材料的作用成型原理及应用
一、材料成型的原理
在制造工业产品的过程中，材料的成型是一个重要的工艺步骤。通过将材料加
工进一定形状和尺寸，实现产品的设计要求。下面是几种常见的材料成型原理：
1.挤压成型原理：将材料加工成连续且具有一定截面形状的产品。材
料被加热至熔化状态后，通过压力将其挤出模具形成所需形状。
2.塑性变形成型原理：通过加工使材料发生塑性变形，从而获得所需
形状。例如，通过冲压、压铸等工艺将金属材料加工成各种零件。
3.粉末冶金成型原理：将金属粉末或非金属粉末在一定温度和压力下
成型。经过烧结或者热处理后，形成所需产品。
4.注塑成型原理：将熔化的材料注入模具中，经冷却凝固后获得所需
产品。该成型方法适用于塑料材料的加工。
以上是材料成型的几种常见原理，根据不同工艺需求及材料特性的不同，可以
选择相应的成型方法。
二、材料成型的应用
材料成型在工业生产中有着广泛的应用，下面列举几个常见的应用场景。
1. 汽车制造
汽车制造是材料成型的典型应用领域之一。汽车的车身、发动机零件、内饰等
几乎都需要通过成型工艺来实现。例如，车身钣金件需要通过冲压工艺来完成成型，发动机缸体可以通过铸造来实现。
2. 电子产品制造
电子产品的外壳、内部连接器等也需要通过成型工艺来加工。常见的手机、电
脑外壳可以通过注塑成型的方式来制造，内部电路板上的焊接点可以通过金属粉末冶金等成型技术来实现。
3. 包装行业
包装行业也是材料成型的重要领域之一。各种塑料瓶、玻璃瓶、纸盒等包装材
料都需要通过成型工艺来加工。塑料瓶一般采用注塑成型，玻璃瓶则需要通过玻璃制造工艺来成型。
4. 钢铁行业
钢铁行业是材料成型的重要应用行业。钢铁产品可以通过挤压成型、锻造、压延等工艺来实现。例如，铁路轨道的制造就需要通过挤压成型和热处理来实现。
5. 塑料制品制造
塑料制品制造也是材料成型的主要领域之一。从日常生活中的各种塑料容器、玩具，到工业用的塑料管道、零件，都需要通过注塑、挤出等成型工艺来实现。
三、总结
材料的成型原理及其应用在不同行业起到关键作用。不同的成型原理适用于不同的材料和产品需求。通过材料成型，可以将材料加工成所需形状和尺寸，满足产品的设计要求。材料成型在汽车制造、电子产品制造、包装行业、钢铁行业和塑料制品制造等领域有着广泛的应用。对于制造行业而言，掌握材料成型的原理和应用是提高生产效率和产品质量的重要基础。
名词解释 1、凝固：是物质由液相转变为固相的过程，是液态成形技术的核心问题，也是材料研究和新材料开发领域共同关注的问题。 2、均质形核：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，所以也称“自发形核” 。 非均质形核：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”或“非自发形核”。 3、粗糙界面：界面固相一侧的点阵位置只有约50%被固相原子所占据，形成坑坑洼洼、凹凸不平的界面结构。大多数金属界面属于这种结构。 光滑界面：界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子所占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。非金属及化合物大多属于这种。 4、外生生长：晶体自型壁生核，然后由外向内单向延伸的生长方式。 内生生长：等轴枝晶在熔体内部自由生长的方式 5、沉淀脱氧：是指溶解于液态金属中的脱氧剂直接和熔池中的[FeO]起作用，使其转化为不溶于液态金属的氧化物，并脱溶沉淀转入熔渣中的一种脱氧方式 扩散脱氧：在熔池尾部，随着温度的下降，液态金属中过饱和的氧化铁会向熔渣中扩散6、裂纹：在应力与致脆因素的共同作用下，使材料的原子结合遭到破坏，在形成新界面时产生的缝隙裂纹 热裂：是铸件处于高温状态时形成的裂纹类缺陷。 凝固裂纹（结晶裂纹）：金属凝固结晶末期，在固相线附近发生的晶间开裂现象 冷裂纹：是指金属经焊接或铸造成形后冷却到较低温度时产生的裂纹 7、塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。塑性指标：1、拉伸试验（断后伸长率和断面收缩率越大说明塑性越好）2、压缩试验3、扭转试验。 8、主平面：切应力为零的平面；主应力：主平面上的正应力：主方向：主平面的法线方向，亦即主应力的方向；主切应力平面：使切应力达到极大值的平面称为主切应力平面；主切应力：主切应力平面上所作用的切应力称为主切应力 9、屈服准则（也称塑性条件或塑性方程）：质点进入塑性状态时，各应力分量之间满足的关系 屈雷斯加（T resca)屈服准则（又称最大剪应力准则）：材料（质点）中的最大剪应力达到某一临界值时，材料发生屈服，该临界值取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关 密塞斯（mises)屈服准则：当受力物体内质点应力偏张量的第2不变量I2 达到某一临界值时，材料发生屈服，该临界值取决于材料在变形条件下的性质，而与应力状态无关。