第一篇：材料成型新技术报告
理工学院
材料成型新技术报告
学生姓名： 张凯庆 学 号： 11L0607123 学 院： 理工学院 班 级： 成型L113 题 目： 快速凝固成型技术浅析
2014 年 9 月
快速凝固成型技术浅析
随着对金属凝固技术的重视和深入研究，形成了许多种控制凝固组织的方法，其中快速凝固已成为一种具有挖掘金属材料潜在性能与发展前景的开发新材料的重要手段，同时也成了凝固过程研究的一个特殊领域 快速冷却技术起源于1960年Duwez教授采用独特的急冷急速使金属凝固速度达到106K/s 而制备出的Au75Si25非晶合金薄带。他们的发现，在世界的物理冶金和材料学工作者面前展开了一个新的广阔的研究领域。在快速凝固条件下，凝固过程的一些传输现象可能被抑制，凝固偏离平衡。经典凝固理论中的许多平衡条件的假设不再适应，成为凝固过程研究的一个特殊领域。有关快速凝固及合金的理论研究将给材料科学和其它有关学科注入新的活力，而且对快速凝固合金的微观组织结构与凝固参数之间的关系、对合金相的形成，特别是亚稳晶态相、非晶和准晶形成机制的研究，都将对固体物理等基础理论构成严峻的挑战。
(一)快速凝固的原理
快速凝固是指通过对合金熔体的快速冷却(≥1O4～106 K／s)或非均质形核的被遏制，使合金在很大的过冷度下，发生高生长速率(≥1～100 cm／s)的凝固。由于凝固过程的快冷、起始形核过冷度大，生长速率高，使固液界面偏离平衡，因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。加快冷却速度和凝固速率所引起的组织及结构特征可以近似地用图1来表示。从上图我们不难看出，随着冷却速度的加快，材料的组织及结构发生着显著的变化，可以肯定地说，它也将带来性能上的显著变化。
(二)快速凝固的特点
1.凝固速度快，从而可以使金属在液态中的溶解度得到扩大，这样是其材料的密度有所 改变，材料各部位的组织更加的紧密，改变金属中各元素的所含比例，从而可以改变该材料的性质，使其达到某种用途的需求。
2.由于凝固的速度比一般铸造的快，这样得到的凝固结晶会更加的细小，晶粒的分布更加的均匀，一定程度减少了杂质的混入，提高材料的质量，由于晶粒组织的优化，该材料的力学，化学性质会得到提高，从而使其得到更广的运用。
3.由于快速凝固给材料带来的溶解度的扩大，更加精细的晶粒的析出，从而赋予了材料 的高强度，高韧度，以及高耐腐蚀性。这是快速凝固技术能在工业领域得到广泛运用的硬道理。
4.除了金属的快速凝固，还有一种快速凝固非晶态合金。其特点和上类似，可以使材料具有极高的强度，硬度。又因为其实处于非晶态，它在具有高强度的同时也具有较好的韧性。同时，因为非晶态这种特殊形态，可以使材料具有良好的半导体性能，这是传统铸造方法所不能达到的。
(三)快速凝固技术的主要方法
1.急冷凝固技术
急冷凝固技术的核心是提高凝固过程中熔体的冷速，从热传输的基本原理可以知道一个相对环境放热的冷速取决于该系统在单位时间内产生的热量和传出系统的热量，因此对金属凝固而言，提高系统的冷速必须要求：第一，减少单位时间内金属凝固时产生的熔化潜热;第二，提高凝固过程中的传热速度。这里国外常采用的三种方法：急冷的模冷技术、雾化技术、表面熔化与沉积技术。
表面融化与沉积技术需要要有激光技术的辅助，在国外这一技术得到了很好的研究利用。例如，采用激光快速凝固法制备织构化（b轴择优取向）的二钛酸钡（BaTi2O5）铁电陶瓷,使用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析晶相构成及显微组织,利用精密阻抗分析仪测试介电性能。结果表明,激光快速凝固制备BaTi2O5为高纯单斜相,具有较高致密度（相对密度大于95.1%）和择优取向度（0.34-0.48）,其居里相变温度（Tc）约为443℃,居里温度点的最大介电常数（εmax）约为6000（100 kHz）,居里外斯温度（T0）为410℃,居里外斯常数（C）为2.08×105K。
在声悬浮和强激光加热相结合的条件下，实现了三元A1-27％Cu-5。3％Si合金的无容器快速凝固，最大过冷度达到195K（O。24TL），冷却速率为76K／s。金相分析表明，凝固组织由（AI＋θ＋Si）三元共晶和（Al＋θ）二相共晶组成。在声悬浮条件下，（AI＋θ＋Si）三元共晶显著细化，（Al＋θ）二相共晶的组织形态丰富。在试样表层区域，表面振荡促进3个共晶相的大量形核，声流有效提高了凝固过程的冷却速率，三元共晶的晶粒尺寸显著减小。随着合金试样温度的升高，悬浮间距和谐振间距均不断增大，且悬浮间距总是大于谐振间距。在声辐射压的作用下，试样变形为中心内凹的饼状，变形程度随声压的提高而不断增大，最大半径比为6.64，对应最大悬浮声压为1.8x10^4Pa。
2.大过冷凝技术
大过冷快速凝固技术的核心是在熔体中设法消除可以作为非均匀形核媒质的杂质或容器的影响，创造尽可能均匀形核的条件，从而在形核前获得很大的过冷度。通常在熔体凝固过程中促进非均匀形核的形核媒质主要来自熔体内部和容器壁，因此大过冷技术就是主要从这二个方面设法消除形核媒质。采用大过冷快速凝固技术的具体方法大致分为两类。一类是熔滴弥散法，即在细小熔滴中达到大凝固过冷度的方法，包括乳化法、熔滴水成冰(基底法和落管法等。另一类是在较大体积熔体中获得大的凝固过冷度的方法，包括玻璃体包裹法、二相区法和电磁悬浮熔化法等。
(四)快速凝固的一些应用
快速凝固技术运用于金属合金和金属非金属合金中。
1.快速凝固技术在不锈钢中的应用。几年来，由于我国经济飞速的发展，城市化程度的提高，对不锈钢的需求日益激增，不锈钢的铸造数量、质量也不断提高。类似现在大型城市的高楼大厦的建造构架，很多都应用了快速凝固技术铸造不锈钢。
快速凝固具有操作简单，工艺流程短，成本低等特点。通过快速凝固技术制备不锈钢产品，可以显著的改善其组织结构，提高其力学性能，通过技术研究更可以得到具有高效性能的新型材料。正因为快速凝固技术在不锈钢制造中有如此之好的发展前景，所以，不论是国外还是国内，都在加紧对其技术研发。
2.快速凝固技术在镁合金中的应用。因为镁合金具有质量轻、比强度和比刚强高。通过快速凝固铸造的镁合金更好的优化其特点，性能更加优越，机加工性能优良。在国外，已经将其技术运用到了汽车零件、航天器件甚至是人造器官上，至于航天方面，有很多的航天涡轮的铸造，就是运用快速凝固技术来得到具有高耐磨性、耐热性能的部件。3.除了以上的不锈钢，镁合金，快速凝固技术还运用于非平衡态新型金属材料的研究，例如快速凝固非晶态合金，快速凝固准晶态合金，快速凝固微晶合金材料，快速凝固金属纳米结构材料。快速凝固技术的研发与利用加快了世界工业的发展，给现代社会带来了很多的便利。
(五)结束语
目前关于快速凝固技术的研究着重于母合金熔融后分成微小的熔滴, 然后再通过冷的基体进行散热冷却, 所解决的是传热问题.。但从快速凝固的各种技术工艺现存的问题看, 解决这些问题时不能靠单一的方法, 它是一个系统工程, 应从合金本身、金属液的净化、外部强制 今后对它的研究主要是朝着综合技术制备大块体材料的冷却手段等方面同时采取措施才行。方向发展。总体来说, 快速凝固技术具有广泛的发展前途, 它对新型金属材料的研究开发起着重要的作用, 同时快速凝固技术本身还是存在着很多不完善之处, 还存在大量不足之处, 还有大量的研究工作需要更多研究者去做。快速凝固技术制备新型合金材料的工艺研究中所存在的问题还需要我们做进一步研究改进工作。
第二篇：材料成型新技术论文
姓名:鲁天阳
学号：040204186
班级：材料044
07-12-20 圆铝杆连铸连轧设备与工艺浅析
连铸连轧在 圆铝杆生产上 的成功应用始 于意大利 Continuus公司 1948年建立的世界第一条圆铝杆连铸连轧生产线，之后，美 国的 Southwire公 司和法国的Clecim公司也先后研制成功了具有 自己特色的圆铝杆 连铸连轧生产线，我国也于 20世纪 70年代初诞生了 自己设计 制造的第一条 圆铝杆连铸连 轧生产线。尽 管这些生产线在设备结构、装机水平和生产工艺方面存在一定 的差别，但其工艺 流程基本相 同，即熔化后的铝液(也可 以直接采用 电解 铝液)经过精炼、除气、过滤，通过 中间包(浇包)注入连铸机进行连续铸造，连铸坯经预处理后进人连轧机组轧制成圆铝杆，然后在冷却管中进行在线冷却，最后进入卷取机成卷。自第一条 Properzi生产线 投产 以来，经过近60年的发展，圆铝杆连铸连轧技术 日臻 完善，目前世界各国的圆铝杆生产几乎全部采用连铸连轧工艺。我 国先后 已有几十条圆铝杆连铸连轧生产线投人生产，占铝杆产能的 90％以上，对发展我国电线 电缆生产起着举足轻重的作用。几种典型的圆铝杆连铸连轧生产线
目前 世界上技术 比较 先进、产品质 量 比较好、用户比较 多 的 圆铝 杆 连铸 连 轧 生 产线 主要 有 ：美 国Southwire公司的 SCR生产线、意大利 Continuus公司的Properzi生产线 和法 国 Clecim公 司的 SECOR生产线。我 国铝杆连铸连轧设备主要供应 厂商有东方 电工和陕西压延设 备厂等。这 些生产线的设 备组成基本相同，都是 由熔 化保温炉、除气 过滤装 置、轮带式铸 造机、多机架连轧机和卷取机等组成，但在连铸机、连轧机和卷取机 的设备结构、装机水平和 自动化程度，以及生产工艺等方面存在较大差异。
1．1 SCR生产线
