第一章工程材料
1）固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能
力学性能包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变和磨损
2）材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力
最常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度
固态物质按原子的聚集状态分为晶体和非晶体
常见的晶格类型:体心立方格，面心立方格，密排六方晶格
3）晶格缺陷:点缺陷，面缺陷，线缺陷
4）细化液态金属结晶晶粒的方法:增加过冷度，变质处理，附加振动
5）合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属性质的物质
组元:组成合金的最基本、最独立的物质
二元合金:由两种组元组成的合金
相:合金中成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分
组织:一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体
6）固态合金中的相可分为固溶体和金属化合物
固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体
7）固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象
弥散强化:金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高
8）铁碳合金的基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和低温莱氏体
9）铸铁的类型
铸铁分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁
一般工程性能铸铁按石墨形貌不同分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁
10）影响石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度
11）钢的热处理:将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺
热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等）
12）铁碳合金相图（分析题）P32
第二章铸造成形
1）铸件的生产工艺方法
按充型条件不同分为重力铸造、压力铸造、离心铸造
按形成铸件的铸型分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等
2）影响金属充型能力的因素和原因
①合金的流动性②浇注温度③充型能力④铸型中的气体⑤铸型的传热系数⑥铸型温度⑦浇注系统的结构⑧铸件的折算厚度⑨铸件复杂程度
影响原因①流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件，有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除，易于对铸件补缩
②浇注温度越高，充型能力越强
③压力越大，充型能力越强，但压力过大或充型速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔④铸型中的气体能产生气膜，减少摩擦阻力
⑤传热系数越大，铸型的激冷能力越强，金属液于其中保持液态的时间越短，充型能力下降
⑥温度越高，液态金属与铸型的温度就越小，充型能力越强
⑦结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差
⑧折算厚度大，散热慢，充型能力好
⑨结构复杂，流动阻力大，铸型充填困难
3）金属的凝固方式:逐层凝固方式，体积凝固方式，中间凝固方式
4）合金收缩的缺陷:缩孔、缩松、裂纹、变形和残余应力
合金收缩的阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩
5）影响收缩的因素:化学成分的影响，浇注温度的影响，铸件结构和铸件条件的影响
6）防止缩孔的方法:定向凝固原则，同时凝固的原则
7）为使铸件实现定向凝固原则或同时凝固原则，可采取的工艺措施:
①正确布置浇注系统的引入位置，确定合理的浇注工艺
②采用冒口③采用补贴④采用不同蓄热系数的造型材料或冷铁
8）铸件的结构设计（出分析题）:看看常见的铸件结构设计，特别是不合理的结构
9）砂型铸造方法的类型和基本原理
砂型铸造方法主要有手工造型（用手工或手动工具完成紧砂、起模、修型的工序）和机器造型（用机器进行紧砂和起模）
气动微振压实造型（低压造型）:采用振动-压实-微振紧实砂型
高压造型:指压实比压超过0.7MPa的机器造型，压实机构以液压为动力。按工艺装备分为有箱、脱箱、无箱三种。
真空密封造型的原理:在特制砂箱内充填无水无粘结剂的型砂，用薄而富有弹性的塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，借助铸型内外的压力差使型砂紧实和成形。
气流冲击造型原理:利用气流冲击，使预填在砂箱内的型砂在极短的时间内完成冲击和紧实的过程。分
为低压气冲造型和高压气冲造型
消失模造型的原理:用泡沫聚苯乙烯塑料模样（包括浇冒口）代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件
冷冻造型:采用普通的石英砂作为骨架材料，加入少量的水和粘土，按普通造型方法制好铸件后送入冷冻室，用液态氮或二氧化碳为制冷剂，冷冻铸型，借助包裹在砂粒表面的冷冻水分而实现砂粒的结合，使铸型有很高的强度和硬度
10）特种造型
金属型铸造:用铸铁、碳钢或低合金钢等金属材料制成铸型，在重力作用下，金属液充填金属型型腔，冷却成形而获得铸件
离心铸造:将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下填充铸型而凝固成形。分为卧式离心铸造和立式离心铸造
压力铸造:在高压作用下，以很高的速度把液态或半液态金属压入压铸模型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件。
低压铸造:浇注时金属液在低压作用下由下而上填充铸型型腔，并在压力下凝固而形成铸件
熔模铸造:属于精密铸造，分为型壳熔模铸造、填箱熔模铸造、石膏型熔模铸造
壳型铸造:用热法制造壳型，制壳的方法有翻斗法和吹砂法
陶瓷型铸造的原理:以耐火度高、热膨胀系数小的耐火材料为骨料，用水解的硅酸乙酯作粘结剂配制陶瓷型浆料，在碱性催化剂作用下用灌浆法成形，胶结、喷燃和烧结后，制成陶瓷型
磁性铸造:采用铁丸代替型砂及型芯砂，用磁场作用代替铸造粘结剂，用泡沫塑料消失模代替普通模样石墨型铸造:用高纯度的人造石墨经机械加工成形或以石墨砂作骨架材料添加其他附加物制成铸型，浇注凝固后获得铸件
真空吸铸:使型腔内造成负压使金属液充型凝固
差压铸造:使液态金属在压差作用下，浇注到预先有一定压力的型腔内，凝固后获得铸件
半固态金属铸造:利用压铸、挤压、模锻等常规工艺加工金属的半固态浆料。
第三章锻压成形
1）单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生进行的。
滑移是指在切力作用下，晶体一部分相对于晶体的另一部分沿滑移面做整体滑动。
孪生是指在切力作用下，晶体的一部分原子相对于另一部分原子沿某个晶面转动，使未转动部分与转动部分的原子排列呈镜面对称。
2）冷变形金属随热处理温度的提高，经历回复，再结晶及晶粒长大三个阶段
低温退火（应力退火）:当加热温度较低时，冷变形金属的纤维组织没有明显变化，其力学性能也变化不大，但残余应力显著降低，这一阶段称为回复，实际生产中这种回复处理称为低温退火再结晶退火:显微组织发生明显变化，被拉长而呈纤维状的晶粒又变为等轴状晶粒，同时加工硬化与残余应力完全消除，这一过程称为再结晶，实际生产中将再结晶处理称为再结晶退火
3）金属及合金的锻造性主要取决于材料的本质及其变形条件
4）锻造方法自由锻、模锻及胎模锻
自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整工序。基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移和切割等
5）自由锻件的结构工艺性要求（图和文字）
6）锻模模膛分为模锻模膛，制坯模膛和切断模膛
7）板料冲压的基本工序:分离工序及变形工序
8）弯曲是将金属材料沿弯曲曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法
弯曲结构工艺性:
①最小弯曲半径。弯曲件的最小弯曲半径不能小于材料许可的最小半径，，否则会造成弯曲处外层材料的破裂。
②弯曲件的直边高度
③弯曲件孔边距。带孔件弯曲时，为避免孔被拉成椭圆，孔不能离弯曲太近。
④弯曲件半径较小的弯边交接处，容易因应力集中而产生裂纹，应事先在交接处钻出工艺孔，预防裂纹产生。
9）拉深:将平面板料冲压成各种空心开口件的冲压工序
拉深的主要质量问题:起皱，拉裂
10）拉深系数m是指每次拉深后筒形件直径与拉深前毛坯（或半成品）直径的比值。
拉深次数取决于每次拉深时允许的极限变形程度。
11）冲模的种类
按冲模完成的工序性质分为落料模、冲孔模、切断模、弯曲模、拉深模等
按工序的组合方式分为单工序简单模和多工序的连续模、复合模等
12）连续模是指压力机在一次行程中，依次在不同的位置上同时完成多道工序的冲模
基本结构有用导正销定距的连续模以及用侧刃定距的连续模
复合模是指在压力机一次行程中，在同一中心位置上，同时完成几道工序的冲模
第四章焊接成形