10、缩孔的特点：常出现于纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围较窄的以层状凝固方式凝固的铸造合金中；多集中在铸件的上部和最后凝固的部位；铸件厚壁处、两壁相交处及内浇口附近等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称为热节），也常出现缩孔；缩孔尺寸较大，形状不规则，表面不光滑。 缩松的特点：缩松多出现于结晶温度范围较宽的合金中；显微缩松一般出现在枝晶间和分枝之间；常分布在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位 1.成分过冷：固液界面前方溶质的再分配引起的过冷。条件：1.固液界面前沿溶质的富 集而引起的成分再分配。2.固液界面前方液相的实际温度分布必须达到一定的值（工艺因素和材料因素有助于形成成分…）。 2.铸件宏观组织的控制措施：1.向熔体中加入强生核剂2.控制浇注工艺和增大铸件的冷却 速度。3.改进铸型激冷倾向和铸型结构。
材料成形工艺学 引言： 材料成形工艺学是材料科学与工程中重要的学科之一，研究材料在不同工艺条件下如何进行成形加工的科学原理和技术方法。本文以材料成形工艺学为主题，介绍了几种常见的成形工艺及其应用。 1. 压力成形工艺 1.1 压铸 压铸是一种常见的金属成形工艺，通过将液态金属注入压铸模具中，在一定压力下使其凝固成型。该工艺适用于高强度、高精度和复杂形状的金属制品制造，如汽车零部件、机械零件等。 1.2 压力机械加工 压力机械加工是利用力的压力将金属材料加工成所需形状的工艺。常见的压力机械加工包括冷镦、冷挤压、冷拉拔等。这些工艺通常用于制造螺栓、铆钉、拉杆等金属制品。 2. 热力成形工艺 2.1 热压成形 热压成形是一种利用温度和压力对材料进行成形的工艺。通过加热材料至其塑性变形温度，再施加压力进行成形。热压成形广泛应用于钢铁、铝合金等材料的制造中，如汽车车身、飞机部件等。 2.2 热挤压 热挤压是将材料加热至可塑性状态后通过模具的挤压使其产生塑性变形并成形。该工艺可制造出具有高强度和精确尺寸的金属制品，广泛应用于航空、航天、汽车等领域。 3. 注塑成形工艺 注塑成形是将热塑性材料加热熔融后注入模具中进行成形的工艺。该工艺适用于制造各种塑料制品，如塑料容器、电子产品外壳等。注塑成形工艺具有高效、精度高、成本低等优点。 4. 粉末冶金工艺
粉末冶金是一种将金属或非金属粉末通过成形和烧结等工艺制成制品的技术。该工艺可制造出具有特殊性能和形状的制品，广泛应用于汽车、航空航天、机械等领域。 结论： 材料成形工艺学是研究材料在不同工艺条件下进行成形加工的学科，对于材料制造和工程应用具有重要意义。通过不同的成形工艺，可以获得多种形状和性能的制品，满足不同需求，并推动了现代工业的发展。
材料成型技术基础 材料成型技术基础 材料成型技术是现代工业的核心技术之一，是将材料加工成所需形状、结构和性能的过程。材料成型技术分为传统成型技术和先进成型技术两种。前者包括热加工、冷加工、焊接等，后者则包括快速成型、激光加工、注塑成型等。无论是哪种成型技术，都需要掌握材料成型技术基础知识才能熟练地操作和完成任务。 1.材料成型技术原理 材料成型技术在原理上是通过施加压力，改变材料外观和性质。采用不同的成型方法和工艺流程，可获得所需的形态和性能。例如，金属冷加工依靠的是材料的塑性变形，而激光切割则是利用激光的高能量和热量来割断材料。因此，不同成型技术的原理不同，工艺流程也不同。 2.材料成型技术分类 材料成型技术主要可以分为常规材料成型技术和高级材料成型技术两类。 常规材料成型技术包括热加工、冷加工、铸造、焊接、切削等。这些技术在工业生产中应用广泛，可以制造出各种形态的零部件和产品。
高级材料成型技术是在常规成型技术基础上，运用现代科技和工程技术发展起来的成型技术。例如，金属材料的选择性激光烧结技术（SLS）、三维打印技术、激光切割技术和注塑成型技术等。这些技术通常被用于制造高性能、高单价、高品质的工业产品。 3.常规材料成型技术 热加工 热加工技术是利用高温对材料进行塑性变形的加工方式。通过热处理，可以使金属变得更加容易软化和延展。热加工适合于制造大量的同样尺寸和形状的零件，例如轴、齿轮等机械元件。 冷加工 冷加工技术是不需要高温处理的制造加工方法。冷加工一般用于金属加工，由于没有热变形，冷加工一般具有更好的精度和表面光洁度。冷加工应用广泛，例如冷拔、冷轧、冷环等。 铸造 铸造是利用熔化的金属，将其注入模具中成型制品的加工方法。铸造可以生产出各种不同尺寸和形状的零件，应用范围广泛，例如钢铁、铝合金、铜、铜合金等材料。 焊接
