第一篇：機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)

《機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)》

班級(jí)：機(jī)自144 姓名：董

浩 學(xué)號(hào)：201406024407

金屬材料在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用

一、金屬材料的特性

1、機(jī)械性能

1.1強(qiáng)度

這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的最大能力，可分為抗拉強(qiáng)度極限（σb）、抗彎強(qiáng)度極限（σbb）、抗壓強(qiáng)度極限（σbc）等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規(guī)律可循，因而通常采用拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，即把金屬材料制成一定規(guī)格的試樣，在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂。

1.2塑性

金屬材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不破壞的最大能力稱為塑性，通常以拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣標(biāo)距長(zhǎng)度延伸率δ（%）和試樣斷面收縮率ψ（%）表示。

1.3硬度

金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力成為硬度，或者說是材料對(duì)局部塑性變形的抵抗力。根據(jù)硬度的測(cè)定方法，主要可以分為：布氏硬度和洛氏硬度。

1.4韌性

金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力成為韌性。

2、化學(xué)性能

金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、抗氧化性（又稱作氧化抗力，這是特別指金屬在高溫時(shí)對(duì)氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性），以及不同金屬之間、金屬與非金屬之間形成的化合物對(duì)機(jī)械性能的影響等等。在金屬的化學(xué)性能中，特別是抗蝕性對(duì)金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義。

3、物理性能

3.1密度

ρ=P/V 單位克/立方厘米或噸/立方米，式中P為重量，V為體積。在實(shí)際應(yīng)用中，除了根據(jù)密度計(jì)算金屬零件的重量外，很重要的一點(diǎn)是考慮金屬的比強(qiáng)度（強(qiáng)度σb與密度ρ之比）來幫助選材，以及與無損檢測(cè)相關(guān)的聲學(xué)檢測(cè)中的聲阻抗（密度ρ與聲速C的乘積）和射線檢測(cè)中密度不同的物質(zhì)對(duì)射線能量有不同的吸收能力等等。3.2熔點(diǎn)

金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時(shí)的溫度，對(duì)金屬材料的熔煉、熱加工有直接影響，并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。3.3熱膨脹性

隨著溫度變化，材料的體積也發(fā)生變化（膨脹或收縮）的現(xiàn)象稱為熱膨脹，多用線膨脹系數(shù)衡量，亦即溫度變化1℃時(shí)，材料長(zhǎng)度的增減量與其0℃時(shí)的長(zhǎng)度之比。熱膨脹性與材料的比熱有關(guān)。

在實(shí)際應(yīng)用中還要考慮比容材料受溫度等外界影響時(shí)，單位重量的（材料其容積的增減，即容積與質(zhì)量之比），特別是對(duì)于在高溫環(huán)境下工作，或者在冷、熱交替環(huán)境中工作的金屬零件，必須考慮其膨脹性能的影響。

3.4磁性

能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性，它反映在導(dǎo)磁率、磁滯損耗、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、矯頑磁力等參數(shù)上，從而可以把金屬材料分成順磁與逆磁、軟磁與硬磁材料。3.5電學(xué)性能

主要考慮其電導(dǎo)率，在電磁無損檢測(cè)中對(duì)其電阻率和渦流損耗等都有影響。

4、工藝性能

4.1切削加工性能：

反映用切削工具（例如車削、銑削、刨削、磨削等）對(duì)金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。

4.2可鍛性：

反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度，例如將材料加熱到一定溫度時(shí)其塑性的高低（表現(xiàn)為塑性變形抗力的大?。?，允許熱壓力加工的溫度范圍大小，熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時(shí)金屬的流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能等。

4.3可鑄性：

反應(yīng)金屬材料融化澆鑄成為鑄件的難易程度，表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性吸氣性、氧化性、熔點(diǎn)，鑄件顯微組織的均勻性、致密性，以及冷縮率等等。

4.4可焊性：

反映金屬材料在局部快速加熱，使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化（需加壓），從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度，表現(xiàn)為熔點(diǎn)、熔化時(shí)的吸氣性、氧化性、導(dǎo)熱性、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性、對(duì)機(jī)械性能的影響等。

二、金屬材料的發(fā)展前景

金屬制品行業(yè)包括結(jié)構(gòu)性金屬制品制造、金屬工具制造、集裝箱及金屬包裝容器制造、不銹鋼及類似日用金屬制品制造，船舶及海洋工程制造等。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人們的生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，也給社會(huì)創(chuàng)造越來越大的價(jià)值。

金屬制品行業(yè)在發(fā)展過程中也遇到一些困難，例如技術(shù)單一，技術(shù)水平偏低，缺乏先進(jìn)的設(shè)備，人才短缺等，制約了金屬制品行業(yè)的發(fā)展。為此，可以采取提高企業(yè)技術(shù)水平，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，培養(yǎng)適用人才等提高中國(guó)金屬制品業(yè)的發(fā)展。

三、學(xué)習(xí)體會(huì)

老師將同學(xué)們分成十組，讓每個(gè)同學(xué)動(dòng)手制作PPT，上臺(tái)演講，使每個(gè)人都融入到課堂中。采用學(xué)生先講，老師再補(bǔ)充的方法，讓我們更加清楚的認(rèn)識(shí)這門課。

多媒體教學(xué)打破了傳統(tǒng)的教學(xué)格局，極大地調(diào)動(dòng)了教師與學(xué)生的雙邊積極性。因其具有聲音、圖像和動(dòng)畫等功能，課堂教學(xué)氣氛活躍，學(xué)生容易按老師的教學(xué)思維去回答問題，教師也容易按正常的規(guī)律從事教學(xué)活動(dòng)，師生雙方的潛能都得到應(yīng)有的發(fā)揮，特別是調(diào)動(dòng)了學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到培養(yǎng)，同時(shí)也有利于素質(zhì)教育的開展。但需要注意的是，在機(jī)械工程材料教學(xué)中，不是每堂課都需要在多媒體教室講解，在確定教學(xué)內(nèi)容時(shí)應(yīng)注意一個(gè)問題，就是如何最大限度地發(fā)揮多媒體優(yōu)勢(shì)，就是說要讓多媒體為教學(xué)內(nèi)容雪中送炭，而不能畫蛇添足。

教師要運(yùn)用自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，理解和把握教材，有計(jì)劃地組織學(xué)生走出校園，走進(jìn)社會(huì)，下車間參觀鍛煉，多接觸各種材料，了解金屬材料加工工藝，掌握改善材料的力學(xué)性能的方法等，讓學(xué)生在各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，通過這些實(shí)訓(xùn)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)和基本技能分析、解決實(shí)際問題的能力，開闊學(xué)生的視野，掌握更多的操作技能，使他們認(rèn)識(shí)到機(jī)械工程材料知識(shí)的價(jià)值。

機(jī)械工程材料是一門實(shí)用型學(xué)科，其中每個(gè)理論都與生產(chǎn)實(shí)際密切相關(guān)，每種材料也都有特定的應(yīng)用范圍。因此，在教學(xué)過程中，教師針對(duì)學(xué)生的工種和狀況，深入挖掘教材內(nèi)容，將抽象的理論有意識(shí)地與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，有目的地設(shè)計(jì)興奮點(diǎn)，讓課本內(nèi)容更貼近生產(chǎn)，并通過工作中的實(shí)例加以說明。

通過學(xué)習(xí)機(jī)械工程材料及成型技術(shù)基礎(chǔ)這門課，讓我們對(duì)金屬材料、高分子材料、新型材料陶瓷材料、有色金屬有了更深的認(rèn)識(shí)，初步掌握了金屬熱處理技術(shù)、焊接技術(shù)、鑄造技術(shù)、金屬材料成型基本原理、金屬材料的力學(xué)性能。

由于我們組的大課題是金屬材料成型基本原理，所以我對(duì)這節(jié)的印象更加深刻。自己動(dòng)手找材料制作課件，讓我對(duì)其中的每個(gè)問題都有了深刻理解。如利用機(jī)械外力使構(gòu)件產(chǎn)生與焊接變形方向相反的塑性變形，使兩者互相抵消，稱為機(jī)械矯正法；利用火焰對(duì)焊件局部進(jìn)行加熱。高溫處的金屬材料受熱膨脹后，受到構(gòu)件本身的剛性制約，產(chǎn)生局部的壓縮塑性變形，當(dāng)焊件冷卻后發(fā)生收縮抵消了焊后在該部位的伸長(zhǎng)變形，從而達(dá)到矯正目的稱為火焰矯正法：常用的金屬加工機(jī)器有車床、銑床、刨床、沖床、等等。

雖然課程結(jié)束了，但是身為機(jī)械專業(yè)學(xué)生的我們應(yīng)該在接下來的時(shí)間里不斷補(bǔ)充自己有關(guān)機(jī)械材料方面的知識(shí)。

第二篇：材料成型技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)提綱整理

第一章緒論

1、現(xiàn)代制造過程的分類（質(zhì)量增加、質(zhì)量不變、質(zhì)量減少）。

2、那幾種機(jī)械制造過程屬于質(zhì)量增加（不變、減少）過程。

（1)質(zhì)量不變的基本過程主要包括加熱、熔化、凝固、鑄造、鍛壓（彈性變形、塑性變形、塑性流動(dòng)）、澆灌、運(yùn)輸?shù)取?/p>

（2）質(zhì)量減少過程材料的4種基本去除方法：切削過程；磨料切割、噴液切割、熱力切割與激光切割、化學(xué)腐蝕等；超聲波加工、電火花加工和電解加工；落料、沖孔、剪切等金屬成形過程。

（3）材料經(jīng)過滲碳、滲氮、氰化處理、氣相沉積、噴涂、電鍍、刷鍍等表面處理及快速原型制造方法屬于質(zhì)量增加過程。

第二章液態(tài)金屬材料鑄造成形技術(shù)過程

1、液態(tài)金屬?zèng)_型能力和流動(dòng)性的定義及其衡量方法

液態(tài)金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，稱為液態(tài)金屬充填鑄型的能力，簡(jiǎn)稱液態(tài)金屬的充型能力。

液態(tài)金屬的充型能力通常用鑄件的最小壁厚來表示。液態(tài)金屬自身的流動(dòng)能力稱為“流動(dòng)性”。液態(tài)金屬流動(dòng)性用澆注流動(dòng)性試樣的方法來衡量。在生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用最多的是螺旋形試樣。

2、影響液態(tài)金屬?zèng)_型能力的因素（金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、澆注條件、鑄件結(jié)構(gòu)）