1）焊接成形技术的本质:利用加热或同时加热加压的方法，使分离的金属零件形成原子间的结合，从而形成新的金属结构
2）从冶金角度来看，将焊接分为液相焊接、固相焊接、固-液相焊接
3）焊接的主要方法为熔化焊、压力焊和钎焊
熔化焊分为气焊（焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊[氩弧焊、CO2气体保护焊]）、电弧焊、电渣焊，
等离子弧焊、电子束焊、激光焊
压力焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊
钎焊包括软钎焊和硬钎焊
4）焊接存在的问题:焊接接头的组织和性能与母材相比会变化，容易产生焊接裂纹等缺陷，焊接后产生残余应力与变形，这些都会影响焊接结构的质量
5）电弧的主要做用力:磁收缩力，等离子流力，斑点力
6）电弧的极性及选择方法
电弧的两级与焊接电源的连接方式称为电弧的极性
若焊件与焊机的正级相连接，焊条与负极相连，称为正接法或正极性，反之则为反接法或反极性。在手工电弧焊中，通常焊厚板时，需要较高温度，采用直流正接法，焊薄板时，为避免烧穿，采用直流反接法
7）熔滴过渡:在电弧焊的作用下，焊条加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊条入熔池
8）各种焊接方法的用途
CO2气体保护焊:主要用于焊接0.8～4.0mm的薄板，主要用于焊接低碳钢和低合金钢，广泛用于汽车工业和其他工业部门，用焊丝做电极，焊丝是空心状，里面充满焊药，焊接时形成气-渣联合保护氩弧焊:广泛用于焊接铝合金、钛合金、锆合金，用于航空航天、核工业部门。钨极氩弧焊用钨极做电极，一般用于焊接4mm以下的薄板，熔化极氩弧焊利用金属焊丝作为电极，适合焊接3~25mm的电渣焊:主要用于钢材或铁基金属的焊接，一般宜焊接厚在30mm以上的金属材料。电渣焊焊接时将工件分开一定的距离，用两块水冷滑块和工件一起构成熔渣池与金属熔池。电流通过液态熔渣时产生电阻热，熔化焊丝和母材从而形成焊缝。
电阻焊利用接触电阻热将接头加热到塑性或熔化状态，分为点焊、缝焊、凸焊、对焊
点焊:主要用于焊接搭接接头，焊接厚度一般小于3mm，可以焊接碳钢、不锈钢、铝合金等，在汽车制
造中大量使用，同时广泛应用于航空航天、电子等工业
缝焊:焊接焊板一般小于3mm
凸焊:焊接厚度相差较大的工作
对焊:广泛用于焊接钢筋、车圈、管道和轴等
摩擦焊:广泛用于在发动机轴、石油钻轴等产品的轴杆类零件中
钎焊分为硬钎焊和软钎焊，广泛用于硬质合金刀头的焊接以及电子工业、电机、航空航天等工业。
9）焊条药皮的作用:造气，造渣，渗合金
10）焊接接头工作区
分为焊缝金属区，熔合区，热影响区
焊缝金属区是指由焊缝表面和熔合线所包围的区域，在凝固后的冷却过程中，焊缝金属可能产生硬、脆的淬硬组织甚至出现焊接裂纹，通过严格控制焊缝金属的碳、硫、磷含量，渗入合金元素和细化晶粒等措施可使力学性能不低于母材金属。
熔合区:焊缝与母材交接的过渡区，该区的加热温度在固、液相之间，由铸态组织和过热组织构成，可能出现淬硬组织。该区的化学成分和组织不均匀，力学性能差，是焊接接头最薄弱的部位之一，常出现焊接裂纹
热影响区，材料因受热的影响而发生金组织和力学性能变化的区域，分为过热区，相变重结晶区，不完全重结晶区
过热区是具有过热组织或晶粒显著粗大的区域，焊接刚度大的结构时易产生裂纹。
相变重结晶区可得到均匀细小的正火组织，该区的金属力学性能良好。
不完全重结晶区晶粒大小不一，力学性能不均匀。
11）焊接变形的基本形式:收缩变形，角变形，弯曲变形，波浪变形，扭曲变形
12）焊接变形的矫正方法:矫正变形的原理是产生新变形抵消原来的焊接变形。
机械矫正法是用机械加压或锤击的冷变形方法，产生塑性变形来矫正焊接变形。
火焰加热矫正法利用火焰局部加热后的冷却收缩，来抵消该部分已产生的伸长变形。
13）减少和消除焊接残余应力的措施
①结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能小，从而减少焊接残余应力。
②将焊件预热到350～400后再进行焊接，是一种减少焊接应力的有效方法。
③锤击焊缝④去应力退火。
14）常见焊件结构的设计（看看图）
15）被气割的材料必须满足的三个条件
①该金属在氧气中燃烧时放出大量的热量，这些放出的热量足以使下层金属具有足够的预热温度，气割因此得以连续进行
②金属的燃点低于金属的熔点
③熔渣的熔点低于金属的熔点，否则固态的熔渣将阻碍氧气与下一层的金属接触。
16）胶接:胶接是利用胶粘剂连接零件的一种连接方法，同焊接、机械连接（铆接、螺栓娇连接）统称为三大连接技术。
17）胶接接头的主要类型:搭接接头、槽接接头、对接接头、斜接接头、角接接头、套接接头（图形）
一. 名词解释
1.间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。
2.过冷度：实际结晶温度Tn与理论结晶温度下Tm的差值称为过冷度
3.再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。
4.同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。
5.晶体的各向异性：晶体由于其晶格的形状和晶格内分子间距的不同，使晶体在宏观上表现出在不同方向上各种属性的不同。
6.枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。
7.本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。
8.淬透性：指钢淬火时获得马氏体的能力。
9.淬硬性：指钢淬火后所能达到的最高硬度。
10.临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。
11.热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。
12.共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。
13.时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。
14.固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。
15.形变强化：着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。
16.调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。
17.过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。
18.变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。
19.C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。
20.孕育处理：在浇注前加入孕育剂，促进石墨化，减少白口倾向，使石墨片细化并均匀分布，改善组织和性能的方法。
21.孕育铸铁：经过孕育处理后的灰铸铁。
22.冒口：作为一种补给器，向金属最后凝固部分提供金属液…
23.熔模铸造：熔模铸造又称"失蜡铸造"，通常是在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注，而获得铸件的一种方法，由于获得的铸件具有较高的尺寸精度和表面光洁度，故又称"熔模精密铸造"。
24.锻造比：锻造前的原材料(或预制坯料)的截面积与锻造后的成品截面积的比叫锻造比。
25.拉深系数：拉深系数是本工序圆筒形拉深件直径与前工序拉深件直径的比值。对于第一道拉
深,拉深系数是拉深件直径与展开直径的比值。
26.熔化焊：利用局部加热手段，将工件的焊接处加热到熔化状态，形成熔池，人后冷却结晶，形成焊
缝的焊接方法。
27.压力焊：在焊接过程中对工件加压形成焊接的方法。
28.钎焊：利用熔点比母材低的金属填充材料熔化以后，填充接头间隙并与固态的母材相互扩散实现连
接的焊接方法。
（一）金属材料的力学性能
1、了解相关力学性能；
２、理解强度、刚度、弹性、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度的概念；
３、理解σb、σs、σ0.2、HBS（W）、HRC、HRA、HV、δ、δ5、ψ、σ-1等的含义。
（二）金属及合金的晶体结构与结晶
1、晶体与非晶体，及其特点；掌握晶格、晶胞、晶格常数、晶面和晶向。
２、掌握晶体的３种类型：体心、面心、密排六方；及其相关知识，如原子个数、致密度、属于此类型的金属。
３、理解单晶体与多晶体；掌握晶体缺陷的３种类型：点缺陷、线缺陷、面缺陷；并能举例；位错(密度)。
４、金属结晶、过冷(度)现象、晶粒大小、金属结晶过程（形核与长大）、晶粒大小、细化晶粒的方法、铸锭组织（３个晶区）、同素异晶转变。
５、合金、组元、组织、相的基本概念、合金的相结构、固溶体（概念、种类（置换与间隙固溶体、有限与无限固溶体）、固溶强化）、金属化合物（概念、特点）、机械混合物。
6、冷、热变形加工的划分标志；实例。
(三）铁碳合金相图
１、纯铁的同素异构转变、二元合金相图基本知识、匀晶相图、共晶相图分析；合金的组成与组织。
２、铁碳合金的基本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体；铁碳合金的基本相：铁素体、奥氏体、渗碳体。
３、铁碳合金相图（默画）分析：共晶反应、共析反应、相图中点、线的含义，特别是重要的点、线；铁碳合金的分类及室温组织。
４、典型合金结晶过程：共析钢、亚共析钢、过共析钢的结晶过程；共晶白口铁、亚共晶白口铁、过共晶白口铁的结晶过程。
５、铁碳合金成分、组织和性能之间的关系，相图的应用。
（四）钢的热处理
１、热处理的概念、目的、种类。