第一章：液态金属的结构与性质 1雷诺数Re：当Re>2300时为紊流，Re<2300时为层流。Re=Du/v=Duρ/η，D为直径，u 为流动速度，v为运动粘度=动力粘度η/密度ρ。层流比紊流消耗能量大。 2表面张力：表面张力是表面上平行于切线方向且各方向大小相同等的张力。 润湿角：接触角为锐角时为润湿，钝角时为不润湿。 3压力差：当表面具有一定的曲度时，表面张力将使表面的两侧产生压力差，该压力差值的大小与曲率半径成反比，曲率半径越小，表面张力的作用越显著。 4充型能力：充型过程中，液态金属充满铸型型腔，获得形状完整轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充型能力。 5长程无序、近程有序：液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规则的，液体结构宏观上不具备平移、对称性，表现出长程无序特征；而相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停游荡着的局域有序的原子集团，液体结构表现出局域范围内的近程有序。 拓扑短程序：Sn Ge Ga Si等固态具有共价键的单组元液体，原子间的共价键并未完全消失，存在着与固体结构中对应的四面体局域拓扑有序结构。 化学短程序：Li-Pb Cs-Au Mg-Bi Mg-Zn Mg-Sn Cu-Ti Cu-Sn Al-Mg Al-Fe等固态具有金属间化合物的二元熔体中均有化学短程序的存在。 6实际液态金属结构：实际金属和合金的液体由大量时聚时散、此起彼伏游动着的原子团簇空穴所组成，同时也含有各种固态液态和气态杂质或化合物，而且还表现出能量结构及浓度三种起伏特征，其结构相对复杂。能量起伏：液态金属中处于热运动的原子的能量有高有低，同一原子的能量也在随时间不停的变化，时高时低，这种现象成为能量起伏。结构起伏：由于能量起伏，液体中大量不停游动的局域有序原子团簇时聚时散，此起彼伏而存在结构起伏。浓度起伏：游动原子团簇之间存在着成分差异，而且这种局域成分的不均匀性随原子热运动在不时发生着变化，这一现象成为浓度起伏。 7表面张力形成的原因：表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均所致。由于液体或固体表面原子受内部的作用力较大，而朝着气体的方向受力较小，这种受力不均引起表面原子的势能比内部原子的势能高，因此物体倾向于减小其表面积而产生表面张力。两相质点间结合力越大，界面能越小，界面张力就越小；两相间结合力小，界面张力就小。 8表面张力的影响因素：①原子间结合力越大，张力越小②表面张力与原子体积成反比，与价电子数成正比③张力通常随温度升高而下降④合金元素或微量杂质元素对表面张力的影响主要取决于原子间结合力的改变⑤大凡自由电子数多的溶质元素，系统的表面张力增加⑥S O Te Se及N元素明显降低铁液的表面张力。 第二章：凝固温度场 1平方根定律：τ=ξ2/K2，即金属凝固时间与凝固层厚度的平方成正比。其中ξ=V1/A1，ξ为凝固层厚度，V1为凝固层体积，A1为铸件与铸型间接触面积，K为凝固系数。当凝固结束时，ξ为大平板厚度的一半。 2模数法：= τR/K，R为铸件的折算厚度=体积/表面积，称为模数。 3铸件动态凝固曲线：液相边界和固相边界之间的横向距离直观的得出铸件内各部位的开始凝固时刻与凝固结束时刻，该时间段称为铸件的局部凝固时间；也可根据纵向距离得出凝固过程中的任一时刻铸件断面上已凝固固相区、固液两相区和尚未凝固的液相区的宽度。 4铸件凝固方式分类：根据固液相区的宽度可分为逐层凝固方式与体积凝固方式（或糊状凝固方式），固液相区很窄时为逐层凝固方式，反之为糊状凝固方式，固液相区宽度介于两者之间的称为中间凝固方式。 5铸件凝固方式的影响因素：①合金凝固温度区间的影响②温度梯度的影响：温度梯度较大时固液相区较窄（逐层凝固方式）；温度梯度较平坦时，固液相区明显加宽（体积凝固方式） 6凝固速度的影响：凝固过程中，固／液界面向前推移时，存在某一临界速度，当实际凝固速度大于临界速度时，颗粒被固／液界
焊接部分： 1、焊接熔池特征 1）熔池体积小，冷却速度大；2）焊接熔池的液态金属处于过热的状态； 3）焊接熔池中的液态金属始终处于运动状态 2、凝固线速度ds/dt=dx/dtcosθR=Vcosθ 在焊缝边缘处，因θ=90°，所以R→0；在焊缝中心处，因θ=0°，所以R→v 熔池中液态金属的凝固线速度可以通过柱状晶成长速度式凝固时间来反映。柱状晶的成长速度即为柱状晶前沿推进的线速度。 3、焊缝各部位结晶形态的变化 1）在焊缝边界即焊接熔池开始结晶处，由于熔合线上的温度梯度G大，结晶速度R小，成分过冷很难形成，故多以平面形态生长。2）随着晶粒逐渐远离边界向焊缝中心生长时，温度梯度G逐渐变小，结晶速度R逐渐加快，溶质的质量分数增高。成分过冷区也逐渐增大。柱状晶内的亚结构依次向胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶发展。3）晶体生长到焊缝中心时，温度梯度G最小，结晶速度R最大，溶质的质量分数最高，成分过冷区大，最终可能生成等轴晶。 4、焊接热影响区的组织转变特点 1）焊接热循环特点：（1）焊接HAZ加热温度高；（2）加热速度快；（3）高温保留时间短；（4）局部受热（5）自然条件下的连续冷却 2）焊接加热过程中奥氏体化特点：加热速度↑→AC1↑，AC3↑ 焊接HAZ加热温度高，这不但促进奥氏体化，高温下奥氏体晶粒迅速长大，HAZ奥氏体粗大，冷却后为粗大的奥氏体转变产物。 3）焊接冷却过程中的组织转变特点 5、HAZ组织分布 1）低碳钢及不易淬火的低合金钢：分为四个区（1）熔合区（2）过热区（3）相变重结晶区（正火区）（4）不完全重结晶区 （1）熔合区：焊缝于母材相邻的部位，又称半熔化区，化学成分和组织性能有很大的不均匀性，此区是产生裂纹，脆性破坏的发源地。 （2）过热区：温度范围1100℃到固相线以下，组织粗大，焊接刚度较大的结构时常在过热粗晶区产生脆化或裂纹。 （3）相变重结晶区（正火区）：焊接时母材金属被加热到AC3~1000℃将发生重结合，然后空气中冷却后得到细小的珠光体和铁素体。 （4）不完全重结晶区：焊接处于AC1~AC3内的热影响区就是属于不完全重结晶区。因为部分组织发生相变重结晶，成为经历细小的铁素体和珠光体。而另一部分未能融入奥氏体中的铁素体，成为粗大的铁素体。组织不均匀，性能不均匀。淬硬倾向较小的钢种，低碳钢过热区主要是魏氏组织，其他组织基本相同。 2）易淬火钢：（1）焊前正火或退火态：HAZ：完全淬火区+不完全淬火区 （2）焊前调质态：HAZ：完全淬火区+不完全淬火区+回火区 6、连接成型冶金反应特点 1）药皮反应区：加热温度较低，不超过药皮的熔化温度，反应部位在焊条前端的套筒附近。2）熔滴反应区：温度高；熔滴比表面积大 3）熔池反应区：比熔滴相比，熔池的平均温度低，比表面积小，化学反应强烈程度小；反应物的相对浓度小 7、氢的控制 1）限制氢的来源：（1）限制焊接材料中的水含量（2）清除焊丝和焊件表面的杂质
材料成型原理的实际应用 1. 介绍 本文将介绍材料成型原理在实际应用中的几个典型案例，包括注塑成型、挤压 成型和压力成型等等。通过这些案例，我们将深入了解材料成型原理在不同领域的应用和优势。 2. 注塑成型 注塑成型是一种常见的材料成型方法，广泛应用于塑料制品的生产。其原理是 将加热熔融的塑料材料通过高压注射到模具中，然后冷却固化成为所需形状的制品。注塑成型具有高效、快速和成本低廉的特点，并且可以制造出复杂的零部件。注塑成型在汽车、电子、医疗器械等行业得到广泛应用。 优势： - 可以生产大量一致性高的产品； - 可以制造出复杂的内部结构； - 生产效率高。 3. 挤压成型 挤压成型是一种将加热熔融的材料通过挤压机器的模具中，形成所需截面形状 的成型方法。该方法适用于制造长条状零件，如管道、线材等。挤压成型的原理是在挤压机器中施加一定的压力，将材料从模具的出口处挤出并冷却固化。挤压成型具有高效、节省材料和设备简单的优点，广泛应用于建筑、航空航天、电力等领域。 优势： - 生产效率高； - 使用材料少，节约成本； - 产品外观一致。 4. 压力成型 压力成型是一种将加热的材料通过模具施加一定的压力成型的方法。压力成型 适用于制造薄壁零件和复杂形状的产品。其中，常见的压力成型方法包括真空成型、热成型和橡胶成型等。这些方法根据需求和材料的性质使用不同的成型方式。压力成型广泛应用于玩具、电子产品、食品包装等领域。 优势： - 可以制造薄壁零件； - 生产速度较快； - 能够制造出高精度产品。 5. 其他应用 除了上述的注塑成型、挤压成型和压力成型，材料成型原理还有许多其他的实 际应用。例如，热压成型可用于制造复合材料和碳纤维制品；粉末冶金成型可用于制造金属零件；注气成型可用于制造轻质材料；冲压成型可用于制造大批量、高精度的金属零件等等。
一、名词解释 1.均质形核：在没有任何外来的均匀熔体中的形核过程。 2.近程有序：原子集团由数量不等的原子组成，其大小为10-10m数量级，在此范围内原子排列仍具有一定的规律性，称为“近程有序”。 3.热裂纹：热裂纹是金属冷却到固相线附近的高温区时所产生的开裂现象。 4.缩孔：铸件在凝固过程中，由于合金的液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现孔洞，称为缩孔。 5.铸造应力：金属在凝固及冷却过程中，体积变化受到外界或其本身的制约，变形受阻力，而产生的阻力。 6.溶质再分配：从形核开始到凝固结束，在整个结晶过程中固液两相内部将不断进行着溶质元素的重新分布过程，称为合金结晶过程中的溶质再分配。 7.加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。 8.内应力：在没有外力的作用下，平衡于物体内部的应力。 9.定向凝固：使金属或者合金在熔体中定向生长晶体的方法。 10.孪生：晶体在切应力的作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向发生均匀切变。 11、快速凝固：指在比常规冷却速度快得多的条件下，合金以极快的冷却速 度急冷或深过冷，从液态转变为固态的过程。 12焊接热循环：指在焊接过程中热源沿焊件的某一方向移动，焊件上热源热量所及的任一点的温度都要经历由低到高的升温阶段，达到峰值后又经历由高到低的降温阶段，这个过程就称为焊件热循环。 13定向凝固原则：采取各种措施，保证铸件结构上各部分按距离冒口的距离由远及近，朝冒口方向凝固，冒口本身最后凝固 14冷裂纹: 焊接接头冷却到较低温度时产生的焊接裂纹。 15融化潜热:在熔点温度的固态变为佟温度的液态时,金属要吸收的大量的热量. 16表面张力:表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。 17液态成形：是将液化的金属或合金在重力或其他力的作用下注入铸型的型腔
