金属材料的制备与加工技术研究

第16卷第1期精密成形工程代俊林1，吴世品1,2*，张宇1，王雪娇1，马强3（1.天津职业技术师范大学，天津 300072；2.天津大学现代连接技术实验中心，天津 300350；3.天津金桥焊材集团有限公司，天津 300399）摘要：金属增材制造作为前沿热点制造技术之一，近年来在各种重要工业领域的研究和应用日益广泛。

利用增材制造技术制备金属材料的过程中，不可避免会造成材料表面粗糙、气孔、未熔合等缺陷，虽然工艺技术的改进可以在一定程度上减小缺陷程度，但至今仍无法完全消除这些缺陷。

增材制造金属材料的过程中，缺陷部位通常会成为应力集中源诱发疲劳裂纹的形核，造成金属材料的疲劳寿命下降。

首先从表面质量、内部缺陷及微观结构等方面阐述了增材制造金属材料疲劳性能的影响因素；其次从宏观与微观角度概括了疲劳裂纹萌生/扩展机理的研究现状与进展；总结了热处理、表面优化、电磁辅助以及超声辅助等疲劳延寿技术的研究进展；最后讨论了基于机器学习技术的疲劳寿命评估模型，同时展望了机器学习和人工智能技术在增材制造金属材料领域的应用前景，为推动增材制造金属材料的发展和应用提供了借鉴与参考价值。

关键词：增材制造；金属材料；缺陷；疲劳寿命；疲劳裂纹；疲劳寿命评估DOI：10.3969/j.issn.1674-6457.2024.01.001中图分类号：TG456 文献标志码：A 文章编号：1674-6457(2024)01-0001-14Research Progress on Fatigue Properties of Additive Manufactured Metal MaterialsDAI Junlin1, WU Shipin1,2*, ZHANG Yu1, WANG Xuejiao1, MA Qiang3(1. Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300072, China; 2. Center for Advanced Joining Technology, TianjinUniversity, Tianjin 300350, China; 3. Tianjin Golden Bridge Welding Materials Group Co., Ltd., Tianjin 300399, China)ABSTRACT: Metal additive manufacturing, also known as one of the prominent manufacturing technologies, has garnered sig-nificant attention and has been extensively investigated and used across diverse crucial industrial sectors in recent times. The additive manufacturing method inherently gives rise to various defects, including but not limited to surface roughness, porosity, and lack of fusion. Despite advancement in process technology, it remains unfeasible to entirely eradicate defects, but can reduce defects to a certain amount. During the additive manufacturing of metal materials, the defective parts usually become the source of stress concentration and induce fatigue crack nucleation, resulting in a decrease in the fatigue life of metal materials. The fac-tors affecting the fatigue performance of metals produced by additive manufacturing were described firstly from the surface quality, internal defects, and microstructure. Secondly, the research progress of fatigue crack initiation and expansion mecha-nism was summarized from the macroscopic and microscopic perspectives. Then, the current progress of fatigue life-extension收稿日期：2023-08-26Received：2023-08-26基金项目：天津市教委科研计划项目（2020KJ104）Fund：Tianjin Municipal Education Commission Scientific Research Program Projects (2020KJ104)引文格式：代俊林, 吴世品, 张宇, 等. 增材制造金属材料的疲劳性能研究进展[J]. 精密成形工程, 2024, 16(1): 1-13.DAI Junlin, WU Shipin, ZHANG Yu, et al. Research Progress on Fatigue Properties of Additive Manufactured Metal Materials[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(1): 1-13.*通信作者（Corresponding author）2精 密 成 形 工 程 2024年1月techniques such as heat treatment, surface optimization, electromagnetic-assisted and ultrasonic-assisted techniques were intro-duced. Finally, the fatigue life evaluation model utilizing machine learning technology was further examined, along with the po-tential application of machine learning and artificial intelligence technology in the domain of additive manufacturing of metal materials, providing experience and reference value for advancing the progress and utilization of metal additive manufacturing. KEY WORDS: additive manufacturing; metal materials; defects; fatigue life; fatigue cracks; fatigue life evaluation增材制造（Additive Manufacturing ，AM ）作为现代制造领域前沿热点技术之一，是一种通过计算机辅助设备建立数字模型并逐层堆积材料用以完成最终所需产品的现代制造工艺方法[1-2]。