２、钢加热时组织的转变：奥氏体化（以共析钢为例，其4个阶段）、晶粒的长大及控制（快速加热、短时间保温）。
３、钢冷却组织转变：过冷奥氏体的等温转变、C曲线及分析；过冷奥氏体连续冷却转变、马氏体转变。
４、钢的退火：概念、目的、方法、应用；正火的概念、目的、与退火的区别、应用。
５、钢的淬火：淬火工艺、淬火方法（介质）、淬透性（概念、影响因素及应用）、淬硬性（概念、影响因素及应用）；回火目的、回火的组织转变、种类及应用、调质。
6、钢的表面淬火：基本原理、应用。
７、钢的化学热处理：概念、渗碳、氮化。
（五）钢
1、钢的分类（按用途、品质（S、P）、含碳量、合金元素分）
2、常用元素和杂质对钢性能的影响：Si、Mn、S、P非金属类杂物的影响。
３、合金元素在钢中的作用：合金元素在钢中存在形式；合金元素对相图影响；合金元素对钢热处理的影响。
４、非合金钢（碳素钢）的分类（碳素结构钢：Q235、优质碳素结构钢：45、碳素工具钢：T10）、牌号、性能特点及应用。
５、合金结构钢的分类、牌号、性能特点及应用。重点：低合金结构钢（Q460奥运“鸟巢”）、合金渗碳钢（热处理工艺）、合金调质钢（热处理工艺）、合金弹簧钢（60Si2Mn）（热处理工艺）、滚动轴承钢GCr15（热处理工艺）。
６、合金工具钢（9SiCr）的分类、牌号、性能特点及应用。重点：量具刃具钢、合金模具钢（冷作模具钢、热作模具钢）
７、高速工具钢的分类、牌号、性能特点及应用（W18Cr4V热处理工艺）。
８、特殊性能钢。重点：（不锈钢3Cr13、耐磨钢ZGMn13）
（六）铸铁
１、铸铁石墨化过程及影响因素。
２、灰口铸铁成分、组织、性能、牌号H250及应用；孕育处理与灰铁热处理。白口铸铁。
３、球墨铸铁成分、组织、性能、牌号、应用及热处理。
４、可锻铸铁（并不能进行锻造）、蠕墨铸铁。
（七）有色金属
１、铝及铝合金牌号（ZAlSi12）、分类、时效强化。
２、铜及铜合金牌号、分类（黄铜H68、青铜、白铜）。
（八）铸造生产
１、铸造生产概述：实质、特点、砂型铸造工艺过程、手工造型方法。
２、合金铸造性能：流动性概念及对铸件质量影响、收缩的三个阶段、收缩对铸件质量的影响、缩孔及缩松、常用合金铸造性能。
３、砂型铸造工艺设计基础：浇注位置与分型面的选择、铸造工艺参数的确定、*浇注系统（冒口的作用）确定、绘制铸造工艺图；铸件结构工艺性。
（九）锻压生产
１、锻压生产的实质、特点、应用、生产方法；可锻性的概念及其影响因素，锻造比，常用材料的可锻性。
2、锻压生产原理：塑变实质；冷塑变对组织性能影响、冷塑变金属加热时的回复和再结晶、热变形对组织和性能影响；常用材料的锻造性能。
3、自由锻造基本工序：镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、错移等。
4、自由锻概念工艺规程制定：锻件图绘制、毛坯尺寸确定、选择工序等及其结构工艺性。
5、模锻概念、锻模结构、模膛分类及作用、模锻工序。
6、板料冲压基本工序（分离工序与变形工序）：落料、冲孔、弯曲、拉深。
（十）焊接生产
１、焊接概述：实质、特点、应用、分类。
２、手工电弧焊：电弧、焊条组成（药皮、焊心）、牌号与型号、焊接头组织与性能。
３、金属材料焊接性能：可焊性概念，评定方法（C当量），常用材料的可焊性（钢、铸铁、铜、铝及其合金）。
４、手工电弧焊件工艺设计：焊缝合理布置、接头设计、坡口设计、焊条选用，焊件热处理。
５、焊件变形及焊件结构工艺性。
四. 填空题
1. 冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为回复，再结晶，晶粒长大。
2. 对刃具钢的性能要求主要有三个方面,即高的硬度，高耐磨性和高的红硬性
3. 1Cr18Ni9Ti是奥氏体型不锈钢 ,需采用固溶处理,以获得单相奥氏体。
4.高速钢锭经锻造退火后的组织为索氏体及粒状碳化物,淬火后的组织为隐针马氏体、粒状碳化物及20%-25%的残余奥氏体,淬火后再经多次回火后的组织为回火马氏体、较多的粒状碳化物及少量残余奥氏体
5.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越高,越有利于石墨化,冷却速度越快,越容易形成白口
6.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基体组织,退火热处理能得到F+G基,调质热处理能得到F+P+G基,而正火能获得P+G基
7. 所谓巴氏合金是指锡基和铅基轴承合金
8.金属结晶时晶粒的大小主要决定于其过冷度,一般可通过增加过冷度法或变质处理来细化晶粒
9. 热加工纤维组织的形成原因是单向变形造成变形后夹杂物沿变形方向呈流线分布,从而使其产生
各向异性
10. 普通钢,优质钢的区分是以其中 S 和 P 元素的原子的含量来区分的 P 含量高易使钢产生热脆性,而 S 含量高易使钢产生冷脆性
11. 所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时奥氏体晶粒长大倾向小的钢
12. 钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其临界冷却速度,与其保温时间无关。
13. 钢的淬透性决定于其成份,当加入除Co之外的合金元素时均能使钢的淬透性提高
14. 马氏体的形态在两种典型,即强度高而韧性差的片状马氏体和强度低而韧性高的
板条马氏体
15.对奥氏体不锈钢进行固溶热处理可获得单相奥氏体组织,进行稳定化热处理可防止产生晶间腐蚀
16.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了消除内应力,进行高温退火的目的是为了消除铸件白口、降低硬度
17.材料牌号QT600-3中,QT表示球墨铸铁,600表示表示最低抗拉强度为600MPa,3最低伸长率为3%
18.在Fe-Fe3C相图中,包含有三个恒温转变,其具体的相反应式分别为,包晶反应L B+δH A J,共晶反应L C A E+Fe3C共析反应A S F P+ Fe3C
19.常见的合金弹簧钢有60Si2Mn ,其最终热处理工艺为去应力退火,其最终组织为索氏体
20.钢进行扩散退火的目的是为了减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性,进行再结晶退火的目的是为了消除加工硬化作用，便于继续冷加工
21.影响铸铁石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度等
22.马氏体的硬度主要决定于其含碳量,钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度
23.要降低低冷轧钢板的硬度应进行完全退火,要消除合金铸件的枝晶偏析应进行均匀化退火,要改善高碳钢的切加工性能应进行等温退火
24.耐磨钢ZGMn13进行水韧处理的目的是为了碳化物,得到单相奥氏体组织,从而保证其具有高的
耐磨性能
25.实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有空位和间隙原子等,线缺陷有位错，面缺
陷亚晶界等
26.奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是获得单相奥氏体组织，提高钢的耐蚀性,进行稳定化处理的目的是防止晶间腐蚀的产生
27.经正火处理能改善低碳钢的切削加工性能,经低温等温退火能消除高碳高合金钢中的残余奥氏体
28.轴承合金的组织特点为在软基体上分布有硬质点,或在硬基体上分布有软质点
29.合金钢按用途可分为三类,即合金结构钢，合金工具钢,和特殊性能钢。
30.合金钢中常用的渗碳钢为20CrMnTi (牌号),常用的调质钢为40Cr,常用的刃具钢为
9SiCr ,常用的耐磨钢为ZGMn13
31.金属浇铸时常采用的细化晶粒方法有两种,即变质处理和附加振动
32.铁有三种同素异构体在912度以下时为体心立方结构,在912度以上,1394度以下时
为面心立方结构,高于1394度而低于熔点时为体心立方结构
33.金属铸锭的组织常分为三层,即外层的细晶区,次层的柱状晶晶区和中心的等轴晶区
34.金属晶体通过滑移和孪生两种方式来发生塑性变形
35.冷变形金属在加热时随加热温度的升高,其组织和性能的变化分为三个阶段,即回复，再结晶，晶粒长大。
36.在合金钢的组织中,常见的间隙固溶体 F 和A,常见的间隙相有P 和Ld,常见的间隙化合物有Fe3C
37.在Fe-Fe3C合金组织中,一次渗碳体是指从液体合金中析出的,二次渗碳体是指从 A 中析出的,三次渗碳体是指从 F 中析出的
38.在铁碳合金的平衡组织中,常见的三个单相组织为 F ，A 和Fe3C,常见的两个两相组织为P ，Ld
39.下列各材料的退火组织构成为:工业纯铁 F ,亚共析钢F+P ,过共析钢P+Fe3CⅡ,亚共晶白口铸铁
P+Ld′+Fe3CⅡ，过共晶白口铸造铁为Ld′+Fe3CⅠ。
40.钢加热时奥氏体的形成分为三个阶段,依次为奥氏体晶核的形成及长大，残余渗碳体，奥氏体的均匀化。
41.钢加热奥氏化后,先淬入水中,再淬入油中,该淬火工艺通常被称双介质淬火
42.钢淬火时所得马氏体的形态主要决定于其成分,马氏体的硬度主要决定于其碳的含量,马氏体量的多少主要决定于其临界冷却速度。
43.钢的Ac3温度是指冷却时，不同含碳量的奥氏体中结晶出铁素体的开始线
44.渗碳和氮化相比,前者的热处理变形比后者大,后者的硬化层与基体的结合力比前者高
45.碳素结构钢相对于合金结构钢而言,优点是冶炼、加工简单，价格便宜，缺点淬透性差、缺乏良好的机械性能。
46.所谓’硅铝明’是指铝和硅的合金,该合金工件通常是通过铸造成形的
47.常见的黄铜是指铜和锌的合金,而青铜的种类较多,主要有锡青铜, 铝青铜等,青铜在大气,海水中的耐蚀性优于黄铜
48.纯金属的晶格类型主要有体心立方晶格, 面心晶格和密排六方晶格三种
49.金属的塑性变形是在切应力作用下,主要通过滑移来进行的.