SCR生产线„是美 国 Southwire公 司于 20世纪 50 年代开发的连铸连轧生产线，其主要特点为： ① 连铸机为五轮式，由 1个铸造轮、1个张紧轮，1个压紧轮，2个导向轮及 1根环形钢带组成。铸轮上 装有铜 制的梯形 凹环，铸轮 与钢带包 络部分 形成模腔。铝液注入模腔，结晶成为梯形断面铸坯。铸轮 与 钢带同步运行，铸坯从铸轮上方分离 出来 ；② 轧机为摩根公 司的二辊无扭转悬臂式轧机，轧 辊呈平、立 交替布置。粗 轧机单 独传动，精轧机成组 传动；粗轧机轧辊 为单槽，精轧机轧辊 为双槽或 三槽(可提高轧辊使用寿命)。轧辊采用辊环结构，互换性强，且只需更换辊环，快捷方便。近年来，为进一步提高轧辊寿命，改善产 品质量，精轧机也改成了单独传动 ；③ 粗轧采用大轧制率轧制，有利于晶粒细化及提高产品质量；④ 各机架的冷却系统和润滑系统分设，可保证铸 坯基本上是均匀变形，内在组织优 良，圆铝杆的性能 稳定，而且有利于延长轧辊的使用寿命，减少生产成本。⑤ 铸坯在线感应加热、线杆在线淬火，生产效率高，产品质量好； ⑥ 2台卷取机交替使用，可实现密排卷取。卸卷由气动和液压装置辅助完成，工人劳动强度低。美国 Southwire公 司在连铸连轧设备 的设计制造和圆铝杆生产 领域有着十年的经验，同时拥有6201／6101合金圆铝杆(即“T4”铝杆)生产工艺技术专利，所生产的圆铝杆在普通拉丝机上 即可生产 出符合美国铝业协会规定的“q'81”铝线，也就是说无需特殊的拉丝机或其它昂贵的加工设备。Southwire公司既是设备制造商，同时也 是铝杆 生产商，在 电工圆铝杆6201／6101合金圆铝杆及线缆生产方面有着丰富的经验，已经在 自己的工厂生产出超过 300万吨的连铸连轧圆铝杆。该公 司提供 的 SCR圆铝杆连铸连轧生产线遍布 31个国家，系统可靠性高，产品质量好。
1．2 Properzi生产线
Properzi圆铝杆连铸连轧生产线
是意大利 Continuus公司于 20世纪 40年代末开发的，其主要特点如下 ：
① 水平浇注，大中间包接收流槽输出的铝液 ；大中间包下面设有小中间包，铝液通过小中间包流入铸轮凹槽 内，浇注位置位 于铸造轮 的正 上方 ；从大 中间包到小中间包的铝液流量由浮子装置控制 ；当紧急停车时，大中间包内的铝液能快速倾倒进其它储槽 内；
② 二轮式铸造机，由 1个导向轮、1个铸造轮和条环形钢带 组成，结 构简单、紧 凑，更换 钢带快 捷方便 ； ③ 铸坯为五边形(近似梯形断面)。铸坯从铸轮引出后需偏转一定角度(5。～8。)，以避开钢带、进入轧机，易导致高温铸坯受拉表面产生裂纹，影响产品质量，使铸坯断面受到 限制。近年来，为 了克服这一缺点，Properzi铸造机已向多轮化方 向发展 ；
④ 生产线配置有 5辊矫直机、铸坯铣 面机、感应加热及淬火装置等，可以生产多种合金圆铝杆 ；
⑤ 组合式连轧机，把二辊轧机加工变形量大与三辊 Y型轧机加工变形均匀的特点有机地结合在一起所生产的圆铝杆产品性能好，尺寸精度高。但 Y型轧机轧辊更换、维修等 比较麻烦，需设专用轧辊磨床，并需要备用机架 ；
⑥ 两台卷取机(交替使用)前后配置，后面一 台高于前面一台，可实现密排卷取。
1．3 SECOR生产线
SECOR生产线
由法 国的 Clecim公 司与澳 大利亚的 MIM公司共同开发。铸机型式与 Southwire公司的 SCR类似，不同的是该铸机可按合金性质调节张紧轮位置，以改变钢带包覆长度，因此可生产的合金品种较多。轧机是悬臂式平立辊轧机，单独传动，无 孔型轧制(只是在最后成 品机架上有孔型)。该孔型系统具有轧制道次少、轧辊使用寿命长、操作维修方便等特点。另外，无孔型轧制还有如下优点 ：
① 因轧辊不需开槽，省去了开槽机床、工具、样板等 ；
② 辊缝检测容易，调整方便，导卫装置简单，轧件无耳子和褶边，因此可提高生产率 ；
③ 由于压下量大(第 1道大于45％)，可使晶粒化，产品质量好。目前，SECOR生产线还不太多，在我国还是空白。
1．4 国产生产线
我 国能提供 圆铝杆连铸连轧生产线 的厂家很多设备也不尽 相 同。铸造 机有 两轮式、四轮 式和 五式，浇注方式有水平浇注、45。浇注和垂直浇注 ；轧机也有多种 ：平立辊轧机、45。轧机和 Y型轧机。以东方电工的设 备 性 能最 优，用 户 也最 多，所 生 产 的 LGZ1500／Y型圆铝杆连铸 连轧生产线在 我国很 多厂 家到应用。近年来，随着市场对铝合金 圆杆需求量的加，东方电工成功地开发 出了生产铝镁硅系铝合金杆的连铸 连轧生产线，其主要特点如下 ：
① 结晶轮为“H”型，四面冷却，可保证铸坯 结致密、均匀 ；
② 铸坯感应加热，具有 自动加热及控制功能 ；
③ 连轧机采用独特的二辊和三辊相结合的轧方式，具有主动喂料和堆杆停车功能 ；
④ 采用离心甩头式绕杆方式。
国产圆铝杆连铸 连轧生产线业 已成熟，产 品质可达到 国标要求，但与国际先进水平相 比仍存在较差距，主要表现 在夹渣、含气、性能不够稳定等方 面国产生产线生产规模较小，且不能在线一次绕制密卷。另外，铝合金圆杆生产对生产线 的控制精度要求很高，国产设备仍需改进和完善。国外先进连铸连轧生产线的优势
2．1 单机产能大。产品品种规格多
国外先进 的圆铝杆连铸连轧生产线都 已形 成列，单机最小产能为 2．5 t／h，最大可达 12 t／h。产品仅覆盖导电用铝及铝合金圆杆，而且还包括机械用合金铝杆 ；圆铝杆规格范 围 Φ9.5mm－Φ15mm，生产线的产能均小于 4h，产品比较单一，主要生产普通电工圆铝杆，虽然来 已开发出导电用铝合金 圆杆，但还缺乏生产实践考验。
2．2 浇铸 系统 比较合理
采用水平式铸嘴(鸭嘴)浇铸，而不是象国内某设备那样采用 45。浇注或垂直浇注，液流 比较稳定、没有涡流，避免了熔体中的大颗粒非金属夹渣物及表氧化皮随熔体流入结晶轮 中，减少了圆铝杆的非金夹渣。
2．3 设有废料剪
开始生产或出现故障时，废料剪将铸坯切断成长1 m左右的废料段，剪下的废料 由输送装置运 至废料箱 ；与此同时，铸机仍处于工作状态，避免了在 出现问题时操作工手忙脚乱。而国产生产线大多未配置废料剪，工人劳动强度大，易出现安全事故。
2．4 铸造水、轧制乳液和淬火水流量 自动控制
铸造 水、轧 制乳液和淬 火水均采用 分区单独 控制，每个区均配有 电磁流量计和流量控制 阀，各 区的水或乳液流量 由 PLC控制。在系统计算机 中存 储有生产各种 圆铝杆 时各 区冷却水(或乳液)的流量配置方案(操作工可 以修改)，生产时根据产品类型 自动调用。生产合金圆铝杆时，通过控制各区轧制乳液和冷却水的流量，可实现在线热处理而国产生产线绝大多数没有该功能，只能生产普通 电工 圆铝杆。
2．5 设有连续探伤装置
成品剪切机前配置有涡流探伤仪，可在线连续检测杆材 的缺 陷，自动记 录缺 陷的大小、种类及 数量据此，可 以确认产 品的质量 以及 整个系统 的生产 情况，可以实现对炉 内净化、在线净化 及过滤效果 的最终监控。而国产生产线缺少在线探伤检测系统，无法连续检测最终产品质量。
2．6 可以实现一次绕制密排卷
2台卷取机交替工作，可将圆铝杆绕制成密排卷便于包装和运输 ；可 以根据杆材 的性 能、规格及卷重要求一次成卷。而国产生产线采用甩头式卷取机，绕制的松散卷需进行二次绕卷方可满足 出 口商 品的外观及运输要求。
2．7 生产 系统密闭
轧机是全封闭的，整个轧制过程全部在机罩内完成，有效地避免 了冷却 水、乳化液飞溅对生产环境 的影响，同时对整个生产系统的烟气 收集与排放也有科学合理的处理方案。
2．8 采用交流变频电机 主要传 动系统 均采用交流 变频 电机，功率 因数高，对环境的适应性较强，有效地降低了设备维护和运行费用。
2．9 设备加工装配精度高、性能可靠
由于 国外设备的加工、装配精度高，性能稳定可靠，因此设备故障少，生产能力可以得到充分发挥，生产成本低。
2．10 先进的计算机监控系统
采用先进的计算机 监控系统对生产线进行实 时监控。可显示当前工艺参数及有关 信息，并能对超 出规定的工艺参数作 出快速反应 ；具有报警功 能，可提供重要工艺参数变化趋 势曲线，统计工 艺监控数据还能进行条形码标签打 印，自动化实验 室筛 选，提供工艺处方等。另外，增加 的传感器可以及时反映工 艺参数的变化。我国圆铝杆连铸连轧生产现状与发展趋势
3．1 生产 现 状
虽然我 国圆铝杆连铸连轧生产起步不算晚，目前应用也很广，但在 20世纪 90年代前，我 国圆铝杆生产线很少有本质上的改进。随着 国民经济 的迅速发展电力行业对电工圆铝杆的质量要求越来越高，对高强度铝合金杆 的需求量越来越 大。为满足 电线 电缆行
业的需求，国产电工圆铝杆连铸连轧生产线进行了如下一些改进 ：
① 采用倾动式保温炉，熔体可 以平稳进入铸 造轮，减少了夹杂，提高 了铸坯质量，对 于生产高质量铝合金圆铝杆尤为重要；
② 连铸机由二轮式改为四轮或五轮式，铸坯离开浇铸轮时不会发生扭转，保证进入轧机时平直、不偏斜。浇铸轮采用 四面冷却，喷嘴 的流量可 以调节，冷却水成扇状，铸坯冷却比较均匀 ；
③ 采用 了新型的轧机布置，前 2道为二辊式平立辊结构，后面各道仍采用“Y”型结构。这样，可保证前2道有较大的压下量，因此可以适 当加大铸坯截面，增加总轧制变形率，提高产品性能；
④ 加大了轧机的主电机功率，可轧制大截面铸坯及铝合金杆 ；
⑤ 在炉 内精炼 的基础上，增加 了在线除气 和过滤，使铝熔体得 到了深度净化，从而提高 了电工 圆杆质量；
⑥ 在质量检测和管理方面作 了大量工作，如增了自动控制装置、对工艺过程进行监控、采用计算管理等。
