accm 表示，把实际冷却时的临界温度用Ar1、Ar3、Arcm 表示。
机械零件冷加工热加工原理
机械零件冷加工热加工原理机械零件的冷加工和热加工是机械制造中常用的两种加工方法，它们各自具有不同的工作原理和特点。
一、冷加工原理冷加工是指在常温下进行的加工过程，最常见的冷加工方法包括冷轧、冷拔和冷冲压等。
1.冷轧：冷轧是指将热轧钢板或钢带进行压下加工，以减少其厚度并改善表面质量。
冷轧一般使用的设备是冷轧机，其工作原理是通过两个或多个辊轮的转动，将钢板或钢带压下，使其产生塑性变形。
冷轧可以改变材料的力学性能、尺寸精度和表面质量，广泛应用于制造汽车、家电和建筑材料等领域。
2.冷拔：冷拔是指将金属材料通过钢筛或模具加工，使其产生塑性变形，并减小其截面积。
冷拔一般使用的设备是冷拔机，其工作原理是将金属材料塞入钢筛或模具中，然后通过拉拽或压制的方式进行加工。
冷拔可以改善金属材料的尺寸精度和表面光洁度，常用于制造轴类零件、螺纹和弹簧等。
3.冷冲压：冷冲压是指使用模具将金属材料通过冲击或剪切的方式进行形状加工。
冷冲压一般使用的设备是冲压机，其工作原理是通过将模具上的冲头施加压力，将金属材料冲击或剪切成所需形状。
冷冲压可以高效地生产各种形状复杂的零件，广泛应用于汽车、电子和机械制造等领域。
热加工是指在高温下进行的加工过程，最常见的热加工方法包括热轧、热冲压和热处理等。
1.热轧：热轧是指将金属材料加热至一定温度，然后通过辊轧机进行加工。
热轧的工作原理是通过将金属材料送入热轧机中，让辊轮的转动将其压下，并以高温软化的状态，使其产生塑性变形。
热轧可以提高金属材料的塑性，消除内应力，提高抗拉强度和韧性，常用于制造钢板、钢管和铝合金轧制材料等。
2.热冲压：热冲压是指在金属材料加热至一定温度后，使用模具将其冲击或剪切成所需形状。
热冲压的工作原理和冷冲压类似，只是加工过程中使用的金属材料处于高温状态。
热冲压可以提高金属材料的塑性，改善加工性能，并且能够加工更高硬度的金属材料。
3.热处理：热处理是指将金属材料加热至一定温度后，进行一系列的冷却或保温处理，以改善其组织结构和性能。
铝材的热加工原理及应用
铝材的热加工原理及应用1. 引言铝材作为一种广泛应用于工程领域的材料，其热加工技术在铝材加工中具有重要的地位。
本文将介绍铝材热加工的基本原理以及在工程应用中的具体应用。
2. 铝材的热加工基本原理铝材的热加工是通过控制材料的温度和应力，使其发生塑性变形，以达到材料形状调整或表面性质改善的目的。
以下是一些常用的铝材热加工方法：2.1 热轧热轧是指将高温下铝材进行连续的加工，通常在500℃以上进行。
这样可以大大降低铝材的强度和硬度，使其更容易进行变形。
热轧可用于生产铝板、铝带等产品。
2.2 热挤压热挤压是指将铝坯加热到较高温度，然后在模具中施加压力，使其通过钢模孔进行挤压成型。
这种方法常用于生产铝管、铝型材等产品。
2.3 铝材的热处理铝材的热处理是指将铝材加热到一定温度，然后进行退火、淬火等处理，以改变其内部结构和性能。
这样可以提高铝材的强度、硬度和耐腐蚀性。
3. 铝材热加工的工程应用铝材热加工在工程应用中有广泛的应用场景，以下是一些典型的应用场景：3.1 航空航天工业铝材热加工在航空航天工业中的应用非常广泛。
通过热加工可以生产各种形状复杂的铝合金零件，如发动机外壳、机翼等。
3.2 汽车制造业铝材热加工在汽车制造业中的应用越来越广泛。
通过热加工可以生产轻量化的汽车零部件，提高车辆的燃油效率和性能。
3.3 建筑与装饰工业铝材热加工在建筑与装饰工业中也有重要应用。
通过热加工可以生产各种铝合金型材，用于建筑结构和室内装饰。
3.4 电子工业铝材热加工在电子工业中的应用日益增多。
通过热加工可以生产铝基板、散热器等用于电子器件的关键部件。
4. 结论铝材的热加工是一种重要的材料加工技术，通过控制材料的温度和应力，在工程应用中能够实现铝材的形状调整和性能改善。
在航空航天、汽车制造、建筑装饰和电子工业等领域，铝材热加工都有着广泛的应用。
随着科技的进步，铝材热加工技术将会越来越重要，为各个行业的发展做出贡献。
以上是铝材的热加工原理及应用的简要介绍，由于篇幅限制，本文只涉及了一些基础知识和典型应用场景，希望可以对读者了解铝材热加工提供一些帮助。
热加工对食品品质的影响
干热
140~180℃ 。
2 热处理时介质或食品成份对耐热性的影响
（3）糖
高浓度糖液对受处理的细菌的芽孢有保护作用， 低浓度糖液对细菌耐热力影响不大。
原因：糖液会导致细胞原生质脱水、降低Pro 凝固时间及提高凝固温度。
10%糖只能抑制小部份M
50%浓度，抑制酵母
一般以 60%浓度，抑制腐败菌
80%浓度，抑制细菌及酵母
食品的热加工，其目的是为了延长食品的货架期。
主要内容
高温对微生物的影响； 产品货架期和安全性的确定； 热加工对食品品质的影响； 介绍定量测定热加工对食品影响的计算
方法。
2.1 高温对微生物的影响
在一定的环境条件和一定温度下，微生 物随时间而死亡时的活菌残存数是按指 数递减或按对数周期下降的。
定义：在任何特定的热力致死条件下将细菌或 芽孢数减少到某一程度如10-n时所需要的热处 理时间（min）。
