第6章 金属基复合

材料成形工艺基础江苏大学智慧树知到答案2024年第一章测试1.“成形”指的是通过加工使材料具有了某种状态，其内涵较“成型”更加丰富。

（）A:对 B:错答案:A2.铸造、锻压和焊接，都有一个对坯料进行加热的过程，故都属于热加工工艺的范畴。

（）A:错 B:对答案:A3.云纹铜禁的主要成形工艺为砂型铸造。

（）A:错 B:对答案:A4.金属连接成形工艺一般可分为焊接以及铆接、黏结等。

（）A:对 B:错答案:A5.增材制造是一种金属液态成形工艺。

（）A:对 B:错答案:B6.“失蜡法”铸造是（）。

A:砂型铸造B:熔模铸造C:实型铸造D:压力铸造答案:B7.《梦溪笔谈》中记载了灌钢工艺中的（）。

A:生铁陷入法B:生铁覆盖法C:生铁冶炼法D:生铁提纯法答案:A8.秦始皇铜车马中铜马脖子上的项圈采用的连接工艺是（）。

A:钎焊B:黏结C:铸焊D:铆接答案:A9.非金属材料成形一般包括陶瓷材料成形、高分子材料成形和（）。

A:塑料成形B:橡胶成形C:复合材料成形D:胶黏剂成形答案:C10.材料成形工艺除非金属材料成形之外，一般还包括（）。

A:金属连接成形B:金属塑性成形C:金属液态成形D:增材制造答案:ABCD第二章测试1.合金收缩经历三个阶段，其中液态收缩和固态收缩是产生缩孔和缩松的基本原因。

（）A:错 B:对答案:A2.为防止铸件产生裂纹，在设计零件时一般力求壁厚均匀。

（）A:错 B:对答案:B3.选择分型面的第一条原则是保证能够起模。

（）A:对 B:错答案:A4.压力铸造可铸出形状复杂的薄壁铸件，是因为保持了一定工作温度的铸型提高了合金充型能力所致。

（）A:错 B:对答案:A5.起模斜度是为便于起模而设置的，并非零件结构所需要。

（）A:对 B:错答案:A6.合金的铸造性能主要包括（）。

A:充型能力和流动性B:充型能力和收缩C:流动性和缩孔倾向D:充型能力和变形倾向答案:B7.下面合金形成缩松倾向最大的是（）。

A:远离共晶成分的合金B:共晶成分的合金C:纯金属D:近共晶成分的合金答案:A8.灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁在机械性能上有较大差别，主要是因为它们（）不同。

⾦属基复合材料重点第⼀章1.内⽣增强的⾦属基复合材料具有如下特点（第5页）：1）增强体是从⾦属基体中原位形核、长⼤的热⼒学稳定相，因此，增强体表⾯⽆污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界⾯结合强度⾼。

2）通过合理选择反应元素（或化合物）的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位⽣成增强体的种类、⼤⼩、分布和数量。

3）省去了增强体单独合成、处理和加⼊等⼯序，因此，其⼯艺简单，成本较低。

4）从液态⾦属基体汇总原位形成增强体的⼯艺，可⽤铸造⽅法制备形状复杂、尺⼨较⼤的近净成形构件。

5）在保证材料具有较好的韧性和⾼温性能的同时，可较⼤幅度地提⾼材料的强度和弹性模量。

第⼆章1.增强体的作⽤（第8页）增强体是⾦属基复合材料的重要组成部分，它起着提⾼⾦属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作⽤。

2.选择增强体的主要考虑因素（5个）（原则）展开（1）⼒学性能：杨⽒模量和塑性强度；（2）物理性能：密度和热扩散系数；（3）⼏何特性：形貌和尺⼨；（4）物理化学相容性；（5）成本因素。

第三章3.分析论述⾦属基复合材料的可设计性（为什么复合材料具有可设计性）（1）复合材料是由增强体、基体、界⾯三部分组成。

（2）基体和增强体材料是可以选择的，⽐如增强体的⼤⼩、形貌、分布等都会造成所制备复合材料性能的不同。

同时，⾦属基体的组分⽐例也将影响复合材料表现出的宏观性能。

（3）界⾯的设计：（4）此外，选择不同的制备⼯艺和成型⼯艺也会影响复合材料性能。

（5）设计者可以根据外部环境的变化与要求来设计具有不同特性与性能的复合材料，以满⾜⼯程实际对⾼性能复合材料及结构的要求。

（6）复合材料在弹性模量、线膨胀系数和材料强度等⽅⾯具有明显的各向异性性质，可以根据不同⽅向上对刚度和强度等性能的特殊要求来设计复合材料及结构。

（7）复合材料的不均匀也是其显著特点。

复合材料的⼏何⾮线性及物理⾮线性也是要特殊考虑的。

（8）复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构，因此可以采⽤⼒学理论和数值分析⼿段对其进⾏设计。