尽管采取了上述改进措施，在设备配置方面仍在一些 问题，最突 出的是不能在线绕 制密排卷，对品的包装 和运输带来很大麻烦。目前，我 国圆铝杆连铸连轧生产行业存在的主问题如下 ：
① 生产线多，单机产能低。目前全 国拥有 90条圆铝杆连铸连轧生产线，总生产能力约 90万 t，a，条生产线平均产能仅 1万 t／a；
② 装机水平低，产品质量差。除少数 由国外引外，绝大多数生产线均为 国产设备。
③ 产品单一。目前，国内连铸连轧生产线多生纯铝杆，合金杆 的生产才刚刚起步。而在国外，合铝杆的生产已有悠久的历史，且合金铝杆 的品种范 很广。
6101和 6201合 金有着许 多优点：抗拉强度 比1050合金高 1倍，疲劳强度高 50％；在电导率相同时其强度是铜线 的 1．5倍，而重量仅是铜线 的 1／2，架空线的跨度可显著加大 ；硬 度高，在安装 时导线 受损的可能性较小 ；没有钢芯，导线 的连接也简单 的多；短路电流对合金性能的影响 比对纯铝的影响小得多，对短路电流的稳定性仅次于铜。6101和 6201合金 以其优良的特性在 国外 得到 广泛 的应 用，在 欧洲尤其 是法国，绝大部分输 电线路都采用 这两种合金 ；日本采用铝合金的输电线路在 50％以上 ；美国和加拿大也有很大比例的铝合金输电线路；即使东南亚发展中国家如印度、印度尼西亚、菲律宾等，也都采用铝合 金输 电线路 ；然而由于种种原因，我国用量一直很少。
3．2 发展趋势
3．2．1 需求旺盛
在电力事业飞速发展的今天，以钢芯铝绞线为代表的架空导线势必会有较大的需求量。据预测，近几年每年可望新增圆铝杆连铸连轧生产线 10条左右。
3．2．2 规模化生产
圆铝杆属 于初级加工产 品，附加值低，只有达到一定 的规模，才能体现 出经济效益。因此，只有产能大、设备利用率高的连铸连轧生产线才能在将来 的竞
争中立于不败之地。
3．2．3 产品质量要求越来越高
以500 kV输电线路用架空导线为例，不仅要求铝单线的抗拉强度达到规定值，而且要求抗拉强度的波动范围小(一般须控制在20 MPa以内)，即要求铝杆性能均一。
3．2．4 铝合金圆杆 的市场 占有率将增大
随着架 空输 电导线、光 纤复 合架 空线、CATV电缆、船用电缆、控制电缆等大量采用铝合金线，铝合金圆杆的需求量将大大增加，预计将会达到国外使用铝合金杆的水平。利用先进 的连铸 连轧技术，开发各种铝合金圆杆是众望所归的发展趋势，同时也可使圆铝杆连铸连轧生产线的潜能获得充分发挥。
3．2．5 引进国外先进设备
提升装备水平和产品质量先进、成熟、可靠的装备是实现生产工艺的必要保证，只有拥有一流的设备、一流的生产技术和一流的人才才能生产出一流的产 品。当前，在 国产设备与进口设备还有较大差距 的情况下，引进国外先进设备和技术无疑是必要的。
3．2．6 利用电解铝液直接生产圆铝杆
用电解铝液直接生产 圆铝杆，可以大大减少产 品能耗，降低烧损。但电解铝液一般含气、含渣量较高应采用先进有效的精炼工艺(如稀土优化综合处理等)排杂除气，以保证圆铝杆 的质量。3．2．7 圆铝杆 出口量将增加
目前，我 国已有部分 圆铝杆 出口，但数量 十分有限。我国铝资源 十分丰 富，电解铝产 量也十分可观应抓住有利时机，充分利用我国 自然资源 和人力资源的优势，加强圆铝杆 的出口。
3．2．8 改造或淘汰旧设备，提升装备水平我国圆铝杆生产设备的总体水平较低，尤其是世纪 90年代之前投产的生产线，装备水平差，产品质量低，已经不能适应 圆铝杆市场 的要求，对其进行术改造势在必行。
第三篇：材料成型论文-塑性成形新技术概况
塑性成形新技术概况
摘要：文章介绍了当前塑性成形加工中的微成形、超塑成型、柔性加工、半固态加工等各种新技术，并分别阐述了各新技术的相关概念、特点、发展趋势等。这些相关介绍及发展概况对理解塑性成形技术及推广和运用高新技术，推动塑性成形的进一步发展具有一定参考意义。
关键词：塑性成形；新技术；发展概况
The Overview About Plastic forming technology Abstract：The paper introduces all kinds of new technology such as Micro Molding ,Sup-erplastic Forming Technology ,Flexible Machining, Semi-Solid Processing in the plastic for-ming process nowadays and expounds the new technology’s related concepts ,characteristics , development tendency and so on.The related introduction and development situation has certain reference significance for understanding the plastic forming technology and promo-ting and using the advanced technology, promoting the further development of Plastic For-ming.Keywords: Plastic forming;The new technology;Development situation引言
塑性成形就是利用材料的塑性，在工具及模具的外力作用下来加工制件的少切削或无切削的工艺方法。塑性成形技术可分为板材成形和体积成形两大类。板材成形是使用成型设备通过模具对金属板料在室温下加压以获得所需形状和尺寸零件的成形方法，习惯上也称为冲压或冷冲压。板料成形可分为分离工序和成形工序。分离工序俗称冲裁，包括落料、冲孔、修边等。成形工序包括弯曲、拉伸、胀形、翻边等。体积成形是指对金属块料、棒料或厚板在高温或室温下进行成形加工的方法，主要包括锻造、轧制、挤压或拉拔等。
塑性成形技术具有高产、优质、低耗等显著特点，已成为当今先进制造技术的重要发展方向。据国际生产技术协会预测，到21世纪，机械制造工业零件粗加工的75%和精加工的50%都采用塑性成形的方式实现。工业部门的广泛需求为塑性成形新技术的发展提供了原动力
[1]和空前的机遇。塑性成形新技术
随着科学技术的迅速发展，通过与计算机的紧密结合，数控加工、激光成型、人工智能、材料科学和集成制造等一系列与塑性成形相关联的技术发展速度之快，学科领域交叉之广泛是过去任何时代无法比拟的，塑性成形新工艺和新设备不断地涌现，出现了高速高能成形、少无切削、超塑成型、柔性加工、半固态加工等多种塑性加工新技术。掌握塑性成形技术的现状和发展趋势，有助于及时研究、推广和应用高新技术，推动塑性成形技术的持续发展。
2.1 高速高能成形
高速高能成形是一种在极短时间内释放高能量而使金属变形的成形方法。
高速高能成形的历史可追溯到一百多年前。但由于成本太高及当时工业发展的局限，该工艺并未得到应用。随着航空及导弹技术的发展，高速高能成形方法才进入到实际应用。与常规成形方法相比，高速高能成形具有以下特点：
1)模具简单：仅需要凹模即可成形。可节省模具材料，缩短模具制造周期，降低模具成本。
2)零件精度高：成形时，零件以很高的速度贴模，在零件与模具之间发生很大的冲击力，这不但有利于提高零件的贴模性。而且可以有效地减少零件弹复现象。
3)表面质量好： 毛坯变形是在液体、气体等传力介质作用下实现(电磁成形则无需传力介质)。因此，毛坯表面不受损伤，而且可提高变形的均匀性。
4)可提高材料的塑性变形能力：与常规成形方法相比，高速高能成形可提高材料的塑性变形能力。因此，对于塑性差的难成形材料，高速高能成形是一种较理想的工艺方法。
5)利于采用复合工艺：用常规成形方法需多道工序才能成形的零件，采用高速高能成形方法可在一道工序中完成。因此，可以有效地缩短生产周期，降低成本。
2.2少无切削成形
机械制造中用精确成形方法制造零件的工艺，也称少无切屑加工。少无切削加工工艺包括精密锻造、冲压、精密铸造、粉末冶金、工程塑料的压塑和注塑等。
传统的生产工艺最终多应用切削加工方法来制造有精确的尺寸和形状要求的零件，生产过程中坯料质量的30％以上变成切屑。这不仅浪费大量的材料和能源，而且占用大量的机床和人力。采用精确成形工艺，工件不需要或只需要少量切削加工即可成为机械零件，可大大节约材料、设备和人力。
锻压少无切削的发展，使锻压加工突破了毛坯生产的范畴，能生产某些成品零件。锻压少无切削件除具有一般锻件的特点外，还具有材料消耗低，加工工序简化，节约加工工时，成本低等优点。近几年来出现的各种新型、专用的少无切削锻压设备，如多工位冷挤压机、嫩锻机、精冲压力机、特种轧机、精密锻轴机等，都具有生产率高、机械化自功化程度高等
[2]特点。
与传统工艺相比，少无切削加工具有显著的技术经济效益，能实现多种冷、热工艺综合交叉、多种材料复合选用，把材料与工艺有机地结合起来，是机械制造技术的一项突破。
2.3 超塑性成形
-2-4-1超塑性成形指金属或合金在特定条件下，即低的变形速(=10～10s)一定的变形温度
(约为熔点的一半)和均匀的细晶粒度(平均直径为0.2～5μm)，其相对伸长率δ超过100％以上的特性。例如钢可超过500％、纯钛超过300％、锌铝合金超过1000％。
超塑性状态下的金属在拉伸变形过程中不产生缩颈现象，也不会断裂，金属的变形应力可比常态下降低几倍至几十倍。因此，超塑性金属极易成形，可采用多种工艺方法制出复杂零件。
