金属塑性成形原理复习指南
第一章绪论
1、基本概念
塑性:在外力作用下材料发生永久性变形，并保持其完整性的能力。
塑性变形:作用在物体上的外力取消后，物体的变形不能完全恢复而产生的永久变形成为塑性变形。
塑性成型:材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定的力学性能的加工方法。
2、塑性成形的特点
1）其组织、性能都能得到改善和提高。
2）材料利用率高。
3）用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。
4）塑性成形方法具有很高的生产率。
3、塑性成形的典型工艺
一次成形（轧制、拉拔、挤压）
体积成形
塑性成型
分离成形（落料、冲孔）
板料成形
变形成形（拉深、翻边、张形）
第二章金属塑性成形的物理基础
1、冷塑性成形
晶内：滑移和孪晶（滑移为主）滑移性能（面心>体心>密排六方）
晶间：转动和滑动
滑移的方向：原子密度最大的方向。
塑性变形的特点：
① 各晶粒变形的不同时性；
② 各晶粒变形的相互协调性；
③ 晶粒与晶粒之间和晶粒内部与晶界附近区域之间变形的不均匀性。
合金使塑性下降。
2、热塑性成形
软化方式可分为以下几种：动态回复，动态再结晶，静态回复，静态再结晶等。
金属热塑性变形机理主要有：晶内滑移，晶内孪生，晶界滑移和扩散蠕变等。
3、金属的塑性
金属塑性表示方法：延伸率、断面收缩率、最大压缩率、扭转角（或扭转数）
塑性指标实验：拉伸试验、镦粗试验、扭转试验、杯突试验。
非金属的影响：P冷脆性 S、O 热脆性 N 蓝脆性 H 氢脆
应力状态的影响：三相应力状态塑性好。
超塑性工艺方法：细晶超塑性、相变超塑性
第三章金属塑性成形的力学基础
第一节应力分析
1、塑性力学基本假设：连续性假设、匀质性假设、各向同性假设、初应力为零、体积力为零、体积不变假设。
2、 张量的性质
1、存在不变量，张量的分量一定可以组成某些函数f (Tij ),这些函数的值不随坐标而变。
2、2阶对称张量存在三个主轴和三个主值；张量角标不同的分量都为零时的坐标轴方向为主轴，三个角标相同的分量为值。
3、主应力的概念：切应力为零的微分面的正应力
4、应力状态的分类：应力状态的分类
若σ1≠σ2≠σ3≠0——三向应力状态
若σ1≠σ2≠0,σ3=0——二向应力状态。
若σ1≠0;σ2=σ3=0——单向应力状态。
若σ1≠σ2=σ3——圆柱应力状态（包括单向应力状态）。⊥ σ1 的方向均为主方向。
若σ1=σ2=σ3——球应力（静水应力）状态。τ≡0,各方向均为主方向。
5、主应力简图：受力物体内一点的应力状态，可用作用在应力单元体上的主应力来描述，只用主应力的个数及符号来描述一点应力状态的简图称为主应力图。（9种）
6、主切应力：切应力取极值的平面的切应力。
7、八面体应力：以受力物体内任意点的应力主轴为坐标轴，在无限靠近该点作等倾斜的微分面，其法线与三个主轴的夹角都相等，在主轴坐标系空间八个象限中的等倾微分面构成一个正八面体，正八面体的每个平面称八面体平面，八面体平面上的应力称八面体应力。
8、等效应力：
1)等效应力是一个不变量；
2)等效应力在数值上等于单向均匀拉伸(或压缩)时的拉伸(或压缩)应力σ1 ;
3)等效应力并不代表某一实际平面上的应力，因而不能在某一特定的平面上表示出来；
4)等效应力可以理解为代表一点应力状态中应力偏张量的综合作用。
9、张量的分解：应力偏张量引起物体产生变形；应力球张量引起物体产生体积变化。
10、平面应力状态的概念：若变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在，并所有应力分量与该方向轴无关，则这种应力状态即为平面应力状态。
第二节 应变分析
1、 对数应变的特点：准确性、可加性、可比性；
2、 体积不变条件:0x y z εεε++=
3、 主应变简图：用主应变的个数和符号来表示应变状态的简图称主应变状态图，简称为主应变简图或主应变图（3种）
4、 注意： ij ε&是应变增量d εij 对时间dt 的微商，不是εij 对时间的导数。
5、 平面应变：如果物体内所有质点都只在同一个坐标平面内发生变形，而在该平面的法线方向没有变形，其他方向的变形与该方
向无关，这种变形称为平面变形或平面应变。1211()()22
z
x y m σσσσσσ=+=+= 第三节 屈服准则
材料模型：理想弹塑性材料、理想刚塑性材料、硬化刚塑性材料、硬化弹塑性材料
Tresca 准则物理意义：当材料的最大切应力达到某一常数时，材料就屈服。
Mises 准则物理意义：当材料的单位体积形状改变的弹性位能(又称弹性形变能)达到某一常数时，材料就屈服。
Tresca ，Mises 准则的几何表达：
Tresca ，Mises 准则的比较：（相同点、不同点）
一致的点的应力特点圆柱应力状态；
相差最大的点的应力特点是圆柱应力状态；
第四节 本构方程
1、弹性应力应变关系的特点：
应力与应变完全成线性关系，即应力主轴与全量应变主轴重合;
变形是可逆的，与应变历史无关，应力与应变之间存在单值关系;
弹性变形时，应力球张量使物体产生体积的变化，泊松比v <0.5;
2、塑性应力应变关系的特点：
应力与应变之间的关系是非线性的，全量应变主轴与应力主轴不一定重合；
变形是不可逆的，与应变历史有关，即应力-应变关系不再保持单值关系；
塑性变形时可以认为体积不变，即应变球张量为零，泊松比v =0.5；
对于应变硬化材科，卸载后再重新加载时的屈服应力就是卸载时的屈服应力，比初始屈服应力要高。
3、真实应力-应变曲线可分为三类：(1);(2);(3)Y Y Y εψ---∈
4、测定应力-应变曲线的实验：拉伸实验、压缩实验、轧制实验
5、在普朗特-路埃斯理论中λσσδσεd d E v
d G d ij m ij ij ij '
+-+'=21
21， 各部分的意义。
第五节 摩擦与润滑
1、金属塑性加工时摩擦的特点：P147；
2、摩擦的分类：干摩擦、边界摩擦、流体摩擦；
3、摩擦机理：表面凸凹学说、分子吸附学说、粘着理论。
4、摩擦的表达式：库仑定理和常摩擦
4、常用的润滑剂：P155；
5、塑性成形特殊润滑方法：P157
其他
1、滑移线场的概念：滑移线的概念、α、β滑移线、直线滑移线场、简单滑移线场。
2、动可容速度场：
3、静可容应力场：
计算题
1、 斜微分面上的应力及特殊微分面的应力（主应力、主切应力、八面体应力）
2、 平衡微分方程
3、 小变形几何方程
4、 屈服准则
5、 本构方程
6、 主应力法（共5个每个8分）
塑性变形：材料在一定外力作用下，利用其塑性而使其成型并获得一定力学性能的加工方法。
塑性：在外力作用下使金属材料发生塑性变形而不破坏其完整性的能力。
滑移：晶体在力的作用下，晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变。
