材料成型基本原理期末考试总结

7.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。

9.何谓合金的收缩，影响合金收缩的因素有哪些？答：合金的收缩：合金在浇注、凝固直至冷却到室温的过程中体积或缩减的现象影响因素：1.化学成分2 浇注温度 3.铸件的结构与铸型条件11.怎样区别铸件裂纹的性质？用什么措施防止裂纹？答：裂纹可以分为热裂纹和冷裂纹。

热裂纹的特征是：裂纹短、缝隙宽，形状曲折，裂纹内呈氧化色。

防止方法：选择凝固温度范围小，热裂纹倾向小的合金和改善铸件结构，提高型砂的退让。

冷裂纹的特征是：裂纹细小，呈现连续直线状，裂缝内有金属光泽或轻微氧化色。

防止方法:减少铸件内应力和降低合金脆性，设置防裂肋13.灰铸铁最适合铸造什么样的铸件？举出十种你所知道的铸铁名称及它们为什么不用别的材料的原因。

答：发动机缸体，缸盖，刹车盘，机床支架，阀门，法兰，飞轮，机床，机座，主轴箱原因是灰铸铁的性能：[组织]：可看成是碳钢的基体加片状石墨。

按基体组织的不同灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁；铁素体一珠光体基体灰铸铁；珠光体基体灰铸铁。

[力学性能]：灰铸铁的力学性能与基体的组织和石墨的形态有关。

灰铸铁中的片状石墨对基体的割裂严重，在石墨尖角处易造成应力集中，使灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢，但抗压强度与钢相当，也是常用铸铁件中力学性能最差的铸铁。

同时，基体组织对灰铸铁的力学性能也有一定的影响，铁素体基体灰铸铁的石墨片粗大，强度和硬度最低，故应用较少；珠光体基体灰铸铁的石墨片细小，有较高的强度和硬度，主要用来制造较重要铸件；铁素体一珠光体基体灰铸铁的石墨片较珠光体灰铸铁稍粗大，性能不如珠光体灰铸铁。

PS：各位备考兄台，由于时间有限，这里只将本次材料成型原理考试的最重要的内容做了一个小结，细节部分仍需看教材，这里仅包含老师点过的重点，如有遗漏欢迎补充，并分享。

By Jerry Wei2009年光棍节巨献材料成型基本原理重点考试内容总结第一章液态金属的结构和性质1）液态金属的特征：近程有序，而远程无序。

2）物质或系统的能量总是趋向保持最小状态，是自然界的普遍规律。

3) 金属内部的三大起伏极其特征：液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低，同一原子的能量也在同一时间随时间不停地变化，时高时低，这种现象叫做“能量起伏”。

液态金属是由大量不停游动着的原子团簇组成，団簇内为某种有序结构，団簇周围是一些散乱无序的原子，这种现象叫做“结构起伏”。

由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易结合在一起，把别的原子排挤到别处，表现为游动原子团之间存在成份的差异，而这种局域成份不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象称为“浓度起伏”。

4）表面张力是表面平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

5）表面张力大小可以用湿润角来表示，湿润表示两物体间的亲和力大，反之，亲和力小，当角度小于90度时候，表现为湿润，大于90度时为不湿润。

6）液态金属的流动性随着结晶温度范围的增大而下降。

7）影响铸型冲型能力的因素：第一，金属性质方面的因素。

第二，铸型性质方面的因素。

第三，浇注条件的因素。

第四，铸件结构方面的因素。

教材358）热流密度：单位时间内通过单位面积的热量。

9）热传导过程中的热流密度的大小于该部位的温度梯度成正比。

10）铸件的凝固方式的分类：根据固液相区的宽度，分为逐层凝固，中间凝固以及体积凝固方式。

11）当温度梯度很大时候，固液相区的较窄，合金近逐层凝固方式，当温度较为平坦时候，近体积凝固方式。

12）焊接中温度场的特点：第一，焊接温度增加，焊接场的能量增加。

第二，焊接温度增加，焊接场越宽。

简答题1实际液态金属的结构实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇、空穴所组成，同时也含有各种固态、液态或气态杂质或化合物，而且还表现岀能量、结构及浓度三种起伏特征，其结构相当复杂。

2 液态金属表面张力的影响因素1）表面张力与原子间作用力的关系：原子间结合力uO T-表面内能T P表面自由能T-表面张力T2）表面张力与原子体积（S3成反比，与价电子数Z 成正比3 ）表面张力与温度：随温度升高而下降4 ）合金元素或微量杂质元素对表面张力的影响。

向系统中加入削弱原子间结合力的组元，会使uO减小，使表面内能和表面张力降低。

3简述大平板铸件凝固时间计算的平方根定律T =2/K2，即金属凝固时间与凝固层厚度的平方成正比。

K 为凝固系数，可由试验测定。

当凝固结束时，E为大平板厚度的一半。

4铸件凝固方式的分类（3分）根据固、液相区的宽度，可将凝固过程分为逐层凝固方式与体积凝固方式（或糊状凝固方式）。

当固液相区很窄时称为逐层凝固方式，反之为体积凝固方式。

固液相区宽度介于两者之间的称为中间凝固方式”。

5简述Jackson因子与界面结构的关系Jackson因子a可视为固一液界面结构的判据：凡aW2勺物质，晶体表面有一半空缺位置时自由能降低，此时的固一液界面形态被称为粗糙界面，大部分金属属于此类；凡属a >5的物质凝固时界面为光滑面，有机物及无机物属于此类；a =2〜5的物质，常为多种方式的混合，Bi、Si、Sb等属于此类。