目前超塑成形技术最广泛的应用是与扩散连接技术组合而成的超塑成形/扩散连接组合工艺技术，利用金属材料在一个温度区间内兼具超塑性与扩散连接性的特点，一次成形出带有空间夹层结构的整体构件。按照成形构件初始毛坯数量不同可以分为单层、两层、三层及四层结构形式。采用超塑成形/扩散连接工艺成形的空心夹层结构零件具有成形性好、设计
[3]自由度大、成形精度高、没有回弹、无残应力、刚性大、周期短、减少零件数量等优点。
2.4 微成形
微成形指以塑性加工的方式生产至少在二维方向上尺寸处于亚毫米量级的零件或结构的工艺技术。
随着科技的提高，微型机电系统有了飞速的发展，而微成形技术是微型机电系统的灵魂，世界上各工业先进国家对微机械的研究重点都放在了微成形技术的研发上。到目前为止，涌现出了多种成熟的微成形技术，以德国为代表LIGA技术和以日本为代表的超精密机械家加工技术，此外还有高能束加工技术、微注塑成形技术、微粉末注射成形技术及微铸造技术等
[4]一些方兴未艾的微成形技术。
微成形技术主要源于电子工业的兴起，随着大规模集成电路制造技术和以计算机为代表的微电子工艺的发展，而且还来自技术的需要，例如医疗器械、传感器及电子器械的发展。
越来越多的电子元件、电器组件及计算机配件等相关零件开始采用这一工艺方法进行生产。随着制造领域中微型化趋势的不断发展，微型零件的需求量越来越大，特别是在微型机械和微型机电系统中。
微成形具有极高的生产效率、最小或零材料损失、最终产品优秀的力学性能和紧公差等特点，所以适合于近净成形或净成形产品的大批量生产。
2.5 内高压成形
内高压成形是近10 多年来迅速发展起来的一种成形方法，它是结构轻量化的一种成形方法。是以管材为毛坯在内压和轴向补料联合作用下将管材成形为所需形状的先进制造技术。内高压成形件实现以空心替代实心、以变截面取代等截面、以封闭截面取代焊接截面，比冲焊件的质量减少 15%~30%，且可大幅提高零件的刚度和疲劳强度。20 世纪 80 年代初，德国和美国的研究机构系统地开展了内高压成形基础理论、工艺及应用研究，并从 20 世纪
[5]90 年代中期开始在汽车工业领域大批量应用。
与传统的冲压焊接工艺相比，内高压成形具有以下优点：
(1)减轻质量，节约材料 对于空心轴类零件可以减轻40%～50%，有些件可达75%。
(2)减少零件和模具数量，降低模具费用 内高压件通常仅需要一套模具，而冲压件多需要多套模具
(3)可减少后续机械加工和组装焊接量 以散热器支架为例，散热面积增加43%，焊点由174个减少到20个，工序由13道减少到6道，生产率提高66%。
(4)提高强度与刚度，尤其疲劳强度 仍以散热器支架为例，垂直方向提高39%，水平方向提高50%。
(5)降低生产成本 根据统计，内高压件比冲压件平均降低成本15%～20%，模具费用降低20%～30%。
2.6 可变轮廓模具成形（柔性加工）
柔性制造技术也称柔性集成制造技术，是现代先进制造技术的统称。柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制造加工技术于一体，把以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机及其软件和数据库的支持下，构成一个覆盖整个企业的有机系统。
采用柔性制造技术的企业，平时能满足品种多变而批量很小的生产需求，战时能迅速扩大生产能力，而且产品质优价廉。柔性制造设备可在无需大量追加投资的条件下提供连续采
[6]用新技术、新工艺的能力，也不需要专门的设施，就可生产出特殊的军用产品。
对于小批量多品种板料件成形，例如舰艇侧面的弧形板、航空风洞收缩体板、飞机的蒙皮都是三维曲面，但批量很小甚至是单件生产，由于工件尺寸大，这样模具成本很高，何况即使模具加工完成，也有一个需要修模与调节的过程，因此用可变轮廓模具成形一直是塑性加工界及模具界的研究方向之一。
2.7 半固态成形
半固态成形是20世纪70年代发展起来的金属成形新技术，指对经过特殊处理的固体坯料加热，或在液态金属凝固过程中加以搅拌等处理而得到的具有非枝晶结构的固相、液相组织共存的半固态坯料进行成形加工，得到所需形状和性能的制品的加工方法。它主要包括半固态锻造、半固态挤压、半固态轧制、半固态压铸等工艺类型，在汽车、通讯、航空、航天、国防等领域得到了越来越广泛的应用，被称为21世纪新兴的金属制造关键技术之一。
从半固态自身发展看，研究不同制浆方法下的形核和长大机理、制浆过程的精确控制以及发展适合半固态成形的新型合金是该技术的主要发展方向； 从拓展半固态研究领域看，在近液相附近实现成分场和温度场的精确控制，将推动该项技术向高合金化金属的近终成形
[7]以及纯金属的晶粒细化的研究与应用方向发展。结束语
随着现代先进制造技术的发展，塑性成形将逐渐发展为高性能材料新材料与复杂结构特殊性的有机结合。21世纪最缺什么？——技术创新。由于新技术的应用和引导,塑性成形技术在国民经济中的作用愈来愈大，在一定程度上决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争能力，为此我们要有足够的认识并采取得力的措施。抓住机遇和挑战，推进新新技术的发展。
参考文献：
[1]李德群，塑性加工技术发展状况及趋势[J]，航空制造技术，2000，（3）
[2] 锻压少无切屑工艺发展概况[J]，华中工学院锻压教研室，1978，（3）
[3]邵杰，超塑成形/扩散连接：一种先进钣金轻量化制造技术[J]，中国航空报，2013，（9）
[4]潘豪，微成形技术的研究概述[J]，苏州高等职业技术学校，2013，（9）
[5]刘刚，内高压成形理论与技术的新进展[J]，中国有色金属学报，2011，（10）
[6]曹著明，浅谈柔性加工技术综合实训课程的开发[J]，北京电子科技职业学院，2011，（1）
[7]徐骏，半固态加工技术的最新进展[J]，哈尔滨理工大学学报，2013，（4）
第四篇：成型实习报告
篇一：材料成型与控制实习报告
实习报告
一、实习目的岁月如梭，时光飞逝，转眼间大学时光的最后一个阶段——毕业实习就到了。毕业实习是在完成全部基础课程和专业课程的学习后所进行的实践环节，也是大学生不可缺少的一个重要旅程。通过到郑州力通电力设备有限公司实习，了解和掌握了电厂锅炉检修流程，巩固和理解了已学过的理论和专业课程内容，培养理论联系实际的实习方法和独立观察客观事物，独立分析问题和解决问题的能力，培养吃苦耐劳的精神。为后续毕业工作打下了坚实的基础。
二、实习单位
此次实习时间从2012年2月1日开始，我带着一份对工作的渴望以及对能学到更多知识的期待来到了郑州力通电力设备有限公司实习。郑州力通电力设备有限公司是原河南电力安装公司部分技术骨干共同组建的有限责任公司。其前身为“河南电力修造厂”，位于全国交通枢纽郑州。公司现有职工200余人，中、高级职称40人，全位置合金大小管径高压焊工40人，年加工管道产品5000-8000吨。工厂设备齐全、技术力量雄厚，质检手段先进，；配有专业焊工、检测人员及配管设计、加工工艺人员。公司在锅炉受热面管排的制作生产中坚持科学管理，严把质量关，精益求精，向用户提供高质量的产品。近年来，公司先后为国内各大发电厂的多台机组制作了各种规格的过热器、再热器、省煤器、空气预热器等锅炉部件，赢得客户的一致好评。公司以优越的生产条件和先进的质量管理模式取得了国内大锅炉厂的信任，与其结为合作伙伴。我公司紧跟科技发展方向，不断进行技术创新，并且把先进的科技成果和新工艺、新材料应用到生产中去，为客户创造更大价值。公司与省中试所合作进行异种钢焊接的研究，并且取得成功，为各大发电企业减少四管爆破，降“非停”做出了贡献。公司还充分利用人才优势为各大发电厂提供锅炉汽机检修服务，我们以精湛的技术，近乎苛刻的质量管理，提高效率，缩短工期，为电厂早日发电，多发满发打下了基础。公司以工程设计、项目管理为核心，以生产加工厂为基础，以灵活的经营机制和较强的适应能力，积极参与国内外市场竞争，为客户提供全方位服务。公司下设：经营科、生产技术科、工程处、质检科、材料科、财务科。
三、实习内容
根据单位对我的情况进行了如下的安排：
第一阶段：2012年2月1日——3月30日，企业给我们安排了入职培训，为我们安排了师傅，从设备工艺方面学起，到基层锻炼，在师傅的安排和指导下，结合自己的专业理论知识，进行实际动手操作，并且熟悉企业的结构、发展方向、主要事务，而且还熟悉了焊条电弧焊的工艺并进行了12mm厚钢板平焊对接和立焊对接。并对电厂的锅炉有有了一定的了解。为自己的职业发展路线和踏入社会做了良好的铺垫。
在这两个月的培训实习中，师傅手把手的交我们12mm厚钢板的平焊对接和立焊对接工艺。平焊对接工艺，由于我们去电厂检修遇到的管材都较厚，我们就针对此学习了厚板材的平焊工艺，首先开坡口，制定焊接工艺，确定用碱性焊条四层焊，用3.2mm的碱性焊条，95a电流灭弧焊打底，然后用4.0mm的碱性焊条，150a电流进行填充、找平和盖面。在师傅的指导下通过半个多月的练习已基本能得到较好的焊缝。立焊对接工艺，和平焊基本相同分四层焊，基本与平焊类似。焊接在电厂检修工作中必不可少，锅炉四管更换、阀门更换及改造都用的上焊接，所以焊接也是我要认真去学习的。在这期间，我通过公司对热处理工艺以及金属光谱分析也有了一定的了解。
第二阶段：2012年4月1日——4月27日，在企业领导的安排下我去了登封华润电厂进行锅炉本体受热面以及阀门的检修工作。经过二十多天的检修，我学到了锅炉受热面的基本检查方法及处理方法，并且对阀门的拆装以及研磨也有了一定的了解并参加进去。这些经历将为我以后的工作打下坚实的基础。在这次电厂检修实习之前进行了电厂安全规程教育：
