材料科学基础石德珂_范文大全

材料科学基础石德珂

【范文精选】材料科学基础石德珂

【范文大全】材料科学基础石德珂

【专家解析】材料科学基础石德珂

【优秀范文】材料科学基础石德珂

范文一:材料科学基础(石德珂)重点 投稿:丁线绀

固溶体:以合金中某一组元作为溶剂,其他组元作为溶质,所形成的与溶剂有相同的晶体结构、晶格常数稍有变化的固相称为固溶体

无限固溶:溶质能以任何比例溶入溶剂中,形成完全互溶的固溶体

小角度晶界:晶界两侧晶粒位相差角小于10°的晶界,基本上由位错组成

大角度晶界:相邻两晶粒的位相差大于10度的晶界

珠光体:铁碳平衡相图的共析反应产物,是铁素体与渗碳体的共析混合物

超点阵:溶质原子呈完全有序分布的固溶体为有序固溶体,或称超点阵

全位错:柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错

共晶转变:由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变

多晶型转变:当外界条件改变时,元素的晶体结构可以发生转变,把金属的这种转变称为多晶型转变

离子晶体:由正负离子通过离子键按一定方式堆积起来而形成的晶体

置换固溶体:溶质原子占据了溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体

间隙固溶体:溶质原子进入溶剂晶格的间隙所形成的固溶体

不全位错:柏氏矢量小于点阵矢量的称为不全位错

包晶转变: 由一个特定成分的固相和液相生成另一个特点成分固相的转变

固溶强化:由于溶质原子的固溶而引起的强化叫固溶强化

堆垛层错: 实际晶体结构中,密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏而错排

位错密度:单位体积晶体中所包含的位错线的总长度

柯氏气团:溶质原子与位错交互作用后,在周围偏聚的现象称为柯氏气团

比基体小的置换式原子和空位被吸引到刃位错周围的压缩区,而比基体间隙大的间隙原子和置换原子被吸引到刃位错的扩张区,这种溶质原子偏聚与刃位错产生的弹性交互作用称为Cottrell气团。

超离子导电性:一部分离子晶体的扩散激活能很低,在室温下有较高的导电率

螺位错:柏氏矢量平行于位错线的位错

刃位错:柏氏矢量与位错线垂直的位错

扩展位错:两个不全位错中间夹一层错的位错组态

全位错:位错的柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍的位错

不全位错:柏氏矢量小于单位点阵矢量的位错

一次键:结合力较强,在分子内起键合作用的强键。包括离子键共价键和金属键 二次键:结合力较弱,分子之间的相互作用大都为弱键包括范德瓦耳斯键和氢键 相:结构相同,物理和化学性质完全均匀的部分

交滑移:螺位错在滑移面上滑移受阻后,绕到与此滑移面相交的另一个滑移面上滑移

组元:材料中基本的、独立的物质,可以是纯元素、也可以是化合物,及金属和非金属元素 合金:由两种或两种以上的金属和非金属组成的、具有金属特性的物质

相变:相与相之间的转变成为相变

吉布斯相律:处于热力学平衡状态的系统中,自由度与组元和相数之间的关系

伪共晶:在不平衡结晶的条件下,不在共晶成分点处的合金,也能全部转变成共晶组织 共析反应:一个特定成分的固相生成另外两个特定成分的固相

过饱和点缺陷:晶体中的点缺陷数量超过了其平衡浓度

位错反应:位错除相互作用外,还可能发生分解或合成

均匀形核:在均一的液相中靠自身的结构起伏和能量起伏形成新相核心的过程

非均匀形核:形核依附于液相中某种固体表面(外来杂质表面或容器壁)上形成的过程 形核率:单位时间、单位体积内液相中形成的晶核数目

平均分配系数:合金平衡凝固时,固相的成分与液相成分的比值

渗碳体:Fe3C,是铁与碳的间隙化合物,其含碳量为6.69%,是铁碳合金中的重要基本相 滑移:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面(滑移面)和晶向(滑移方向)产生相对位移,且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式

派-拉力:在理想晶体中位错在点阵周期场中运动时所需克服的阻力

孪生:晶体在切应力作用下,沿一定的晶面(孪晶面)和晶向(孪晶方向),在一个区域内发生连续的切变,使已变形的晶体部分与未变形的晶体部分保持镜面对称的关系,即产生孪晶的过程

临界切应力:单晶体受拉伸,当拉伸轴沿一定晶向,只有当外应力在某个滑移面的滑移方向上的分切应力达到某一临界值时,晶体开始滑移,产生变形,这一临界应力值就称临界切分应力

形变织构:在塑性变形中,随着变形量的增加,多晶体中原来为向互不相同的晶粒在空间位向上呈现一定程度的一致

组织:各相晶粒的相对含量、尺寸大小、形状分布等形貌特征,有多相组织、单相组织 间隙化合物:半径较小的非金属原子(C、N、B、O等),处于过渡族金属晶体的间隙中,形成的化合物称为间隙化合物

固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高

一次固溶体:溶剂原子为单质(纯元素)的固溶体称为一次固溶体

二次固溶体:溶剂为化合物的固溶体为二次固溶体

同素异构:同种组分金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构的现象

攀移:刃位错在垂直于滑移面是方向上的运动

有序化:有序固溶体在某一温度以上可以转变成无序固溶体,重新冷却到该温度以下时又转变成有序固溶体,这一转变过程为有序化

辨析题

相的特点:相与相之间存在有明显的界面;界面两端,物质性质有飞跃性的改变;一个体系中可以存在一个或多个相。

间隙固溶体:属于固溶体,小原子位于间隙位置;

间隙化合物:属于中间相的一种,非金属原子也处于化合物的间隙位置。

相同点:小原子都处于间隙位置

不同点:一个属于固溶体,一个属于中间相化合物

简答题

1. 请写出七大晶系中的4种晶系,十四种布拉菲点阵中的8种布拉菲点阵 2. 请从结构上说明为什么金刚石具有高强度和高硬度

在金刚石晶体内部,金刚石结构属于面心立方晶系,每一个碳原子都与周围的4个碳原子紧密结合的共价键,具有饱和性和方向性,形成一种致密的三维结构。这是一种在其他矿物中都未曾见到过的特殊结构。而且,这种致密的结构,使得金刚石的密度为每立方厘米约3.5克,大约是石墨密度的

1.5倍。正是这种致密的结构,使得金刚石具有最大的硬度

3. 简述铸锭组织的三晶区的特点:

外表层的细晶区:晶粒细小、组织致密、力学性能良好;中间的柱状晶区:晶粒取向、组织致密、缺陷聚集、塑性较差;心部的等轴晶区:晶粒无方向性、树枝状晶体、组织不够致密、性能一般

讨论题(16分)

从位错角度说明金属的强化机制。

讨论题要从位错角度解释,具体从固溶强化、细晶强化、加工硬化和沉淀弥散强化等手段说明,这些手段都与阻碍位错的运动有关。(固溶强化产生的晶格畸变、溶质原子与位错的交互作用,晶界,塑性变形产生的位错及沉淀析出的第二相粒子对位错运动的阻碍作用)

范文二:材料科学基础第二版(石德珂著)机械工业出版社课后答案 投稿:唐芐芑

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范文三:中国石油大学材料科学基础考纲 投稿:黄鑶鑷

2010年考试大纲 -《材料科学基础》

已浏览: 615次 作者: 来源: 发布时间:2009年09月23日 11:19:25[字体大小:小 中 大] 课程名称:材料科学基础

适用专业:材料科学与工程

参考书目:《材料科学基础》哈尔滨工业大学出版社,2002 赵品;