6试写出固相无扩散，液相只有有限扩散”条件下成分过冷”的判据，并分析哪些条件有助于形成成分过冷”。

固相无扩散，液相只有有限扩散”条件下成分过G m L C°（1-K。

）—< --------------------冷”的判据：R D L K o下列条件有助于形成成分过冷”：（1）液相中温度梯度G L小，即温度场不陡。

⑵晶体生长速度快（R大）。

（3）液相线斜率m L大。

.材料成型力学原理部分第十四章金属塑性变形的物理基础1、塑形成形：利用金属的塑性，使金属在外力作用下成形的一种加工方法，亦称金属塑性加工或金属压力加工。

2、金属塑性成形的优点：生产效率高、材料利用率高、组织性能亦改变、尺寸精度高。

3、塑性成形工艺：锻造、轧制、拉拔、挤压、冲裁、成型4、金属冷塑形变形的形式：1、晶内变形：滑移和孪生2、晶间变形：晶粒间发生相互滑动和转动5、加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升，为了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。

（指应变对时间的变化率）6、热塑性变形时金属组织和性能的变化1、改善晶粒组织2、锻合内部缺陷3、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布4、形成纤维组织5、改善偏析7、织构的理解：多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构。

8、细化晶粒：1、晶粒越细小，利于变形方向的晶粒越多2、滑移从晶粒内发生止于晶界处，晶界越多变形抗力越大9、热塑性变形机理：晶内滑移、晶界滑移和扩散蠕变10、塑性：不可逆变形，表征金属的形变能力11、塑性指标：金属在破坏前产生的最大变形程度12、影响塑性的因素：1、化学成分和合金成分对金属塑性的影响2、组织状态对金属塑性的影响3、变形温度4、应变速率5、应力状态13、单位流动压力P：接触面上平均单位面积上的变形力14、碳和杂质元素的影响碳：其含量越高，塑性越差；磷：冷脆；硫：热脆性；氧：热脆性；氮：时效脆性、蓝脆、气孔；氢：氢脆、白点、气孔和冷裂纹等15、合金元素的影响：塑性降低硬度升高16、金属组织的影响（1）晶格类型（2）晶粒度（3）相组成(4)铸造组织17、变形温度对金属塑性的影响：对大多少金属而言，总的趋势是随着温度升高，塑性增加。

但是这种增加并不是线性的，在加热的某些温度区间，由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。

（蓝脆区和热脆区）18、变形抗力：指金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力一般用接触面上平均单位面积变形力来表示，又称单位面积上的流动压力19、质点的应力状态：变形体内某点任意截面上应力的大小和方向20、对变形抗力的影响因素：①化学成分：纯金属和合金②组织结构：组织状态、晶粒大小和相变③变形温度④变形程度：加工硬化⑤变形速度⑥应力状态21、金属的超塑性：细晶超塑性、相变超塑性第十五章应力分析1、研究塑性力学时的四个假设：①连续性假设：变形体不存在气孔等缺陷②匀质性假设:质点的组织、化学成分等相同③各向同性假设④体积不变假设2、质点：有质量但不存在体积或形状的点3、内力：在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作用的力。

名词解释1溶质平衡分配系数；特定温度T*下固相合金成分浓度C*S与液相合金成分C＊L达到平衡时的比值。

2缩孔：纯金属火共晶合金铸件中最后凝固部位形成的大而集中的孔洞;缩松：具有宽结晶温度温度范围的合金铸件凝固中形成的细小而分散的缩孔；3沉淀脱氧：将脱氧元素（脱氧剂）溶解到金属液中以FeO直接进行反应而脱氧,把铁还原的方法.4均质形核：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，所以也成“自发形核”(实际生产中均质形核是不太可能的)非均质形核:依靠外来质点或型壁界面而提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”或“非自发形核”。

5.简单加载：是指在加载过程中各应力分量按同一比例增加，应力主轴方向固定不变。

6.冷热裂纹:冷裂纹是指金属经焊接或铸造成形后冷却到较低温度时产生的裂纹，热裂纹是金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的开裂现象7.最小阻力定律：当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。

填空1。

动力学细化四个内容：铸型振动、超声波振动、液相搅拌、流变铸造2.铸件宏观凝固组织一般包括表层细晶粒区、中间柱状晶区和内部等轴晶区三个不同的形态的晶区3.细化铸件宏观凝固组织的措施有合理地控制浇注工艺和冷却条件、孕育处理、动力学细化等三个方面4.微观偏析的两种主要类型为晶内偏析与晶界偏析，宏观偏析按由凝固断面表面到内部的成分分布，有正常偏析与逆偏析两类5。