1.安全生产方针是安全第一、预防为主、综合治理。
2.《安全法》第49条规定：从业人员在作业过程中，应当严格遵守本单位的安全生产规章制度和操作规程，服从管理，正确佩戴和使用劳动防护用品。
3.安全生产要树立“ 以人为本”的理念，以“关爱生命，关注安全”为出发点，做到“三不伤害”（即：不伤害自己、不伤害他人、不被他人所伤害）。
4.在没有脚手架或者在没有栏杆的脚手架上工作，高度超过1.5米时，必须使用安全带，或采取其他可靠的安全措施。
5.所有电气的金属外壳均应有良好的接地装置。使用中不准将接地装 置 拆除或对其进行任何工作。
6.电气工具用具应由专人保管，每6个月须由电气试验单位进行定期检查。
7.发现有人触电，应立即切断电源，使触电人脱离电源 并进行急救。如在高空工作，抡救时必须注意防止高空坠落。
8.在发电机、氢气设备系统附近工作时，工作人员不准穿有钉子的鞋。应使用铜制工具，以防发生火花。9.任何人进入生产现场（办公室、控制室、值班室和检修班组室除外），必须戴安全帽。高处作业必须使用安全带。高处工作传递物件，不得抛掷。
10.禁止在栏杆上、管道上、靠背轮上、安全罩上或运行中设备的轴承上行走和坐立。应尽可能避免靠近和长时间的停留在人孔门、检查孔、防爆门、安全门、除氧器、热交换器、汽鼓的水位计等处。11.凡在离地面2米及以上 的地点进行的工作，都应视为高处作业。人在梯子上时，禁止移动梯子。工作人员必须登在距梯顶1米的梯蹬上工作。
12.巡视高压设备时,不得进行其他工作，不得移开或越过遮栏。巡视配电装置，进出高压室，必须随手将门锁好。
13.事故发生后做到“四不放过”：事故原因不放过，事故责任人、受教育人未受教育不放过，无相应事故防范措施不放过，事故责任人未收到处罚不放过。14.生产现场检修前需确认工具的完整性，不使用不完备的工具进行检修作业，对于带电设备的检修需使用绝缘手套。检修过程中对于行灯的使用，要求在密闭容器内使用电压在24v以下，动作电流15ma以下，间隔时间为0.1s。
15.进入安全现场需注意的事项：a、必须按照要求佩带安全帽；b、按照安全规程要求正规着装，禁止穿着化纤衣服等不合要求的服装及佩带首饰；c、必
须遵守现场的各项规章制度及劳动纪律；d、巡视设备必须在师傅的带领下进行，不许随意的碰触设备开关、阀门等影响设备正常工作的元件。
安全是第一，电厂领导、公司领导都强调这一点，在工作中杜绝安全隐患。这次检修对电厂检修工器具也有了了解。
电厂检修常用工具、量具、专用机具
电厂检修细分有锅炉、电气、汽机、燃料、热工仪表、继电保护六个检修部分内容，郑州力通电力设备有限公司主要是对锅炉本体的检修。检修工具的使用主要分为常用的工具、量具及专用机具三方面的内容。
1.常用工具 1.+/-子螺丝刀、活扳手、呆扳手、内六角扳手、套筒扳手用以卸载和安装螺母。
2.此外铜棒、铁锤、木锤、錾子等是必备敲击工具；
3.拆卸轴承、对轮要用拉子；
4.内六角是不可少的，分公制、英制等；
5.记号笔在拆卸之前做好标示也很必要；
6.对于较重的零件就要用到葫芦、钢丝绳、粗绳啦；
7.撬棍、加长杆、套筒扳手等省力。
2.量具
卷尺、卡尺、水平尺、测厚仪等。
3.专用机具
力矩扳手、老虎钳、内/外卡簧钳、敲击扳手、管道破口机、磨光机、切割机等，此外还有：
power team液压千斤顶：采用分体式，泵最高使用压力可达700bar，体积小、重量轻、操作简便。因采用先进的工艺处理，密封及油缸使用寿命长，能正常使用在倒置位置，表面抗腐蚀性强。
阀门研磨机：用于发电厂各种截止阀、闸阀的阀芯、阀座，安全阀和法兰端面的现场研磨。分为便携式、台式阀门研磨机，高压口法兰研磨机，八角垫法兰研磨机三种。
光谱仪：用于炉管材质的鉴别。分为看谱镜、直读光谱仪。我公司用的是看谱镜光谱仪。
锅炉部分
1.锅炉的燃料主要是煤，原煤是通过初步破碎和除铁、除木屑后，送到原斗，从原煤斗烤自重落下的煤，要经过煤机进入磨煤机中，磨制成合格的煤粉，由预热空气通过排粉机将磨好的煤粉经燃烧器喷入炉膛的空间中燃烧，燃料的化学能便转化为燃烧产物的热能。高温的烟气经过炉膛进入水平烟道和尾部烟道，烟气在流动的过程中的各种受热面。其电的生产流程为：化学能转化为热能，热能转
化为机械能，机械能转化为电能。
2.锅炉的参数
主汽流量：220/145t/h 主汽温度：535+/-5/10℃ 篇二：材料成型专业实习报告
实习报 告
(略有不足 仅供参考)摘要：实习是大学生学习中的重要环节，特别是材料成型专业的大学生必须拥有的一段经历，它使我们在实习中了解本专业学习内容，既开拓了视野，又增长了见识，为我们即将学习的专业课打下了坚实的基础。
关键词：马钢 华菱汽车配件 瑞鹄模具制作 参观实习此次实习为期三个星期：
2月13日下午 在教室听取马钢车轮轮箍生产工艺的有关介绍 2月14日上午 实地参观马钢车轮轮箍生产线
2月14日下午 在教室听取马钢csp连铸工艺的有关介绍 2月15号上午 实地参观马钢一钢轧gsp厂
2月15号下午 在教室听取马钢中板生产工艺及设备
2月16号上午 实地参观一钢轧中板厂
2月16号下午 在教室听取了马钢高线生产工艺及设备 2月17号上午 实地参观二钢轧高线厂
2月20号下午 在教室听取马钢h型钢生产工艺的介绍 2月21号上午 实地参观马钢第三钢轧总厂h型钢生产线 2月21号下午 在教室听取马钢棒材生产工艺及设备
2月22号上午 实地参观三钢轧棒材厂 2月22号下午 在教室听取马钢热轧、冷带生产工艺及设备
2月23号上午 实地参观马钢四钢轧热带、冷带厂
2月27号下午 实地参观马鞍山华菱汽车配件冲压生产线 2月29号上午 实地参观芜湖瑞鹄模具生产线
实习背景
转眼间，大学两年的学习生活也画上了圆满的句号，为在学校学习内容的基础上，更加深入的理解所学的专业知识，增强感性认识，熟悉轧钢专业流程，将实际与理论相结合，提高实际动手能力，同时认识自身的不足，明确努力的方向，学会融入企业和社会，我们2009级材料成型与控制工程专业将进行实习工作。本次实习是我们在校学习期间理论联系实际、增长实践知识的重要手段和方法。实习主要对马钢、华菱和瑞鹄各生产车间进行参观，了解生产设备和生产工艺流程。通过本学期对金属塑性变形与轧制理论、金属压力加工概论等课程的学习，为我们这次实习打下了坚实的基础。
实习目的：接触实际，了解生产原理、生产工艺和生产设备；熟悉生产环境，增强对所学的专业理论知识的认识，并获取实际知识。具体要求如下：
1．通过此次的实习使我们更深入地认识钢铁生产企业和模具行业的概貌，了解企业生产的主要设备和主要工艺，增加对本专业学科范围的感性认识；进一步了解材料成型专业在国民经济建设中地位、作用和发展趋势；
2．初步了解所学专业理论知识，培养观察和分析实际钢铁材料生产过程的初步能力；并为学好后续专业课及搞好专业课课程设计奠
定良好的基础；
3．熟悉本专业技术人员的工作职责和工作范围，获得材料生产的初步知识；
4．虚心向工人和技术人员学习，培养热爱专业、热爱劳动、热爱工农的品德。
马钢简介
马钢是中国特大型钢铁联合企业和重要的钢材生产基地，安徽省最大的工业企业，位于长江之滨，地理位置优越，交通快捷便利，素有江南一枝花的美誉，隶属安徽省管辖，主营业务为黑色金属冶炼及其压延加工与产品销售、钢铁产品延伸加工、矿产品采选、建筑、设计、钢结构、设备制造及安装、技术咨询及劳务服务等，其中钢铁生产业务集中于马鞍山钢铁股份有限公司。截至2009年底，公司具备1600万吨钢配套生产能力，员工近6万人，总资产761亿元。马钢前身是成立于1953年的马鞍山铁厂。1958年，马鞍山钢铁公司成立。1993年，马钢进行股份制改制，分立为马鞍山马钢总公司和马鞍山钢铁股份有限公司。1998年，马鞍山马钢总公司改制为马钢（集团）控股有限公司。经过50年的艰苦创业、自我积累和滚动发展，马钢为中国钢铁工业发展作出了独特贡献：中国第一个火车车轮轮箍生产厂、第一套高速线材轧机、第一条热轧大h型钢生产线、钢铁行业第一只面向全球发行的股票都诞生在这里。现如今马钢拥有世界一流的冷热轧薄板、镀锌板、彩涂板、大小h型钢、高速线（棒）材、高速车轮等生产线，我国最先进的热轧大h型钢生
近年来，马钢紧紧围绕“做强钢铁主业，发展非钢产业，建立现代企业制度”三大发展战略，内抓管理，外拓市场，企业经济运行的质量和效益逐年提高。2001年马钢在全省率先突破销售收入100亿元大关，2003年铁钢材产量分别达到544.6万吨、605.9万吨和556.3万吨，集团实现销售收入167亿元，实现税后利润27.9亿元，在国内冶金行业居第二位。企业先后荣获全国“五一”劳动奖状、全国“重合同、守信用”先进单位、全国冶金思想政冶工作先进企业、安徽省全心全意依靠职工办企业十佳单位等荣誉称号。
马钢车轮轮箍生产
马钢车轮轮箍厂是中国近年来兴建的现代化大型企业之一。它是中国自力更生方针的又一重大成果。它的设计和施工任务是全部靠国内技术力量完的，全套设备也是依靠国内原材料自行设计制造的。厂里安装的20多种技术复杂的设备也都是中国首次设计制造成功的。
