第一篇：工程材料及成形工藝基礎(chǔ)教學(xué)大綱

第1章 材料的種類與性能 1.材料的種類 2.材料的性能

本章重點(diǎn)：金屬材料的力學(xué)性能 本章難點(diǎn)：應(yīng)力應(yīng)變曲線 第2章 材料的組織與結(jié)構(gòu) 1.金屬的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 2.實(shí)際金屬組織及其缺陷 3.勻晶 共晶及其它相圖 4.鐵碳合金相圖 5.相圖與性能的關(guān)系 本章重點(diǎn)：鐵碳合金相圖；

本章難點(diǎn)：鐵碳合金結(jié)晶過程；鐵碳合金相圖的應(yīng)用； 第3章 鐵合金材料的金屬熱處理及材料改性 1.鋼的熱處理原理 2.鋼在加熱時(shí)組織的變化 3.鋼在冷卻時(shí)組織的變化 4.鋼的普通熱處理 5.鋼的表面熱處理 6.鑄鐵的熱處理

本章重點(diǎn)：鋼的熱處理原理及普通熱處理工藝 本章難點(diǎn)：鋼在加熱、冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變與規(guī)律 第4章 鐵合金材料 1.碳鋼 2.合金鋼 3.鑄鐵

本章重點(diǎn)：常用鋼鐵材料的牌號(hào)、化學(xué)成分及合金元素的作用、性能及應(yīng)用 本章難點(diǎn)：合金元素在鋼中的作用及各類鋼鐵材料的熱處理特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。第5章 非鐵合金材料

1.鋁及鋁合金 2.鈦及鈦合金 3.鎂及其合金 4.銅及鋁合金 3.鎳及其合金

本章重點(diǎn)：常用有色金屬及其合金牌號(hào)、性能及應(yīng)用 本章難點(diǎn)：合金元素對(duì)非鐵合金材料的影響 第6章 非金屬材料及其改進(jìn) 1.非金屬材料分類和特點(diǎn) 2.非金屬材料改性及其強(qiáng)化 3.非金屬材料在航空航天上應(yīng)用 本章重點(diǎn)：常用非金屬材料

本章重點(diǎn)：常用非金屬材料及復(fù)合材料性能 第7章 復(fù)合材料 1.常用復(fù)合材料 2.復(fù)合材料的特點(diǎn)和性能 3.復(fù)合材料在航空航天上應(yīng)用 本章重點(diǎn)：常用復(fù)合材料性能 本章難點(diǎn)：復(fù)合材料性能 第8章 功能材料 1.功能材料分類和特點(diǎn) 2.常用功能材料 本章重點(diǎn)：常用功能材料 本章難點(diǎn)：功能材料的應(yīng)用 第9章 機(jī)械零件失效及選材原則 1.機(jī)械零件失效及分析 2.選材的一般原則 3.選材的實(shí)際過程

本章重點(diǎn)：機(jī)械零件選材一般原則 本章難點(diǎn)：選材的實(shí)際過程

第10章 鑄造工藝基礎(chǔ) 1． 鑄造生理論基礎(chǔ)

鑄造的工藝原理、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用等。2． 鑄造成形工藝

砂型鑄造（手工造型，機(jī)器造型）；

特種鑄造（熔模鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，離心鑄造，其他特種鑄造方法）；鑄鐵件的生產(chǎn)，鑄鋼件與非鐵合金鑄件的生產(chǎn)； 3． 現(xiàn)代鑄造技術(shù)簡(jiǎn)介

本章重點(diǎn)：砂型鑄造和特種鑄造，鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性

本章難點(diǎn)：分型面與澆注位置選擇及相互關(guān)系，合金性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)工藝性的影響 第11章 鍛壓工藝基礎(chǔ) 1． 壓力加工理論基礎(chǔ)

塑性成形加工的原理、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用等； 2．鍛造及其工藝基礎(chǔ)

自由鍛（自由鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用，自由鍛工序等）；

模鍛與胎模鍛（模鍛的特點(diǎn)及應(yīng)用，錘上模鍛，壓力機(jī)上模鍛簡(jiǎn)述，胎模鍛）； 自由鍛工藝設(shè)計(jì)，模鍛工藝設(shè)計(jì)； 3.沖壓及其工藝基礎(chǔ)

板料沖壓（沖裁，彎曲，拉深，其他板料成形工藝）； 4． 現(xiàn)代壓力加工技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向

本章重點(diǎn)：鍛造方法與工藝，鍛壓件的結(jié)構(gòu)工藝性 本章難點(diǎn)：自由鍛和模鍛工藝設(shè)計(jì) 第12章 焊接工藝基礎(chǔ) 1． 焊接生產(chǎn)概論

2． 焊接的工藝原理、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用等

熔焊（焊條電弧焊，埋弧焊，氣體保護(hù)電弧焊，電渣焊等）；壓焊（電阻焊，摩擦焊，擴(kuò)散焊等）；釬焊（軟釬焊，硬釬焊）； 3.常用金屬的焊接

金屬的焊接性（金屬焊接性的概念，金屬焊接性的評(píng)定）； 鋼的焊接（碳素鋼的焊接，低合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接，不銹鋼的焊接）；

鑄鐵及非鐵金屬的焊接； 4.現(xiàn)代焊接技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì) 焊接結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)實(shí)例；

本章重點(diǎn)：熔焊方法，焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì) 本章難點(diǎn)：焊接應(yīng)力與變形

第13章 非金屬材料及復(fù)合材料成形方法簡(jiǎn)介 1． 高分子材料的成形

高分子材料成形工藝原理與特點(diǎn)；

塑料制品成形工藝（注射成形，擠出成形，壓制成形等）； 2． 陶瓷材料的成形

陶瓷材料成形工藝原理與特點(diǎn)； 陶瓷材料成形方法； 陶瓷制品的燒結(jié)； 3．復(fù)合材料的成形

復(fù)合材料成形工藝原理與特點(diǎn)； 復(fù)合材料成形工藝

本章重點(diǎn)：塑料成形,陶瓷成形，復(fù)合材料成形基本原理 本章難點(diǎn)：復(fù)合材料成形工藝

三、實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)一 鋼的熱處理及硬度測(cè)定

1、碳鋼的熱處理操作；

2、碳鋼熱處理后的組織觀察、熱處理前、后硬度對(duì)照測(cè)試 實(shí)驗(yàn)二 金屬材料的硬度測(cè)定

第二篇：工程材料及成形工藝基礎(chǔ)試題

工程材料及熱成型工藝復(fù)習(xí)題習(xí)題一 填空題 1．工程材料按成分特點(diǎn)可分為金屬材料、、；金屬材料又可分為和兩類；非金屬材料主要有、；復(fù)合材料是指。

2．煉鐵的主要設(shè)備是爐，煉鋼爐主要有轉(zhuǎn)爐和，轉(zhuǎn)爐主要用于冶煉鋼。3．鋼材的主要品種有鋼板、、、等，鋼板是采用方法生產(chǎn)的，其種類有厚板、中板、薄板，它們的厚度分別為、、。

4．金屬材料的力學(xué)性能主要包括強(qiáng)度、、、等；強(qiáng)度的主要判據(jù)有和，強(qiáng)度和可以用拉伸試驗(yàn)來測(cè)定；測(cè)量方法簡(jiǎn)便、不破壞試樣，并且能綜合反映其它性能，在生產(chǎn)中最常用。5．銅、鋁、鐵、鉛、鎢、錫這六個(gè)金屬，按密度由高至低排列為，按熔點(diǎn)由高至低排列為。6．晶體是指，晶體結(jié)構(gòu)可用晶格來描述，常見金屬晶格有、和；金屬Cu、Al、γ-Fe等金屬的晶格類型為，α-Fe、β-Ti、Cr、W等金屬的晶格類型為。

7．合金是的物質(zhì)，合金相結(jié)構(gòu)主要有和；其中常作為合金的基體相，少量、彌散分布時(shí)可強(qiáng)化合金，常作為強(qiáng)化相。

8．實(shí)際金屬的結(jié)晶溫度總是低于結(jié)晶溫度，這種現(xiàn)象稱為過冷現(xiàn)象，一般情況下金屬的冷卻速度越快，過冷度越，結(jié)晶后的晶粒越，金屬的強(qiáng)度越，塑性和韌性越。選擇題

1．三種材料的硬度如下，其中硬度最高的是（C），硬度最低的是（B）

(a)40HRC

(b)250HBS（c）800HV

2．在設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)，一般用（AB）作為設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。（a）σb

(b)σs

(c)σ-1

(d)δ

3．硬度在235~255HBS的成品軸，抽檢性能時(shí)應(yīng)采用（B）。（a）HBS

(b)HRC

(c)HRB

4．高溫下的鐵冷卻過程中，在1394℃由γ-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)棣?Fe時(shí)，其體積會(huì)（A）。（a）膨脹

(b)縮小

(c)不變

金屬的晶粒大小對(duì)力學(xué)性能有何影響？生產(chǎn)中有哪些細(xì)化晶粒的措施？

答：在室溫下，一般情況是晶粒越細(xì)，其強(qiáng)度、硬度越高，韌性、塑性越好，這種現(xiàn)象稱為細(xì)化晶粒。措施：（1）.增加過冷度；（2）.變質(zhì)處理；（3）.附加振動(dòng)。習(xí)題二

一、填空題

1、鐵碳合金的主要力學(xué)性能與碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系規(guī)律是：當(dāng)wc﹤0.9%時(shí)，隨著碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，其、增加，而、降低；當(dāng)wc>0.9%時(shí)，其、、降低，而增加。

2、鐵碳合金在室溫下平衡組織組成物的基本相是和，隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，相的相對(duì)量增多，相的相對(duì)量卻減少。

3、珠光體是一種復(fù)相組織，它由和按一定比例組成。珠光體用符號(hào)表示。

4、鐵碳合金中，共析鋼的wc=

%,室溫平衡組織為；亞共析鋼的wc=

%，室溫平衡組織為；過共析鋼的wc=

%,室溫平衡組織為。

5、鐵碳合金結(jié)晶過程中，從液體中析出的滲碳體稱為滲碳體；從奧氏體中析出的滲碳體稱為滲碳體；從鐵素體中析出的滲碳體稱為滲碳體。

二、選擇題

1、下面所的列組織中，脆性最大的是（d）；塑性最好的是（a）。(a)F

(b)P

(c)A

(d)Fe3C

2、在平衡狀態(tài)下，下列鋼的牌號(hào)中強(qiáng)度最高的是（c）,塑性最好的是（c）。(a)45 鋼

(b)65鋼

(c)08F鋼

(d)T10鋼。

3、鋼牌號(hào)Q235A中的235表示的是（b）

（a）抗拉強(qiáng)度值

(b)屈服點(diǎn)最低值

(c)疲勞強(qiáng)度值

(d)布氏硬度值。

4、下列敘述錯(cuò)誤的是（b）。

（a）碳在γ-Fe中的間隙式固溶體稱為奧氏體

(b)鐵素體在室溫下的最大溶解度是0.0218%

(c)奧氏體在727℃以上具有良好的塑性

(d)奧氏體的溶碳能力比鐵素體強(qiáng)