50.金属中的位错密度越高,则其强度越高,塑性越差。
51.纯铁的熔点为1538度,则其再结晶温度为997 度,而其再结晶退火温度为1097 度
52.冷加工和热加工是以金属的再结晶温度区分的
53.所谓’相’是指合金中的晶体结构和化学成分相同的组成部分
54合金中的基本相分为固溶体和金属化合物两类
55.按照溶质原子在溶剂中位置的不同,固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体
56固溶体按溶解度大水不同分为有限固溶体和无限固溶体
57.金属化合物根据其形成条件及结构特点分为正常价化合物，电子化合物及间隙化合物三类
58.钢中常见的化合物大多数属于正常价化合物,其共同的性能特点是熔点较高,硬度高,脆性大。
59.铁碳合金的基本相中,塑性最好的是 A ,强度最高的是P ,硬度最高的是Cm 。
60.珠光体是指F 和Cm 所形成的两相组织,其形态一般是粗片状。
61.钢的奥氏体晶粒长大的倾向性与钢的加热方法有关
62.钢淬火后马氏体组织粗细主要取决于奥氏体的晶粒大小。
63.工具钢一般都属于优质碳钢,其机加工前的预处理工艺为退火,机加工后的最终热处理工艺为淬火+低温回火。
64.量具钢除要求高硬度外,还要求有高耐磨性和高尺寸稳定性。
65.常用不锈钢按其组织构成分为马氏体不锈钢, 铁素体不锈钢, 奥氏体不锈钢。
66. .合金元素大多数都促进奥氏体的形成,故合金钢的淬火优于碳钢。
67.不锈钢的成份特点是碳含量较低和铬含量高
68.碳在铸铁中主要以渗碳体和石墨的形式存在
69.提高铸铁中碳元素和硅元素的含量,有利于其石墨化
70.钢钢中常见的合金元素大多数都促进奥氏体晶粒的长大,当溶入奥氏体时又阻碍过冷奥氏体的分解,淬火后回火时推迟马氏体的分解。
71.铝合金按其成份和工艺特点分为变形铝合金和铸造铝合金两类。
72. 焊接是通过原子的扩散和结合来实现金属的联结的,焊接构件的刚性越大,则焊接变形越小.
73. 合金的铸造性能通常以充型能力和收缩性两个指标来衡量.
74. 防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚均匀,在铸造工艺上应采取同时凝固原则,铸件成形后可采用去应力退火热处理以消除应力.
75. 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
76. 铸造应力为两类,由热阻碍引起的应力称为热应力,而由机械阻碍引起的应力称机械应力..
77. 锻件必须有合理的锻造流线分布,设计锻件时应尽量使零件工作时的正应力与流线方向相一致,而使切应力与流线方向相垂直,并且使锻造流线的分布与零件的外轮廓相相符合而不被切断.
78. 常用的锻造方法有自由锻、模锻、胎模锻等.
79. 冲压的基本工序有冲裁、弯曲、拉深、成形、体积冲压等.
80. 熔化焊过程中,为保证焊接质量,要对熔池进行保护,其中手工电弧焊用药皮,埋弧自动焊用溶剂,电渣焊用气体进行保护.
81. 常见焊接缺陷主要有焊接裂纹，未焊透，气孔，夹渣，咬边等.
82. 焊缝的主要接头型式有对接接头，角接接头，T形接头，搭接接头等四种.
83. 矫正焊接变形的方法有机械矫正法和火焰加热矫正法等.
84. 影响铸铁石墨化的主要因素是铸铁的成分和冷却速度.
85. 铸件壁太厚时易产生缩孔缺陷,且晶粒粗大,为避免其缺陷,常采用的合理截面结构形式有槽形，空心，箱形等形状..
86. 型芯的主要作用是获得铸件的内孔或局部外形.
87. 手工整模造型的特点是分型面选择在零件的水平方向的中部处,不但造型过程简单而且铸件不产生错型缺陷
88. 铸件的浇注位置是指金属浇注时铸件在铸型中所处的空间位置.
89. 铸造时设置冒口的作用是补缩、排气、集渣,设置冷铁的作用是加大铸件某一部分的冷却速度，调节铸件的凝固顺序.
90. 铸件在凝固过程中,合金的液态收缩和凝固收缩常在其厚大部位出现,由此而形成的孔洞称为缩孔
91. 锻造前金属坯料加热的目的是为了降低其变形抗力和增加其塑性从而可用较小热的变形获得较大冷的变形.
92. 在再结晶温度以上的变形是热变形,变形后金属坯料具有再结晶组织,而无加工硬化痕迹.
93. 冷变形后金属的强度、硬度提高, 塑性、韧性下降,这种现象叫加工硬化
94. 金属坯料经热变形后会形成再结晶组织,且变形程度愈大,这种组织愈粗大,它使金属的机械性能能带来力学性能下降,这种组织是用热处理来消除的.
95. .为了能从锤锻模中取出锻件,分模面应取在锻件的水平方向的中部截面上
96. 为了使上,下模膛深度最浅,并在锻造中易于及时发现错模,分模面最好选在锻件的
水平方向的中部上
97. 在冲床滑块的一次行程中,在冲模的不同工位同时完成两个以上的工序,这种冲模叫级进模,大量生产
同轴度要求较高的冲件应用复合模生产之
98. 拉深系数(m)越小，则变形程度越大,为防止工件拉裂初次拉深时m可取较大值,后续的拉深m则
应取较小值
99. 焊接电弧由阴极区, 阳极区和弧柱区三部分组成
100. 电焊条由焊芯和药皮两部分组成
101. 按焊条药皮的类型,电焊条可分为酸性焊条和碱性焊条两大类
102. 电焊条直径是指焊条焊芯的直径
103. 焊接接头由焊缝和热影响区两部分组成
104. 消除焊接热影响区的不利影响的最有效的方法是焊后进行去应力退火 (热)处理
105. 焊接过程中对焊件进行了不均匀的加热,是产生焊接应力与变形的根本原因
106. 焊件加热时金属产生了收缩变形是导致焊接应力与变形的主要根源
107. 埋弧自动焊是将电弧点燃,送进焊丝以维持一定弧长和向前移动焊丝,这三个动作由机械自动完成
108 绝大多数金属的晶体结构都属于体心立方、面心立方和密排六方三种典型的紧密结构。
109钢材加热时奥氏体的形成包括四个过程，依次为A形核、A的长大、残余Fe3C的溶解及A的均匀化。
110一般情况下，金属铸锭的宏观组织有三个晶区组成，由外至里分别为细等轴晶粒区、柱状晶粒区、中心等轴晶粒区。
111常用的表面改性有表面淬火、表面化学热处理、表面形变强化和表面涂敷层。 7 根据钢的性能和用途可将钢分为结构钢、工具钢、轴承钢、不锈钢、耐蚀钢和耐热钢。
112常见的失效形式可分为过量变形失效、断裂失效和表面损伤失效三大类。
工程材料及成形技术基础 一、工程材料的分类 工程材料是指用于建筑、道路、桥梁、机械等工程领域的材料。根据 其性质和用途，可以分为以下几类： 1. 金属材料：包括钢铁、铜、铝等，具有高强度和良好的可塑性。 2. 非金属材料：包括水泥、玻璃、陶瓷等，具有耐腐蚀性和耐高温性。 3. 复合材料：由两种或两种以上不同的材料组成，如玻璃钢等。 4. 塑料材料：包括聚乙烯、聚氯乙烯等，具有轻质和绝缘性能。 5. 纤维素材料：如木材、纸张等，具有良好的韧性和抗压能力。 二、工程材料的选用原则 在选择工程材料时，需要考虑以下几个方面： 1. 强度和刚度：根据使用环境和承受力量大小选择合适的强度和刚度。
2. 耐久性：考虑使用寿命长短以及环境因素对耐久性的影响。 3. 耐腐蚀性：根据使用环境选择具有良好耐腐蚀性的材料。 4. 经济性：在满足使用要求的前提下，尽可能选择成本低廉的材料。 5. 可加工性：考虑材料的可塑性和可加工性，以便进行成形和加工。 三、常用的成形技术 1. 锻造：通过对金属材料进行高温加热和压制，使其产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 2. 拉伸：将金属材料拉伸至所需长度，并在拉伸过程中使其产生塑性变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 3. 压力加工：将金属材料置于模具中，在施加压力的同时进行变形，从而得到所需形状和尺寸的零部件。 4. 焊接：通过将两个或多个金属材料相互连接，在连接处产生化学键或物理结合，从而得到所需结构和尺寸的零部件。
5. 铸造：通过将液态金属倒入模具中，在冷却凝固后得到所需形状和 尺寸的零部件。 四、工程材料的应用 1. 钢铁材料：广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域，如钢结构、钢管等。 2. 水泥材料：主要用于建筑和道路建设，如混凝土、水泥砖等。 3. 陶瓷材料：主要用于制作陶器、瓷器等装饰品和工业领域中的耐腐 蚀零部件。 4. 塑料材料：广泛应用于包装、电子设备外壳等领域。 5. 玻璃材料：主要用于建筑和装饰领域，如玻璃幕墙、玻璃门窗等。 综上所述，工程材料及成形技术基础是工程领域中不可或缺的一部分，正确选择合适的材料和成形技术不仅可以提高工程质量和效率，还可 以减少成本并保证使用寿命。
工程材料与成型技术 工程材料与成型技术是一门研究各种材料的物理、化学和力学性质，以及各种成型技术的原理和应用的学科。它的目的是为工程设计 和制造提供材料和加工方法的理论基础和实践指导。 工程材料的分类包括金属材料、非金属材料、复合材料和智能材 料等。其中，金属材料具有良好的导电性、热导性和机械强度，广泛 应用于建筑、机械制造和航空航天等领域。非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷和玻璃等，具有较好的隔热、耐腐蚀、耐磨损等性能，广泛 应用于化工、电子、医疗等领域。复合材料是多种材料的组合，具有 高强度、高刚性和轻量化的特点，被广泛应用于航空航天、汽车、体 育器材等领域。智能材料是指能对外界刺激做出反应的材料，包括形 状记忆合金、超导体、压电材料和光电材料等，被广泛应用于电子、 信息等领域。 成型技术是根据材料的性质和加工要求，采用适当的加工方法将 材料加工成所需形状的技术。主要包括铸造、锻造、冲压、挤压、注 塑和热处理等。其中，铸造是最古老的加工方法，适用于大批量生产 各种形状的金属铸件；锻造是将金属材料加热至一定温度后进行压制、挤压或拉伸等加工方法；冲压是将金属材料在模具中通过冲击力和压 力加工成所需形状的方法，适用于大批量生产各种形状的板材件和异 型件；挤压是将金属材料加热至一定温度后，在特定的模具上施加压 力挤出成形的方法，可连续生产各种不同形状的杆条、管材等；注塑 是将塑料加热至液态后，通过注射机将其注入模具中，冷却后得到所 需形状的塑料制品；热处理是通过加热、保温和冷却等工艺，改变材 料的组织和性能，使其符合要求的工作条件。 工程材料与成型技术的发展，不仅推动了工业技术的进步，也改 善了人们的生活质量。