（1）金屬的流動(dòng)性：流動(dòng)性好的液態(tài)金屬，充型能力強(qiáng)，易于充滿薄而復(fù)雜的型腔，有利于金屬液中氣體、雜質(zhì)的上浮并排除，有利于對(duì)鑄件凝固時(shí)的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。

流動(dòng)性不好的液態(tài)金屬，充型能力弱，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔、夾雜、縮孔、熱裂等缺陷。

（2）鑄型性質(zhì)：鑄型的蓄熱系數(shù)b(表示鑄型從其中的金屬液吸取并儲(chǔ)存在本身中熱量的能力)愈大，鑄型的激冷能力就愈強(qiáng)，金屬液于其中保持液態(tài)的時(shí)間就愈短，充型能力下降。（3）澆注條件：澆注溫度對(duì)液態(tài)金屬的充型能力有決定性的影響。澆注溫度越高，充型能力越好。在一定溫度范圍內(nèi)，充型能力隨澆注溫度的提高而直線上升，超過某界限后，由于吸氣，氧化嚴(yán)重，充型能力的提高幅度減小。液態(tài)金屬在流動(dòng)方向上所受壓力(充型壓頭)越大，充型能力就越好。但金屬液的靜壓頭過大或充型速度過高時(shí)，不僅發(fā)生噴射和飛濺現(xiàn)象，使金屬氧化和產(chǎn)生”鐵豆”缺陷，而且型腔中氣體來不及排出，反壓力增加，造成“澆不足”或“冷隔”缺陷。澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流動(dòng)阻力越大，液態(tài)金屬充型能力越低。

（4）鑄件結(jié)構(gòu)：衡量鑄件結(jié)構(gòu)的因素是鑄件的折算厚度R(R＝鑄件體積/鑄件散熱表面積＝V／S)和復(fù)雜程度，它們決定著鑄型型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。R大的鑄件，則充型能力較高。R越小，則充型能力較弱。

鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚薄部分過渡面多，則型腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，充型能力弱。鑄件壁厚相同時(shí)，鑄型中的垂直壁比水平壁更容易充滿。

3、收縮的定義及鑄造合金收縮過程（液態(tài)、凝固、固態(tài)）鑄件在液態(tài)、凝固和固態(tài)冷卻過程中所產(chǎn)生的體積減小現(xiàn)象稱為收縮，是液態(tài)金屬自身的物理性質(zhì)。液態(tài)收縮階段(Ⅰ)表現(xiàn)為型腔內(nèi)液面的降低。

凝固收縮階段(Ⅱ)由狀態(tài)改變和溫度下降兩部分產(chǎn)生。一般用體收縮率表示。固態(tài)收縮階段(Ⅲ)通常表現(xiàn)為鑄件外形尺寸的減少，故一般用線收縮率表示。

4、縮孔、縮松的定義，形成條件、產(chǎn)生的基本原因，形成部位及防止方法。液態(tài)金屬在凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的部位出現(xiàn)大而集中的孔洞，稱縮孔；細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。

1）金屬的成分

結(jié)晶溫度范圍越小的金屬，產(chǎn)生縮孔的傾向越大；結(jié)晶溫度范圍越大的金屬，產(chǎn)生縮松的傾向越大。

（2）澆注條件和鑄型性質(zhì)

提高澆注溫度時(shí)，金屬的總體積收縮和縮孔傾向大，澆注速度很慢縮孔容積減少，鑄型材料對(duì)鑄件冷卻速度影響很大。

縮松:金屬型<濕型<干型。（3）補(bǔ)縮壓力和鑄件結(jié)構(gòu) 在凝固過程中增加補(bǔ)縮壓力，可增大縮孔而減小縮松的容積。若金屬在很高的壓力下澆注和凝固，則可以得到無縮孔和縮松的致密鑄件?？s孔和縮松的防止方法

（1）針對(duì)金屬的收縮和凝固特點(diǎn)制定正確的技術(shù)方法控制鑄件的凝固方向使之符合順序凝固方式或同時(shí)凝固方式；

（2）合理確定內(nèi)澆口位置及澆注方法；

（3）合理應(yīng)用冒口、冷鐵和補(bǔ)貼等技術(shù)措施。

5、鑄造應(yīng)力的定義及分類，產(chǎn)生的缺陷（熱裂、冷裂、變形），防止和減少的措施。鑄件在凝固和隨后的冷卻過程中，收縮受到阻礙而引起的內(nèi)應(yīng)力，稱為鑄造應(yīng)力。分類

按形成的原因不同鑄造應(yīng)力分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和機(jī)械阻礙應(yīng)力。按應(yīng)力存在的狀況可分為臨時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力

臨時(shí)應(yīng)力是暫時(shí)的，當(dāng)引起應(yīng)力的原因消除以后，應(yīng)力隨之消失。殘余應(yīng)力是長(zhǎng)期存在的，當(dāng)引起應(yīng)力的原因消除后，仍存在鑄件中。當(dāng)鑄造應(yīng)力的總合超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，鑄件便產(chǎn)生裂紋。按裂紋形成的溫度范圍可分為熱裂和冷裂。

熱裂是在凝固末期高溫下形成的裂紋。裂紋沿晶粒邊界產(chǎn)生和發(fā)展，外觀形狀曲折而不規(guī)則，表面與空氣接觸而被氧化并呈氧化色。

冷裂是鑄件在低溫時(shí)形成的裂紋。冷裂紋常穿過晶粒，外形規(guī)則，呈圓滑曲線或直線狀，表面光滑而具有金屬光澤或顯微氧化色。

防止和減小鑄造應(yīng)力的措施 ：

在零件能滿足工作條件的前提下，選據(jù)彈性模量和收縮系數(shù)小的材料； 采用同時(shí)凝固方式；

合理設(shè)置澆冒口，緩慢冷卻，以減小鑄件各部分溫差； 采用退讓性好的型、芯砂。

若鑄件已存在殘余應(yīng)力，可采用人工時(shí)效、自然時(shí)效或振動(dòng)時(shí)效等方法消除。

6、金屬的吸氣性及金屬吸收氣體的過程，主要?dú)怏w（H2、N2、O2）

金屬在熔煉過程中溶解氣體；在澆注過程中因澆包未烘干、鑄型澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)、鑄型透氣性差以及澆注速度控制不當(dāng)、或型腔內(nèi)氣體不能及時(shí)排出，都會(huì)使氣體進(jìn)入金屬液，增加金屬中氣體的含量。這就構(gòu)成了金屬的吸氣性。（氫、氮、氧）。（1）氣體分子撞擊到金屬液表面；

（2）在高溫金屬液表面上氣體分于離解為原子狀態(tài)；

（3）氣體原子根據(jù)與金屬元素之間的親和力大小，以物理吸附方式或化學(xué)吸附方式吸附在金屬表面；

（4）氣體原子擴(kuò)散進(jìn)入金屬液內(nèi)部。

7、偏析、宏觀偏析、微觀偏析、正偏析、逆偏析的定義及其消除方法。

鑄件凝固后，截面上不同部位，以至晶粒內(nèi)部，產(chǎn)生化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象，稱為偏析。微觀偏析是指微?。ňЯ＃┏叽绶秶鷥?nèi)各部分的化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。

在鑄件較大尺寸范圍內(nèi)化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象叫宏觀偏析。主要包括正偏析和逆偏析。正偏析：k>1，雜質(zhì)的分布從外部到中心逐漸增多； 逆偏析：k<1，易熔物質(zhì)富集在鑄件表面上。

8、鑄件可能出現(xiàn)那幾種氣孔（析出性、反應(yīng)性、侵入性）及其定義

（1）析出性氣孔 當(dāng)金屬液冷卻速度較快時(shí)，由于鑄件凝固，氣泡來不及排出而保留在鑄件中形成的氣孔，稱為析出性氣孔。（2）反應(yīng)性氣孔 金屬液與鑄型、熔渣之間相互作用或金屬液內(nèi)部某些組元發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體所形成的氣孔，則稱為反應(yīng)性氣孔。

（3）侵入性氣孔 砂型鑄造時(shí)，由于砂型透氣率低或排氣通道不暢，砂型受熱產(chǎn)生的氣體，在界面上超過一定臨界值時(shí)，氣體就會(huì)侵入金屬液而未上浮排出，則產(chǎn)生侵入性氣孔。

9、熔煉的分類（按合金和熔煉特點(diǎn)）及熔煉的基本要求

根據(jù)所熔煉合金的特點(diǎn)，熔煉大概可分為鑄鐵熔煉、鑄鋼熔煉和有色金屬熔煉。根據(jù)熔爐的特點(diǎn)又可分為沖天爐熔煉、電弧爐熔煉、感應(yīng)電爐熔煉和坩鍋熔煉等。依據(jù)爐襯的種類，熔化技術(shù)可分為酸性或堿性。

10、澆注系統(tǒng)的組成及主要功能 澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道 澆注系統(tǒng)的主要功能

連接鑄型與澆包，導(dǎo)入液態(tài)金屬； 擋渣及排氣；

調(diào)節(jié)鑄型與鑄件各部分的溫度分布，控制鑄件的凝固順序；

保證液態(tài)金屬在最合適的時(shí)間范圍內(nèi)充滿鑄型，不使金屬過度氧化，有足夠的壓力頭，并保證金屬液面在鑄型型腔內(nèi)有必要的上升速度。

11、鑄件冒口的定義、作用及設(shè)計(jì)必須滿足的基本要求（P51）

鑄型中能儲(chǔ)存一定金屬液(同鑄件相連接在一起的液態(tài)金屬熔池)補(bǔ)償鑄件收縮，以防止產(chǎn)生縮孔和縮松缺陷的專門技術(shù)“空腔”，被稱為冒口。冒口的作用：

主要是“補(bǔ)縮鑄件”、集渣和通、排氣。設(shè)置冒口必須滿足的基本條件：

凝固時(shí)間應(yīng)大于或等于鑄件(或鑄件上被補(bǔ)縮部分)的凝固時(shí)間； 有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件(或鑄件上被補(bǔ)縮部分)的收縮； 與鑄件上被補(bǔ)縮部位之間必須存在補(bǔ)縮通道。