5、將下列組織按其所能達(dá)到的最高碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小排列，正確的順序是（c）（1）P（2）F（3）Fe3C（4）Ld'

(5)A（a）1、2、3、4、5（b)3、4、1、5、2（c）3、4、5、1、2(d)2、3、4、5、1

三、簡(jiǎn)答題

1、何謂純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變，它有什么重要意義？ 答：同一種金屬在固態(tài)下隨溫度的變化由一種晶格類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗庖环N晶格類型的轉(zhuǎn)變過程稱為金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。它是鋼和鑄鐵進(jìn)行熱處理，從而改變其組織和性能的依據(jù)，也是鋼鐵材料性能多樣、用途廣泛的主要原因之一。

3、試畫出簡(jiǎn)化的Fe-Fe3C相圖，并說明圖中點(diǎn)，線的意義，并填出各相區(qū)的相和組織組成物。

4、簡(jiǎn)述非合金鋼含碳量、顯微組織與力學(xué)性能的關(guān)系。

5、何謂共析反應(yīng)和共晶反應(yīng)？分別寫出轉(zhuǎn)變表達(dá)式。

答：由特定成分的單相固態(tài)合金，在恒定溫度下，分解成兩個(gè)新的，具有一定晶體結(jié)構(gòu)的固相反應(yīng)。共晶反應(yīng)是指在一定的溫度下，一定成分的液體同時(shí)結(jié)晶出兩種一定成分的固相的反應(yīng)。6習(xí)題三

一、填空題

1、鋼的整體熱處理主要有、、和。

2、馬氏體的硬度主要取決于。

3、常用的退火工藝方法有、和。

4、常用的淬火冷卻介質(zhì)有、、。

5、常用的淬火方法有、、和。

6、常見的熱處理缺陷有、、和。

7、常用回火方法有、和；其回火溫度范圍分別是、和。

8、化學(xué)熱處理通常都由、和三個(gè)基本過程組成。

9、常用的熱噴涂方法有、、和等。

10、工業(yè)上常采用的加工硬化方法有、、和 等。

二、選擇填空：

1、在實(shí)際加熱時(shí)，45鋼完全奧氏體化的溫度在 B

以上。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

2、在實(shí)際加熱時(shí)，T12鋼中珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的開始溫度是

A

。A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

4、奧氏體形成以后，隨著加熱溫度的升高，則其晶粒

A

。A、自發(fā)長(zhǎng)大

B、基本保持不變

C、越來越細(xì)小

5、我們把在A1溫度以下暫時(shí)存在的奧氏體稱為

B

奧氏體。A、殘余

B、過冷

C、過熱

10、為了改善T12鋼的切削加工性能，一般應(yīng)采用

B

。A、完全退火

B、球化退火

C、正火

11、亞共析鋼的淬火加熱溫度一般確定為

B

以上30℃~50℃。

A、Ac1

B、Ac3

C、AcCm

13、淬火鋼回火時(shí)，溫度越高，則其硬度

B

。A、越高

B、越低

C、保持不變

14、感應(yīng)淬火時(shí)，電流頻率越高，則獲得的硬化層深度

B

。A、越深

B、越淺

C、基本相同

三、問答題

1、何謂熱處理？熱處理加熱保溫的主要目的是什么？

答：就是采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)金屬材料或工件按一定工藝進(jìn)行加熱、保溫盒冷卻，以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)和性能的工藝。熱處理的種類很多，根據(jù)目的、加熱和冷卻方法的不同，可以分為整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理以及其他熱處理方法。何為退火，退火的目的？常用的退火工藝方法有哪些、2、何謂退火？退火的目的是什么？常用退火工藝方法有哪些？

答：退火是將工件加熱到某一適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間后再緩慢冷卻的工藝過程，稱退火。退火的目的是：降低硬度，改善鋼的成形和切削加工的性能，均勻鋼的化學(xué)成分和組織，消除內(nèi)應(yīng)力。方法：完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火、不完全退火、擴(kuò)散退火。

5、何謂正火？正火與退火如何選用? 答：正火是將工件加熱奧氏體化后在空氣中冷卻的熱處理工藝。見p52.6、何謂淬火？淬火的主要目的是什么? 答：是將工件加熱答A3或A1點(diǎn)以上某一溫度保持一定時(shí)間，然后以適當(dāng)速度冷卻獲得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱處理工藝。淬火目的就是為了獲得馬氏體或下貝氏體組織，以便在隨后不同溫度回火獲得我們所需要的性能。

7、何謂鋼的淬透性？影響淬透性的主要因素是什么？

答：淬透性是規(guī)定條件下，鋼試樣淬硬深度和硬度分布表征的材料特性。.因素：1鋼的含碳量;

2.鋼中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.9、何謂回火？回火的主要目的是什么？

答:回火是將淬火后的工件加熱到Ac1以下的某一溫度，保溫后冷卻到室溫的熱處理工藝。目的：減少或消除淬火應(yīng)力，穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸，降低淬火鋼的脆性，獲得所需要的力學(xué)性能。

10、簡(jiǎn)述感應(yīng)淬火的目的、特點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。習(xí)題四

1．什么叫合金鋼？常加入的合金元素有哪些？ 答：合金鋼指合金元素的種類和含量高于國(guó)標(biāo)規(guī)定范圍的鋼。合金鋼里經(jīng)常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等 2．說明合金鋼的牌號(hào)表示的基本方法。習(xí)題五

什么叫鑄鐵的石墨化?影響鑄鐵石墨化的因素有那些，如何影響？ 答：鑄鐵中碳以石墨形態(tài)析出的過程叫做鑄鐵的石墨化；化學(xué)成分的影響、冷卻速度的影響；C和Si對(duì)鑄鐵的石墨化起決定性作用，C是形成石墨化的基礎(chǔ)，增大鑄鐵的C的濃度有利于形成石墨；Si含量越高，石墨化進(jìn)行的越充分；S是強(qiáng)烈阻礙石墨化的元素；Mn也是阻礙石墨化的元素；P是微弱促進(jìn)石墨化的元素；（2）冷卻速度越慢，越有利于石墨化，冷速越大，則容易形成白口。

12.球墨鑄鐵是如何獲得的？常用的球化劑有哪些？與灰鑄鐵及鋼相比，球墨鑄鐵在 性能上有哪些特點(diǎn)？

答：球墨鑄鐵是通過鐵液的球化獲得的；常用的球化劑有鎂、稀土元素和稀土鎂合金三種；球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑性與韌性大大優(yōu)于灰鑄鐵，具有良好的減震性、減摩性、切屑加工性及低的缺口敏感性等。習(xí)題九 填空題

1．鑄造可分為和兩大類；鑄造具有和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但鑄件的組織，性能；因此，鑄造常用于制造形狀或在應(yīng)力下工作的零件或毛坯。

2．金屬液的流動(dòng)性，收縮率，則鑄造性能好，若金屬的流動(dòng)性差，鑄件易出現(xiàn)等的鑄造缺陷，若收縮率大，則易出現(xiàn)的鑄造缺陷。常用鑄造合金中，灰鑄鐵的鑄造性能，而鑄鋼的鑄造性能。

3．鑄型的型腔用于形成鑄件的外形，而主要形成鑄件的內(nèi)腔和孔，4．一般鑄件澆注時(shí)，其上部質(zhì)量較，而下部的質(zhì)量較，因此在確定澆注位置時(shí)，應(yīng)盡量將鑄件的朝下、朝上。

5．冒口的主要作用是，一般冒口應(yīng)設(shè)置在鑄件的部位。

6．設(shè)計(jì)鑄件時(shí)，鑄件的壁厚應(yīng)盡量，并且壁厚不宜太厚或太薄，若壁厚太小，則鑄件易出現(xiàn)的缺陷，若壁厚太大，則鑄件的。選擇題

1．在型腔的表面涮一層石墨涂料可提高其耐火性，從而防止鑄件產(chǎn)生（c）。(a)氣孔

(b)縮孔

(c)粘砂（d）裂紋

2．單件或小批生產(chǎn)的灰鑄鐵件直徑小于（c）mm的孔通常不必鑄出。(a)10

(b20

(c)30

（d）50 3．制造雙金屬滑動(dòng)軸承時(shí)，內(nèi)襯軸承合金通常是采用（c）鑄造方法鑲鑄在鋼制軸瓦上的。

(a)壓力鑄造

(b)熔模鑄造

(c)離心鑄造（d）砂型鑄造 4．在工藝參數(shù)相同的情況下，（b）的鑄件，內(nèi)部晶粒細(xì)小，力學(xué)性能好。(a)陶瓷型鑄造

(b)金屬型鑄造

(c)砂型鑄造（d）實(shí)型鑄造 5．鑄造中的CAE指的是（c）。

(a)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

(b)計(jì)算機(jī)輔助制造

(c)計(jì)算機(jī)輔助工程（數(shù)值模擬）型砂的種類有哪些？目前鑄造生產(chǎn)線上造型主要采用哪些型砂？ 按題圖9-39中所標(biāo)的次序填出各部分的名稱。名詞解釋

①?gòu)?qiáng)度：材料在力的作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度。

②硬度：硬度是材料抵抗局部變型，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力，是衡量金屬軟硬的依據(jù)。

③組元：組成合金最基本的、獨(dú)立的單元稱為組元。④相：合金中成分、結(jié)構(gòu)、性能相同的區(qū)域稱為合金的一種“相”。

⑤共晶轉(zhuǎn)變：在一定的溫度下,一定成分的液體同時(shí)結(jié)晶出兩種一定成分的固相的反應(yīng) ⑥奧氏體：奧氏體是碳溶于γ-Fe中的間隙固溶體，用符號(hào)“A”表示，呈面心立方晶格。⑦鐵素體：鐵素體是碳溶于α-Fe中的間隙固溶體，用符號(hào)“F”表示，呈體心立方晶格。⑧珠光體：珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，“P”.⑨萊氏體：萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，“Ld”。⑩同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：金屬在固態(tài)下晶格隨溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象。

⑾貝氏體：在含碳量過飽和α的基體上彌散分布著細(xì)小的碳化物亞穩(wěn)組織。

⑿馬氏體：馬氏體（M）是碳溶于α-Fe的過飽和的固溶體，是奧氏體通過無擴(kuò)散型相變轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)定相。

⒀過冷奧氏體：在A1溫度一下暫時(shí)存在的奧氏體稱為過冷奧氏體。

⒁殘余奧氏體：奧氏體在冷卻過程中發(fā)生相變后在環(huán)境溫度下殘存的奧氏體。⒂VC（馬氏體臨界轉(zhuǎn)變速率）：

⒃淬透性：在規(guī)定條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特性。⒄碳化物形成原素：

⒅回火穩(wěn)定性：淬火鋼在回火時(shí)，抵抗強(qiáng)度、硬度下降的能力稱為回火穩(wěn)定性。⒆紅硬性：是指材料在經(jīng)過一定溫度下保持一定時(shí)間后所能保持其硬度的能力。⒇二次硬化：淬火鋼在回火的某個(gè)階段硬度不下降反而升高的現(xiàn)象。