第14卷 第2期 精 密 成 形 工 程2022年2月JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING129收稿日期：2021-04-24基金项目：2020年度河南省高校科技创新团队支持计划（20IRTSTHN015）；江苏省盐城市“515”创新领军人才项目（盐委[2020]40号）；河南省科技攻关项目（202102210087）；郑州市科技局产学研项目（郑科函[2020]3号） 作者简介：郭照灿（1993—），男，硕士生，主要研究方向为双金属复层材料组织与性能。

通讯作者：张德海（1973—），男，博士，教授，主要研究方向为先进材料成形过程控制及其交叉学科。

金属多材料增材制造研究现状与展望郭照灿1，张德海1，何文斌1，杨光露1,2，李军恒1，付亮1（1. 郑州轻工业大学 机电工程学院，郑州 450002；2. 河南中烟工业有限责任公司南阳卷烟厂，河南 南阳 473007）摘要：当代社会对产品的功能及性能的要求越来越高，苛刻的使役条件要求零件具有功能耦合、多环境适应的能力。

金属多材料增材制造技术相比传统制造技术具备更大的优势，在航空航天、汽车工业、电力行业、生物医学等领域中均具有广阔的应用前景。

研究了电子束增材制造、电弧增材制造和冷喷涂增材制造在金属多材料增材制造中的应用现状以及最新发展。

重点研究了金属多材料增材制造技术在宏观成形精度、微观组织缺陷和粒子界面结合中存在的关键问题。

最后，指出了金属多材料增材制造技术在材料种类、基础理论、零件复杂度、质量控制等方面的发展趋势。

将为金属多材料应用于增材制造技术提供新的思路和借鉴价值。

关键词：多材料；增材制造；微观组织；成形精度DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.02.020中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)02-0129-09Research Status and Prospect of Metal Multi-Material Additive ManufacturingGUO Zhao-can 1, ZHANG De-hai 1, HE Wen-bin 1, YANG Guang-lu 1,2, LI Jun-heng 1, FU Liang 1(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China;2. Nanyang Cigarette Factory, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Nanyang 473007, China) ABSTRACT: Contemporary society has higher and higher requirements for the function and performance of products and de-manding service conditions require parts to have the ability of functional coupling and multi-environment adaptation. Metal multi-material additive manufacturing technology has greater advantages than traditional manufacturing technology, and has broad application prospects in aerospace, automobile industry, electric power industry, biomedicine and other fields. The appli-cation status and recent development of electron beam additive manufacturing, arc additive manufacturing and cold spraying ad-ditive manufacturing in metal multi-material additive manufacturing were studied. The key problems of metal multi-material additive manufacturing technology in macroscopic forming accuracy, microstructure defects and particle interface bonding were investigated. Finally, the development trend of metal multi-material additive manufacturing technology in material types, basic theory, part complexity, quality control and other aspects was pointed out. The work will provide new ideas and reference value for the application of metal multi-material in additive manufacturing technology. KEY WORDS: multi-material; additive manufacturing; microstructure; forming precision. All Rights Reserved.130精密成形工程 2022年2月随着高新技术产业的快速发展，对产品功能及性能的要求越来越高。

化学气相沉积技术及在难熔金属材料中的应用蔡兆机硕113班030110455摘要：难熔金属由于其独特的性能，在当今科学领域的应用越来越重要。

化学气相沉积法成功制取高纯致密难熔金属有利于其应用的推广。

采用化学气相沉积法在难熔金属材料表面制备铂族金属薄膜作为高温抗氧化涂层，更扩展了难熔金属材料在高科技领域的应用。

关键词：难熔金属；CVD；化学气相沉积；1引言难熔金属材料的制备方法主要是粉末冶金、电弧熔炼和电子束熔炼等。

经过几十年的发展，许多制备加工新技术已应用到难熔金属材料工业中，包括粉末注射成形(PIM)、放电等离子体烧结(SPS)、定向凝固、热机械加工、电磁共振技术、单晶技术及化学气相沉积技术等[1,2,3,4]。

化学气相沉积(Chemical V apor Deposition，简称CVD)是在热、光和等离子体等的激活和驱动下使气态物质在气相或气固界面上发生化学反应，从而制得稳定固态沉积物(或赋予固体材料表面某种特性)的一项材料制备技术。

