下载文档原格式
一．选择和填空1.液态金属凝固过程的三种传热方式：传导、辐射、对流。
2.在铸件凝固期间对铸件与铸型之间热交换起决定性作用的因素是热交换。
3.凝固过程的热阻包括：液态金属的热阻、已凝固金属的热阻、中间层的热阻以及铸型的热阻。
4.影响金属凝固温度场的因素主要包括：凝固金属的性质、铸型的性质、浇注条件和铸件的结构。
5.金属凝固方式取决于凝固区的宽度。
6.纯铜、纯铝、灰铸铁以及低碳钢等的凝固均属于逐层凝固；球墨铸铁、高碳钢、锡青铜等合金均为体积凝固；中碳钢、白口铸铁等合金均为中间凝固。
7.影响凝固方式的因素：结晶温度范围、温度梯度。
8.组成最典型的铸件晶粒组织的晶区：表面细晶区、内部柱状晶区、中心等轴晶区。
9.一个晶粒内部出现的化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。
消除晶内偏析的方法：采用均匀化退火。
10.由于对数应变反应了瞬时的变形，真实地表示了塑性变形过程，因此在金属塑性变形中一般都采用对数应变来表示变形程度。
11.屈服准则是变形体由弹性状态向塑性状态过渡的力学条件。
12.粉体制备的方法：粉碎法、合成法。
13.粉体的特性指：粉体的粒度、粒度分布、粉体颗粒的形状、粉体表面特性、粉体的流动性。
14.互不溶解的的混合粉末烧结的条件：(A-B的表面能必须小于组元A和B单独存在使得表面能之和)15.液相烧结需满足的润湿条件：润湿角°。
16.界面结合分为：机械结合、物理结合、化学结合。
17.熔流体的流动曲线：n=1时，牛顿流体；n<1时，切力变稀流体或假塑性流体；n>1时，切力增稠流体或胀流性流体。
18.聚合物流体弹性的表征：液流的弹性回缩、聚合物流体的蠕变松弛、孔口胀大效应、爬杆效应、剩余压力效应、孔道的虚构长度。
19.挤出机挤出过程：固体输送、熔化过程、熔体输送20.焊接冶金区分为三个区：药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区。
21.焊接接头由焊缝、熔合区、热影响区、母材组成，焊缝和热影响区的中间为熔合区。
材料加工学相关知识点总结一、材料加工学的基本概念1.材料的力学性能材料的力学性能是指在外力作用下产生的变形，包括塑性变形和弹性变形。
其弹性变形是指物体在外力的作用下发生形变，当撤去外力后，它能恢复到原来的形状，这种形变称为弹性变形；而塑性变形是指在外力的作用下，物体发生的不可逆形变。
2.材料的加工性能材料的加工性能是指材料在外力作用下的变形和断裂性能。
材料的加工性能决定了它是否适合进行某种特定的加工工艺，例如冷镦、冷锻、冲压等。
3.材料的切削性能材料的切削性能是指材料在切削过程中的性能。
材料的切削性能包括硬度、韧性、断裂性和耐磨性等。
4.材料的热加工性能材料的热加工性能是指材料在高温条件下的变形、变质和断裂性能。
材料的热加工性能是决定材料在热加工过程中能否顺利进行的重要因素。
5.材料的切削加工切削加工是通过刀具对工件进行相对运动，以实现工件形状、尺寸和表面质量的要求。
切削加工是常见的金属加工方式，包括车削、铣削、镗削、刨削等。
6.材料的非切削加工非切削加工是不通过刀具对工件进行相对运动而实现加工的一种加工方式。
非切削加工包括压铸、锻造、冷锻、冷镦、冲压、拉伸、折弯等。
7.材料的热处理热处理是通过加热、保温和冷却过程，改变材料的组织结构和性能，以达到提高材料力学性能、物理性能和化学性能的目的。
热处理包括退火、正火、淬火、回火、等温退火、调质处理等。
8.材料的表面处理表面处理是通过对材料表面进行改性，以实现对材料表面性能的改善。
表面处理包括镀层、喷涂、表面改性、电化学处理、化学处理等。
9.材料的加工原理材料的加工原理包括变形加工原理、切削加工原理、热处理原理、表面处理原理等。
这些原理是材料加工的理论基础，对于指导和改进加工工艺具有重要的意义。
10.材料的加工工艺材料的加工工艺是指在具体的加工条件下，通过采取一定的措施，使材料获得所需的形状、尺寸和表面质量的一系列工艺技术。
二、材料加工的基本方法1.切削加工切削加工是以切削刀具对工件进行相对运动，通过对工件的材料进行断屑的方式，实现对工件形状、尺寸和表面质量的要求。
(P. 6) (P. 7) (P. 7) (P. 9) (P. 11)作为零件检验和验收(P. 11) (P. 11)(P. 13)(P. 15)(P. 17)(P. 26)(P.27)第一章材料的性能及应用意义1 .使用性能、工艺性能 2. 力学性能3. 强度、屈服强度、抗拉强度4. 刚度，影响因素5. 塑性6. 硬度：概念、优缺点。
为什么一般工程图样上常标注材料的硬度,的主要依据？7. 硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。
硬度测试有压入法和刻划法两大类。