21.第一類回火脆性：淬火鋼在250度到350度回火是，沖擊韌度明顯下降，出現(xiàn)脆性。22.石墨化：鑄鐵中碳以石墨形態(tài)析出的過程叫做鑄鐵的石墨化。

23.變質(zhì)處理：在澆注前向鐵液中加入少量孕育劑，形成大量高度彌散的難溶質(zhì)點(diǎn)，成為石墨的結(jié)晶核心，以促進(jìn)石墨的形核從而得到細(xì)珠光體基體和細(xì)小均勻分布的片狀石墨。24.流動(dòng)性：是指金屬液本身的流動(dòng)能力。

25.收縮性：收縮是鑄造合金從液態(tài)凝固和冷卻至室溫過程中產(chǎn)生的體積和尺寸的縮減，包括液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮三個(gè)階段。26.造型：制造砂型的過程稱為造型。27.造芯：

28.特種鑄造：特種鑄造師與砂型鑄造不同的其他鑄造方法的總稱。

29.冷變形強(qiáng)化：在冷變形時(shí)，隨著變形程度的增加，金屬材料的強(qiáng)度和硬度都有所提高，但塑性有所下降，這個(gè)現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。

30.再結(jié)晶：當(dāng)加熱溫度進(jìn)一步提高時(shí)，塑性變形后的金屬將以某些質(zhì)點(diǎn)為核心，變形前的晶格結(jié)構(gòu)，重新生核長(zhǎng)大，變?yōu)榧?xì)小、均勻的等軸晶粒。

31.可段性：材料在鍛造過程中經(jīng)受塑性變形而不開裂的能力叫金屬的可段性。

32.鍛造流線：鍛造流線也稱流紋，在鍛造時(shí),金屬的脆性雜質(zhì)被打碎 ,順著金屬主要伸長(zhǎng)方向呈碎粒狀或鏈狀分布；塑性雜質(zhì)隨著金屬變形沿主要伸長(zhǎng)方向呈帶狀分布 , 這樣熱鍛后的金屬組織就具有一定的方向性。

33.鍛造比：造時(shí)變形程度的一種表示方法。通常用變形前后的截面比、長(zhǎng)度比或高度比來表示。

34.合金：合金，是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)

35.塑性：塑性是材料斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。36.韌性：韌性是指金屬在斷裂前吸收變形能量的能力。制作人：過兒

考試期間請(qǐng)不要直呼我的名字——潮潮，請(qǐng)叫我過兒

第三篇：塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)課程教案

精編資料

自由鍛工藝過程設(shè)計(jì)方法.2,模具形狀對(duì)金屬塑性變形和流動(dòng)的影響.3,課堂進(jìn)行一簡(jiǎn)單鍛件的自由鍛工藝過程設(shè)計(jì).六,所需學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)第八次講課...工藝

《塑性成形工藝及模具設(shè)計(jì)》課程教案之二《鍛造工藝學(xué)》輔導(dǎo)教案

關(guān) 小 軍

材料科學(xué)與工程學(xué)院 材料加工工程系

第一次講課

一、講授內(nèi)容

第一章

緒論

一、鍛造工藝學(xué)及其性質(zhì)

二、鍛造生產(chǎn)的特點(diǎn)及其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用

三、我國(guó)鍛造生產(chǎn)的歷史，現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

四、鍛造生產(chǎn)方法的分類及工藝流程

五、課程的任務(wù)。

第二章

鍛造用原材料及下料方法 第一節(jié)

鍛造用鋼錠及型材

一、鋼錠及其冶煉.二、鋼錠的結(jié)構(gòu)

三、鋼錠的內(nèi)部缺陷

四、型材及其常見缺陷

第二節(jié)

下料方法

一、剪切法

二、鋸切法

三、砂輪片切割法

四、折斷法

五、氣割法

六、其它下料方法

二、難點(diǎn)

1、鋼錠和型材的缺陷產(chǎn)生原因及其危害。

2、各種下料方法的原理。

三、基本概念

偏析、夾雜、縮孔、疏松、濺疤、劃痕、折迭、粗晶環(huán)

四、思考題

1、試闡述鎮(zhèn)靜鋼錠的結(jié)構(gòu)及其主要缺陷的產(chǎn)生部位。

2、鋼錠常見缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？

3、常見的型材缺陷有哪些？它們產(chǎn)生的原因和危害性是什么？

4、鍛造用型材常采用哪些方法下料？各自有何特點(diǎn)？

5、鑄錠作為鍛造坯料時(shí)如何下料？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、鋼錠結(jié)構(gòu)及其常見內(nèi)部缺陷。

2、型材及其常見缺陷。

3、常用下料方法及其選擇原則。

六、所需學(xué)時(shí)

2小時(shí)

第二次講課

一、講授內(nèi)容

第三章

鍛造的熱規(guī)范 第—節(jié)

金屬的鍛前加熱

一、加熱的目的二、加熱方法

第二節(jié)

金屬加熱時(shí)產(chǎn)生的缺陷及防止措施

一、氧化

二、脫碳

三、過熱

四、過燒

五、裂紋

第三節(jié)

鍛造溫度范圍的確定

一、始鍛溫度的確定

二、終鍛溫度的確定

第四節(jié)

金屬的加熱規(guī)范

一、加熱規(guī)范制定的原則及方法

二、鋼錠的加熱規(guī)范

三、中、小型鋼坯的加熱規(guī)范

二、難點(diǎn)

1、氧化和脫碳的共性和異性。

2、過熱和過燒的相關(guān)性及其區(qū)別

3、加熱過程溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理及其應(yīng)力分析。

4、始鍛溫度和終鍛溫度正確選擇的必要性。

5、加熱速度的影響因素及其影響規(guī)律。

三、基本概念

加熱規(guī)范、氧化、脫碳、過熱、過燒、過熱溫度、過燒溫度、始鍛溫度、終鍛溫度、鍛造溫度范圍、金屬加熱規(guī)范、最大可能的加熱溫度、允許的加熱溫度、溫度頭、均熱保溫、最小保溫時(shí)間、最大保溫時(shí)間

四、思考題

1、試說明鍛前加熱的目的和方法。

2、氧化和脫碳有哪些共性和異性？

3、氧化和脫碳可產(chǎn)生哪些危害？如何防止？

4、過燒和過熱有哪些危害? 如何防止？

5、導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力有幾種？清闡述它們相應(yīng)的應(yīng)力狀態(tài)。

6、通常圓柱形坯料產(chǎn)生加熱裂紋的危險(xiǎn)位置在何處？原因何在？如何防止？

7、鍛造溫度范圍的確定原則和基本方法是什么？

8、怎樣確定碳鋼的始鍛和終鍛溫度？它們受到哪些因素的影響？

9、為什么要制定合理的加熱規(guī)范？加熱規(guī)范包括哪些內(nèi)容？其核心問題是什么？

10、兩種不同概念的加熱速度實(shí)質(zhì)上反映了什么因素的影響？

11、選擇加熱速度的原則是什么？提高加熱速度的措施有哪些？

12、均熱保溫的目的是什么？

13、冷錠和熱錠的加熱規(guī)范各有什么特點(diǎn)？為什么？、五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、鍛前加熱的目的和方法。

2、加熱金屬的常見缺陷及其危害。

3、金屬加熱過程中缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施。

4、加熱規(guī)范的內(nèi)容、制定原則和方法。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第三次講課

一、講授內(nèi)容

第三章

鍛造的熱規(guī)范 第五節(jié)

少無氧化加熱

一、快速加熱

二、介質(zhì)保護(hù)加熱

三、少無氧化火焰加熱

第六節(jié)

金屬的鍛后冷卻

一、鍛后冷卻常見缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施

二、鍛件的冷卻方法

三、鍛件的冷卻規(guī)范

第七節(jié)

鍛件的熱處理

一、中、小鍛件熱處理

二、大型鍛件熱處理

二、難點(diǎn)

1、少無氧化火焰加熱法的工作原理。

2、冷卻過程溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力和殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機(jī)理及其應(yīng)力分析。

3、冷卻速度的影響因素及其影響規(guī)律。

三、基本概念

冷卻規(guī)范、白點(diǎn)、網(wǎng)狀碳化物

四、思考題

1、少無氧化加熱主要有哪幾種方法？其中火焰加熱法的基本工作原理是什么？

2、金屬斷后冷卻常見缺陷有哪些？各自產(chǎn)生原因是什么？

3、為什么硬鋼鍛后冷卻易產(chǎn)生表面縱向裂紋？

4、金屬鍛后冷卻規(guī)范一般包括哪些內(nèi)容？

5、鍛件熱處理的目的是什么？

6、中小鍛件通常采用哪些熱處理？各自作用是什么？

7、通常大鍛件采用哪些熱處理？各自作用是什么？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、少無氧化加熱方法及其工作原理。

2、金屬鍛后冷卻常見缺陷及其危害。

3、金屬鍛后冷卻中缺陷的產(chǎn)生原因和防止措施。

4、冷卻規(guī)范的內(nèi)容、制定原則和方法。

5、常用的鍛件熱處理方法。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第四次講課

一、講授內(nèi)容

第四章

自由鍛主要工序分析 第—節(jié)

概述

一、影響金屬塑性變形流動(dòng)的幾個(gè)基本因素

二、局部加載時(shí)沿加載方向的應(yīng)力分布規(guī)律

三、金屬塑性變形的不均勻性

四、塑性變形時(shí)金屬的流動(dòng)方向

第二節(jié)

鐓粗

一、鐓粗工序的主要質(zhì)量問題和變形流動(dòng)特點(diǎn)

二、鐓粗時(shí)的注意事項(xiàng)

第三節(jié)

拔長(zhǎng)

—、矩形截面坯料的拔長(zhǎng)

二、圓截面坯料的拔長(zhǎng)

三、空心件拔長(zhǎng)

二、難點(diǎn)

1．金屬塑性變形的基本規(guī)律和影響因素。2．在幾種變形工序中金屬流動(dòng)規(guī)律的分析。

3．鐓粗時(shí)金屬流動(dòng)特點(diǎn)及其缺陷產(chǎn)生機(jī)理（包括圓截面和矩形截面坯料）。4．拔長(zhǎng)時(shí)金屬流動(dòng)特點(diǎn)及其缺陷產(chǎn)生機(jī)理（包括矩形截面、圓截面和空心截面坯料）。

三、基本概念

鐓粗、拔長(zhǎng)、鐓粗比、鍛造比、進(jìn)料比（相對(duì)送進(jìn)量）、相對(duì)壓縮程度

四、思考題

1、導(dǎo)致金屬塑性變形不均勻性的原因是什么？

2、鐓粗和拔長(zhǎng)各有哪些用途？

3、鐓粗工序主要存在哪些質(zhì)量問題？試分析它們產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。

4、拔長(zhǎng)工序主要存在哪些質(zhì)量問題？試分析它們產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施。

