材料成形工艺基础

材料成型工艺基础材料成型工艺是制造业中非常重要的一环，它涉及到各种材料的成型加工，包括金属、塑料、陶瓷等材料。

在现代工业生产中，材料成型工艺的发展对产品质量、生产效率和成本控制都有着重要的影响。

因此，了解材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是至关重要的。

首先，材料成型工艺的基础包括材料的物理性能和化学性能。

材料的物理性能包括硬度、强度、韧性、塑性等，而化学性能则包括材料的化学成分、腐蚀性等。

了解材料的这些基本性能对于选择合适的成型工艺以及调整工艺参数都有着重要的指导作用。

其次，材料成型工艺的基础还包括成型工艺的分类和特点。

根据成型工艺的不同特点，可以将它们分为传统成型工艺和先进成型工艺。

传统成型工艺包括锻造、铸造、焊接等，而先进成型工艺则包括注塑成型、激光切割、3D打印等。

每种成型工艺都有其独特的特点和适用范围，了解这些特点对于选择合适的成型工艺和优化工艺流程都至关重要。

另外，材料成型工艺的基础还包括成型模具的设计和制造。

成型模具是进行材料成型加工的重要工具，它的设计和制造质量直接影响到成型工艺的效率和产品质量。

因此，了解成型模具的设计原理和制造工艺对于提高成型工艺的水平和质量都至关重要。

最后，材料成型工艺的基础还包括成型工艺的控制和优化。

成型工艺的控制包括工艺参数的设定、设备的调试以及生产过程的监控等，而成型工艺的优化则包括提高生产效率、降低生产成本、改善产品质量等。

了解成型工艺的控制和优化方法对于提高生产效率和产品质量都有着重要的意义。

总之，材料成型工艺的基础知识对于从事相关行业的人员来说是非常重要的。

只有深入了解材料成型工艺的基础知识，才能更好地选择合适的成型工艺，优化工艺流程，提高生产效率和产品质量。

希望本文所述内容能对相关行业的从业人员有所帮助。

材料成型工艺基础第三版课程设计
设计目的
本课程设计旨在让学生掌握材料成型工艺的基本原理和方法，能够
熟练地运用材料成型工艺技术进行实际生产操作。

设计内容
本课程设计包括三个部分：
1. 理论学习
学生将学习材料成型工艺的基本原理和方法，包括各种成型工艺的
工艺流程、优缺点、设备和工具、原材料、加工要求等方面的知识。

具体内容包括：
•压力成型工艺：压铸、锻造、轧制、拉伸、挤压等。

•热成型工艺：热轧、热挤压、热锻造、真空熔铸等。

•冷成型工艺：冷轧、冷镦、拉拔、冲压等。

•其他成型工艺：注塑、挤出、层压、压裂、射出、喷涂等。

2. 实践操作
学生将通过实践操作，掌握各种成型工艺的具体实现方法和技能，
加深对成型工艺的认识和理解。

具体实践内容包括：
1。

材料成形工艺基础华中科技大学第四版课后习题答案1. 金属材料的机械性能通常用哪几个指标衡量？答：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳极限等。

2. 何谓同素异晶转变，纯铁不同温度下的晶格变化如何？答：同素异晶转变：金属在固态下，随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象称为同素异晶转变。

纯铁在1538。

C结晶为σ-Fe ,体心立方结构;温度降到1394。

C时，σ-Fe转变为γ-Fe,面心立方结构；降到912。

C时，γ-Fe转变为α-Fe,为体心立方结构3. 从状态图看含碳0.4%、0.9%的碳钢在室温下由哪些组织构成？答：0.4%由铁素体（F）+珠光体（P）0.9%由二次渗碳体（Fe3CⅡ）+珠光体（P）4. 淬火的目的是什么？答：淬火的主要目的是使奥氏体化后的工年获得尽量多的马氏体（或下贝氏体组织），然后配以不同的温度回火获得各种需要的性能。