材料成型原理 材料成型是指将原料通过一定的工艺方法，使其获得一定形状和尺寸的过程。 在工业生产中，材料成型是非常重要的一环，它直接影响着产品的质量和性能。而材料成型的原理则是决定了整个成型过程的基础，下面我们将对材料成型原理进行详细的介绍。 首先，材料成型的原理包括物理原理和化学原理两个方面。物理原理是指在成 型过程中，材料受到外力作用下的形变规律和力学性能变化规律。而化学原理则是指在成型过程中，材料的化学性能和结构性能的变化规律。这两个方面相辅相成，共同决定了材料成型的整体过程。 其次，材料成型的原理还包括了温度、压力、时间等因素的影响。温度是指在 成型过程中，材料受热后的软化和流动性增强，从而更容易形成所需的形状。压力则是指在成型过程中，外部施加的力量，使材料克服内部分子间的相互作用力而发生形变。时间则是指在成型过程中，材料受力的持续时间，对于材料的形变和性能变化有着重要的影响。 另外，材料成型的原理还与材料的性质密切相关。不同的材料具有不同的成型 原理，比如金属材料的成型原理与塑料材料的成型原理就有很大的区别。金属材料的成型原理主要是通过塑性变形来实现，而塑料材料的成型原理则是通过熔融和流动来实现。因此，在进行材料成型时，需要根据材料的性质来选择合适的成型原理。 最后，材料成型的原理还与成型工艺密切相关。不同的成型工艺有着不同的原理，比如锻造、压铸、注塑等成型工艺都有着各自的原理。在进行材料成型时，需要根据具体的成型工艺来选择合适的原理，并进行相应的操作。 综上所述，材料成型的原理是一个复杂而又多方面的问题，它涉及了物理、化学、力学等多个学科的知识。只有深入理解材料成型的原理，才能更好地掌握成型工艺，提高产品的质量和性能。希望本文对材料成型原理有所帮助，谢谢阅读！
材料成型原理材料成型技术 材料成型原理及材料成型技术 材料成型原理 材料成型是通过制造工艺将原材料转化为所需的形状和尺寸的过程。在材料成型的过程中，需要了解和应用材料成型原理，以确保最终产 品的质量和性能。 1. 塑性成型原理 塑性成型是指通过在一定温度下施加力来改变金属材料形状的方法。在塑性成型过程中，材料受到的作用力使其发生塑性变形，从而得到 所需的形状。常见的塑性成型方法包括轧制、挤压、拉伸、冷冲压等。 2. 粉末冶金原理 粉末冶金是指将金属或非金属粉末经过成型和烧结等工艺制成所需 产品的方法。在粉末冶金过程中，首先将粉末与有机增塑剂混合，然 后通过成型工艺将其压制成所需形状，最后进行烧结使其结合成整体。 3. 注塑成型原理 注塑成型是将塑料通过加热溶融后，通过高压注入模具中，并通过 冷却使其固化成为所需形状的方法。注塑成型广泛应用于塑料制品的 生产过程中，如塑料杯、塑料零件等。 4. 焊接成型原理
焊接成型是通过热能使两个或多个工件相互结合的过程。焊接成型 可以分为熔化焊接和非熔化焊接两种类型。熔化焊接是利用能量将工 件加热至熔化状态，使其相互结合，如电弧焊、气焊等；非熔化焊接 是通过压力或热传导使工件相互结合，如电阻焊、激光焊接等。 材料成型技术 在材料成型的过程中，常用的成型技术有许多种类，以下是其中几 种常见的成型技术。 1. 压力成型技术 压力成型技术是通过施加压力改变材料形状的技术。压力成型技术 包括锻造、挤压、冲压等。锻造是将金属材料置于模具中，并通过锤击、压力等力量改变其形状。挤压是通过在模具中施加高压使材料产 生塑性变形，并得到所需形状和尺寸。冲压是通过模具的剪切和冲击 力将金属材料剪切或冲击成所需的形状。 2. 热处理技术 热处理技术是通过加热或冷却材料以改变其组织结构和性能的技术。热处理技术包括退火、淬火、回火等。退火是通过加热材料至一定温 度后缓慢冷却至室温，以改变其组织结构和性能。淬火是将材料加热 至一定温度后迅速冷却，以使材料达到高强度和硬度。回火是将已经 淬火的材料再次加热至一定温度后冷却至室温，以调整其硬度和韧性。 3. 激光加工技术
材料成型力学原理部分 第十四章金属塑性变形的物理基础 1、塑形成形：利用金属的塑性，使金属在外力作用下成形的一种加工方法，亦称金属塑性加工或金属压力加工。 2、金属塑性成形的优点：生产效率高、材料利用率高、组织性能亦改变、尺寸精度高。 3、塑性成形工艺：锻造、轧制、拉拔、挤压、冲裁、成型 4、金属冷塑形变形的形式：1、晶内变形：滑移和孪生2、晶间变形：晶粒间发生相互滑动和转动 5、加工硬化：在常温状态下，金属的流动应力随变形程度的增加而上升，为了使变形继续下去，就需要增加变形外力或变形功。（指应变对时间的变化率） 6、热塑性变形时金属组织和性能的变化1、改善晶粒组织2、锻合内部缺陷3、破碎并改善碳化物和非金属夹杂物在钢中的分布4、形成纤维组织5、改善偏析 7、织构的理解：多晶体取向分布状态明显偏离随机分布的取向分布结构。 8、细化晶粒：1、晶粒越细小，利于变形方向的晶粒越多2、滑移从晶粒内发生止于晶界处，晶界越多变形抗力越大 9、热塑性变形机理：晶内滑移、晶界滑移和扩散蠕变 10、塑性：不可逆变形，表征金属的形变能力 11、塑性指标：金属在破坏前产生的最大变形程度 12、影响塑性的因素：1、化学成分和合金成分对金属塑性的影响2、组织状态对金属塑性的影响3、变形温度4、应变速率5、应力状态 13、单位流动压力P：接触面上平均单位面积上的变形力 14、碳和杂质元素的影响碳：其含量越高，塑性越差；磷：冷脆；硫：热脆性；氧：热脆性；氮：时效脆性、蓝脆、气孔；氢：氢脆、白点、气孔和冷裂纹等 15、合金元素的影响：塑性降低硬度升高 16、金属组织的影响（1）晶格类型（2）晶粒度（3）相组成(4)铸造组织 17、变形温度对金属塑性的影响：对大多少金属而言，总的趋势是随着温度升高，塑性增加。