滑移面：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶面。
滑移方向：滑移中，晶体沿着相对滑动的晶向。
孪生：晶体在切应力作用下，晶体一部分沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。
张量：由若干个当坐标改变时，满足转换关系的分量所组成的集合。
晶粒度：金属材料晶粒大小的程度。
变形织构：在塑性变形时，当变形量很大，多晶体中原为任意取向的各个晶粒，会逐渐调整其取向而彼此趋于一致。这种由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取向的组织。
动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的再结晶。
主应力：切应力为0的微分面上的正应力。
主方向：主应力方向，主平面法线方向。
主应力空间：由三个主方向组成的空间
主切应力：切应力达到极值的平面上作用得切应力。
主切应力平面：切应力达到极值的平面。
主平面:应力空间中，可以找到三个互相垂直的面，其上均只有正应力，无切应力，此面就称为主平面。平面应力状态：变形体内与某方向轴垂直的平面上无应力存在，并所有应力分量与该方向轴无关的应力状态。
平面应变状态：物体内所有质点都只在同一个坐平面内发生变形，而该平面的法线方向没有变形的变形状态。
理想刚塑性材料：研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
理想弹塑性材料：塑性变形时，需考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料。
弹塑性硬化材料：塑性变形时，既要考虑塑性变形前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料。
刚塑性硬化材料：研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，需考虑变形过程中的加工硬化的材料。
屈服轨迹：两相应力状态下屈服准则的表达式在主应力坐标平面上的几何图形，一条封闭的曲线。
屈服表面：屈服准则的数学表达式在主应力空间中的几何图形是一个封闭的空间曲面称为屈服表面。应变增量：以物体在变形过程中某瞬时的形状尺寸为原始状态，在此基础上发生的无限小应变。
全量应变：反映张量在某一变形过程或变形过程中的某个阶段结束时的应变。
比例加载：在加载过程中，所有的外力一开始就按同一比例加载。
干摩擦：当变形金属与工具之间的接触表面上不存在任何外来的介质，即直接接触时所产生的摩擦。流体摩擦：当变形金属与工具表面之间的润滑剂层较厚，两者表面完全被润滑剂隔开，这种状态下的摩擦称为。
磷化：塑性成形时润滑前在坯料表面上用化学方法制成一层磷酸盐或草酸盐薄膜，呈多孔吸附润滑剂。皂化：将磷化处理后的坯料进行润滑处理方法，常用硬脂酸钠或肥皂等故称~。
动态回复:动态回复是在热塑性变形过程中发生的回复。发生在层错能较高的金属中。
超塑性：金属材料与合金具有超常的均匀塑性变形的能力，其延伸率高达百分之几百，甚至百分之几千的现象
纤维组织：若变形程度很大，则晶粒呈现为一片如纤维状的条纹，称为纤维组织。
1.塑性加工的优点及金属在外力作用下变形的阶段。
组织、性能好；材料利用率高；尺寸精度高；生产效率高。
弹性变形；塑性变形；断裂。
2.塑性力学的基本假设。张量及其不变量的基本性质。
连续性假设；匀质性假设；各向同性假设；初应力为零假设；体积不变假设。
存在张量不变量；张量可以叠加和分解；张量可分对称张量、非对称张量、反对陈张量；二阶对称张量存在三个主轴和三个主值（如取主轴为坐标轴，则两个小角标不同的分量都将是0，只留下两个下角标相同的分量称为主值）。
3.金属塑性变形的主要机理（单晶体、多晶体）。滑移和孪生两种塑性变形机理的主要区别。
晶内变形包括滑移和孪生（单）；晶间变形是晶粒之间的相对滑动和转动（多）。
①变形方式:孪生是使一部分晶体整体发生均匀的切变；而滑移则集中在一些滑移面上。
②变形后的位向孪生使一个晶体的两部分沿一个公共晶面构成了镜面对称关系；而滑移则不改变晶
体的位向。
③原子位移距离不同。孪生时，孪晶带中的原子沿孪生方向的位移量为原子间距的的分数值；而滑移
为原子间距的整数倍。④孪生变形困难，一般先滑移，滑移困难后，发生孪生，二者交替进行。
4.金属超塑性概念，超塑性的种类。影响材料超塑性的因素。
金属和合金具有超长变形能力且有大伸长率，无颈缩，低流动应力，易成型的特点。
细晶超塑性，相变超塑性。
应变速率，变形温度，组织结构，晶粒度，应力分布。
5.提高金属塑性的主要途径。
①提高材料成分和组织的均匀性；
②合理选择变形温度和应变速率；
③选择三向压缩性较强的变形方式；
④减小变形的不均匀性。
6.应力偏张量和应力球张量的物理意义。
应力偏张量只能使物体产生形状变化，而不能使物体产生体积变化，为原应力张量分解出球张量后得到，存在三个不变量J1' ,J2' ,J3'。
应力球张量表示球应力状态只能使物体产生体积变化，而不能使物体产生形状变化；任何方向都是主方向且主应力相同无切应力。
7.体积不变条件。
θ=εx+εy+εz=0塑性变形时，三个线应变分量不全同号，绝对值大的与另外两个异号。
8.平面应力状态及平面应变状态的特点，平面应变状态及轴对称应力应变关系的证明。
变形体内各质点在与某方向轴(例x)垂直的平面上没有应力作用，该方向为主方向；应力分量与该轴无关，对其偏导数为0所有应力分布可在xy面内表示出来。
9.Trssca、Mises准则的物理意义及几何意义，两个准则的相同点和不同点。其在π平面上的几何表示，它们为何种情况下差别最大？
①意义：
屈雷斯加准则：变形体某点的最大切应力达到定值材料就屈服；π平面上为正六边形。
米赛斯准则：一定变形条件下，弹性形状改变能打到某一定值材料就屈服；π平面上为一个圆。
②共同点
屈服准则的表达式都和坐标的选择无关，等式左边都是不变量的函数；三个主应力可以任意置换而不影响屈服，同时认为拉应力和压应力的作用是一样的；各表达式都和应力球张量无关。
③不同点
屈雷斯加没有考虑中间应力的影响，三个主应力大小顺序不知时，使用不便；