例如：提高钢件的机械性能,诸如硬度、耐磨性、弹性极限、疲劳强度等，改善某些特殊钢的物理或者化学性能，如增强磁钢的铁磁性，提高不锈钢的耐蚀性等。

5.某弹簧由优质碳素钢制造，应选用什么牌号的钢？应选用怎样的热处理工艺？答：含碳量在0.6%-0.9%之间，65、70、85、65Mn.65Mn淬火+中温回火6.从下列钢号中，估计出其主要元素大致含量20 45 T10 16Mn 40Cr答：0.2%C 、0.45%C、1.0%C,Mn≤0.4%,Si≤0.35、0.16%C,Mn1.2%-1.6% 、0.4%C，0.8-1.1%Cr7.简述铸造成型的实质及优缺点。

答：铸造成型的实质是：利用金属的流动性，逐步冷却凝固成型的工艺过程。

优点：1.工艺灵活生大，2.成本较低，3.可以铸出外形复杂的毛坯缺点：1.组织性能差，2机械性能较低，3.难以精确控制，铸件质量不够稳定4.劳动条件太差，劳动强度太大。

8.合金流动性取决于哪些因素？合金流动性不好对铸件品质有何影响？答：合金流动性取决于 1.合金的化学成分 2.浇注温度 3.浇注压力 4.铸型的导热能力5.铸型的阻力合金流动性不好：产生浇不到、冷隔等缺陷，也是引起铸件气孔、夹渣和缩孔缺陷的间接原因。

材料成型工艺基础
材料成型工艺是指将原材料通过一系列工艺加工操作，变成形状和尺寸符合要求、性能稳定的零件或产品的过程。

常见的材料成型工艺有：
1. 热压成型：将材料加热至一定温度，然后放入模具中进行压制成型。

常见的热压成型工艺有热挤压、热拉伸、热压铸等。

2. 冷压成型：将材料放入模具中进行压制成型，常见的冷压成型工艺有冷挤压、冷拉伸等。

3. 注塑成型：将熔化的塑料注入模具中，通过加压和冷却固化成型。

常见的注塑成型工艺有射出成型、吹塑成型、挤出成型等。

4. 粉末冶金成型：将粉末材料放入模具中，在高压下压制成型，通过烧结或烤模固化成型。

常见的粉末冶金成型工艺有烧结成型、热等静压成型、烤模成型等。

5. 造型成型：将液态、半固态或塑性的材料通过造型工具或手工造型进行成型。

常见的造型成型工艺有砂型铸造、蜡型铸造、压铸等。

以上是常见的材料成型工艺，每种工艺都有各自的特点和适用范围，应根据材料的性质、需求和经济性等因素选择适合的工艺。

材料成型工艺基础第二版课后答案第一章基础知识及成形过程概述1.什么是材料成型？答：材料成型指的是将原材料通过加工、处理、加热等方式进行成形，使得材料达到所需形状和性能。

2.说一下材料成型工艺的分类。

答：材料成型工艺可以分为以下几类：–塑性成型工艺：压力作用下材料产生的塑性变形，如锻造、轧制等。

–粉末冶金成型工艺：利用金属粉末冷压或热压成型的工艺，如烧结、热等静压等。

–熔融成型工艺：利用材料在熔融状态下的流动性，通过浇铸、注射等方式进行成型。

–改性成型工艺：采用化学反应加工原理改变材料物理、化学性质的工艺，如塑料注塑。

3.什么是铸造工艺？其优点和缺点是什么？答：铸造工艺是指通过将熔融的金属或合金倒入到砂型或金属型中，待铸料冷却凝固，再从模具中脱出成型的一种成型工艺。

其优点是生产成本低，生产周期短，可以生产大型、复杂形状的产品，缺点是表面质量不高，存在气孔、缩孔等缺陷，环境污染严重。

4.塑性加工与液态成形有哪些区别？答：塑性加工是利用加工设备施加的力作用下，使金属在塑性变形区进行塑性加工，得到所需形状和性能的工艺。

而液态成形是指借助流动性好的液态金属，在一定压力下流动并在模具中形成所需形状的工艺。

两者的主要区别在于加工状态不同。

第二章塑性成型工艺1.什么是锻造？答：錾造是一种以塑性变形为主要原理加工金属的成型方法，其主要特点是将坯料置于锻机上，在加热的条件下，利用极强的压力和应变率进行加工，从而将金属材料塑性变形成所需形状和性能。

