材料成型资料

1、第一章1.强度:材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力。2.弹性模量:引起单位弹性变形所需的应力。3.塑性:产生塑性变形而不断裂的性能。4.塑性变形:不能恢复的残余变形。5.抗拉强度:材料被拉断前的最大承载能力。常用硬度的测试方法及适用范围：洛氏硬度：采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。维氏硬度：维氏硬度测量范围广，不但可以测量高硬度材料，也可以测量较软的金属以及板材、带材，具有较高的精度。但测量效率较低。测微粒和单个晶体。布

2、氏硬度：具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。主要测表面压痕硬度，对材料表面的伤害比较大。对于测量精度，维氏大于布氏，布氏大于洛氏。6.冲击韧性:在冲击试验过程中，试样上单位面积所吸收的能量。7.疲劳断裂:当交变载荷的值远远低于其屈服强度时发生断裂的现象。8.当最大交变应力低于某值时，曲线与横坐标平行，表示循环次数N可达到无穷大，而试样仍不发生疲劳断裂，该交变应力值为疲劳强度。9.

3、晶体:原子在空间呈规则排列的固体物质。10.晶格:金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。11.晶胞:构成晶格的最基本几何单元。12.面心立方晶格常见金属有:铝、铜、金；密排六方晶格常见金属:镁、锌、铍。13.点缺陷:长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷。如:间隙原子、置换原子、空位。14.线缺陷:在一个方向上尺寸较大，而在另两个方向上尺寸很小的缺陷，呈线性分布，其具体形式是各种类型的位错。15.面缺陷:在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很小的缺陷，如:晶界、亚晶界。16.结晶:原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过结晶可以是液态金属转变成固态金属；或固态金属转变成固态金属，即固态金

4、属的相变。金属的结晶一般在过冷的条件下进行；结晶的过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。17.实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷，其差值称为过冷度。18.变质处理:浇注时，向液态金属中加入一些高熔点、难溶解的金属或合金，当其晶体结构与液态金属的晶体结构相识时，使形核率大大提高，获得均匀细小的晶粒的方法。19.重结晶:高温状态下的晶体，在冷却过程中晶格结构发生改变的现象，称为同素异构转变或重结晶。20.同素异构性:一种金属具有两种或两种以上的晶体结构。21.固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固熔体强度、硬度提高、塑性和韧性略有下降的现象。22.弥散强化:金属化合物

5、呈细小晶粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高的现象。碳钢的分类分类方法钢种质量分数特点按碳质量分数低碳钢0.25强度低、塑性和焊接性较好中碳钢0.25 C 0.6强度较高、塑形和焊接性较差高碳钢0.6塑形和焊接性较差、强度和硬度较高按用途分结构钢0.08% C 0.65%制造各种工程构件和机器零件工具钢>0.65%制造各种刀具量具和模具杠杆定律铁碳合金的分类合金种类工业纯铁碳钢白口铸铁（生铁）亚共析钢共析钢过共析钢亚共晶铸铁共晶铸铁过共晶铸铁碳质量分数<0.02180.02180.770.770.772.112.114.34.34.36.69室温组

6、织FF+PPP+FeC2P+FeC2+Ld'Ld'FeC1+Ld'力学性能软塑性、韧性好综合力学性能好硬度大脆而硬23.铸铁的分类:灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。24.钢的淬火:得到组织主要是马式体或下贝氏体还有少量残余奥氏体，其目的是为了提高钢的硬度和耐磨性。25.钢的回火:低温回火、中温回火、高温回火；a、低温回火得到组织马式体，目的是保持淬火马氏体的高硬度和高耐磨性，降低淬火应力和脆性，主要用于各种高碳钢的刃具、量具等。b、中温回火得到组织为回火托氏体，目的是为了获得高的屈强比、高的弹性极限、高的韧性，主要用于各种弹簧、锻模。c、高温回火得到组织回火索氏体

7、，目的是为了获得综合力学性能，在保持较高强度的同时，具有练好的塑性和韧性，主要作用于传动轴、齿轮等传递运动和力的重要零件。26. 钢的表面淬火:表面淬火可有效提高工件表面层的硬度和耐磨度，达到外硬内韧的效果，并可造成表面层压应力状态，提高疲劳强度，延长工件的使用寿命。27. 球化退火：球化退火主要用于共析钢和过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。 这种工艺有利于塑性加工和切削加工，还能提高机械韧性。得到组织为球状珠光体。28. 正火： 亚共析钢，铁素体和索氏体热处理后的组织为 共析钢，索氏体 过共析钢，索氏体

8、和二次渗碳体应用场合：适用于碳素钢、中低合金钢目的：对于低碳钢、低碳合金钢，细化晶粒，提高硬度，改善切削加工性能；对于过共析钢，消除二次网状渗碳体，有利于球化退火的进行。第二章1.收缩:铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象。2.液态收缩:金属在液体状态下的收缩，其原因是由于气体排除，空穴减小，原子间间距减小。3.凝固收缩:金属在凝固过程时的收缩，其原因是由于空穴减少，原子间间距减小。液态收缩和固态收缩在外部表现均为体积减小，一般表现为液面降低，因此称为体积收缩是缩孔或缩松形成的基本原因。4.固态收缩:金属在固态过程中的收缩，其原因在于空穴减少，原子间间距减小。是铸造应力、变形和裂纹产