化学：人教版必修一《非金属知识点总结》教案 一、氯及其化合物的转化关系 1、液氯、新制的氯水和久置的氯水比较 液氯新制氯水久置氯水分类纯净物混合物混合物[ 颜色黄绿色黄绿色无色 成分Cl2 Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl―、 ClO―、极少量的为OH― H＋、Cl―、H2O、极少量的OH― 稀盐酸 性质氧化性氧化性、酸性、漂白性酸性2、氯气的性质 与金属钠反应方程式2Na+Cl 2点燃 2NaCl 与金属铁反应方程式2Fe+3Cl 2点燃 2FeCl3 与金属铜反应方程式Cu+Cl 2点燃 CuCl2 与氢气反应方程式H 2+Cl22HCl；H2+Cl22HCl 与水反应方程式H2O +Cl2 ==HCl+HClO 制漂白液反应方程式Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 制漂白粉反应方程式2Cl2 +2C a(O H)2==CaCl2 +C a(C l O)2 +2H2O 实验室制法MnO 2＋4HCl（浓）△ MnCl2 +Cl2↑+2H2O 氯离子的检验试剂以及反应方程式AgNO3溶液：g＋+Cl―==AgCl 二、硅及其化合物的转化关系
①Si 的还原性大于C ，但C 却能在高温下还原出Si 。2C ＋SiO2=====高温 Si ＋2CO↑； ②Si 能与NaOH 溶液反应放出H2，而其他非金属单质无此性质； ③非金属单质一般为非导体，但Si 为半导体，石墨为良导体； ④非金属氧化物一般为分子晶体，但SiO2晶体为原子晶体。 1、二氧化硅和二氧化碳比较 二氧化硅 二氧化碳 类别 酸性氧化物 _酸性氧化物 晶体结构 原子晶体 分子晶体 熔沸点 高 低 与水反应方程式 不反应 CO 2+H 2O H 2CO 3 与酸反应方程式 SiO 2 + 4HF==SiF 4↑+2H 2O 不反应 与烧碱反应方程式 SiO 2+2NaOH == Na 2SiO 3+H 2O 少：2NaOH+CO 2==Na 2CO 3+H 2O 过：NaOH+CO 2==Na HCO 3 与CaO 反应方程式[来 SiO 2+CaO 高温 CaSiO 3 CaO+CO 2==CaCO 3 存在状态 水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子 人和动物排放 2、硅以及硅的化合物的用途 物质 用途 硅单质 半导体材料、光电池（计算器、人造卫星、登月车、探测器） SiO 2 饰物、仪器、光导纤维、玻璃 硅酸钠 矿物胶 SiC 砂纸、砂轮的磨料
第1章 金属材料成形基本原理 铸造是指通过熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属注入铸型中使之冷却，凝固后获得具有一定形状和性能的铸件的成型方法。 铸造按照工艺方法的不同，分为砂型铸造和特种铸造。 铸件的凝固方式：逐层凝固方式，糊状凝固方式，中间凝固方式。 金属的铸造性能：是指合金是否易于通过铸造方法成形并获得铸件的能力。它反映的是合金在铸造过程中表现出来的综合性的工艺性能，主要包括合金的流动性，收缩性，偏析性和吸气性等。 合金的流动性的影响因素：1）合金的种类，2）合金的化学成分，3）杂质含量。 合金的充型能力的影响因素：1）合金本身的流动性，2）浇注条件（包括浇注温度，浇注速度和充型压力等因素。）3 )铸型条件（铸型的蓄热能力，铸型温度，铸型中的气体）4）铸件结构。 合金收缩：铸造合金从液态到凝固直至冷却到室温的过程中发生的体积和尺寸减小的现象。收缩分为三个阶段：液态收缩，凝固收缩，固态收缩。 影响合金收缩的因素：1）合金的化学成分，2）浇注温度，3）铸型条件。 最典型的铸件断面组织由三个晶区组成：1）表面细晶区，2）柱状晶区，3）中心等轴晶区。 缩孔的形成：趋向于逐层凝固方式结晶的合金，易产生集中缩孔。 缩松的形成：结晶温度范围宽的合金，趋向于糊状凝固，易形成缩松。 缩孔和缩松的防止：1）合理确定内浇道位置及浇注工艺，2）合理使用冒口，冷铁等工艺措施。 铸造应力：热应力和收缩应力。
热应力的形成：由于铸件壁厚不均匀以及散热条件的差异，不同部位冷却速度不同，由此引起不均衡收缩所造成的应力。 收缩应力的形成：铸件在固态收缩时，因受到铸型，型芯，浇冒口，砂箱等外力的阻碍而产生的应力。 减少和消除铸造应力的方法：使铸件的凝固过程符合同时凝固原则。 铸件的裂纹 热裂：热裂是在凝固后期高温下形成的。 防止热裂的主要措施：1）合理设计铸件结构，2）设法改善铸型和型芯的退让性，3）严格限制钢和铸铁中硫的含量，4）选用收缩性小的合金。 冷裂：冷裂是铸件冷却到低温处于弹性状态时，铸造应力超过合金的抗拉强度而产生的。 防止冷裂的主要措施：减少铸造应力和降低合金的脆性 气孔大致可分为侵入性气孔，析出性气孔和反应性气孔。 防止侵入性气孔的主要措施：1）降低铸型材料的发气量，2）增强铸型的排气能力。 防止析出性气孔的主要措施：1）减少合金在熔炼和浇注时的吸气量，2）对金属液进行除气处理，3）增大铸件的冷却速度，4）使铸件在压力下凝固以阻止气体析出。 防止反应性气孔的主要措施：1）清除冷铁，芯撑表面的锈蚀和油污，2）保持干燥。 金属塑性成形：是利用金属在外力作用下所产生的塑性成形，来获得具有一定形状，尺寸和力学性能的制品的加工方法。 单晶体的塑性变形有两种基本方式：滑移和孪生。 金属塑性变形基本规律：1）体积不变规律，2）最小阻力定律。 冷变形加工件的组织与性能 冷塑性变形后金属组织的特点：1）晶粒变形，2）位错密度增加和晶粒碎化，3）形变织构。
人教版化学九年级第九单元金属和金属材料知识点归纳总结 课题1：金属材料 一、金属材料的发展与利用 1、从化学成分上划分，材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料及复合材料等四大类。 2、金属材料包括纯金属和合金。 （1）金属材料的发展 石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的应用→高分子时代 （2）金属材料的应用 ①最早应用的金属是铜，应用最广泛的金属是铁，公元一世纪最主要的金属是铁 ②现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜 ③钛被称为21世纪重要的金属 二、金属的物理性质 1、金属共同的物理性质：常温下金属都是固体(汞除外)，有金属光泽，大多数金属是电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔沸点较高等。 2、金属的特性： ①纯铁、铝等大多数金属都呈银白色，而铜呈紫红色，金呈黄色； ②常温下，大多数金属都是固体，汞却是液体； ③各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。 3、金属之最 地壳中含量最多的金属元素—铝（Al） 人体中含量最多的金属元素—钙（Ca） 导电、导热性最好的金属——银（Ag） 目前世界年产量最高的金属—铁（Fe） 延展性最好的金属———金（Au） 熔点最高的金属————钨（W） 熔点最低的金属————汞（Hg） 硬度最大的金属————铬（Cr） 密度最小的金属————锂（Li） 密度最大的金属————锇（Os） 最贵的金属————锎kāi（Cf） 4、金属的用途：金属在生活、生产中有着非常广泛的应用，不同的用途需要选择不同的金属。【练习】 （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答：因为铁的硬度比铅大，且铅有毒。 （2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？答：银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，经济上不划算。 （3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话，可能会出现什么情况？答：因为钨的熔点(3410℃)高，而锡的熔点(232℃)太低。如果用锡制的话，通电时锡易熔断，减少灯泡的使用寿命，还会造成极大浪费。
