材料先进成形方法课件1
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材料成型方法绪论“材料成型方法”是材料成型及控制工程专业学生的一门重要的技术基础课程,主要研究机器零件的常用材料和材料成形方法,即从选择材料到毛坯或零件成形的综合性课程。
通过本课程的学习,可获得常用工程材料及材料成形工艺的知识,培养学生工艺分析的能力,了解现代材料成形的先进工艺、技术和发展趋势,为后续课程学习和工作实践奠定必要的基础。
材料是科学与工业技术发展的基础。
先进的材料已成为当代文明的主要支柱之一。
人类文明的发展史,是一部学习利用材料、制造材料、创新材料的历史。
如果查看一下诺贝尔物理、化学奖的获得者,不难发现20世纪的物理学家和化学家们曾对材料科学做过一系列的贡献。
Laue(1914)发现X光晶体衍射,Guillaume(1920)发现合金中的反常性质,Bridgeman (1946)发现高压对材料的作用,Schockley、Bardeen、Brattain(1956)三人发现了半导体晶体管,Landau(1962)的物质凝聚态理论,Townes(1964)发现导致固体激光的出现,Neel(1970)发现材料的反铁磁现象,Anderson、Mott、van Vleck(1977)研究了非晶态中的电子性状,Wilson(1982)对相变的研究成功,Bednorz、Müller(1987)发现了30°K 的超导氧化物,Smaller、Kroto(1996)发现C-60,Kilby(2000)发明第一块芯片,上述物理领域的诺贝尔获奖者的不少工作是直接针对材料的。
至于化学家们,可以举出Giauque (1949)研究低温下的物性,Staudinger(1953)研究高分子聚合物,Pauling(1954)研究化学键,Natta、Ziegler(1963)合成高分子塑料,Barton、Hassel(1969)研究有机化合物的三维构象,Heegler、Mcdermild、白川英树(2000)三人发现导电高分子。
材料成形工艺基础1第一章 材料成形理论基础液态成形--铸造 固态成形--锻造 固态连接--焊接21第一节 液态成形基础1、液态金属的结构液态金属在结构上更象固态而不是汽态,原子之间 仍然具有很高的结合能。
液态金属的结构特征 液态金属内存在近程有序的原子集团。
这种原子集团是不稳定 的,瞬时出现又瞬时消失。
所以,液态金属结构具有如下特 点: l)液态金属是由游动的原子团构成。
2)液态金属中的原子热运动强烈,原子所具有的能量各不相 同,且瞬息万变,这种原子间能量的不均匀性,称为能量起 伏。
3)由于液态原子处于能量起伏之中,原子团是时聚时散,时 大时小,此起彼伏的,称为结构起伏。
3第一节 液态成形基础1、液态金属的性质液态金属是有粘性的流体。
粘度的物理本质是原子间作 相对运动时产生的阻力。
表面张力:在液体表面内产生的平行于液体表面、且各 向均等的张力421.2铸件的凝固组织合金从液态转变成固态的过程,称为一次结晶 或凝固。
当液态金属冷却至熔点以下,经过一定时间的孕 育,就会涌现一批小晶核,随后这些晶核按原子规则 排列的各自取向长大,与此同时又有另一批小晶核生 成和长大,直至液体全部耗尽为止。
51.2铸件的凝固组织合金从液态转变成固态的过程,称为一次结晶 或凝固。
一次结晶从物理化学观点出发,研究液态金属的 生核Formation of stable nuclei 、长大Growth of crystals、结晶组织的形成规律。
凝固从传热学观点出发,研究铸件和铸型的传热过 程、铸件断面上凝固区域的变化规律、凝固方式与 铸件质量的关系、凝固缺陷形成机制等。
631.2铸件的凝固组织凝固组织分宏观和微观。
宏观组织:铸态晶粒的形态、大小、取向、分布 微观组织:晶粒内部的亚结构的形状/大小/相 对分布/缺陷等 晶粒越细小均匀,金属材料的强度和硬度越高,塑 性和韧性越好。
71.3铸件的凝固方式和控制铸件的工艺原则铸件的凝固方式逐层凝固方式(skin-forming solidification) 糊状凝固方式(mushy solidification) 中间凝固方式(middle solidification)。