12、冷鐵的作用

放入鑄型內(nèi)，用以加快鑄件某一部分的冷卻速度，調(diào)節(jié)鑄件的凝固順序，與冒口相配合，可擴(kuò)大冒口的有效補(bǔ)縮距離。

13、常用的機(jī)器造型和制芯方法有哪些？

震實(shí)造型、微震實(shí)造型、高壓造型、拋砂造型、氣沖造型等。

14、液態(tài)金屬的凝固過程，順序凝固、同時(shí)凝固的定義

15、砂型鑄造和特種鑄造的技術(shù)特點(diǎn)（P52）砂型鑄造的特點(diǎn)是：

適應(yīng)性廣，技術(shù)靈活性大，不受零件的形狀、大小、復(fù)雜程度及金屬合金種類的限制。生產(chǎn)準(zhǔn)備較簡(jiǎn)單。

生產(chǎn)的鑄件其尺寸精度較差及表面粗極度高；鑄件的內(nèi)部品質(zhì)也較低； 在生產(chǎn)一些特殊零件(如管件、薄壁件)時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較低。特種鑄造的技術(shù)特點(diǎn)：

鑄件的尺寸精度較高，表面粗糙度低。

在生產(chǎn)一些結(jié)構(gòu)特殊的鑄件時(shí)，具有較高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，不用砂或少用砂，降低了材料消耗，改善了勞動(dòng)條件； 使生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。

但特種鑄造適應(yīng)性差，生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，需要復(fù)雜的技術(shù)裝備。因此，特種鑄造技術(shù)(陶瓷型鑄造除外)一般適用于大批大量生產(chǎn)。

16、常用的特種鑄造方法有哪些？其基本原理和特點(diǎn)是什么？ 熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造、低壓鑄造等。

17、何謂金屬的鑄造性能，鑄造性能不好會(huì)引起哪些鑄造缺陷？

鑄造部分復(fù)習(xí)題

1、影響液態(tài)金屬?zèng)_型能力的因素有哪些？

2、簡(jiǎn)述砂型鑄造和特種鑄造的技術(shù)特點(diǎn)。（15）

3、簡(jiǎn)述鑄件上冒口的作用和冒口設(shè)計(jì)必須滿足的基本原則。冒口的作用：

主要是“補(bǔ)縮鑄件”、集渣和通、排氣。設(shè)置冒口必須滿足的基本條件：

凝固時(shí)間應(yīng)大于或等于鑄件(或鑄件上被補(bǔ)縮部分)的凝固時(shí)間； 有足夠的金屬液補(bǔ)充鑄件(或鑄件上被補(bǔ)縮部分)的收縮； 與鑄件上被補(bǔ)縮部位之間必須存在補(bǔ)縮通道。

4、鑄造成形的澆注系統(tǒng)由哪幾部分組成，其功能是什么？（10）

5、熔煉鑄造合金應(yīng)滿足的主要要求有哪些？

熔煉出符合材質(zhì)性能要求的金屬液，而且化學(xué)成分的波動(dòng)范圍應(yīng)盡量小； 熔化并過熱金屬所需的高溫； 有充足和適時(shí)的金屬液供應(yīng)； 低的能耗和熔煉費(fèi)用；

噪聲和排放的污染物嚴(yán)格控制在法定的范圍內(nèi)。

6、試比較灰鑄鐵、鑄造碳鋼和鑄造鋁合金的鑄造性能特點(diǎn)，哪種金屬的鑄造性能好？哪種金屬的鑄造性能差？為什么？（P46）

第三章 復(fù)習(xí)及復(fù)習(xí)題

一、名詞解釋：

1、金屬塑性變形、加工硬化

金屬塑性變形是利用金屬材料塑性變形規(guī)律，施加外力使之產(chǎn)生塑性變形而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工工藝。

塑性:材料在外力作用下，產(chǎn)生永久殘余變形而不斷裂的能力

加工硬化：在塑型變形過程中，隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度提高，塑型、韌性下降，這一現(xiàn)象稱為加工硬。（工程材料）金屬在室溫下塑性變形，由于內(nèi)部晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)并轉(zhuǎn)動(dòng)、晶格扭曲畸變以及晶內(nèi)、晶間產(chǎn)生碎晶的綜合影響，增加了進(jìn)一步滑移變形的阻力，從而引起金屬的強(qiáng)度、硬度上升，塑性、韌性下降的現(xiàn)象稱為加工硬化。亦稱為冷作硬化。

2、自由鍛: 自由鍛造(又稱自由鍛)是利用沖擊力或壓力使金屬材料在上下兩個(gè)砧鐵之間或錘頭與砧鐵之間產(chǎn)生變形，從而獲得所需形狀、尺寸和力學(xué)性能的鍛件的成形過程。模鍛：模型鍛造包括模鍛和鐓鍛，是將加熱或不加熱的坯料置于鍛模模膛內(nèi)，然后施加沖擊力或壓力使坯料發(fā)生塑性變形而獲得鍛件的成形過程。胎模鍛：胎模鍛造是在自由鍛造設(shè)備上使用不固定在設(shè)備上的各種稱為胎模的單膛模具，將已加熱的坯料用自由鍛方法預(yù)鍛成接近鍛件形狀，然后用胎模終鍛成形的鍛造方法。

3、落料、沖孔

落料和沖孔又統(tǒng)稱為沖裁。落料和沖孔是使坯料按封閉輪廓分離。落料是被分離的部分為所需要的工件，而留下的周邊部分是廢料；沖孔則相反。

4、固態(tài)金屬的冷變形和熱變形

冷變形是指金屬在進(jìn)行塑性變形時(shí)的溫度低于該金屬的再結(jié)晶溫度。熱變形是指金屬在進(jìn)行塑性變形時(shí)的溫度高于該金屬的再結(jié)晶溫度。

5、板料分離和成形 分離過程是使坯料一部分相對(duì)于另一部分產(chǎn)生分離而得到工件或者料坯。成形過程是使坯料發(fā)生塑性變形而成一定形狀和尺寸的工件。

6、金屬的可鍛性

金屬塑性變形的能力又稱為金屬的可鍛性，它指金屬材料在塑性成形加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)毛坯或零件的難易程度。

三、簡(jiǎn)答題

1、簡(jiǎn)述自由鍛成形過程的流程及繪制自由鍛件圖要考慮的主要因素。

計(jì)算坯料質(zhì)量和尺寸、下料零件圖→繪制鍛件圖 →確定工序、加熱溫度、設(shè)備等→加熱坯料、鍛打→檢驗(yàn)→鍛件

敷料、加工余量、鍛件公差

2、在金屬的模鍛過程中，影響金屬充填模腔的因素有哪些？

①金屬的塑性和變形抗力。顯然，塑性高、變形抗力低的金屬較易充滿模膛。②金屬模鍛時(shí)的溫度。金屬的溫度高，則其塑性好、抗力低，易于充滿模膛。

③飛邊槽的形狀和位置。飛邊槽部寬度與高度之比(b／h)及槽部高度h是主要因素。(b/h)越大，h越小，則金屬在飛邊流動(dòng)阻力越大。強(qiáng)迫充填作用越大，但變形抗力也增大。④鍛件的形狀和尺寸。具有空心、薄壁或凸起部分的鍛件難于鍛造。鍛件尺寸越大，形狀越復(fù)雜，則越難鍛造。

⑤設(shè)備的工作速度。一般而言，工作速度較大的設(shè)備其充填性較好。⑥充填模膛方式。鐓粗比擠壓易充型。⑦其他如鍛模有無潤(rùn)滑、有無預(yù)熱等。

3、請(qǐng)闡述金屬在模鍛模膛內(nèi)的變形過程及特點(diǎn)。（1）充型階段

在最初的幾次鍛擊時(shí)，金屬在外力的作用下發(fā)生塑性變形，坯料高度減小，水平尺寸增大，并有部分金屬壓入模膛深處。這一階段直到金屬與模膛側(cè)壁接觸達(dá)到飛邊槽橋口為止。特點(diǎn)：模鍛所需的變形力不大。（2）形成飛邊和充滿階段

繼續(xù)鍛造時(shí)，由于金屬充滿模膛圓角和深處的阻力較大，金屬向阻力較小的飛邊槽內(nèi)流動(dòng)，形成飛邊。此時(shí)，模鍛所需的變形力開始增大。隨后，金屬流入飛邊槽的阻力因飛邊變冷而急速增大，當(dāng)這個(gè)阻力一旦大于金屬充滿模膛圓角和深處的阻力時(shí)，金屬便改向模膛圓角和深處流動(dòng)，直到模膛各個(gè)角落都被充滿為止。

這一階段的特點(diǎn)是飛邊進(jìn)行強(qiáng)迫充填，變形力迅速增大。鍛足階段

如果坯料的形狀、體積及飛邊槽的尺寸等工藝參數(shù)都設(shè)計(jì)得恰當(dāng)，當(dāng)整個(gè)模膛被充滿時(shí)，也正好鍛到鍛件所需高度。但是，由于坯料體積總是不夠準(zhǔn)確且往往都偏多，或者飛邊槽阻力偏大，導(dǎo)致模膛已經(jīng)充滿，但上、下模還未合攏，需進(jìn)一步鍛足。

這一階段的特點(diǎn)是變形僅發(fā)生在分模面附近區(qū)域，以便向飛邊槽擠出多余的金屬。

4、簡(jiǎn)述模鍛技術(shù)過程中確定分模面位置的原則。

①要保證模鍛件易于從模膛中取出。故通常分模面選在模鍛件最大截面上。②所選定的分模面應(yīng)能使模膛的深度最淺。這樣有利于金屬充滿模膛，便于鍛件的取出和鍛模的制造。

③選定的分模面應(yīng)能使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，這樣在安裝鍛模和生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)?，F(xiàn)象時(shí)，便于及時(shí)調(diào)整鍛模位置。④分模面最好是平面，且上下鍛模的模膛深度盡可能一致。便于鍛模制造。⑤所選分模面盡可能使鍛件上所加的敷料最少。這樣既可提高材料的利用率，又減少了切削加工的工作量。

5、落料和沖孔用凹、凸模刃口尺寸是如何確定的？

設(shè)計(jì)落料時(shí)，凹模刃口尺寸即為落料件尺寸，然后用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值。設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模刃口尺寸為孔的尺寸，然后用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來保證間隙值。為保證零件的尺寸要求，提高模具的使用壽命，落料時(shí)取凹模刃口的尺寸應(yīng)靠近落料件公差范圍的最小尺寸；而沖孔時(shí)則取凸模刃口的尺寸靠近孔的公差范圍內(nèi)的最大尺寸。

第四章 粉末壓制和常用復(fù)合材料成形過程

練習(xí)題

一、名詞解釋： 粉末冶金：粉末壓制(這里主要指粉末冶金)是用金屬粉末(或者金屬和非金屬粉末的混合物)做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造各種類型的零件和產(chǎn)品的方法。

電解法：電解法是采用金屬鹽的水溶液電解析出或熔鹽電解析出金屬顆粒或海綿狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)行粉碎。霧化法金屬粉末制備方法：霧化法是將熔化的金屬液通過噴射氣流(空氣或惰性氣體)、水蒸汽或水的機(jī)械力和急冷作用使金屬熔液霧化，而得到金屬粉末。