铸造过程中的气体主要来源是熔炼过程和浇注过程和铸型6.我们所学的特殊条件下的凝固包括快速凝固和失重条件下凝固和定向凝固7。

液态金属（合金）凝固的驱动力由过冷度提供,而凝固时的形核方式有：均质形核和非均质形核两种8.晶体的生长方式有连续生长和台阶方式生长两种9.凝固过程的偏析可分为：微观偏析和宏观偏析两种10.液体原子的分布特征为：长程无序，短程有序,即液态金属原子团的结构更类似于固态金属11.Jakson因子α可以作为固液界面微观结构的判据，凡α〈=2的晶体，其生长界面为粗糙，凡α〉5的晶体，其生长界面为光滑12.液态金属需要净化的有害元素包括碳氧硫磷13.塑形成形中的三种摩擦状态分别是干摩擦、流体摩擦、边界摩擦14.对数应变的特点是具有真实性、可靠性、和可加性15。

1、金属三种晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

2、晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。

位错属于线缺陷。

3、材料抵抗外物压入其表面的能力称为硬度。

HRC表示洛氏硬度，HB表示布氏硬度，HV维氏硬度4、金属塑性加工性能用塑性和变形抗力衡量。

5、铸造应力分为：热应力和机械应力。

其中热应力属于残余应力。

6、单相固溶体压力加工性能好，共晶合金铸造加工性能好。

7、金属经过冷塑性变形后强度提高，塑性降低的现象称为形变强化。

8、铸造性能是指：流动性和收缩性。

9、板料冲压成形基本工序：分离工序和成形工序两大类。

10、工艺选择四条基本原则：①使用性能足够原则②工艺性能良好原则③经济性能合理原则④材料、成形工艺、零件结构相适应原则。

11、HT200是灰铸铁材料，其中200表示：最低抗拉强度为200MPa。

12、确定钢淬火加热温度的基本依据是：Fe-3C相图。

13、为保证铸造质量，顺序凝固适合于：缩孔倾向大的铸造合金。

14、锤上锻模时，锻件最终成型是在终锻模膛中完成的，切边后才符合要求。

15、材料45钢、T12、20钢、20Gr.中，焊接性能最好的是20钢（含碳量越高，焊接性能越差）16、机床床身用灰铸铁铸造成型17、固溶体分为：置换固溶体和间隙固溶体18、金属件化合物：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。

19、塑性衡量：伸长率和断面收缩率。

20、晶粒大小：①常温下晶粒越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

②晶粒大小与形核率和长大速度有关③影响因素：过冷度和难溶杂质④细化晶粒：增大过冷度，变质处理。

机械搅拌21、单相固溶体合金塑性好，变形抗力好，变形均匀，不易开裂，加工性能好22、单相固溶体塑性变形形式：滑移和孪生23、退火：目的：1,、降低硬度，改善切削加工性2、消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向3、细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

完全退火：适用于亚共析钢，锻件及焊接件。

加热到Ac3以上使奥氏体化，作用：使加热过程中造成的粗大不均匀组织均匀细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除内应力。

《材料成形原理》期末考试复习焊接成形部分一、名词解释：焊接热影响区；长渣；短渣；先期脱氧；沉淀脱氧；熔合比；残余应力；残余变形；裂纹；热裂纹；冷裂纹；扩散氢；熔合区；区域偏析；微观偏析。

二、问答题：1. 简述焊接区气体的来源？2. 简述氢对焊缝组织性能的影响？3. 简述熔渣在焊接过程中的作用？4. 简述焊接时选用脱氧剂的原则及其主要反应方程式？5. 简述凝固裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？6. 简述冷裂纹的种类、特征、影响因素、形成机理及防止措施？塑形成形部分1、已知变形体某点的应力状态为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=40000104004070ij σ（MPa ） 1）、求出主应力1σ、2σ、3σ和球应力张量，偏应力张量，并画出应力莫尔圆。

2）、求出主切应力，最大切应力m ax τ和等效应力σ之值各为多少。

解：1）主应力特征方程为：400010*******=---σσσ按第3行展开得：()01040407040=---σσσ()()()[]0401070402=--⋅--σσσ ()()0160070080402=-+--σσσ ()()090080402=---σσσ()()()0109040=+--σσσ解方程得：901=σ，402=σ，103-=σ403=++=zy x m σσσσ球应力张量为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⋅400004000040ij m δσMPa 偏应力张量为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⋅-=0000304004030'ij m ij ij δσσσMPa 应力莫尔圆为：2）主切应力为：2522112±=-±=σστMPa 2523223±=-±=σστMPa5023113±=-±=σστMPa50max =τMPa()()()6.8635021213232221≈=-+-+-=σσσσσσσMPa2、一薄壁管，内径φ80mm ，壁厚4mm ，承受内压p ，材料的屈服点为200=s σMPa ，现忽略管壁上的径向应力（即设0=ρσ）。

第2章铸造定义：熔炼金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成形方法包括砂型铸造和特种铸造两大类优点：工艺适应性强，铸件的结构形状和尺寸和大小几乎不受限制，常用的合金都能铸造；原材料来源广泛，价格低廉，设备投资较少应用：适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯，尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。

缺点：工艺因素影响较大，铸件易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷，组织疏松，晶粒粗大。

质量不稳定，一般情况下，铸件的力学性能远不及塑性成形件金属液的充型能力：金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状、准确的铸件的能力。

充型能力差的液态合金易产生浇不到和冷隔等缺陷。

取决于液态金属的流动性、铸型条件、浇注条件1.金属的流动性：金属液本身的流动能力，流动性好则充型能力强，易于获得轮廓清晰、壁薄而形状复杂的铸件，且易于防止各类铸造缺陷。