《材料科学基础》西北工业大学出版社刘智恩

考试内容要求:

一、材料的结构

1.材料键合方式、晶体与非晶体、晶胞、晶系、晶面指数与晶向指数及其关系、晶面间距、晶带、布拉菲点阵;

2.三种典型金属晶体的原子排列方式、晶胞原子数、配位数、致密度、密排晶向与密排晶面、晶格间隙、晶体原子的堆垛方式;

3.常见共价晶体、离子晶体的结构;

4.合金的相结构:相、组织、固溶体和中间相的分类与性能;

二、晶体缺陷

1、点缺陷、位错、面缺陷的基本概念;

2、位错的类型、柏氏矢量、位错的运动(滑移与攀移)、位错的分解与合成、实际晶体中的单位位错、位错的增殖;

3、面缺陷的类型及晶界特性。

三、金属的结晶

1、金属结晶规律、过冷现象、结晶的热力学条件;

2、均匀与非均匀形核、临界晶核半径、形核功,晶体长大机制与形态;

3、晶粒尺寸控制、单晶、准晶、非晶获得方法。

四、二元相图

1、相平衡、相律、杠杆定律;

2、匀晶、共晶与包晶三大类相图的平衡凝固过程分析、组织形貌及平衡相、平衡组织计算;不平衡结晶及组织;

五、铁碳相图

1、Fe—Fe3C相图的特征温度点、碳含量、转变线、各区域的组织与组成相、

铁碳合金的分类、各种典型合金冷却过程分析与相、组织含量计算。

2、含碳量对碳钢平衡组织和性能的影响;钢中的主要杂质及对性能的影响;

3、铸锭的三晶区域及其形成机制、影响因素及铸锭的宏观组织缺陷。

六、金属的塑性变形

1、单晶体的塑性变形、晶体滑移的位错机制、滑移面、滑移方向、滑移系、

多滑移、交滑移;

2、多晶体的塑性变形,细晶强化;

3、塑性变形对金属组织与性能的影响;

4、金属强化的位错机制(包括:细晶强化、加工硬化、固溶强化、弥散强化)

七、回复与再结晶

1.冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化;

2.回复机制、影响再结晶因素及再结晶后晶粒大小控制、晶粒长大过程;

3.动态回复与动态再结晶,金属的热加工。

八、扩散

1、扩散第一、第二定律;

2、扩散机制、分类、影响扩散的因素。

试题类型:概念题、填空题、简述题、计算题、分析题。

具体要求:基本概念与基本原理清楚,并能够利用其计算与分析。

范文四:00材料科学基础 投稿:袁嬩嬪

材料科学基础(Ⅰ)

教 授

授课教师:席 慧智

1.材料科学与工程概述

„

材料:自然科学范畴的材料,是指具有一定的种 类、数量和性能,能够制造有用构件、器件或物 品的固体物质。

航天飞机

里根号航母

核聚变装置

集结着数以亿计的 原子纳米晶体管 晶体管、电阻、电 容的奔腾芯片 !

☆材料的分类

• 按材料的性能特征分为:结构材料和功能材料。 • 按材料的组成和结构特点分为:金属材料、无机非 金属材料(陶瓷材料)、高分子材料和复合材料。 • 按材料的用途分为:航空航天材料、舰船材料、电 子材料、能源材料、核材料、生物材料、 高温材料、建筑材料等。 • 按原子(广义)的排列特点分为:晶体材料、准晶 体材料和非晶态(玻璃/无定形物)材料。

• 人类文明进步的每一个重要历史阶段,无不伴 随着新材料的发现及新型工具的发明与利用。

石箭簇

陶器(仰韶文化)

秦兵马俑

东汉说唱陶俑

• 商司母戊

4000年前三星堆文化

越王剑

西汉

春秋金柄铁剑

战国凹形铁锄

后周沧州铁狮子 湖北当阳宋代铁塔

1405年郑和的绿眉毛帆船

英国人乔治·斯蒂芬森 1825年制造完成的“旅行”号

1903年12月17日,莱特 兄弟制造的第一架飞机

上海磁悬浮列车

空客A380

中国最新式99G主战坦克

最新型导弹驱逐舰广州号

• 材料科学: 是一门自然科学,主要涉及 有关材料内在组织、性能和加工 之间关系的基础知识研究。 Materials science: a scientific discipline which is primarily concerned with the search for basic knowledge about the internal structure, properties, and processing of materials.

• 材料工程: 是一门工程技术,主要研究有关材料 学基本原理的应用和应用知识,从而将 材料转变为社会需求或需要的产品。 Materials engineering: an engineering discipline which is primarily concerned with use of fundamental and applied knowledge of materials so that they can be converted into products needed or desired by society

• 材料科学与工程:

材料科学 材料科学与工程 材料工程

材料科学 基础知识

工程材料组织、性 质、加工和使用性 能的综合知识

材料科学 应用知识

• 材料科学与工程技术之间有密不可分的内 在联系,因此人们常常把两者连在一起, 称为材料科学与工程 (Materials Science and Engineering ),或者材料科学与技术 (Materials Science and Technology)。

2.材料科学与工程的内涵

• 材料科学与工程由四个基本要素构成:材料 的成分,材料的制备、合成与加工,材料的 组织及结构,材料的性质与性能。 • 材料科学与工程是研究这四个基本要素的内 在规律、四个要素之间的内在联系

以及影响 因素的一门科学。 • 历史证明,材料是人类文明进步和社会发展 的物资基础和技术先导。由于材料在现代工 业、农业、国防技术和科技进步中的重要地 位,材料科学与信息科学和生命科学被誉为 支撑现代文明的三大支柱。

• 美、日等技术先进国家对材料科学极为重视。美 国国家研究委员会指出,材料科学与工程正进入 一个史无前例的智能挑战和高产时期,在跨入下 一个世纪(21世纪)时,它是高新技术发展的一 个关键,并且对国计民生、国家安全以及增强国 际市场的竞争能力都有举足轻重的影响。 • 美、日等国从事材料科学与工程教育的学者,针 对不同工程领域的前沿问题,不断加强材料科学 的教学力度,对培养和造就掌握材料科学知识的 高素质人才、推动本国科学技术的长足发展起到 重要作用,使这些国家在航空航天、海洋船舶、 精密机械、汽车工程、动力机械等技术领域始终 保持世界领先地位。

• 我国对材料科学与工程方面的高素质人才 培养也极为重视。在863计划中,新材料领 域的战略目标之一,是培养和造就一支高 水平的从事新材料研究、开发和管理的科 技人才队伍。 • 材料科学与工程专业的同学,应该充分意 识到自己的责任感和使命感,努力学习, 奋发图强,早日成才,为推动我国 “三海 一核”(船舶工业、海军装备、海洋开发、 核能应用) 事业的快速发展做出贡献。

3.《材料科学基础》教学大纲简介

1)课程基本信息: • 课程性质:学科基础理论必修课 • 考核方式:考试(闭卷笔试) • 总学时:80(第3学期40+第4学期40) • 总学分:5 2)课程目的和任务: 《材料科学基础》是材料和冶金类专业的一门 主干课,也是材料科学与工程专业的主要技术基础 课。通过授课、实验、课堂讨论和实践等环节,将 金属学原理、陶瓷学和高分子材料物理的基础理论 融为一体,以研究材料共性规律,即研究材料的成 分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系, 指导材料的设计和应用,为学习后续专业课程、从 事材料科学研究和工程技术工作奠定理论基础。

