材料成型技术基础同济

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1、第一章绪论机器制造的一般过程示意第二章材料凝固理论1.凝固：是材料成形加工过程屮i种非常重要的物理化学现象。它是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。凝固前后变化：体积、外形、产牛凝固潜热、爛值变化、结构改变、溶质再分配2・自发过程与判据：把体系从不平衡状态门发地移向平衡状态的过程称为口发过程。判据l.Helmholz自由能最低原理:（DELTA）FTV<=0;2.Gibbs自由能判据:（delta）Gtp<=0；3•自发形核与非自发形核（形核的两种方式）：口发形核：不借助任何外来界而的均匀熔体中形

2、核的过程；非自发形核是指在不均匀熔体屮，依靠外来杂质界面或各种衬底形核的过程。4•形核：接稳定的液相通过温度起伏在一些微小区域内部形成稳定存在的晶质质点过程形核剂作用：提高金属液形核能力，以细化金属晶粒，改善材料性能特点：失配度小、粗糙度值人、分散性好、稳定性好5•偏析：金属凝固过程中发生化学成分不均匀的现象微观偏析（简答）：指树枝品或胞状晶心部为品间成分的差界。宏观偏析（简答）：指整个铸锭或铸件在大于品粒尺度大范围内产生的成分不均匀现象——正常偏析、逆偏析、密度偏析铸造、焊接、陶瓷及粉末合金的制备过程6.（三种）凝固方式：糊状凝固、逐层凝

3、固、中间凝固方式砂型铸造时，固液相线间距很宽，在很长一段凝固时间内，固液共存的两相凝固区几乎贯穿于整个铸件的断面，这种凝固方式被称为糊状凝固固液相线间距很窄，凝固自始至终仅有很薄一层的两相共存区，凝固壳由表面至中心逐渐加厚，这种凝固方式就是逐层凝固。处于两者之间的是中间凝固。7•充型能力、影响因素：液体金加充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，称为液体金属的充型能力。影响因素：金属性质、铸型性质，浇注条件和铸件结构8.缩孔缩松原因及如何预防：缩孔：铸件在凝固过程中，因合金的液态和凝固收缩，在铸件最后凝固处形成的容积大而集中的孔洞。液体

4、收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松的主要原因，而固体收缩则是铸件产生铸造应力、变形、裂纹的主要原因。9•缩松：缩松是铸件最后凝固的区域没能得到液态合金的补缩造成的分散、细小的缩孔凝固收缩是形成缩松的主要原因10•防止途径：A.顺序凝固和同时凝固B.防止缩松、缩孔的工艺措施。財。。顺序凝固、同时凝固、工艺措施：冒口、冷铁、合理确定浇注系统及浇注工艺□•热应力•铸件在冷却过程中，由于各部分冷却速度不一致，造成收缩量不一致，彼此制约的结果，所形成的应力。P42热应力、相变应力、机械阻碍应力及三个过程热应力：因各部分冷却速度不同，造成在同一时刻各部

5、分收缩量不同，这种因散热条件和冷却速度不同而形成的铸造应力称为热应力。具有固体相变的合金铸件，冷却过程中各部分发生相变的时间不一致，以及相变时比体积变化，导致各部分体积和长度变化时间也不一致，由此引起的应力为相变应力铸件收缩时，受铸件浇注系统、冒口和本身机械阻碍而产生的应力称为机械阻碍应力。均处于塑形状态一个塑形一个弹性均到了弹性状态~12•合金收缩的三个阶段：液体收缩、凝固收缩、固体收缩俘育剂作用和原理;■孕側熔化后厂在铁液屮许多微匾形成富硅区厂促进石趙形核「能够造成人量晶核，细化晶粒图245,P23）第三章材料成形热过程13•焊接温度场

6、：所谓焊接温度场是指在焊接集屮热源的作用下，被焊工件上（包扌舌内部）各点在某一瞬时的温度分布。影响焊接温度场的因素：热源性质、焊速与能屋、被焊金属的物理性质（热导率入，体积热容CP,热扩散率a,比焰H,表面传热系数a）、焊件的板厚及形状（厚板焊接结构、薄板焊接结构、接头形式）1.热源的性质（热源能量的集屮性）以电弧焊为例，电弧能量越集中，温度场范用越小，温度梯度越人2焊接规范（悍速与能量，即炸接热输入）•当热源能量（功率）q=常数，随焊接速度V的增加，某一温度的等温线的宽度和长度都变小，用等温线表示的温度场的形状变的细长•当速度u=常数时，

7、随q的增加，某一温度的等温线所包围的面积增大3被焊金属的热物理性质（热导率，体积热容，热扩散率，比焰，表面传热系数等）4.焊件的板厚及形状14•焊接热循环：焊接时焊件在加热和冷却过程中温度随时间的变化。即焊件上某点的温度是随时间由低到高达到最大值后又由高到低的变化。称为焊接热循环。焊接热循环的主要参数：加热速度wh,峰值温度Tmax,高温停留时间TH,冷却速度wc,冷却时间tc（主要意义）影响焊接热循环的因素：1・焊件尺寸形状的影响1.接头形式的影响2.焊道长度的影响3.接线能赧E的影响4.预热温度的影响6•焊接吋冷却条件的影响（焊接热过程

8、特点:？热源热量比较集中，功率密度比较大，相对加热面积较小。2•在高度集中热源作用下，瞬时可将大量热能传给焊件。3•—般焊接过程中热源是移动的，焊件的受热区域不断变化。）第四章塑