8. 冲击韧性9. 疲劳10. 磨损11. 工艺性能第二章材料的结构1 -晶体、非晶体 2. 各向异性 3. 典型晶体结构第三章材料的凝固与结晶组织1.凝固、结晶（P. 35）2.过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系（P.36）3.结晶过程：形核与长大（P.37）4.变质处理、原因、机理（P.39）5.同素异构转变（P.40）6.合金、相（P.40）7.合金相结构（P.40）8.固溶体、固溶强化：原因（P.41）9.金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P.42）10.匀晶相图、匀晶转变（P.45）11.共晶转变、杠杆定律（P.47）12.共析转变（P.50）第四章材料的变形断裂与强化机制1.塑性转变、滑移（P.55）2.细晶强化：原因（P.58）3.冷塑性变形时的组织变化（P.58）4.加工硬化：原因（P.60）5.|口I复：现象、结果、性能变化（P.61）6.再结晶：现象、结果、性能变化（P.62）7.再结晶温度（P.62）8.热加工、冷加工：区别（P. 64）9.金属强化机制：四种（P. 68）第五章铁碳合金相图及应用1.铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P.72）2.铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P.73）3.铁碳合金分类（P.75）4.共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P.77）5.力学性能变化（P.82）第六章钢的热处理1.热处理工艺、三个阶段（P.85）2.相变点、A|、A3、Acm （P.85）3.共析钢奥氏体化过程（P.86）4.影响奥氏体形成的因素（P.87）5.晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、（P.88）6.连续冷却、等温冷却（P.90）7.过冷奥氏体、过冷奥氏体等温转变曲线（P.90）8.过冷奥氏体等温转变的组织与性能：三大类（P.91）9.珠光体转变：产物、影响因素、片层间距对性能的影响（P.91）10.贝氏体：半扩散型、上下贝氏体形貌特征、性能特点、原因（P. 92）11 .马氏体：两类马氏体形貌特征、性能特点、强化原因（为什么成分不变而强度提高）、亚结构、转变特点、残余奥氏体、冷处理（P. 93）12.影响奥氏体等温转变的因素（P.13.退火：完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火、去应力退火、再结晶退火（工艺、目的、组织、应用）（P. 99）14.正火：与退火比较（工艺、目的、组织、应用）（P. 101）15.淬火：温度选择（碳钢、合金钢）（P. 102）16.常用冷却介质（P. 102）17.淬火方法、选择合适的淬火工艺（P. 103）18.淬透性：概念、特性、影响因素、与冷却速度的关系、与C曲线的关系（P. 104）19.淬硬性：概念、碳含量的关系（必须是进入马氏体的碳）（P. 106）20.回火：淬火后进行（为什么？或日的）、回火过程（几个阶段）（P. 107）21.回火分类与应用：温度、组织、调质处理（P. 108）22.淬火缺陷的种类、变形开裂的原因（P. 109）23.表面热处理、化学热处理（P. 111）24.感应淬火：目的（表面、心部）、选材特点及原因、淬硬层深度与参数的关系、分类、特点（可以提高疲劳强度）（P. 111）25.加工工艺路线安排、目的（P. 112）26.渗碳：目的（表面、心部）、与感应淬火的区别、选材特点及原因（P. 113）27.渗碳剂、渗碳工艺、温度、渗碳后热处理、组织（P. 113）28.加工工艺路线安排、目的（P. 115）29.渗氮：预备热处理（调质处理，为什么？）、特点（与渗碳比较）（P. 116）第七章钢铁材料1.钢中常存杂质元素：硫、磷、热脆、冷脆（P.122）2.合金钢（P.123）3.合金元素对钢的热处理的影响：奥氏体化温度（合金钢、碳钢）、C曲线、I门I火抗力、二次硬化、回火脆性（P.125）4.钢的分类（P.126）5.普通碳素结构钢：Q195 （屈服强度）、钏钉、不热处理（P.129）6.优质碳素结构钢：20、45、65Mn （含碳量、应用）（P.130）7.低合金高强度钢：Q345、Q420、Mn和V的作用（为什么比Q195强度高）、可不热处理也可以正火等（P.130）8.渗碳钢：20Cr、20CrMnTi、12Cr2Ni4 （含碳量、应用）（P. 133）9.渗氮钢：38CrMoAl（含碳量、应用）（P. 133）10.调质钢：45、40Cr、35CrMo （含碳量、性能特点、应用）、最终热处理、组织）（P. 133）11.弹簧钢：70、65Mn、6（）Si2Mn、50CrV （含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P. 138）12.滚动轴承钢：GCrl5、预备热处理、最终热处理、冷处理、组织、冷处理、应用（P. 139）13.冷冲压钢：08F、08A1 （含碳量、性能特点、应用）（P.144）14.刃具钢：成分、合金元素的作用、工艺特点、组织、热硬性（P. 144）15.碳素工具钢：T8、T10 （含碳量、工艺特点、组织）（P. 145）16.低合金工具钢：9SiCr、CrWMn （含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P. 146）17.高速工具钢：1841、6542 （含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理、高的淬火温度、多次高温回火、组织）（P. 146）18.模具钢：分类（P. 149）19.冷作模具钢：T8、T12、Crl2、Crl2MoV （失效形式、含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织、应用）（P. 149）20.