3)教学基本要求 (含素质教育 和创新能力培养) (含 通过本课程的学习,学生必须 掌握有关各种材料的晶体结构与缺 陷、凝聚与相图、变形与断裂、回 复与再结晶、扩散、固态转变、金 属材料学、陶瓷材料学、高分子材 料学、复合材料学的基础理论以及 研究材料学有关问题的基本方法。

• 我国高等教育改革的核心任务,是全面推行 素质教育,培养创新型人才 。大学的诸多任 务中,培养创新型人才是其首要任务。创新 型人才是

新知识的创造者、新技术的发明者、 新学科的创建者,是科技新突破、发展新途 径的引领者和开拓者,是国家发展的宝贵战 略资源 • 周济指出:素质教育的核心阵地在学校、在 课程、在教学。本课程将适当加强理论教学 深度,引导学生自觉地探求材料学有关知识 的发生、发展和理论体系形成的原过程,学 生不仅要重视现象和结论,更要注重了解和 掌握相关的理论及其演变过程。要注意材料 学知识体系的完整性和系统性,力求做到知 识结构的框架完整、条理清晰、内容充实、 知识全面。

4)教学内容学时分配

• 第3学期 教学时数:40学时; 教学内容: 共4章,包括 第1章:材料的结构; 第2章:晶体缺陷; 第3章:纯物质的凝固; 第4章:二元相图 • 第4学期 教学时数:40学时; 教学内容: 共9章,包括 第5章:三元相图; 第6章:材料塑性变形; 第7章:回复与再结晶; 第8章:扩散; 第9章:金属材料基础; [第10章:高分子材料 ; 第11章:陶瓷材料; 第12章:复合材料; 第13章:功能材料基础; ]

5)教学方法及教学手段 • 采用课堂教学为主、多媒体教学和研讨式教学为辅 的多种方法相结合的教学模式。 6)上机实验内容、作业 • 本课程无任何实验内容; • 每章课后布置一定量习题作为作业。 7)前续课程、后续课程 • 前修课程:大学物理、化学,物理化学、工程制图 • 后续课程:分析测试方法,材料力学性能,材料热 加工原理及工艺、材料学等专业课。 8)考勤与考核 • 考勤:每次课自行签到,3次无故不签到者,请勿参 加考试。 • 考核:闭卷笔试,百分制评定成绩。

哈工程大学教师课堂教学质量测评指标(学生用)08.7.3

序号 1 2 指 标 权重(%) 15 15 含 义 师德师风 教学态度 您认为该教师为人师表、关爱学生吗? 您认为该教师对教学工作认真负责、有 热情、讲课投入吗? 您满意授课内容吗?教师讲课是否重点 突出、反应前沿? 该教师是否采用启发式教学?研讨、互 动做得好吗? 您认为该教师表述生动、板书规范吗? 学习了本课程,您感觉收获大吗? [与后续课程的关系及影响;学习方法等]

3 4 5 6

教学内容 教学方法 教学艺术 教学效果

20 20 15 15

范文五:材料科学基础第一章 投稿:蒋腵腶

材料科学基础大作业——第1、2章 晶体结构

2015年9月9日

班级: 姓名: 学号: 分数:

一、名词解释:

固溶体、中间相、空间点阵、结合力、晶体、晶胞、固溶强化、相、正常价化合物、电子化合物、合金,各向异性、多晶型性、晶界、亚结构

二、填空

1. 金属键没有

2. 由于原子间结合力和 结合能的存在,金属原子趋于规则紧密的排列。原子间最大结合力对应着金属的 。键能决定了金属的 和 。

3. 自然界中的晶体结构各不相同,根据晶胞的和可将晶体结构分为14中空间点阵,归属于个 晶系。其中最典型的三中晶体结构分别为bcc 、fcc 和

4.能够反映晶胞中原子排列紧密程度的两个参数为其中fcc和hcp的两个参数均相同,分别为和。bcc的两个参数非别为 和 。

5. fcc和hcp的堆垛方式分别为ABCABC……和ABAB……,当某些晶面堆垛顺序发生局部差错即产生 晶体缺陷时,可能在fcc晶体结构中出现hcp的特征。

6. bcc、fcc和hcp三种晶体结构中均存在四面体和八面体两种晶格间隙,间隙原子通常溶解于 体间隙。

7. [221]与(221)的位置关系为。[110]和(001)的位置关系为

8. 塑性变形时,滑移通常沿着密排面和密排方向进行。bcc的密排面为 ,密排方向为 。fcc的密排面为 ,密排方向为 。

9. 铁的三种同素异构体分别为

10.点缺陷主要包括三种类型,分别为哪类点缺陷都会造成其周围出现一个涉及几个原子间距范围的弹性畸变区,称为 。

11.小角度晶界指的是相邻两晶粒的位向差小于系列相隔一定距离的 型位错所组成,扭转晶界由相互交叉的 位错所组成。

12.具有不同的两相之间的分界面称为相界。其中界面能最高的是 界面,应变能最高的界面是 界面。

三、判断

1. 晶体区别于非晶体的一个重要特征就是晶体有固定的熔点,二者之间在任何情况下都不能进行转变,即晶体不可能转变为非晶体,非晶体也不可能转变为晶体。( )

2. bcc和fcc均属于立方晶系,hcp属于六方晶系。( 错 )

3. bcc、fcc和hcp晶胞内分别包含有2、4、6个原子,因其原子数不同,所以其间隙的数量亦不相同。( 错 )

4. 100,010,001和100,010,001属于一个晶向族;

( ) 100,010,001和100,010,001属于一个晶面族100。

5. 单晶体具有各向异性是由于金属原子在各晶向上排列的紧密程度不同所致。多晶体在性能上不显示,其原因是多晶体在各个晶向上原子排列的紧密程度相同。( )

6.刃型位错线与晶体的滑移方向相垂直,螺型位错线与晶体的滑移方向平行;两种位错线运动的方向均垂直于位错线。( )

7. 一条位错线的柏氏矢量与柏氏回路的大小及回路在位错线上的位置有关,因此沿位错线任意移动或者扩大回路,都将影响柏氏矢量。( )

8. 晶体易于使其密排面裸露在表面,这是由于晶体的密排面表面能小。( )

9. 晶粒越细小,金属材料的强度、硬度越高,塑性、韧性越好。( )

10.晶界处缺陷多,因此原子扩散速度快,且其熔点低,易于腐蚀和氧化。( )

四、简答题

1、归纳总结三种典型的晶体结构的晶体学特征。

2、固溶体与金属化合物有何异同点?

3、影响置换固溶体溶解度的因素有哪些?

4、晶界具有哪些特性?

5、位错反应的条件是什么?

6、金属中缺陷有哪些?其特征分别有哪些?

7、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点?

8、空间点阵与晶体结构有哪些区别?

10、在立方晶系中,一晶面在x轴的截距是1,在y轴的截距是0.5,且平行于z轴,一晶向上某点坐标为x=0.5,y=0,z=1,求出其晶面指数和晶向指数。

五、计算及作图

1、Mn的同素异构体有一为立方结构,其晶格常数为0.632nm,ρ为7.26g/cm3,r为0.112nm,问Mn晶胞中有几个原子,其致密度为多少?