沉积反应可分为均相反应和多相反应，它们分别在气相和气/固界面上发生，前者形成粉末，后者形成薄膜。

CVD是一种原子或原子集团沉积过程，过程本身具有提纯作用，因而其沉积层亦具有高纯高致密特征。

由于化学反应的多样性，使得CVD作为一种材料制备技术具有灵活多样的特点，构成了CVD制备多种材料的化学工艺基础。

从理论上讲，几乎所有的纯金属材料均可以采用CVD技术制备，CVD已成为材料制备技术的一个重要分支。

与其他制备方法相比，CVD技术具有适应性强、可选择性多及设备相对简单等特点：①是一种静成型技术，特别适合外形复杂器件(如喷管、坩埚等)的制备成型；②大幅降低了材料成型温度，对制备高熔点材料特别具有优势；③CVD制备的材料致密度高、纯度高。

CVD技术应用于贵金属及难熔金属的制备历史并不长，20世纪70年代，前人采用金属无机物为前驱体沉积的贵金属薄膜质量难以令人满意。

80年代，采用贵金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法制备贵金属薄膜或涂层材料，薄膜的纯度和致密性得以解决。

粉末冶金法制备铝基复合材料的研究粉末冶金法是一种制备金属基复合材料的有效方法，具有制备的复合材料成分均匀、性能优异、成本低廉等优点。

铝基复合材料作为一种高性能的金属基复合材料，在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。

本文将围绕粉末冶金法制备铝基复合材料展开，探讨其制备工艺、性能评价、应用领域及未来发展趋势。

粉末冶金法制备铝基复合材料的工艺流程主要包括以下几个步骤：原材料准备：选用纯度较高的铝粉、增强相（如SiC、Al2O3等）及适量的粘结剂。

混合与压制：将原材料按照一定的比例混合，加入适量的润滑剂，然后压制成型。

烧结：将压制成型后的生坯在高温下进行烧结，使得铝粉与增强相充分融合。

热处理：对烧结后的材料进行热处理，以进一步优化材料的性能。

通过以上步骤，制备出具有特定形状和性能的铝基复合材料。

与传统的铸造方法相比，粉末冶金法具有更高的成分均匀性、更细的晶粒结构和更好的力学性能。

铝基复合材料因其具有优异的力学性能、耐腐蚀性和抗高温性能，在航空、汽车、机械等领域得到了广泛应用。

在航空领域，铝基复合材料主要用于制造飞机发动机零部件、机身结构件等。

其轻质高强的特点使得飞机能够减轻重量，提高飞行效率。

在汽车领域，铝基复合材料主要用于制造汽车零部件，如发动机缸体、活塞、齿轮等。

其高强度和抗疲劳性能能够提高汽车的安全性和使用寿命。

在机械领域，铝基复合材料可用于制造各种高强度、轻质的机械零件，如传动轴、支架、齿轮等。

其优良的耐腐蚀性和高温稳定性使得铝基复合材料成为理想的机械零件材料。

铝基复合材料的性能取决于其组成和制备工艺。

在力学方面，粉末冶金法制备的铝基复合材料具有高强度、高硬度、低塑性等特点，其力学性能优于传统铸造铝材。

耐腐蚀性方面，由于增强相的加入，铝基复合材料的耐腐蚀性能得到显著提高。

抗高温性能方面，通过选用合适的增强相和热处理工艺，可以使得铝基复合材料在高温下保持优良的性能。

随着科技的不断发展，粉末冶金法制备铝基复合材料在未来将面临新的挑战和机遇。

、八、•刖言材料制备与加工（液态成形）材料科学与工程学院党惊知1）材料制备铸造材料的熔炼（化），处理等。

2）材料加工铸造方法、工艺、铸型、设备等。

1、材料制备1）铸铁普通灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、特种铸铁等。

2）铸钢普通碳钢、低合金钢、特殊用钢等。

3）铸造有色合金铝合金、铜合金、锌合金、镁合金钛合金等。

材料的熔炼铸铁的熔炼铸钢的熔炼有色合金的熔炼熔炼设备铸铁——冲天炉，中频感应电炉等。

铸钢——电弧炉，中频感应电炉等。

有色合金——燃气、燃油炉，电阻炉，感应炉等。

熔炼工艺材料准备加料顺序熔炼温度化学成分处理工艺等液态合金的处理铸铁——孕育处理、球化处理、蠕化处理。

铸钢——净化处理。

有色合金——精炼处理、变质处理等。

2电磁泵低压铸造技术电磁泵系统是将电磁作用力直接作用于液态金属，驱动其定向移动，具有传输平稳、加压规范连续精确可调、炉体不需密封、生产过程稳定可靠等特点。

2. 1电磁泵低压铸造技术原理与过程电磁泵的工作参数是电磁铁磁隙间的磁感应强度和流过液态金属的电流密度。

它们与电磁泵的主要技术性能指标压头间存在如下关系：式中：厶p ――液态金属经过磁场作用区（长度为）后压强的增加量（即泵产生的理想压头）（N/m2）;j ------- 在金属液中垂直于磁感应强度方向和金属液体流动方向上的电流密度（A/m2）;B ----- 垂直于电流方向和金属液流动方向上的磁感应强度（T）；L --------- 处于磁隙间的升液方向上的金属液体长度（m）;2. 2电磁泵低压铸造工艺措施及参数选择1）铸型工艺参数的选择2）凝固方式的选择3）浇冒系统的选择2.3 浇注工艺参数的确定 低压铸造的浇注过程一般包括升液、充 型、结壳、增压、保压结晶、卸压等几个阶段。

加在密封坩埚内金属镁合金触变注射成形技术 近年来美国、日本和加拿大等国的 公司相4）铸型的排气充型模拟预测卷气、卷渣、冷隔等缺凝固过程模拟 -------- *•预测缩孔缩松 后处理设定初始条件及边界继成功开发出镁合金半固态触变注射成形机，其中主要有美国的Thixomat公司，日本的JSW公司等。

