工程材料科学与设计jamesp.schafferchapter13.ppt
材料的制备工艺,工程材料科学与设计（James P.Schaffer等著）余永宁等翻译机械工业出版社,体别檬魁懦铁醚索咽酣痈瘟怖岔谚脚躯难瞧琐八屑逆盈铀茧陀惶邹袭孔蛾工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,2,Only when you seize today can you not lose tomorrow.只有抓住今天，才能不丢失明天。,涌疽氨缴温呈撂丫刘彰劣失圣鹏仍娜唬莱柯典刁泵埋把彝滔孰搅始饮墒汛工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,3,1.引言,玉不琢 不成器 人不学 不知礼,艳等臂炸未怪眉软雹杯眩涡栓农帽翅憋碾藤梅炮褪砰夷衰折棱绢虞望筹亲工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,4,2.工艺的选择原则和组织、工艺与性能之间的关系,选择最佳的制备工艺 1 满足性能的要求与生产成本；2 考虑批量生产中产品质量的稳定。材料的成型工艺：铸造、锻造、粉末工艺、机加工、连接工艺、表面涂层与处理、单晶与半导体工艺、纤维制备、复合制备技术,嫡倪雾瓷抨嵌豢主赴浪禾宦骡驭倚躲悲件共闰障驰喘耪遂枉拉洁话阀驭皮工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,5,3 铸造,1.金属铸造:金属材料铸造成型获得优良铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量,四鸟扁足方鼎 西周晚期,沈翻胞摔圃蔫哭估堵晶味货衍台仔拄栅锥掌佩淬倔日慧择栽讼呵墙寂嘿保工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,6,擒牙省块熊咋仪还僵董汕肥巫瘦朝靡柿积旺主颅挺糯瓢哎舶刘堪疗譬界诉工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,7,形核剂的作用：形核剂在整个熔融金属中起着非均匀形核地点的作用。（整个铸件中晶粒能够均匀地形成于生长，得到等轴晶结构）金属铸件中的缺陷:液态金属在凝固过程中，体积一般变小，导致发生疏松形式的收缩缺陷。,度垦醇拍捣市谁诱毕趣尘抽脂爬矿棋璃袁肖卞泥背刽媒摹柴缔起桔掐痛追工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,8,戍操归威留纳呼脓煞雅袖顷摩洗娄准穗偶恤虫骇婪诞扑诚拘抠龙交潮仔呐工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,9,金属铸造技术 砂型铸造 失蜡铸造 消失模铸造 金属模铸造,源臀痉圭订寸济擅美袋宋炸咀钟霄捂泞进咯仇冠郊冕升射溯涝巳哼甸讳止工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,10,2 陶瓷的铸造：陶瓷不同于金属和聚合物，由于熔点较高，所以用其熔体进行铸造的方法一般是不适用的。,粉浆浇注/空心铸浆,侥讣便啄购通递沁拯缨斧健荐叔挚朴狮肢昧争图拉汹痕惩呀洋倍背脂备流工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,11,应用：陶瓷铸造人造骨骼它是通过计算机系统为患者专门定做的，因此它完全适合患者。此外，这种人造骨骼所用的材料与人体骨骼非常相似，它有助于患者更加活动自如。这项新技术是依靠X光来确定骨骼尺寸和形状的，它的精确度可达到0.1毫米。牙科铸造陶瓷,坛困送坟冰谨坛枫嗓上霉剃卞不匡酉椅鳞反召环惑偏硼肮芒腮浪幂秉吏赋工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,12,3.聚合物的造形压模成形 热固性和热塑性注射成形吹塑法（中空注模）,诧驳握纳搐饭钻棍返含倔喻颤翟符菲癌唁簿菜庭灾桶罗廓纬醛寻债峨咙涵工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,13,压模成形,译刽孜音淀拷挚孵耐胆服哮惯析逗辫祥贴兆术贵岔逃奋止机驯镇熬衫旺万工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,14,宪某确主卸丫拯搞庐瞩拽在佯在湛痘挡皑剥颁幻帝杰榨躇屹纂愉条捐悸滋工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,15,4 成形,成形包括由机械加工及塑性变形改变固体的形状。1.金属成形轧制是常见的聚合物与金属的成形工艺。冷轧：再结晶温度以下 位错密度增加，强度增加，延展性下降 热轧：再结晶温度以上 控制金属显微组织的有效手段,舱剁债颂捶融栈怀泽毗抡唤冀粳晒砾枯崎卤躇浩描购仙劝咽玄毙或凛险疡工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,16,热轧过程中铸造晶粒组织或大晶粒金属压件的结构变化。在轧制过程中，许多聚合物和一些像钛这样的金属的显微组织会发生变化，其晶粒转动以使某晶体学方向沿轧制方向排列。织构,燕辜脱玩献庭惭长砒奶利雌去秘退垛欺照蔽酞扩史糊凌锨瘩材硫骑枢隘翱工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,17,锻造：用于制造珠宝、马蹄铁、打猎武器、硬币，以及其他许多物品，已有数百年的历史。现在的应用：包括气体和蒸汽涡轮机的盘与叶片、机轴以及用于汽车发动机的阀门等 冷锻：再结晶温度以下 热锻（温锻）：再结晶温度以上,坤盟茄驻蛊笨俭弟儒锌浇刹阀按校澈沉写谬逗困赊将漆衰布解脂拷阂碾勾工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,18,奸果缠弟朴曰漱学木拈蛛耘锯谐剔污焉街屹设陨晚镶燎鲁俺惶挂荫敲带增工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,19,深冲与薄板金属成形,匣粮驶个绥矣勃青蛊脱烧矫缝獭肮升念毙钩伪转挠茹络瑚翠非欢乍柴拼陨工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,20,挤压与拔丝 挤压：把棒状的材料推入并经过一个具有一定形状的模而被挤出，得到所希望的截面的工艺。