2、a)按晶体的钢球模型,若球的直径不变,当Fe从fcc转变为bcc时,计算其体积膨胀多少?b)经x射线衍射测定在912℃时,α-Fe的a=0.2892nm,γ-Fe的a=0.3633nm, 计算从γ-Fe转变为α-Fe时,其体积膨胀为多少?与a)相比,说明其差别原因。

3.作图表示立方晶系123,012晶面和102(16分) ,346晶向。

4、写出立方晶系的晶面间距公式,并将下述(100、(123)、(110)、(210)、(111)(200)按晶面间距从大到小的顺序排列。

范文六:材料科学基础论文 投稿:龙宻宼

材料科学基础在光机电一体化中的应用

摘 要:材料科学的形成是科学技术发展的结果。随着现在科学技术迅猛发展的趋势,对材料的研究提出了更高的要求;同时推动了材料科学向前发展。通过对材料科学的学习,可以对各种类型材料有一个更深入的了解。身为一个机械制造及其自动化专业的研究生,无时无刻都要与材料打交道;这对我以后在光机电一体化方向的研究将受益匪浅。

关键词:材料科学 科学技术 光机电一体化

引言

材料科学是研究材料的组织结构、性质、生产流程和使用效能,以及它们之间相互关系的科学。材料科学是多学科交叉与结合的结晶,是一门与工程技术密不可分的应用科学。材料的广泛应用是材料科学与技术发展的主要动力。在实验室具有优越性能的材料,不等于在实际工作条件下能得到应用,必须通过应用研究做出判断,而后采取有效措施进行改进。材料在制成零部件以后的使用寿命的确定是材料应用研究的另一方面,关系到安全设计和经济设计,关系到有效利用材料和合理选材。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西,从而指导材料的改进和发展。由于光机电一体化产品的主要功能和结构功能,往往是以机械技术为主实现的,所以机械结构的稳定性将直接影响到系统的稳定性和可靠性;而机械结构的稳定性离不开机械结构的材料。光机电一体化产品的小、巧、轻、薄、高精度等特点,对机械结构的材料也提出了更高的要求。

塑性变形与光机电一体化

光机电一体化技术是光学、机械学、电子学、信息处理与控制等多学科相互参透、相互融合而形成的边缘技术。其中机械技术是关于机械的机构以及利用这些机构传递运动的技术,它是光机电一体化技术的基础。机械机构就涉及材料科学的知识,包括材料的选择、材料的分析、材料的加工、材料的塑性变形等等。下面就简单分析一下金属材料的塑性变形与光机电一体化的关系。塑性变形在金属体内的分布是不均匀的,所以外力去除后,各部分的弹性恢复也不会完全一样,这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力,即残余应力。残余应力降低零件的尺寸稳定性,增大应力腐蚀的倾向。由此可见,金属的塑性变形,对金属的组织和性能影响很大,常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。而光机电一体化产品对精度的要求很高,就必须消除或者减小这些影响。金属经冷态塑性变形后,晶粒内部出现滑移带或孪晶带。各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。当变形量很大而且是沿着一个方向时,晶粒内原子排列的位向趋向一致,同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织,使金属产生各向异性。沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。当金属在热态下变形,由于发生了再结晶,晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向,但夹杂物拉长形成的纤维方向不变,金属仍有各向异性。因此,可以对经过冷变形的金属进行再结晶和回火处理。经过冷变形的金属,如加热到一定温度并保持一定的时间,原子的激活能增加到足够的活动力时,便会出现新的晶核,并成长为新的晶粒,这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后,冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。 材料科学的发展对光机电一体化技术的影响

研究与发展材料的目的在于应用,而材料必须通过合理的工艺流程才能制备出有实用价

值的材料来,通过批量生产才能成为工程材料。在将实验室的研究成果变成实用的工程材料过程中,材料的制备工艺、检测技术、计算机技术等起着重要的作用。材料的实用研究构成了材料科学与技术的结合点。未来的光机电一体化技术将朝着微型化、智能化、模块化、数字化、集成化、网络化、人性化、带源化、绿色化的方向发展。因此,这就对材料提出了更高的要求。随着高科技的发展,材料科学和新材料主要在以下几个方面得到发展,复合材料是结构材料发展的重点,其中主要包括树脂基高强度、高模量纤维复合材料,金属基复合材料,陶瓷基复合材料及碳碳基复合材料等。表面涂层或改性是另一类复合材料,其量大面广、经济实用,具有广阔的发展前景。功能材料与器件相结合,并趋于小型化与多功能化。特别是外延技术与超晶格理论的发展,使材料与器件的制备可以控制在原子尺度上,这将成为发展的重点。随着金属材料在性能价格比、工艺及现有装备上都具有明显优势,而且新品种不断涌现,今后仍将有很强的生命力。高分子材料还会大大发展,性能会更优异,特别是高分子功能材料正待开发。工程陶瓷将在性能提高、成本降低的条件下得到发展。功能陶瓷已在功能材料中占主要地位,还将不断发展。材料科学的发展给光机电一体化技术提供了更广阔的空间。

光机电一体化技术对材料科学发展的促进

材料科学的发展在很大程度上依赖于检测技术的提高。每一种新仪器和测试手段的发明创造,都对当时新材料的出现和发展起到了促进作用。1863年,光学显微镜用于金属材料的研究。随后又出现了电子显微镜、扫描电镜、高分辨率电镜,其点分辨率在0.2纳米左右,足以观察到原子,为研究材料的内部组织结构提供了先决条件。而后又出现扫描透射电镜、扫描隧道显微镜,不但可以观察到原子,分析出微小区域的化学成分和结构,还可用来进行原子加工,为在微观结构上设计新材料打下了基础。

检测技术又是控制材料工艺流程和产品质量的主要手段,其中无损检测不但可以检查材料的宏观缺陷,还可监控裂纹的萌生和发展,为材料的失效分析提供了依据。各种检测用传感器,利用物理、化学或生物原理来传递材料在使用和生产过程中所产生的信息,从而达到控制产品质量的目的。随着科学技术的发展,各种检测技术和检测装置不断更新,适应在线、动态及各种恶劣环境测试的检测装置将用于材料的研究和生产中。

光机电一体化产品的开发对材料科学的发展大有裨益,例如:我们实验室研究的具有国内先进水平的“自动显微镜系统多媒体互动实验平台”,可以自动调焦并获得材料的晶相组织,对检测材料的组织很有帮助。

结论

通过对材料科学基础的学习,使我了解到材料科学在机械行业中的重要性。它在我们的机械行业中扮演重要的角色。要想自己在生活在扮演重要的角色,就要努力的充实自己,不仅在科学文化知识的学习方面,还有在社会阅历和人际交往上努力提高自己。只有这样才能在竞争中不被淘汰。

随着国民经济的发展,创新意识的提高,材料科学基础扮演的角色越来越重要。我们在努力学习理论知识的同时,也要结合自己的研究方向把材料科学基础的知识运用到实践当中去,加强自己的动手能力。只有通过自己的实践,才能更好的理解理论,发现自己的问题;才能更好的学好材料科学基础。

参考文献

[1] 刘智恩.材料科学基础(第三版):西北工业大学出版社,1999.9.

[2] 萧泽新.光机电一体化系统及应用:华南理工大学出版社,2011.10.

[3] 萧泽新.工程光学设计(第二版):电子工业出版社,2008.2.10.

[4] 胡德林.金属学及热处理:西北工业大学出版社,1995.

[5] 于春田.金属基复合材料:冶金工业出版社,1995.

