[精品]材料加工新技术与新工艺.doc

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1、1・简述材料加工技术的主要发展方向A常规材料加工工艺的短流稈化和高效化B发展先进的成形加T技术，实现组织与性能的精确控制。C材料设计（包括成分设计、性能设计与工艺设计）、制备与成形加工一体化。D开发新型制备与加工技术，发展新材料和新制品E发展计算机数值模拟与过程仿真技术，构筑完善的材料数据库。F材料的智能制备与成形加工技术•论述材料加工的主要研究方法，5次革命时代特点，发展趋势.主要研究方法：按传统三级学科分类：机加工（车创铳磨等）、凝固加工（铸造）、粉末冶金、犁性加工（压力加工）、焊接（连接）、热处理等.按照被加工材料在加工时所处的相态不同进行分类，材料加工包括：气

2、态加工、液态加王（凝固成形）、半固态加工、固态加工.5次革命：1.公元前4000年（屮国公元前2000年）从漫长的石器时代进入青铜器时代。2.公元前1350-1400年（中国公元前500-600年）从青铜器时代进入铁器时代3.公元1500年从铁器时代进入合金化时代4.20世纪初期合金材料时代的到来5.20世纪末期新材料设计与制备加工工艺时代的开始.发展趋势：材料加工技术的总体发展趋势，可以概括为三个综合：过程综合、技术综合、学科综合。过程综合包括：一是指材料设计、制备、成形与加工的一体化，各个环节的关键越来越密；二是指多个过程（如凝固与成形）的综合化，或称短流程化。技

3、术综合是指材料加工工程越来越发展成为一门多种技术相结合的应用技术科学，尤其体现为制备、成形、加T技术与计算机技术、信息技术的综合，与各种先进控制技术的综合等.学科综合体现为传统三级学科（铸造、犁性加工、热处理、连接）之间的综合，与材料物理与化学、材料学等二级学科的综合，与计算机科学、信息工程、环境工稈等材料科学与工稈学科以外的其他一级学科的综合。2•实现快速凝固的两种基本方法是什么？金属快凝的组织特征是什么?1）实现快速凝固的两种基本方法：…是通过提高热流的导出速度而实现的快速冷却；二是深过冷（通过抑制凝固过程的形核，使合金熔液获得很大的过冷度，从而凝固过程释放的潜热

4、Ah被过冷熔体吸收，可大大减少凝固过程屮要导出的热量）2）组织特征：①偏析形成倾向减小。随着凝固速度的增人，溶质的分配系数将偏离平衡，实际溶质分配系数总是随着凝固速度的增大趋近于1,偏析倾向减小。②形成非平衡相。在快速凝固的条件下，平衡相的析出被抑制，常析出非平衡的亚稳相。③细化凝固组织。大的冷却速度不仅可以细化枝晶，而且由丁形核速度的增大而使晶粒细化。随着冷却速度的增大,晶粒尺寸减小，可获得微晶乃至纳米晶。④析出相的结构发生变化。大的冷却速度可使析出相的结构发生变化，某些相同成分的合金在不同的冷却速度下可获得完全不同的组织。⑤形成非晶态。当过冷度极大时，结晶过稈将被

5、完全抑制，从而获得非晶态的固体。3•定向凝固的方法有哪些？简述连续定向凝固的基本原理?定向凝固是指在凝固过稈小采用强制手段，在凝固金属和未凝固金属熔体屮建立起特定方向的温度梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝同，最终得到具有特定取向柱状晶的技术。方法：发热剂法、功率降低法、高速凝固法、液态金属冷却法、流态床冷却法、区域熔化液态金属冷却法和连续定向凝固技术.连续定向凝固的基本原理：在连续定向凝固过程屮对铸型进行加热，使它的温度高于被铸金屈的凝固温度，并通过在铸世出口附近的强制冷却，或同时对铸世进行分区加热与控制,在凝固金属与未凝固熔体屮建立起沿拉坯方向的温度梯度，从而

6、使熔体形核丿r;沿肴与热流（拉坯方向）相反的方向，按单一的结晶取向进行凝固，获得连续定向结晶组织（连续柱状晶组织），祺至单晶组织。4•简述半固态加工的概念和特点？何为触变、流变成形？概念：是利用金属从液态向固态转变或从I古I态向液态转变（即液尚共存）过程中所具有的特性进行成形的方法。特点：半固态加工综合了凝固加工和塑性加T的长处，即加工温度比液态低，变形抗力比固态小，可一次大变形最加工成形形状复杂且精度和性能质最要求较高的零件。与普通的加工方法相比，它有许多独特的优点：⑴黏度比液态金屈高，容易控制：模具夹带的气体少，减少氧化，改善加工性，减少模具粘接，可进行更高速的部

7、件成形，改善表面光洁度，易实现白动化和成形新加工工艺。⑵流动应力比固态金属低：半固态浆料具有流变性和触变性，变形抗力非常小，可以更高的速度成形部件，而且可进行复杂件成形，缩短加工周期，提高材料的利用率，有利于节能节材，并可讲行连续形状的高速成形（如挤压），加T成木低。⑶应用范围广：凡具有固液两相区的合金均可实现半固态加T。可适用于多种加丁•工艺，如铸造、轧制、挤压和锻压等，并可进行材料的复合及成形。流变成形：在金属的凝固过稈屮，对其施以剧烈的搅拌作用，充分破碎树枝晶的初生固相,得到一种液态金属母液中均匀地悬浮着一定球状初生固相的固■液混合浆料，即流变