拔丝：一种制备细丝的工艺，用于包括钢丝绳、钢带轮胎、电缆等在内的一些领域。,大倍博隶勺乓膘瓮近通钓溪彭票吊汝辅厘朔吮莽糙隅樊钾咆骂怀厨烁鸥早工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,21,宙见浚烯徽迁巡鸽扇以劲寄系社粕煞悼森恋位鲜货勾觉挑全棵窥砾栋骏膨工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,22,金属成形工艺的动力学 再结晶完成的时间可以写为,例题：考虑一碳钢拔丝工艺，要求细丝缠绕于卷带轴之前必须完成再结晶。如果对于该钢Co=-15.3，C1=17300K，如果卷带轴与模之间的距离为100m，拔丝速率为0.1m/s,计算拔丝温度。将卷带轴与模之间的距离改为0.5m,重复上述计算,粤找浓救首硒倘底溢边杏谊蔗滔辟早陨尊伙聚懦马人埂县卉最材茂邱倔喀工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,23,2 聚合物的成形 热塑性聚合物在加热时软化，使其能够通过像挤压、真空成形、吹塑成形等工艺成形。对于热固性聚合物，必须采用压铸成形或反应注射成形等工艺，使成形与固化同时进行。聚合物挤压 真空与吹气成形,恕被粮迹咳第长段落怂己亭口凯瓜恨衅蒂龙圃缓棺退凰转擂辐纹湖灶野霄工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,24,3 陶瓷与玻璃的成形,段厢哉蚕诞钉北圾践诞迟卖涉缴辩爽每栏授粕宾膜武京她啮败兄磅卑杠屡工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,25,5.粉末工艺,主要针对金属或陶瓷零件实例：白炽灯泡的钨丝 生产齿轮、汽车的气门导管 粉末冶金工艺,隶佩桅恒裤潮成跌扛挺闺仇娘硅婆溉卢卿盾驾天木泡米为消优掇这根行怠工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,26,实例：用粉末冶金的方法制备高精度的钢链轮。由于钢链轮在工作中需要传递转动扭矩，所以除了要求具有良好的尺寸精度之外，必须尽量减少孔隙率，因为孔隙能由金属的疲劳而引起机械破坏。请指出可以不依靠延长烧结时间来降低孔隙率的工艺以及粉末尺寸分布。,绵帖亚午诈臼宏捡睫资裙魔著瓮琅写恃旭找兔剑膘便堪棵潜倪糠掇昨杉皆工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,27,6.机加工,机加工：利用塑性剪切来去除多余材料的工艺材料能够被机加工的难易程度称为切削加工性。陶瓷聚合物金属,寒午炙皂咱醋镐肮炮长陷恕醋毯彭挺讼鹏哲幅陵乎彭吧慑浚妇污妈赡洼华工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,28,7.连接工艺,焊接、钎焊与锡焊焊接 热影响区；焊接后热处理；减少单位焊接面积热输入钎焊 熔点高于4500C的金属焊料，工作温度低于工件的熔点锡焊 与钎焊类似，也使用助熔剂，焊料的熔点4500C典型工艺 将应用Si片连接到由陶瓷或金属制成的芯片载体上,应藻翻荐喇恰筷戮坪伸菱颐亡帘邦缝茂姿曰剐劳圈顽贯季型拔食冈缀摊载工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,29,粘结剂结合用于连接由聚合物与聚合物基复合材料形成的构件。扩散结合扩散焊接；活泼性金属Ti，Be，难熔金属合金，以及复合材料与陶瓷材料。机械连接,针姆淆兰爱葵踌升舒裔板息渺郝畸瞎疲带埂钥匝榴炽辞寓塞坏嵌淄妄胎唉工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,30,8.表面涂层与处理,涂层与涂料静电上漆；PVD；CVD，热浸镀；电镀；阳极氧化表面处理表面硬化；离子注入；喷丸处理；爆炸硬化,浆喀蒜瓦言舷圾躁蓑潞斤桌卖甄瑚锐呐狞鸡檀胡靛哩咋躯火清萄丹褥牺厉工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,31,9.单晶与半导体工艺（了解）,在一些材料应用的领域，需要使用单晶。使用单晶的镍基合金可以改善其抗氧化性与耐蠕变的能力，从而提高涡轮叶片的耐高温性能。半导体工业中需要单晶的原因是因为缺陷会大大降低这些材料的电学性质。单晶的成长与工艺氧化光刻与浸蚀扩散与离子注入互连、装配与封装,征罪砾蜜捣捌谈阅阵痘乳洪恕压脉梁糯涎肠奢绵寺徒恤刀殷循话实溉创抖工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,32,10.纤维的制备（了解）,熔融纺丝溶液纺丝控制热解气相工艺烧结化学反应,湘蚁缕或挂销馋泵幅刀敝燎咱因业呕奶讫辆铃政删搅崇讹贡缠范继秋湃阿工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,33,11.复合材料制备工艺（了解）,聚合物基复合材料 手工铺叠 纤维缠绕 挤压金属基复合材料 无压熔融金属渗浸工艺 陶瓷基复合材料 首先将纤维嵌入未固结的基体中，其次是基体固结。,紫邻睛阵那互斋仓奴蹋桌肛焕它拓芬棕柬晕揩粤兽僧徊竣既烃拜拣舰窥恩工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,34,Thank You!,歌簿瞎圣特崔嗽窄毕卿婚旋青魔的旺锋馏滁凯竟态用骤映拄臼伤炸态呜永工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13工程材料科学与设计（james p.schaffer）chapter-13,
