工程材料及成型技术基础论文

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工程材料及成形技术

绪论

授课题目：绪论 0.1．材料技术与成形工艺 0.2．本课程的专业地位 0.3．本课程的学习方法 课时安排 授课计划 1学时 第1次 教学目的，要求：

●了解 材料及材料技术的发展史，本课程的基本内容、基本框架和基本特点 ●掌握 本课程的学习方法 ★＃

教学内容（包括基本内容、重点、难点 、板书------字体加黑，下同）

一．材料技术与成形工艺

材料：制造物品的物质（原材料）。

[物质生产活动是人类生存和社会发展的基础，因此，材料和应用便成了人类社会发展和文明进程的重要标志。]

我国在材料工艺方面为人类文明作出过杰出贡献。

六千多年前创造了以制陶术为代表的仰韶文化；随后的陶瓷技术一直 领先世界。

商周时期创造了青铜冶炼技术为 代表的青铜文化。

春秋以来创造了铁器文化： 春秋中期（公元前475---770年）冶炼生铁 战国时期（公元前221---475年）生产可煅铸铁

西汉中期（公元前

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习题一 工程材料的性能

1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的？ 2、说明σs，σb，δ，ψ，E、G、σ-1，αk符号的意义和单位？ 3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?

4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标？为什么?

5、在何种服役条件下，屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据？

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜？材料的E越大，其塑性越差，这种说法是否正确? 为什么？

7、 材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？ 8、 什么是弹性模量E？金属弹性模量的大小主要取决什么因素？ 9、 金属材料刚度与金属机件刚度两者含义有何不同？

10、试区别材料刚度与弹性的概念，一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不同？如何防治二者造成的失效？

11、有一低碳钢拉伸试件，d0=10.0mm，L0=50mm，拉伸实验时测得Fs=20.5kN，Fb=31.5kN，d1=6.25mm，L1=66mm，试确定此钢材的σs，σb，δ，ψ。

12、拉伸试件的原标距长度为50mm，直径为10.0mm，拉断后对接试样的标距长度为79mm，缩

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习题一 工程材料的性能

1、由拉伸试验可得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的？ 2、说明σs，σb，δ，ψ，E、G、σ-1，αk符号的意义和单位？ 3、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同?

4、在设计机械零件时常用哪两种强度指标？为什么?

5、在何种服役条件下，屈服强度、抗拉强度、疲劳强度是设计中最有用的数据？

6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料?采用何种材料为宜？材料的E越大，其塑性越差，这种说法是否正确? 为什么？

7、 材料的弹性模量E的工程含义是什么？它和零件的刚度有何关系？ 8、 什么是弹性模量E？金属弹性模量的大小主要取决什么因素？ 9、 金属材料刚度与金属机件刚度两者含义有何不同？

10、试区别材料刚度与弹性的概念，一个弹簧由于刚度不足或弹性差产生的失效现象有何不同？如何防治二者造成的失效？

11、有一低碳钢拉伸试件，d0=10.0mm，L0=50mm，拉伸实验时测得Fs=20.5kN，Fb=31.5kN，d1=6.25mm，L1=66mm，试确定此钢材的σs，σb，δ，ψ。

12、拉伸试件的原标距长度为50mm，直径为10.0mm，拉断后对接试样的标距长度为79mm，缩

工程材料及成型技术复习要点及答案

第一章

1、按照零件成形的过程中质量m 的变化,可分为哪三种原理？举例说明。

按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化,可分为三种原理

△m＜0(材料去除原理);

△m＝0(材料基本不变原理);

△m＞0(材料累加成型原理)。

2、顺铣与逆铣的定义及特点。

顺铣:铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。

逆铣;铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。

顺铣时,每个刀的切削厚度都就是有小到大逐渐变化的

逆铣时,由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反,所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然,由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致,当刀齿对工件的作用力较大时,由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在,工作台会产生窜动,这样不仅破坏了切削过程的平稳性,影响工件的加工质量,而且严重时会损坏刀具。

逆铣时,由于刀齿与工件间的摩擦较大,因此已加工表面的冷硬现象较严重。

顺铣时的平均切削厚度大,切削变形较小,与逆铣相比较功率消耗要少些。

3、镗削与车削有哪些不同？

车削使用范围广,易于保证零件表面的位置精度,可用于有色金属的加工、切削平稳、成本

09级工程材料及成形技术基础课复习资料 第1章 零部件对材料性能的要求

⒈ 零件在工作条件下所受力学负荷、热负荷和环境介质的作用。

⒉ 力学负荷分静载荷（拉、压、弯、扭等）和动载荷（交变载荷与冲击载荷）。力学负荷使零件产生变形或断裂；热负荷使零件产生热应力，交变热应力引起材料的热疲劳，温度升高材料的强度硬度下降、塑性韧性升高，高温使材料产生氧化，温度超过0.3Tm时产生高温蠕变；环境介质使金属产生腐蚀和摩擦磨损、使高分子材料产生老化。