衡量：螺旋型流动试样长度影响金属流动性本质因素(1)合金成分：共晶成分和纯金属最好(2)合金的质量热容、密度和热导率：质量热容和密度大，含热量大；流动性好热导率小，散热慢；流动性好影响金属流动性本质因素2．铸型条件铸型的蓄热系数：其值越大，激冷能力越强，金属液保持液态的时间就较短，充型能力越低选用蓄热系数小的造型材料，在型腔壁喷涂料铸型温度：铸型的温度越高，金属液冷却就越慢，保持液态时间就越长铸型中的气体：形成影响充型的气体阻力3．浇注条件浇注温度：浇注温度高，金属液的粘度低，保持液态的时间长。

若温度过高，增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向充型压力：充型压力越大，流动性就越好。

充型压力过大，会造成金属飞溅加剧氧化，及因气体来不及排出而产生气孔、浇不到等缺陷。

注：铸件的结构过于复杂、壁厚过小等，也使金属液充型困难铸型从金属液吸收并储存热量的能力金属的收缩特性：收缩指铸造合金从液态凝固和冷却至室温过程中产生的体积和尺寸的缩减。

收缩较大的合金易产生缩孔、缩松缺陷，以及因铸造应力的出现而易产生变形、裂纹等铸造缺陷。

工程材料及成型技术复习要点第二章材料的性能1、材料静态、动态力学性能有哪些？静态力学性能有弹性、刚性、强度、塑性、硬度等；动态力学性能有冲击韧性、疲劳强度、耐磨性等。

2、材料的工艺性能有哪些？工艺性能有铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。

3、钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中发现轴的弹性弯曲变形过大用45钢，试问是否可改用40Cr或通过热处理来减少变形量？为什么？答：不可以；因为轴的弹性弯曲变形过大是轴的刚度低即材料的弹性模量过低和轴的抗弯模量低引起的。

金属材料的弹性模量E主要取决与基体金属的性质，与合金化、热处理、冷热加工等关系不大（45钢和40Cr弹性模量差异不大）。

4、为什么疲劳裂纹对机械零件存在着很大的潜在危险？第三章金属的结构与结晶1、金属常见的晶体结构有哪些？体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。

2、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对金属的性能有何影响？有点缺陷、线缺陷、面缺陷；点缺陷的存在（使周围原子间的作用失去平衡，原子需要重新调整位置，造成晶格畸变，从而）使材料的强度和硬度提高，塑性和韧性略有降低，金属的电阻率增加，密度也发生变化，此外也会加快金属中的扩散进程。

线缺陷也就是位错，位错的增多，会导致材料的强度显著增加；但是，塑性变形主要位错运动引起的，因此阻碍位错运动是金属强化重要途径。

面缺陷存在，会产生晶界和亚晶界，其原子排列不规则，晶格畸变大，晶界强度和硬度较高、熔点较低、耐腐蚀性较差、扩散系数大、电阻率较大、易产生內吸附、相变时优先形核等。

3、铸锭的缺陷有哪些？有缩孔和疏松、气孔、偏析。

4、如何控制晶粒大小？增大过冷度、变质处理、振动和搅拌。

5、影响扩散的因素有哪些？温度、晶体结构、表面及晶体缺陷（外比内快）。

间隙、空位、填隙、换位四种扩散机制6、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？柱状晶区是由外往内顺序结晶的，组织较致密，有明显的各向异性，进行塑性变形时柱状晶区易出现晶间开裂。

材料成型原理复习总结名词解释：1溶质平衡分配系数：定义为特定温度下固相合金成分浓度与液相合金成分浓度达到平衡时的比值。

2液态金属的充型能力:充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力。

3孕育处理：是在浇注之前或者浇注过程中向液态金属中添加少量物质以达到细化晶粒，改善宏观组织目的的一种工艺方法。

4最小阻力定律：当变形体质点有可能沿不同方向移动时，则物体各质点将沿着阻力最小的方向移动。

5金属的超塑性：所谓超常的塑性变形行为，具有均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百，甚至几千，这就是金属的超塑性6定向凝固原则：就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，尔后是靠近你冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。

7偏析：合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀的现象称为偏析。

8平衡凝固：是指液，固相溶质成分完全达到平衡状态图对应温度的平衡成分。

9相变应力：具有固态相变的合金，若各部分发生相变的时刻及相变的程度不同，其内部就可能产生应力，这种应力就成为相变引力。

10晶体择优生长：在发展成为柱状晶组织的过程中需要淘汰取向不利的晶体，这个互相竞争淘汰的晶体生长过程称为晶体的择优生长。

简答题1.简述金属压力加工（塑性成形）的特点和应用。

答：1生产效率高。

（适用于大批量生产）2.改善了金属的组织和结构（钢锭内部的组织缺陷经塑性变形后组织变得致密，夹杂物被击碎；与机械加工相比，金属的纤维组织不会被切断，因而结构性能得到提高）3材料的利用率高（无切削，只有少量的工艺废料，因此利用率高）4尺寸精度高（精密锻造，精密挤压，精密冲裁零件，可以达到不需要机械加工就可以使用的程度）应用：金属的塑性加工在汽车，拖拉机，船舶，兵器，航空和家用电器等行业都有广泛的应用。