范文七:2013材料科学基础 投稿:彭濗濘

2013中科院上海硅酸盐研究所博士招生 材料科学基础试题

(任选5大题,总共8大题)

一、名词解释

1. 择优取向

2. 再结晶温度

3. 上坡扩散

4. 共晶反应

5. 伯氏矢量

二、试分别计算面心立方晶体和密排六方晶体的(001),(110),并根据计算结果比较其面间距和致密度间的关系。(20分)

三、在相应的晶胞中标出具有下列米勒指数的晶面和晶格方向。

1.立方晶系:(123)(201)(132)[112][312] (10分)

2.六方晶系:(3121)(2113)(1212)[2112][1231] (10分)

四、归纳总结常见的塑形变形两种基本形式的异同点。

五、1.有人认为“间隙固溶体中溶质浓度越高,则溶质所占的间隙越多,故可供扩散的空隙越少,即z值越少,从而导致扩散系数下降”。为什么这种说法是错误的?(10分)

2.α-Fe的致密度小于γ-Fe的致密度,而且C在α-Fe中的扩散系数也小于γ-Fe的扩散系数,为什么渗碳不在α-Fe中进行,而是在γ-Fe中进行?

六、已知A、B二组元的熔点分别为600℃和500℃,它们在液态下无限互溶,在固态300℃条件下A溶于B的最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A,在300℃时,含40%B的熔体发生共晶反应。试根据已知条件画出相应的相图,并计算分析45%A合金的结晶过程和室温下的组织组成物和相组成物的相对量。

七、石英(SiO2)密度为2.65g/cm3,分子量为60.1,求a)1cm3中共有多少Si4+离子和O2+?b)若Si4+离子和O2+离子半径分别为0.038nm和0.114nm,其堆积因子ρ是多少?

八、1.何谓高聚物的玻璃化转变温度?简述其影响因素。

2.聚丙烯是有丙烯聚合而成,其化学式为C3H4,结晶态聚丙烯属于单鞋晶系,a=0.665nm,b=2.096nm, -——--------

c=0.65nm,α=γ=90°,β=99.3°,其密度ρ=0.91g/cm3,聚丙烯的单位晶胞中C和H原子的数目。

范文八:《材料科学基础》 投稿:段狃狄

应用数学系2008年高校教师专业基础课考试大纲

专业 名称: 计算数学, 运筹学与控制论,基础数学,应用数学,概率论与数理统计

考试科目 :数学分析

《数学分析》

一、题目类型:证明题、计算题。

二、参考教材:1、《数学分析教程》,编者:常庚哲等,高等教育出版社

2、《数学分析》,编者:李成章、黄玉民,科学出版社

三、基本内容:

1、极限论 包括:(1)数列极限(含上、下极限);(2)函数极限;(3)函数的连续性及其应用;(4)实数的六个等价命题;(5)无穷小(大)量及其阶数。

2、单变量微积分学 包括:(1)导数和微分;(2)微分学的基本定理(Lagrange 定理及Fermat, Rolle, Cauchy 定理和Taylor公式)及其应用;(3)不定积分;(4)定积分与可积性;(5)广义积分与瑕积分;(6)含参变量的广义积分。

3、级数论 包括:(1)数项级数;(2)函数项级数与幂级数;(3)Fourier级数与Fourier变换;(4)级数的各种收敛性及判别法。

4、多变量微积分学 包括:(1)二重和三重积分;(2)第一和第二类曲线积分;(3)第一和第二类曲面积分;(4)各种积分间的关系(Green, Gauss和Stokes公式)及其应用;(5)场论初步(梯度,散度和旋度的定义)。

四、基本要求:

1、能正确使用ε-δ,ε-N语言及数学分析中的基本定理刻划和证明有关极限,连续性(间断性),一致连续性(不一致连续性),可积性(不可积性),收敛性(发散性),一致收敛性(不一致连续性)等问题。

2、能准确计算极限,导数和积分,级数(幂级数和Fourier级数)展开式, 偏导数和重积分, 特别是曲线和曲面积分。

联系地址:大连理工大学数学系

联 系 人:蔡老师

电 话:84708350

材料科学与工程学院2008年高校教师专业基础课考试大纲

专 业:材料学

考试科目:材料科学基础

《材料科学基础》

一、 题目类型:

1、 概念解释题;2、分析判断题;3、选择填空题;4计算、综合题。

二、参考教材:

《材料科学基础》,胡庚祥、蔡珣著,上海交通大学出版社。

三、基本内容:

(一)材料晶体结构

1、原子的结合键。

2、晶体学基础及三种典型的金属晶体结构。

3、合金相结构及其形成规律。

(二)晶体缺陷

1、空位的基本概念。

2、位错的基本类型、柏氏矢量及位错的运动。

3、晶界的概念,孪晶界及相界。

(三)二元相图及其类型

1、二元相图的测定,二元合金中存在的相,二元相图的

表示和杠杆定律

2、基本的二元合金相图(匀晶相图、共晶相图、包晶相图)的分析和杠杆定律计算;

3、掌握铁碳合金相图及其应用、相图与性能的关系。

4、复杂二元合金相图的分析。

(四)材料的凝固

1、纯金属结晶过程、结晶的基本规律。

2、了解固溶体结晶过程、结晶的基本规律。

联系地址:大连理工大学材料科学与工程学院

联系人: 杜老师

电话: 0411-84708430

E-mail: dlhqhl@dlut.edu.cn

外国语学院2008年高校教师专业基础课考试大纲

专 业: 外国语言学及应用语言学、英语语言学文学

考试科目: 英语水平测试

《英语水平测试》

一、 题目类型:

1. 语法及词汇 (20分)

完形填空 (10分)

阅读理解 (40分)

翻译(40分)

写作 (30分)

二、 参考教材:

各大学英语专业本科使用教材。

三、基本内容:

1. 语法及词汇 (20分)

测试要求:

(1) 能灵活正确运用英语专业教学大纲语法结构表一级至四级的全部内容。

(2) 熟练掌握英语专业教学大纲词汇表对一级至四级规定的5000--6000个认识词汇中的2000--2500个词汇及其最基本的搭配。

题型:本部分为多项选择题,由20题组成,每题有四个选择项。题目中约70%为词汇、词组和短语的用法,约30%为语法结构。

2. 完形填空 (10分)

测试要求:要求考生在全面理解所给短文内容的基础上选择一个最佳答案使短文的意思和结构恢复完整。

题型:本题为多项选择题。

3. 阅读理解 (50分)

题型:多项选择题,选一最佳答案,数篇材料组成

4. 翻译(40分)

测试要求:

汉译英项目要求应试者运用汉译英的理论和技巧,翻译我国报刊杂志上的论述文和国情介绍,以及一般文学作品的节录。译文必须忠实原意,语言通顺。

英译汉项目要求应试者运用英译汉的理论和技巧,翻译英、美报刊杂志上有关政治、经济、历史、文化等方面的论述文以及文学原著的节录。译文要求忠实原意,语言流畅。

题型:篇章翻译

5.写作 (30分)

测试要求:学生应能根据所给题目及要求撰写一篇300词左右的说明文或议论文。该作文必须语言通顺,用词得体,结构合理,文体恰当,具有说服力。

题型:要求应试者按题撰文。

专 业: 外国语言学及应用语言学

考试科目: 日语水平测试

《日语水平测试》

一、 题目类型:

1. 语法及词汇 (30分)

2. 完形填空 (10分)

3. 阅读理解 (40分)