三、簡(jiǎn)答

1、硬質(zhì)合金的分類情況及其主要用途是什么？ 鎢鈷類(YG)主要組成為碳化鎢(WC)和鈷(Co)。常用牌號(hào)有YG3、YG6、YG8等。

鎢鈷類硬質(zhì)合金有較好的強(qiáng)度和韌度，適宜制作切削脆性材料的刀具。如切削鑄鐵、脆性有色合金、電木等。且含鈷愈高，強(qiáng)度和韌度愈好，而硬度、耐磨性降低，因此，含鈷量較多的牌號(hào)一般多用作粗加工，而含鈷量較少的牌號(hào)多用于作精加工。鎢鈷鈦類(YT)主要組成為碳化鎢、碳化鈦(TiC)和鈷。常用牌號(hào)有YT5、YT10、YTl5等。

鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金含有比碳化鎢更硬的碳化鈦，因而硬度高，熱硬性也較好，加工鋼材時(shí)刀具表面會(huì)形成一層氧化鈦薄膜，使切屑不易粘附，故適宜制作切削高韌度鋼材的刀具。同樣含鈷量較高(如YT5．含鈷9％)的牌號(hào)用作粗加工。鎢鉭類(YW)主要組成為碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭(TaC)和鈷。其特點(diǎn)是抗彎強(qiáng)度高。牌號(hào)主要有YWl(84％WC、6％TiC、4％TaC、6％Co)，YW2(82％WC、6％TiC、4％TaC、8％Co)兩種。這類硬質(zhì)合金制作的刀具用于加工不銹鋼、耐熱鋼、高錳鋼等難加工的材料。

2、請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹粉末壓制結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)的原則

一、壓制件應(yīng)能順利地從壓模中取出

二、應(yīng)避免壓制件出現(xiàn)窄尖部分

窄尖部分會(huì)出現(xiàn)裝粉不足，使壓制成形因難。窄尖部分還會(huì)影響壓模的強(qiáng)度和壽命。

三、零件的壁厚應(yīng)盡量均勻，臺(tái)肩盡可能的少，高(長(zhǎng))寬(直徑)比不超過2.5(厚壁零件不超過4)零件的高度太高，壓制方向上的臺(tái)肩多，各部分壁厚相差過大等，都會(huì)造成壓制件的密度分布不均勻。

四、制品的尺寸精度及表面粗糙度 壓制燒結(jié)零件的尺寸精度，應(yīng)以能滿足零件的技術(shù)要求為準(zhǔn)；既不要盲目地追求過高的尺寸精度，這樣不僅大大增加生產(chǎn)成本；又不要不必要地降低尺寸精度，從而抹煞粉末壓制的技術(shù)特點(diǎn)。

制品的表面粗糙度取決壓模的表面粗糙度。燒結(jié)后一般在10~15μm，若想進(jìn)一步降低表面粗糙度，則需要進(jìn)行復(fù)壓校形或精壓。

3、請(qǐng)簡(jiǎn)要介紹金屬粉末的制備方法

1、礦物還原法制取粉末

礦物還原法是金屬礦石在一定冶金條件下被還原后，得到一定形狀和大小的金屬料，然后將金屬料經(jīng)粉碎等處理以獲得粉末。

礦物還原法主要適用于鐵粉生產(chǎn)，也能生產(chǎn)鈷、鉬、鈣、難熔的金屬化合物粉末（如碳化物、硼化物、硅化物粉末）等。

2、電解法

電解法是采用金屬鹽的水溶液電解析出或熔鹽電解析出金屬顆粒或海綿狀金屬塊，再用機(jī)械法進(jìn)行粉碎。

電解法生產(chǎn)的金屬品種多，純度高，粉末顆粒呈樹枝狀或針狀，其壓制性和燒結(jié)性都較好。

3、霧化法制取粉末

霧化法是將熔化的金屬液通過噴射氣流(空氣或惰性氣體)、水蒸汽或水的機(jī)械力和急冷作用使金屬熔液霧化，而得到金屬粉末。

由于霧化法制得的粉末純度較高，又可合金化，粉末有其特點(diǎn)，且產(chǎn)量高、成本較低，故其應(yīng)用發(fā)展很快?？捎脕砩a(chǎn)鐵、鋼、鉛、鋁、鋅、銅及其合金等的粉末。

4、機(jī)械粉碎法

機(jī)械破碎法中最常用的是鋼球或硬質(zhì)合金球?qū)饘賶K或粒原料進(jìn)行球磨。

適宜于制備一些脆性的金屬粉末，或者經(jīng)過脆性化處理的金屬粉末(如經(jīng)過氫化處理變脆的鈦粉)。

第五章 固態(tài)材料的連接過程 練習(xí)題

一、名詞解釋： 焊接：將分離的金屬用局部加熱或加壓等手段，借助于金屬內(nèi)部原子的結(jié)合與擴(kuò)散作用牢固地連接起來，形成永久性接頭的過程稱為焊接。

熔化焊接：利用熱源局部加熱的方法，將兩工件接合處加熱到熔化狀態(tài)，形成共同的熔池，凝固冷卻后，使分離的工件牢固結(jié)合起來的焊接稱為熔化焊。壓力焊接：在焊接過程中，對(duì)焊件施加一定壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。釬焊：釬焊是采用熔點(diǎn)比母材低的金屬作釬料，將焊件加熱到高于釬料熔點(diǎn)、低于母材熔點(diǎn)的溫度，使釬料填充接頭間隙，與母材產(chǎn)生相互擴(kuò)散，冷卻后實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

摩擦焊：摩擦焊是利用工件接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源，將工件端面加熱到塑性狀態(tài)，然后在壓力下使金屬連接在一起的焊接方法。

電阻焊：電阻焊是利用電流通過焊件時(shí)產(chǎn)生的電阻熱，作為熱源，加熱焊件，在壓力下進(jìn)行焊接的。

直流正接和直流反接：直流正接：工件接陽(yáng)極，焊條接陰極。直流反接：工件接陰極，焊條接陽(yáng)極。

三、簡(jiǎn)答題

1、焊接用焊條藥皮的作用是什么，由哪幾部分組成？ 藥皮的作用

A 改焊接工藝性能：易引弧、穩(wěn)弧，減小飛濺，使焊縫成形美觀； B 機(jī)械保護(hù)作用：氣體、熔渣隔離空氣，保護(hù)熔液和熔池金屬；

C 冶金處理作用：藥皮中的某些元素可起到滲合金、脫氧、脫硫、去氫作用。藥皮的組成

主要有穩(wěn)弧劑、造氣劑、造渣劑、脫氧劑、合金劑、粘結(jié)劑、稀渣劑、增塑劑等。主要原料有礦石、鐵合金、有機(jī)物和化工產(chǎn)品等四類。

2、簡(jiǎn)述堿性焊條和酸性焊條的性能和用途。熔渣以酸性氧化物為主的焊條，稱為酸性焊條。

酸性焊條的氧化性強(qiáng)，焊接時(shí)具有優(yōu)良的焊接性能，如穩(wěn)弧性好，脫渣力強(qiáng)，飛濺小，焊縫成形美觀等，對(duì)鐵銹、油污和水分等容易導(dǎo)致氣孔的有害物質(zhì)敏感性較低。熔渣以堿性氧化物為主的焊條，稱為堿性焊條。

堿性焊條有較強(qiáng)的脫氧、去氧、除硫和抗裂紋的能力，焊縫力學(xué)性能好，但焊接技術(shù)性能不如酸性焊條，如引弧較困難，電弧穩(wěn)定性較差等，一般要求用直流電源。而且藥皮熔點(diǎn)較高，還應(yīng)采用直流反接法。

3、手工電弧焊用焊條的選用原則是什么？

首先根據(jù)焊件化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗裂性、耐蝕性及高溫性能等要求，選用相應(yīng)的焊條種類。再考慮焊接結(jié)構(gòu)形狀、受力情況、焊接設(shè)備條件和焊條售價(jià)來選定具體型號(hào)。①根據(jù)母材的化學(xué)成分和力學(xué)性能

若焊件為結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，則焊條的選用應(yīng)滿足焊縫和母材“等強(qiáng)度”，且成分相近的焊條； 異種鋼焊接時(shí)，應(yīng)按其中強(qiáng)度較低的鋼材選用焊條；

若焊件為特殊鋼，如不銹鋼、耐熱鋼等時(shí)，一般根據(jù)母材的化學(xué)成分類型按“等成分原則”選用與母材成分類型相同的焊條。

若母材中碳、琉、磷含且較高，則選用抗裂性能好的堿性焊條。②根據(jù)焊件的工作條件與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)于承受交變載荷、沖擊載荷的焊接結(jié)構(gòu)，或者形狀復(fù)雜、厚度大，剛性大的焊件，應(yīng)選用堿性低氫型焊條。

③根據(jù)焊接設(shè)備、施工條件和焊接技術(shù)性能

無法清理或在焊件坡口處有較多油污、鐵銹、水分等贓物時(shí)，應(yīng)選用酸性焊條。在保證焊縫品質(zhì)的前提下，應(yīng)盡量選用成本低、勞動(dòng)條件好的焊條。無特殊要求時(shí)應(yīng)盡量選用焊接技術(shù)性能好的酸性焊條。

4、什么是焊接熱影響區(qū)？它由哪幾部分組成，分別對(duì)焊接接頭有何影響？ 在電弧熱的作用下，焊縫兩側(cè)處于固態(tài)的母材發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域，稱為焊接熱影響區(qū)。

熱影響區(qū)可分為過熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)。過熱區(qū)的塑性和沖擊韌度很低。焊接剛度大的結(jié)構(gòu)或碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的易淬火鋼材時(shí)，易在此區(qū)產(chǎn)生裂紋。

一般情況下，焊接熱影響區(qū)內(nèi)的正火區(qū)的力學(xué)性能高于未經(jīng)熱處理的母材金屬。已相變組織和未相變組織在冷卻后晶粒大小不均勻?qū)αW(xué)性能有不利影響。

5、焊接應(yīng)力產(chǎn)生的根本原因是什么？減少和消除焊接應(yīng)力的措施有哪些？

焊接過程中對(duì)焊件進(jìn)行了局部的不均勻的加熱，是產(chǎn)生生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。（1）選擇合理的焊接順序（2）焊前預(yù)熱