9、生的原因。5.缩孔、缩松:逐渐凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，大而集中的称为缩孔，细小而分散的孔洞称为缩松。缩孔结晶范围小，逐层定向凝固；缩松结晶范围大，进行的为体积凝固，在铸件内部形成许多细小孔洞。第三章1.加工硬化:金属材料经冷塑变形后，随变形度的增加，其强度、硬度提高，塑性和韧性下降的现象。生产上常用于提高金属的强度、硬度和耐磨性。2.冷加工组织:金属在外力作用下进行塑性变形时，金属内部的晶粒也由原来的等轴晶粒变为沿加工方向拉长的晶粒，当变形度增加时，晶粒被显著拉长呈纤维状的组织。3.残余应力:金属材料在塑性变形过程中，由于其内部变形不均匀导致在变形后仍残存在金属材料内部的应力。4.金

10、属在再结晶温度下进行的塑性变形称为冷变形加工，且冷变形加工会产生加工硬化；金属在再结晶温度上的塑性变形称为热变形加工，热变形加工能将加工硬化消除。5.热加工组织:非金属夹杂物沿变形方向被拉长成纤维组织，再结晶时，被拉长的晶粒恢复为等轴晶粒的组织。注:含碳量越高硬度越大！6.绘制锻件图考虑因素:a.锻件敷料，又称余块，是为了简化锻件形状，便于锻造加工而增加的一部分金属。b.机械加工余量，是指锻件在机械加工时被切除的金属。c.锻件公差，是指锻件尺寸所允许的偏差范围。7.回弹现象:弯曲件在弯曲变形结束后，会伴随一些弹性恢复而造成工件弯曲角度、弯曲半径与模具的形状、尺寸不一致的现象。8.拉深时主要出现

11、的问题:起皱、拉裂。第四章1.焊接方法:熔化焊气焊、电弧焊（焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊）、电渣焊、激光焊；压力焊（电阻焊、摩擦焊、爆炸焊）；钎焊（软钎焊、硬钎焊）。2.从冶金角度，可将焊接分为三大类:液相焊接、固相焊接、固液焊接。3.正接法:焊件与焊机的正极相接焊条与负极相接的接法。反之为反接法。8.电阻焊可分为:缝焊、凸焊、对焊。9.硬钎焊大多用于受力较大、工作温度较高的场合，软钎焊与之相反。10.焊接残余应力与变形产生的原因及对应方法:原因:焊接加热是局部进行的。焊接时，被焊部位加热膨胀，而在加热部位的周围未被加热膨胀，所以该部分的金属制约了焊接部分受热金属的自由膨胀，被焊部位产生塑性

12、变形并缩短。焊缝冷却后，焊缝区域比周围区域短，但是焊缝周围区域没有收缩，从而阻碍焊缝区域的只有收缩，导致产生残余应力和变形。应对方法:对于变形要合理设计焊接结构和焊接接头，并且要有合理的焊接工艺设计。对于残余应力焊接结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度要尽可能小，将焊件预热到350400后再进行焊接，锤击焊缝，去应力退火。退火的作用：降低硬度、改善切削性能、提高塑性。淬火的目的：获得高硬度的马氏体。三把火：退火、淬火、回火：四把火：退火、淬火、回火、正火。11.低碳钢的焊接:（含碳质量分数小于0.25）焊接性良好，焊接时没有淬硬，冷裂倾向，通常不需要采取特别措施。12.焊接时，为什么要对

13、焊接区进行保护？有哪些保护措施？对焊接区域进行保护的目的是防止空气侵人熔滴和熔池，减少焊缝金属中的氮、氧含量。保护的方式有下列三种： (1) 气体保护例如，气体保护焊时采用保护气体 (CO2, H2、Ar)将焊接区域与空气隔离起来。 (2) 渣保护在熔池金属表面覆盖一层熔渣使其与空气分开隔离，如电渣焊、埋弧焊。 (3) 气渣联合保护利用保护气体和熔渣同时对熔化 金属进行保护，如手弧焊。第五章1.材料的分类:热塑性材料（具有可塑性，受热软化后可进行二次加工，可溶解在一定的溶剂中）；热固性塑料（一次加工成型后，不再溶于溶剂中受热不变形，不软化，不能回收，质地坚硬，性质稳定）。2.橡胶弹性较好，适合做轮胎，它是以生胶为原料加入适量配合剂，经硫化后所组成的高分子弹性体。3.碳纤维增强聚合物基复合材料（CFRP）:实温可做安全帽、桌椅。其密度低，比强度和比模量高。4.陶瓷基复合材料:高强度、高模量、高硬度以及耐高温、耐腐蚀，适合用做车刀。5.碳/碳复合材料:低密度、耐烧蚀、抗热震性、高导热和低膨胀系数等性能。主要用于火箭发动机喷管、航天飞机的鼻锥，机翼前缘；也可做为人工心脏、人工骨骼。6.纳米材料:三维空间尺度至少有一维处于纳米量级的材料，它是有尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的材料。7.纳米材料的特性:量子尺寸效应（当纳米粒子的尺寸下降到某一值时，金属粒子费米