完整版材料加工原理复习资料

1、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

2、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

3、. 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； n1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。22. 熔化焊冶金的缺陷： 气孔和裂纹（热裂纹和冷裂纹） 。23. 软 钎 焊一一

4、钎焊液相线温度V 450 C;硬 钎 焊一一钎焊液相线温度（450900 ）C；高温钎焊 一一钎焊液相线温度900 C24. 钎缝组织 ：扩散区、界面区、钎缝中心区。25. 挤出成型 挤出机注射成型 注射机模压成型 压机名词解释1 凝固时间 ：指从液态金属充满型腔后至凝固完毕所需的额时间。2 穿晶组织 ：柱状晶一直长大到铸件中心，直到与其他柱状晶相遇的组织。3 孕育处理 ：在液态金属中加入孕育剂，促进液态金属内部行核从而获得细等 轴晶的方法。4 粉末冶金 ：是制取金属粉末或以金属粉末为原料，经过成型和烧结，制造各 种金属或金属 -非金属材料和制品的工艺过程。5 活化烧结 ：采用化学或物理的措施

5、使烧结温度降低，烧结过程加快或使烧结 体密度和其它性能得到提高的方法称为活化烧结。6. 相容性 ：指复合材料在制造和使用过程中各组分之间相互协调、 配合的程度。7. 润湿性 ：液体在固体表面铺展的现能力。8. 熔体破裂 ：当熔体剪切速率或剪切应力超过某一临界值时，挤出物表面开始 出现畸变。最初是表面粗糙，而后随剪切速率（或剪切应力）的增大，分别出现 波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，直至无规破裂的现象。9. 成型周期 ：完成一次注射成型所需的时间 ，包括加料、塑化、充模、保压、 冷却时间以及开模、闭模及辅助作业等时间 。10. 压延效应： 纵横向性能差异的现象。11. 焊剂 ：焊接时能够熔

6、化形成焊渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作 用的一种颗粒状物质 。12. 扩散连接 ：将两个待连接工件紧压在一起，置于真空或保护气氛中加热至 母材熔点以下温度， 对其施加压力使两焊接表面微观凹凸不平处产生微观塑性变 形达到紧密接触， 在经保温、 原子相互扩散而形成牢固的冶金结合的一种链接方 法。三 简答题1. 柱状晶组织获得的条件（1）保证液态合金的热量在型腔中沿单一方向散失，绝对避免在侧面形核 和生长；（2）保证固 -液界面前沿液相中有足够大的正温度梯度，并减小界面前沿液 相中的成分过冷；（3）保证型腔中液态合金液面上不产生晶体，以防止其沉积形成等轴晶；（4）在熔炼过程中应采取措施防止液

7、态合金氧化，以提高液态合金的纯洁 性。2. 缩孔和缩松的危害 ： 减少受力有效面积， 产生引力集中， 从而降低铸件机械性能、 气密性能和物 理化学性能。3. 密度和强度变化述旦庄力第1阶段：在压力作用下粉末颗粒发生相对位移， 填充孔隙，压坯密度随压 力增加而急剧增加；但颗粒间接触面积小，强度不大，称为滑动阶段。第2阶段：粉末体出现压缩阻力，即使再加压其孔隙度不能再减少， 密度不 随压力增高而明显变化；但颗粒间接触面积增大，强度直线提高。第3阶段：当压力超过粉末颗粒的临界压力时， 粉末颗粒开始变形，从而使 其密度又随压力增高而增加；坯体强度也增加。4. 烧结过程第一阶段-发生粘结。烧结初期，颗粒

8、间的原始接触点或面转变为晶体结 合，形成烧结颈。在这一阶段，颗粒内晶粒不发生变化，晶粒外形也基本不变， 整个烧结体不发生收缩，密度增加也极微，但烧结体的强度和导电性则有明显增 加。第二阶段-烧结颈长大。原子向结合面的大量迁移，使烧结颈扩大，颗粒 间距离缩小，形成连续的孔隙网络；同时由于晶粒长大，晶界越过孔隙移动，而 被晶界扫过的地方，孔隙大量消失。体积收缩，密度和强度增加是这个阶段的主 要特征。第三阶段-闭孔隙球化和缩小。当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙完全被分隔，闭孔数目大为增加，孔隙形状趋于球形并不断缩小。在这个阶段，整 个烧结体仍可缓慢收缩，但主要是靠小孔的逐渐消失来实现。5. 聚合