热作模具钢：5CrMnMo、5NiMo、3Cr2W8V （含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理）（P. 151）21.量具钢：冷处理和时效的作用（P. 153）22.不锈钢：含碳量为什么要低？含Cr量为什么要高？（P. 154）23.马氏体型不锈钢：Crl3型、Crl8型（与40Cr相比，Cr的作用、应用）（P. 155）24.奥氏体不锈钢：0Crl8Ni9、lCrl8Ni9Ti （含碳量、合金元素的作用、组织）（P. 157）25.铸铁：碳的存在形式、石墨化过程及影响因素、组织特点（P. 162）26.灰铸铁：石墨形态、性能特点、热处理特点、白口化原因及改善措施（为什么机床床身用灰铸铁制造？为什么热处理对灰铸铁力学性能提高作用不大？）（P. 165）27.球墨铸铁：石墨形态、基体组织、性能特点、应用、热处理、工艺目的（为什么球墨铸铁可以代替钢）（P. 166）28.可锻铸铁：石墨形态、性能特点（P. 169）第八章有色金属材料1.黑色金属、有色金属（P.174）2.铝合金：分类（P.175）3.变形铝合金：分类、热处理工艺、时效的作用、原因、2A11 （P.175）4.铸造铝合金：ZL102 （P.178）5.铜合金：分类、主加元素（P.179）第九章高分子材料1.高分子、单体、聚合、链节（P. 187）2.高分了化合物的分类：按用途、按热行为（P. 189）3.老化及原因（P. 191）第十章陶瓷材料1.陶瓷：概念、三相的作用、结构、力学性能（P. 201）2.氧化铝陶瓷：性能、应用（P. 204）第十一章复合材料1.其合材料：概念、组成及作用、力学性能（P. 209）2.玻璃钢：构成、性能特点、应用（P. 214）第十二章功能材料第十三章材料表面技术1.电镀：概念、钝化处理（P.238）2.磷化处理（P.242）第十四章工程材料的选用与发展1.失效：概念、形式、原因（P.252）2.选材基木原则、首要原则（P.254）3.力学性能指标（P.256）4.齿轮：机床齿轮45、40Cr、汽车齿轮20Cr、2（） CrMnTi （加工工艺路线、各热处理目的）（P. 269）5.轴：机床主轴45、40Cr （加工工艺路线、各热处理目的）（P. 272）6.刀具：车刀、丝锥与板牙（应用）（P. 273）7.冷作模具：材料、应用（P. 274）常用钢种一览表。
第一章概述第一节产品造型设计与材料1、产品造型设计三大构成要素：使用功能、材料工艺、审美情趣。
2、按材料的化学组成分类, 材料的种类有哪些金属材料：无机非金属材料：陶瓷、玻璃等有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维等复合材料：玻璃钢、碳纤维复合材料等。
（1）感觉物性指人的感觉器官（触觉和视觉）对材料作出的综合印象, 包括人的感觉系统对因材料所给与的生理剌激所作出的反映。
（2 ）加工成型性材料通过加工而获得所需产品形状的难易程度。
工业造型材料必须是容易加工相成型的材料，必须具备优异的加工成型性。
所以加工成型件是衡量工艺造型材料的重要因素之一．对于不同的材料，其加工成型性不同。
（3）表面工艺性通常任何设计都不能直接使用基本材料和毛坯，应通过一系列的表面处理，改变材料表面状态。
其目的除了得到防腐蚀、防化学药品、防污染，提高产品的使用寿命外，还可提高材料的表面美化装饰效果，提高产品的价值。
根据材料本身的性质和产品使用环境，正确选择表面处理和表面装饰工艺是提高产品外观质量的重要途径。
（4）环境耐候性环境耐侯性是指工业造型材料适应于环境条件，经得起环境因素变化的能力。
即不因外界因素的影响和侵袭而发生化学变化，以致引起材料内部结构改变而出现褪色、粉化、腐蚀甚至破坏的能力。
材料选用一般根据以下几个原则：1、满足零件使用性能的要求，保证产品内在质量；2、满足零件工艺性能的要求，提高加工成品率3、符合造型要求及经济性原则，降低成本，获得大的经济效益。
感觉物性（概念）：人的感觉器官对材料做出的综合印象。
4、质感（概念）：用来标志人对物体材质的生理和心理活动的，触觉和视觉所产生的综合印象。
肌理（概念）：物体表面的组织纹理结构，即各种纵横交错、高低不平、粗糙平滑的纹理变化，是表达人对设计物表面纹理特征的感受。
5、产品造型设计三大感觉要素：形态感、色彩感、材质感6、同材异质感（概念）：异材同质感（概念）：（1）、提高适用性——良好的触觉质感设计，可以提高整体设计的适用性。
1、 单晶体中塑性变形时沿什么样的晶面和晶向容易发生滑移?说明原因原子密度最大的面和晶向由于在该滑移面或滑移方向上，其面配位数最高，从而与上或下层滑移面的配位原子最少，从而滑移收到阻力最小2、 试推导出单晶体受拉伸时计算临界剪切应力的公式.试就公式说明什么条件下单晶体的屈服极限σs 最小?多晶体的屈服极限和单晶体的屈服极限相比较有什么不同?轴向拉力在滑移方向上的分量：Fcos λ滑移面面积：Acos ϕ 切应力：F cos cos Aτϕλ= 1cos cos cos cos(90)sin22ϕλϕϕϕ=-= 当拉力雨滑移面法向夹角为45°时多晶体的塑性变形包括晶内变形和晶间变形。
要保证晶粒变形的协调性，各晶粒的变形必须相互协调配合，才能保持晶粒之间的连续性，为保证变形的连续性，每个晶粒至少有五个独立的滑移系启动。