5、為什么采用平砧小壓縮量拔長(zhǎng)圓截面坯料時(shí)效率低且質(zhì)量差？應(yīng)怎樣解決？

6、空心件拔長(zhǎng)時(shí)孔內(nèi)壁和端面裂紋產(chǎn)生的原因是什么？應(yīng)采取哪些措施加以解決？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、金屬塑性變形所遵循的基本規(guī)律和影響因素。

2、鐓粗、拔長(zhǎng)工序的金屬受力分析。

2、鐓粗、拔長(zhǎng)工序的金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)。

3、鐓粗、拔長(zhǎng)時(shí)常見金屬缺陷、產(chǎn)生機(jī)理及其預(yù)防措施。

六、所需學(xué)時(shí)

3學(xué)時(shí)

第五次講課

一、講授內(nèi)容

第四章

自由鍛主要工序分析

第四節(jié)

沖孔

一、沖孔的受力變形分析

二、沖孔的質(zhì)量分析

第五節(jié)

擴(kuò)孔

一、沖子

二、芯軸

三、輾壓

第六節(jié) 彎曲

第七節(jié) 其它工序（補(bǔ)充內(nèi)容）

一、錯(cuò)移

二、扭轉(zhuǎn)

二、難點(diǎn)

1、沖孔時(shí)受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

2、擴(kuò)孔時(shí)受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

3、彎曲時(shí)受力、變形和缺陷產(chǎn)生原因的分析。

三、基本概念

沖孔、走樣、擴(kuò)孔、彎曲

四、思考題

1、試闡述開式?jīng)_孔時(shí)金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)并畫出相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。

2、沖孔時(shí)易出現(xiàn)哪些質(zhì)量問題？應(yīng)采取什么措施解決？

3、試闡述沖子擴(kuò)孔時(shí)金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)并畫出相應(yīng)的應(yīng)力、應(yīng)變圖。

4、芯軸擴(kuò)孔時(shí)金屬主要沿切向流動(dòng)的原因是什么？此時(shí)鍛件尺寸變化特點(diǎn)是什么？應(yīng)怎樣防止壁厚不均？

5、輾壓擴(kuò)孔的工藝特點(diǎn)是什么？生產(chǎn)時(shí)易產(chǎn)生哪些質(zhì)量缺陷？怎樣防止？

6、彎曲時(shí)坯料易產(chǎn)生哪些缺陷？它們產(chǎn)生的原因是什么？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲工序的應(yīng)力、應(yīng)變分析。

2、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲工序的金屬變形和流動(dòng)特點(diǎn)。

3、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲工序中常見的加工缺陷種類、產(chǎn)生原因及其預(yù)防措施。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第六次講課

一、講授內(nèi)容

第五章 自由鍛工藝

第—節(jié) 自由鍛件的分類

第二節(jié) 自由鍛件變形方案的確定 第三節(jié) 自由鍛工藝過程的制定

一、鍛件圖的制定

二、確定坯料的重量和尺寸

三、確定變形工藝和鍛造比

四、確定鍛造設(shè)備噸位

第四節(jié)

大型鍛件鍛造的特點(diǎn)（自學(xué)）—、鋼錠冶金質(zhì)量對(duì)鍛件的影響

二、大型鋼錠的加熱特點(diǎn)

三、熱鍛變形對(duì)金屬組織和性能的影響

四、大鍛件變形工藝分析

二、難點(diǎn)

自由鍛件變形方案的確定

三、基本概念

機(jī)械加工余量、鍛造余塊、試樣余塊、鍛件工稱尺寸、鍛造比

四、思考題

1、自由鍛工藝的特點(diǎn)及其主要用途是什么？不同材料自由鍛面臨的主要問題是什么？為什么？

2、試述自由鍛件的分類及其采用的基本工序。

3、自由鍛工藝過程的制定包括哪些內(nèi)容？

4、鍛造比對(duì)鍛件組織和力學(xué)性能有哪些影響？其選擇與鍛件大小有何關(guān)系？

5、確定自由鍛設(shè)備噸位有幾種方法？為什么水壓機(jī)鍛造所依據(jù)的變形力能參數(shù)不同？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、常見自由鍛件的分類。

2、自由鍛件變形方案的選擇原則和實(shí)際應(yīng)用。

3、考慮機(jī)械加工余量、鍛造公差、鍛造余塊、試樣余塊等影響所繪制的鍛件圖。

4、坯料重量的計(jì)算方法。

5、變形工藝特別是工序順序、工序尺寸、鍛造比等的確定。

6、設(shè)備噸位的計(jì)算公式。

六、所需學(xué)時(shí) 1學(xué)時(shí)

第七次講課與課堂練習(xí)

一、講授內(nèi)容

第五章 第三節(jié)

五、自由鍛工藝過程制定舉例 第六章

模鍛成形工序分析

第一節(jié) 概述

二、難點(diǎn)

1、如何掌握自由鍛工藝過程設(shè)計(jì)方法

3、所選擇的自由鍛過程中各工序尺寸的確定。

三、思考題

模具形狀對(duì)金屬變形和流動(dòng)的主要影響表現(xiàn)在哪些方面？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、自由鍛工藝過程設(shè)計(jì)方法。

2、模具形狀對(duì)金屬塑性變形和流動(dòng)的影響。

3、課堂進(jìn)行一簡(jiǎn)單鍛件的自由鍛工藝過程設(shè)計(jì)。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第八次講課

一、講授內(nèi)容

第六章 模鍛成形工序分析 第二節(jié)

開式模鍛

一、開式模鍛各階段的應(yīng)力應(yīng)變分析

二、開式模鍛時(shí)影響金屬成形的主要因素 第三節(jié)

閉式模鍛

一、閉式模鍛的變形過程分析

二、坯料體積和模膛體積變化對(duì)鍛件尺寸的影響

三、打擊能量和模壓力對(duì)成形質(zhì)量的影響

四、各類鍛壓設(shè)備閉式模鍛的特點(diǎn)

二、難點(diǎn)

1、開式模鍛的應(yīng)力應(yīng)變分析。

2、閉式模鍛的變形過程分析。

三、基本概念

開式模鍛、閉式模鍛、飛邊槽

四、思考題

1、試分析開式模鍛三變形階段的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及其成形特點(diǎn)。

2、開式模鍛時(shí)影響金屬成形主要有哪些因素？

3、飛邊槽由幾部分組成？它們各自的作用是什么？

4、橋口阻力與哪些因素有關(guān)？怎樣依據(jù)模膛充滿的難易程度或設(shè)備類型來確定橋口尺寸？

5、閉式模鍛的優(yōu)點(diǎn)是什么？它的正常生產(chǎn)條件及其用途是怎樣的？

6、試述閉式模鍛三變形階段的變形情況。

7、閉式模鍛模壁受力情況與鍛件尺寸關(guān)系有何關(guān)系？

8、閉式模鍛時(shí)坯料和體積的變化反映在鍛件的哪些尺寸上？影響它們變化的因素有哪些？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、開式模鍛各階段的應(yīng)力應(yīng)變圖及其分析。

2、模膛尺寸和形狀對(duì)金屬成形的影響。

3、飛邊槽的作用、類型及其選擇。

4、終鍛前坯料尺寸和形狀對(duì)金屬成形的影響。

5、坯料自身性質(zhì)不均對(duì)金屬成形的影響。

6、設(shè)備工作速度對(duì)金屬成形的影響。

7、閉式模鍛的變形過程分析。

8、坯料體積、模膛體積、打擊能量和模壓力變化對(duì)閉式模鍛成形質(zhì)量的影響。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第九次講課

一、講授內(nèi)容

第六章

模鍛成形工序分析 第四節(jié) 擠壓

一、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

二、擠壓時(shí)筒內(nèi)金屬的變形流動(dòng)

三、關(guān)于“死區(qū)”的應(yīng)力應(yīng)變分析

四、擠壓時(shí)常見缺陷的分析

五、徑向擠壓 第五節(jié)

頂鐓

一、頂鐓

二、電熱鐓粗

三、在帶有導(dǎo)向的模具中鐓粗

二、難點(diǎn)

1、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

2、擠壓筒內(nèi)金屬的變形流動(dòng)特點(diǎn)、規(guī)律及其影響因素。

3、關(guān)于“死區(qū)”的應(yīng)力應(yīng)變分析及其對(duì)成形質(zhì)量的不良影響。

4、常見擠壓缺陷及其預(yù)防措施。

5、徑向擠壓的變形分析及其張力計(jì)算。

6、兩種頂鐓情況模具設(shè)計(jì)原則。

三、基本概念

擠壓、正擠壓、反擠壓、擠壓比、徑向擠壓、張模力、頂鐓

四、思考題

1、試進(jìn)行擠壓過程的應(yīng)力-應(yīng)變分析并闡明軸向應(yīng)力突變的原因。

2、平底凹模正擠壓時(shí)金屬在擠壓筒內(nèi)的流動(dòng)主要有哪三種情形？為什么？

3、平底凹模正擠壓時(shí)Α區(qū)最小主應(yīng)力σ3的數(shù)值受到哪三種因素的影響？它們的影響規(guī)律是怎樣的？

4、試討論在各種不同的具體條件下平底凹模內(nèi)正擠時(shí)所出現(xiàn)的金屬變形和流動(dòng)情況。

5、“死區(qū)”產(chǎn)生的原因是什么？一般“死區(qū)”存在哪兩種變形情況？

6、“死區(qū)”容易產(chǎn)生哪些缺陷？怎樣防止？

7、擠壓時(shí)常存在哪些缺陷？可采取什么措施防止？

8、徑向擠壓變形過程的主要特征是什么？張模力與何因素有關(guān)？

9、擠壓縮孔產(chǎn)生的原因是什么？擠壓制品裂紋的產(chǎn)生與哪些因素有關(guān)？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、擠壓的應(yīng)力應(yīng)變分析

2、擠壓筒內(nèi)金屬的變形流動(dòng)特點(diǎn)、規(guī)律及其影響因素。

3、“死區(qū)”產(chǎn)生原因、應(yīng)力應(yīng)變分析及其對(duì)成形質(zhì)量的不良影響。

4、常見擠壓缺陷的形成原因及其預(yù)防措施。

5、徑向擠壓的用途、變形分析及其張模力計(jì)算。

6、頂鐓用途及其模具設(shè)計(jì)原則。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第十次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第一節(jié) 常用模鍛設(shè)備及其工藝特點(diǎn)（自學(xué)）

一、模鍛錘

二、熱模鍛壓力機(jī)

三、螺旋壓力機(jī)

四、平鍛機(jī)

第二節(jié) 模鍛工藝及模鍛件分類

一、長(zhǎng)軸類鍛件

二、短軸類(圓餅類)鍛件

三、頂鐓類鍛件

四、復(fù)合類型鍛件

第三節(jié) 模鍛件圖設(shè)計(jì)

一、錘上模鍛鍛件圖設(shè)計(jì)

二、熱模鍛壓力機(jī)上模鍛件圖設(shè)計(jì)特點(diǎn)

三、螺旋壓力機(jī)上模鍛件圖設(shè)計(jì)特點(diǎn)