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
高中化学复习——非金属及其化合物知识点总结 一、卤族元素 1、包括：元素名称： 元素符号： 卤族元素最外层有个电子，位于元素周期表第族，气态氢化物的通式为；除氟元素外，其它元素的最高价氧化物的通式为，最高价氧化物对应的水化物的通式为。 2、卤族元素随着原子序数的递增，电子层数逐渐，原子半径，得电子的能力逐渐，非金属性，最高价氧化物对应的水化物酸性，气态氢化物的稳定性。气态氢化物的水溶液酸性。 3、 4、F2有性，它与H2相遇即爆炸，写出该反应的化学方程式，它与水反应的方程式为。 5、氯气的性质 ①Cl2密度空气，有气味，毒。氯气的电子式为，是一种常见的剂。 ②Cl2与H2在或条件下都可发生反应，写出其反应的化学方程式；
③Cl2能在条件下，与钠、镁、铝、铁、铜等金属发生反应，写出铁在氯气中反应的化学方程式，该反应的实验现象为，把得到的色固体溶于水中，可配制成色的溶液；写出铜在氯气中反应的化学方程式，该反应的实验现象为，把得到的色固体溶于水中，可配制成色的溶液。 ④氯气溶于水，且能和水反应生成两种酸：和，其中有漂白性，一旦漂白有色织物，颜色不能复现。写出氯气与水反应的离子方程式 ，在该反应中，氯气起到了剂的作用。若有1mol氯气参与反应，有 mol电子发生转移。 ⑤氯气的水溶液叫做，包括的微粒有。其中使氯水有酸性，使氯水有强氧化性。 ⑥氯气与强碱溶液可发生反应，类似于氯气与水的反应，在反应中能生成两种盐。写出氯气与NaOH溶液反应的离子方程式，该反应的产物中，是家庭常用的“84”消毒液的主要成分。氯气与熟石灰反应可以用来制漂白粉，写出该反应的化学方程式，在产物中起到漂白作用的有效成分是。 ⑦当把氯气通入FeCl2溶液中一段时间后，溶液颜色变化为，写出该反应的离子方程式；把氯气通入FeBr2溶液中，写出该反应的离子方程式。在以上的两个反应中，氯气都作剂。 ⑧工业上可以通过电解饱和食盐水的方法来制取氯气，该生产过程又叫做，写出该反应的化学方程式。 ⑨若要得到干燥的氯气，常用作为干燥剂。可用试纸来检验氯气
名师整理精华知识点 名词解释 塑性成型：金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法 加工硬化：略 动态回复：在热塑性变形过程中发生的回复 动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的结晶 超塑性变形：一定的化学成分、特定的显微组织及转变能力、特定的变形温度和变形速率等，则金属会表现出异乎寻常的高塑性状态 塑性：金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。 屈服准则（塑性条件）：在一定的变形条件下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，指点才开始进入塑性状态，这种关系成为屈服准则。 塑性指标：为衡量金属材料塑性的好坏，需要有一种数量上的指标。 晶粒度：表示金属材料晶粒大小的程度，由单位面积所包含晶粒个数来衡量，或晶粒平均直径大小。填空 1、塑性成形的特点（或大题？） 1组织性能好（成形过程中，内部组织发生显著变化）2材料利用率高（金属成形是靠金属在塑性状态下的体积转移来实现的，不切削，废料少，流线合理）3尺寸精度高（可达到无切削或少切屑的要求）4生产效率高适于大批量生产 失稳——压缩失稳和拉伸失稳 按照成形特点分为1块料成形（一次加工、轧制、挤压、拉拔、二次加工、自由锻、模锻2板料成形多晶体塑性变形——晶内变形（滑移，孪生）和晶界变形 超塑性的种类——细晶超塑性、相变超塑性 冷塑性变形组织变化——1晶粒形状的变化2晶粒内产生亚结构3晶粒位向改变 固溶强化、柯氏气团、吕德斯带（当金属变形量恰好处在屈服延伸范围时，金属表面会出现粗超不平、变形不均匀的痕迹，称为吕德斯带） 金属的化学成分对钢的影响（C略、P冷脆、S热脆、N兰脆、H白点氢脆、O塑性下降热脆）；组织的影响——单相比多相塑性好、细晶比粗晶好、铸造组织由于有粗大的柱状晶粒和偏析、夹杂、气泡、疏松等缺陷、塑性降低。 摩擦分类——干摩擦、边界摩擦、流体摩擦 摩擦机理——表面凹凸学说、分子吸附学说、粘着理论 库伦摩擦条件T=up 常摩擦力条件 t=mK 塑性成形润滑——1、特种流体润滑法2、表面磷化-皂化处理3、表面镀软金属 常见缺陷——毛细裂纹、结疤、折叠、非金属夹杂、碳化物偏析、异金属杂物、白点、缩口残余 影响晶粒大小的主要因素——加热温度、变形程度、机械阻碍物 常用润滑剂——液体润滑剂、固体润滑剂（干性固体润滑剂、软化型固体润滑剂） 问答题 1、提高金属塑性的基本途径 1、提高材料成分和组织的均匀性 2、合理选择变形温度和应变速率 3、选择三向压缩性较强的变形方式 4、减小变形的不均匀性 2、塑性成形中的摩擦特点 1、伴随有变形金属的塑性流动 2、接触面上压强高 3、实际接触面积大 4、不断有新的摩擦面产生 5、常在高温下产生摩擦 3、塑性成形中对润滑剂的要求 1、应有良好的耐压性能 2、应有良好的耐热性能 3、应有冷却模具的作用 4、应无腐蚀作用 5、应无毒 6、应使用方便、清理方便 4、防止产生裂纹的原则措施 1、增加静水压力 2、选择和控制适合的变形温度和变形速度 3、采用中间退火，以便消除变形过程中产生的硬化、变形不均匀、残余应力等。 4、提高原材料的质量 5、细化晶粒的主要途径 1、在原材料冶炼时加入一些合金元素及最终采用铝、钛等作为脱氧剂 2、采用适当的变形程度和变形温度 3、采用锻后正火或退火等相变重结晶的方法 6、真实应力-应变的简化形式及其近似数学表达式1、幂指数硬化曲线Y=B?n 2、有初始屈服应力的刚塑性硬化曲线Y=σs+B1?m 3、有初始屈服应力的刚塑性硬化直线Y=σs+B2?4、无加工硬化的水平直线Y=σs 7、为什么晶粒越细小，强度和塑性韧性都增加？