？？（这个不清楚，屈服应力）3、 晶胞的滑移系总数如何计算?三种晶胞的塑性如何?为什么?面心立方（111）共4个，滑移方向为[1-10]3个，从而12个，塑性好体心立方 (110) 共6个，滑移方向[-1 1 1] 2个，从而12个，但是由于滑移方向少，滑移面上的原子秘密排程度低，滑移面间距小，原子结合力大，塑性较差。
密排六方3个滑移系，滑移系少，塑性变形能力差。
4、 试用位错运动说明晶体的滑移机理.5、 室温条件下晶粒大小对金属材料的强度,硬度和塑性有什么影响?为什么?晶粒尺寸越小，金属强度、硬度和塑性均有提高。
滑移是由一个晶粒转移到另一个晶粒，主要取决与晶界附近位错塞积群所产生的应力场能否激发相邻晶粒中的位错源启动，以协调滑移。
而位错塞积群应力场的强度和塞积的位错数目有关，数目越大，应力场就越强，但位错数目的大小又和位错塞积群到晶粒位错源的距离相关。
晶粒越大，这个距离也越大，位错源开动的时间就越大，位错数目就越大，由此可见，粗晶粒的变形从一个晶粒转移到另一个晶粒就会容易，而细晶粒的变形在相邻的晶粒间转移就需要更大的外力作用，这就是为什么晶粒越细小材料屈服极限越大。
《现代材料加工方法》复习要点第1章概述掌握材料的各种分类方法按化学组成和显微结构分：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料。
按性能特征分：结构材料、功能材料。
按用途分：建筑材料、航空材料、电子材料、半导体材料、能源材料、生物材料。
按状态分：固体材料、液体材料、粉末材料。
掌握金属材料成形方法液态金属铸造材料成形：a.重力下铸造：砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、消失模铸造。
b.外力下铸造：压力铸造、离心力铸造、挤压铸造、反重力铸造。
固态金属塑性成形：a.体积金属成形：自由锻、胎模锻、模锻（开式、闭式、特种）。
b.板料金属成型：冲裁、弯曲、拉深、特种成形。
金属材料焊接成形：a.熔焊（电弧焊）b.压焊（电阻焊，摩擦焊）c.钎焊，粘接焊21世纪材料成形加工技术的发展趋势有哪些？发展趋势：1.精度成形。
2.材料制备与成形一体化。
3.复合成形。
4.数字化成形。
5.材料成形自动化。
6.绿色清洁生产。
与机械切削加工比较，材料成形加工有哪些特点？特点：1.通常，材料在热态下通过模具或模型而成形。
2.材料利用率高。
3.劳动生产率高，可实现机械化，自动化生产。
4.产品尺寸规格的一致性好。
5.产品性能好。
6.但尺寸精度比切削加工低，表面粗糙度比切削加工好。
第2章液态金属铸造成形1．液态金属铸造原理、特点及分类金属液态成形通常指铸造成型。
2.应用广泛，可获得形状复杂、外形尺寸不等的铸件；铸件和零件尺寸接近，少无切削加工；成本低，投资少。
3.砂型铸造、特种铸造、消失模铸造。
2．消失模铸造的原理、特点及应用1.将涂有耐火材料的模样四周用干砂充填、紧实，浇注时高温的金属液使其热解消失，并占据泡沫模所退出的空间而获得铸件。
2.铸件精密度高，无取模无分型面；设计灵活；无传统制造砂芯；生产清洁；降低投资和成本。
3、铸铁、铸钢、铸铝件。
与砂型铸造相比消失模铸造有以下特点：1.铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，2.增大了铸件结构设计的自由度3.简化了铸件生产工序，提高劳动生产率、容易实现清洁生产，4、减少了材料的消耗，降低铸件成本。
知识点：1.按阻碍收缩的原因可将铸造应力分为：热应力，机械应力2.防止铸造热裂的措施：设计合理的铸件结构，改善型砂和芯砂的退让性，严格限制钢和铸铁的硫含量3.冷变形强化：同加工硬化4.焊接性由好到坏的顺序T12、20钢、60钢、45钢是： 20< 45< 60<T12 。
5.焊接电弧分区组成：阳极区，阴极区，弧柱6．机械零件毛坯选择的原则：使用性，工艺性，经济型7．铸件的凝固方式有：逐层凝固，糊状凝固，中间凝固8．合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩，凝固收缩，固态收缩9.自由锻：利用冲击力或压力是在上下砧块之间金属材料发生塑性变形得到所需锻件的一种锻造加工方法10．锻件图；锻件图是以零件图为基础绘制的，绘制时应考虑锻件余量和锻件公差。
11.碱性焊条与酸性焊条：熔渣以碱性氧化物为主的焊条称为碱性焊条，12.埋弧焊、氩弧焊：电弧在焊接剂层下燃烧进行的焊接方法，氩弧焊是使用氩气作为保护气体的气体保护焊。
13．铸件中气孔分类：侵入气孔、卷入气孔、反应气孔、析出气孔17．熔焊的焊接：利用外热源将焊件局部加热至熔化状态一般还熔入填充金属，然后冷却结晶成一体的焊接方法。
18、机械零件的制造一般包括毛坯成型和切削加工两个阶段，少数零件直接用圆钢、钢管、钢板或其它型材经切削加工制成。
19、机械零件的毛坯按其制造方法分类。
20、铸铁焊接时易出现白口组织，难以加工。
铸铁焊补工艺有热焊和冷焊两种。
21．铸铁中的碳主要以石墨形式存在，在不同的生产条件下石墨又呈不同的形态：22．孕育处理：通常是采用冲入第二次铁水时加入孕育剂进行处理的办法。
23．主要的铸造工艺参数有：加工余量、收缩余量、起摸斜度、最小铸出孔径、铸造圆角、芯头、芯座24．自由锻造的基本工序;镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移、扭转25．在焊接过程中，焊接的热影响区有：过热区，正火区，部分相变区26．铸件裂纹铸铁牌号含义：27．适用于铸造成形的合金称为铸造合金，共有三大类：铸钢、铸铁及铸造有色合金。