焊前將焊件預(yù)熱到350-400℃，然后再進(jìn)行焊接。預(yù)熱可使焊縫部分金屬和周圍金屬的溫差減小，焊后又可比較均勻地同時(shí)冷卻收縮，因此可顯著減少焊接應(yīng)力，同時(shí)可減少焊接變形。（3）加熱“減應(yīng)區(qū)”

在焊接結(jié)構(gòu)上選擇合適的部位加熱后再焊接，可大大減少焊接應(yīng)力。（4）焊后熱處理

去應(yīng)力退火過程可以消除焊接應(yīng)力。

即將工件均勻加熱到600-650℃，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻。整體高溫回火消除焊接應(yīng)力的效果最好，一般可將80％—90％以上的殘余應(yīng)力消除掉。

6、簡(jiǎn)述金屬材料焊接性的概念。指在一定的焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。即金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性稱為金屬材料的焊接性。

7、簡(jiǎn)述埋弧自動(dòng)焊的特點(diǎn)及應(yīng)用。

①生產(chǎn)率高 生產(chǎn)率比手工電弧焊高5-10倍。②焊接品質(zhì)高而且穩(wěn)定 ③節(jié)省金屬材料 ④勞動(dòng)條件好

但是埋弧自動(dòng)焊的靈活性差，只能焊接長(zhǎng)而規(guī)則的水平焊縫，不能焊短的、不規(guī)則焊縫和空間焊縫，也不能焊薄的工件。焊接過程中，無法觀察焊縫成形情況，因而對(duì)坡口的加工、清理和接頭的裝配要求較高。埋弧自動(dòng)焊設(shè)備較復(fù)雜，價(jià)格高，投資大。應(yīng)用

埋弧自動(dòng)焊通常用于碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和耐熱鋼等中厚板(6-60mm)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)焊縫及直徑大于250mm環(huán)縫的平焊，生產(chǎn)批量越大，經(jīng)濟(jì)效果越佳。

8、鑄鐵焊補(bǔ)的主要困難及采取的主要措施有哪些？

焊接接頭易產(chǎn)生白口組織，硬度很高，焊后很難進(jìn)行機(jī)械加工。焊接接頭易產(chǎn)生裂紋，鑄鐵焊補(bǔ)時(shí)，其危害性比白口組織大。在焊縫易出現(xiàn)氣孔。

第三篇：中南林機(jī)械工程測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（模版）

一、電阻應(yīng)孌式傳感器全橋測(cè)量實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

全橋測(cè)試糸統(tǒng)的工作原理.電阻應(yīng)孌式傳感器的工作過程.電阻應(yīng)孌式傳感器靈敏度是否是全橋測(cè)試糸統(tǒng)的靈敏度.二、測(cè)試糸統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

測(cè)試糸統(tǒng)的基本組成和要求.舉例說明有彈性元件傳感器的變換（應(yīng)變、位移）過程和工作過程.三、振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的基本組成實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

一般振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)該包括下述三個(gè)主要部分。1)激勵(lì)部分，2)拾振部分，3)分析記錄部分。

1通過振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)述每部分的作用。

2電動(dòng)式激振器、電磁式激振器、磁電式速度傳感器、壓電式加速度（計(jì)）傳感器的工作過程。

第四篇：工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)總結(jié)