晶粒细化时，晶内空位数目与位错数目都减少，位错与空位、位错间的交互作用几率减小，位错易于运动，即塑性好。位错数目少，塞积位错数目少，使应力集中降低。晶粒细化使晶界总面积增加，致使裂纹扩展的阻力增加，推迟了裂纹的萌生，增加了断裂应变。晶粒细小，裂纹穿过晶界进入相邻晶粒并改变方向的频率增加，消耗的能量增加，韧性增加。另外晶界总面积增加可以降低晶界上的杂质浓度，减轻沿晶脆性断裂倾向。 8、变形温度对金属塑性的影响 总趋势：随着温度的升高，塑性增加，但是这种增加并非简单的线性上升；在加热过程的某些温度区间，往往由于相态或晶粒边界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。在一般情况下，温度由绝对零度上升到熔点时，可能出现几个脆性区，包括低温的、中温的、和高温的脆性区。 9、动态回复、为什么说是热塑性变形的主要软化机制？ 动态回复是指在热塑性变形过程中发生的回复，2，动态回复，主要是通过位错的攀移，交滑移等，来实现的，对于铝镁合金、铁素体钢等，由于它们层错能高，变形时扩展位错宽度窄，集束容易，位错的攀移和交滑移容易进行，位错容易在滑移面间转动，而使异号位错相互抵消，结果使位错密度下降，畸变能降低，不足以达到动态再结晶所需的能量水平。因此这类金属在热塑性变形过程中，即使变形程度很大，变形温度远高于再结晶温度，也只会发生动态回复，而不发生动态再结晶。 10、什么是动态再结晶，其主要影响因素？（自己总结吧，课本太乱） 动态再结晶：在热塑性变形过程中发生的结晶。与金属的位错能高地有关，与晶界迁移的难易有关 ，金属越纯，发生动态再结晶的能力越强。
常見金属的化学性质 一．钠及其化合物钠⑴钠的化学性质 ○1与氧气反应在常溫时4Na＋O2＝2Na2O （白色）在点燃时2Na＋O2=Na2O2(淡黃色) ○2.钠能跟卤素.硫磷氢等非金属直接发生反应生成相应化合物,如2Na+Cl2＝2NaCl 2Na＋S＝Na2S(硫化钠)（跟硫化合时甚至发生爆炸。）2Na+Br2=2NaBr(溴化钠）（溴化钠可以做鎮定剂） ○3钠跟水的反应2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ 钠由于此反应剧烈，能引起氢气燃烧，所以钠失火不能用水扑救，必须用干燥沙土来灭火。钠具有很强的还原性，可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来。由于钠极易与水反应，所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来。 ○4钠与酸溶液反应钠与酸溶液的反应涉及到钠的量，如果钠少量，只能与酸反应，如钠与盐酸的反应：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ 如果钠过量，则优先与酸反应，然后再与酸溶液中的水反应 ○5钠与盐反应a将钠投入盐溶液中，钠先会和溶液中的水反应，生成的氢氧化钠如果能与盐反应则继续反应。 如将钠投入硫酸铜溶液中：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ b与熔融盐反应这类反应多数为置换反应，常见于金属冶炼工业中，如4Na+TiCl4（熔融） =4NaCl+Ti（条件为高温） Na+KCl=K+NaCl（条件为高温）★钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱 ○6钠与有机物反应钠还能与某些有机物反应，如钠与乙醇反应： 2Na+2C2H5OH→2CH3CH2ONa+H2↑（生成物为氢气和乙醇钠） ⑵钠化学方程式 ⑴与非金属单质: 2Na＋H2＝高温＝2NaH 4Na＋O2＝2Na2O （白色固体）2Na＋O2=点燃 =Na2O2 (淡黄色粉末) ⑵与金属单质; 不反应⑶与水: 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ ⑷与酸: 2Na+2HCl=2NaCl+H2↑ ⑸与碱; 不反应(与碱溶液反应) ⑹与盐; ①4Na+TiCl4=高温=4NaCl+Ti 6Na+2NaNo2=高温 =N2↑+4Na2O Na+KCl=高温=K↑+NaCl ②2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 或2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3↑＋H2O ⑺与氧化物: 4Na+CO2=点燃=2Na2O+C↓ ⒉氧化钠⑴化学性质①与水的反应Na2O+H2O—→2NaOH②与二氧化碳反应 Na2O+CO2--->Na2CO3 ③与酸反应Na2O+ＨＣｌ＝NaCl＋H2O ⑵合成方法Na2CO3（碳酸钠）—△→ Na2O＋CO2 ⒊过氧化钠 ①与最高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应，生成盐，放出氧气，例： 2Na?O?＋2CO?══ 2Na?CO?＋O?↑ 2Na?O?＋2SO?══ 2Na?SO?+ O?↑ ②与次高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应，生成盐，但不放出氧气，如： Na?O?＋CO ══ Na?CO? Na?O?＋SO?══ Na?SO? ③与水反应，生成氧气：2Na?O?+2H?O ══ 4NaOH + O?↑，反应放热 制作Na2O+O2＝Na2O2 ⒋碳酸钠①其水溶液呈碱性，能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl ==== 2NaCl + H2O + CO2↑（酸过量）Na2CO3+ HCl ==== NaCl + NaHCO3（碳酸钠过 ②Na2CO3与碱反应。Na2CO3+ Ca(OH)2==== CaCO3↓+ 2NaOH Na2CO3与NaOH不反应。 ③Na2CO3与盐反应。Na2CO3+ BaCl2==== 2NaCl + BaCO3↓ 3Na2CO3+ Al2(SO4)3+ 3H2O==== 2Al(OH)3↓+ 3Na2SO4+ 3CO2↑