金属粉末的用途一、引言金属粉末是一种非常重要的工业原料，广泛应用于各个领域。

它具有很多优点，如高纯度、均匀性好、可控性强等。

本文将详细介绍金属粉末的用途。

二、金属材料制备1. 金属注射成型金属粉末可以用于制备复杂形状的零件，这是传统加工方法难以实现的。

通过注射成型技术，可以将金属粉末注入模具中，在高温下进行烧结，形成所需的零件。

2. 3D打印3D打印技术是一种快速制造技术，可以利用CAD设计软件将设计图转化为三维模型，并通过打印机逐层堆积材料来实现物体的制造。

金属粉末在3D打印中被广泛应用，可以制造出高强度、高韧性、复杂形状的零件。

3. 粉末冶金粉末冶金是一种利用金属粉末制备材料的方法。

通过混合不同种类或不同形态的金属粉末，并在高温下进行烧结，可以制备出高强度、高硬度、高耐磨性的材料。

三、电子行业1. 电子封装材料金属粉末可以用于制备电子封装材料。

这些材料通常用于制造集成电路、半导体器件等，具有良好的导热性和导电性，能够有效地保护电子器件。

2. 金属薄膜制备金属粉末可以用于制备金属薄膜。

这种薄膜通常用于液晶显示器、太阳能电池等领域，具有良好的导电性和透明性。

四、航空航天1. 轻质高强材料金属粉末可以用于制备轻质高强的材料。

这些材料通常用于航空航天领域，如飞机零部件、火箭发动机部件等。

它们具有良好的耐热性和耐腐蚀性。

2. 燃烧剂金属粉末也可以作为燃烧剂使用。

在火箭发动机中，加入金属粉末可以增加推力，并提高发动机的效率。

五、医疗行业1. 医用材料金属粉末可以用于制备医用材料，如人工关节、牙科种植体等。

这些材料具有良好的生物相容性和机械性能，能够有效地替代传统的材料。

2. 造影剂金属粉末还可以作为造影剂使用。

在X射线检查中，加入金属粉末可以使其在X射线下显影，帮助医生更准确地诊断病情。

六、其他领域1. 金属涂层金属粉末可以用于制备金属涂层。

这种涂层通常用于汽车、船舶等领域，具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。

第1篇一、引言冶金学是一门研究金属材料的提取、加工、制备和应用的科学。

随着我国经济的快速发展和科技的不断进步，冶金行业在国民经济中的地位日益重要。

本课程旨在使学生掌握冶金学的基本理论、基本知识和基本技能，培养具备独立从事冶金工程实践能力的高级工程技术人才。

以下是本人在冶金学课程学习过程中的总结报告。

二、课程概述1. 课程内容冶金学课程主要包括以下几个方面：（1）金属学基础：介绍金属的物理、化学性质，晶体结构，相变等基本知识。

（2）金属材料的制备：讲解金属材料的熔炼、铸造、轧制、焊接等加工工艺。

（3）金属材料的性能：分析金属材料的力学性能、物理性能、化学性能等。

（4）冶金设备：介绍冶金设备的工作原理、结构特点及维护保养。

（5）冶金工程实践：结合实际案例，分析冶金工程的设计、施工、运行及维护。

2. 课程特点（1）理论与实践相结合：课程内容既有理论讲解，又有实践操作，使学生能够将所学知识应用于实际工程。

（2）跨学科性强：冶金学涉及金属学、材料学、机械工程、化学工程等多个学科，培养学生的综合素质。

（3）注重创新意识：课程鼓励学生独立思考，勇于创新，提高学生的创新能力和实践能力。

三、学习过程及收获1. 学习过程（1）课堂学习：认真听讲，做好笔记，积极参与课堂讨论。

（2）课后自学：查阅相关资料，加深对课程内容的理解。

（3）实践操作：动手操作，掌握冶金设备的操作技能。

（4）课程设计：结合所学知识，完成冶金工程的设计任务。

2. 收获（1）掌握了金属学、材料学、机械工程、化学工程等学科的基本理论、基本知识和基本技能。

（2）了解了冶金工程的设计、施工、运行及维护等方面的知识。

（3）提高了自己的实践操作能力和创新能力。

（4）培养了良好的团队合作精神。

四、课程评价1. 课程内容丰富，理论与实践相结合，有助于提高学生的综合素质。

2. 教学方法灵活多样，激发学生的学习兴趣。

3. 实践操作环节安排合理，使学生能够将所学知识应用于实际工程。