教案 （理论课） 2010～2011学年第2学期 课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系 授课班级焊接091 主讲教师晏丽琴 职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月 课程基本情况
系主任：年月日 目录 第一章绪论 第一节材料加工概述 一、材料加工概述 二、材料加工的基本要素和流程 第二节材料成形的一些基本问题和发展概况 一、凝固成形的基本问题和发展概况 二、塑性成形的基本问题和发展概况 三、焊接成形的基本问题和发展概况 四、表面成形的基本问题和发展概况 第三节本课程的性质和任务 绪论 学习思考问题 ·材料加工的基本要素和流程是什么？ ·材料成形存在的基本问题是什么? ·本课程的性质和基本任务是什么? 一、材料加工概述 任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类： (1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。 (2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。
(3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。 (4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。 根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。 二、材料加工的基本要素和流程 材料加工方法的种类虽然繁多，但通过对每种材料加工方法的过程分析表明，它们都可以用建立在少数几个基本参数基础上的统一模式来描述。该模式便于对各种加工方法进行综合分析和横向比较。 任何一种材料的加工过程，都是为了达到材料的形状尺寸或性能的变化。而为了产生这种变化，必须具备三个基本要素：材料、能量和信息（图1.2）。因而材料的加工过程，可以用相关材料流程、能量流程和信息流程来描述。 三大流程： 1.材料流程 表征加工过程特点的类型； 要改变形状尺寸和性能的材料状态； 能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程； 2.能量流程 包括机械过程的能量流程，热过程能量：电能、化学能、机械能 3.信息流程 形状信息、性能信息
工程材料及成形技术基础论文 摘要： 本文主要介绍了工程材料及成形技术的基础知识。工程材料是指在工程领域中使用的物质的总称，其种类繁多，可以分为金属材料、非金属材料和高分子材料等。而成形技术是指将工程材料加工成所需形状和尺寸的过程，其中包括热加工和冷加工等不同的加工方式。本文重点介绍了材料的力学性能、金属材料的结构与组织以及常见的成形技术。 关键词：工程材料、成形技术、力学性能、材料结构与组织 一、引言 工程材料是指在工程领域中使用的物质，其种类繁多、性能各异。工程材料的选择和使用涉及到材料的力学性能、物理性能、化学性能等多个方面。而成形技术则是将材料加工成所需形状和尺寸的过程，也是工程中不可或缺的部分。本文将重点介绍工程材料的力学性能、金属材料的结构与组织以及常见的成形技术。 二、工程材料的力学性能 工程材料的力学性能主要包括强度、韧性、硬度、塑性等。强度是指材料抵抗外力的能力，可以通过拉伸试验、压缩试验等手段进行测试。韧性是指材料抵抗断裂的能力，可以通过冲击试验等来评估。硬度是指材料表面抵抗划痕的能力，可以通过洛氏硬度试验等进行测定。塑性是指材料在受力下发生塑性变形的能力，可以通过拉伸试验等进行评估。 三、金属材料的结构与组织
金属材料的结构与组织是其力学性能的重要影响因素。金属材料的结 构可以分为晶体结构和非晶体结构。晶体结构是指金属内部的原子排列有序、有规则，具有晶粒界的特点。非晶体结构是指金属内部的原子排列无序、无规则，没有晶粒界。金属材料的组织可以分为均匀组织、非均匀组 织和枝晶组织等。均匀组织是指金属中的晶粒大小均匀、分布均匀。非均 匀组织是指金属中的晶粒大小不均、分布不均。枝晶组织是指金属在凝固 过程中形成的一种特殊组织。 四、常见的成形技术 常见的成形技术包括热加工和冷加工等。热加工是指将材料加热至一 定温度后进行成形的过程。常见的热加工方法有锻造、轧制、挤压等。锻 造是将金属材料加热至一定温度后施加外力进行成形的过程，可以得到所 需形状和尺寸的工件。轧制是将金属材料通过辊轧机进行塑性变形的过程，可以得到所需厚度和宽度的板材。挤压是将金属材料通过挤压机进行塑性 变形的过程，可以得到所需形状和尺寸的管材。冷加工是指将材料在常温 下进行成形的过程。常见的冷加工方法有拉伸、压缩、弯曲等。拉伸是将 材料用力拉伸成所需形状和尺寸的过程，常用于制作丝线和带材。压缩是 将材料用力进行压缩成所需形状和尺寸的过程，常用于制作压力容器和汽 车零部件。弯曲是将材料用力进行弯曲成所需形状和尺寸的过程，常用于 制作管道和构件。 总结： 本文从工程材料的力学性能、金属材料的结构与组织以及常见的成形 技术等方面进行了基础知识的介绍。工程材料和成形技术在工程领域中具 有重要的应用价值，对于工程师和技术人员来说具有指导意义。未来，随
工程材料与成型技术基础 1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大 应力。 2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。 4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留 一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。 5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。 6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断 前的最大承载能力。 7.发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度。 8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材 料软硬程度的指标。 9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。 10. 11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两 种硬度。 12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。 13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称 为疲劳断裂。 14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的 最大应力。
熔点。 16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。 晶面：晶格中各种方位的原子面。 晶胞：构成晶格的最基本几何单元。 17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。 面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。 密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间 隙原子、置换原子、空位。 19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸 很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。 20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很 小的缺陷，如晶界和亚晶界。 21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。 结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。 22.纯结晶是在恒温下进行的。 23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其 差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。 24.同一液态金属，冷却速度愈大，过冷度也愈大。 25.浇注时，向液态金属中加入一些高熔点、溶解度的金属或合金， 当其结构与液态金属的晶体结构相似时使形核率大大提高，获得均匀细小的晶粒。这种方法称为变质处理。 26.液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的 晶体，在冷却过程中晶格结构法发生改变的现象，称为同素异构转变，又称重结晶。 27.一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，称为同素异构性。 28.当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体 强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的下降，称为固溶强化。
工程材料及成形技术基础复习 1.材料的分类与性能 材料一般可以分为金属材料、非金属材料和复合材料。金属材料具有 良好的导电性、导热性和可塑性等特性。非金属材料包括塑料、陶瓷、纤 维材料等，具有轻质、耐腐蚀等优点。复合材料由两种或多种材料组成， 具有优秀的综合性能。 2.材料的性能测试 材料的性能测试包括力学性能测试、物理性能测试和化学性能测试等。力学性能测试包括拉伸测试、压缩测试、弯曲测试等，可以评估材料的强度、硬度和韧性等性能。物理性能测试包括密度、热膨胀系数等，可以评 估材料的物理特性。化学性能测试可以评估材料的耐腐蚀性、氧化性等。 3.金属材料的性能与应用 金属材料具有较高的强度和导电性能，广泛应用于机械制造、航空航天、电子电器等领域。常见的金属材料包括钢、铝及其合金、铜及其合金等。 4.非金属材料的性能与应用 非金属材料具有轻质、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、化工、电子 等行业。塑料材料具有良好的绝缘性能和延展性能，用于制造容器、管道 等产品。陶瓷材料具有优秀的机械性能和耐热性能，常用于制造陶瓷器具 和电子元器件等。 5.复合材料的性能与应用