2.筛选一下前端原料中哪些适合锻造加工？答：前端原料中适合锻造加工的有中碳钢、合金钢、不锈钢、铝合金等。

3.什么是冷挤压加工？答：冷挤压是一种以压制变形加工金属为主要特征的加工方法，其主要通过利用压力，使得金属原料在冷态下扭曲、扭转等变形，达到所需的形状和性能的目的。

4.什么是轧制加工？答：轧制加工是一种通过轧辊对金属原材料进行挤压变形而获得所需形状和性能的加工方法。

5.冷挤压和轧制加工有什么区别？答：冷挤压和轧制加工都是塑性加工的一种方法，其主要的区别在于温度不同。

铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中,冷却后获得逐渐的工艺方法。

1、铸造的实质利用了液体的流动形成。

2、铸造的特点A 适应性大(铸件分量、合金种类、零件形状都不受限制)；B 成本低C 工序多，质量不稳定，废品率高D 力学性能较同样材料的锻件差。

力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大,组织疏松, 成份不均匀3、铸造的应用铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂(特别是腔内复杂)或者简单、分量较大的零件毛胚。

1、铸件的凝固(1)铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程.它由晶核的形成和长大两部份组成。

通常情况下,铸件的结晶有如下特点：A 以非均质形核为主B 以枝状晶方式生长为主.结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒. 晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或者混合组织等.(2)铸件的凝固方式逐渐的凝固方式有三种类型:A 逐层凝固B 糊状凝固C 中间凝固2、合金的铸造性能(1)流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。

它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。

生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手：A 选择挨近共晶成份的趋于逐层凝固的合金,它们的流动性好；B 提高浇注温度，延长金属流动时间；C 提高充填能力D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。

(2)收缩性A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中.对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。

适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部份最先凝固，然后朝冒口方向凝固, 最后才是冒口本身的凝固(即顺序凝固方式) ,就把缩孔转移到最后凝固的部位—- 冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。

材料成型工艺根底复习资料13上午九到十一点一号公教楼4071铸件的凝固方式及其影响因素凝固方式：〔l〕逐层凝固方式〔2〕糊状凝固方式〔3〕中间凝固方式影响因素：〔l)合金的结晶温度围：结晶温度围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。

低碳钢近共晶成分铸铁倾向于逐层凝固，高碳钢、远共晶成分铸铁倾向于糊状凝固。

〔2〕逐渐的温度梯度：在合金的结晶温度围已定时，假设铸件的温度梯度↑由小到大，则凝固区由宽变窄，倾向于逐层凝固。

2铸造性能含义及其包括容，充型能力含义，影响合金流动性因素〔合金种类、成分、浇注条件、铸型条件〕铸造性能：合金铸造成形获得优质铸件的能力，、合金的铸造性能：主要指合金的流动性、收缩性和吸收性等充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力。

影响合金流动性因素：〔l)合金的种类。

灰铸铁、硅黄铜流动性最好，铝合金次之，铸钢最差。

〔2〕合金的成分。

同种合金，成分不同，其结晶特点不同，流动性也不同。

〔3〕浇注温度越高，保持液态的时间越长，流动性越好；温度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越强。

在保证充型能力的前提下温度应尽量低。

生产中薄壁件常采用较高温度，厚壁件采用较低浇注温度，〔4〕 l.铸型的蓄热能力越强，充型能力越差2．铸型温度越高，充型能力越好3．铸型中的气体阻碍充型3合金的收缩三阶段，缩孔、缩松、应力、变形、裂纹产生阶段l.收缩。