马钢股份有限公司车轮轮箍分公司是我国生产火车整体碾钢车轮和轮箍的特大型企业,公司坐落在安徽省马鞍山市南麓、闻名遐迩的采石矶畔，始建于1961年，1964年全面建成投产。公司经营销售车轮、轮箍环件、轮件、盘件、锻件六大系列产品，品种规格达1300多种。产品覆盖面涵及铁路机车车辆、机械、化工、石油、纺织、冶金、矿山、航天、港口、地铁等行业。公司经营销售600-2010mm直径的铁路机车用轮箍；724-1098 mm直径的铁路客、货车辆、冶金、矿山、地铁车辆用车轮；600-2500mm直径的机械、化工、石油、纺织、航天等行业用的各种断面环件；550-1000mm直径的起重、港口用轮件；120-400mm直径的锻件。公司除经营销售上述六大类产品外，还可根据客商的要求，按iso、aar、uic、bs、jis等标准生产销售各种规格的产品。公司经营销售的产品除满足国内各行业的需求外，自1982年起产品销往国外，至今已销往东南亚、欧美等二十多个国家和地区。
生产的工艺流程
马钢轮箍工程分为车轮、轮箍两个生产系统。车轮生产流程为
1、转炉冶炼→钢包精炼→圆坯连铸，再用切锭机床切割钢锭，切割后的钢锭通过28米环形加热炉加热，经高压水除鳞。
2、随后钢坯先在第一台30mn（3000吨）水压机镦粗、定径、压痕，用第二台80mn水压机上模锻成形，经卧式七辊车轮轧机轧制。再用第三台30mn水压机上冲孔、压弯及矫正整形。
3、轧制后的车轮毛坯经等温、粗加工、热处理(淬火、回火)、精加 篇三：材料成型实习报告
材料成型实习报告
二○一三年七月八日
一、实习目的
认知实习是复合材料与工程专业重要的的教学环节，是专业教学的一个组成部分。时间安排在学生进校的第十八周。目的有如下几点：
1.通过实习增强对所学专业基础课的理解、加强理论联系实际，为后续专业课程的学习作好准备。
2.使同学们迅速定位，培养学习目标及劳动观点，为以后的工作和学习打下基础。
3.进一步增加同学对材料成型工艺、模具制造、材料在生产应用的感性认识，并且让学生在生产实际中学到更多的材料应用、模具设计和制造、材料成形技术和生产管理知识。
二、实习内容 2013年7月4日
专题讲座：*** 塑料成型的选择主要决定于塑料的类型(热塑性还是热固性)、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。塑料成型是将各种形态(粉料、粒料、溶液和分散体）的塑料制成所需形状的制品或坯件的过程。成型的方法多达三十几种。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法，均可用于橡胶加工。此外，还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在非橡胶挤出机加工中利用液压机压力于模具本身的挤出称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。
物料在普通单螺杆挤出机中的挤出原理：固体物料从料斗加入，在旋转着的螺杆的作用下、通过机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用，向前输送和压实。在开始的阶段物料呈固态向前输送，由于机筒外有加热圈，热通过机简传导给物料；与此同时，物料在前进运动中，生成摩擦热，使物料沿料筒向前的温度逐渐升高，致使高分子物料从颗粒或粉状的固体转变成熔融的流体状态，熔融的物料被连续不断地输送到螺杆前方，通过过滤网、分流板而进入机头成型，从而使高聚物熔体具有一定形状；再通过定型、冷却、牵引等辅机作用，就成为一定形状的塑料制品。
挤出成型 吹塑成型主要指中空吹塑(又称吹塑模塑)是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法，是第三种最常用的塑料加工方法，同时也是发展较快的一种塑料成型方法。吹塑用的模具只有阴模(凹模)，与注塑成型相比，设备造价较低，适应性较强，可成型性能好(如低应力)、可成型具有复杂起伏曲线(形状)的制品。
吹塑制品的应用涉及到汽车、办公设备、家用电器、医疗等方面；每小时可生产 6 万个瓶子也能制造大型吹塑件(件重达 180kg)，多层吹塑技术得到了较大的发展；
专题讲座：*** 注射成型(injection molding)：是指有一定形状的模型，通过压力将融溶状态的胶体注入模腔而成型，工艺原理是：将固态的塑胶按照一定的熔点融化，通过注射机器的压力，用一定的速度注入模具内，模具通过水道冷却将塑胶固化而得到与设计模腔一样的产品。主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。20世纪70年代以来，出现了一种带有化学反应的注射成型，称为反应注射成型，发展很快。
完整的注射工艺过程包括:
1、成型前的准备;
2、注射过程；
3、制品的后处理。
注射成型 成型前的准备
为了使注射成型顺利进行和保证制品质量，生产前需要进行原料预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等一系列准备工作。
注射过程
注射过程一般包括：加料——塑化——注射——冷却——脱模。
加料：
由于注射成型是一个间歇过程，因而需定量（定容）加料，以保证操作稳定，塑料塑化均匀，最终获得高质量的塑件。
塑化：
成型物料在注射机机筒内经过加热，压实以及混合等作用，由松散的粉状或粒状固态转变成连续的均化熔体之过程。
注射：
柱塞或螺杆从机筒内的计量位置开始，通过注射油缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过机筒
前端的喷嘴和模具中的浇注系统快速送入封闭模腔的过程。注射又可细分为流动充模、保压补缩、倒流三个阶段。
冷却：
当浇注系统的塑料以及冻结后，继续保压已不再需要，因此可退回柱塞或螺杆，卸除料筒内的塑
料熔体的压力，并加入新料，同时在模具内通入冷却水、油或空气等冷却介质，对模具进行进一步的冷却，这一阶段称为浇口冻结后的冷却。实际上冷却过程从塑料熔体注入型腔起就开始了，它包括从充模、保压到脱模前的这一段时间。
脱模：
塑件冷却到一定的温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。
制品的后处理
1、退火：消除残余应力；
2、调湿： 使塑件颜色、性能及尺寸得以稳定。注射成型比固体模压工艺减少了大量生产工序，减少一大部分工人需求，缩短流程时间，大大地提高产量，而且完全避免了产品成型前人工操作所带来的产品品质偏差！
专题讲座：*** 复合材料与工程专业涉及材料学、化学、物理学等多门学科，是一门极具发展潜力的多学科交叉新型专业，主要培养具备复合材料与工程领域的基础理论、专业知识和实验技能，适应现代材料学科的高科技化发展趋势，掌握复合材料设计与制备技术，重点掌握高性能纤维增强树脂基复合材料的制备技术，能从事先进复合材料与结构的设计、制备、评价的高级专业技术人才。
老师主要介绍了我们的就业前景：毕业生可以就业于与复合材料相关的汽车、建筑、电机、电子、航空航天、国防军工、信息通讯、轻工、化工等有关企业和公司，担任工程研究人员、工程师和营销管理人员，从事设计、研发、分析、生产、测试、评价、营销、管理等工作；也可以在高等院校、研究设计院所从事科研教学工作。
专题讲座：*** 李美霞老师主要讲了塑料回收与造粒，让我们受益匪浅！
三、参考资料
[1]注射工艺的影响因素 ．环球塑化网[引用日期2013-04-19]．
[2] 张丽叶．挤出成型．北京：化学工业出版社，2001． 篇四：成型生产实习报告
成型生产实习报告
一、轮胎的结构——工程胎和农业胎
1、斜交工程胎结构
工程胎胎体主要由胎面、胎侧、帘布层、缓冲层和胎圈组成。
胎面指胎冠部位缓冲层以上的外胎胶层或外胎与地面接触的轮胎行驶面，其作用是防止胎体受机械损伤、传递车辆牵引力和制动力、缓冲轮胎在行驶过程中所承受的冲击。胎面要求具有良好的耐磨、耐刺扎性能、好的弹性和对地面的抓着性能。胎面胶分上层胎冠部胶和下层基部胶两层。胎冠胶（包括花纹块和花纹沟）直接接触地面，应具有耐磨损和耐切割性能，并能传导车轮的牵引力和制动力。在花纹沟底部的基部胶，用于缓冲地面传递的振动和冲击，常用不同于冠部胶的耐热、耐剪切的胶料组成。
胎侧是指胎面至胎圈的部分。胎侧胶通常是指覆盖在外胎侧壁的橡胶。它主要是承受屈挠变形作用，保护胎体帘线不受损伤，因此应具有很好的耐屈挠、耐刺扎和耐老化性能。
帘布层是胎体的骨架，用以保持胎体的形状和尺寸。工程轮胎的胎体帘布层是由数层挂胶帘布组成，相邻的帘布相互交叉排列,帘布层数一般为偶数，这样能使胎体帘布层负荷均匀分布。帘布层分为内帘布层和外帘布层两部分。内帘布层是胎体主要的骨架层，其特点是层数多，帘线密度较密，使胎体强度增大。外帘布层位于内帘布层与缓冲层之间起过度作用，又称之为胎体的辅助层，其特点是层数少，通常只有两层，帘线密度较内帘线稀疏，附胶量较多，粘着强度较高。帘布层胶应具有耐疲劳、粘性好、生热低、耐热、耐老化等性能。缓冲层位于外帘布层与胎面胶之间，主要作用是吸收从胎面方向传业的冲击力，减少帘布层的损伤和承受轮胎在行驶时或突然停止时由于惯性作用而产生的剪切应力。缓冲层的结构由胶片或两层以上挂胶帘线组成，帘布层的上，下或中间加贴缓冲胶层。缓冲层帘布比外帘布层的密度稀疏，挂胶厚度较厚。缓冲层的胶料应具有良好的导热性、耐老化性，多次变形下的耐疲劳性和低的生热性，以及在高温下保持一定的物理机械性能等。
胎圈又称子口，是指轮胎安装在轮辋上的部分，主要作用是承受因内压而产生的伸张力，同时还需克服轮胎在拐弯行驶中所受的横向力作用，使外胎不致脱
出轮辋。因此它必须有很高的强力，结构应紧密坚固，不易发生变形。胎圈主要由钢丝圈、三角填充胶和钢丝包布组成。
工程胎还分为有内胎轮胎和无内胎轮胎，其中无内胎轮胎还具有气密层。气密层是指轮胎内表面使用了代替内胎来保证轮胎气密性能的一层特种橡胶，通常为丁基橡胶。
2、农业胎结构