前沿技术L eading-edge technology硬质合金材料的电解磨削加工工艺研究戚桓瑜（武威职业学院，甘肃　武威　７３３０００）摘 要：硬质合金在抗腐蚀方面也具有很好的性能，在导磁率方面也是比较优良的，因此，硬质合金材料在工业生产领域运用得比较多。

在硬质合金加工领域，现有的方法有剩余的切削力和切割过程出现严重磨损等问题，因此，特别重要的是要找到有效和高质量的处理方法。

本文首先对于硬质合金材料的特性进行了分析，在实际加工中并选择适当的电解液进行电解加工。

根据电化学作用的原理，分析硬质合金材料的变形影响规律，通过其电解磨削方法，探讨其实际试验的结果，分析不同加工工艺中存在的特点，对比其优劣势。

关键词：硬质合金材料；工艺；规律；电化学中图分类号：ＴＧ６６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２１）０２－０１３０－２Study on electrochemical grinding of cemented carbideQI Huan-yu（Ｗｕｗｅｉ　ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｌｌｅｇｅ，　Ｗｕｗｅｉ　７３３０００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ａｌｓｏ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｎ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ，　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ　ａｎｄ　ｓｅｒｉｏｕｓ　ｗｅａｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｕｔｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｔ　ｉｓ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｏ　ｆｉｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ．　Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　ｉｓ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｆｏｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍａｃｈｉｎｉｎｇ．　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｃｔｉｏｎ，　ｔｈｅ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｌａｗ　ｏｆ　ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ　ｇｒｉｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，　ｔｈｅ　ａｃｔｕａｌ　ｔｅｓｔ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Keywords: ｃｅｍｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ；　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　ｌａｗ；　ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ由于航空航天和国防工业对高速、机动性高、精度高等指标设备的要求，通常使用的金属材料具有简单的量化、薄壁和聚合等特点，如预制板，梁，肋骨等零件，这些产品主要是直接从新一代块状毛坯加工而成，在重量、对称性、光面、硬度和耐力方面具有很高的优势，对于零件有了一定的改善作用，方面机器的运行，而且对于航空工作的提升也有很大的促进作用，根据产品的条件，设计性能要求、结构重量降低、结构完整性提高是航空制造业发展的必然趋势。