材料加工知识总结第一章铸造工艺基础§1 液态合金的充型充型: 液态合金填充铸型的过程.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充型能力不足:易产生: 浇不足: 不能得到完整的零件.冷隔:没完整融合缝隙或凹坑, 机械性能下降.一合金的流动性液态金属本身的流动性----合金流动性1 流动性对铸件质量影响1) 流动性好,易于浇出轮廓清晰,薄而复杂的铸件.2) 流动性好,有利于液态金属中的非金属夹杂物和气体上浮,排除.3) 流动性好,易于对液态金属在凝固中产生的收缩进行补缩.2 测定流动性的方法:以螺旋形试件的长度来测定: 如灰口铁:浇铸温度1300℃试件长1800mm.铸钢: 1600℃100mm3 影响流动性的因素主要是化学成分:1) 纯金属流动性好:一定温度下结晶,凝固层表面平滑,对液流阻力小2) 共晶成分流动性好:恒温凝固,固体层表面光滑,且熔点低,过热度大.3) 非共晶成分流动性差: 结晶在一定温度范围内进行,初生数枝状晶阻碍液流二浇注条件1 浇注温度: t↑ 合金粘度下降,过热度高. 合金在铸件中保持流动的时间长,∴t↑ 提高充型能力. 但过高,易产生缩孔,粘砂,气孔等,故不宜过高2 充型压力:液态合金在流动方向上所受的压力↑ 充型能力↑如砂形铸造---直浇道,静压力. 压力铸造,离心铸造等充型压力高.三铸型条件1 铸型结构:若不合理,如壁厚小, 直浇口低, 浇口小等充↓2 铸型导热能力:导热↑ 金属降温快,充↓如金属型3 铸型温度: t↑ 充↑如金属型预热4 铸型中气体: 排气能力↑ 充↑ 减少气体来源,提高透气性, 少量气体在铸型与金属液之间形成一层气膜,减少流动阻力,有利于充型.§2 铸件的凝固和收缩铸件的凝固过程如果没有合理的控制,铸件易产生缩孔,缩松一铸件的凝固1 凝固方式:铸件凝固过程中,其断面上一般分为三个区: 1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式.1) 逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心.2) 糊状凝固合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化.故---3) 中间凝固2 影响铸件凝固方式的因素1) 合金的结晶温度范围范围小: 凝固区窄,愈倾向于逐层凝固如: 砂型铸造, 低碳钢逐层凝固, 高碳钢糊状凝固2) 铸件的温度梯度合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度.温度梯度愈小,凝固区愈宽.(内外温差大,冷却快,凝固区窄)二合金的收缩液态合金从浇注温度至凝固冷却到室温的过程中,体积和尺寸减少的现象---.是铸件许多缺陷(缩孔,缩松,裂纹,变形,残余应力)产生的基本原因.1 收缩的几个阶段1) 液态收缩: 从金属液浇入铸型到开始凝固之前. 液态收缩减少的体积与浇注温度质开始凝固的温度的温差成正比.2) 凝固收缩: 从凝固开始到凝固完毕. 同一类合金,凝固温度范围大者,凝固体积收缩率大.如: 35钢,体积收缩率3.0%, 45钢 4.3%3) 固态收缩: 凝固以后到常温. 固态收缩影响铸件尺寸,故用线收缩表示.2 影响收缩的因素1) 化学成分: 铸铁中促进石墨形成的元素增加,收缩减少. 如: 灰口铁C, Si↑,收↓,S↑ 收↑.因石墨比容大,体积膨胀,抵销部分凝固收缩.2) 浇注温度: 温度↑ 液态收缩↑3) 铸件结构与铸型条件铸件在铸型中收缩会受铸型和型芯的阻碍.实际收缩小于自由收缩.∴铸型要有好的退让性.3 缩孔形成在铸件最后凝固的地方出现一些空洞,集中—缩孔. 纯金属,共晶成分易产生缩孔*产生缩孔的基本原因: 铸件在凝固冷却期间,金属的液态及凝固受缩之和远远大于固态收缩.4 影响缩孔容积的因素(补充)1) 液态收缩,凝固收缩↑ 缩孔容积↑2) 凝固期间,固态收缩↑,缩孔容积↓3) 浇注速度↓缩孔容积↓4) 浇注速度↑液态收缩↑ 易产生缩孔5 缩松的形成由于铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足,或者,因合金呈糊状凝固,被树枝状晶体分隔开的小液体区难以得到补缩所至.1) 宏观缩松肉眼可见,往往出现在缩孔附近,或铸件截面的中心.非共晶成分,结晶范围愈宽,愈易形成缩松.2) 微观缩松凝固过程中,晶粒之间形成微小孔洞---凝固区,先形成的枝晶把金属液分割成许多微小孤立部分,冷凝时收缩,形成晶间微小孔洞. 凝固区愈宽,愈易形成微观缩松,对铸件危害不大,故不列为缺陷,但对气密性,机械性能等要求较高的铸件,则必须设法减少.(先凝固的收缩比后凝固的小,因后凝固的有液,凝,固三个收缩,先凝固的有凝,固二个收缩区----这也是形成微观缩松的基本原因.与缩孔形成基本原因类似)6 缩孔,缩松的防止办法基本原则:制定合理工艺—补缩, 缩松转化成缩孔.顺序凝固: 冒口—补缩同时凝固: 冷铁—厚处. 减小热应力,但心部缩松,故用于收缩小的合金.易于产生变形和裂纹.∴主要用于凝固收缩大,结晶间隔小的合金.l 非共晶成分合金,先结晶树枝晶,阻碍金属流动,冒口作用甚小.l 对于结晶温度范围甚宽的合金,由于倾向于糊状凝固,结晶开始之后,发达的树枝状骨状布满整个截面,使冒口补缩道路受阻,因而难避免显微缩松的产生.显然,选用近共晶成分和结晶范围较窄的合金生产铸件是适宜的.