一、焊接部分 1.焊接是通过局部加热或同时加压，并且利用或不用填充材料，使两个分离的焊件达到牢固结合的一种连接方法。实质——金属原子间的结合。 2.应用：制造金属结构件；2、生产机械零件；3、焊补和堆焊。 3.特点：与铆接相比1 . 节省金属；2 . 密封性好；3 . 施工简便，生产率高。与铸造相比 1 . 工序简单，生产周期短；2 . 节省金属； 3 . 较易保证质量 4.焊条电弧焊：焊条电弧焊（手工电弧焊）是用电弧作为热源，利用手工操作焊条进行焊接的熔焊方法，简称手弧焊，是应用最为广泛的焊接方法。 5.焊接电弧：焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间稳定放电现象，即局部气体有大量电子流通过的导电现象。电极可以是焊条、钨极和碳棒。用直流电焊机时有正接法和反接法. 6.引弧方式接触短路引弧高频高压引弧 7.常见接头形式：对接搭接角接T型接头 8.保护焊缝质量的措施：1、对熔池进行有效的保护，限制空气进入焊接区（药皮、焊剂和气体等）。2、渗加有用合金元素，调整焊缝的化学成分（锰铁、硅铁等）。3、进行脱氧和脱磷。 9.牌号J×××J-结构钢焊条××-熔敷金属抗拉强度最低值×-药皮类型及焊接电源种类 10.焊缝由熔池金属结晶而成。冷却凝固后形成由铁素体和少量珠光体组成的柱状晶铸态组织。 11.热影响区的组织过热区正火区部分相变区熔合区 12.影响焊缝质量的因素影响焊缝金属组织和性能的因素有焊接材料、焊接方法、焊接工艺参数、焊接操作方法、焊接接头形式、坡口和焊后热处理等。 13.改善焊接热影响区性能方法：1.用手工电弧焊或埋弧焊焊一般低碳钢结构时，热影响区较窄，焊后不处理即可保证使用。2.重要的钢结构或用电渣焊焊接构件，要用焊后热处理方法消除热影响区。3.碳素钢、低合金结构钢构件，用焊后正火消除。4.焊后不能接受热处理的金属材料或构件，要正确选择焊接方法与焊接工艺。 14.常见的焊接缺陷裂纹夹渣未焊透未熔合焊瘤气孔咬边 15.焊接应力的产生及变形的基本形式收缩变形弯曲变形波浪变形扭曲变形角变形 16.焊接应力与变形产生的原因焊接过程中，对焊件进行了局部不均匀的加热是产生焊接应力与变形。 17.防止和减少焊接变形的措施：可以从设计和工艺两方面综合考虑来降低焊接应力。在设计焊接结构时，应采用刚性较小的接头形式，尽量减少焊缝数量和截面尺寸，避免焊缝集中等。 18.矫正焊接变形的方法机械矫正法火焰加热矫正法 19.坡口：焊件较薄时，在焊件接头处只需留出一定的间隙，用单面焊或双面焊，就可以保证焊透。焊件较厚时，为保证焊透，需预先将接头处加工成一定几何形状的坡口。 20.焊缝位置：熔焊时，焊缝所处的空间位置称为焊接位置。它有平焊、立焊、横焊和仰焊等四种。 21.埋弧自动焊的焊接电弧是在熔剂下燃烧，其引弧，维持一定弧长和向前移动电弧等主要焊接动作都由机械设备自动完成，故称为埋弧自动焊。 22.埋弧自动焊特点：1.生产率高2.焊缝质量好3.节省焊接材料和电能4.改善了劳动条件5.焊件变形小6.设备费用一次性投资较大。但由于埋弧焊是利用焊剂堆积进行焊接的，故只适用于平焊和直焊缝,不能焊空间位置焊缝及不规则焊缝。 23.自动焊工艺：仔细下料、清洁表面、准备坡口和装配点固。 24.气体保护焊：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。按照保护气体的不同，气体保护焊分为两类：使用惰性气体作为保护的称惰性气体保护焊，包括氩弧焊、氦弧焊、混合气体保护焊等；使用CO2气体作为保护的气体保护焊，简称CO2焊。特点：保护气体廉价，成本低；热量集中，焊速快，不用清渣，生产率高；明弧操作，焊接方便；热影响区小，质量好，尤其适合焊接薄板。主要用于30mm 以下厚度的低碳钢和部分合金结构钢。缺点是熔滴飞溅较为严重，焊缝不光滑，弧光强烈操作不当，易产生气孔。焊接工艺规范：采用直流反接，低电压（小于36V）和大电流密度。
广西大学金属工艺学 复习重点
铸造 1金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。是2铸造到今天为止仍然是毛坯生产的主要方法。是 3铸造生产中，最基本的工艺方法是离心铸造。否 4影响合金的流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。是 5浇注温度过高，容易产生缩孔。是 6为防止热应力，冷铁应放在铸件薄壁处。否 7时效处理是为了消除铸件产生的微小缩松。否 8浇注温度越高，形成的缩孔体积就越大。是 9热应力使铸件薄壁处受压缩。是 10铸造中，手工造型可以做到三箱甚至四箱造型。是 二、单选题 1液态合金的流动性是以（ 1）长度来衡量的． ①. 螺旋形试样②. 塔形试样 ③. 条形试样④. 梯形试样 2响合金的流动性的最显著的因素是（2 ） ①. 浇注温度②. 合金本身的化学成分 ③. 充型压力④. 铸型温度 3机器造型（ 1） ①. 只能用两箱造型②. 只能用三箱造型 ③. 可以用两箱造型，也可以用三箱造型④. 可以多箱造型
4铸件的凝固方式有（ 1） ①. 逐层凝固，糊状凝固，中间凝固②. 逐层凝固，分层凝固，中间凝固③. 糊状凝固，滞留凝固，分层凝固④. 过冷凝固，滞留凝固，过热凝固5缩孔通常是在（4） ①. 铸件的下部②. 铸件的中部 ③. 铸件的表面④. 铸件的上部 6（3 ）不是铸造缺陷 ①. 缩松②. 冷裂 ③. 糊状凝固④. 浇不足 7浇注车床床身时，导轨面应该（1） ①. 放在下面②. 放在上面 ③. 放在侧面④. 可随意放置 8三箱造型比两箱造型更容易（2 ） ①. 产生缩孔和缩松②. 产生错箱和铸件长度尺寸的不精确 ③. 产生浇不足和冷隔④. 产生热应力和变形 9关于铸造，正确的说法是（ 2） ①. 能加工出所有的机械零件②. 能制造出内腔形状复杂的零件 ③. 只能用铁水加工零件④. 砂型铸造可加工出很薄的零件 10关于热应力，正确的说法是（3 ） ①. 铸件浇注温度越高，热应力越大②. 合金的收缩率越小，热应力越大
第一篇金属材料材料导论 第一章金属材料的主要性能 第一节金属材料的力学性能 力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。 一、强度与塑性 概念：应力；应变 拉伸实验 F（ k· F ?L（mm） ?L e 1.强度： 定义：塑性变形、断裂的能力。 衡量指标：屈服强度、抗拉强度。 （1）屈服点： 定义：发生屈服现象时的应力。 公式：σs＝F s/A o（MPa） （2）抗拉强度： 定义：最大应力值。 公式：σb＝F b/A o 2.塑性： 定义：发生塑性变形，不破坏的能力。 衡量指标：伸长率、断面收缩率。 （1）伸长率： 定义： 公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％ （2）断面收缩率： 定义： 公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％ 总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