清华大学《工程材料》第5版教材简介《工程材料》第5版教材由清华大学材料学院朱张校教授、姚可夫教授主编，清华大学出版社出版。

《工程材料》第5版教材目录如下：绪论0.1中华民族对材料发展的重大贡献0.2材料的结合键0.3工程材料的分类第1章材料的结构与性能特点1.1金属材料的结构与组织1.2金属材料的性能特点1.3高分子材料的结构与性能特点1.4陶瓷材料的结构与性能特点第2章金属材料组织和性能的控制2.1纯金属的结晶2.2合金的结晶2.3金属的塑性加工2.4钢的热处理2.5钢的合金化2.6表面技术第3章金属材料3.1碳钢3.2合金钢3.3铸钢与铸铁3.4有色金属及其合金第4章高分子材料4.1工程塑料4.2合成纤维4.3合成橡胶第5章陶瓷材料5.1普通陶瓷5.2特种陶瓷第6章复合材料6.1复合材料的复合原则6.2复合材料的性能特点6.3非金属基复合材料6.4金属基复合材料第7章功能材料及新材料7.1电功能材料7.2磁功能材料7.3热功能材料7.4光功能材料7.5隐形材料及智能材料7.6纳米材料第8章零件失效分析与选材原则8.1机械零件的失效8.2机械零件失效分析8.3机械零件选材原则第9章典型工件的选材及工艺路线设计9.1齿轮选材9.2轴类零件选材9.3弹簧选材9.4刃具选材第10章工程材料的应用10.1汽车用材10.2机床用材10.3仪器仪表用材10.4热能设备用材10.5化工设备用材10.6航空航天器用材附录1金属材料室温拉伸试验方法新、旧国家标准性能名称和符号对照表附录2金属热处理工艺的分类及代号(摘自GB/T 12603—2005) 附录3常用钢的临界点附录4钢铁及合金牌号统一数字代号体系(摘自GB/T 17616—1998)附录5国内外常用钢号对照表附录6常用铝及铝合金状态代号与说明(摘编自GB/T 16475—2008)附录7若干物理量单位换算表附录8工程材料常用词汇中英文对照表参考文献本教材有以下特点：（1）体系科学合理，内容丰富新颖，实例丰富。

第一章总论尖端科学技术对材料要求：减轻重量、提高强度、降低成本玻璃钢（GFRP）玻璃纤维增强树脂基复合材料基体材料：UP(不饱和聚酯)、EP（环氧树脂）、PF（酚醛树脂）主要缺点：模量小，温度低复合材料定义：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料复合目的：通过复合产生单一材料所不具有的新性能CM组成：基体（连续相）；界面相；增强材料（分散相）纤维、颗粒状、片状命名原则：增强材料+基体材料+复合材料分类按性能高低，通用、先进按增强材料形态，连续纤维、短纤维、粒状或碎片状、编织材料作用，结构（作为承力结构，主要使用其力学性能的复合材料）功能（除力学性能外还提供其它物理性能的复合材料）基体材料聚合物基复合材料（热固性树脂、热塑性树脂、橡胶）金属基复合材料（铝基、钛基、镁基、铁基）无机非金属基复合材料（陶瓷、玻璃、水泥）碳基复合材料CM优点1叠加效应，最佳结构设计—增强体与基体性能的叠加互补—新的独特的多种性能材料（最大特点）2 性能具有可设计性改变材料的组分、结构、工艺方法、工艺参数等调节材料的性能3 材料与构件制造的一致性——意义：减少零件数目，避免接头过多，降低应力集中；减轻质量，减少制造工序和加工量，降低成本一次成型：根据构件形状设计模具，再根据铺层设计铺设增强体，使基体材料与增强体组合、固结后获得复合材料构件的制造过程。

二次加工：构件的连接；机械切削加工及坯件的进一步塑性变形CM不足：（1）增强体和基体可供选择的范围有限;（2）工艺比较复杂，质量重复性不能完全保证;（3）成本较高PMC（聚合物基）优点（1）比强度、比模量大（纤维增强树脂基复合材料（2）耐疲劳性能好————————(基体强韧性降低裂纹扩展速度(纤维对裂纹阻隔作用，使裂纹尖端变纯或改变方向（3）减振性能好原因：1自振频率高，不容易出现因共振而快速脆断的现象;2 振动阻尼性强-非均质多相体系-纤维与基体界面-反射、吸收振动能量-振动很快衰减（4）过载安全性好纤维复合材料中，有大量独立纤维。

第一章总论一．复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

★二．复合材料的命名和分类★1．按增强材料形态分类(1)连续纤维复合材料:作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处;(2)短纤维复合材料:短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料;(3)粒状填料复合材料:微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料;(4)编织复合材料:以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。