工程材料與成型技術(shù)基礎(chǔ) 1.材料強(qiáng)度是指材料在達(dá)到允許的變形程度或斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。2.工程上常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。3.彈性模量即引起單位彈性變形所需的應(yīng)力。4.載荷超過彈性極限后，若卸載，試樣的變形不能全部消失，將保留一部分殘余成形，這種不恢復(fù)的參與變形，成為塑性變形。5.產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的性能稱為塑性。6.抗拉強(qiáng)度是試樣保持最大均勻塑性變形的極限應(yīng)力，即材料被拉斷前的最大承載能力。7.發(fā)生塑性變形而力不增加時(shí)的應(yīng)力稱為屈服強(qiáng)度。8.硬度是指金屬材料表面抵抗其他硬物體壓入的能力，是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。9.硬度是檢驗(yàn)材料性能是否合格的基本依據(jù)之一。10.應(yīng)用范圍 具有粗大晶?；蚪M成相得金屬材料的硬度 用于淬火鋼、退火鋼、鋁合金等硬度稍軟的金屬 維氏硬度 測(cè)試原理 測(cè)量表面壓痕，即測(cè)量面積，損害較大 測(cè)試件深度，即壓痕深度增量 硬度分類 布氏硬度 洛氏硬度 測(cè)試小件，檢驗(yàn)氧化、氮化、單個(gè)晶粒微粒 滲碳、鍍層等工藝處理效果 11.12.13.14.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，維氏硬度小于前面兩種硬度。沖擊韌性：在沖擊試驗(yàn)中，試樣上單位面積所吸收的能量。當(dāng)交變載荷的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度是發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為疲勞斷裂。疲勞度是指材料在無限多次的交變載荷作用而不會(huì)產(chǎn)生破壞的最大應(yīng)力。15.16.原子在空間呈規(guī)則排列的固體物質(zhì)稱為晶體，晶體具有固定的熔點(diǎn)。晶格：表示金屬內(nèi)部原子排列規(guī)律的抽象的空間格子。晶面：晶格中各種方位的原子面。晶胞：構(gòu)成晶格的最基本幾何單元。17.體心立方晶格:α-Fe、鉻（Cr）、鉬（Mo）、鎢（W）。面心立方晶格：鋁（Al）、銅（Cu）、銀（Ag）、鎳(Ni)、金（Au）。密排六方晶格：鎂（Mg）、鋅（Zn）、鈹（Be）、鎘（Cd）。18.點(diǎn)缺陷是指長(zhǎng)、寬、高三個(gè)方向上尺寸都很小的缺陷，如：間隙原子、置換原子、空位。19.線缺陷是指在一個(gè)方向上尺寸較大，而在另外兩個(gè)方向上尺寸很小的缺陷，呈線狀分布，其具體形式是各種類型的位錯(cuò)。20.面缺陷是指在兩個(gè)方向上尺寸較大，而在另一個(gè)方向上尺寸很小的缺陷，如晶界和亞晶界。21.原子從一種聚集狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種規(guī)則排列的過程，稱為結(jié)晶。結(jié)晶過程由形成晶核和晶核長(zhǎng)大兩個(gè)階段組成。22.純結(jié)晶是在恒溫下進(jìn)行的。23.實(shí)際結(jié)晶溫度Tn低于理論結(jié)晶溫度Tm的現(xiàn)象，稱為過冷，其差值稱為過冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。24.同一液態(tài)金屬，冷卻速度愈大，過冷度也愈大。25.澆注時(shí)，向液態(tài)金屬中加入一些高熔點(diǎn)、溶解度的金屬或合金，當(dāng)其結(jié)構(gòu)與液態(tài)金屬的晶體結(jié)構(gòu)相似時(shí)使形核率大大提高，獲得均勻細(xì)小的晶粒。這種方法稱為變質(zhì)處理。26.液態(tài)金屬結(jié)晶后獲得具有一定晶格結(jié)構(gòu)的晶體，高溫狀態(tài)下的晶體，在冷卻過程中晶格結(jié)構(gòu)法發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，又稱重結(jié)晶。27.一種金屬具有兩種或兩種以上的晶體結(jié)構(gòu)，稱為同素異構(gòu)性。28.當(dāng)溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格，使溶劑晶格發(fā)生畸變，導(dǎo)致固溶體強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性略有下降的下降，稱為固溶強(qiáng)化。29.金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，使合金的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化。30.杠桿定律→大題(P26)。31.相圖分析→大題(P32)。32.鐵碳合金的分類 合金的種類 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 室溫組織 碳鋼 工業(yè)純鐵 亞共析鋼 鋼 共析過共析鋼 亞共晶鑄鐵 鑄鐵 白口鑄鐵 亞共晶晶鑄鐵 0.0218-﹤0.77 0.0218 0.77 0.77-2.11 2.11-4.3 4.3 4,3-6.69 P 綜合F P+F P+FeCⅡ P+FeCⅡ+Ld’ Ld FeCⅠ+Ld’ 力學(xué)性能 軟 塑性、韌性好 力學(xué)性能好 硬度大 硬而脆 33.碳鋼是指碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2.11%的鐵碳合金。34.碳鋼的分類 分類方法 鋼種 低碳鋼 質(zhì)量分?jǐn)?shù) wc≦0.25% 特點(diǎn) 強(qiáng)度低、塑性和焊接性好 強(qiáng)度較高、但塑性和焊接性差 塑性和焊接性差，強(qiáng)度和硬度高 按碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 中碳鋼 wc=0.025%-0.6% 高碳鋼 wc﹥0.6% 35.鑄鐵是應(yīng)用廣泛的一種鐵碳合金，其wc﹥2.11%.36.按照石墨形貌的不同，這一類鑄鐵可以分為灰鑄鐵（片狀石墨）、可鍛鑄鐵（團(tuán)絮狀石墨）、球墨鑄鐵（球狀石墨）和蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀石墨）四種。37.鋼的熱處理是將固態(tài)鋼采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行加熱、保溫、和冷卻，以獲得所需組織結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。38.熱處理的特點(diǎn)是改變零件內(nèi)部組織，不改變其形狀與尺寸，消除毛坯缺陷，改善毛坯切削性能，改善零件的力學(xué)性能。即改善工藝性能和力學(xué)性能。39.熱處理分為普通熱處理（退火、正火、淬火和回火）、表面熱處理（表面淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲）及特殊熱處理（形變熱處理）。40.不是所有材料都能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化，滿足條件：①有固態(tài)相變②經(jīng)冷加工使組織結(jié)構(gòu)處于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)③表面能被活性介質(zhì)的原子滲入從而改變化學(xué)成分。41.退火作用是為了降低硬度，提高塑性改善切削性能。42.淬火的作用：獲得高硬度的馬氏體。43.奧氏體化：將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上使形成奧氏體的金屬熱處理過程，珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變。44.奧氏體化是鋼組織轉(zhuǎn)變的基本條件。45.應(yīng)用等溫轉(zhuǎn)變曲線分析奧氏體化在連續(xù)冷卻中的轉(zhuǎn)變（P53)46.球化退火是使鋼中碳化物球化而進(jìn)行的退火，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物的組織。熱處理后的組織為珠狀珠光體，應(yīng)用于共析鋼、過共析鋼和合金工具鋼。目的：降低硬度、改善切削加工性，改善熱處理工藝性能，為淬火做組織準(zhǔn)備。47.正火，又稱?；?，是將工件加熱至727到912攝氏度之間以上40~60min，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。應(yīng)用于亞共析鋼，鐵素體和索氏體、亞共析鋼，索氏體、過共析鋼，索氏體和二次滲碳體。目的：對(duì)于低碳鋼、低碳低合金鋼，細(xì)化晶粒，提高硬度，改善切削加工性，對(duì)于共析鋼，消除二次網(wǎng)狀滲碳體，有利于球化退火的進(jìn)行。48.鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3（亞共析鋼）或Ac1（過共析鋼）以上溫度，保溫一段時(shí)間，使之全部或部分奧氏體化，再以大于臨界冷卻速度快速冷卻，從而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體（或下貝氏體），此外還有少殘余奧氏體及未溶的第二相。目的：提高鋼的硬度和耐磨性。49.回火是將淬火鋼重新加熱到A1以下某一溫度，保溫，然后冷卻的熱處理工藝。50.低溫回火的組織為回火馬氏體，它有飽和的α相和與其共格的ε-Fe2.4C組成，低溫回火的目的是保持淬火馬氏體的高硬度和高耐磨性，降低淬火應(yīng)力和脆性，用于各種高碳鋼的道具、量具、冷沖模具、滾動(dòng)軸承和滲碳工件。51.中溫回火后的組織為回火托氏體，它有尚未發(fā)生的再結(jié)晶的針狀鐵素體和彌散分布的極細(xì)小的片狀或粒狀滲碳體組成，目的是為了獲得高的屈強(qiáng)比、高的彈性極限、高的韌性，用于各種彈簧、鍛模。52.高溫回火的組織為回火索氏體，它有已再結(jié)晶的鐵素體和均勻分布的細(xì)粒狀滲碳體組成，失去了原來淬火馬氏體的片狀或板條狀形態(tài)，呈現(xiàn)多邊形顆粒狀，同時(shí)滲碳體聚集長(zhǎng)大。目的：獲得綜合力學(xué)力學(xué)性能，在保持較高強(qiáng)度的同時(shí)，具有較好的塑性和韌性，適用于處理傳遞運(yùn)動(dòng)和力的重要零件，如：傳動(dòng)軸、齒輪。53.淬火后高溫回火的熱處理稱為調(diào)質(zhì)。54.產(chǎn)生回火脆性：淬火合金鋼在某一溫度范圍內(nèi)回火時(shí)，出現(xiàn)沖擊韌性劇烈下降的現(xiàn)象，稱為回火脆性。在350℃附近回火，碳鋼的和合金鋼都會(huì)出現(xiàn)沖擊韌性下降，產(chǎn)生脆化現(xiàn)象，這種回火脆性稱為第Ⅰ類回火脆性。它與回火的冷卻方式無關(guān)，且無法消除，因此一般不在250-400℃溫度范圍內(nèi)回火。淬火合金鋼在450-650℃回火時(shí)出現(xiàn)的回火脆性，稱為第Ⅱ類回火脆性。它與雜質(zhì)在奧氏體晶界上的偏析有關(guān)，消除第Ⅱ類回火脆性的方法：回火后快速冷卻，使雜質(zhì)來不及在晶界上偏析。（簡(jiǎn)答題）55.液態(tài)金屬充型鑄造，獲得尺寸精確，輪廓清晰的鑄件，取決于充型能力。在液態(tài)金屬充型過程中，一般伴隨結(jié)晶現(xiàn)象，若充型能力不足，在型腔被填滿之前形成晶粒將充型的通道堵塞，金屬液態(tài)迫使停止流動(dòng)，于是鑄件將產(chǎn)生不足或冷隔等缺陷。56.充型能力取決于金屬液本身的流動(dòng)能力。57.影響充型能力的因素和原因 序號(hào) 影響因素 定義 液態(tài)金屬本身的流動(dòng)能力 1 合金的流動(dòng)性 影響原因 流動(dòng)性好，易于澆出輪廓清晰、薄而復(fù)雜的鑄件，有利于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排除；易于對(duì)鑄件的收縮進(jìn)行補(bǔ)縮。2 澆注溫度 澆注時(shí)金屬液的溫度 金屬液體在流動(dòng)方向上所受的壓力 3 充型壓力 澆注溫度愈高，充型能力俞強(qiáng)。壓力愈大，充型能力俞強(qiáng)，但壓力過大或充型速度過高會(huì)發(fā)生噴射、飛濺和冷隔現(xiàn)象。4 鑄型中的氣體 澆注時(shí)因鑄型發(fā)氣而形成在鑄型內(nèi)能在金屬液與鑄型間產(chǎn)生氣的氣體 膜，減小摩擦阻力，但發(fā)氣太大，鑄型的排氣能力又小時(shí)，鑄型中的壓力增大，阻礙金屬液的流動(dòng) 鑄型從其中的金屬吸取并向外傳輸5 鑄型的傳熱 熱量的能力 傳熱系數(shù)愈大，鑄型的激冷能力就俞強(qiáng)，金屬液于其中保持液態(tài)的時(shí)間就愈短，充型能力下降。6 鑄型系數(shù)溫度 鑄型在澆注時(shí)的溫度 溫度愈高，液態(tài)金屬與鑄型的溫差就愈小，充型能力愈強(qiáng)。7 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 各澆道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜情況 結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，流動(dòng)阻力愈大，充型能力愈差。8 鑄件的折算厚度 鑄件體積與表面積之比 折算厚度大，散熱慢，充型能力好。9 鑄件的復(fù)雜程度 鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，流動(dòng)阻力大，鑄型充填困難。58.鑄件的凝固方式分為三種類型：逐層凝固方式、體積凝固（糊狀凝固）方式和中間凝固方式。59.鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮。收縮是鑄件許多缺陷產(chǎn)生的基本原因。60.金屬?gòu)臐沧囟壤鋮s到室溫經(jīng)過三個(gè)收縮階段：⑴液態(tài)收縮：金屬在液體狀態(tài)時(shí)的收縮，其原因是由于氣體排出，空穴減少，原子間間距減小。⑵凝固收縮：金屬在凝固過程中的收縮，其原因是由于空穴減少，原子間間距減小。液態(tài)收縮和凝固收縮又稱為體積收縮，是縮孔或縮松形成的基本原因。⑶固態(tài)收縮：金屬在固態(tài)過程中的收縮，其原因在于空穴減少，原子間間距減少。固態(tài)收縮還引起鑄件外部尺寸的變化，古稱尺寸收縮線收縮。線收縮對(duì)鑄件形狀和尺寸精度影響很大，是鑄造應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷產(chǎn)生的基本原因。61.在常用合金中，鋼的收縮率最大，灰鑄鐵收縮率最小。62.鑄件凝固結(jié)束后常常在某些部位出現(xiàn)孔洞，大而集中的稱為縮孔，細(xì)小而分散的孔洞稱為縮松。結(jié)晶間隔大的合金，易產(chǎn)生縮松，純金屬共晶成分的合金，易形成集中的縮孔。63.金屬材料經(jīng)冷塑性變形后，隨變形度的增加，其強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性下降，這種現(xiàn)象稱為加工硬化。64.晶體只有在切應(yīng)力的作用下才會(huì)發(fā)生塑性變形。65.金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷變形加工，此時(shí)產(chǎn)生加工硬化。金屬在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形稱為熱變形加工。66.熱變形加工可使金屬中的氣孔和疏松焊合，并改善夾雜物，碳化物的形態(tài)、大小和分布，提高鋼的強(qiáng)度、塑性及沖擊韌度。67.熱變形時(shí)鑄錠中的非金屬夾雜物沿變形方向被拉長(zhǎng)為纖維組織（熱加工流線）。68.自由鍛用于單件、小批量鍛件的生產(chǎn)以及大型鍛件的產(chǎn)生。69.自由鍛相比模鍛具有以下特點(diǎn)：模鍛件形狀和尺寸精度高，表面質(zhì)量好，加工余量小，節(jié)省金屬材料;生產(chǎn)率高;操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;模鍛設(shè)備要求較高，噸位要求大，鍛模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期較長(zhǎng)。70.模鍛適用于中、小型鍛件的成批及大量生產(chǎn)。71.板料沖壓是利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使材料產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的加工方法。板料沖壓通常在室溫下進(jìn)行，故又稱冷沖壓。72.彎曲件在彎曲變形后，會(huì)伴隨一些彈性恢復(fù)從而造成工件彎曲角度、彎曲半徑與模具的形狀、尺寸不一致的現(xiàn)象稱為彎曲件的回彈現(xiàn)象。73.焊接方法：熔化焊、壓力焊和釬焊。74.電阻焊是利用接觸電阻熱將接頭加熱到塑性或熔化狀態(tài)，再通過電極施加壓力，形成原子間結(jié)合的焊接方法。75.釬焊分為兩類：硬釬焊和軟釬焊。硬釬焊的特點(diǎn)是所用釬料的熔化溫度高于450℃，接頭的強(qiáng)度大，用于受力較大、溫度較高的場(chǎng)合。所用的釬料多為銅基、銀基。釬料熔化溫度低于450℃的釬焊是軟釬焊。軟釬焊常用錫鉛釬料，適用于受力不大，工作溫度低的場(chǎng)合。76.焊接殘余應(yīng)力變形產(chǎn)生的原因：結(jié)構(gòu)件在焊接以后2產(chǎn)生變形，內(nèi)部易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力會(huì)增加結(jié)構(gòu)工作的應(yīng)力，降低結(jié)構(gòu)的承載能力。焊接時(shí)，焊縫被加熱，焊縫區(qū)應(yīng)膨脹，但由于焊縫區(qū)域周圍的金屬未被加熱和膨脹，所以該部分的金屬制約了焊縫區(qū)受熱的自由膨脹，焊縫產(chǎn)生塑性變形并縮短。焊縫冷卻后，焊縫區(qū)域比周圍區(qū)域短，但是焊縫周圍區(qū)域并沒有縮短，從而阻礙焊縫區(qū)域的自由收縮，產(chǎn)生焊接以后工件的變形與應(yīng)力。77.低碳鋼的焊接：焊接性良好，焊接時(shí)沒有淬硬、冷裂傾向。78.鑄鐵的焊接：鑄鐵碳含量高，塑性低，焊接性差。鑄鐵焊接容易產(chǎn)生裂紋。79.焊接時(shí)，為什么對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)？有哪些保護(hù)措施？ 答：防止空氣進(jìn)入熔池，減少焊縫金屬中的氧、氮含量、氧含量增加，焊縫的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性下降。氮含量增加，會(huì)使焊縫中產(chǎn)生氣孔。保護(hù)措施：⑴造氣保護(hù)：焊條藥皮或焊劑在高溫下回產(chǎn)生氣體，在焊接區(qū)周圍形成一層保護(hù)氣體，隔絕空氣，使弧柱和熔池受到保護(hù)。如氬弧焊。⑵造渣保護(hù)，焊條藥皮或焊劑熔化后產(chǎn)生熔渣，在熔池表面形成一層熔渣，與空氣隔絕。如埋弧焊。⑶氣-渣聯(lián)合保護(hù)，在焊接區(qū)周圍同時(shí)形成保護(hù)氣體和熔渣，對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行保護(hù)。如焊條電弧焊。⑷滲合金，通過藥皮、焊劑或焊條、焊絲向金屬池滲合金，添加硅、錳等有益元素，以彌補(bǔ)其燒損，并進(jìn)行脫氧、脫硫、脫磷，從而保證和調(diào)整焊縫的化學(xué)成分。80.熱塑性塑料:其分子結(jié)構(gòu)主要為線型或支鏈線型分子結(jié)構(gòu)，工藝特點(diǎn)是受熱軟化、熔融、具有可塑性，冷卻后堅(jiān)硬；再受熱又可軟化，可重復(fù)使用而其基本性能不變；可溶解在一定的溶劑中。成形工藝簡(jiǎn)便、形式多種多樣，生產(chǎn)效率高，可直接注射、擠壓、吹塑成型，如聚乙烯、聚丙烯。81.熱固性材料：具有體型分子結(jié)構(gòu)，熱固性塑料一次成形后，質(zhì)地堅(jiān)硬、性質(zhì)穩(wěn)定，不再溶于溶劑中，受熱不變形，不軟化，不能回收。成形工藝復(fù)雜，大多只能采用模壓或?qū)訅悍?，生產(chǎn)效率低，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料。82.陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高模量、高硬度以及高耐溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能。但特有的脆性、抗熱振性能差等缺陷。83.碳/碳復(fù)合材料具有碳和石墨材料特有的優(yōu)點(diǎn)如低密度，優(yōu)異熱性能如耐燒蝕性、抗熱震性、高導(dǎo)熱性和低膨脹系數(shù)。同時(shí)還具有復(fù)合材料的高強(qiáng)度、高彈性模量。84.納米材料的特性：量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、納米材料的體積效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)。85.毛坯選擇的原則：⑴工藝性原則⑵適應(yīng)性原則⑶生產(chǎn)條件兼顧原則⑷經(jīng)濟(jì)性原則⑸可持續(xù)性發(fā)展原則。制作人：羅爽 絕無雷同 翻者必究

