工程材料与机械制造基础课程学习要点.docx
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工程材料与机械制造基础课程学习要点
《工程材料与机械制造基础》课程
(工程材料及成形部分)学习要点
教材:
《现代工程材料成形与机械制造基础》(上册)
孙康宁、张景德主编,高等教育出版社,第2版
工程材料与机械制造基础(课程)是一门重要的工科大平台课,是工科各专业了解本专业以外工程知识的主要来源。
由于涉及知识面宽,基本概念多,各部分内容联系相对松散,有些同学学习初期感觉有一定的难度,为此建议同学们学习时注意掌握以下基本概念、基本要求和知识要点,并深入理解各部分之间的联系,包括材料与成形工艺之间的联系,成分、结构、性能、工艺之间的联系,各成形工艺之间的联系等等。
第一章绪论
材料
制造
材料的发展趋势
制造技术发展趋势
第二章材料的力学性能
基本概念
力学性能:
强度、塑性、硬度、冲击韧度、断裂韧性、疲劳强度及其衡量指标
材料学基础:
材料结构(晶体、非晶体)
性能、成分、工艺与结构之间关系
晶体点阵、晶胞、晶格常数
体心立方晶体结构(bcc)
面心立方晶体结构(fcc)
密排六方晶体结构(hcp)
晶体缺陷
结晶:
过冷度
同素异构转变
合金的相与相结构、组织
相结构:
固溶体、金属化合物
铁碳合金的相结构:
固溶体(铁素体、奥氏体),金属化合物:
(渗碳体)
组织(机械混合物):
珠光体、莱氏体
冷却曲线!
相图!
!
(点线面、用途)会画会填图,会分析,要背过。
共析钢、亚共析钢、过共析钢
共晶白口铸铁、亚共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁
工程材料的分类、编号及用途:
钢铁、有色金属
选材的基本原则
第三章热处理与表面工程技术
材料改性、目的、方法;什么是热处理?
分析共析钢在加热和冷却时的组织及性能转变;
最常用的热处理工艺(退火、正火、淬火、回火)特点及选用。
什么是马氏体?
什么是过冷奥氏体?
什么是表面淬火与化学热处理,工艺特点?
淬火后材料强度硬度一定会增强吗?
玻璃钢化机理是什么?
什么是表面工程技术,主要技术分类?
常见表面工程技术有哪些?
第四章液态成形
弄懂以下基本概念及基础知识:
什么是液态成形?
液态成形的特点?
何为金属铸造(砂型铸造,特种铸造)?
一、砂型铸造(弄清楚零件、铸件、毛坯、木模、混砂、芯子、造型、型腔、分型面、合箱、浇注、清砂之间的关系)
1.充型能力流动性螺旋试样
影响流动性因素:
成分浇注条件(温度压力)铸型特性(铸型材料结构)
2.凝固
逐层凝固体积凝固中间凝固
影响凝固因素:
合金成分、组织、冷却方式(温度梯度)
3合金收缩性
液态收缩凝固收缩固态收缩
影响因素:
成分、温度、铸型条件等
收缩造成缺陷:
(1)缩孔缩松顺序凝固冒口冷铁逐层凝固体积凝固
(2)铸造应力、变形和裂纹热应力、机械应力,同时凝固原则
(3)合金的吸气性及气孔、析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔
4.常用铸造合金的铸造性能特点(铸铁铸钢有色金属)
5.砂型铸造常见缺陷(缩孔缩松浇不足冷隔应力变形气孔等)
二、特种铸造
1.金属型铸造工艺特点
2.溶模铸造及工艺特点
3.压力铸造及工艺特点
4.低压铸造及工艺特点
5.离心铸造及工艺特点
6.消失模铸造及工艺特点
铸造方法选择
三、铸件结构工艺性(要求:
根据图纸会判断结构设计是否合理!
)
1.铸件结构应利于避免或减少铸件缺陷
2.铸件结构应利于简化铸造工艺
3.铸件结构要便于后续加工
第五章塑性成形技术
1.弄懂以下基本概念及基础知识:
什么是塑性成形,基本要素是什么?
与液态成形相比有何不同?
常见塑性成形方法:
锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔
压力加工(挤压、轧制、拉拔):
靠孔型获得所需截面型材
塑性变形的机制(晶内变形+晶间变形)
晶内变形(滑移+孪生)晶间变形(滑移+转动)
(1)变形引起的性能变化及相关概念:
加工硬化:
强度、硬度提高,但塑性、韧性下降
回复(及特点):
T回=(0.25-0.3)T熔(K)
再结晶(及特点):
T再=0.4T熔(K)
冷变形、热变形、温变形
(2)变形引起的组织变化及相关概念:
晶粒细化、锻造流线(锻造纤维组织)、变形程度、锻造比
变形程度、锻造比、锻造流线关系(锻造比衡量变形程度大小,变形程度越大,锻造流线越显著)
锻造流线对性能的影响,锻造流线如何利用?
(3)最小阻力定律及应用
体积不变条件(定律)及应用
(4)材料的塑性成形性(可锻性)
衡量可锻性指标:
变形抗力、塑性
影响因素:
成分、组织、温度、变形速度、应力状态
2.金属塑性成形方法基本概念与基础知识
锻造?
自由锻?
模锻?
板料冲压?
冲裁?
落料?
冲孔?
变形工序?
拉伸?
弯曲?
翻边?