2．什么是缩孔和缩松？请分别简述这两种铸造缺陷产生的条件和基本原因。

答：铸件在凝固的过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞.容积大而集中的孔洞称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。

材料成形技术基础知识点总结1.材料成形的基本原理：材料成形是通过施加外力使材料发生形状和/或尺寸改变的过程。

常见的成形方法包括压力成形、热成形、热力复合成形等。

不同的成形方法有不同的原理和适用范围，可以选择最适合的方法进行成形。

2.压力成形技术：压力成形是指通过施加压力使材料发生形状和/或尺寸改变的成形方法。

常见的压力成形技术包括锻造、压力铸造、挤压、拉伸、冲压等。

这些技术可以用于加工金属材料和非金属材料，具有高效率和高精度的特点。

3.热成形技术：热成形是指通过加热材料使其变软，然后进行形状和/或尺寸改变的成形方法。

常见的热成形技术包括热压缩、热拉伸、热挤压、热转锻等。

热成形可以用于加工高温材料和难塑料材料，可以提高材料的可塑性和改善成形效果。

4.热力复合成形技术：热力复合成形是指通过加热和施加压力使两个或多个材料发生结合的成形方法。

常见的热力复合成形技术包括焊接、热压焊、热胶合等。

这些技术可以用于加工复合材料，可以获得更强的接合强度和更好的接合效果。

5.材料成形工艺的设计：材料成形工艺的设计是指根据产品的要求和材料的性能选择合适的成形方法，并确定合理的工艺参数。

工艺参数包括温度、压力、速度等，对成形效果和产品质量具有重要影响。

工艺设计需要考虑材料的可塑性、成形难度、成形精度等因素，可以通过实验和数值模拟来优化设计。

6.材料成形工具的设计与制造：材料成形工具是实现成形过程的重要设备，需要根据产品的形状和尺寸设计相应的工具。

工具设计包括毛坯设计、凸模设计、模具结构设计等。

材料成形工具的制造需要精密的加工工艺和高质量的材料，可以采用数控加工、电火花等先进技术来提高工具的精度和寿命。

7.材料成形过程的监测与控制：材料成形过程需要对温度、压力、力量、速度等进行监测和控制，以确保成形效果和产品质量的稳定。

常用的监测和控制技术包括传感器、自动控制系统等。

这些技术可以实时监测成形过程的参数，并根据需求调整工艺参数，以达到最佳的成形效果。

⼯程材料与成型技术基础复习总结.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。

⽂档资料Word.15.原⼦在空间呈规则排列的固体物质称为晶体，晶体具有固定的熔点。

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。

大学《材料成形基本原理》期末复习知识点及期末考试真题解析目录《材料成形基本原理》复习知识点 (1)《材料成形基本原理》练习题 (6)上海交通大学《材料成型原理》期末考试试卷A及答案解析 (10)上海交通大学《材料成型原理》期末考试试卷B及答案解析 (13)哈尔滨工业大学《材料成形基本原理》期末考试试题 (16)《材料成形基本原理》复习知识点1过冷度：金属的理论结晶温度和实际结晶温度的差值2均质形核：在没有任何外来的均匀熔体中的形核过程3异质形核：在不均匀的熔体中依靠外来杂质或者型壁面提供的衬底进行形核的过程4异质形核速率的大小和两方面有关，一方面是过冷度的大小，过冷度越大形核速率越快。

二是和界面有关界面和夹杂物的特性形态和数量来决定，如果夹杂物的基底和晶核润湿，那么形核速率大。

5形核速率：在单位时间单位体积内生成固相核心的数目6液态成型：将液态金属浇入铸型之，凝固后获得具有一定形状和性能的铸件或者铸锭的方法7复合材料：有两种或者两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成一种多相固体8定向凝固：使金属或者合金在熔体中定向生长晶体的方法9溶质再分配系数：凝固过程当中，固相侧溶质质量分数和液相侧溶质质量分数的比值10流动性是确定条件下的充型能力，液态金属本身的流动能力叫做流动性11液态金属的充型能力是指液态金属充满铸型型腔获得完整轮廓清晰的铸件能力影响充型能力的因素：（1）金属本身的因素包括金属的密度、金属的比热容、金属的结晶潜热、金属的粘度、金属的表面张力、金属的热导率金属的结晶特点。

（2）铸型方面的因素包括铸型的蓄热系数、铸型的温度、铸型的密度、铸型的比热容、铸型的涂料层、铸型的透气性和发气性、铸件的折算厚度（3）浇注方面的因素包括液态金属的浇注温度、液态金属的静压头、浇注系统中的压头总损失和。

12影响液态金属凝固过程的因素：主要因素是化学成分冷却速度是影响凝固过程的主要工艺因素液态合金的结构和性质以及冶金处理（孕育处理、变质处理、微合金化）等对液态金属的凝固也有重要影响13液态金属凝固过程当中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流，自然对流是由于密度差和凝固收缩引起的流动，由密度差引起的对流成为浮力流。