第五篇：熱成型技術(shù)（定稿）

王輝：熱成型技術(shù)可以幫助汽車節(jié)能減排http://auto.QQ.com

2009年10月20日18:31

騰訊汽車

我要評(píng)論(0)主持人：下面進(jìn)行今天最后一個(gè)主題演講。下面有請(qǐng)本特勒汽車工業(yè)亞太區(qū)車身技術(shù)總監(jiān)王輝博士。他演講的題目是汽車安全設(shè)計(jì)及車身輕量化——本特勒熱成型技術(shù)的應(yīng)用。

王輝：我叫王輝，我來自德國(guó)本特勒集團(tuán)。

不管現(xiàn)在的汽車動(dòng)力是混合型的動(dòng)力，還是電池的電動(dòng)力，汽車車身輕量化的問題是一個(gè)主要的問題，汽車越輕，同樣的動(dòng)力他跑得越快，在同樣的動(dòng)力下他跑得遠(yuǎn)。所以我們今天的題目主要是講一下怎么樣用現(xiàn)代的工業(yè)技術(shù)以及新材料把車身在滿足一些技術(shù)條件，比如說碰撞條件、干路條件下能滿足輕量化，在節(jié)能減排方面做一些貢獻(xiàn)。節(jié)能減排是一個(gè)大趨勢(shì)，本特勒作為全球最大的汽車零部件供應(yīng)商之一，我們可以說本特勒也在行動(dòng)以節(jié)能減排。

我今天題目主要有幾個(gè)部分，在技術(shù)報(bào)告之前，我用幾分鐘給大家介紹一下本特勒。另外，我再介紹一下關(guān)于二氧化碳的減排，這個(gè)題目今天我們前面的報(bào)告人都已經(jīng)介紹了，我再簡(jiǎn)單介紹一下。另外，在車身上面材料的使用，為什么使用這個(gè)材料，這個(gè)材料有什么好處。我以前在國(guó)內(nèi)做報(bào)告的題目就是這樣：對(duì)于不同的零件我們可以使用不同的材料，滿足他的技術(shù)要求，根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)來滿足輕量化的要求。另外，我給大家介紹我們近一兩年在市場(chǎng)上推廣的三個(gè)技術(shù)。最后，我要介紹三個(gè)例子，通過這三個(gè)例子大家可以看出來，作為節(jié)能減排，我們車的輕量化怎么能夠在車的設(shè)計(jì)過程中考慮到成本的要求、輕量化的要求、技術(shù)的要求。

首先，本特勒。本特勒是一個(gè)家族企業(yè)，它已經(jīng)存在了130年的歷史。他以前是一個(gè)鐵匠出身的，在50年代的時(shí)候，他曾經(jīng)生產(chǎn)過五千輛最小車。60年代，本特勒集團(tuán)分成三個(gè)分支，有鋼管、鋼材、汽車技術(shù)、貿(mào)易。我們今天主要講的是汽車貿(mào)易，在汽車貿(mào)易里面我們有三個(gè)產(chǎn)品部門，第一個(gè)是底盤部門，我是來自車身部門的。另外一套，我們還有發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣管道部門，另外，我們還有工程技術(shù)公司。本特勒全球在汽車行業(yè)總共在二十多家，有52個(gè)工廠16個(gè)研發(fā)中心，去年在汽車行業(yè)的銷售量是46億歐元，全球18000名員工。它的主要產(chǎn)品提前已經(jīng)提到了，主要是底盤，底盤部門有底盤零件和底盤模塊。我們還有車身件，車身件在車身里面，主要是A鑄、B鑄、前面保險(xiǎn)杠這些系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在汽車輕量化里面可以做很多的文章，因?yàn)樵谲嚿砝锩妫鲎彩且粋€(gè)主要的，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)汽車要打開國(guó)際的碰撞門，你必須考慮到你這個(gè)車的設(shè)計(jì)，怎么樣才能設(shè)計(jì)出一個(gè)車在國(guó)外歐洲碰撞的時(shí)候能夠達(dá)到它的五星、四星的要求。我們這里面主要的安全零部件就拆開了熱成型技術(shù)。我們主要發(fā)動(dòng)機(jī)的鋼管和排氣管道，我們公司還有一個(gè)鋼管廠，它是高強(qiáng)度的鋼管它的抗強(qiáng)度能夠到1600兆發(fā)左右。

這是我們公司以后要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展的未來，現(xiàn)在主要有三個(gè)：去年我們?cè)趪?guó)內(nèi)搞技術(shù)展覽的時(shí)候，我們已經(jīng)提到這三個(gè)模塊：這三個(gè)模塊一個(gè)是有效合理的利用資源。有效合理的利用資源主要是考慮加工，我們通過不同的創(chuàng)新、改革使我們的先進(jìn)工藝技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中去，使能源消耗降低。這樣我們有效的使用資源。另外，我們考慮到安全性。因?yàn)槠嚨陌踩允且粋€(gè)主要的課題，我們生產(chǎn)出來的車必須要安全。另外，就是環(huán)境保護(hù)，我們主要是考慮到怎樣使汽車輕量化以達(dá)到減排的效果。所以我們不但在汽車零部件里面使用熱成型技術(shù)，還有碳纖維材料，我們也可以提供這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。

接下來簡(jiǎn)單介紹我們公司的情況，我們公司在中國(guó)的業(yè)務(wù)也開展得很好，目前中國(guó)有四家工廠，兩家在上海，一家在長(zhǎng)春，另外一家在福州，而且我們公司是第一家把熱成型技術(shù)引入中國(guó)的公司。前面介紹了我們公司。

下面講一下我們下一個(gè)課題，這個(gè)課題主要是二氧化碳的規(guī)則。這個(gè)規(guī)則主要是歐共體定的規(guī)則。02年65%的車二氧化碳的排放量必須不能超過130克，05年，55%的車必須達(dá)到這個(gè)要求，如果不能達(dá)到這個(gè)要求，有一個(gè)懲罰，就是懲罰我們汽車廠，如果汽車廠超過一克，罰款五歐元，如果超過四克，每一克要付費(fèi)95歐元。從2019年以后，所有的車生產(chǎn)，如果超出了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，每一克都要罰款95歐元。這對(duì)汽車輕量化起到了很大的作用。這里面我們做了一個(gè)市場(chǎng)調(diào)查，如果車身或者整車的總量減輕一公斤，它的油耗可以節(jié)省多少升每公里，但是二氧化碳的排放量減少0.06克。這個(gè)0.06克是一個(gè)很小的數(shù)字，我們可以忽略不計(jì)，但是如果你從北京開到上海，來回跑一趟，二氧化碳的排放量就是很大的數(shù)字。而且如果你超過一克，從2012年開始，如果減輕重量一公斤，我就可以節(jié)省成本5.7歐元。這5.7歐元人民幣就是57塊錢。我們通過這個(gè)可以看出來，汽車的輕量化是非常關(guān)鍵的。在滿足節(jié)能減排的大趨勢(shì)下，作為一個(gè)汽車工程技術(shù)人員，必須要考慮到汽車的輕量化。我們做過一個(gè)調(diào)查，車身重量占整個(gè)車的40%，如果我們把車身減輕，整個(gè)車的重量就能夠減輕?，F(xiàn)在一般的設(shè)計(jì)都是單一的車型，我可以用全鋼板車身結(jié)構(gòu)，豪華車或者是奧迪車，全部是鋁合金材料。在將來我們要考慮的肯定是車身的多樣化，或者是材料的多樣化。你要用不同的材料到不同的零部件上面去。以滿足他的技術(shù)要求。這些材料比如說我們這里面說的有超高強(qiáng)度鋼，一般抗拉強(qiáng)度在800以上的我們叫它是超高強(qiáng)度鋼。比如說熱成型技術(shù)，它的抗拉程度可以到1500、1600。鋁合金、碳纖維復(fù)合材料，鎂合金，這些技術(shù)在我們公司里面都可以進(jìn)行設(shè)計(jì)以及進(jìn)行生產(chǎn)。而且我們有一些產(chǎn)品已經(jīng)在用這些方面的技術(shù)。