TRT=nD。 n值就是活菌递减的对数周期数，故可称之为
递减指数。选取的n值愈大，活菌的残存概率 愈小。
高温对微生物的影响
D值（Decimal reduction time） 热力致死时间（Thermal death time，
Z值
引起热力致死时间产生一个对数循环减少所需要增 加的温度，即TDT变化90%（一个对数循环）所对 应的温度变化值，℃。即热力致死时间曲线上的斜 率。
D值和Z值
微生物的热力致死情况
食品中的酶
营养成分 食品感官指标
热破坏情况
热力递减致死时间 （Thermal reduc蛋白质凝固，降低微生物 耐热性。
热处理温度越高，杀死一定数量的细菌 芽孢所需要的时间愈短。
4、原始活菌数（污染程度）
热加工
热加工金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称叫热加工。
有时也将热切割、热喷涂等工艺包括在内。
热加工能使金属零件在成形的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。
铸造、焊接是将金属熔化再凝固成型。
热扎、锻造是将金属加热到塑性变形阶段，再进行成型加工，如合金钢需加热到形成均匀奥氏体后，进行热扎、锻造，温度低塑性不好，易产生裂纹，温度过高金属件易过分氧化，影响加工件质量。
金属热处理只改变金属件的金相组织，它包括：退火、正火、淬火、回火等。
热加工金属铸造,热轧，锻造，焊接和金属热处理等工艺的总称叫热加工。
有时也将热切割，热喷涂等工艺包括在内。
热加工能使金属零件在形成的同时改善它的组织，或者使已成型的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。
在实习过程我们主要进行了焊工实习和铸造实习以及热处理。
金属热处理只改变金属件的金相组织，它包括：退火、正火、淬火、回火等。
铸造，焊接是将金属熔化再凝固成型。
铸造过程中，铸件的质量与合金的铸造性能密切相关。
影响铸造性能的因素很多，除合金元素的化学成分外，还有工艺因素等。
因此，掌握合金的铸造性能，采取合理的工艺措施，可以防止铸造缺陷，提高铸件质量。
其中影响充型能力的外界因素有铸型条件、浇注条件和铸件结构等。
这些因素主要是通过影响金属与铸型之间的热交换条件，从而改变金属液的流动时间，或是影响金属液在铸型中的水动力学条件，从而改变金属液的流动速度来影响合金充型能力的。
如果能够使金属液的流动时间延长，或加快流动速度，就可以改善金属液的充型能力。
（1）铸型条件铸型的导热速度越大或对金属液流动阻力越大，合金的充型能力越差。
例如，液态合金在金属型中的充型能力比在砂型中差。
型砂中水分过多，排气不好，浇注时产生大量气体，会增加充型的阻力，使合金的充型能力变差。
（2）浇注条件在一定范围内，提高浇注温度，可使液态合金粘度下降，流速加快，还能使铸型温度升高，金属散热速度变慢，从而大大提高金属液的充型能力。
金属热处理原理与工艺
金属热处理原理与工艺金属热处理是指对金属材料进行加热处理来改变其组织结构和性质的一种方法。
这种方法可以通过控制加热温度和保温时间等参数来实现不同的处理效果。
金属热处理可以改善金属的硬度、强度、韧性、延展性、耐磨性、耐腐蚀性等性能，从而满足不同的工业应用需求。
金属热处理的原理金属热处理的原理基于金属的组织结构和性质随温度的变化而变化。
当金属材料受到热加工时，温度升高会导致金属晶粒的尺寸增加，晶粒之间的间距变大，这使得金属的塑性和韧性增加。
而当金属材料受到冷加工时（如锻造、轧制），由于冷加工过程中金属材料处于冷却状态，因此晶粒不会发生明显的变形，而是保持原来的晶粒组织。
这种组织结构会使金属变得更加硬而脆，但相应的韧性和延展性会降低。
金属热处理的工艺金属热处理的工艺包括加热、保温和冷却等步骤。
根据不同的处理效果，这些步骤的温度和时间可以做出相应的调整。
以下是几种常见的金属热处理方法：1. 灭火处理：灭火处理是指将金属加热至高温后迅速冷却至室温的处理过程。
这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其硬度和强度。
灭火处理通常适用于需要较高硬度和强度的金属制品。
2. 固溶处理：固溶处理是指将金属加热至一定温度后进行保温，使固态的金属中的固溶体中的扰动原子可以逸出到基体里。
这种处理可以改变金属的组织结构，从而提高其韧性和延展性。
固溶处理通常适用于需要具有良好机械性能和耐腐蚀性的金属制品。
3. 时效处理：时效处理是指将金属加热至一定温度进行保温，然后迅速冷却后再进行再加热保温的过程。
这种处理可以使金属的晶粒长大并沉淀出一些固相化合物，从而提高金属的强度和硬度。
时效处理通常适用于需要高强度和高韧性的金属制品。
4. 钝化处理：钝化处理是指将金属制品加热至一定温度后，在空气或氧化性环境中，使其表面形成一层韧性较强的氧化皮。
这种处理可以使金属制品具有较好的耐腐蚀性。
金属热处理是一种重要的金属加工工艺，可以通过控制加热温度、保温时间和冷却速率等参数来实现不同的处理效果，以满足不同的工业应用需求。