§3 铸造内应力,变形和裂纹凝固之后的继续冷却过程中,其固态收缩若受到阻碍,铸件内部就发生内应力,内应力是铸件产生变形和裂纹的基本原因.(有时相变膨胀受阻,负收缩)一内应力形成1 热应力:铸件厚度不均,冷速不同,收缩不一致产生.塑性状态: 金属在高于再结晶温度以上的固态冷却阶段,受力变形,产生加工硬化,同时发生的再结晶降硬化抵消,内应力自行消失.(简单说,处于屈服状态,受力—变形无应力)弹性状态:低于再结晶温度,外力作用下,金属发生弹性变形,变形后应力继续存在.举例: a) 凝固开始,粗细处都为塑性状态,无内应力∵两杆冷速不同,细杆快,收缩大,∵受粗杆限制,不能自由收缩,相对被拉长,粗杆相对被压缩,结果两杆等量收缩.b) 细杆冷速大,先进如弹性阶段,而粗杆仍为塑性阶段,随细杆收缩发生塑性收缩,无应力.c) 细杆收缩先停止,粗杆继续收缩,压迫细杆,而细杆又阻止粗杆的收缩,至室温, 粗杆受拉应力(+),(-)由此可见,各部分的温差越大,热应力也越大,冷却较慢的部分形成拉应力,冷却较快的部分形成压应力.预防方法: 1 壁厚均匀 2 同时凝固—薄处设浇口,厚处放冷铁优点: 省冒口,省工,省料缺点: 心部易出现缩孔或缩松,应用于灰铁锡青铜,因灰铁缩孔、缩松倾向小，锡青铜糊状凝固，用顺序凝固也难以有效地消除其显微缩松。
一、名词解释1、材料加工工艺材料加工工艺就是把材料制备成具有一定形状尺寸和性能的制品的工艺技术。
主要指材料的成形加工、内部组织结构的控制以及表面处理等。
2、金属液态成形液态金属在铸型中冷却、凝固形成零件（制品或者构件）。
3、金属塑性成形利用金属材料的塑性，借助于外力的作用，使材料发生塑性变形，从而获得所需的形状和尺寸。
4、回复当将金属加热至其融化温度的0.2-0.3倍时，晶粒内扭曲的晶格将恢复正常、内应力减少，冷变形强化部分消除，这一过程称为回复。
5、再结晶当温度升高至融化温度的0.4倍时，金属原子获得更多的能量，开始以某些碎晶或者杂质为核心结晶成新的晶粒，从而消除全部冷变形强化现象，这一过程称为再结晶。
6、加工硬化加工时金属材料随变形程度增加，强度、硬度升高而塑性、韧性下降的现象称为加工硬化7、金属材料的焊接性一定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。
8、焊接热循环焊接过程中，焊缝附近母材上各点，当热源移近时会急剧升温；当热源离去后会迅速冷却。
母材上某一点所经受的这种升温和降温过程叫做焊接热循环。
9、摩擦焊利用两工件相互摩擦所产生的热，使工件端面达到热塑性状态，然后迅速加压完成焊接的一种压力焊方法。
10、电阻焊利用强大的电流（几千到几万A）通过焊件，在其接头处产生电阻热，将焊件局部加热到塑性或熔化状态，然后在压力的作用下形成焊接接头的焊接方法。
11、金属切削加工用刀具从毛坯上切去多余的金属层使获得的零件的尺寸、形状和表面质量都符合规定要求的加工方法。
12、积屑瘤在切削钢、铝合金等塑性材料时，在切削速度不高而又能形成带状切屑的情况下，有些来自切屑底层的金属冷焊层积在刀具前刀面上，形成硬度很高的三角形楔块，它能够代替切削刃和前刀面进行切削，这一楔块称为积屑瘤。
13、特种加工特种加工是指利用光、电、声、热、化学、磁、原子能等能源或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除的加工方法，也称为非传统加工方法18、无机非金属材料坯料无机非金属材料原料经过配料和加工后，得到的多成分混合物称为坯料。
《材料加工工程基础知识概述》一、引言材料加工工程是一门涉及材料科学、机械工程、物理学、化学等多学科交叉的领域，其主要任务是通过各种加工方法将原材料转变为具有特定形状、性能和用途的材料制品。
随着科技的不断进步，材料加工工程在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子信息、生物医学等众多领域。
本文将对材料加工工程的基础知识进行全面的概述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、基本概念1. 材料加工的定义材料加工是指通过物理、化学或机械等方法，改变材料的形状、尺寸、性能或组织结构，以满足特定的使用要求。
材料加工可以分为冷加工和热加工两大类。
冷加工是在室温下进行的加工方法，如切削、冲压、冷拉等；热加工是在高温下进行的加工方法，如铸造、锻造、焊接等。
2. 材料加工的目的材料加工的目的主要有以下几个方面：（1）获得所需的形状和尺寸：通过加工方法将原材料制成各种形状和尺寸的零件或产品，满足不同的使用要求。
（2）改善材料的性能：通过加工过程中的热处理、表面处理等方法，改善材料的力学性能、物理性能、化学性能等，提高材料的使用价值。
（3）提高材料的利用率：通过合理的加工方法，可以减少材料的浪费，提高材料的利用率，降低生产成本。
（4）实现材料的复合化：通过加工方法将不同的材料复合在一起，形成具有特殊性能的复合材料，满足特定的使用要求。
3. 材料加工的分类材料加工可以根据加工方法、加工对象、加工温度等不同标准进行分类。
常见的材料加工方法包括铸造、锻造、焊接、切削加工、塑性加工、粉末冶金、表面处理等。
加工对象可以分为金属材料加工、非金属材料加工和复合材料加工。
加工温度可以分为冷加工和热加工。
三、核心理论1. 材料的力学性能材料的力学性能是指材料在受力作用下所表现出的性能，包括强度、硬度、塑性、韧性等。