4. 翻译(

40分)

5. 写作 (30分)

二、 参考教材:

各大学日语专业本科使用教材。

三、基本内容:

1.语法及词汇 (30分)

测试要求:

能灵活正确运用求考生具有比较全面的俄语语言知识,掌握8000俄语词汇,并且能够灵活运用,具备较强的读、写、译能力和分析问题的能力,较全面地了解俄罗斯文化、文学、历史、地理和科学等方面的知识。

3.基本内容:

(1)语法和词汇:词法和句法(简单句、复合句)的基本知识;一些积极词汇的灵活运用。

(2)译的技能:根据上下文确定词义、词义引伸、褒贬意味及其它;某些俄语特有表达手段的处理方法;各种语体的修辞特点及在翻译中的处理;摆脱语言形式束缚的主要原则和方法。

(3)读的技能:借助构词法知识和上下文猜测生词含义,判断多义词的具体所指;运用语法知识理解单句中词与词,复句中句与句的语法关系,进而准确领会文意;把握文章的段落大意、重要事实,找出所需的信息;辨别和理解文章中的修辞手段;理解一般性的民族文化背景知识。

(4)写的技能:规范的正字法;正确运用积极词汇和成语;正确运用所学的积极的句法结构;段落的写作:把握段落主题;句际联系手段;词序的基本原则;时体的一致关系;起句和收句;段落间的联接手段。

联系地址:大连理工大学外国语学院

联 系 人:吴老师

电 话: 0411-84708560

化工学院2008年高校教师专业基础课考试大纲

专 业:化学工程

考试科目:化工原理

《 化工原理》

一、 题目类型:

填空和计算题

二、 参考教材:

教材:《化工原理》(上、下)大连理工大学化工原理教研室 高等教育出版社(2002年)

主要参考书:《化工原理》各高校著

三、 基本内容:

本课程的任务是使学生从工程角度出发,在理论和实践上掌握单元操作的原理,设备的结构、选型及相应的单元操作的设计型、操作型的计算。

绪论 1学时

了解化工原理课程的形成、发展及其在化学工程学科中的地位。

掌握化工原理课程的性质、基本内容、物理量的单位及计算。

1.流体流动 13学时

掌握流体静力学;流体动力学;流体流动阻力;管路计算;流速和流量的测量。

2.流体输送设备 10学时

掌握离心泵原理、操作及选型。了解其它类型泵、风机和真空泵原理。

3.流体通过颗粒(床层)的流动及机械分离 8学时

掌握颗粒与颗粒床层的特性;流体与颗粒间的相对运动;重力沉降;流体通过颗粒

床层的流动;过滤计算。了解气体净化的其他方法和设备。

4.传热 12学时

掌握导热;对流传热的

概念;流体无相变化时对流表面传热系数的经验关联;蒸汽冷凝

与液体沸腾;了解辐射传热;掌握传热过程的计算,列管换热器结构设计及类型,了解其

它型式换热设备。

5.蒸发 4学时

掌握单效蒸发和真空蒸发概述、计算。了解多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他

措施;蒸发设备。

6.蒸馏 16学时

掌握双组分溶液的汽液相平衡;简单蒸馏、平衡蒸馏和精馏;双组分连续精馏的计算

和分析。了解间歇精馏和特殊精馏;多组分精馏。掌握板式塔的结构和设计。

7.吸收 16学时

掌握汽液相平衡;传质机理与传质速率;低浓度气体的吸收与计算。了解高浓度气

体吸收、多组分吸收、化学吸收和解吸。掌握填料塔的结构和设计。

8.萃取 6学时

掌握液-液平衡关系;部分互溶物系的萃取计算;完全不互溶物系的萃取计算;溶剂

的选择。了解其它萃取方法及萃取设备。

9.干燥 10学时

掌握湿空气的性质及湿度图;干燥过程的物料衡与热量衡算;干燥速率和干燥时间。

了解干燥器的类型、性能、结构。

联系地址: 大连理工大学化工学院

联 系 人: 都健

电 话: 0411-88993615

体育教学部2008年高校教师专业基础课考试大纲

专  业:运动人体科学

考试科目:体育专业基础综合

《体育专业基础综合》

一、 题目类型:

1、 名词解释

2、 简答题

3、 论述题

二、 参考教材:

《运动生理学》 全国体育学院通用教材 人民体育出版社出版

《运动训练学》 全国体育学院通用教材 人民体育出版社出版

三、 基本内容:

《运动生理学》部分(100分)

第1章:骨骼肌机能;第3章:循环机能;第4章:呼吸机能;第5章:物质和能量代谢;第9章:运动技能;第10章:有氧、无氧工作能力;第11章:身体素质;第12章:运动过程中人体机能变化规律;第13章:运动训练原则的生理学分析;第15章:运动机能的生理学评定;第19章:运动处方的生理学基础。

《运动训练学》部分(50分)

第2章:项群训练理论;第4章:运动训练的基本原则;第5章:运动训练方法与手段;第7章:运动员技术能力及其训练;第11章:运动员年度训练的计划与组织;第12章:周课训练的计划与组织。

联系地址:大连理工大学体育教学部

联系人: 胡老师

电 话: 0411-84707401

人文社会科学学院2008年高校教师专业基础课考试大纲

专 业:行政管理

考试科目:政治学原理

《 政治学原理 》

一、 题目类型:1.选择题、2.概念题、3.简答题、4.论述题

二、 参考教材:

1.《政治学基础》编者:王浦劬 北京大学出版社 2006年1月

2.《政治学原理》编者:王惠岩 高等教育出版社 2006年2月

三、 基本内容:

1.政治、政治学、政治学研究的发展脉络

2.权力、政治权力、国家政权

3.国家理论、国家政体

4.政府组织、政府职能

5.政党、政治社团

6.政治参与、政治民主

7.政治发展、政治改革

8.政治文化、政治社会化

9.政治人、人权

10.政治管理、政治现代化

11.世界政治

专 业:思想政治教育

考试科目:思想政治教育

《 思想政治教育 》

一、 题目类型:基本概念、简答题、论述题、案例分析

二、 参考教材:现代思想政治教育学

三、 基本内容:

1、 现代思想政治教育学概论

2、 思想政治教育发展论

3、 思想政治教育本质论

4、 思想政治教育目的论

5、 思想政治教育价值论

6、 思想政治教育主导论

7、 思想政治教育结构论

8、 思想政治教育主体论

9、 思想政治教育环境论

10、 思想政治教育过程论

11、 思想政治教育方法论

12、 思想政治教育载体论

13、 思想政治教育管理论

专 业:科学技术哲学

考试科目:马克思主义哲学原理

《马克思主义哲学原理》

一、 题目类型:

简答题、论述题、材料分析题

二、 参考教材:

陈先达:《马克思主义哲学原理》,中国人民大学出版社2004年第二版。

三、 基本内容:

1.哲学的基本问题。马克思主义哲学的产生及其伟大变革。

2.世界的物质统一性原理及其意义。

3.对立统一规律。质量互变规律。否定之否定规律。

4.认识和实践的关系。认识的辩证运动过程。真理及其检验标准。

5.社会存在和社会意识的辩证关系。

6.人民群众在社会发展中的作用。评价历史人物的科学原则。

7.社会形态的发展是一个自然历史过程。

专 业:管理科学与工程

考试科目:管理学

《管理学》

一、 题目类型:1. 概念题 2. 简答题 3. 判断辨析题 4. 案例分析 5. 论述题

二、 参考教材:周三多等编著:《管理学--原理与方法》(第四版),复旦大学出版社,2005年

三、 基本内容:

1.总论:管理与管理学; 管理思想的发展

2.管理前提与本质:管理伦理;组织文化;管理决策

3.计划:计划与计划工作

;战略性计划

4. 组织:组织设计;人员配备;组织力量的整合

5. 领导:领导与领导者;激励;沟通

6. 控制:控制和控制过程;控制方法

7. 创新:管理的创新职能;企业技术创新;企业组织创新等

专 业: 高等教育学

考试科目: 教育学

《教育学》

一、题目类型:

1.判断题

2.选择题

3.简答题

4.论述题

二、参考教材:

普通高等教育专业基础课考试大纲

专 业 通信与信息系统

考试科目:通信原理(150分)

《通信原理》

一、 题目类型:

1. 简答题; 2.判断题; 3单项选择题; 4.综合分析计算题。

二、 参考教材:

《通信原理》 第5版 樊昌信,张甫翊,徐炳祥,吴成柯,国防工业出版社。

三、 基本内容:

1. 通信系统的基本概念、系统基本组成、通信的基本方式、信息量、信源熵;

2.随机信号基本知识、随机过程的数字特征、高斯过程、随机信号通过线性系统;

3. 拉信道的定义、恒参信道、随参信道、噪声的特性、离散信道、连续信道、信道容量、香农公式及其应用;

4. 模拟调制基本原理、调制解调电路框图、带宽计算、抗噪性能比较;

5. 基带数字基本波形及常用码型特点、码间干扰基本概念、无码间干扰脉冲整型原理、眼图及其应用;

6. 数字调制基本原理特点和时域波形图、功率谱图、带宽计算、抗噪性能比较;

7. 采样、量化、编码的基本概念、PCM系统原理、增量调制原理、时分多路多路电话系统原理。

8.差错控制编码基本概念、常用简单编码、线性分组码基本原理、循环码基本原理。

专 业:计算机应用技术

考试科目:数据结构(150分)

《数据结构》

一、 题目类型:

1. 选择填空题; 2.简答及图示说明题; 3.算法设计题。

二、 参考教材:

《数据结构基础》(第五版),曹桂琴,大连理工大学出版社。

三、 基本内容:

1. 线性表的顺序、链式表示和实现

2. 栈和队列的表示和实现

3. 数组的表示和实现、矩阵的压缩存储、广义表的定义

4. 树、二叉树和森林的定义、存储及基本算法的实现

5. 哈夫曼树及应用

6. 图的存储结构及图的遍历,图的连通性问题

7. 拓扑排序、关键路径、最短路径的基本概念

8. 顺序表、有序表的查找算法

9. 二叉排序树的基本算法,平衡二叉树、B-、B+树的基本概念

10. 哈希表

11. 插入排序、快速排序、选择排序、归并排序、基数排序的基本算法

专 业:控制理论与控制工程

考试科目:自动控制原理(150分)

《自动控制原理》

一、 题目类型:

. 1. 分析题 2. 计算题 等

二、 参考教材:

《自动控制原理》 孙德宝主编,化学工业出版社出版。

三、 基本内容:

1. 基本概念;

2. 控制系统数学模型的建立

3. 时域分析法

4. 根轨迹分析法

5. 频率特性分析法

6. 线性控制系统的校正

7. 离

散控制系统

范文九:材料科学基础 投稿:武罕罖

1 一铝合金制轻型人梯,发觉在人体重作用下弹性挠度过大。若欲在不增加梯重情况下减少挠度,试问下列方法是否可行?

(1)采用时效铝合金,提高材料强度;(2)改用镁合金代替铝合金;(3)重新设计,改变铝合金型材的截面形状尺寸。

2 今有以下各种材料,欲评定材料在静载条件下的力学行为,给定测试方法有单向拉伸、单向压缩、弯曲、扭转和硬度五种,试对给定的材料选定一种或两种最佳的测试方法。

材料:低碳钢、灰铸铁、高碳工具钢(经淬火低温回火)、结构陶瓷、玻璃、热塑性塑料。3 试比较材料的冲击韧性和断裂韧性这两个性能指标,它们有哪些相似的地方?为什么有这种定性的变化关系?在工程应用上断裂韧性是否可以完全代替冲击韧性,还是两者有互补作用,因而需同时采用它们?

4 疲劳断口和静拉伸断口有何不同?在什么情况下可以预期疲劳断口在肉眼观察下和静拉伸断口相似?如何从断口上判断载荷大小和应力集中情况。

5 在立方晶系的晶胞中画出以下晶面和晶向 。

一、

二、(1)铝合金的的热处理是固溶+时效处理,经过时效强化后的合金铝合金的硬度和强度显著的升高,这样铝合金的挠度特性也减小了。合金在此期间保持了良好性可以进行柳接、弯曲、矫正等工艺,这符合制造轻型人梯的工艺过程。所以(1)方法可行,

(2)使用镁合金作为替代材料固然可以使梯子得以轻量化,然而镁合金的制造工艺复杂、制造成本高、对工况要求苛刻等特点,这样使得镁合金在民用途径上很难得以普及,当然要是在航天器上面建造一个轻梯,镁合金是不二选择,这样是不计成本的。

(3)通过改变梯子的截面形状尺寸当然是可行的,只要进行重新优化设计,这一方法是工程中常用的方法。

二、

低碳钢:低碳钢塑性良好的材料,工程中一般使用其作为结构件或者壳体。不需要承受很大的压力,而是需要很高的强韧性,所以应该做单向拉伸静载荷试验获得可靠的使用值。

灰铸铁:灰铸铁具有很高的抗压强度、优良的耐磨性、和消震性、低的缺口敏感性,且塑性又极低。它实用于制造气缸、气缸套和各种机床的的床身。一般是受很大的载荷。所以应该做单向压缩试验来测定实用值。

三、冲击韧性(冲击值)ak 表示材料在冲击载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。ak值的大小表示材料的韧性好坏。

断裂韧性--指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量,也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。例如应力-应变曲线下的面积。韧性材料因具有大的断裂伸长值,所以有较大的断裂韧性,而脆性材料一般断裂韧性较小。

不同点:

ak值取决于材料及其状态,同时与试样的形状、尺寸有很大关系。ak值对材料的内部结构缺陷、显微组织的变化很敏感,如夹杂物、偏析、气泡、内部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会使ak值明显降低;

断裂韧性和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有

的特性,只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。总之冲击韧性是材料内部特征决定的韧性能力。断裂韧性是材料的由萌生裂纹到扩展断裂也就是由表及里的过程,是材料的外部宏观特性。两种特性不能互相代替,只能相辅相成的使用。只不过实际情况的偏重不同罢了。

四、 静拉伸试样表面布满了滑移带。疲劳破坏是进步损伤累积的结果,距离了裂纹的萌生、扩展、断裂这几个过程。断口光滑,有海滩条带或腐蚀痕迹。可以用肉眼观察到裂纹源、裂纹扩展区、瞬断区。一般的脆性材料容易疲劳断裂。其中主要是交变的集中应力作用造成的。静载破坏是瞬间发生的,也是常出现在脆性材料,断口粗糙,表面新鲜。