复合材料由两种或多种材料组成，具有优秀的综合性能。常见的复合 材料包括玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料等。玻璃纤维复合材料具有 良好的抗冲击性和耐腐蚀性，常用于船舶制造和建筑材料等。碳纤维复合 材料具有优秀的强度和刚性，常用于航空航天和高端运动器材等。 6.成形技术的基本原理与方法 成形技术是将材料加工成所需形状和尺寸的过程，常见的成形方法包 括挤压、锻造、压力成形、注塑等。挤压是将加热的金属材料通过模具挤 压成所需的形状。锻造是将金属材料加热至一定温度后进行冲击变形。压 力成形是将金属板材等进行挤压和拉伸变形。注塑是将熔化的塑料注入模 具中，冷却后得到所需的形状。 7.焊接与连接技术 焊接是将两个或多个材料通过熔化、热融或加压等方式连接在一起的 方法。常见的焊接方法包括气焊、电弧焊、激光焊等。连接技术是通过螺纹、螺栓、胶粘剂等将两个或多个材料连接在一起。 以上是工程材料及成形技术基础的重点内容，通过对这些内容的学习，可以帮助我们更好地理解和应用工程材料及成形技术，提高工程实践中的 问题解决能力。
一、二元相图的建立 合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析，相图是用来表示合金系中各金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。 合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。组元是指组成合金的最简单、最基本、能够独立存在的物质。 多数情况下组元是指组成合金的元素。但对于既不发生分解、又不发生任何反应的合物也可看作组元，如Fe-C合金中的Fe3C。 相图由两条线构成，上面是液相线，下面是固相线。相图被两条线分为三个相区，液相线以上为液相区L ，固相线以下为α固溶体区，两条线之间为两相共存的两相区(L+ α）。 （3) 枝晶偏析 合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才能得到成分均匀的固溶体.但实际冷速较快,结晶时固相中的原子来不及扩散，使先结晶出的枝晶轴含有较多的高熔点元素（如Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶的枝晶间含有较多的低熔点元素，如Cu-Ni合金中的Cu）。
在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。与冷速有关而且与液固相线的间距有关.冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。 生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长时间保温,以使原子充分扩散、成分均匀,消除枝晶偏析,这种热处理工艺称作扩散退火. 2、二元共晶相图 当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶,并发生共晶反应时所构成的相图称作共晶相图。以Pb-Sn 相图为例进行分析.
（1) 相图分析 ①相：相图中有L、α、β三种相,α是溶质Sn在Pb中的固溶体,β是溶质Pb在Sn中的固溶体。 ②相区：相图中有三个单相区：L、α、β；三个两相区：L+α、L+β、α+ β。
《工程材料及成形技术基础》 考试大纲 A——需要掌握的知识点；B——需要理解的知识点；C——需要了解的知识点。第一部分工程材料 1. 绪论+工程材料的性能2学时 材料科学的发展（C），工程材料的分类（A），工程材料及成形技术在机械工程中的作用（C）；金属材料的机械性能（A），材料的物理、化学性能和工艺性能（B） 2. 金属的晶体结构与结晶过程2学时 晶体的概念（A）、典型的晶格类型（A），晶体的各向异性（A），实际晶体的晶体结构及缺陷（C），结晶的概念及结晶条件（A），结晶基本过程（A），细晶强化及细化晶粒的基本方法（B），合金的概念（A）、二元合金相图的建立及分析（B）。 3. 铁碳合金相图和碳钢4学时 铁碳合金的组元和基本相（A）；铁碳合金相图分析（A）；典型合金结晶过程分析（A）；含碳量对铁碳合金性能的影响及铁碳合金在工艺等方面的应用及钢的分类（B）。 4. 钢的热处理4学时 钢在加热时的组织转变（A），过冷A等温转变曲线的建立（B），过冷A等文转变产物的组织与性能（A）。过冷A连续冷却曲线（B）。钢的常规热处理工艺（A），钢的表面处理工艺（B）。 5. 合金钢2学时 合金元素在钢中的作用（B）。合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢简介（C）。典型钢种的热处理工艺简介（B）。 6. 非金属材料与复合材料2学时 高分子材料的分类（A），常用工程塑料及橡胶的性能特点及应用（C）。陶瓷材料的分类、性能特点及应用（B），复合材料的分类（C）。
《工程材料及成形技术基础》 考试大纲 A——需要掌握的知识点；B——需要理解的知识点；C——需要了解的知识点。 第一部分工程材料 1. 绪论+工程材料的性能 材料科学的发展（C），工程材料的分类（A），工程材料及成形技术在机械工程中的作用（C）；金属材料的机械性能（A），材料的物理、化学性能和工艺性能（B）。 2. 金属的晶体结构与结晶过程 晶体的概念（A）、典型的晶格类型（A），晶体的各向异性（A），实际晶体的晶体结构及缺陷（C），结晶的概念及结晶条件（A），结晶基本过程（A），细晶强化及细化晶粒的基本方法（B），合金的概念（A）、二元合金相图的建立及分析（B）。 3. 铁碳合金相图和碳钢 铁碳合金的组元和基本相（A）；铁碳合金相图分析（A）；典型合金结晶过程分析（A）；含碳量对铁碳合金性能的影响及铁碳合金在工艺等方面的应用及钢的分类（B）。 4. 钢的热处理 钢在加热时的组织转变（A），过冷A等温转变曲线的建立（B），过冷A等温转变产物的组织与性能（A）。过冷A连续冷却曲线（B）。钢的常规热处理工艺（A），钢的表面处理工艺（B）。 5. 合金钢 合金元素在钢中的作用（B）。合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢简介（C）。典型钢种的热处理工艺简介（B）。 6. 非金属材料与复合材料 高分子材料的分类（A），常用工程塑料及橡胶的性能特点及应用（C）。陶瓷材料的分类、性能特点及应用（B），复合材料的分类（C）。
课程名称：工程材料及成形技术基础 总学时： 64/48学时 (理论学时56/40) 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程 一、课程的性质与任务 《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程，是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。 本课程是在修完高等数学、大学物理（含实验）和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。 本课程教学开设了实验教学。通过实验教学，在巩固和验证课程的基本理论知识的同时，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。 二、课程教学基本要求 1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识，掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。 2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。 3、具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。 4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。 四、本课程的教学内容 绪论 一、材料科学的发展与地位：材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。 古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器；新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)烧制成陶器；东汉时期发明了瓷器；到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发掘出20
第一章工程材料 1）固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能 力学性能包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变和磨损 2）材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力 最常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度 固态物质按原子的聚集状态分为晶体和非晶体 常见的晶格类型:体心立方格，面心立方格，密排六方晶格 3）晶格缺陷:点缺陷，面缺陷，线缺陷 4）细化液态金属结晶晶粒的方法:增加过冷度，变质处理，附加振动 5）合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属性质的物质 组元:组成合金的最基本、最独立的物质 二元合金:由两种组元组成的合金 相:合金中成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分 组织:一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体 6）固态合金中的相可分为固溶体和金属化合物 固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体 7）固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象 弥散强化:金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高 8）铁碳合金的基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和低温莱氏体 9）铸铁的类型