⒊ 在弹性变形范围内，△L﹦PL0/EA0，E↑或A0↑→△L↓，即提高材料的弹性模量E或增加零件的横截面积A0均能减少弹性变形。E主要取决于材料的本性，与显微组织关系较小，加工处理对它的影响很小。

⒋ 强度—材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。强度是应力值（MPa），应力极限。强度与组织的关系密切，用于零件的设计计算。 常用的强度指标有屈服强度ζs（适用于

塑性好材料）、条件屈服强度ζ

0.2（适用于塑性差的材料）、抗拉

强度ζb等。

⒌ 比刚度（比模量）—E/ρ；比强度—ζb/ρ。比刚度、比强度大的材料能减轻零件的重量。屈强比—ζs/ζb,表征材料强度的利用程度和工作的安全程度，屈强比高材料

09级工程材料及成形技术基础课复习资料 第1章 零部件对材料性能的要求

⒈ 零件在工作条件下所受力学负荷、热负荷和环境介质的作用。

⒉ 力学负荷分静载荷（拉、压、弯、扭等）和动载荷（交变载荷与冲击载荷）。力学负荷使零件产生变形或断裂；热负荷使零件产生热应力，交变热应力引起材料的热疲劳，温度升高材料的强度硬度下降、塑性韧性升高，高温使材料产生氧化，温度超过0.3Tm时产生高温蠕变；环境介质使金属产生腐蚀和摩擦磨损、使高分子材料产生老化。

⒊ 在弹性变形范围内，△L﹦PL0/EA0，E↑或A0↑→△L↓，即提高材料的弹性模量E或增加零件的横截面积A0均能减少弹性变形。E主要取决于材料的本性，与显微组织关系较小，加工处理对它的影响很小。

⒋ 强度—材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。强度是应力值（MPa），应力极限。强度与组织的关系密切，用于零件的设计计算。 常用的强度指标有屈服强度ζs（适用于

塑性好材料）、条件屈服强度ζ

0.2（适用于塑性差的材料）、抗拉

强度ζb等。

⒌ 比刚度（比模量）—E/ρ；比强度—ζb/ρ。比刚度、比强度大的材料能减轻零件的重量。屈强比—ζs/ζb,表征材料强度的利用程度和工作的安全程度，屈强比高材料

济南大学2011-2012学年第二学期课程考试试卷（A卷）

一． 填空题（每题1分，共3分）

1,工业上使用的金属绝大多数的晶体结构比较简单，其中最典型最常见的三种环境的类型为（ ），（ ），（ ）。

2，警惕缺陷按几何特征可分为（ ）（ ）（ ），位错属于（ ） 3，材料抵抗外物压入其表面的能力称为（ ）。HRC表示（ ）。 4金属的塑性加工性能常用金属的（ ）和（ ）来综合衡量。

5，除C0外，绝大多数溶入奥氏体的合金元素都使C曲线向（ ）移动，（ ）钢的淬透性，且合金的淬透性碧潭钢的淬透性（ ）。

6，铸造应力分（ ）和（ ）两种，其中（ ）属于残余应力。 7，单项固溶体合金（ ） ，工艺性较好，共晶合金的（ ）工艺性较好。 8，金属经过冷塑性变形后强度提高，塑性降低的现象称为（ ）。 9，铸造

高等教育,工程材料成型,答案

《工程材料》复习思考题参考答案

第一章 金属的晶体结构与结晶

1．解释下列名词

点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位

间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向

上的尺寸很小。如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方

向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在

着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，

称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑

移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果

相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边

缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单

晶体。

高等教育,工程材料成型,答案

多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：实际结晶

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《工程材料》复习思考题参考答案

第一章 金属的晶体结构与结晶

1．解释下列名词

点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体， 过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位

间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向

上的尺寸很小。如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方

向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。

亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在

着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑

移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单

晶体。

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多晶体：由多种晶粒组成

材料成型技术基础讲稿

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第一章 铸造

概述

铸造——将液态金属浇注到铸型型腔中，待其冷却凝固后，获得一定形状的毛坯

或零件的方法。

铸造生产的特点：

优点——零件的形状复杂；工艺灵活；成本较低。

缺点——机械性能较低；精度低；效率低；劳动条件差。 分类：

砂型铸造——90%以上

特种铸造——铸件性能较好，精度低，效率高 我国铸造技术历史悠久，早在三千多年前，青铜器已有应用；二千五百年前，铸铁工具已经相当普遍。泥型、金属型和失蜡型是我国创造的三大铸造技术。

§1-1 金属的铸造性能

合金的铸造性能是表示合金铸造成型获得优质铸件的能力。通常用流动性和收缩性来衡量。

一、合金的流动性

1、流动性概念

流动性——液态合金的充型能力。 流动性好的合金：

易于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件； 有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除； 易于补缩及热裂纹的弥合。

合金的流动性是以螺旋形流动试样的长度来衡量。试样越长，流动性越好。

２、影响合金流动性的因素

a、合金性质方面

纯金属、共晶合金流动性好。（恒温下结晶，凝固层内表面光滑） 亚、过共晶合金流动性差。 （（在一定温度范围内结晶，凝固层