胀型?
(1)自由锻
基本工序:
镦粗、拔长、冲孔各有何特点?
自由锻工艺规程:
锻件图(加工余量、锻造公差、余块)、锻造成形工艺方案、计算毛坯重量和尺寸、确定锻造温度范围、制订自由锻工艺规程卡。
(2)模型锻造
1)锤上模锻
锻模结构?
模锻件图的制订(制做锻模的依据):
分模面选择及原则、加工余量、公差和余块的确定、模锻斜度的选择、圆角确定、冲孔连皮、锻件图的技术条件。
2).锻造压力机上模锻
热模锻压力机上模锻及特点
螺旋压力机上模锻及特点
平锻机模锻及特点
3.板材冲压成形基本概念与基础知识
分离与变形之区别?
工艺有何不同?
1)冲裁
冲裁过程3阶段(弹性、塑性、断裂)
断面组成4部分(圆角带、光亮带、断裂带和毛刺)
模具间隙对断面质量的影响?
什么是冲裁件的排样?
2)变形工序
A.拉深
拉深?
拉深过程?
拉深会出现什么废品形式(拉穿,起皱)?
拉穿,起皱的原因是什么?
拉深系数?
影响拉深件质量因素(凸、凹模圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数k=d/D、润滑)
B.弯曲
最小弯曲半径、回弹、纤维利用?
C.胀形
D.翻边
E.旋压
3)冲模的分类和构造
简单冲模?
连续冲模?
复合冲模?
什么是凸凹模?
4)冲压成形工艺规程的制定
冲压件的工艺性分析
拟订冲压工艺方案
确定模具类型与结构形式
选择冲压设备
编写冲压工艺文件
4.锻压件结构工艺性(要求:
根据图纸会判断结构设计是否合理!
)
1)自由锻件的结构工艺性
2)模锻件的结构工艺性
3)冲压件的结构工艺性
5.要了解几种先进塑性成形方法
第六章.材料连接技术
弄懂以下基本概念及基础知识:
基本概念:
什么是连接?
焊接?
焊接温度场?
焊接热循环?
焊接化学冶金?
热影响区?
熔化焊?
埋弧自动焊?
气体保护电弧焊?
电渣焊?
压力焊(固态焊)?
电阻焊?
摩擦焊?
钎焊?
钎料?
铆接?
胶接?
焊接性(可焊性)?
碳当量?
冷裂纹敏感系数法?
基础知识:
1.焊条电弧焊(手工电弧焊)焊接过程
2.熔化焊的焊接热过程及特点(三阶段:
加热,热传导、冷却;三特点:
局部性、移动、加热冷却极快)
3.焊接化学冶金反应区(三区域:
药皮反应区、熔滴反应区、熔池反应区)及特点,参与反应的物相(液、固、气),反应希望达到的目地是什么?
4.焊接接头组成由几部分组成(三部分:
焊缝、熔合区、热影响区)?
各区域组织与性能?
5.埋弧自动焊焊剂起何作用?
埋弧自动焊优缺点?
适用范围?
6.气体保护焊常用何种保护气体?
气体保护焊优缺点?
适用范围?
7.电渣焊热源是什么?
电渣焊优缺点?
适用范围?
8.电阻焊优缺点?
适用范围?
9.摩擦焊优缺点?
适用范围?
10.钎焊优缺点?
适用范围?
11.衡量焊接性(可焊性)的指标?
影响可焊性的指标(成分、含氢量、板厚),用碳当量如何判断金属材料可焊性?
12.对焊接结构及工艺性有哪些要求(材料选择、焊缝布置、焊接接头设计、焊接应力和变形如何避免)(要求:
根据图纸会判断结构设计是否合理!
)?
13.产生焊接应力与变形的根源是什么?
14.常见焊接缺陷有哪些?
检测方法?
第七章粉末冶金与陶瓷材料成型
熟悉以下基本概念及基础知识:
1.粉末成形特点?
2.粉末成形工艺过程?
3.粉体成形的三种方法(干压、塑性泥团、注浆成形)?
4.粉料的基本物理性能(基本概念):
粒度、粒度分布、颗粒的形态、拱桥效应、表面能、表面状态、粉料的堆积(填充)特性、粉体流动性。
5.对干压成形粉体的要求?
6.对塑性泥团的要求?
7.对浆料的要求?
8.粉体主要制备技术(粉碎、合成)
9.烧结的目的?
10.快速成型原理?
第八章高分子材料成形
熟悉以下基本概念及基础知识:
1.高分子材料结构(线状、枝状、网状)
2.高聚物的聚集态(无定形、折叠链、伸直链结构),
3.高聚物的物理状态(玻璃态、高弹态、黏流态)
4.衡量聚合物的成形性能指标(流动性、收缩性、熔体弹性)
5.高聚物的类型(热塑性塑料?
热固性塑料?
)
6.塑料的组成(树脂、填充剂)
7.塑料成形方法(注射成形、压塑成形、挤出成形、压延成形、吹塑成形)
8.塑料件的结构工艺性?
9.橡胶的组成?
10.硫化性能?
11.橡胶加工的工艺过程?
第九章:
复合材料成形
熟悉以下基本概念及基础知识:
1.复合材料及优点?
2.复合材料结构(颗粒弥散、晶须弥散、纤维增强)
3.复合材料组织(基体、增强体)
4.复合原则?
5.常见复合材料成型工艺?
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