有色金属加工技术与生产作业指导书第1章有色金属加工概述 (4)1.1 有色金属的分类与性质 (4)1.2 有色金属加工的基本方法 (4)第2章铸造技术 (5)2.1 砂型铸造 (5)2.1.1 概述 (5)2.1.2 砂型制备 (5)2.1.3 浇注系统设计 (5)2.1.4 铸造缺陷及其防止 (5)2.2 金属型铸造 (5)2.2.1 概述 (5)2.2.2 金属型制备 (6)2.2.3 铸造工艺参数选择 (6)2.2.4 铸造缺陷及其防止 (6)2.3 压力铸造 (6)2.3.1 概述 (6)2.3.2 压力铸造设备 (6)2.3.3 压力铸造工艺参数 (6)2.3.4 铸造缺陷及其防止 (6)第3章锻造技术 (6)3.1 自由锻造 (6)3.1.1 概述 (6)3.1.2 锻造设备 (7)3.1.3 锻造工艺 (7)3.1.4 锻造操作要点 (7)3.2 模锻 (7)3.2.1 概述 (7)3.2.2 锻造设备 (7)3.2.3 锻造工艺 (7)3.2.4 锻造操作要点 (7)3.3 精密锻造 (7)3.3.1 概述 (7)3.3.2 锻造设备 (8)3.3.3 锻造工艺 (8)3.3.4 锻造操作要点 (8)3.3.5 质量检测 (8)第4章热轧技术 (8)4.1 热轧工艺流程 (8)4.1.1 轧前准备 (8)4.1.2 热轧过程 (8)4.1.3 热轧后处理 (8)4.2.1 设备选型 (9)4.2.2 工艺参数 (9)4.3 热轧产品质量控制 (9)4.3.1 原料质量控制 (9)4.3.2 加热质量控制 (9)4.3.3 轧制过程质量控制 (9)4.3.4 成品质量控制 (9)4.3.5 质量改进 (9)第5章冷轧技术 (10)5.1 冷轧工艺流程 (10)5.1.1 原材料准备 (10)5.1.2 热轧 (10)5.1.3 冷轧 (10)5.1.4 退火 (10)5.1.5 精整 (10)5.2 冷轧设备与工艺参数 (10)5.2.1 冷轧设备 (10)5.2.2 工艺参数 (10)5.3 冷轧产品质量控制 (10)5.3.1 原材料质量控制 (10)5.3.2 轧制过程质量控制 (11)5.3.3 退火过程质量控制 (11)5.3.4 精整过程质量控制 (11)第6章精密切削加工 (11)6.1 车削加工 (11)6.1.1 概述 (11)6.1.2 工艺参数 (11)6.1.3 切削工具 (11)6.1.4 操作要点 (12)6.2 铣削加工 (12)6.2.1 概述 (12)6.2.2 工艺参数 (12)6.2.3 切削工具 (12)6.2.4 操作要点 (12)6.3 钻削加工 (12)6.3.1 概述 (12)6.3.2 工艺参数 (12)6.3.3 切削工具 (13)6.3.4 操作要点 (13)第7章特种加工技术 (13)7.1 电化学加工 (13)7.1.1 概述 (13)7.1.2 基本原理 (13)7.1.4 应用领域 (13)7.2 高能束加工 (14)7.2.1 概述 (14)7.2.2 基本原理 (14)7.2.3 加工特点 (14)7.2.4 应用领域 (14)7.3 超声波加工 (14)7.3.1 概述 (14)7.3.2 基本原理 (14)7.3.3 加工特点 (14)7.3.4 应用领域 (15)第8章表面处理技术 (15)8.1 表面清理与预处理 (15)8.1.1 清理方法 (15)8.1.2 预处理工艺 (15)8.2 表面涂覆层制备 (15)8.2.1 涂覆方法 (15)8.2.2 涂覆材料 (15)8.2.3 涂覆工艺 (15)8.3 表面处理质量检测 (15)8.3.1 检测方法 (15)8.3.2 检测标准 (15)8.3.3 检测仪器与设备 (15)8.3.4 质量控制 (16)第9章有色金属连接技术 (16)9.1 焊接连接 (16)9.1.1 概述 (16)9.1.2 焊接方法 (16)9.1.3 焊接材料 (16)9.1.4 焊接工艺参数 (16)9.2 胶接连接 (16)9.2.1 概述 (16)9.2.2 胶粘剂 (16)9.2.3 胶接工艺 (16)9.3 机械连接 (17)9.3.1 概述 (17)9.3.2 紧固件 (17)9.3.3 连接工艺 (17)9.3.4 检验 (17)第10章生产作业管理 (17)10.1 生产计划与调度 (17)10.1.1 计划编制 (17)10.1.2 调度管理 (17)10.2.1 工艺参数控制 (17)10.2.2 设备维护与管理 (17)10.2.3 操作人员培训与管理 (18)10.3 质量管理与售后服务 (18)10.3.1 质量管理体系 (18)10.3.2 检验与检测 (18)10.3.3 售后服务 (18)10.3.4 客户满意度调查与改进 (18)第1章有色金属加工概述1.1 有色金属的分类与性质有色金属是指除了铁、锰、铬以外的所有金属，以及金属间化合物。