但是这种增加并不是线性的，在加热的某些温度区间，由于相态或晶界状态的变化而出现脆性区，使金属的塑性降低。（蓝脆区和热脆区） 18、变形抗力：指金属在发生塑性变形时，产生抵抗变形的能力一般用接触面上平均单位面积变形力来表示，又称单位面积上的流动压力 19、质点的应力状态：变形体内某点任意截面上应力的大小和方向 20、对变形抗力的影响因素：①化学成分：纯金属和合金②组织结构：组织状态、晶粒大小和相变③变形温度④变形程度：加工硬化⑤变形速度⑥应力状态 21、金属的超塑性：细晶超塑性、相变超塑性 第十五章应力分析 1、研究塑性力学时的四个假设：①连续性假设：变形体不存在气孔等缺陷②匀质性假设:质点的组织、化学成分等相同③各向同性假设④体积不变假设 2、质点：有质量但不存在体积或形状的点 3、内力：在外力作用下，物体内各质点之间就会产生相互作用的力。 4、应力：单位面积上的内力-----求法 5、点的应力状态：指变形体内一点任意方位微小面积截面上所承受的应力状况，即应力的大小和方向（名词解释） 6、（名词解释）主平面：τ=0的微分面叫做主平面 7、（名词解释）主应力：主平面上作用的正应力即为主应力 8、（名词解释）应力主方向：主平面上的法线方向则称为应力主方向或应力主轴（主应力方向） 9、应力状态特征方程： 10、应力张量不变量：、 、 11、斜微分面上的正应力和切应力：、 、 12、判断：主切应力面上的正应力是存在的Y；主平面上没有切应力Y。 13、主切应力平面：使切应力数值达到极大值的平面，其上所作用的切应力称为主切应力。（在主轴空间中，垂直一个主平面而与另两个主平面交角为45°的平面就是主切应力平面。） 14、主剪应力和最大剪应力：剪应力有极值的切面叫做主 ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ z zy zx yz y yx xz xy x σ τ τ τ σ τ τ τ σ 作用在x面上 作用在y面上 作用在z面上 作用方向为z 作用方向为y 作用方向为x 3 2 2 1 3= - - -J J Jσ σ σ 2 3 2 2 2 1 n m lσ σ σ σ+ + = 2 2 3 2 2 2 1 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2) (n m l n m lσ σ σ σ σ σ τ+ + - + + = 2 2 3 2 2 2 2 2 1 2n m l Sσ σ σ+ + =
材料成型基本原理 材料成型是指通过一定的工艺方法，将原材料加工成所需形状和尺寸的工件的 过程。在工程制造中，材料成型是非常重要的一环，它直接关系到产品的质量、效率和成本。而材料成型的基本原理则是在材料的物理性能和加工工艺的相互作用下，实现材料的形状改变和尺寸精度控制。 首先，材料成型的基本原理包括了材料的塑性变形和断裂行为。在加工过程中，材料会受到外力的作用，从而发生塑性变形，使得原材料形成所需的形状。而材料的塑性变形又受到材料的物理性能和加工条件的影响，例如材料的硬度、韧性、屈服强度等，以及加工温度、应变速率等因素。在材料成型过程中，需要根据不同材料的特性和加工要求，选择合适的成型工艺，以实现塑性变形的控制和优化。 其次，材料成型的基本原理还包括了材料的流变行为和变形机制。在材料成型 过程中，材料会发生流变行为，即在受力作用下发生形变。而材料的流变行为又受到应力、温度、应变速率等因素的影响，从而影响材料的变形机制和成型效果。在实际工程中，需要通过实验和模拟手段，研究材料的流变行为和变形机制，以指导成型工艺的优化和控制。 最后，材料成型的基本原理还包括了成型工艺的设计和优化。在实际生产中， 需要根据产品的设计要求和加工条件，选择合适的成型工艺，以实现材料的形状改变和尺寸精度控制。而成型工艺的设计和优化又涉及到材料的选择、模具设计、加工参数的确定等方面，需要综合考虑材料的特性和加工要求，以实现成型工艺的高效、稳定和可控。 综上所述，材料成型的基本原理是在材料的物理性能和加工工艺的相互作用下，实现材料的形状改变和尺寸精度控制。在实际工程中，需要深入理解材料成型的基本原理，通过科学的方法和手段，指导成型工艺的优化和控制，以实现产品质量的提升和生产效率的提高。