四、平鍛機(jī)上模鍛件圖設(shè)計(jì)特點(diǎn)

二、難點(diǎn)

1、鑒于《塑性成形設(shè)備》課程的講授在本課程之后，因此，“常用模鍛設(shè)備及其工藝特點(diǎn)”的知識(shí)理解較為困難，建議作為一般了解的知識(shí)由學(xué)生自學(xué)。

2、不同模鍛設(shè)備上模鍛件圖的設(shè)計(jì)特點(diǎn)比較。

3、分模面和沖孔連皮的確定。

4、頂鐓的三規(guī)則。

三、基本概念

分模面、鍛件形狀復(fù)雜系數(shù)、模鍛斜度、沖孔連皮

四、思考題

1、簡(jiǎn)述各類模鍛件所采用的主要變形工布。

2、模鍛件的冷、熱鍛件圖的作用各是什么？其鍛件圖設(shè)計(jì)內(nèi)容與自由鍛件相比有何不同？

3、錘上模鍛選擇分模位置的最基本原則是什么？

4、為什么模鍛件的正偏差大于負(fù)偏差？它的機(jī)械加工余量和公差怎樣選擇和確定？

5、模鍛斜度和圓角半徑的作用是什么？為什么它們應(yīng)選擇合適值？

6、錘上模鍛時(shí)有幾種形式的沖孔連皮？為什么要選擇厚度合適的沖孔連皮？

7、試比較各類模鍛設(shè)備上模鍛件圖設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、模鍛工藝和模鍛件的分類原則及其主要類別。

2、模鍛件圖設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和方法。

3、各類模鍛設(shè)備上模鍛件圖設(shè)計(jì)特點(diǎn)，特別是分模面、機(jī)械加工和鍛造公差、模鍛斜度等的選擇原則。

4、沖孔連皮的作用、類型及其選擇。

5、頂鐓三規(guī)則的正確應(yīng)用。

六、所需學(xué)時(shí)

3學(xué)時(shí)

第十一次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第四節(jié) 模鍛工藝過程制定的內(nèi)容和模鍛工藝方案選擇

一、模鍛工藝過程制定的內(nèi)容

二、模鍛工藝方案選擇 第五節(jié) 模鍛變形工步的確定

一、長(zhǎng)軸類鍛件制坯工步選擇

二、難點(diǎn)

1、計(jì)算毛坯的設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化和計(jì)算毛坯圖繪制。

2、金屬流動(dòng)繁重系數(shù)及其在制坯工步選擇中的作用。

三、基本概念

模鍛工藝過程、計(jì)算毛坯圖、金屬流動(dòng)繁重系數(shù)

四、思考題

1、模鍛工藝過程主要有哪些工序組成？它的制定包括哪些內(nèi)容且較自由鍛工藝過程相比有什么變化？

2、模鍛工藝方案選擇主要涉及哪些方面？基本原則是什么？

3、試述計(jì)算毛坯圖的內(nèi)容及其在制坯工步中的作用。

4、長(zhǎng)軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？如何確定？

5、金屬流動(dòng)繁重系數(shù)是如何反映制坯工作量的大小？它在制坯工步選擇中有何作用？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、模鍛工藝過程與自由鍛工藝過程的異同點(diǎn)。

2、計(jì)算毛坯的有關(guān)計(jì)算及其相應(yīng)圖的繪制。

3、復(fù)雜計(jì)算毛坯的簡(jiǎn)化。

4、應(yīng)用金屬流動(dòng)繁重系數(shù)選擇長(zhǎng)軸類鍛件的制坯工步。

六、所需學(xué)時(shí)：

2學(xué)時(shí)

第十二次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第五節(jié) 模鍛變形工步的確定

二、短軸類鍛件制坯工步選擇

三、頂鐓類鍛件變形工步確定

二、難點(diǎn)

1、短軸類鍛件的制坯工步選擇原則。

2、確定粗大部分桿類鍛件變形工步的有關(guān)計(jì)算和原則。

3、在聚集工步設(shè)計(jì)時(shí)有關(guān)注意事項(xiàng)。

三、基本概念

成形鐓粗（預(yù)成性）、滾壓、局部鐓粗（聚集）、頂鐓規(guī)則

四、思考題

1、短軸類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？經(jīng)坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則是什么？

2、在熱模鍛壓力機(jī)上可采用何種短軸類鍛件制坯工步？原因何在？

3、頂鐓類鍛件通常采用的主要制坯工步有哪些？

4、試比較分別在凸模內(nèi)或凹模內(nèi)聚集的優(yōu)缺點(diǎn)。

5、為什么要確定沖孔芯料的合理厚度？正確的設(shè)計(jì)原則是什么？

6、試比較在透孔和不透孔鍛件中分別采用平?jīng)_頭和尖沖頭進(jìn)行沖孔成形的優(yōu)缺點(diǎn)。

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、短軸類鍛件主要制坯工步。

2、短軸類鍛件坯料鐓粗后的制坯尺寸確定原則。

3、在熱模鍛壓力機(jī)上和螺旋壓力機(jī)上短軸類鍛件制坯工步的特點(diǎn)。

4、頂鐓類鍛件主要制坯工步。

5、不同模式聚集工步的特點(diǎn)。

6、沖孔芯料的設(shè)計(jì)原則、沖孔成形工步以及沖頭的選擇。

7、幾種不同情況的管類鍛件局部頂鐓變形。

六、所需學(xué)時(shí)：

2學(xué)時(shí)

第十三次講課

一、講授內(nèi)容

第七章 模鍛工藝

第六節(jié) 坯料尺寸的確定

一、長(zhǎng)軸類鍛件

二、短軸類鍛件

三、頂鐓類鍛件

第七節(jié) 設(shè)備噸位的確定

一、模鍛錘噸位的確定

二、熱模鍛壓力機(jī)噸位的確定

三、螺旋壓力機(jī)噸位的確定

四、平鍛機(jī)噸位的確定

二、難點(diǎn)

1、不同類型鍛件的坯料制定方法。

2、頂鐓類鍛件計(jì)算毛坯圖及坯料直徑確定原則。

三、思考題

1、試比較模鍛坯料尺寸與自由鍛坯料尺寸確定的異同點(diǎn)。

2、試闡述長(zhǎng)軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

3、試闡述短軸類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

4、試闡述頂鐓類鍛件的坯料選擇原則及其機(jī)理。

5、帶孔鍛件坯料直徑確定的原則是什么？

6、模鍛設(shè)備噸位有哪幾種方法？

四、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、長(zhǎng)軸類、短軸類和頂鐓類模鍛件坯料尺寸確定的一般步驟。

2、頂鐓類鍛件計(jì)算毛坯圖。

3、帶孔鍛件坯料直徑確定原則。

4、各類模鍛設(shè)備噸位計(jì)算公式的正確使用。

五、所需學(xué)時(shí)：

2學(xué)時(shí)

第十四次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計(jì)

第—節(jié) 錘用鍛模

一、模鍛模膛設(shè)計(jì)

二、制坯模膛設(shè)計(jì)

三、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

二、難點(diǎn)

1、預(yù)鍛模膛、終鍛模膛的結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)。

2、終鍛時(shí)鍛件缺陷產(chǎn)生原因的分析。

三、基本概念

終鍛模膛、預(yù)鍛模膛、鉗口、折迭

四、思考題

1、鍛模設(shè)計(jì)包括哪些內(nèi)容？常用的模鍛工步有哪些？

2、終鍛模膛設(shè)計(jì)包括哪些主要內(nèi)容？

3、熱鍛件圖與鍛件圖有何差異？繪制時(shí)應(yīng)注意哪些問題？

4、試述飛邊槽的組成及其常見結(jié)構(gòu)型式。

5、試述鉗口的作用及其常見結(jié)構(gòu)型式。

6、預(yù)鍛模膛的采用原因及其作用什么？它所引起的不利影響是什么？

7、終鍛時(shí)產(chǎn)生折迭和充不滿的原因分別是什么？應(yīng)采取什么措施加以抑制？

8、為什么錘上模鍛高肋件時(shí)要采用預(yù)鍛？設(shè)計(jì)該模膛的主要出發(fā)點(diǎn)是什么？通常在設(shè)計(jì)中應(yīng)采取哪些方法？

9、什么情況下終鍛和預(yù)鍛模膛的設(shè)計(jì)基本相同？此時(shí)兩者之間還存在哪些差異？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、鍛模設(shè)計(jì)的內(nèi)容和常用的模鍛工步。

2、終鍛模膛和預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法。

3、熱鍛件圖繪制。

4、飛邊槽和鉗口的選擇。

5、終鍛時(shí)鍛件缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施。

6、采用預(yù)鍛模膛的必要性及其設(shè)計(jì)原則。

六、所需學(xué)時(shí)：

2學(xué)時(shí)

第十五次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計(jì)

第—節(jié) 錘用鍛模

二、制坯模膛設(shè)計(jì)

三、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

二、難點(diǎn)

1、滾壓模膛的設(shè)計(jì)原則和公式。

2、拔長(zhǎng)模膛的設(shè)計(jì)原則和公式。

3、模膛的布排要點(diǎn)。

4、平衡鎖扣及其對(duì)應(yīng)的模膛中心位置確定。

5、錯(cuò)移力的平衡和導(dǎo)向。

三、基本概念

滾壓工步、成形工步、鎖扣、鍛模中心、模膛中心、模塊中心、錯(cuò)移力

四、思考題

1、制坯工步主要采用哪幾種模膛？這些模膛的作用是什么？

2、滾壓模膛有幾種結(jié)構(gòu)形式？它們的設(shè)計(jì)原則如何？

3、拔長(zhǎng)模膛有幾種分類原則？其設(shè)計(jì)內(nèi)容及其相應(yīng)方法是什么？

4、彎曲模膛和成形模膛的設(shè)計(jì)要點(diǎn)分別是什么？

5、試述鐓粗臺(tái)和壓扁臺(tái)的作用、設(shè)計(jì)方法及其在模塊上的位置。

6、試述切斷模膛在模塊上的位置和設(shè)計(jì)方法。

7、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)著重解決哪些問題？什么情況下鍛模中心和模膛中心重合？

8、終鍛和預(yù)鍛模膛布排設(shè)計(jì)的中心任務(wù)是什么？

9、鍛模中心和模膛中心不重合時(shí)會(huì)產(chǎn)生哪些不良后果？

10、為什么要確定帶平衡鎖扣模膛的中心位置？一般中心位置有幾種情況？

11、錯(cuò)移力產(chǎn)生的原因是什么？應(yīng)從哪兩方面考慮減小它的不良影響？

12、欲減小錯(cuò)移力的影響模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要采用哪些方法？

13、模具的主要破壞形式有哪些？各自產(chǎn)生的原因是怎樣的？

14、試比較平衡鎖扣和導(dǎo)向鎖扣的異同點(diǎn)。

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、模鍛時(shí)常用的制坯工步及其確定原則。

2、制坯工步采用的模膛及其作用。

3、各種制坯模膛的結(jié)構(gòu)類型、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)原則和相關(guān)公式。