金属学与金属工艺
金属学是研究金属的性质、组织结构、合金化、腐蚀等方面的科学学科，涉及材料科学、物理学、化学等多个学科的知识。

金属学通过实验、分析和理论推导等方法，探索金属的结构、性能和行为规律，为金属材料的设计、制备和应用提供科学依据。

金属工艺是利用金属材料进行加工、成型和制造的技术和工艺。

金属工艺包括金属加工工艺、热处理工艺、焊接工艺、涂装工艺等。

金属工艺的目的是通过控制金属材料的组织结构和性能，使其满足不同工程要求，并实现金属制品的设计、制造和应用。

金属工艺涉及到材料的物理、化学和机械性质，以及加工设备、工艺参数等方面的知识。

金属学和金属工艺是密切相关的学科，二者相互依存、相互促进。

金属学提供了金属材料的基础研究和理论指导，为金属工艺的发展提供科学依据；而金属工艺则是金属学理论的应用，将金属材料的性能和特点转化为具体的加工工艺和工程实践，为社会和经济发展提供了重要的技术支持。

项目名称：轻质高温TiAl金属间化合物合金及其制备加工的科学技术基础首席科学家：林均品北京科技大学起止年限：2011.1至2015.8依托部门：教育部二、预期目标1总体目标：获得新型轻质高温TiAl合金及其制备与加工技术基础，促进其产业化和应用，满足国家经济和社会发展对轻质高温材料的重大需求。

即采用低密度的新型高温材料替代现有的高温合金，以降低重量；另一方面采用新型轻质高温材料可以大幅度降低燃料消耗。

发展新型轻质高温材料可以大幅度提升我国民用工业和航空航天等工业的水平，有效减少能源消耗、实现社会可持续发展。

在高温TiAl合金设计理论基础及强韧化机制、高温TiAl合金凝固过程组织及缺陷的调控机制、高温TiAl合金粉末冶金制备过程的流变塑变理论、针对金属间化合物特性建立性能表征方法和评价体系研究上获得突破。

在此基础上，发展和形成高温TiAl合金材料制备与成形加工整套技术的科学基础，主要包括：高温TiAl合金不同使用条件下材料成分和组织优化，高洁净度铸锭的制备新熔炼技术基础、铸锭的热加工新技术、部件熔模精密铸造特殊技术、冷坩埚定向凝固新技术、高性能粉末冶金板材的新技术。

同时制备出各种全尺寸样件，为进一步向部件性能测试试验发展打下基础。

以铸造叶片为重点，突破从小试样到批量生产的瓶颈关键技术基础。

针对铸造、热变形和粉末冶金三类加工技术发展的高温TiAl合金的材料成分范围为：Ti-（44-46）Al - （6-9）Nb-（0 -2.5）W, B, Y, Mn （这些元素都是微量元素，只有Mn可高到2.5）对于铸造合金：Nb 含量取低限，添加B（稍高含量）、Y 和Mn等；对于变形合金：Nb 含量取中间值，添加W、B（较低含量）、Y等；对于粉末冶金板材：Nb 含量取高限，添加W、Y，Mn等。

高温TiAl合金使用温度达到900 ℃，900 ℃的抗氧化性按航标达到抗氧化级，对于三种典型部件：铸造叶片样件: 尺寸为长350-400mm、宽50-70mm900 ℃强度达到450 MPa，室温拉伸塑性1-2%；锻件: 尺寸为直径400-600mm、厚50-100mm900 ℃强度达到400 MPa，室温拉伸塑性大于2%；粉末板材：宽度400-500mm、厚1-2mm；900 ℃强度达到400 MPa，室温拉伸塑性2-3%。