材料的力学性能是材料加工和使用过程中需要考虑的重要因素，不同的加工方法和使用条件对材料的力学性能要求不同。
第一篇：材料的熔炼1．钢铁冶金氧化还原反应的热力学基础△G-T图：1）c还原各金属温度由低到高（Fe Mn Si Al(Al：2000°c)）所以在高炉中Mn Si能部分还原2）C+FeO—Fe+CO的反应是在高温进行的。
下面的元素还原上面的元素（炼钢）还原FeO 的能力：由低到高Mn Si Al3）在△G-T图中，位置低的氧化物较位置高的氧化物稳定，位置低的元素能还原位置高的元素，钢铁冶金中主要氧化物的稳定性由强到弱的顺序是：CaO,MgO,Al2O3，SiO2，MnO,FeO,P2O54）炼铁主要还是氧化还原过程，炼钢主要是氧化过程。
5）2C+O2=2CO 反应，随温度的升高，CO的稳定性升高。
C几乎能还原所有的元素只要温度足够高2．高炉炼铁：从矿石种制取铁的过程称为炼铁（1）原料：铁矿石（氧化物）；熔剂（CaCO3），燃料（焦炭）（2）高炉炼铁对铁矿石的要求：1）含铁量越高越好2）还原性要好3）粒度要小4）杂质含量要小5）脉石中碱性氧化物与酸性氧化物的比值要高6）矿石要有一定的强度（3）溶剂的作用：A:降低脉石的熔点B:脱硫3．高炉炼铁产品：（1）生铁：铸造生铁，炼钢生铁，特种生铁（2）高炉煤气（3）炉渣4．铸造生铁，炼钢生铁的区别：（1）铸造生铁：含硅较多，其中碳以游离的石墨存在，断面呈灰色，又称灰口铸铁，具有良好的切割，耐磨性，铸造性能，但抗拉强度不够不够，不能锻扎，是铸造车间的原料（2）炼钢生铁：含硅量较低，碳以渗碳体的形式存在，断面呈银白色，又称白口生铁，性能坚硬而脆，一般作为炼钢的原料5．炼钢：炼钢的基本任务就是将生铁的 C Mn Si氧化，炼到规格范围内，将有害的元素S,P,Pb,Zn,炼到规定范围内，脱碳、硫，混硅锰等6．回磷：已被氧化进入炉渣的磷重新还原，并回到钢液中的现象。
7．如何避免回磷现象：1）早期脱磷，2）扒渣，脱渣出钢3）适当提高脱磷前的炉渣碱度4）低温8．脱磷的条件：1）低温2）高碱性强氧化性的炉渣9．产生回磷现象的原因：1）炉渣温度低2）含量降低3）温度过高4）加入了硅铁、锰铁等还原剂10．脱氧：分沉淀脱氧和扩散脱氧两类。
炼钢脱氧形式：硅脱氧，碳脱氧，猛脱氧，铝脱氧11．炼钢的方法有三种：转炉炼钢，平炉炼钢，电炉炼钢12．铝的性质：1）物理性质：密度低，导电导热，塑性好，面心立方，无同素异构转变无磁性2）化学性质：化学活性很强，抗腐性，强，有钝化现象13. 1）铝土矿2）铝合金的熔炼特点：A:熔化时间长B:易氧化C:易吸气D:易吸收金属杂质14．拜耳发生产氧化铝的关键工序：①铝土矿的浸出②铝酸钠的晶种分解③氢氧化铝的煅烧④母液的蒸发与苛化15．铜的性质：p30铜合金1）黄铜Zn 2）青铜Sn为主的锡青铜和以Al为主的铝青铜3）白铜一Ni为主16．1）炼铜原料：铜矿石2）火法炼铜工序：造硫熔炼——熔炼——火法精炼——电解精炼3）造硫熔炼的目的：A:使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜B使冰铜与炉渣分离4）造硫熔炼必须遵循的两个原则：A:必须使炉料中有足够的硫来形成冰铜B:使炉渣中含二氧化硅接近饱和，以便使冰铜炉渣不致混融17．单晶材料的选择性：A均匀性B各向异性C自限性D对称性E最小内能和最大稳定性玻璃态物质的特性A各向同性B无固定熔点C亚稳性D变化的可逆性E可变性玻璃的制备原料：A主要原料：酸性氧化物，碱金属氧化物，二价金属氧化物，四价金属氧化化物B辅助原料：澄清剂，着色剂，脱色剂，乳浊剂，助溶剂C碎玻璃第二篇：粉末冶金1.成型是将松散的粉体加工成具有一定尺寸，性质以及一定密度和强度的培块，传统的成型方法有模压成型，等静压成型，挤压成型，轧制成型，注浆成型和热压铸成型等。
新的方法，如压器成型，注射成型，流延成型，凝胶注膜成型和直接凝固成型等。
2.在粉末冶金过程中，包括制粉，成形，烧结以及烧结后的处理几个步骤。
3.粉末的基本特性1）粒形，粒度以及其粒度组成2）松装密度：粉末试样自然填充规定的容器时，单位容器内粉末的质量。
3）流动性：50克粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间单位为秒/50克，其倒数是单位时间内流出的粉末的重量，俗称流速。
4）压制性：A压缩性：代表粉末在压制过程中被压紧的能力，在标准模具中在规定的单位压力下粉末所达到的压坯密度B成形性：成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末得以成形的最小单位压制压力表示，或者用压坯的强度来衡量。
压制性是压缩性和流动性的总称。
4.在球磨过程中要求球磨机筒体以适宜的转速旋转，因为：1）转速较低时，球料混合体和筒壁作相对滑动，但磨球不会脱离筒壁。
2）当转速较大时，超过某一临界值时，磨球、粉料与滚筒处于相对静止状态，此时研磨作用停止。
为了取得最好的效果，要求球磨机筒体以适宜的转速旋转。
∨临1＜∨实际＜∨临2开动球磨机以适宜转速进行球磨。
∨临2=30/=42.4/.式中，∨临2为球磨机筒体的临界转速。
R、D分别为球磨机的半径和直径5.成型过程中，为什么要求金属粉末要有一定的压坯强度？压坯强度是如何测量和计算的？金属粉末压坯要承受本身重力以及在后期工序处理过程中适当大小的作用力，在完成烧结前不致破坏。