2. 按增强纤维种类分类(1)玻璃纤维复合材料;(2)碳纤维复合材料;(3)有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料;(4)金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料;(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。

如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料3．按基体材料分类(1)聚合物基复合材料:以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料;(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料，如铝基复合材料、钛基复合材料等;(3)无机非金属基复合材料:以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。

4.按材料作用分类(1)结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料;(2)功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等)的复合材料。

三．复合材料是由多相材料复合而成，其共同的特点是:★(1)可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。

(2)可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。

例如，针对方向性材料强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。

(3)可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。

四．影响复合材料性能的因素很多，主要取决于①增强材料的性能、含量及分布状况，②基体材料的性能、含量，以及③增强材料和基体材料之间的界面结合情况，作为产品还与④成型工艺和结构设计有关。

工程材料与机械制造基础第二版答案第一章：工程材料的概述1.定义：工程材料是指用于制造各种工程产品和构件的原料，包括金属材料、非金属材料和合成材料。

2.金属材料分类：金属材料按照基本组织可分为晶体、多晶体和非晶体。

按照化学成分可分为金属元素和合金。

按照制备方式可分为熔炼和粉末冶金方法。

3.非金属材料分类：非金属材料包括陶瓷材料、高分子材料和复合材料。

陶瓷材料可分为无机非金属材料和有机非金属材料。

高分子材料是由高分子化合物制成的材料。

复合材料由两种或以上的基础材料组成。

4.合成材料分类：合成材料指人工合成的新材料，包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子基复合材料。

第二章：金属材料的组织和性能1.金属的晶体结构：金属的晶体结构可分为体心立方结构、面心立方结构和六方最密堆积结构。

2.晶体缺陷：晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。

点缺陷包括金属原子的不可替代缺陷和可替代缺陷。

线缺陷包括位错和抱线。

3.金属的力学性能：金属的力学性能包括强度、硬度、韧性、可塑性和延展性等。

4.金属的热学性能：金属的热学性能包括热膨胀系数、热导率和比热容等。

第三章：金属材料的制备与加工1.金属的提炼和精炼：金属的提炼过程包括冶炼和精炼。

冶炼是将矿石中的金属氧化物还原为金属的过程。

精炼是去除金属中的杂质，提高金属纯度的过程。

2.金属的凝固：金属的凝固过程包括液相凝固、凝固过程中的晶体生长和固相变形。

3.金属的成形加工：金属的成形加工包括锻造、压力加工、热处理和冷加工等。

4.金属的热处理：金属的热处理包括退火、淬火、回火和时效等。

第四章：非金属材料的组织和性能1.陶瓷材料的组织和性能：陶瓷材料的组织包括晶体和非晶体结构，性能包括强度、硬度和热稳定性等。

2.高分子材料的组织和性能：高分子材料的组织包括聚合物链和结晶结构，性能包括高分子材料的强度、弹性和耐热性等。

3.复合材料的组织和性能：复合材料的组织包括增强相和基体相，性能包括强度、刚度和耐热性等。

第一章测试1.300万年前-15000年前，称为旧石器时代。

( )A:对B:错答案:A2.粘土在（）℃以上可以烧结成质量良好的瓷器。

A:1300B:550C:800D:700答案:A3.铜可以以纯金属的形式大量存在于自然界。

( )A:错B:对答案:A4.公元前3800年，（）人工炼成了纯度较高的铜器，出现了冶炼铜技术。

A:东亚B:西亚C:非洲D:欧洲答案:B5.陨铁是（）。

A:地球地表面之下存在的纯铁B:地球表面下天然存在的C:天体坠入地球大气层落在地球上的铁D:大气层下地球表面的天然铁答案:D6.（）中国发明了炼铁技术，进入铁器时代。

A:公元前2000至前1000年B:公元前1000至前900年C:公元1000至900年D:公元前600至前500年答案:B7.钢铁产量与一个国家的经济整体实力和国家的强盛程度关系不大。

( )A:对B:错答案:B8.信息传递技术是从（）开始。

A:动作B:声音C:表情D:结绳答案:D9.大容量、高速度的网络通信材料是（）。

A:铝B:SiC:半导体D:光纤答案:D10.历史上第一个晶体管是1947年底，由美国贝尔实验室制造的。

A:对B:错答案:A第二章测试1.金属材料是指具有（）等性质的材料。

A:延展性B:导电C:金属光泽D:高脆性答案:ACD2.有色金属是指除（）以外的所有金属及其合金。

A:FeB:WC:CrD:Mn答案:ACD3.无间隙原子钢的英文简称为HSLA钢。

（）A:错B:对答案:A4.工程结构用钢是指（）。

A:含碳量超过0.25%的低碳钢B:含碳量不超过0.25%的低碳钢C:含碳量不超过0.05%的低碳钢D:含碳量超过0.5%的低碳钢答案:B5.按照腐蚀机理分，金属的腐蚀形式有（）。