材料成型基本原理知识点总结1. 引言材料成型是指通过对原材料进行加工和塑形，使其获得特定的形状和性能。

材料成型在工业生产中起着至关重要的作用。

本文将介绍材料成型的基本原理及常见的成型方法，帮助读者对材料成型过程有更深入的了解。

2. 塑性变形塑性变形是材料成型的基本原理之一。

在塑性变形过程中，材料会受到外力的作用，原子、分子和晶粒发生移动和重排，从而改变材料的形状。

塑性变形的主要特点是可逆性，即材料在去除外力后可以恢复原来的形状。

常见的塑性变形过程包括挤压、拉伸、压延和锻造等。

挤压是将材料通过模具挤压成所需形状的过程。

拉伸是将材料拉长并变细的过程。

压延是将材料通过辊压变薄的过程。

锻造是通过对材料施加冲击力使其变形成所需形状的过程。

塑性变形的成功与否取决于材料的塑性性能、变形条件和成型方法等因素。

3. 热变形热变形是利用材料在高温条件下的塑性变形特性进行成型的一种方法。

通过加热材料可以降低其流动应力，有利于成型过程中的塑性变形。

常见的热变形方法包括热挤压、热拉伸、热轧和热锻等。

热挤压是将加热至一定温度的材料通过模具挤压成所需形状的过程。

热拉伸是将加热至一定温度的材料拉伸成所需形状的过程。

热轧是将加热至一定温度的材料通过辊压变薄的过程。

热锻是将材料加热至一定温度并施加冲击力使其变形成所需形状的过程。

热变形的优点是可降低变形应力、改善材料的塑性、提高成形精度。

但是，热变形过程中需注意控制温度和冷却速度，以避免材料过热或过冷引起材料性能的改变。

4. 化学变形化学变形是指在化学反应过程中，材料的形状和结构发生变化。

化学变形常见的方法有溶胶-凝胶法、沉积法和电化学沉积等。

溶胶-凝胶法是通过将溶胶溶液中的成分凝胶化，使其形成固体凝胶。

固体凝胶可以通过进一步的热处理或压制成所需的形状。

沉积法是将溶液中的溶质通过化学反应沉积在衬底上形成薄膜或形状。

电化学沉积是利用电化学反应使溶液中的溶质在电极表面沉积成薄膜或形状。

材料成型力学原理部分第十四章金属塑性变形的物理基础1、塑形成形：利用金属的塑性，使金属在外力作用下成形的一种加工方法，亦称金属塑性加工或金属压力加工。

2、金属塑性成形的优点：生产效率高、材料利用率高、组织性能亦改变、尺寸精度高。

3、塑性成形工艺：锻造、轧制、拉拔、挤压、冲裁、成型4、金属冷塑形变形的形式：1、晶内变形：滑移和孪生2、晶间变形：晶粒间发生相互滑动和转动5、加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升，为了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。

（指应变对时间的变化率）6、热塑性变形时金属组织和性能的变化1、改善晶粒组织2、锻合内部缺陷3、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布4、形成纤维组织5、改善偏析7、织构的理解：多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构。

8、细化晶粒：1、晶粒越细小，利于变形方向的晶粒越多2、滑移从晶粒内发生止于晶界处，晶界越多变形抗力越大9、热塑性变形机理：晶内滑移、晶界滑移和扩散蠕变10、塑性：不可逆变形，表征金属的形变能力11、塑性指标：金属在破坏前产生的最大变形程度12、影响塑性的因素：1、化学成分和合金成分对金属塑性的影响2、组织状态对金属塑性的影响3、变形温度4、应变速率5、应力状态13、单位流动压力P：接触面上平均单位面积上的变形力14、碳和杂质元素的影响碳：其含量越高，塑性越差；磷：冷脆；硫：热脆性；氧：热脆性；氮：时效脆性、蓝脆、气孔；氢：氢脆、白点、气孔和冷裂纹等15、合金元素的影响：塑性降低硬度升高16、金属组织的影响（1）晶格类型（2）晶粒度（3）相组成(4)铸造组织17、变形温度对金属塑性的影响：对大多少金属而言，总的趋势是随着温度升高，塑性增加。

但是这种增加并不是线性的，在加热的某些温度区间，由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。

（蓝脆区和热脆区）18、变形抗力：指金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力一般用接触面上平均单位面积变形力来表示，又称单位面积上的流动压力19、质点的应力状态：变形体内某点任意截面上应力的大小和方向20、对变形抗力的影响因素：①化学成分：纯金属和合金②组织结构：组织状态、晶粒大小和相变③变形温度④变形程度：加工硬化⑤变形速度⑥应力状态21、金属的超塑性：细晶超塑性、相变超塑性第十五章应力分析1、研究塑性力学时的四个假设：①连续性假设：变形体不存在气孔等缺陷②匀质性假设:质点的组织、化学成分等相同③各向同性假设④体积不变假设2、质点：有质量但不存在体积或形状的点3、内力：在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作用的力。

1、确定下列铸件的分型面。

方案I:φ125两圆台凸起妨碍拔模，轴头孔型芯头复杂，安放有困难；方案II:底部A 处妨碍拔模，有错箱可能；方案III:仅有错箱可能，方案可行；方案IV:分型面处有圆弧，需要挖砂，顶部圆台妨碍拔模。