4、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)。

5、終鍛和預(yù)鍛模膛布排設(shè)計(jì)的中心任務(wù)。

7、各種制坯模膛在?？焐系奈恢眠x擇。

8、鍛模中心和模膛中心的重合問題。

9、平衡鎖扣的類型及其在鍛模結(jié)構(gòu)中的作用。

10、錯(cuò)移力產(chǎn)生的原因、危害及其消除措施。

11、模具破壞的主要形式及其產(chǎn)生原因。

12、基于強(qiáng)度考慮的鍛模有關(guān)尺寸設(shè)計(jì)。

13、模塊尺寸設(shè)計(jì)。

六、所需學(xué)時(shí)

3學(xué)時(shí)

第十六次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計(jì)

第二節(jié) 熱模鍛壓力機(jī)用鍛模

一、模膛設(shè)計(jì)特點(diǎn)

二、鍛模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第三節(jié) 螺旋壓力機(jī)用鍛模

一、鍛模設(shè)計(jì)特點(diǎn)

二、鍛模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第四節(jié)平鍛機(jī)用鍛模（自學(xué)）

一、平鍛模的固定及固定空間

二、平鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

三、模膛設(shè)計(jì)

二、難點(diǎn)

1、熱模鍛壓力機(jī)預(yù)鍛模膛的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

2、熱模鍛壓力機(jī)的鍛模閉合高度。

3、螺旋壓力機(jī)鍛模設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

三、基本概念

模具閉合高度、壓力機(jī)最小閉合高度

四、思考題

1、熱模鍛壓力機(jī)要采用哪些變形工步？其預(yù)鍛和終端模膛設(shè)計(jì)與錘上模鍛相比有哪些特點(diǎn)？

2、熱模鍛壓力機(jī)的鍛模結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？

3、螺旋壓力機(jī)的鍛模設(shè)計(jì)與錘上模鍛相比有哪些特點(diǎn)？其鍛模模塊有哪幾種緊固形式？

4、螺旋壓力機(jī)鍛模的導(dǎo)向裝置有幾種類型？各自用途如何？

5、平鍛機(jī)模具分為哪三個(gè)部分？它由幾個(gè)分模面？其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)如何？

6、平鍛機(jī)模具固定空間最重要的參數(shù)是什么？依據(jù)何在？

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、熱模鍛壓力機(jī)采用的變形工步及其鍛模設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

2、熱模鍛壓力機(jī)的鍛模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3、螺旋壓力機(jī)采用的變形工步及其鍛模設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

4、螺旋壓力機(jī)的鍛模結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第十七次講課

一、講授內(nèi)容

第八章 鍛模設(shè)計(jì)

第五節(jié) 自由鍛錘上模鍛與胎模鍛鍛模

一、胎模鍛鍛模

二、固定模模鍛鍛模 第六節(jié) 鍛模材料

一、錘鍛模用材料

二、摩擦壓力機(jī)鍛模用材料

三、熱模鍛壓力機(jī)鍛模用材料

四、平鍛機(jī)鍛模用材料 五，液壓機(jī)鍛模用材料 第七節(jié) 鍛模設(shè)計(jì)實(shí)例

一、鍛件圖設(shè)計(jì)

二、計(jì)算鍛件的主要參數(shù)

三、鍛錘噸位的確定

四、確定飛邊槽的型式和尺寸 五，終鍛模膛設(shè)計(jì)

六、預(yù)鍛模膛設(shè)計(jì)

七、繪制計(jì)算毛坯圖

八、制坯工步選擇

九、確定坯料尺寸

十、制坯模膛設(shè)計(jì)

十一、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

十二、連桿模鍛工藝流程

二、難點(diǎn)

1、熱鍛模具材料的基本性能。

2、模膛設(shè)計(jì)時(shí)考慮實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對(duì)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸的修改和形狀的簡(jiǎn)化。

三、思考題

1、胎模鍛與自由鐓相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？其鍛模按用途分為哪三大類？

2、固定胎模鍛在模鍛時(shí)上、下模塊為什么易錯(cuò)移？應(yīng)采取哪些措施加以防止？

3、熱鍛模具材料應(yīng)具備哪些基本性能？

4、各類鍛壓設(shè)備可共同采用哪兩種熱鍛模具材料？其道理是什么？

四、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、胎模鍛特點(diǎn)、種類及其用途。

2、固定胎模結(jié)構(gòu)及其安裝。

3、熱鍛模具材料的基本性能。

4、常用熱鍛模具材料及其選用原則。

5、初步了解和掌握鍛模及其工藝設(shè)計(jì)的全過程。

五、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

第十八次講課

一、講授內(nèi)容

第九章 模鍛的后續(xù)工序

第一節(jié) 切邊、沖孔及其模具設(shè)計(jì)

一、切邊和沖孔的基本方式及模具類型

二、切邊模

三、沖孔模和切邊沖孔復(fù)合模 四，切邊力和沖孔力的計(jì)算

第二節(jié) 精壓和校正的應(yīng)用及模具設(shè)計(jì)

一、精壓

二、校正

第三節(jié) 模鍛件的表面清理

二、難點(diǎn)

1、切邊模和沖孔模中凸凹模的作用特點(diǎn)。

2、切邊模模具閉合高度及其與凸模高度的關(guān)系。

3、切邊沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)。

三、基本概念

簡(jiǎn)單模、連續(xù)模、復(fù)合模、精壓、切邊模具閉合高度、壓力機(jī)最大封閉高度、壓力機(jī)最小封閉高度

四、思考題

1、試比較切邊模和沖孔模中凸、凹模的作用。

2、試比較熱切（沖）和冷切（沖）兩種工作方式的特點(diǎn)。

3、切邊模有哪幾部分組成？它有幾種類型？

4、切邊凹模有哪幾種刃口？它們各自用途是怎樣的？

5、為什么要合理確定切邊模凸、凹模之間的間隙？

6、切邊模具閉合高度及其凸模高度怎樣確定？

7、精壓工序的目的是什么？試闡述它的分類和變形特點(diǎn)。

8、校正工序的目的是什么？試闡述它的分類和用途。

9、試闡述表面清理工序的目的和方法。

五、要求重點(diǎn)掌握的知識(shí)點(diǎn)

1、切邊模和沖孔模的組成部分及其作用和設(shè)計(jì)方法。

2、精壓工序的目的、分類和變形特點(diǎn)。

3、校正工序的目的、分類和確定原則。

4、表面清理工序的目的和方法。

六、所需學(xué)時(shí)

2學(xué)時(shí)

參考資料：

1、呂 炎.《鍛造工藝學(xué)》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1995年

2、張志文.《鍛造工藝學(xué)》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1983年

3、汪大年.《塑性成性原理》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1987年

4、李培武, 楊文成.《塑性成形設(shè)備》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1994年

5、崔忠圻.《金屬學(xué)與熱處理》.機(jī)械工業(yè)出版社, 1994年 所需總學(xué)時(shí)： 38學(xué)時(shí)

所授課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)、要點(diǎn)、基本概念、基本要求和有關(guān)教學(xué)參考資料、輔助資料，課程進(jìn)度和學(xué)時(shí)分配等等。

第四篇：工程材料與成形技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)

一、金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)類型

驗(yàn)證性

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、了解硬度測(cè)定的基本原理及應(yīng)用范圍。

2、了解布氏、洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。

三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

1、HB-3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī)；

2、H-100型洛低硬度試驗(yàn)機(jī)；

3、讀數(shù)放大鏡；

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力。硬度測(cè)量能夠給出金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念。由于在金屬表面以下不同深處材料所承受的應(yīng)力和所發(fā)生的變形程度不同，因而硬度值可以綜合地反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、微量塑變抗力、塑變強(qiáng)化能力以及大量形變抗力。硬度值越高，表明金屬抵抗塑性變形能力越大，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難。另外，硬度與其它機(jī)械性能（如強(qiáng)調(diào)指標(biāo)?b及塑性指標(biāo)?和?）之間有著一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以從某種意義上說硬度的大小對(duì)于機(jī)械零件或工具的使用性能及壽命具有決定性意義。

硬度的試驗(yàn)方法很多，在機(jī)械工業(yè)中廣泛采用壓入法來測(cè)定硬度，壓入法又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。

壓入法硬度試驗(yàn)的主要特點(diǎn)是：

（1）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力狀態(tài)最軟（即最大切應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最大正應(yīng)力），因而不論是塑性材料還是脆性材料均能發(fā)生塑性變形。

（2）金屬的硬度與強(qiáng)調(diào)指標(biāo)之間存在如下近似關(guān)系。

?b?K?HB

（3）硬度值對(duì)材料的耐磨性、疲勞強(qiáng)度等性能也有定性的參考價(jià)值，通常硬度值高，這些性能也就好。在機(jī)械零件設(shè)計(jì)圖紙上對(duì)機(jī)械性能的技術(shù)要求，往往只標(biāo)注硬度值，其原因就在于此。

（4）硬度測(cè)定后由于僅在金屬表面局部體系內(nèi)產(chǎn)生很小壓痕，并不損壞零件，因而適合于成品檢驗(yàn)。（5）設(shè)備簡(jiǎn)單，操作迅速方便。

布氏硬度（HB）：

（一）布氏硬度試驗(yàn)的基本原理

布氏硬度試驗(yàn)是施加一定大小的載荷P,將直徑為D的鋼球壓入被測(cè)金屬表面（如圖1-1所示）保持一定時(shí)間，然后卸除載荷，根據(jù)鋼球在金屬表面上所壓出的凹痕面積F凹求出平均應(yīng)力值，以此作為硬度值的計(jì)量指標(biāo)，并用符號(hào)HB表示。

其計(jì)算公式如下：

HB?P/F凹

根據(jù)壓痕面積和球面之比等于壓痕深度h和鋼球直徑之比的幾何關(guān)系，可知壓痕部分的球面積為：

F凹??Dh

（1-2）

由于測(cè)量壓痕直徑d要比測(cè)定壓痕深度h容易，故可將（1-2）式中h改換為d來表示，這可根據(jù)圖1-1（b）中?Oab的關(guān)系求出：

12D?h?12(D2)?(2d2)2

h?(D?D?d)2

2（1-3）

將式（1-2）和（1-3）代入式（1-1）即得：

HB?P?Dh?2P?D(D?D?d)22

（1-4）

式中只有d是變數(shù)，故只需測(cè)出壓痕直徑d，根據(jù)已知D和P值就可計(jì)算出HB值。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，可由測(cè)出之壓痕直徑d直接查表得到HB值。

（三）布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作

1、HB-3000型布氏硬度試驗(yàn)機(jī)的外形結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。其主要部件及作用如下。

（1）機(jī)體與工作臺(tái)：硬度機(jī)有鑄鐵機(jī)體，在機(jī)體前臺(tái)面上安裝了絲杠座，其中裝有絲杠，絲杠上裝立柱和工作臺(tái)，可上下移動(dòng)。