铸铁分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁 一般工程性能铸铁按石墨形貌不同分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁 10）影响石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 11）钢的热处理:将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺 热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等） 12）铁碳合金相图（分析题）P32 第二章铸造成形 1）铸件的生产工艺方法 按充型条件不同分为重力铸造、压力铸造、离心铸造 按形成铸件的铸型分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等 2）影响金属充型能力的因素和原因 ①合金的流动性②浇注温度③充型能力④铸型中的气体⑤铸型的传热系数⑥铸型温度⑦浇注系统的结构⑧铸件的折算厚度⑨铸件复杂程度 影响原因①流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件，有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除，易于对铸件补缩 ②浇注温度越高，充型能力越强 ③压力越大，充型能力越强，但压力过大或充型速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔④铸型中的气体能产生气膜，减少摩擦阻力 ⑤传热系数越大，铸型的激冷能力越强，金属液于其中保持液态的时间越短，充型能力下降
一、填空题（共20空，每空1分，共计20分） 1. 共析碳钢奥氏体化过程包括奥氏体核的形成、奥氏体核的长大、残余渗碳体的溶解和奥氏体成分的均匀化。 2. 晶体中的缺陷，按照其几何形状特征可分为_点缺陷_、___线缺陷___和_面缺陷_三种。 3. 液态金属结晶时，冷却速度越小，则过冷度越小，结晶后晶粒越粗大。 4. 金属塑性变形主要通过滑移和孪生是两种方式进行。 5. 塑性变形后的金属经加热将发生回复、再结晶、晶粒长大的变化。 6. 白口铸铁中碳主要是以Fe3C 的形式存在，灰口铸铁中碳主要以石墨形式存在。 7. 固溶体出现枝晶偏析后，可用扩散退火加以消除。 8. 影响碳钢焊接性能的主要因素是碳含量，所以常用碳当量来估算碳钢焊接性的好坏。 9. 普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为片状、棉絮状、 球状和蠕虫状。 二、选择题（共10小题，每小题1分，共计10分） 1. 钢经调质处理后获得的组织是（ C ）。 A. 回火马氏体 B. 回火屈氏体 C. 回火索氏体 D. 贝氏体 2. 在铸造模型的厚薄过渡处或锐角处做成圆角是为了（ B ）。 A. 增加模具强度 B. 减小铸件内应力 C. 方便模具制造 D. 便于和型芯组装 3. 下列合金中，铸造性能最差的是（A ）。 A. 铸钢 B. 铸铁 C. 铸铜 D. 铸铝 4. 奥氏体向珠光体转变是（ A ）。 A. 扩散型转变 B. 非扩散型转变 C. 半扩散型转变 D. 切变转变 5. 金属冷塑性变形后，强度和塑性（ C ）。 A. 都增加 B. 都降低 C. 强度增加，塑性降低 D. 强度降低，塑性增加
第一章工程材料 常见的工程材料按组成可以进行如下分类： 1.金属材料 金属材料具有良好的力学性能、物理性能、化学性能以及工艺性能，是目前应用最广泛的材料。 2.高分子材料 高分子材料的原料丰富，成本低，加工方便。 3.无机非金属材料 无机非金属材料具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性以及高的硬度和良好的耐压性。 4.复合材料 复合材料既有组成材料的特性，又具有组成后的新特性，且它的力学性能和功能可以根据使用需要进行设计、制造。 5.功能材料 功能材料是一种具有某种特殊物理性能、化学性能、生物性能以及某些功能之间可以相互转化的材料，是材料高性能化、功能化和复合化的产物。 一、使用性能 使用性能是指在服役条件下能保证安全可靠工作所必备的性能，其中包括材料的力学性能、物理性能、化学性能等。对绝大多数工程材料来说，其力学性能是最重要的使用性能。 1.静载时材料的力学性能包括强度、塑性和硬度。 2.其它载荷作用下的力学性能包括冲击韧性、断裂韧性、疲劳强度、磨损。 二、工艺性能 工艺性能是指材料的可加工性。其中包括锻造性能、铸造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性等。 一、金属的晶体结构 固体物质按其原子（或分子）的聚集状态分为晶体和非晶体两大类。 1.晶体是原子（或分子）在三维空间作有规律的周期性重复排列的固体，它具有固定的熔点、规则的几何外形和各向异性的特性。 2.非晶体是由原子（或分子）无规则地堆砌而形成的，它没有固定的熔点，且各向同性。 绝大多数金属都具有比较简单的晶体结构，其中最常见的金属晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方结构晶格3种类型。 二、金属的实际晶体结构 在实际金属中存在着晶体缺陷，这些缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷3种类型。 三、金属材料的结构特点 1.金属材料主要由金属晶体组成，对纯金属而言，其结构主要指晶体结构的类型，以及这些晶体的显微组织形态和缺陷状态。 2.机械工业中使用的金属材料主要是合金。合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素组成的、具有金属特性的物质。常见的合金中存在的相可以归纳为两大类：固溶体和金属化合物。
工程材料与成形技术基础 一、工程材料的定义和分类 1.1 工程材料的定义 工程材料是指在各种工程项目中使用的各种物质，包括金属、非金属、有机材料等。 1.2 工程材料的分类 工程材料可以根据其组成、用途、特性等不同方面进行分类。常见的工程材料分类包括： 1. 金属材料 2. 粘土材料 3. 混凝土材料 4. 高分子材料 5. 玻璃材料 6. 陶瓷材料 7. 复合材料 二、工程材料的性能与选用 2.1 力学性能 工程材料的力学性能包括强度、刚度、韧性、硬度等指标，这些指标对于工程结构的安全性和可靠性至关重要。 2.2 耐久性 工程材料的耐久性是指其在不同环境下长期使用的能力，包括耐热性、耐寒性、耐腐蚀性等。 2.3 加工性能 工程材料的加工性能包括可塑性、可焊性、可锻性等指标，这些指标影响着工程材料的成形过程和成形性能。
三、工程材料的成形技术 3.1 塑性成形技术 塑性成形技术是指通过对工程材料的塑性变形来实现其形状的改变，常见的塑性成形技术包括挤压、拉伸、冲压、滚压等。 3.2 焊接技术 焊接技术是将两个或多个工程材料通过加热或加压的方式连接在一起，常见的焊接技术包括电弧焊、气体焊、激光焊等。 3.3 铸造技术 铸造技术是将熔化的工程材料倒入铸型中，通过凝固形成所需的形状，常见的铸造技术包括砂型铸造、压力铸造、熔模铸造等。 3.4 热处理技术 热处理技术是通过对工程材料的加热或冷却处理来改变其组织和性能，常见的热处理技术包括淬火、回火、退火等。 四、工程材料与成形技术的应用 4.1 汽车制造 工程材料与成形技术在汽车制造中起着重要作用，如汽车车身的制造和焊接、发动机零件的铸造等。 4.2 建筑工程 工程材料与成形技术在建筑工程中广泛应用，如混凝土构件的浇筑、钢结构的焊接、玻璃幕墙的制作等。
20 年 月 日 A4打印 / 可编辑 x2040251 工程材料及成型技术基础课 程教学大纲
x2040251工程材料及成型技术基础课程教学大纲 课程名称：工程材料及成型技术基础 英文名称：Engineering Materials and Moulding Technology Foundation 课程编码：x2040251 学时数：48 其中实践学时数：4 课外学时数： 学分数：3.0 适用专业：机械设计制造及其自动化机械电子工程机械工程过程装备与控制工程 一、课程简介 《工程材料及成型技术基础》是机械类专业学生的一门重要专业基础课，与先修课程《工程训练》、后续课程《机械制造技术基础》共同探讨机械制造全过程——即从选择材料、制造毛坯、直到加工出零件所涉及的各个方面内容。要求学生了解机械工程材料的一般知识，掌握常用材料的成分、组织、性能与加工工艺之间的关系及其用途，使学生具有合理选用材料、正确确定加工方法的能力，并初步掌握零件的结构工艺性，为学生今后的学习、设计、工作打下必备的基础。 二、课程目标与毕业要求关系表
