2.金属塑性变形的物理本质

《塑性变形物理冶金基础》课程考试大纲一、基本描述课程名称：塑性变形物理冶金基础（Physicalmetallurgy of Plastic Deformation）学分：1.5学时：28 （课内实验(践)：0；上机：0；课外实践：0）一、课程性质、目的与任务本课程是材料成型及控制工程专业本科生的专业基础必修课；本课程以《金属学及热处理》、《材料力学》等课程为基础，是后期塑性加工专业课程的理论基础课；本课程实施过程注重理论与实际相结合，以提高学生分析与解决问题的能力、培养学生实践与创新能力为目的。

通过本课程的学习，使学生了解金属塑性变形的变形机理和基本规律；掌握金属在塑性加工中的变形特点；掌握金属塑性及变形抗力与变形条件的关系、测定方法和影响因素；掌握金属组织性能变化的基本规律及性能控制的基本原理；掌握塑性变形实验研究的基本方法。

二、教学内容、基本要求及学时分配1.塑性加工时的变形条件明确塑性加工时的变形条件，变形力学条件：外力、内力及应力、应力状态、应变状态；变形热力学条件：变形程度、变形速度、变形温度。

建立应力状态和变形状态的基本概念及基本的描述方法。

2.塑性变形的物理—化学本质通过变形机理阐述塑性变形的物理—化学本质，以及塑性变形发生的主要现象：塑性变形的屈服与硬化、塑性变形的热效应与相变等。

3.金属的塑性研究力学条件及热力学条件对塑性及变形抗力的影响规律。

了解金属塑性的基本概念，金属的塑性指标及其测定方法；了解影响塑性的因素及提高塑性的途径；了解金属超塑性的基本概念。

4.金属塑性变形的不均匀性研究不均匀变形时金属流动的主要规律，以及应力和变形分布的定性分析。

了解变形及应力不均匀分布的原因、后果及防止措施。

5.金属在加工变形中的断裂研究金属在塑性变形时裂纹发生和发展的规律性，掌握断裂的基本类型，分析在塑性加工中各种断裂的产生原因及防止措施。

6.塑性变形时组织性能的变化及控制研究变形条件与金属组织性能变化的规律，并阐明如何控制产品的组织性能；掌握金属在冷加工、温加工、热加工时的组织性能变化以及制订合理的工艺制度的理论依据。

共 4 页 第 页1. 通过静载拉伸实验可以测定材料的 弹性极限、屈服极限、 抗拉强度、断裂强度、比例极限等（答对3个即可）强度指标，及 延伸率 、 断面收缩率 等塑性指标。

2.按照断裂中材料的宏观塑性变形程度，断裂可分为脆性断裂和韧性断裂；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径（断裂方式），可分为穿晶断裂和沿晶断裂；按照微观断裂机理，可分为解理断裂和剪切断裂3. 单向拉伸条件下的应力状态系数为 0.5 ；而扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为 0.8 和 2.0 。

应力状态系数越大，材料越容易产生 (塑性) 断裂。

为测量脆性材料的塑性，长采用压缩的试验方法4.在扭转试验中，塑性材料的断裂面与试样轴线 垂直 ；脆性材料的断裂面与试样轴线 成450角。

5. 低温脆性常发生在具有 体心立方或密排六方 结构的金属及合金中，而在 面心立方 结构的金属及合金中很少发现。

6. 材料截面上缺口的存在，使得缺口根部产生 应力集中 和 双（三）向应力或应力状态改变 ，试样的屈服强度 不变，塑性 降低 。

7.根据磨损面损伤和破坏形式（磨损机理），磨损可分为4类：粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和麻点疲劳磨损（接触疲劳）8.典型的疲劳断口有3个特征区：疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。

疲劳裂纹扩展区最典型的特征是贝纹线9. 在典型金属与陶瓷材料的蠕变曲线上，蠕变过程常由 减速蠕变 ，恒速蠕变 和 加速蠕变 三个阶段组成。

10.根据材料磁化后对磁场所产生的影响，可以把材料分为3类：抗磁性材料、顺磁性材料和铁磁性材料11.一般情况下，温度升高，金属材料的屈服强度下降；应变速率越大，金属材料的屈服应力越高。

12.温度对金属材料的力学性能影响很大，在高温下材料易发生沿晶断裂。

13. 拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断后伸长率会越小14.宏观断口一般呈杯锥装，由纤维区、放射区和剪切唇3个区域组成。

材料强度越高，塑性降低，则放射区比例增大。

材料工程基础答案,考试必备材料工程基础1.材料科学与材料工程研究的对象有何异同？材料科学侧重于发现和揭示组成与结构、性能、使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念、新理论。

而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。

2.材料的制备技术或方法主要有哪些？金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造），塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拔），热处理，焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型3.如何区分传统材料与先进材料？传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大，产值高，涉及面广，是很多支柱产业的基础，先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。

二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅度增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推动传统材料进一步发展。

4.纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？纳米材料指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元构成的材料。