石膏的成型原理及应用实例 1. 石膏的成型原理 石膏是一种常见的建筑材料，它具有优良的耐火性、隔热性和吸音性能，因此被广泛应用于建筑、装饰和艺术领域。石膏的成型原理主要包括以下几个方面： 1.1 水石膏反应 石膏的主要成分是硬石膏石，其化学名称为二水合硫酸钙（CaSO4·2H2O）。当石膏与水接触时，会发生水石膏反应，也就是水合反应。这个过程是一个放热的反应，水和石膏会结合成水石膏石，并释放出热量。这种放热反应是石膏成型的基础。 1.2 石膏的结晶过程 石膏的成型是通过石膏的结晶过程实现的。在水石膏反应发生后，石膏开始结晶并逐渐变硬。这个过程可以分为两个阶段：初凝和终凝。 初凝是指石膏的表面开始变硬，但内部仍然含有大量的水分。这个阶段通常在几分钟内完成。终凝是指石膏完全结晶并达到最终硬度的阶段，一般需要几十分钟到几小时。 1.3 模具的作用 在石膏的成型过程中，模具起到关键作用。模具是用来容纳石膏和成型物的空间，它决定了最终成型物的形状和尺寸。石膏在模具中逐渐凝固并结晶，最终形成所需的成型物。 2. 石膏的应用实例 石膏由于其成型方便、成本低廉和环保等优点，被广泛应用于建筑、装饰和艺术领域。以下是一些石膏应用的实例： 2.1 石膏板墙面 石膏板是一种常见的墙面材料，它轻质、强度高，可以满足房屋隔热、隔音和防火的需求。石膏板墙面可以通过成型、打磨和涂漆等方式实现各种装饰效果，如平滑、纹理和雕刻等。
2.2 石膏雕塑 石膏具有良好的可塑性和可雕刻性，因此被广泛用于雕塑艺术中。石膏雕塑可 以用来表达各种形象和情感，如人物雕塑、动物雕塑和抽象雕塑等。它在室内和室外的艺术装饰中都有重要的应用。 2.3 石膏模型 石膏模型是工艺品和教学用具常用的材料之一。石膏模型可以用于制作艺术品、玩具和实物模型等。它的成型过程简单，成本低廉，非常适合大批量生产。 2.4 石膏石膜 石膏石膜是一种用石膏制成的装饰材料，其外观与天然石材相似。石膏石膜可 以应用于室内墙面、地面和家具等装饰，具有节约成本、易安装和环保等优势。 2.5 石膏护墙板 石膏护墙板是一种常见的装饰材料，可以用于室内墙面的装饰和保护。石膏护 墙板可以实现各种造型和纹理，使得墙面具有艺术感和个性化。 3. 总结 石膏是一种常见的建筑材料，其成型原理基于水石膏反应和石膏的结晶过程。 石膏的应用广泛，包括石膏板墙面、石膏雕塑、石膏模型、石膏石膜和石膏护墙板等。石膏的成型方便、成本低廉和环保等优点，使其成为建筑、装饰和艺术领域不可或缺的材料之一。
石膏的成型原理及应用 1. 石膏的成型原理 石膏是一种常见的建筑材料，它在建筑行业中被广泛应用于模具制作、装饰和 修复工作中。其成型原理主要基于以下几个方面： 1.1 结晶水脱失原理 石膏的成型原理与其特有的结晶水脱失过程有关。当石膏与水混合时，石膏中 的结晶水会逐渐脱失，从而形成结晶水合物。该结晶水合物的特性使石膏具有一定的流动性，并能在短时间内迅速硬化。这种特性使得石膏成为一种理想的成型材料。 1.2 凝结硬化过程 一旦石膏与水混合并形成石膏糊状物，结晶水脱失后，便开始了石膏的凝结硬 化过程。这个过程是通过石膏颗粒之间的吸水、溶化和再结晶等反应实现的。在此过程中，石膏不断凝结变硬，最终形成坚固的成型物。 2. 石膏的应用 石膏基于其成型原理，被广泛应用于各个领域。以下列举了几个常见的应用场景： 2.1 建筑模具制作 石膏在建筑行业中常用于模具制作。其具有易加工性、表面光滑度高和尺寸精 确度高等特点，使得石膏成为制作各种复杂形状的模具的理想材料。例如，用于浇筑混凝土构件的模板、雕塑制作中的雕塑铸模等。 2.2 装饰材料 石膏也常被用作装饰材料，用于装饰建筑物的内部和外部。它可以制作出各种 精致的浮雕、花纹和装饰构件。石膏制成的装饰品具有良好的光泽和质感，能够增加建筑物的美观度和艺术价值。 2.3 医学领域 石膏在医学领域中也有广泛的应用。它常被用作固定断骨的材料，例如在骨折 治疗中使用的石膏绷带。石膏绷带能够提供支撑和保护，帮助受伤部位恢复。
2.4 艺术创作 石膏作为一种艺术创作材料，被广泛应用于雕塑、绘画等艺术形式中。它具有 易于塑造的特性，能够帮助艺术家实现各种想象中的形状和表达方式。 2.5 其他应用领域 除了上述应用场景外，石膏还被用于制作陶瓷模具、建筑修复、地质勘探等领域。石膏凭借其优良的成型性能和可塑性，为这些领域的工作提供了便利和支持。 3. 总结 石膏的成型原理基于结晶水脱失和凝结硬化过程。它具有易于加工、流动性好 和硬化速度快等特点，因此被广泛应用于模具制作、装饰和修复工作等领域。了解石膏的成型原理和应用场景，能够帮助我们更好地理解和使用这种常见的建筑材料。
化学作用原理在各种材料制造中的应用 化学物质在我们的生活中扮演着重要的角色。现代化学工业和材料科学的发展使得许多材料的制造和设计可以根据化学作用原理来实现。本文将探讨化学作用原理在各种材料制造中的应用。 一、陶瓷材料 陶瓷是一种非金属材料，通常是由氧化物、碳化物、氮化物等化合物构成。陶瓷材料的特点是硬度大、耐热性好、耐腐蚀性强等。化学作用主要应用于陶瓷材料的制备和加工过程中，例如陶瓷的原料混合、干燥、烧结等过程中常常会涉及一些化学反应。在制备陶瓷材料时，常常需要使用化学试剂作为助剂，制备出更优质的陶瓷材料。 二、金属材料 金属材料是最常用的材料之一，几乎在所有领域都有应用。化学反应在金属材料的制备、处理和保护方面发挥着重要的作用。例如，在制备高纯度金属时，经常需要使用化学方法进行清洗和提纯。同时，热处理等加工方式也经常利用化学反应来实现。