三、课程教学内容、基本要求、重点和难点 （一）工程材料的结构与性能 1. 教学内容 晶体材料的原子排列；合金的晶体结构；工程材料的性能 2. 基本要求 （1）了解部分：晶体结构及缺陷的形式；单晶体和多晶体；相与组织之间的关系；固溶体和化合物性能；机械性能的概念；材料物理化学性能的概念；陶瓷和高聚物的结构（2）理解部分：刚度、强度、塑性、韧性与材料之间的关系应用；材料工艺性能的含义（3）掌握部分：晶体结构缺陷与材料性能之间的关系；合金的相的种类及对性能的影响；硬度的测量、表示方法及应用 （4）熟练掌握：材料强化方式 3. 重点和难点 （1）重点：金属的三种典型晶体结构；实际金属中的三类晶体缺陷；合金的相结构；材料的力学性能指标σS、σb、δ、αk、HB、HRC及与材料之间的关系 （2）难点：材料强化方式 （二）金属材料的凝固与固态相变 1. 教学内容 金属结晶过程的基本规律；二元合金相图的分析；铁碳相图的分析；钢在加热和冷却时的转变 2. 基本要求 （1）了解部分：金属结晶过程的基本规律及影响因素；铁的同素异构转变；二元相图的意义和基本类型；钢在加热时的转变 （2）理解部分：细化晶粒的方法；二元相图的基本类型和结晶过程特点；相图与材料使用性能和工艺性能之间关系；连续冷却转变曲线；钢在冷却时的转变产物及性能特点（3）掌握部分：杠杆定律；匀晶相图；共晶转变；包晶转变；共析转变 （4）熟练掌握：铁碳相图的规律及应用 3. 重点和难点
工程材料及成形技术基础课程-----------------------作者：
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课程名称：工程材料及成形技术基础 总学时： 64/48学时 (理论学时56/40) 适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程/汽车服务工程 一、课程的性质与任务 《工程材料及成型技术基础》是研究机械零件的材料、性能及成形方法的综合性课程，是高等工科师范院校机械工程专业必修的专业基础课，其内容包括工程材料和成形技术基础两部分。 本课程是在修完高等数学、大学物理（含实验）和机械制图等课程的基础上开设的。其任务是使学生掌握工程材料及成形技术的基本知识，为后继学习机械设计、模具制造工艺、先进制造技术和毕业设计等课程，培养专业核心能力；为今后从事职业学校机械类专业相关课程的教学，奠定必要的专业基础。 本课程教学开设了实验教学。通过实验教学，在巩固和验证课程的基本理论知识的同时，拓展学生的创新思维，着重培养学生实践动手能力和创新能力。 二、课程教学基本要求 1、获得有关材料学的基本理论与工程材料的一般知识，掌握常用工程材料的成分、热加工工艺与组织、性能及应用之间的相互关系，熟悉常用工程材料的种类、牌号与特点，使学生具备合理选用工程材料、热处理方法、妥善安排热处理工艺路线的基本能力。 2、初步掌握工程材料主要成形方法的基本原理与工艺特点，获得具有初步选择常用工程材料、成形方法的能力和进行工艺分析的能力。 3、具有综合运用工艺知识，初步分析零件结构工艺性的能力。 4、初步了解新材料、新技术、新工艺的特点和应用。 四、本课程的教学内容 绪论 一、材料科学的发展与地位：材料科学的发展通常是和人类文明联系在一起的。 古代文明：人类的发展史上，最先使用的工具是石器；新石器时代(公元前6000年～公元前5000年)烧制成陶器；东汉时期发明了瓷器；到了西汉时期, 炼铁技术又有了很大的提高，采用煤作为炼铁的燃料，这要比欧洲早1700多年。在河南巩县汉代冶铁遗址中，发
工程材料与成形技术论文 陶瓷的性能及其成形技术 院（系）：工业中心 专业：机械设计制造及其自动化 班级：096001 学生：张湘君 学号：090605132 指导教师：宁生科 2011年11月
陶瓷的性能及其成形技术 摘要 各种功能陶瓷及高温结构陶瓷在工业生产中广泛应用。陶瓷材料具有优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。本文对陶瓷及物理性能和力学性能以及成形技术进行了详细的介绍。对陶瓷的功能和用途有一定的了解，这些材料在实际应用中有极大的作用。 关键词：组织结构，力学性能；物理性能；分类；成形
目录 1 绪论.................................................................. 错误！未定义书签。 1.1前言 (3) 1.2本文主要研究内容 (3) 2 工业陶瓷及成形 (3) 2.1陶瓷的组织结构及性能 (4) 2.1.1陶瓷的组织结构 (4) 2.1.2陶瓷的性能 (4) 2.2陶瓷的成形 (6) 2.2.1成形方法 (6) 参考文献 (9)
绪论 1.1前言 20世纪后期随着许多新技术(如电子技术、空间技术、激光技术、计算机技术等)的兴起，以及基础理论(如矿物学、冶金学、物理学等)和测试技术(如电子显微镜技术、X射线衍射技术和各种频谱仪等)的发展，人们对材料结构和性能之间的关系有了深刻认识。通过控制材料的化学成分和微观组织结构，研制出了许多具有不同性能的陶瓷材料，如各种功能陶瓷(电子材料、光导纤维、敏感陶瓷材料)及高温结构陶瓷。与传统陶瓷材料相比其强度得到了成百上千倍的提高，再加上陶瓷材料本身具备的优异的耐高温、耐磨、耐腐蚀、绝缘等特性，使其在许多重要领域得到了越来越广泛的应用。 1.2本文主要研究内容 本文通过对陶瓷材料的陶瓷的组织结构及力学性能、化学性能、物理性能和成形技术。对陶瓷性能的研究可以使陶瓷更广泛地应用于切屑加工，航空航天，日常用品等各个领域。陶瓷的成形技术随着工业化水平的提升也有了巨大的突破。先进的成形技术，如直接凝固注模成形，温度诱导成形，电泳沉积成形，凝胶注模成形，水解辅助固化成形，压滤成形等制备工艺的发展是传统陶瓷工艺的革命，使的更多高性能结构陶问世。 2 工业陶瓷及成形 陶瓷是由天然或人工合成的粉状矿物原料和化工原料组成,经过成形和高温烧结制成的,由金属和非金属元素构成化合物反应生成的多晶体相固体材料。
材料成形工艺基础课程教学大纲 课程英文名称：Fundamental of Material Forming Technology 课程编号：0900330 学分：3 学时：48 一、课程教学对象 本课程教学对象为机械工程及自动化专业、轨道交通车辆工程方向及纺织机电一体化方向的本科学生。 二、课程性质及教学目的 本课程是机械工程及自动化专业本科学生必修的专业基础课，是轨道交通车辆工程方向及纺织机电一体化方向本科学生的专业选修课。通过本课程的学习，学生应掌握常用工程材料成形的基本原理、基本方法和基础知识，了解和掌握材料成形中基本生产工艺过程，应具有选择工程材料、选择工艺方法和进行工艺分析的初步能力，并为学习其它有关课程及以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。 三、对先修知识的要求 学生在学习本课程之前，应进行了认识实习、金工实训等实践性教学环节，还应具备“画法几何与机械制图”、“工程材料”及“工程力学”等先修课中的基础知识。 四、课程的主要内容、基本要求和学时分配建议（总学时数: 48 ）
注：知识点中粗体字部分为本课程的重点或难点 五、建议使用教材及参考书 1. 教材： [1] 翟封祥等. 材料成形工艺基础[M]. 哈尔滨. 哈尔滨工业大学出版社，2004
2. 主要参考书： [1] 汤酞则. 材料成形技术基础[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008 [2] 邓文英. 金属工艺学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000 [3] 于爱兵. 材料成形技术基础[M]. 北京. 清华大学出版社，2010 [4] 鞠鲁粤. 工程材料与成形技术基础[M]. 北京: 高等教育出版社，2004 [5] 童幸生. 材料成形及机械制造工艺基础[M]. 武汉: 华中科技大学出版社, 2002 [6] 沈其文. 材料成型工艺基础[M]. 武汉. 华中科技大学出版社，2002 六、课程考核方式 以闭卷或开卷考试为主，结合平时学习态度、综合性作业和一般性的课外作业综合评定成绩。
PPT填空题和简答题 1一、填空题 1、金属结晶包括形核与长大两个过程。 3、晶粒和晶粒之间的界面称为晶界。 4、在结晶过程中，细化晶粒的措施有提高冷却速度、变质处理、振动。 5、由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。 6、常见的金属晶格类型体心立方、面心立方和密排立方。 7、在晶体缺陷中，点缺陷主要有空位、间隙原子、置换原子，线缺陷主要有刃型位错、螺型位错，面缺陷主要有晶界、亚晶界 8、金属结晶时，实际结晶温度必须低于理论结晶温度，结晶过冷度主要受冷却速度影响。 9、当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现象称为固溶强化。 10.再结晶退火的前提是冷变形＋足够高的温度，它与重结晶的区别在于无晶体结构转变。 1.奥氏体的晶格类型是面心立方。 2.铁素体的晶格类型是体心立方。 11.亚共析钢的室温组织是F+P 。 1.钢的淬透性是指钢淬火时所能达到的最高硬度值。 23．渗碳钢渗碳后的热处理包括淬火和低温回火，以保证足够的硬度。 24.在光学显微镜下观察，上贝氏体显微组织特征是羽毛状，下贝氏体显微组织特征呈针状。 5.零件失效的基本类型为_表面损伤、过量变形、断裂。 2.线型无定型高聚物的三种力学状态为玻璃态、高弹态、粘流态。 1、一个钢制零件，带有复杂形状的内腔，该零件毛坯常用铸造方法生产。 2、金属的流动性主要决定于合金的成分 3、流动性不好的铸件可能产生冷隔和浇不足缺陷。 4、铸造合金充型能力不良易造成冷隔和浇不足等缺陷， 12.过共析钢的室温组织是P+Fe3C 。 13.共晶反应的产物是Ld 1. 20钢齿轮、45钢小轴、T12钢锉的正火的目的分别是：提高硬度，满足切削加工的要求、作为最终热处理，满足小轴的使用要求、消除网状渗碳体。 2、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T8 钢的σb值最高。 3、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T13钢的HBS值最高。 4、为使钢得到理想的耐磨性，应进行淬火加低温回火。 5、为使钢获得理想的弹性，应进行淬火加中温回火。 6、为保证钢的综合性能，淬火后应进行高温回火。 7.为改善低碳钢的切削性能，常采用的热处理为正火或退火。 8.为改善高碳钢的切削性能，常采用的热处理为退火。 9.轴类等重要零件的最终热处理常为调质。 10.冷冲模等常用的最终热处理为淬火加低温回火。 11.汽车变速齿轮等常用的最终热处理为渗碳、淬火加低温回火。 12.机床变速齿轮等常用的最终热处理为调质加表面淬火。 13.钢的常规热处理（四把火）是指退火、正火、淬火、回火。