合金从液态冷却至常温的过程中，体积或尺寸缩小的现象。

合金的收缩过程可分为三阶段〔l〕液态收缩〔2〕凝固收缩〔3〕固态收缩缩孔〔1〕形成条件：金属在恒温或很窄的温度围结晶，铸件壁以逐层凝固方式凝固。

〔2〕产生原因：是合金的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。

〔3〕形成部位：在铸件最后凝固区域，次区域也称热节。

缩松〔1〕形成条件：形成铸件最后凝固的收缩未能得到补足，或者结晶温度围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶兴旺，枝晶骨架将合金液分割开的小区难以得到补缩所致。

铸造部分作业一1、名词解释：铸造、铸型、型芯头、起模斜度、铸造圆角、铸造工艺图答：铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型、冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的成型方法。

铸型：决定铸件形状的容器。

型芯头：（为了在铸型中支承型芯的空腔），模样比铸件多出的突出部分称为型芯头。

起模斜度：凡垂直于分型面的立壁，制造模样时必须留出的一定的倾斜度。

铸造圆角：模样上相交壁的交角处做成的圆弧过渡。

铸造工艺图：按规定的工艺符号或文字，将铸造工艺方案、工艺参数、型芯等绘制在零件图上形成的图。

2、造型方法主要有哪两种答：造型的方法主要有手工造型和机器造型。

3、整模、分模、挖砂、活块、刮板和三箱造型各适用于铸造什么样的零件答：整模造型适合一端为最大截面且为平面的铸件；分模造型适合最大截面在中部的铸件；挖沙造型适合分型面为曲面的单件铸件；活块造型适合单件，小批量生产带有凸出部分难以起模的铸件；刮板造型适合等截面的或回转体的大、中型铸件的单件货小批量生产；三箱造型适合单件、小批量生产具有两个分型面的铸件。

4、为什么铸件的重要加工面在铸型中应朝下答：位于铸型下面的区域由于重力的作用，其质量一般比上面区域的好，将铸件重要加工面在铸型中朝下，可避免重要加工表面出现气孔、砂眼、缩孔、缩松等铸造缺陷。

5、大面积的薄壁铸件应放在铸型的什么位置为什么答：大面积的薄壁铸件应放在铸型的下部或侧面，因为这样可以避免浇不到、冷隔等缺陷。

6、为什么尽量使铸件全部或大部位于同一个砂箱中答：使铸件全部或大部位于同一个砂箱中，可以保证铸件尺寸精度，避免错箱等缺陷。

7、浇注位置选择的原则有哪些答：浇铸位置的选择原则有：（1）铸件的重要加工面或重要工作面应处于底面或侧面；（2）铸件的大平面应尽可能朝下或采用倾斜浇铸；（3）铸件的薄壁部分应放在铸型的下部或侧面；（4）铸件的厚大部分应放在顶部或分型面的侧面。

8、铸型分型面的选择原则是什么答：铸型分型面选择原则有：（1）应保证顺利起模；（2）分型面的数目应尽量少；（3）应尽量减少型芯、活块数量；（4）铸件尽可能放在一个砂箱内，或将重要加工面、加工的基准面放在同一砂箱内。

第一章金属材料与热处理1、常用的力学性能有哪些？各性能的常用指标是什么？答：刚度：弹性模量E强度：屈服强度和抗拉强度塑性：断后伸长率和断面收缩率硬度：冲击韧性：疲劳强度：2、4、金属结晶过程中采用哪些措施可以使其晶粒细化？为什么？答：过冷细化：采用提高金属的冷却速度，增大过冷度细化晶粒。

变质处理：在生产中有意向液态金属中加入多种难溶质点（变质剂），促使其非自发形核，以提高形核率，抑制晶核长大速度，从而细化晶粒。

7、9、什么是热处理？钢热处理的目的是什么？答：热处理：将金属材料或合金在固态范围内采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺。

热处理的目的：强化金属材料，充分发挥钢材的潜力，提高或改善工件的使用性能和加工工艺性，并且可以提高加工质量、延长工件和刀具使用寿命，节约材料，降低成本。

第二章铸造成型技术2、合金的铸造性能是指哪些性能，铸造性能不良，可能会引起哪些铸造缺陷？答：合金的铸造性能指：合金的充型能力、合金的收缩、合金的吸气性；充型能力差的合金产生浇不到、冷隔、形状不完整等缺陷，使力学性能降低，甚至报废。