二、硬度 硬度： 定义：抵抗更硬物体压入的能力。 衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。 1.布氏硬度：HB （1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。 （2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。 2.洛氏硬度：HRC用的最多 一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。 （1）应用范围：钢及合金钢。 （2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。 总结：数值越大，硬度越高。 第二章铁碳合金 第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 一、金属的结晶 结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。 实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。一、金属结晶的过冷现象： 金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn 知识点1 1、凝固成形的方法包括砂型铸造、金属型铸造、压力铸造、熔模铸造等。 2、宏观偏析可分为正常偏析，逆偏析和密度偏析等。 3、进行铸件设计时，不仅要保证其工作性能和力学性能要求，还必须认真考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。 4、铸件的缺陷类型包括缩孔、缩松、裂纹、变形等。 5、冲压模具工作零件是指对坯料直接进行加工的零件；定位零件是指用来确定加工中坯料正确位置的零件。 6、挤压按金属的流动方向和凸模的运动方向可分为正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压。 7、手工电弧焊焊条药皮的主要作用有保护作用、冶金作用、提高焊接工艺性能。 8、焊接残余变形总体变形分纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形和扭曲变形。 9、氩弧焊按电极可分为钨极氩弧焊和熔化极氩弧焊两种. 10、形核时，仅依靠液相内部自发形核的过程，一般需要较大的过冷度才能得以完成；而实际凝固过程中，往往依靠外来质点或容器壁面形核，这就是所谓的非自发形核过程。 11、一般凝固温度间隔大的合金，其铸件往往倾向于糊状凝固,否则倾向于逐层凝固。 12、焊接接头由焊缝和热影响区两部分组成. 13、挤压成形按成形温度可分为热挤压、温挤压、冷挤压。 14、材料的体积变化是由应力球张量引起的，材料的塑性变形是由应力偏张量引起的。 15、焊接内应力按其产生的原因可分为：热应力、相变应力和机械阻碍应力。 16液态金属凝固方式一般由合金固液相线温度间隔和凝固件断面温度梯度两个因素决定。 17、晶体生长方式决定于固一液界面结构。一般粗糙界面对应于连续长大；光滑界面对应于侧面长大。 18.设计铸造模样时,要考虑加工余量，收缩余量，起模斜度和铸造圆角等四个方面. 19.焊条的选用原则是,结构钢按等强度原则选择,不锈钢和耐热钢按同成分原则选择. 20.合金的凝固温度范围越宽的合金,其铸造性能越差 ,越容易形成缩松缺陷. 21.合金在凝固过程中的收缩可分为三个阶段,依次为液态收缩，凝固收缩，固态收缩 . 22.冲压的基本工序有冲裁，弯曲，拉深，成形等. 23.常见焊接缺陷主要有焊接裂纹，未焊透，气孔，夹渣，咬边等. 24.焊缝的主要接头形式有对接接头，角接接头， T形接头，搭接接头等四种. 25.锻造加热时的常见缺陷有过热，过烧，脱碳，氧化开裂等. 铸造将液态金属浇注到具有与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法 液态合金的充型能力液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力 缩孔它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩孔多呈倒圆锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件的内层，但在某些情况下，可暴露在铸件的上表面，呈明显的凹坑。 缩松分散在铸件某区域内的细小缩孔，称为缩松。当缩松与缩孔的容积相同时，缩松的分布面积要比缩孔大得多。缩松的形成原因也是由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足，或者，因合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所致。 热应力它是由于铸件的壁厚不均匀、各部分的冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而引起的。 机械应力它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力 热裂热裂是在高温下形成的裂纹。其形状特征是：缝隙宽、形状曲折、缝内呈氧化色 结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。 热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。 冷裂冷裂是在低温下形成的裂纹。其形状特征是：裂纹细小、呈连续直线状，有时缝内呈轻微的氧化色 可锻铸铁可锻铸铁又称为玛铁。它是将白口铸铁经石墨化退火而形 成的一种铸铁。 球墨铸铁球墨铸铁是上世纪40年代末发展起来的一种铸造合金， 它是向出炉的铁水中加入球化剂和孕育剂而得到的球状石墨铸铁。 起模斜度为了使模样（或型芯）便于从砂型（或芯盒）中取出，凡 垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度（图2-36）， 此倾斜度称为起模斜度。 熔模铸造用易熔材料制成模样，然后在模样上涂挂耐火材料，经硬 化之后，再将模样熔化以排出型外，从而获得无分型面的铸型。由于 模样广泛采用蜡质材料来制造，故又常将熔模铸造称为“失蜡铸造”。 金属型铸造将液态合金浇人金属铸型、以获得铸件的一种铸造方法。由于金属铸型可反复使用多次（几百次到几千次），故有永久型铸造之称 压力铸造简称压铸。它是在高压下（比压约为5～150MPa）将液态或半液态合金快速地压人金属铸型中，并在压力下凝固，以获得铸件的方法 离心铸造将液态合金浇人高速旋转（250～1500 r/min）的铸型，使金属液在离心力作用下充填铸型并结晶 利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工，又称金属塑性加工。