冶金的化学原理及应用1. 简介冶金是研究和应用金属材料的科学和技术。

它涉及到金属的提取、精炼、合金制备和金属材料的加工等过程。

冶金的发展离不开化学原理的应用。

本文将介绍冶金中所涉及到的化学原理，并探讨其在冶金工艺中的应用。

2. 化学原理2.1 氧化还原反应氧化还原反应是冶金中常见的化学反应类型之一。

在冶金过程中，金属经常与氧气或其他氧化剂反应，产生金属氧化物。

而还原反应则是将金属氧化物还原为金属，以实现提取纯净金属的目的。

例如，铁矿石炼铁的过程中，铁矿石与焦炭发生还原反应，生成铁。

2.2 组元平衡在冶金合金制备过程中，组元平衡是一个重要的化学原理。

合金是由两种或更多种金属组成，而不同金属之间的化学反应会影响合金的成分和性质。

通过控制不同金属的比例，可以调节合金的硬度、强度、耐腐蚀性等性能。

2.3 腐蚀与防腐腐蚀是金属与周围环境发生化学反应而导致金属表面受损的现象。

在冶金中，腐蚀是一个不可避免的问题。

了解腐蚀的化学原理，可以帮助冶金工程师选择合适的材料和防腐措施，延长金属材料的使用寿命。

2.4 催化剂的应用催化剂在冶金过程中起着重要的角色。

催化剂可以改变化学反应的速率和反应途径，降低反应温度和能量消耗。

例如，在钢铁冶炼过程中，常常使用氧化铝作为催化剂，促进炉内氧化反应的进行。

3. 应用3.1 金属提取冶金的一个主要应用是金属的提取。

利用化学反应，将金属从矿石中提取出来，并进行精炼处理，得到高纯度的金属。

其中，氧化还原反应和组元平衡的原理在金属提取过程中起着重要的作用。

3.2 合金制备合金是在冶金中常见的材料类型。

通过合金制备，可以改变金属的性质和用途。

组元平衡的原理帮助调节合金的成分，而催化剂的应用可以加速合金制备过程。

3.3 腐蚀防护冶金材料在使用过程中常常会遭受腐蚀的侵蚀。

通过了解腐蚀的化学原理，可以采取适当的防腐措施，包括使用合适的涂层、防腐液体和合金材料等，保护金属材料免受腐蚀的损害。

3.4 环境保护冶金过程中产生的废气和废水对环境有一定的污染作用。

金属材料研究的现状与前景金属是我们日常生活中不可或缺的材料之一，广泛用于建筑、交通、机械、电子、航空航天等领域。

然而，为了适应社会和科技快速发展的需求，金属材料的研究和开发也在不断地推进着。

在这种大趋势下，金属材料研究的现状和前景值得我们深入探究。

一、金属材料研究的现状1. 金属材料的性能需求不断提高随着工业化和城市化进程的不断发展，对金属材料的性能要求也越来越高。

从传统金属材料的适应性、稳定性、强度等方面到新型金属材料的高温抗氧化、高强度、高刚性等性能方面，不断推动着金属材料技术的进步。

同时，人世界里的层出不穷的岩石和矿物元素资源也是各大实验室、科技公司等投资的重点资源之一，因为这是金属材料研究的重要基础。

2. 金属材料研究技术的不断革新科技的不断进步使得人类在金属材料研究和制造领域获得了许多进展，如先进的成型技术、精密的加工工艺、更为精确的版本和设计系统等等。

这些技术让研究者挖掘到了更多新类型的金属材料，如高强度钢、钛合金和锆合金等，正是通过这些技术的创新和进步，促进了金属材料行业的不断发展。

3. 金属材料行业的国际化竞争尽管不同国家对于金属材料研究的需求量不同，但是金属材料研究的国际性竞争已经形成。

在这种环境下，金属材料的研究者通过创新，推出了更为符合人们期望的耐用性返回好的金属材料。

同时，在高技术领域，包括航空、核电等领域的金属材料研究也是重要的竞争分野之一。

二、金属材料研究的前景1. 金属材料的可持续性随着绿色制造和环保理念的日益流行，金属材料研究在节能环保、原材料的可再生利用等方面也逐渐成为研究热点。

因此，未来金属材料的选择将会更加注重可持续性，一个典型的例子就是“纳米金属材料”的研究。

纳米金属材料在制造过程中需要大量用到一些非可再生资源，但是其生产的废料中所含的金属元素却能够重新利用，从而实现了金属材料的可持续性利用。

2. “一体化”解决方案未来的金属材料研究方向将更加注重“一体化”的解决方案。