压坯强度的测量：转鼓实验法：计算：S=(A-B)/A*100%,其中S为重量减少率，A为实验前的质量，B为试验后的质量6.球磨制粉的四个基本要素：①球磨筒②磨球③研磨介质④研磨物料7.提高球磨效果的两条基本原则：①动能准则:提高磨球的动能②碰撞几率准则：提高磨球的有效碰撞几率8.机械制粉方法的实质就是利用动能来破坏材料的内结合能力，是材料分裂产生新的界面9.球磨制粉的基本方式：①滚筒式②行星式③振动式④搅动式10.物理制粉法：A雾化法B蒸发凝聚法11.雾化法是一种典型的物理制粉方法，是通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力使之破碎，冷却凝固来实现的12.雾化制粉分类：A双流雾化法即被雾化的液体流和喷射的介质流。
B单流雾化直接利用离心力，压力或机械冲击力来实现雾化13.提高雾化制粉效率的基本准则：①能量交换准则②快速凝固准则14.雾化制粉的影响因素：①气体动能②喷嘴结构③液流性质④喷射方式15.液流性质对雾化效果的影响的关键因素①金属液的表面张力②金属液的粘度③金属液的化学组成④金属液的过热度16.按能量输入方式来加以区分，物理蒸发冷凝法可分为以下几种：①等离子体加热方式②激光加热方式③电子束加热方式④高频感应加热方式⑤电阻加热方式17.化学制粉法：①化学气相沉积法②化学还原法③电化学制粉法④液相沉积法18.气象沉积制粉是通过某种形式的能量输入，使气相物质发生气——固相变或气相化学反应，生成金属或者陶瓷粉体19.化学气相沉积的反应类型：A分解反应B化合反应20.化学气相沉积制粉过程包括四个步骤：①化学反应②均相形核③晶粒生长④团聚21.化学气相沉积反应的控制因素包括：①反应温度②气相反应物浓度③气相生成物浓度·22.电化学制粉的影响因素：①电流密度②金属离子浓度③氢离子浓度④电解液温度23.烧结机制：A扩散机制B粘塑性流动C蒸发凝结过程24.烧结发生的驱动力：体系表面能的减小和晶格畸变减小（缺陷能，空位能）25.润湿是液相烧结的基本条件26.影响烧结的因素：①烧结气氛②压力③添加剂和活化烧结④坯体的初始密度，物相组成27.影响压制的因素：压力大小，加压速度，保压时间，温度，压力方向，添加剂，压力28.压力成形的方法：填压成形，三轴压制，等静压成形，和高能成形29.模压成型的主要步骤：①粉末退火处理：目的：使氧化物还原，降低碳及其其它杂质的含量，提高粉末的纯度，消除加工硬化，稳定粉末结构，防自燃②粉末的混合③制粒：目的：改善粉末的流动性，以使粉末顺利地充满型腔。
方法有普通制粒加压制粒和喷雾干燥法30.喷雾干燥在压坯的物理变化特征：将干燥过程氛围升速阶段，等速阶段，降速阶段和平衡阶段31.成型后的坯体所含的三种状态的水，化学结合水，吸附水，游离水32.干燥程度：指坯体干燥各阶段的干燥速度33.粉末坯体烧结阶段：初期烧结形成阶段，中间烧结颈长大阶段，最终烧结阶段34.常用加压烧结工艺：热压，热等静压烧结，这类方法可获得几乎完全致密的制品，在粉末烧结的致密化过程中，晶界扩散。
体积扩散起着主导作用第三篇液态成型——铸造1.合金的流动性：液态合金本身的流动能力2.充型能力——液态金属充满型腔，获得尺寸精确，轮廓清晰的成型件的能力。
充型能力不足时，会产生浇不足，冷隔，加渣，气孔等缺陷3.影响充型能力的因素：①液态合金的流动性②浇注条件③铸形性质及结构4.影响流动性的因素：①合金的成分②结晶特性③杂质④结晶潜热和晶粒形状⑤表面张力⑥物理性能⑦熔炼过程5.铸件的凝固方式：①逐层凝固②糊状凝固③中间凝固6.1）合金的收缩：液态金属在凝固、冷却过程中，其体积和尺寸缩小的现象称为合金收缩2）合金的收缩经历如下三个阶段①液态凝固②凝固收缩③固态收缩3）缩孔和缩松：液态金属在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞，形状大而集中的孔壁粗糙且带有树枝晶的称为缩孔，形状小的分散形孔即为缩松相变收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因线收缩时铸件产生应力，变形，裂纹的根本原因。
B：防止缩孔和缩松常用的工艺措施就是控制铸件的凝固顺序，使铸件实现”顺序凝固”, 4) 影响收缩的因素:合金的成分,浇注温度.相变.7．液态成形内应力:1 收缩应力 2 热应力 3 相变应力8． A）热应力使铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩，热应力是永久应力。
B）铸件受拉应力处内凹，受压应力处外凹。
9. A) 微观偏析：晶体范围内的化学成分不均匀现象。
宏观偏析：铸件各部分之间化学成分之间的差异。
B) 合金的凝固偏析：1 宏观偏析：正常偏析，反常偏析，重力偏析。
2 微观偏析：胞状偏析，枝晶偏析，晶界偏析。
10. 固溶体合金在不平衡凝固过程过程中，先结晶的晶粒与后结晶的晶粒的成分是不同的，如果固溶体晶体的结晶通常按树枝状方式进行，因而成分不均匀地沿树枝晶分布，树枝的主干含高熔点组元多，枝晶间含低熔点组元多，这种成分分布不均匀称为树枝状偏析或枝晶偏析。
11. 影响枝晶偏析的因素：A:液固相线的水平间距B：溶质的扩散速度C:冷却速度12. 合金的吸气性：气孔分：A：侵入性气孔B：析出性气孔C:反应性偏析13. 宏观偏析可以通过高温扩散退火和晶粒化孕育来处理来消除。
而微观偏析通过加快冷却速度或调整逐渐各处的温度差及降低有害元素的含量等措施来防止，而不能消除。
14. 按部分析冷却过程中体积较大的工件内外应力状况及最终应力分布：A) 表层内部均塑性状态，冷却速度虽不同，但无应力。