农业胎组成结构与工程胎基本上相同，只是有些农业胎没有缓冲层，其余部位胶料的性能要求有些不太相同。
二、半制品的制造及成型
1、胎面的挤出和胶片的压延压出
将热炼好的混炼胶经过挤出机挤出，使它的断面成为具有一定形状、尺寸的胶条，此过程成为胎面挤出。在胎面挤出工艺中，挤出机的转速和温度是决定胎面挤出质量的重要因素。胎面胶的质量标准：（1）各规格胎面断面尺寸、总长、总宽、冠宽、冠厚、肩厚、侧厚尺寸、重量符合施工标准的要求。（2）胎面表面平整，无焦烧疙瘩和杂物，断面基本无气泡。（3）胎面胶表面必须具有适当的黏着性。（4）复合胎面胶必须贴正压实，无气泡、无水迹，胎面胶无破边，豁口不超过5mm。（6）胎面接头要平整、不偏、不鼓包。
将经过热炼的胶料，通过压延机压成一定厚度和宽度的胶片，叫做胶片的压延。压延出来的胶片不得有气泡、胶疙瘩、冷疤、水波纹等缺陷。
2、胶帘布、帆布的裁断
外胎制造过程中，需要使用大量的挂胶布、帆布，包括缓冲层帘布、胎身的内外帘布层、钢丝圈以及胎圈的包布等。因此要按照施工表的规定，将胶帘布、帆布裁剪成各种需要的宽度与角度的胶布条。裁断采用立式或卧式裁断机。
帘布裁断宽度、角度要符合施工要求，帘布内不应有褶子、缺胶、露线、弯曲线、落疤、稠密不匀、胶疙瘩及药粒等杂物。小卷帘布停放至贴合时间，应不多48小时。
3、钢圈的制造
钢圈是由钢丝圈、填充三角胶条和钢圈包布组成。在钢丝圈包布机上把钢丝圈贴上三角填充胶条和包贴钢丝圈包布的过程称为钢圈的制造。钢圈要求：（1）
包布包紧，三角胶条要放正、粘牢、接头不脱开、不露出包布外，要均匀压实。
（2）三角胶剪坡对接和钢丝圈两个搭头缠绕时要符合工艺要求。
4、胶浆的制备
制造胶浆时通常是采用打浆机进行，即按照胶浆的浓度要求，先将定量的汽油放入打浆罐内，然后将混炼胶经热炼压成2mm左右厚的胶片，不经存放就把胶片剪成小胶片，放入打浆罐里，进行打浆。胶浆的质量要求：胶片溶解彻底，无胶疙瘩、无自硫或沉淀现象。
5、帘布筒的贴合外胎成型前将裁断成一定宽度、长度和角度的胶帘布，预先制成环形筒，叫做帘布筒的贴合。帘布筒的质量要求：（1）帘布筒的压线、接头数、差级符合工艺要求。（2）贴合后帘布筒应无气泡、无杂质、无褶子、无漏白、无脱层、无劈缝、无弯曲。（3）帘布筒中心线画正，无大头小尾现象。
6、外胎成型
成型就是将符合技术设计尺寸标准的胎侧、内衬层、钢丝子口包布、胎体帘布、垫胶、胎圈、带束层和胎面等,按照组合顺序及定位要求精确对称地紧密组合成一体的待硫化胎胚的加工工艺过程。成型的质量要求：（1）外胎各部件的成型位置要达到施工的规定范围。（2）成型时要做到胎面不落地、帘布不落地、割边不落地、缓冲不落地、垫布不落地、子口包布不落地。（3）成型要做到胎面正、缓冲正、帘布层正、钢圈正、子口包布正。（4）成型过程中应无气泡、无褶子、无掉胶、无杂物、无断线，成型后的胎胚要符合生胎外观质量标准的规定。
7、胎面缠绕
由于大规格工程胎的胎面重、几何形状复杂多变，其胎面多采用缠绕层贴法。缠绕的质量要求：（1）缠绕胶料符合工艺要求，回丝掺用比例不超过30%。（2）缠绕好的轮胎符合质量外观要求，内衬无破损，子口无变形。（3）打孔均匀，针长符合工艺要求。
8、胎胚放置
成型好的胎胚经过工艺员检验要按照工艺要求采用吊放或者卧放的方式及时放入烘房内。
三、斜交工程胎、农业胎的优缺点
优点：胎体易收缩，包络特性大，平顺性好
缺点：各帘布层间产生较大的相对滑动，内部摩擦大，发热大和滚动阻力大。
四、成型实习总结
本次在成型车间一个月时间的实习让我具体的了解工程胎成型的各种步骤，并对工程胎成型过程中需要注意的一些问题进行了关注。在实习的过程中我也发现了一些成型中会出现的问题，具体的情况需要后期进行跟踪处理。在这一个月里我觉得收获是很大的，从一开始对轮胎生产的懵懂无知到现在达到一定程度的了解。虽然学到了很多的东西，但是在生产过程中遇到的一些问题还不是我现在可以解决的，我还需要在后面继续学习，把学到的东西进行实践。接下来的一段时间里，我要尽快的完成对车间生产过程中遇到问题的归类，总结，分析；用一种行之有效的方法去解决问题。
篇五：材料成型实习报告文
贵州大学学生实习报告
学 院 专 业 材料成型及其控制工程 学 号 1108030040 学生姓名 指导教师 日 期
目录
一 前言....................................1、专业介绍
......................................2、实习时间、地点
................................二认识实习的目的..................................三 实习内容...................................四 实习的过程...................................一．前言
基于本次实习的背景（我们还没上专业课，只是上了相关的课程。）所以在实习报告中我就先介绍一下我们的专业，虽然很多东西和这次实习联系不上，但是只有认识清楚所学专业才能更好地学习专业及相关课程；更好地参与实践，这也是认识实习的目的所在。
在报告中我就对实习过程中看到的、记下的、了解到的、问来的以及上网查的做了模块化的叙述。
主要介绍了冲压、注塑、焊接、铸造、压铸等成型方法以及轴承的生产加工工艺。
下面我就在这次实习中给予我们帮助的企业，指导教师致我们最忠诚的谢意。上午：华阳电器厂
10月6日
下午：永力轴承厂
实习时间上午：英吉尔机械制造有限公司 月5日
下午：新昌精密机电公司
致谢 老师
致谢 华阳电器厂 永动轴承厂
致谢 英吉尔机械制造有限公司 新昌精密机电有限公司
专业介绍
材料成型及控制工程专业介绍
材料成型及控制工程是研究热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。是国民经济发展的支柱产业。
材料成型及控制工程专业研究通过热加工改变材料的微观结构、宏观性能和表面形状，研究热加工过程中的相关工艺因素对材料的影响，解决成型工艺开发、成型设备、工艺优化的理论和方法；研究模具设计理论及方法，研究模具制造中的材料、热处理、加工方法等问题。本学科是国民经济发展的支柱产业。
本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具材料成型及控制工程设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为两个培养模块：
（一）焊接成型及控制：培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。
（二）铸造成型及控制 这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。
（三）压力加工及控制 分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。
（四）模具设计与制造： 掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。
二、认识实习目的
1、增强感性认识，为学好专业课打基础，做到理论与实践的有机结合。
2、通过看、听、想、问、记等方法，对机械零件、模具零件的加工及装配、模具使用有一个比较全面清楚的了解。
第五篇：材料成型（本站推荐）
1.固态金属加热膨胀，液态金属的粘度，表面张力的本质是什么？
从一个晶格常数变成另一个晶格常数，晶体尺寸增大，即膨胀；粘度是原子间结合力；表面张力是质点间作用力不平衡引起的质点间作用力。
2.金属的熔化过程是一熵值增大的过程，为什么？
金属的熔化过程是金属原子由规则排列变成不规则排列的过程，熵值变化是系统结构紊乱性变化的量度，原子规则排列熵值小，不规则排列熵值大。
3.液态金属的结构是什么（理想和实际）
理想：原子集团、游离原子、空穴；实际：原子集团、游离原子、空穴、夹杂物及气泡等
4.液态金属的结构瞬息万变，存在的三个相起伏是什么？
温度（能量）起伏、结构（相）起伏、成分（浓度）起伏。
5.粘度，表面张力的影响因素和在材料成型中的意义；
一、粘度：影响因素是化学成分（难溶化合物的液体粘度较高，熔点低的共晶成分合金的粘度低）、温度（液体金属的粘度随温度的升高而降低）和夹杂物（液态金属中呈固态的非金属夹杂物使液态金属的粘度增加）。意义：1）、对液态金属净化的影响，液态金属中存在各种夹杂物及气泡等，必须尽量除去。2）、对液态合金流动阻力的影响，粘度对层流影响大。3）、对凝固过程中液态合金对流的影响，粘度越大，对流强度越小。
二、表面张力：影响因素是熔点（表面张力的实质是质点间作用力，故原子间结合力大的物质，其熔点、沸点高，则表面张力往往越大）、温度（大多数合金和金属，其表面张力随着温度升高而降低）和溶质元素（溶质元素对液态金属表面张力影响有两大类，是表面张力降低的溶质元素叫表面活性元素；使表面张力增大的溶质元素叫非表面活性元素）。意义：在材料加工工艺中经常遇到的毛细现象，主要是受表面张力所控制。表面张力对铸件的凝固过程的补缩状况对是否出现热裂缺陷有重大影响，界面现象影响到液态成型加工的整个过程，晶体成核及生长、缩松、热裂、夹杂及气泡等铸件缺陷都与表面张力关系密切。
6.界面润湿角越小，则界面张力越小，界面越稳定，界面结合力越大，请说明本质原因
润湿角是衡量界面张力的标志，界面张力达到平衡时，存在以下关系σLS=σCS+σCLCOSθ,即界面原子配位度大，晶