（2）杠桿機(jī)構(gòu)：杠桿系統(tǒng)通過電動(dòng)機(jī)可將載荷自動(dòng)加在試樣上。（3）壓軸部分：用以保證工作時(shí)試樣與壓頭中心對(duì)準(zhǔn)。

（4）減速器部分：帶動(dòng)曲柄及曲柄連桿，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及反轉(zhuǎn)時(shí)，將載荷加到壓軸上或從壓軸上卸除。（5）換向開關(guān)系統(tǒng)：是控制電機(jī)回轉(zhuǎn)方向的裝置，使加、卸載荷自動(dòng)進(jìn)行。

2、操作程序：

（1）將試樣放在工作臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使壓頭壓向試樣表面直至手輪對(duì)下面螺母產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)為止。

（2）按動(dòng)加載按鈕，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，即開始加載荷。此時(shí)因緊壓螺釘已擰松，圓盤并不轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)紅色指示燈閃亮?xí)r，迅速擰緊緊壓螺釘，使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)。達(dá)到所要求的持續(xù)時(shí)間后，轉(zhuǎn)動(dòng)即自動(dòng)停止。

（3）逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪降下工作臺(tái)，取下試樣用讀數(shù)顯微鏡測(cè)出壓痕直徑d值，以此值查表即得HB值。洛氏硬度（HR）：

（一）洛氏硬度試驗(yàn)的基本原理

洛氏硬度同布氏硬度一樣也屬于壓入硬度法，但它不是測(cè)定壓痕面積，而是根據(jù)壓痕深度來確定硬度值指標(biāo)。

洛氏硬度測(cè)定時(shí)，需要先后兩次施加載荷（預(yù)載荷和主載荷），預(yù)加載荷的目的是使壓頭與試樣表面接觸良好，以保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。0-0位置為未加載荷時(shí)的壓頭位置，此時(shí)壓入深度為h1,2-2位置為加上主載荷后的位置，此時(shí)壓入深度為h2，h2包括由加載所引起的彈性變形和塑性變形，此時(shí)壓頭的實(shí)際壓入深度為h3。洛氏硬度就是以主載荷所引起的殘余壓入深度（h=h3-h1）來表示。洛氏硬度的試驗(yàn)規(guī)范：

洛氏硬度值的計(jì)算公式如下： HR?K?(h3?h1)0.002

（三）洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)和操作

1、H-100型杠桿式洛氏硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，其主要部分及作用如下：

（1）機(jī)體及工作臺(tái)：試驗(yàn)機(jī)有堅(jiān)固的鑄鐵機(jī)體，在機(jī)體前面安裝有不同形狀的工作臺(tái)，通過手輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，借助螺桿的上下移動(dòng)而使工作臺(tái)上升或下降。

（2）加載機(jī)構(gòu)：由加載杠桿（橫桿）及掛重架（縱桿）等組成，通過杠桿系統(tǒng)將載荷傳至壓頭而壓入試樣，借扇形齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)可完成加載和卸載任務(wù)。

（3）千分表指示盤：通過刻度盤指示各種不同的硬度值（如圖1-5所示）。

2、操作規(guī)程如下：

（1）根據(jù)試樣預(yù)期硬度按表1-2確定壓頭和載荷，并裝入試驗(yàn)機(jī)。

（2）將符合要求的試樣放置在試樣臺(tái)上，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使試樣與壓頭緩慢接觸，直至表盤小指針指到“0”為止，此時(shí)即已預(yù)加載荷10kgf。然后將表盤大指針調(diào)整至零點(diǎn)（HRA、HRC零點(diǎn)為0，HRB零點(diǎn)為30）。此時(shí)壓頭位置即為圖1-3中的1-1位置。

（3）按動(dòng)按鈕，平穩(wěn)地加上主載荷。當(dāng)表盤中大指針反向旋轉(zhuǎn)若干格并停止時(shí)，持續(xù)8~4秒（此時(shí)壓頭位置為圖1-3中的2-2位置），再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)搖柄，直至自鎖為止，即卸除主載荷。此時(shí)大指針退回若干格，這說明彈性變形得到恢復(fù)，指針?biāo)肝恢梅从沉藟汉鄣膶?shí)際深度（此時(shí)壓頭位置相當(dāng)于圖1-3中的3-3位置）。由表盤上可直接讀出洛氏硬度值，HRA、HRC讀外圈黑刻度，HRB讀內(nèi)圈紅刻度。

（4）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，取出試樣，測(cè)試完畢。

五、實(shí)驗(yàn)方法與步驟

1、分成兩大組，分別進(jìn)行布氏和洛氏硬度試驗(yàn)，并相互輪換。

2、在進(jìn)行試驗(yàn)操作前必須事先閱讀并弄清布氏和洛低硬度試驗(yàn)機(jī)的結(jié)構(gòu)及注意事項(xiàng)。

3、按照規(guī)定的操作順序測(cè)定試樣的硬度值（HB和HRC）。

4、注意事項(xiàng)

1）試樣兩端要平行，表面應(yīng)平整，若有油污或氧化皮，可用砂紙打磨，以免影響測(cè)試。2）圓柱形試樣應(yīng)放在帶有“V”型槽的工作臺(tái)上操作，以防試樣滾動(dòng)。3）加載時(shí)應(yīng)細(xì)心操作，以免損壞壓頭。

4）加預(yù)載荷（10kgf）時(shí)若發(fā)現(xiàn)阻力太大，應(yīng)停止加載，立即報(bào)告，檢查原因。5）測(cè)完硬度值，卸掉載荷后，必須使壓頭完全離開試樣后再取下試樣。

6）金剛鉆壓頭系貴重物件，質(zhì)硬而脆，使用時(shí)要小心謹(jǐn)慎，嚴(yán)禁與試樣或其它物件碰撞。

7）應(yīng)根據(jù)硬度試驗(yàn)機(jī)使用范圍，按規(guī)定合理選用不同的載荷和壓頭，超過使用范圍將不能獲得準(zhǔn)確的硬度值。

實(shí)驗(yàn)二 金屬相圖的觀察

一.實(shí)驗(yàn)類型

驗(yàn)證性

二.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

了解金屬相圖在顯微鏡下的圖形

三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．試樣制備

要在金相顯微鏡下對(duì)金屬的組織進(jìn)行觀察和攝影，必須制備平整、光亮、清潔、無劃痕、并用適當(dāng)?shù)姆椒@示出真實(shí)組織的試樣

(1)手工磨樣

試樣在金相砂紙上由粗到細(xì)磨制。磨樣時(shí)用力均勻，待磨面上舊磨痕消失，新磨痕均勻一致時(shí)就更換細(xì)一號(hào)的砂紙，并且試樣轉(zhuǎn)90o再磨。一般磨制到4號(hào)（粒度800）砂紙即可。

(2)拋光

本實(shí)驗(yàn)采用機(jī)械拋光的方法。PG－2金相制樣拋光機(jī)

在專用的拋光機(jī)上進(jìn)行，拋光織物（如呢料、金絲絨等）固定在拋光盤上，灑以拋光粉懸浮液，試樣輕壓于旋轉(zhuǎn)的拋光盤上?？壳队趻伖饪椢镏械膾伖夥鄣哪ハ髯饔煤蜐L壓作用，得到平整、光亮無劃痕的磨面。

(3)化學(xué)浸蝕

試樣在浸蝕劑作用下，組織中電位低的部分為陽極，電位高的部分為陰極，低電位處于溶解較快而呈現(xiàn)凹陷從而顯示出組織特征。碳鋼常用3~4%硝酸酒精溶液浸蝕。

2．觀察金相顯微組織

制好的試樣放在顯微鏡下觀察。使用顯微鏡時(shí)，動(dòng)作輕、速度慢，由低倍到高倍進(jìn)行觀察，結(jié)合試樣熱處理工藝，觀察與分析組織。

選擇能說明組織特征的典型視場(chǎng)，確定合適的放大倍數(shù)及圖象采集。

第五篇：材料工程基礎(chǔ)教學(xué)大綱

《材料工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

制定依據(jù)：本大綱根據(jù)2014版本科人才培養(yǎng)方案制定 課程編號(hào)：I0220024 學(xué)時(shí)數(shù)：64 學(xué)分?jǐn)?shù)：4 適用專業(yè)：無機(jī)非金屬材料工程

先修課程：大學(xué)物理、高等數(shù)學(xué)、工程力學(xué) 考核方式：考試

一、課程的性質(zhì)和任務(wù)

材料工程基礎(chǔ)課程是無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)的一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課。圍繞材料生產(chǎn)過程主要涉及到的工程理論，本課程主要介紹與之相關(guān)的基本理論和基礎(chǔ)研究方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生獲得工程流體力學(xué)、傳熱與傳質(zhì)基礎(chǔ)等方面的基本概念、基本理論和基本運(yùn)算技能；掌握材料生產(chǎn)過程中相關(guān)的工程理論基本知識(shí)，具備一定的工程研究能力。

在傳授知識(shí)的同時(shí)，要通過各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)逐步培養(yǎng)學(xué)生具有思維能力、自學(xué)能力、獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，還要特別注意培養(yǎng)學(xué)生工程研究能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決問題的能力。

本門課程要求學(xué)生重點(diǎn)掌握如下知識(shí)：

1.正確理解下列基本概念和它們之間的內(nèi)在聯(lián)系：

粘滯性，靜壓強(qiáng)，連續(xù)性方程的物理意義，能量方程的物理意義，流動(dòng)的狀態(tài)，流動(dòng)阻力，傳導(dǎo)傳熱，對(duì)流傳熱，輻射傳熱，導(dǎo)溫系數(shù)，熱阻，角系數(shù)，熱流量，質(zhì)量傳遞，量綱，相似準(zhǔn)數(shù)，過剩空氣系數(shù)，燃燒值，濕空氣的各狀態(tài)參數(shù)。

2.正確理解下列基本定理和公式并能正確運(yùn)用：

質(zhì)量守恒定理，能量守恒定律，牛頓冷卻定律，輻射換熱的基本定理，相似三定理，量綱和諧原理。

3.牢固掌握下列公式：

牛頓粘性定律，流體靜力學(xué)基本方程，連續(xù)性方程，Bernoulli方程，傅立葉（Fourier）定律，牛頓冷卻定律，物體間的輻射傳熱，燃料組成的換算，空氣量的計(jì)算，煙氣量計(jì)算。

4.熟練運(yùn)用下列法則和方法：

濕空氣狀態(tài)變化過程的特點(diǎn)、干燥過程的描述，量綱分析法、方程分析法，物料平衡法則，熱量平衡法則。

5.會(huì)運(yùn)用流體流動(dòng)的基本規(guī)律、熱量傳遞基本規(guī)律和工程研究基本方法解一些簡(jiǎn)單的工程問題。

二、教學(xué)內(nèi)容與要求

理論教學(xué)（學(xué)時(shí)：64）流體力學(xué)基礎(chǔ)（8學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 1.1 流體力學(xué)概述 1.1.1 流體的概念 1.1.2 流體力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1.1.3 流體力學(xué)研究的意義 1.1.4 流體力學(xué)的研究方法 1.1.5 單位與量綱 1.2 流體的性質(zhì)