A:酸性介质腐蚀B:物理腐蚀C:化学腐蚀D:电化学腐蚀答案:BCD6.钢的高温腐蚀是物理腐蚀。

（）A:对B:错答案:B7.耐磨钢的含碳量是（）。

A:1.0-1.5%B:0.3-0.7%C:小于0.3%D:大于1.5%答案:A8.占据元素周期表中最多的是下列那类元素（）。

《复合材料概论》心得与总结卫琦 1306030118通过学习《复合材料概论》，我了解了复合材料的命名、分类以及复合材料的基本性能。

复合材料的基体材料有四种：金属材料、无机胶凝材料、陶瓷材料、聚合物材料。

了解了碳纤维的优点以及碳纤维在生活中被广泛的应用。

以及对聚合物基复合材料，金属基复合材料，陶瓷基复合材料的了解。

以下是我对一些知识点的总结。

第一章总论一、复合材料定义：复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料；在复合材料中通常有一个相为连续相，称为基体，另一相为分散相，称为增强材料。

二、复合材料的分类1．按增强材料形态分类（连续纤维复合、短纤维复合、颗粒复合、编织复合）2．按增强材料纤维种类分类（玻璃纤维、碳纤维、有机纤维、金属纤维、陶瓷纤维、混合）3．按基体材料分类（聚合物基、金属基、无机非金属基）4．按材料作用分类（结构复合材料、功能复合材料）三、复合材料的基本性能1．可综合发挥各组成材料的优点2．可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造（最大特点！）3．可制成所需的任意形状的产品四、复合材料结构设计的三个结构层次①：一次结构：指由基体和增强材料复合而成的单层材料②：二次结构：指由单层材料层合而成的层合体③：三次结构：指通常所说的工程结构或者产品结构第二章复合材料的基体材料复合材料的基体材料有以下四种：①：金属材料主要包括铝及铝合金、镁合金、钛合金、镍合金、铜与铜合金、锌合金、铅、钛铝、镍铝金属间化合物等无机胶凝材料主要包括水泥、石膏、菱苦土和水玻璃等陶瓷材料主要包括玻璃、玻璃陶瓷、氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷聚合物材料主要包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂及各种热固性/热塑性聚合物。

第三章复合材料的增强材料一、增强材料的定义：在复合材料中，凡事能基体材料力学性能的物质，均称为增强材料。

二、玻璃纤维的分类：1．以玻璃原料成分分类：无碱玻璃纤维（E玻纤）；中碱玻璃纤维；有机玻璃纤维（A玻璃）；特种玻璃纤维。

《材料成型理论基础》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料成型理论基础英文名称：Fundamentals for Materials Processing二、课程编码及性质课程编码：0809554课程性质：专业核心课，必修课三、学时与学分总学时：56学分：3.5四、先修课程工程材料学、传热学、流体力学、材料成形工艺基础五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是本专业的核心课程之一，其教学目的主要包括：1．让学生对液态成形、连接成形、固态塑性成形及高分子材料成形的基本过程有较全面、深入的理解，掌握其基本原理和规律。

2．了解液态金属的结构和性质；掌握液态金属凝固的基本原理，冶金处理及其对产品性能的影响。

3．掌握材料成形中化学冶金基本规律和缺陷的形成机理、影响因素及防止措施。

4．掌握塑性成形过程中的应力与应变的基础理论，金属流动的基本规律及其应用。

5．了解高分子材料的组织转变及流动、成形的基本规律。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以材料成形工艺的理论基础为主线，根据成形加工过程中材料所处或经历的状态，分为液态凝固成形、固态塑性成形、连接成形、塑料注射成形等几类，学习材料在成形过程中的组织结构、性能、形状随外在条件的不同而变化的规律性知识。

2）本课程着重利用前期所学的物理、化学等基础理论，以及传热学、流体力学等专业基础理论知识，学习液态成形、塑性成形、连接成形等基本材料成形技术的内在规律和物理本质，包括共性原理，同时也要注重个性规律性认识。

3）课程将重点或详细介绍三种主要材料成形方法中的主要基础理论和专门知识，阐述这些现象的本质，揭示变化的规律。

而对次要成形方法的基本原理或发展状况等只作简要介绍或自学。

4）重点学习的章节内容包括：第4章“单相合金与多相合金的凝固”（6学时）、第5章“铸件凝固组织的形成与控制”（6学时）、第7章“焊缝及其热影响区的组织和性能”（6学时）、第8章“成形过程的冶金反应原理”（6学时）、第11章“应力与应变理论”（4学时）、第12章“屈服准则”（6学时）。