9、物基复合材料的界面增强原则界面增强的原则：(1) 改善树脂基体对增强材料的浸润程度。可采取延长浸润 时间、增大体系压力.降低熔体黏度以及改善增强体的结构等 措施。(2) 适度的界面结合强度。采用偶联剂，分别与基体和增强 体反应，提高界面结合强度档(3) 调节界面内应力和减缓应力集中取在增强体和基体之间 引入可变形的界面层可缓解应力集中，减缓裂纹扩展。6. 原位自生颗粒增强金属基复合材料的制备工艺特点 ： 增强体是从金属基体中原位行核长大的， 具有稳定的热力学特性， 而且增 强体表面无污染，避免了与基体相溶性不良的问题，可以提高界面的结合强度。 通过合理选择反应元素的类型、 成分及其反应性， 可

10、有效地控制原位生成 增强体的种类、大小、分布和数量。 省去了外加增强相需要单独合成、 处理和颗粒加入等工序， 因此，其制备 工艺简单，制造成本较低。 从液态金属基体中原位生成增强相的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、 尺寸较大的近终形构件。 在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时， 可较大幅度地提高复合材 料的强度和弹性模量。7. 挤出机螺杆变化过程 加料段：将料斗供给的料送往压缩段，塑料在移动过程中一般保持固体状 体，由于受热而部分熔化。 压缩段（迁移段）：压实物料，使物料由固体转化为熔融体，并排出物料 中的空气，本段螺杆对塑料产生较大的剪切作用和压缩。 均化段（计量段）：将熔融物料定容（定

11、量）定压地送入机头使其在口模 中成型。8. 注射机三个系统的作用 锁模系统：是保证成型模具的闭锁、开启并取出制品； 注射系统：是“吃进”塑料，使之塑化和熔融，并在高压和高速下将熔体 注入模腔； 液压传动和电器控制系统： 是保证注射机按工艺过程预定的要求和程序准 确无误地进行工作。9. 焊条药皮的作用： 保护作用；冶金作用；使焊条具有良好的工艺性能。10. 钎焊与熔焊或压焊相比的不同之处：钎焊时只有钎料熔化而母材保持固态； 钎料的熔点低于母材的熔点， 因而其 成分与母材有很大差别； 钎焊的整个过程是熔化的钎料依靠润湿、 毛细作用填入 并保持在母材间隙内， 使液态钎料与固态母材间发生相互作用而形成

12、材料的冶金2. 论述题1. 为什么人们希望获得中心等轴晶区？采取的一些措施？ 与柱状晶区相比， 等轴晶区的各个晶粒在长大时彼此交叉， 枝叉间的搭接牢 固，裂纹不易扩展；不存在明显的脆弱界面；各晶粒的取向各不相同，其性能没 有方向性。 降低浇注温度能使液态金属与型壁及浇道壁接触时就产生大量晶体并自 型壁脱落。降低浇注温度能使游离的小晶体在随后的漂移中重新熔化的可能性减 少。 孕育处理主要促进非自发行核作用； 使溶质偏析系数增大， 使枝晶易产生 更细的颈缩， 促进晶体自型壁脱落和晶枝的熔断脱落， 从而增加漂移于型腔内部 的小晶体数量。 动力学细化方法引起固相和液相的相对运动， 导致枝晶的破碎或与铸

13、型分离，在液相中形成大量结晶核心，达到细化晶粒的效果2. 陶瓷材料切削脆性去除机理_切削方向HUif战IT止(b)首先在刀具的正下方附近，产生最大应力，达到 一定值时产生裂纹(a);此主裂纹随切削的进行而 扩大，由于能量的释放，达到切削深度的数倍程 度裂纹停止(b)；裂纹扩展停止之后，从主裂纹前 端附近，在刀尖近傍其应力集中程度升高，顾在 刀尖近傍生成第二条裂纹，而沿最大剪应力方向 的前上方扩大(c);由于第二条裂纹的生成，能量 释放率增加，所以裂纹向未切削的自由表面传播 而除去材料。结果在加工面中残留有停止扩展的 王裂纹(d)。在加工面上残留的裂纹严重地损害加工零件的 性能，特别是残留纹的尺寸会达到切削深度的数 倍，使陶瓷材料加工后性能大大降低。3. 手糊工艺过程及优缺点先在模具上涂刷含有固化剂的树脂混合物，再在其上铺贴一层按要求剪裁好 的纤维织物，用刷子、压辊或刮刀压挤织物，使其均匀浸胶并排除气泡后，再涂 刷树脂混合物和铺贴第二层纤维织物, 后，在一定压力作用下加热固化成型, 成型，最后得到复合材料制品。反复上述过程直至达到所需厚度为止。然 或者利用树脂体系固化时放出的热量固化产品尺寸不受限制，适于多品种小批量生优点：该方法所用的设备和工具简单, 产； 缺点：手糊工艺的技术性强，产品质量不易控制，操作条件差，生产效率低4. 挤出吹塑