三、塑料材料 塑料是一种合成高分子材料，具有很好的可塑性和可成型性。塑料的制造过程涉及到许多化学反应，例如聚合反应和交联反应等。化学反应的发展使得新型塑料的制造和使用成为了可能。同时，化学反应还可以用于塑料材料的表面处理和防护等方面。 四、高分子材料 高分子材料是一种能够通过聚合反应获得的材料，广泛应用于各种领域。化学反应在高分子材料的制造和加工中发挥着至关重要的作用。例如，在制备高分子材料时，通常需要使用化学反应将各种单体聚合成高分子。此外，高分子材料的性能还可以通过添加助剂和改性剂等化学反应来改善。 五、建筑材料 建筑材料是用于建筑物、结构等方面的材料，化学反应在其制造和加工中也有着不可替代的作用。例如，在混凝土的制备过程
材料加工技术的基本原理和应用材料加工技术是现代工业生产的重要基础之一，通过对各种材料进行加工，可以制造出各种复杂的零部件和设备，大大提高了人们生产和生活的便利性。在材料加工技术中，有许多的基本原理和应用需要掌握，下面我们就来详细了解一下这些内容吧。 一、基本原理 1.1 金属材料加工原理 金属材料加工原理是指通过一系列工艺和加工设备来改变金属材料的形状和性能，使其符合特定的设计要求。金属材料加工原理主要包括塑性变形、切削加工和热加工等方面。其中，塑性变形包括挤压、拉伸、压缩和扳动等加工方式。切削加工则是通过下切削、横向切削和斜向切削等方式来加工金属材料。热加工则是通过工件和设备的热变形来加工金属材料，主要包括热挤压、热轧和热拉伸等方式。 1.2 非金属材料加工原理
非金属材料加工原理主要包括挤压、拉伸、压缩和扳动等方式。比如说，塑料加工过程中，通过一系列的挤压、拉伸和压缩等方式，来改变材料的形状和性能。另外，非金属材料的切削和热加 工与金属材料有所不同，采用的工艺和设备也有所差别。 二、应用方向 2.1 金属材料加工技术在汽车工业中的应用 汽车工业是金属加工技术的一个重要应用领域，通过各种材料 的加工和组装，可以完成整个汽车的生产制造过程。在汽车工业中，金属材料加工技术主要应用于车身部件的加工和制造、发动 机及变速器的加工和制造、悬挂和制动系统的加工和制造等方面。其中，钣金加工、铸造加工和焊接加工是汽车工业中最为常见的 加工技术。 2.2 金属材料加工技术在电子工业中的应用 电子工业也是金属加工技术的一个重要应用领域，通过各种材 料的加工和制造，可以完成整个电子产品的生产制造过程。在电
材料成型原理 晶体形核与生长凝固是指物质由液体转变为固体的相变过 程。凝固包括液体向晶态固体转变，以及向非晶态固体转变两种过程方式。4、2、1液固相变驱动力心相与谋相的体积，自由能之差AGv,即为相变驱动力。第一，无论是液相还是固相，物质自由能随温度上升而下降。第二，液相自由能随温度上升，而下降的速率比固相的大。过冷度越大，凝固相变驱动力越大。通常将过了，分为五种类型，动力学过冷，曲率过冷，压力过冷，热过冷，成份过冷。由于曲率的影响，物质实际熔点比平衡熔点要低。4、3凝固形核凝固理论将晶体形核分为均质形核和非均质形核。均质形核是指形核前母相液体中无外来固相质点，而从液相自身发生形核的过程，所以也称自发形核。一般来说凝固是从非均质形核开始的，即依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行形核过程，这种形核亦称为异质形核或非自发形核。4、3、2非均质形核与均质形核的比较在金属熔体中，存在着大量髙熔点的固相杂质微粒，可作为非均质形核的衬底。形核率是指单位体积，单位时间形成的晶核数目。4、3、3非均质形核的形核条件。1基底与结晶相的晶格错配度的影响。错配度越小，共格情况越好，界面张力就越小，越容易进行非均质形核。2冷却速度的影响。过冷度越大，能促使非均质型和外来质点的种类和数量越多，非均质形核能力越强。3结晶相枝晶熔断和游离的作用。4、4晶体生长1 粗糙界面：固-液界面固相一
侧的点阵位置有一半左右被固相原子所占据，形成坑坑洼洼，凹凸不平的界面结构。粗糙界面也称非小晶面或非小平面。2光滑界面，固液界面固相一侧的点阵位置几乎全部被固相原子所占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构，光滑界面也称为小晶面或小平面。界面结构类型的本质与判据：固液界面结构主要取决于物质的热力学性质，以及晶体生长时的晶面取向。3界面结构类型的影响因素：①熔融炳越小，越容易成为粗糙界面。粗糙还是光滑面主要取决于物质的热力学性质。②n/v值取决于界面是哪个晶面族，非密排晶面作为晶体表面，微观界面结构更容易成为粗糙界面。③过冷度大时生长速度快，容易形成粗糙界面结构。④合金的浓度有时也影响固液界面的性质。4、4、2晶体生长方式两种：连续生长及侧向生长1粗糙界面的连续生长方式：粗糙界面结构，有许多位置可供原子着落，只要原子沉积供应不成问题，即可以连续不断的进行，粗糙界面晶体的这种生长方式称为连续生长，其生长方向为界面的法线方向。2光滑界面的侧向生长方式，原子尺度的光滑界面其单个原子与晶面的结合的较弱，容易脱离界面，因此只有依靠在界面上出现台阶，从液相扩散来的原子沉积在台阶边缘，从而使晶体平行于凝固界面沿侧向延伸生长，故称为侧向生长。光滑界面，台阶形成方式有三种，二维晶核，螺旋位错，李晶面。扩散度定义为固相到液相界面上的原子层数航第5 章单相合金凝固5、1凝固过程中溶质再分配第6章多相合金凝固1、二元共晶组织分类（1）第一类共晶：粗糙-粗糙界面两相组成