纳米技术：能操作细小到1-100nm物件的一类新发展的高技术。

作用：对于高端的技术，如在超导的应用方面，集成电路的发展方面纳米技术有重要作用。

5.简述芯片的主要制备工艺步骤？步骤如下：1、氧化；2、光刻；3、浸蚀；4、扩散；5、离子注入；6、互连；7、封装；8、装配。

6.简述熔体法生长单晶的特点以及主要方法？答：特点：液相是均匀的单相熔体，熔点以下不发生相变。

方法：提拉法，坩埚下降法，水平区熔法，浮区法，尖端形核法。

7.为什么纤维通常具备高强度、高模量且韧性好的特点？当纤维材料制成时，拉伸强度变大是因为物体愈小，表面和内部包含一个能导致其脆性断裂的危险裂纹的可能性越小。

金属塑性成形原理课后答案金属塑性成形是指金属在一定条件下，通过外力作用，使其形状发生改变而不破坏其内部结构的一种加工方法。

金属材料在塑性变形过程中，其晶粒会发生滑移、再结晶等变化，从而使金属材料产生塑性变形。

金属塑性成形原理是金属材料在外力作用下的变形规律，了解金属塑性成形原理对于加工工程师来说是非常重要的。

首先，金属塑性成形的原理是基于金属材料的晶体结构和变形机理。

金属材料的晶体结构决定了其塑性变形的特性，比如晶粒的大小、形状、排列方式等。

而金属材料的变形机理则是指金属材料在外力作用下，晶粒发生滑移、再结晶等变化的规律。

通过了解金属材料的晶体结构和变形机理，我们可以更好地掌握金属塑性成形的原理。

其次，金属塑性成形的原理还与金属材料的力学性能密切相关。

金属材料的力学性能包括强度、硬度、韧性、塑性等指标，这些指标决定了金属材料在外力作用下的变形能力。

不同的金属材料具有不同的力学性能，因此在进行金属塑性成形时，需要根据金属材料的力学性能选择合适的加工方法和工艺参数。

另外，金属塑性成形的原理还与加工工艺和设备密切相关。

不同的金属材料和不同的零件形状需要采用不同的加工工艺和设备来实现塑性成形。

比如锻造、拉伸、压铸、滚压等加工工艺都是金属塑性成形的常见方法，而锻造机、拉伸机、压铸机、滚压机等设备则是实现金属塑性成形的工具。

最后，金属塑性成形的原理还与加工工程师的经验和技能密切相关。

加工工程师需要具备丰富的金属材料知识、加工工艺知识和设备操作技能，才能够准确地把握金属塑性成形的原理，并且根据实际情况进行加工操作。

总之，金属塑性成形原理是一个复杂而又深刻的学科，它涉及到金属材料的晶体结构、力学性能、加工工艺和设备以及加工工程师的经验和技能等多个方面。

只有深入理解金属塑性成形的原理，才能够在实际生产中取得良好的加工效果。

希望通过学习金属塑性成形原理，大家能够对金属加工有更深入的了解，提高加工技术水平，为相关行业的发展做出更大的贡献。

教案20 07~ 20 08学年第1学期学院、系室机械工程系课程名称材料与成型技术专业、年级、班级工业工程06级主讲教师庄哲峰福建农林大学教案编写说明教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。

任课教师应遵循专业教学计划制订的培养目标，以教学大纲为依据，在熟悉教材、了解学生的基础上，结合教学实践经验，提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。

教案可以按每堂课（指同一主题连续1~4节课）设计编写。

教案编写说明如下：1、编号：按施教的顺序标明序号。

2、教学课型表示所授课程的类型，请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。

3、题目：标明章、节或主题。

4、教学内容：是授课的核心。

将授课的内容按逻辑层次，有序设计编排，必要时标以“*”、“#”“？”符号分别表示重点、难点或疑点。

5、教学方式、手段既教学方法，如讲授、讨论、示教、指导等。

教学媒介指教科书、板书、多媒体、模型、标本、挂图、音像等教学工具。

6、讨论、思考题和作业：提出若干问题以供讨论，或作为课后复习时思考，亦可要求学生作为作业来完成，以供考核之用。

7、参考书目：列出参考书籍、有关资料。

8、日期的填写系指本堂课授课的时间。

福建农林大学教案编号：1福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案福建农林大学教案。

“塑性成形原理”课程教学方法探讨作者：耿铁闫丽群来源：《科技创新导报》 2012年第19期耿铁闫丽群(河南工业大学机电工程学院河南郑州 450007)摘要:为了更好地完成“塑性成形原理”课程的教学目的,提高教学质量,本文根据“塑性成形原理”课程的内容特点及教学实践,探讨了本课程的教学特点、教学方法、教学效果及体会。

关键词:塑性成形原理教学方法中图分类号:G64 文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0156-02“塑性成形原理”是材料成形及控制工程专业的基础理论课程,也是该专业的主干课程。

课程着重阐明金属塑性成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质。

通过教学,使学生初步掌握金属塑性加工的基本原理和共性问题;初步了解金属塑性成形的物理基础和力学基础理论,了解不同塑性成形工艺的特点,掌握金属塑性变形力学分析的基本方程和特点,掌握塑性成形力学的求解方法等;培养学生分析问题和解决问题的能力,能够运用所学的理论对一些典型的实际工程问题进行大致的分析;为学习有关的后继课程和将来从事相关生产技术工作打下必要的基础。

但由于课程本身理论性较强,涉及大量数学和力学内容,使得课程的难度明显增加,长期以来,学生们普遍反映“塑性成形原理”课难学;老师感觉“塑性成形原理”课难教,即花费了很大的精力,教学效果却并不明显。

随着制造业的日益发展,各种新理论、新技术、新方法不断涌现,也给我们从事这方面专业教育的工作者们提出了更高的要求。

因此,我们需要不断总结和改进教学方法,提高教学质量,从而为社会培养综合素质高、知识结构全面的栋梁之才。

1 课程内容分析课程的主要内容包括:(1)金属塑性变形时的力学基础理论。

包括应力状态、应变状态、屈服准则、本构关系等,并将应力、应变、屈服准则之间的内在关系联系在一起作了介绍。

(2)金属的塑性及超塑性、加工硬化、影响金属塑性变形的因素及塑性变形对金属组织和性能的影响;讨论了塑性变形时金属变形与流动的有关问题,包括最小阻力定律、变形不均匀性及影响因素、附加应力、残余应力、金属的断裂、塑性成型件中的褶皱及塑性成型中的摩擦与润滑。