這是在德國(guó)汽車學(xué)會(huì)，由大眾汽車公司牽頭進(jìn)行的研究。它是超級(jí)輕量化的車。這個(gè)車身的設(shè)計(jì)是有180公斤。這個(gè)車型是一個(gè)高爾夫(圖庫(kù) 論壇)的車型，這個(gè)高爾夫車型現(xiàn)在是180公斤，跟高爾夫

3、高爾夫4對(duì)比，它的材料減輕30%多。鋁合金占了53%，有96公斤左右。鋼板、鋼材66公斤，鎂合金11公斤，還有一些塑料件，這里面可能還有碳纖維復(fù)合材料。大家如果看一看的話，這里面的技術(shù)用了很多，比如說灰色的是熱成型零部件，這里面表示，前面中央通道及以及底盤，底部通道，都是用高強(qiáng)度鋼。為了滿足側(cè)面碰撞，A如和門底下的踏板，都是用熱成型技術(shù)。再看這個(gè)車，這個(gè)車在歐洲碰撞已經(jīng)拿到五個(gè)星，如果我們對(duì)它進(jìn)行分析，看看哪些零部件我們可以改?？纯丛诖蟮牧悴考懿荒軠p輕它的重量。通過我們對(duì)前后保熱成型材料，對(duì)頂部、底部，我們整個(gè)可以做一下估算。在滿足這個(gè)技術(shù)要求情況下，碰撞要求、鋼度要求等等要求情況下，我們可以減輕重量66公斤，這個(gè)66公斤是什么概念？成本我們現(xiàn)在不要考慮。因?yàn)殇X合金和鎂合金的材料成本肯定是很高的。我們現(xiàn)在根據(jù)技術(shù)進(jìn)一步的創(chuàng)新，我估計(jì)成本肯定會(huì)降下來。我們考慮到二氧化碳的排放。這個(gè)排放我們可以考慮它在生產(chǎn)中，比如說復(fù)合材料或者是鋁合金，它在生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳提高了。但是，如果在使用期間它就降低了。而且在回收方面，因?yàn)閺?fù)合材料等等的回收產(chǎn)生的二氧化碳也提高了。所以我們把整個(gè)考慮一下，如果一個(gè)車的使用壽命是20萬公里，我們可以計(jì)算一下，它的二氧化碳的排放量可以減排670公斤。這670公斤我們除20萬公里，等于是我們每公里減排4克二氧化碳。你一公斤，或者是一克，如果沒有達(dá)標(biāo)，你必須罰款95歐元，4克相當(dāng)于400歐元左右，通過我們的分析，我們認(rèn)為有可能根據(jù)我們的技術(shù)，尤其是熱成型技術(shù)，我們能滿足節(jié)能減排的要求。前面談到了很多的熱成型技術(shù)，熱成型到底是什么樣的技術(shù)？熱成型其實(shí)是很簡(jiǎn)單的一個(gè)技術(shù)。大家可以看出來，這個(gè)工藝過程很簡(jiǎn)單，首先是開點(diǎn)、下料，進(jìn)行爐子的加溫，這個(gè)溫度一般是在950度左右加溫。加溫以后，一次沖壓成形，然后再進(jìn)行冷卻。這個(gè)技術(shù)和一般的沖壓技術(shù)的區(qū)別多了一個(gè)模子。模具里面有一套冷卻系統(tǒng)。它減輕重量，因?yàn)樗鼜?qiáng)度提高了，所以重量可以減輕。而且可以減少它里面加強(qiáng)板的數(shù)量，比如說我們可以看出來，這里面的中央通道是大眾車的一個(gè)通道，我們可以通過熱成型技術(shù)可以用到中央通道里面去，加強(qiáng)板等一些零部件就可以省掉了。因?yàn)槲覀兪且淮纬尚?，所以我們就需要一套模具。同時(shí)，它的成型的精度非常高。另外，它的碰撞的能力非常優(yōu)秀。

這是我們一般用在汽車材料上面的圖，我們也稱它為香蕉圖，因?yàn)樗男螤钕裣憬?。一般我們?guó)內(nèi)在車身的材料是在這個(gè)范圍之內(nèi)，它的強(qiáng)度是200兆帕，它的強(qiáng)度是40%，因?yàn)樗容^軟，比較容易成型。它的原始材料沒有加溫之前強(qiáng)度已經(jīng)很高了，延伸率15%。通過加熱，它的材料里面，晶體發(fā)生變化，然后變到這個(gè)程度情況下，我們進(jìn)行沖壓成形，這個(gè)材料一加熱950度以后，鋼板肯定還是軟的，在這個(gè)情況下加熱成型。成型的同時(shí)進(jìn)行冷卻。冷卻是軋果處理了，它的強(qiáng)度就提高了。熱成型技術(shù)和我們老祖宗以前造劍的技術(shù)是一樣的。王麻子菜刀很快，它的刀的成型也是經(jīng)過爐子里面燒，進(jìn)行錘打，到爐子里面冷卻。這個(gè)工藝的好處是它的成型在25秒到30秒這么很短的時(shí)間內(nèi)來完成。這個(gè)技術(shù)是很關(guān)鍵的。這個(gè)材料是1600兆帕，跟200兆帕相比，我們強(qiáng)了8倍。國(guó)內(nèi)的這些廠家經(jīng)常提這個(gè)問題，你這個(gè)材料技術(shù)好，哪個(gè)零部件我是第一優(yōu)選，比如說要熱成型技術(shù)。這里面是我們?cè)谑袌?chǎng)調(diào)查，上面這些圖形，所有這些零部件標(biāo)志，在06年以前都可以采用熱車型技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的。現(xiàn)在我們已經(jīng)拓寬了，比如說這個(gè)中央通道，在06年如果這個(gè)曲線進(jìn)行對(duì)比，本特勒每年可以生產(chǎn)八百萬件，而且BERU是在汽車零部件里面首選的零部件。

熱成型我們公司是全球領(lǐng)先的，我們不光停留在以前的熱成型技術(shù)上面，我們這幾年在熱成型技術(shù)開發(fā)獲得了很大的成功。比如說我們最里面一個(gè)技術(shù)，這個(gè)技術(shù)我們通過分析計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)這些零部件BERU的厚度，到底不部不要那么厚，中間厚一點(diǎn)，根據(jù)不同的厚度，我們可以在材料開展的過程中進(jìn)行汞壓，使得板的厚度根據(jù)我們的要求來調(diào)整軋汞的參數(shù)來滿足他不同的厚度。沖壓以后下料，下料以后進(jìn)行熱成型，最后沖壓成形。這里面的好處，我哪個(gè)地方厚就可以進(jìn)行熱成型加工，一套模具就可以滿足他的要求。這個(gè)技術(shù)我們已經(jīng)成功的用到了寶馬X5(圖庫(kù) 論壇)上面去。

另外一個(gè)，打補(bǔ)丁技術(shù)，在碰撞的時(shí)候，有機(jī)的部位會(huì)加強(qiáng)，加強(qiáng)需要加強(qiáng)板和加強(qiáng)金。我們?cè)贐ERU的技術(shù)里面，兩個(gè)料同時(shí)進(jìn)行下，下完了以后點(diǎn)焊連接起來，一起送到爐子里面加溫，一次成形，這個(gè)技術(shù)解決了：第一，省一套工序費(fèi)用。第二，如果你單獨(dú)進(jìn)行加工，最后技術(shù)組裝焊接的話，它的強(qiáng)度很高，焊接不在一起。這種技術(shù)它解決了撞碰帶來的困難。這里面大家要問了，你在加溫之前焊在一起了，再加熱以后再成型，這兩個(gè)點(diǎn)會(huì)不會(huì)脫落？我們可以解決這個(gè)問題。另外，局部進(jìn)行加熱，尤其在側(cè)面碰撞，它里面的要求特別高，最高的要求你頂部材料強(qiáng)一點(diǎn)，底部弱一點(diǎn)，所以碰撞的時(shí)候，底部吸收能量多一點(diǎn)。我們這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成功的運(yùn)用到了奧迪Q5(圖庫(kù) 論壇)的技術(shù)上面去了，奧迪Q5去年在歐洲獲得車身展的最優(yōu)秀獎(jiǎng)。一般碰撞的時(shí)候頂部變形小一點(diǎn)，底部變形大一點(diǎn)。如果我們以熱成型，不同材料局部加熱，底部變形很小，頂部變形很大，可以滿足碰撞的要求，使得底部能量吸收多一點(diǎn)，因?yàn)榈撞康目臻g比較大。在優(yōu)化的過程中我們發(fā)現(xiàn)，這里面有一個(gè)輕量化的對(duì)比。如果用冷成型，它的重量是8.7公斤，如果我們用這個(gè)技術(shù)，4.5公斤。整車的重量減輕4.3公斤。我們不斷的提高，還可以把重量減輕。

下面講三個(gè)例子。我們經(jīng)過分析、計(jì)算，完全可以做到把外面這個(gè)板熱成型，如果我們采用熱成型技術(shù)，連成的三件我們可以連件進(jìn)行組成，重量可以減輕八公斤，性能可以提高，成本上面少了一個(gè)零件，總量減輕了，裝配成本減少了。所以我們這個(gè)零件在葡萄牙進(jìn)行量產(chǎn)。另外，我們這里面做了一個(gè)例子，這個(gè)車已經(jīng)碰撞無形，但是由于車底很重，我們通過進(jìn)行比較可以看出來，這里面有五層板連接起來的，大家看這個(gè)照片，這個(gè)照片是這個(gè)車子的切割照片，這個(gè)車子是帕薩車車子的切面，這里面就是用熱成型技術(shù)，我們可以在保證它的性能的情況下，減輕車底的重量7%，這個(gè)7%的數(shù)字很小，但是這個(gè)車420公斤，7%的概念相當(dāng)于是30公斤左右。最后一個(gè)例子，我們把20年以前的車進(jìn)行分析，看這個(gè)車能不能滿足現(xiàn)在的歐洲碰撞要求。大家可以看出來，如果20年前的車與我們?cè)谧雠鲎?，全面的碰和?cè)面的碰，整個(gè)車壓縮得很大，我們對(duì)它進(jìn)行分析，以前用的車身材料沒有用高強(qiáng)度鋼，用600兆帕的鋼也是占8%左右。我們進(jìn)行優(yōu)化、分析，采用高強(qiáng)度鋼，我們可以發(fā)現(xiàn)，最里面優(yōu)化前和優(yōu)化后，我們可以減少它的變形將近800毫米，800毫米可以把里面的駕駛員的生命進(jìn)行保護(hù)，碰撞以后他沒有進(jìn)行壓縮。車內(nèi)碰撞可以減少500毫米。

這就是我今天要做的報(bào)告，謝謝大家！