范文十:材料科学基础论文 投稿:贾帀币

冷冲模常用材料

温杨飞

“模具是工业之母”,模具性能好坏,寿命高低,直接影响产品的质量和经济效益。而模具材料与热处理、表面处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。目前世界各国都在不断地开发模具新材料,改进热处理工艺和表面强化技术。我国的模具工业一直以较快的增速快速发展,模具制造的首要问题是模具材料。制造模具及其零件的材料有很多,如钢,铸铁,非铁合金及其合金、高温合金、硬质合金、有机高分子材料、无机非金属材料、天然或人造金刚石等。但其中钢是用的最多,应用范围最广的材料。

一、 零件的失效分析

任何零件均具有一定的设计功能与寿命。当其在使用过程中,因零件的外部形状尺寸和内部组织结构发生变化而失去原有的设计功能,使其低效工作或无法工作或提前退役的现象。

通常按零件的工作条件及失效的特点可分为:过量变形、断裂、表面损伤和物理性能降级。零件的失效原因主要包括设计、材料、加工和使用四个方面,然而工件失效的原因可能是单一的,也有可能是多种因素共同作用的结果,但每一失效事件均应有一导致失效的主要原因,据此可提出防止失效的主要措施。 在失效分析中,我们可进行如下几个基本步骤:1调查取证、 2整理分析、 3断口分析、 4成分组织性能的分析与测试、 5综合分析得出结论。

二、 选材原则

材料的选用常常是一个复杂而困难的判断、优化过程。毫无疑问,所选材料应满足产品使用的需要,经久耐用,易于加工,经济效益高。而且选材一般应遵循三个基本原则:使用性能、工艺性能和经济性能,它们是辩证的统一体。在大多数情况下,使用性能是选材的首要原则与依据,然后再综合考虑工艺性能和经济性能,得出优化结果。

1、 使用性能选材原则

使用性能是材料满足使用需要所必备的性能,它是保证零件的设计功能实现、安全耐用的必要条件,是选材的最主要原则。首先分析零件的工作条件,确定其使用性能;其次进行失效分析,确定主要使用性能;然后将零件的使用性能要求

转化为对材料性能指标和具体数值的要求。

2、 工艺性能选材原则

材料的工艺性能可定义为材料经济地适应各种加工工艺而获得规定的使用性能和外形的能力。

金属材料的工艺性能一般包括:铸造性能、压力加工性能、焊接性能、机械加工性能、热处理工艺性能;高分子材料的工艺性能主要工艺为成型加工,且工艺性能良好,所用工具为成型模;

3、 经济性能选材原则

主要是指选择价格便宜、加工成本低的材料,其中材料成本问题是经济性选材原则的核心。

三、 模具材料与性能

1、 模具材料概述

模具是制造技术的核心,工业要发展,首先要发展模具工业。模具作为国民经济的基础工业,涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,量大面广,品种繁多。模具材料的主要性能指标有:强度、硬度、塑性、韧性和疲劳抗力。而模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和冷热疲劳,影响模具寿命的也有很多因素。

2、 冷作模具零件的失效形式

(1) 冷作模具的工作条件主要有:a 冷冲裁模的工作条件 b 冷弯曲模的工作条件 c 冷拉深模的工作条件 d 冷镦模的工作条件 e 冷挤压模的工作条件。

(2) 冷作模具的失效形式主要有:a 断裂失效 b 变形失效 c 磨损失效 d 咬合失效 e 啃伤失效。

(3) 各类冷作模具的失效特点有: a 冷冲裁模,主要是磨损 b 冷拉深模,主要是咬合失效 c 冷镦模,主要是开裂、折断 d 冷挤压模,凸模主要是折断、疲劳断裂、塑性变形及磨损;凹模主要是胀裂及磨损。

3、冷作模具材料的性能要求。主要性能指标包括:耐磨性能、变形抗力、断裂抗力、咬合抗力、受热软化抗力。

四、 冷作模具材料

冷作模具钢是应用最广的冷作模具材料。按化学成分、工艺性能和承载能力

可将冷作模具钢分类为:

低淬透性冷作模具钢:T7A、T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、GCr15、CrW5。

低变形冷作模具钢:9Mn2V、CrWMn、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo。

高耐磨微变形冷作模具钢:Cr12、Cr12Mo1V1(D2)、Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5。

高强度高耐磨冷作模具钢:W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N。 高强韧性冷作模具钢:6W6Mo5Cr4V、65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(LD)、7CrSiMnMoV(CH-1)、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)、6CrNiSiMnMoV(GD)、8Cr2MnWMoVS。

高耐磨高强韧性冷作模具钢:9Cr6W3Mo2V2(GM)、Cr8MoWV3Si(ER5)。 特殊用途冷作模具钢:9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4、1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、7Mn15Cr2Al3V2WMo。

冷冲模几种常见材料

(一)碳素工具钢

T7A为高韧性碳素工具钢,其强度及韧性都较高,适合制作易脆断的小型模具或承受冲击载荷较大的模具;T10A是最常用的钢材,是性能较好的代表性碳素工具钢,耐磨性也较高,经适当热处理可得到较高强度和一定韧性,合适制作要求耐磨性较高而承受冲击载荷较小的模具。T8A淬透性、韧性等均优耐磨性也较高,适合制作小型拉伸、挤压模。

(二)低合金工具钢

低合金工具钢,是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。这样可以降低淬火冷却速度,减少热应力和组织应力,减少淬火变形及开裂倾向,钢的淬透性也明显提高。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、7CrSiMnMoV、6CrNiMnSiMoV等。CrWMn钢具有较好的淬透性,淬火变形小,但是其耐磨性、强韧性、变形要求等仍不能满足形状复杂的冷作模具的需要。

(三)高碳高铬冷作模具钢

高碳高铬冷作模具钢包括Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1具有高硬度、高强度、高耐磨性、易淬透、稳定性高、抗压强度高及淬火变形小等优点。高碳高铬钢经锻造后的毛坯硬度较高内应力较大,必须进行退火处理。高碳高铬钢在回火过程中,会出现马氏体分解、碳化物聚集和残余奥氏体的转变。工业生产中,常采用2~3次回火,以改善前次回火残余奥氏体转变为初生马氏体的韧性,从而提高钢的韧性。Cr12 型钢强度和耐磨性较高,但其碳化物不均匀性比较严重,使用中脆断倾向很大,韧性较低。综合力学性能要求更高的模具,常用的替代钢种是高速钢。

(四)高速钢

高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性,采用低温淬火、快速加热等工艺措施,可以有效地改善其韧性。因此,高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作模具。高速钢合金元素含量高,价格贵,工艺性能不佳,脆性较大,使其应用受到一定限制。钨钼系高速钢,因其含碳化物分布较均匀, 颗粒细小,W6Mo5Cr4V2钢的韧性优于W18Cr4V钢,故应用比较广泛。高强韧性降碳减钒的高速钢 6W6Mo5Cr4V,由于适当地减少了碳与钒的含量,其抗弯强度与塑性、冲击韧性等都显著提高,而硬度与二次硬化能力都得以保持。

(五)基体钢

模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb、7Cr7Mo2V2Si、5Cr4Mo3SiMnVAL等。基体钢被广泛地应用于制造冷挤压、厚板冷冲和冷镦等模具,特别适于制造难变形材料用的大型复杂模具,也可以用作黑色金属的热挤压模具 ,是一类冷热兼用的模具钢。随着高速多工位自动冷镦机的普遍使用,以及高强度钢和高韧性不锈钢冲压件的广泛应用,冷冲模服役条件更加恶劣,采用电渣重熔并进行复合强化的012Al基体钢冷冲模,可显著提高使用寿命。

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