1.2.1 流體的基本物理性質(zhì)

1.2.2 流體的連續(xù)性——連續(xù)介質(zhì)模型 1.2.3 流體的可壓縮性與熱膨脹性 1.2.4 流體的傳遞性質(zhì)

1.2.5 流體的狀態(tài)參數(shù)與狀態(tài)方程 1.2.6 作用在流體上的力 1.3 流體運(yùn)動(dòng)的微分方程

1.3.1 質(zhì)量守恒定律——連續(xù)性方程

1.3.2 動(dòng)量定理——運(yùn)動(dòng)方程(納維一斯托克斯方程)1.3.3 能量守恒定律——能量方程 1.3.4 定解條件

1.3.5 相似理論和量綱分析 1.3.6 三種傳遞過程的類比分析 1.4 流體靜力學(xué)

1.4.1 重力場(chǎng)中靜止流體中的壓強(qiáng)分布 1.4.2 非慣性系中均質(zhì)流體的相對(duì)平衡 1.5 理想流體流動(dòng) 1.5.1 歐拉方程 1.5.2 流體的旋度 1.5.3 流函數(shù)

1.5.4 不可壓縮理想流體圓柱繞流 1.6 不可壓縮粘性流體的流動(dòng) 1.6.1 層流與湍流 1.6.2 邊界層理論簡(jiǎn)介

1.6.3 不可壓縮粘性流體的層流運(yùn)動(dòng) 1.6.4 湍流運(yùn)動(dòng)的雷諾方程組 1.6.5 混合長(zhǎng)理論 1.6.6 光滑管中的湍流流動(dòng) 1.6.7 粗糙管中的湍流流動(dòng) 1.7 流體流動(dòng)的伯努利方程式 1.7.1 流體沿流線流動(dòng)的伯努利方程式 1.7.2 流體沿管道流動(dòng)的伯努利方程式 1.7.3 流體流動(dòng)的阻力 1.7.4 伯努利方程式的應(yīng)用 1.8 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)

1.8.1 可壓縮氣流的一些基本概念 1.8.2 理想氣體一元恒定流動(dòng)的基本方程 1.8.3 氣體在管道中的運(yùn)動(dòng) 1.9 離心式風(fēng)機(jī)

1.9.1 離心式風(fēng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1.9.2 離心式風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)與性能曲線 1.9.3 離心式風(fēng)機(jī)性能參數(shù)的換算 1.9.4 離心式風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)及流量調(diào)節(jié) 1.9.5 離心式風(fēng)機(jī)的并聯(lián)和串聯(lián)操作 1.9.6 離心式風(fēng)機(jī)的選擇

（二）教學(xué)要求

（1）了解流體的基本物理屬性和流體的輸送設(shè)備。

（2）掌握流體靜力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、流體流動(dòng)及流動(dòng)阻力的基本概念、特性和工程應(yīng)用。

兩相運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象（4學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 2.1 緒論

2.2 兩相與多相流的專用術(shù)語和基本特性參數(shù) 2.3 粒子一流體的相互作用 2.3.1 單粒子在流體中的受力分析 2.3.2 單粒子的運(yùn)動(dòng)方程 2.3.3 粒子云與流體的相互作用 2.4 連續(xù)相方程

2.4.1 流場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)平均方法 2.4.2 邊界粒子的影響 2.4.3 準(zhǔn)一維兩相流的守恒方程 2.5 流體一固體兩相流的數(shù)值模擬

2.5.1 不可壓縮流體流動(dòng)過程數(shù)值求解的困難及解決的辦法 2.5.2 原始變量法求解管道內(nèi)準(zhǔn)一維流動(dòng)問題舉例 2.5.3 湍流流動(dòng)數(shù)值模擬的主要方法 2.5.4 數(shù)值模擬的基本程序

（二）教學(xué)要求

（1）了解兩相與多相流的專用術(shù)語和基本特性參數(shù)。

（2）了解粒子-流體的相互作用、連續(xù)相方程、流體-固體兩相流的數(shù)值模擬。

傳熱學(xué)基礎(chǔ)（12學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 3.1 概述

3.1.1 傳熱及其應(yīng)用

3.1.2 熱量傳遞的基本方式與熱流速率方程 3.1.3 傳熱熱阻 3.2 傳導(dǎo)傳熱 3.2.1 導(dǎo)熱的基本概念 3.2.2 導(dǎo)熱微分方程與定解條件 3.2.3 穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱的分析與計(jì)算 3.2.4 非穩(wěn)定態(tài)導(dǎo)熱 3.3 對(duì)流換熱 3.3.1 對(duì)流換熱概述

3.3.2 對(duì)流換熱過程的數(shù)學(xué)描述 3.3.3 強(qiáng)制流動(dòng)時(shí)的對(duì)流換熱 3.3.4 自然對(duì)流時(shí)的對(duì)流換熱 3.3.5 流體有相變時(shí)的對(duì)流換熱 3.4 輻射換熱

3.4.1 熱輻射的基本概念 3.4.2 黑體輻射定律 3.4.3 實(shí)際物體和灰體的輻射 3.4.4 角系數(shù)

3.4.5 兩個(gè)灰體之間的輻射換熱

3.4.6 多個(gè)灰體表面組成封閉系統(tǒng)時(shí)的輻射傳熱 3.4.7 輻射換熱的強(qiáng)化與削弱 3.4.8 氣體輻射 3.5 傳熱過程與換熱器 3.5.1 傳熱過程與復(fù)合傳熱 3.5.2 換熱器

（二）教學(xué)要求

（1）了解傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱、輻射傳熱、綜合傳熱等基本概念。

（2）掌握溫度梯度、熱流量的概念，平壁導(dǎo)熱、園筒壁導(dǎo)熱的計(jì)算，影響對(duì)流換熱的主要因素及對(duì)流換熱過程的描述，發(fā)射率、角系數(shù)的概念，物體之間的輻射傳熱，強(qiáng)化和削弱傳熱過程的方法。

質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)（16學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 4.1 傳質(zhì)基本概念 4.1.1 濃度 4.1.2 分?jǐn)?shù)表示法 4.1.3 速度 4.2 分子擴(kuò)散傳質(zhì) 4.2.1 斐克(Fick)定律 4.2.2 分子擴(kuò)散系數(shù) 4.2.3 流體中的分子擴(kuò)散 4.2.4 固體中的分子擴(kuò)散 4.2.5 非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 4.3 對(duì)流傳質(zhì)

4.3.1 濃度邊界層與對(duì)流傳質(zhì)系數(shù) 4.3.2 對(duì)流傳質(zhì)準(zhǔn)數(shù)方程 4.4 傳質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)

4.4.1 非均勻化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散傳質(zhì) 4.4.2 均勻化學(xué)反應(yīng)與擴(kuò)散傳質(zhì) 4.4.3 球形顆粒的縮核反應(yīng)與傳質(zhì)

（二）教學(xué)要求

（1）了解傳質(zhì)基本概念、分子擴(kuò)散傳質(zhì)、傳質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)。

（2）掌握對(duì)流傳質(zhì)中的濃度邊界層與對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)、對(duì)流傳質(zhì)準(zhǔn)數(shù)方程。

物料干燥（12學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 5.1 概述

5.1.1 固體物料的去濕方法 5.1.2 物料的干燥方法 5.2 干燥靜力學(xué) 5.2.1 濕空氣的性質(zhì) 5.2.2 濕空氣狀態(tài)的變化過程 5.2.3 水分在氣一固兩相間的平衡 5.3 干燥速率和干燥過程 5.3.1 恒定干燥條件下的干燥速率 5.3.2 影響干燥速率的因素 5.3.3 間歇干燥過程的干燥時(shí)間計(jì)算 5.3.4 連續(xù)干燥過程 5.4 干燥技術(shù) 5.4.1 對(duì)流干燥 5.4.2 傳導(dǎo)干燥 5.4.3 輻射干燥 5.4.4 場(chǎng)干燥技術(shù)

（二）教學(xué)要求

（1）了解固體物料的去濕方法、物料的干燥方法、濕空氣狀態(tài)的變化過程、水分在氣-固兩相間的平衡。

（2）掌握對(duì)流干燥、傳導(dǎo)干燥、輻射干燥、場(chǎng)干燥技術(shù)。

（3）理解恒定干燥條件下的干燥速率、影響干燥速率的因素、間歇干燥過程的干燥時(shí)間計(jì)算、連續(xù)干燥過程。

燃料及其燃燒（12學(xué)時(shí)）

（一）教學(xué)內(nèi)容 6 燃料及其燃燒 6.1 燃料的種類及其組成 6.1.1 燃料的種類

6.1.2 固體燃料和燃料油的組成 6.1.3 氣體燃料 6.2 燃料的性質(zhì) 6.2.1 燃料的發(fā)熱量 6.2.2 煤的特性 6.2.3 燃料油特性 6.2.4 氣體燃料特性 6.3 燃燒計(jì)算

6.3.1 燃料燃燒所需空氣量的計(jì)算 6.3.2 煙氣量及煙氣組成計(jì)算

6.3.3 生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過?？諝庀禂?shù)的計(jì)算 6.3.4 燃燒溫度計(jì)算

6.3.5 影響理論燃燒溫度的各因素 6.4 燃料的燃燒理論及過程 6.4.1 燃燒理論

6.4.2 不同燃料的燃燒過程 6.5 潔凈燃燒技術(shù) 6.5.1 燃燒污染與防治 6.5.2 材料生產(chǎn)中的燃燒新技術(shù)

（二）教學(xué)要求

（1）了解不同種類燃料的性質(zhì)及其組成、潔凈燃燒技術(shù)。

（2）理解燃燒理論及工程，掌握燃燒計(jì)算：包括燃料燃燒所需空氣量的計(jì)算、煙氣量及煙氣組成計(jì)算、生產(chǎn)中煙氣量、空氣量及過剩空氣系數(shù)的計(jì)算、燃燒溫度計(jì)算及影響理論燃燒溫度的各因素。

三、考核要求

材料工程基礎(chǔ)課程的考核以平時(shí)考核和期末考試相結(jié)合，平時(shí)考核包括出勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)等確定學(xué)生平時(shí)成績(jī)，平時(shí)考試成績(jī)占30%，卷面成績(jī)占70%。

四、參考教材及其它參考資料

1、參考教材：

《材料工程基礎(chǔ)》，徐德龍，謝峻林主編，武漢理工大學(xué)出版社，2008年第1版

2、其它參考資料：

[1]《硅酸鹽工業(yè)熱工基礎(chǔ)》，孫晉濤主編，武漢理工大學(xué)出版社，2006年第1版 [2]《工程流體力學(xué)》，莫乃榕主編，華中科技大學(xué)出版社，2011年第2版 [3]《工程材料》，朱張校主編，清華大學(xué)出版社，2011年第5版

[4]《材料工程基礎(chǔ)》，謝希文，過梅麗主編，北京航空航天大學(xué)出版社，2011年第1版

執(zhí)筆人：侯偉 教研室主任簽字： 院長(zhǎng)（部主任）簽字：

2014年07月01日