轧制金属坯料在两个回转轧辊的孔隙中受压变形，以获得各种产品的加工方法。拉拔金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法。 挤压金属坯料在挤压模内被挤出模孔而变形的加工方法。 锻造金属坯料在抵铁或锻模模膛内变形而获得产品的方法。 金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷； 结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的 原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核， 以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过 程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?为零时临界晶核半径R k 为无穷大，临界形核功（2 1T G ?∝?）也为无穷大。临界晶核半径R k 与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从 模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下 的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c – p + 1其中，f 为 自由度数，c 为 组元数，p 为 相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也 可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它 方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相 同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。 金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要 强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。 1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。 非金属及其化合物 一、常见物理性质： 1、颜色： A 、红色世界 （1）基态：Fe 2O 3 （红棕色）、Fe (OH)3（红褐色）、[Fe (SCN)]2+ （血红色）、Cu （紫红色）、Cu 2O （砖红色）、NO 2（红棕色）、P （红磷、暗红色）、Br 2 （深红棕色）、红色石蕊试纸、 品红溶液。在空气中久置的苯酚(红色) （2） 化学变化： ①紫色石蕊在酸性溶液(pH ＜5.0)中变红； ②润湿的蓝色石蕊试纸遇酸性气体(CO 2、SO 2、H 2S 、HCl)变红； ③酚酞在碱性溶液中呈浅红色(8.2＜pH ＜10.0)或红色(pH ＞10)； ④甲基橙在酸性溶液(pH ＜3.1)中呈红色； ⑤已经被二氧化硫褪色的品红溶液在加热时会出现红色。 B 、橙色世界： （1）基态：浓溴水 、甲基橙试剂、Br 2 (CCl 4)呈橙红色。 C 、黄色世界： （1）基态：工业盐酸(含有Fe 3+)、Au 、S （淡黄色）、Na 2O 2 （淡黄色）、AgBr （淡黄色）、AgI 、Ag 3PO 4、碘水(黄色)、三硝基甲苯(黄色)、蛋白质加浓硝酸 （2）激发态：钠元素焰色呈黄色 （3）化学变化：久置的浓硝酸因溶有自身分解产生的二氧化氮而变黄 D 、绿色世界 （1）基态：F 2 （浅黄绿色）、Cl 2 （黄绿色）、Cu 2(OH)2CO 3 （绿色）、 CuCl 2（浓溶液呈绿色）、 FeSO 4 （浅绿色） （2）化学变化：Fe (OH)2 （白色）——灰绿色——Fe (OH)3（红褐色） E 、青(黑) 世界：Fe FeO Fe 3O 4 FeS CuS Ag 2S MnO 2 石墨(灰黑) F 、蓝色世界 （1）基态：CuSO 4（溶液）、CuSO 4 ·5H 2O （晶体）、液氧、臭氧 （2）化学变化： ①紫色石蕊在碱性溶液（pH ＞8）中变蓝； ②润湿的红色石蕊试纸遇碱性气体变蓝； ③无水CuSO 4 （白色粉末）遇水变蓝； ④H 2、H 2S 、 CH 4、C 2H 5OH 燃烧火焰呈淡蓝色，CO 燃烧火焰呈蓝色； ⑤S 在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧呈现明亮的蓝紫色火焰； ⑥淀粉遇 I 2 (aq)变蓝； ⑦Cl 2、Br 2、NO 2、O 3遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。 G 、紫色世界 第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素： 金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式 ②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。 收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件产生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要原因。 9.影响收缩的因素 （１）化学成分：碳素钢随含碳量增加，凝固收缩增加，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增加。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因形状和尺寸不同，各部分的冷却速度不同，结果对铸件收缩产生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力 10.缩孔及缩松：铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。 缩孔的形成：主要出现在金属在恒温或很窄温度范围内结晶，铸件壁呈逐层凝固方式的条件下。 缩松的形成：主要出现在呈糊状凝固方式的合金中或断面较大的铸件壁中，是被树枝状晶体分隔开的液体区难以得到补缩所致。 合金的液态收缩和凝固收缩越大，浇注温度越高，铸件的壁越厚，缩孔的容积就越大。 缩松大多分布在铸件中心轴线处、热节处、冒口根部、内浇口附近或缩孔下方。材料成型技术基础知识点含答案
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