格畸变小，界面张力小，界面结合力越大。
7.影响充型能力的因素有哪些？怎样影响？
第一类因素：金属性方面的因素①金属密度ρ②金属的比热容C③金属的热导率λ④金属的粘度η⑤金属的结晶潜热L⑥金属的表面张力σ⑦金属的结晶特点。第二类因素：铸型方面的因素①铸型的蓄热系数②铸型的密度ρ③铸型的比热容C④铸型的导热率λ⑤铸型的温度⑥铸型的涂料层⑦铸型的发气性和透气性。浇注条件方面的因素：①液态金属的浇注温度②液态金属的静压头H③浇注系统中压头损失总和④外立场。第四类因素：铸件结构方面的因素①铸件折算厚度②由铸件结构所规定的型腔的复杂程度引起的压头损失。
8.为什么说过冷度是液态金属凝固的驱动力？
固相自由能为Gs，液相自由能为 GL，当 T=Tm时，GL=Gs，固液相为热力学平衡状态；当T>Tm时，GL
9.根据凝固中的溶质再分配的程度或凝固速度的快慢，将金属的凝固分为哪三种？与凝固速度有何关系？
分为以下三种：①平衡凝固：溶质在固相和液相中都充分均匀扩散，凝固速度十分缓慢。②近平衡凝固：
1、固相无扩散，液相均匀混合的溶质再分配；
2、固相无扩散，液相无对流而只有有限扩散的溶质再分配；
3、固相无扩散，液相有对流的溶质再分配。凝固速度较快。③非平衡凝固，凝固速度很快。
10.为什么金属的凝固不能瞬时完成？金属要凝固必须要克服哪两个能障？
金属凝固必须克服动力学能障和热力学能障，它们都与界面状态密切相关。凝固过程中产生固液界面使体系的自由能增加，导致凝固过程不能瞬时完成，也不可能在很大范围内进行，只能逐渐形核生长，依靠三个相起伏的作用克
服这两个能障，才能完成液体到固体的转变。
11.什么叫形核率？过冷度越大，形核率越大，这句话对么？异质形核的形核率与金属的温度及在该温度的保持时
间有何关系？
（1）形核率：为单位时间、单位体积生成固相核心的数目。（2）这句话不对。随过冷度增加，形核率增加，达到最大值后，则不但不增加，反而下降，在实际生产条件下，过冷度不是很大，故形核率随过冷度的增加而上升。（3）
异质核心的熔点比液态金属的熔点高。当液态金属过热温度接近或超过异质核心的熔点时，异质核心将会融化或使其表面的活性消失，失去夹杂物应有的特性。从而减少活性夹杂物数量，形核率降低。
12.纯金属晶体生长的方式（宏观和微观）如何？
宏观：平面方式长大（正温度梯度），树枝晶方式生长（负温度梯度）。微观：①连续生长，即垂直生长（粗糙界面）②晶体的二维生长（光滑界面）③晶体从缺陷处生长（二维生长的另一种形式，光滑平整界面）1）、螺旋位错生长
2）、旋转孪晶生长3）、反射孪晶生长。
13.只要固液界面前沿的温度梯度大于0，金属的平面生长始终会保持，对吗？
不对，前提是不产生成分过冷。
14.固液界面的结构从微观上氛围哪两种？融化熵值与界面微观结构，金属与非金属间的关系如何？金属、非金属
与微观生长方式之间的关系？微观生长速度及之间的关系？
①非小平面（粗糙界面）②小平面界面即平整界面
α=（∆Sm/R）（n/V）,α取决于∆Sm熔化熵值，α≤2时为粗糙界面，α>2时为光滑界面。即∆Sm越大，界面越光滑，∆Sm
越小，界面越粗糙。绝大多数金属融化熵值均小于2，因此α值也小于2，为粗糙界面，非金属相反，为平整界面。
15.凝固动态曲线？体积凝固，逐层凝固以及与结晶温度范围，温度梯度，缩松等缺陷间的关系？
液相线边界曲线和固相线边界曲线组成动态凝固曲线；具有层状凝固方式的铸件，凝固过程中容易补缩，组织致密，性能好；具有体积凝固方式的铸件，不易补缩，易产生缩松，夹杂，开裂等缺陷，铸件性能差。
16.凝固时间与冶金的结晶潜热，比热容，浇注温度及铸型的蓄热系数间的关系。
凝固时间与液态金属的结晶潜热，比热容，浇注温度成反比，与铸型的蓄热系数成正比。
17.什么是平方根定律？根据其计算的时间与实际结晶时间的关系如何？平方根定律适合那些铸件的计算？为什
么？
ε=k√t即平方根定律，指出铸件凝固厚度ε与凝固时间t的平方根成正比。平方根定律对大平板，球体和长圆柱体铸件比较准确，比较适合大平板和结晶间隔小的合金铸件，对于短而粗的杆和矩形，由于边角效应影响，计算结果
一般比实际长10%~20%。
18.为什么液相有对流时的CL*、Cs*均小于液相仅有有限扩散时的？
有对流时密集在界面的溶质有一部分被冲刷到其他地方了。
19.晶体在生长时与液相接触的面通常为非密排面，为什么？
密排面能量小，界面能小的面跟液态金属相接触。
20.枝晶间距与生长速度和凝固温度范围间的关系？凝固温度范围和流动性有何关系？为什么？
一次枝晶间距d1=A1Gl-1/2V-1/2,温度升高，温度梯度大，则凝固速度减小，支晶间距小，生长速度大，支晶间距越小。凝固温度范围大，树枝晶生长时间长，长的粗大，枝晶间易接触，流动性差。
21.决定层片状共晶和棒状共晶的因素是什么？要获得100%的共晶组织，合金必须是共晶成分的合金，对吗？ 层片状：共晶体中两相体积分数的影响，界面能大小，第三组元对共晶结构的影响。不对、非共晶成分合金发生共晶凝固也可获得共晶组织。
22.在相图中共晶共生区一般偏向于高熔点组元一侧，对吗？为什么？共晶晶粒的形态如何？（空间结构）
在凝固时，高熔点的组元先析出，使生成共晶组织，共生区偏向高熔点一侧。层片状共晶通过搭桥分枝形成由中心向外散射状得球形共晶。
23.片状共晶生长中两相前沿的成分分布、过冷度如何？成分过冷和曲率导致的过冷，与λ的关系如何？规则与非
规则共晶组织分别是哪类合金的组织？
规则共晶组织（非小平面-非小平面共晶合金），金属与金属，金属与金属间化合物；非规则共晶组织（非小平面-小平面共晶合金），金属与非金属，金属和亚金属。
24.铁合金中的石墨和铝硅合金中的硅相为什么会长成板片状？
石墨长成板片状与它的晶体结构有关，而铝硅合金中的硅相受第三组元的影响形成旋转孪晶台阶。
25.偏晶合金凝固组织的结构与各相间界面能的关系？包晶合金的晶粒通常比较小，为什么？
1）σαL1=σαL2+σL1L2COSθ，凝固后的最终组织为在α相得基底上分布着棒状和纤维状。2）σαL2>σαL1+σL1L2①如果液滴L2的上浮速度大于固液界面的推进速度R，下部全为α相，上部全为β相。②如果固液界面的推进速度大于液滴的上升速度时，最后组织将是在α相得基体上分布着的棒状成纤维状的β相晶体，β相纤维之间的距离正如共晶组织中层片间距一样，取决于长大速度。3）σαL1>σαL2+σL1L2（θ=0，α相和L2完全润湿）且最终将是α相与β相得交替分层组织。因为：包层对溶质组元扩散有屏障作用，使得包晶反应不易继续下去，也就是包晶反应产物α相不易继续长
大，因此得到细小的α相晶粒组织。
26.复合材料的晶粒比较细小，请分析原因。
复合材料的空间狭小，有增强相，阻碍晶界迁移。
27.共晶自生复合材料要求相界要匹配，其含义和意义是什么？
σαβ<<σαL+σβL①有助于平面凝固生长②复合材料有高的热稳定性，抗高温。
28.在制备非共晶自生复合材料中，固液相中溶质浓度的变化，晶体形态如何？
（1）第一阶段开始后，液相温度稍低于T0时析出初生单相α，成分为K0C0；当液相线的成分达到共晶成分CE时，与之平衡的固相α相的成分为Cam。第二阶段，当固液界面达到共晶温度TE，液相成分为CE时，α、β两项同时析出，β相的量增多直至达到平衡。稳定生长阶段：固相平均成分由Cam增加到合金成分C0，液相成分也是C0。（2）
愈接近共晶成分易得到层片状共晶，反之，易形成棒状共晶。
29.铸件从表面到中心，其宏观组织有何变化？三个区的形成机理？
表面细晶区（①激冷作用，极短时间产生产生大量的核②晶粒游离③壳层形成扩大细晶区）→柱状晶区（主要由表面细晶粒区发展而来，细晶区形成后，有单向热流形成）→中心等轴晶区（①过冷熔体非自发形核理论②激冷形成的晶核长大理论③型壁晶粒脱落和枝晶熔断理论④结晶角游离理论）
30.如何获得细小的等轴晶组织？
凡是有利于小晶粒的产生、游离、漂移、沉积、增殖的各种因素和措施，均有利于扩大等轴晶区得范围，抑制晶区的形成与发展，并细化等轴晶组织。①向熔体中加入强生核剂：1）、直接作为外加晶核的生核剂2）、能形成较高熔点稳定化合物的生核剂3）、通过在液相中微区富集使结晶相提前弥散析出形成的生核剂4）、含强成分过冷元素的生核剂。②控制浇注工艺和增大铸件冷却速度：1）、采用较低的浇注温度2）、采用合适的浇注工艺3）、改进铸型激冷倾向和铸型结构（铸型激冷能力的影响和液态金属与铸型表面的润湿角及铸型表面的粗糙度）4）、动态结晶细化等轴晶（振动和搅拌）
31.铸件中常存在的缺陷有哪些？
①气孔：减少金属的有效承载面积，造成局部应力集中，使金属的强度下降和抗疲劳能力降低②夹杂物：降低铸件的塑性、韧性和疲劳性能，产生热裂，促进微观缩孔形成③缩孔和缩松：减少逐渐受力面积，在尖角处产生应力集中，使铸件力学性能显著降低，降低铸件的气密性和物理化学性能④冷、热裂纹：裂纹扩展容易导致断裂。其他的还有应力、变形、偏析等。
32.什么是深过冷凝固技术？如何获得单晶？
深过冷凝固技术就是在熔体中形成尽可能接近均质形核的凝固条件，从而获得大的凝固过冷度。获得单结晶的方法：区熔法、拉拔法、正常凝固法。
33.均质形核，异质形核功的计算，其表达式的物理含义是什么？两者之间的关系如何？为什么？
体积自由能的减少只能提供2/3的临界形核功，其余能量由液态金属的相起伏提供。
34.平衡凝固，近平衡凝固中固液相中的溶质的分布曲线如何？为什么会形成这样的曲线？请推导Scheil公式。
35.推导液相只有有限扩散时的成分过冷判据。影响成分过冷去的因素？成分过冷区与晶体生长的关系？
点击咨询 