两方案均可行，但I 方案存在错箱可能。

该零件不算太高，故方案II 稍好，从冒口安放来看，II 方案容易安放（在中间）。

方案I ： 分型面为曲面，不利于分型。

方案II ：分型面在最大截面处，且为平面，方案可行。

II I IIIIV A A IIII II两方案均可，但型芯头形状不同。

中心孔应铸出，以防缩孔。

但因孔较小，型芯较细，应采用油砂芯为好，干强度高且容易清理，内孔光滑。

2、下列铸件有哪几种分型面？大批量生产中应选哪一种？为什么？应采用方案I ，方案II 型芯稳定，但φ40凸台妨碍拔模。

大批量生产条件中应采用II 方案，在一个砂型中同时铸出偶数个铸件，两两相对安放，每两个件用一个型芯，可避免型芯处于悬臂状态。

3、说明结构斜度、拔模斜度及其区别。

下面铸件结构是否合理？应如何改正？在零件设计中所确定的非加工表面斜度为结构斜度。

而在绘制铸造工艺图中加在垂直分型面的侧面所具有的斜度称为拔模斜度，以使工艺简化和保证铸件质量。

图中铸件之孔和外圆面应具有斜度才合理。

如果外表面加工则在加上加工余量后再加上部分金属使其具有斜度。

I II IIIIII4、确定下图铸件的热节部位，在保证尺寸H和孔径的前提下，如何使铸件的壁厚尽量均匀？a) 热节示意b) 修改方案图a)所示是该铸件热节部位，图b)所示是在保证尺寸H和孔径的前提下，为使铸件的壁厚尽量均匀而进行的修改。

5、对下图铸件结构工艺性不合理的地方，进行修改，并说明理由。

(a) (b) (c)图(a)的上表面的2个外圆角处阻碍起模，应改为直角。

图(b)的凸台结构阻碍起模，应改为如图直通结构。

图（c）结构垂直于分型面的侧壁上的凸台防碍起模，必须用活块或型芯，改正可参考图（b）(a) (b)6、请修改下列铸件的结构，并说明理由。

一、三选二，一个名词解释，一个分析题凝固成型：将满足化学成分和温度要求的液态金属（合金）在重力场或其他外力的作用下引入预制好的型腔中，经冷却使其凝固成为具有型腔形状和相应尺寸的固体制品的方法。

优点：1.可以生产出形状复杂的零件毛坯，如各种箱体、床身、机架等。

2.铸造生产的适用性广，工艺灵活性大。

3. 成本较低，铸造用原材料大都来源广泛，价格低廉。

缺点：1.铸件内部组织疏松、晶粒粗大，2.常有缩孔、缩松、气孔等铸造缺陷，2.力学性能较低，使得铸件质量不够稳定，废品率高。

应用范围：形状复杂，体积较大的铸件，各种箱体、床身、机架塑性成型：将金属或合金在加热或常温状态下，施加一定的外力使其产生塑性变形而达到具有一定形状和表面尺寸精度的产品的加工方法。

优点：1.改善金属组织，提高金属的力学性能；2.节约金属，切削加工时，提高金属材料的利用率；3.具有较高的劳动生产率；4.适应性广缺点：1.锻件的结构工艺性要求高，内腔复杂零件难以锻造；2.锻造毛坯的尺寸精度不高，一般需要切削加工；3.需重型机器设备和较复杂模具，设备费用和周期长；4.生产现场劳动条件较差。

应用范围：板料冲压，体积成型（铸造）焊接成型：利用各种形式的能量使被连接的两个表面产生原子间的结合而成为一体的成型方法。

其过程涉及热过程、物理化学冶金过程和应力应变。

优点：1.焊接生金属材料，结构重量轻。

2.能制造重型、复杂的机械零部件，简化铸造、锻造及切削加工工艺。

3.焊接接头不仅具有良好的力学性能，还具有良好的密封性。

4.能够制造双金属结构，使材料的性能得到充分利用。

5.可实现不同材料的连接成型，是不可拆卸的永久性连接。

缺点：1.焊接结构不可拆卸，给维修带来不便；2.焊接结构中存在焊接应力和变形；3.接头的组织性能往往不均匀，并会产生裂纹、夹渣、气孔等焊接缺陷，从而引起应力集中，降低连接件的承载能力。

应用范围：适用于碳钢、低合金钢、耐热钢、不锈钢及多种有色金属焊接适用于中厚板结构的长焊缝的焊接二、三选一，名词解释晶体：凡是原子在空间呈规则的周期性重复排列的物质称为晶体。

期末考试复习题型：1.单项选择题15小题占15% (基本理论知识的应用)2.名词解释6个占18% (重要名词)3.问答题3题占26%（重要知识点）4.分析题2大题占20-30%（铁碳相图，热处理）5.作图计算题或计算题占11-21% (铁碳二元相图及杠杆定律))复习范围重要名词：单晶体，单晶体是指样品中所含分子(原子或离子)在三维空间中呈规则、周期排列的一种固体状态。

多晶体，整个物体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的，这样的物体叫多晶体[1]。

例如：常用的金属。

原子在整个晶体中不是按统一的规则排列的，无一定的外形，其物理性质在各个方向都相同.过冷度，熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。

纯金属的过冷度等于其熔点与实际结晶温度的差值，合金的过冷度等于其相图中液相线温度与实际结晶温度的差值。

合金，合金，是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。

组元，组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，组元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。