合金的收缩合金的吸气性是合金在熔炼和浇注时吸入气体的能力，气体在冷凝的过程中不能逸出，冷凝则在铸件内形成气孔缺陷，气孔的存在破坏了金属的连续性，减少了承载的有效面积，并在气孔附近引起应力集中，降低了铸件的力学性能。

6、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些？答：热裂是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。

在金属凝固末期，固体的骨架已经形成，但树枝状晶体间仍残留少量液体，如果金属此时收缩，就可能将液膜拉裂，形成裂纹。

冷裂是在较低温度下形成的，此时金属处于弹性状态，当铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂纹。

防止措施：热裂——合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固原则并改善型砂的退让性。

冷裂——对钢材材料合理控制含磷量，并在浇注后不要过早落砂。

材料成型工艺基础第四版
本章介绍了《材料成型工艺基础第四版》的
内容概要，包括主要议题和研究方法。

还解释了
为什么了解材料成型工艺的基础知识对于从事相
关领域的专业人士至关重要。

本章讨论了材料的物理特性、化学特性以及
机械特性对材料成型过程的影响。

重点介绍了材
料的强度、硬度、塑性等性能的定义和测试方法。

本章介绍了材料成型的基本原理和工艺，包
括热成型、冷成型、压力成型等各种成型工艺的
原理和应用。

还讨论了材料成型过程中的能量转
化和热力学原理。

本章详细介绍了常见的材料成型工艺，如锻造、压铸、注塑、挤压等，并讨论了它们的工艺特点、应用范围以及材料选择的考虑因素。

本章探讨了材料成型工艺中可能遇到的问题和挑战，包括材料变形、表面缺陷、工艺参数优化等方面的内容。

还提供了解决这些问题的一些建议和方法。

本章展望了材料成型工艺的发展趋势，包括新材料的应用、先进技术的发展以及自动化和智能化生产的推动等方面的内容。

还讨论了未来材料成型工艺可能面临的挑战和机遇。

本章展望了材料成型工艺的发展趋势，包括新材料的应用、先进技术的发展以及自动化和智能化生产的推动等方面的内容。

还讨论了未来材料成型工艺可能面临的挑战和机遇。

工程材料及成型工艺基础
工程材料
1. 金属材料
金属材料是各种工程材料中使用最广泛的一类，其具有较高的强度和
韧性，良好的导电导热性能，以及良好的可加工性。

常见的金属材料
包括钢材、铝材、铜材和锌材等。

2. 非金属材料
非金属材料的应用范围也非常广泛，包括了塑料、陶瓷、橡胶、玻璃、复合材料等。

这类材料的主要特点是密度小，比强度高，电绝缘性能好，耐腐蚀能力强。

3. 复合材料
复合材料是由两种或两种以上的不同材料组合而成的材料，常见的包
括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。

它具有较高的强度、韧性、耐腐蚀能力以及耐磨性，但价格较高。

成型工艺
1. 焊接
焊接是两个工件通过熔化，使两个工件之间形成稳定的结合方式。

常
见的焊接方法包括电弧焊、气体保护焊和激光焊等。

2. 铸造
铸造是将液态金属或合金注入到预制的模具中，冷却凝固形成所需形状的成型方法。

常见的铸造形式有砂型铸造、永久模铸造和压铸等。

3. 塑料加工
塑料加工是指将塑料在加热的状态下挤压、吹塑、注塑等方式在模具中成型。

常用的加工方法有挤出成型、挤压成型以及注塑成型等。

4. 机械加工
机械加工是指通过旋转或移动切削工具对工件进行切削、加工和成型的过程。

常见的机械加工方法包括车削、铣削和钻孔等。

5. 热处理
热处理是通过加热和冷却的方式改变金属材料的组织结构和性能，可以使金属材料具有更好的耐腐蚀性、韧性和强度。

常见的热处理方法包括淬火、退火和正火等。