相，一合金系统中的这样一种物质部分，它具有相同的物理和化学性能并与该系统的其余部分以界面分开。

合金相图，合金相即合金中结构相同、成分和性能均一并以界面分开的组成部分。

它是由单相合金和多相合金组成的。

固溶体，固溶体指的是矿物一定结晶构造位置上离子的互相置换，而不改变整个晶体的结构及对称性等。

铁素体（F）, 铁或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体。

奥氏体（A），γ铁内固溶有碳和(或)其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。

渗碳体（Fe3C），晶体点阵为正交点阵，化学式近似于碳化三铁的一种间隙式化合物。

]珠光体（P）, 奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形态为铁素体薄层和碳化物(包括渗碳体)薄层交替重叠的层状复相物。

广义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。

莱氏体（Ld），高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。

材料成型期末复习总结— by JUCICCH1绪论材料成型定义：借助于某些非切除性加工方法对材料进行加工获得所需要的零件或毛坯的方法。

材料加工方法：切除加工、成形加工、表面成形加工、热处理加工。

1、凝固成形问题和发展概况凝固成形：充填铸型（机械过程）、冷却凝固（热过程）○1凝固组织的形成与控制○2铸造缺陷的避免与控制○3铸件尺寸精度和表面粗糙度的控制。

凝固成形缺陷：缩孔，疏松，气孔，裂纹，夹杂物，冷隔。

2、塑性成形问题和发展概况塑性定义：指固体材料在外力作用下发生永久形变而不破坏其完整性的特性。

塑性成形：利用材料的塑性使其成形的工艺。

塑性指标：延伸率、断面收缩率。

金属塑性成形分类：○1体积成形，如锻造、挤压○2平面成形，如冲裁、弯曲、拉深。

3、焊接成形问题和发展概况定义：利用各种形式的能量使被连接的表面产生原子（分子）间的结合而成为一体的成形加工方法。

类型：熔焊、固相焊、钎焊（即锡焊）。

残余应力、残余变形。

缺陷：裂纹、未焊透、气孔、夹渣。

4、表面成形的基本问题和发展概况表面涂层技术和表面改性技术。

CH2 材料凝固理论(一)材料凝固概述定义：将固体材料加热到液态，然后使其按规定的尺寸、形状及组织形态再次冷却至固态的过程。

(二)凝固的热力学基础(三)形核自发形核形核功非自发形核—形核剂—晶粒的细化剂(四)生长(五)溶质再分配微观偏析宏观偏析(六)6(七)7(八)凝固成形的应用1.铸造生产过程中的凝固控制○1充型能力控制充型能力：液态金属充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。

充型能力与金属本身的流动能力（钢、铜、铝）、铸型性质（砂型、金属型）、铸件结构（形状复杂程度）及浇注条件（温度速度、浇注系统）有关。

缺陷：缩孔，缩松（冒口、冷铁），变形（使冷却速度均匀），组织偏析（控制结晶及晶格长大），裂纹（使冷却速度均匀），夹渣，气孔（干燥，排气），冷隔（改进浇注条件）。

○2收缩控制液态收缩，凝固收缩，固态收缩。

1.液体的表观特征具有流动性（液体最显著的性质）；可完全占据容器的空间并取得容器内腔的形状（类似于气体，不同于固体）； 不能够象固体那样承受剪切应力，表明液体的原子或分子之间的结合力没有固体中强（类似于气体，不同于固体）；具有自由表面（类似于固体，不同于气体）； 液体可压缩性很低（类似于固体，不同于气体）。

2.液体： 长程无序近程有序（短程有序） 3.4.每个原子在三维方向都有相邻原子，频繁相互碰撞而交换能量。

每时每刻都有一些原子能量超过(或低于)原子平均能量(“能量起伏”)，即原子能量的不均匀性。

5.由于“能量起伏”，一部分金属原子（离子）从某个团簇中分化出去，同时又会有另一些原子组合到该团簇中，此起彼伏，不断发生着这样的涨落过程，似乎原子团簇本身在“游动”一样，团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变，这种现象称为“结构起伏”。

6.温度越高原子团簇平均尺寸越小。

7.“浓度起伏”——同种元素及不同元素之间的原子间结合力存在差别，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原子团簇之间存在着成分差异。

8.黏度η定义：当液态金属在外力作用下流动时，由于分子间存在内聚力，因此使液体内部产生内摩擦力，以阻碍液层间的相对滑动。

液体的这种性质称为粘滞性，用黏度表征。

dy dV X（作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度的比例内摩擦阻力越大，液体越不容易流动，液体的黏度越大。

9.液态金属的黏度及其影响因素：Tk U Tk B exp203b①液体的原子之间结合力越大，则内摩擦阻力越大，黏度也就越高;黏度随原子间距δ增大而降低,但总的趋势随温度T 而下降；②如果混合热H 为负值，合金元素的增加会使合金液的黏度上升；③若溶质与溶剂在固态形成金属间化合物，则合金液的粘度将会明显高于纯溶剂金属液的粘度，因为合金液中存在异类原子间较强的化学结合键；④表面活性元素（如向Al-Si 合金中添加的变质元素Na ）使液体粘度降低，非表面活性杂质的存在使粘度提高。