工程材料期末知识点总结

一、材料在设计中的作用？○1.材料科技与制造技术的发展，使产品设计的内涵不断外延○2.产品设计的进步史，也是材料的发展史○3.材料是设计的载体，设计是材料的体现○4.产品的功能、形体和外观与材料的质地、感官、性能及成型工艺关系密切○5.造型设计要与材料的性能特点及其加工工艺相一致，才能实现设计的目的和要求。二、材料、工艺与设计三者之间的关系？1.密不可分。创新是工业设计的灵魂，新材料、新工艺和新技术正是为产品的创新设计开辟新天地！2.设计离不开对材料的认识和制造成型过程的了解。○1设计如何兼顾：实用性、科学性、艺术性、经济性。○2设计师必须注重材料的性能特点、实用价值与审美价值，达到功能和形式的统一。○3要设计出好的产品，必须使材料在制成物和作用于人的过程中，真正做到“料尽其材，物尽其用”。三、材料发展的五个阶段？○1.使用纯天然材料的初级阶段(旧石器时代)○2.人类单纯利用火制造材料的阶段（代表性的三大人造材料:陶、铜、铁）○3.利用物理和化学原理合成材料的阶段（20世纪初，以合成高分子材料的出现标志）○4.材料的复合化阶段（20世纪50年代，以金属陶瓷材料的出现为标志）○5.材料的智能化阶段（形状记忆合金、感温磁钢、光致变色玻璃、热致变色玻璃、智能混凝土等）四、材料美感的形式法则？1.配比律：材质整体与局部、局部之间的配比关系和谐、多样统一。○1调和法则：使整体各部位物面质感统一和谐（特点：在差异中趋向于“同”）○2对比法则：使各部位物面材质、工艺对比变化（特点：在差异中倾向于“对立”和“变化”）2.主从旋律：突出重点，“注意力中心化”。3.适合律：质感要与适用性相符。五、设计材料的感性？六、金属砂型铸造？1.生产工序。砂型铸造为铸造生产中的最基本方法，砂型铸造的生产工序主要包括：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理和检验。2.砂型铸造铸件时应注意点。○1砂箱的作用是牢固的固紧所捣实的型砂，以便于铸型的搬运及在浇注时承受液体金属的实力。通常上箱和下箱组成一对砂箱，彼此之间有销子及销孔进行配合。○2型芯的主要作用是形成铸件的内腔，有时也形成铸件局部外形。由于砂芯的表面被高温金属液所包围，受到的冲击及烘烤比砂型厉害，因此要求砂芯要有更高的强度、透气性、耐火度和退让性等。○3将上型、下型、砂芯、浇口等组合成一个完整铸型的操作过程称为合型，又称合箱。是浇注前的最后一道工序，若合型操作不当，会使铸件产生错箱、偏芯、跑火及夹砂等缺陷。○4把液体金属注入铸型的操作称为浇注。浇注不当，会引起浇不足、冷隔、跑火、夹渣和缩孔等铸造缺陷。○5落砂时要注意开箱的时间，过早，铸件未凝固或温度很高，会造成跑火、变形、表面硬皮等缺陷，并且铸件会形成内应力、裂纹等缺陷；过晚，将过长占用生产场地及工装，使生产率降低。○6落砂后的铸件必须经过清理工序，才能使铸件外表面达到要求。包括切除浇冒口，清除型芯，清除粘砂等。七、熔模铸造的特点，压力铸造的优点？1.熔模铸造（失蜡铸造）的特点。○1铸件的精度高且表面光洁。○2适用于各种铸造合金铸件，尤其是高熔点及难切削的合金的铸造。○3熔模铸件的形状可以比较复杂，最小孔径0.5mm，壁厚0.3mm。○4铸件的重量不宜太大，一般=25kg,最大80kg左右。○5工艺过程复杂，不易控制，使用和消耗的材料较贵，适用于形状复杂、精度较高或难以机加工的小型零件，如发动机叶片和叶轮等。2.压力铸造的优点。铸件表面质量高，可铸出复杂形状薄壁件或镶嵌件，生产率高。主要适合于有色金属合金，如锌合金、铝合金、镁合金。八、金属塑性加工过程？1.锻造：利用手捶、锻捶、或压力设备上的模具对加热的金属坯料施力，使金属材料在不分离条件下产生塑性变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。2.轧制：将金属靠摩擦力的作用，连续通过轧机上两个相对回转轧辊之间的空隙，进行压延变形成为型材的加工方法3.挤压：将金属坯料置于一封闭的挤压模内，用强大的挤压力将金属从模孔中挤出成型，从而获得符合模孔截面的坯料或零件的加工方法。4.拉拔:用拉力使大截面的金属坯料强行穿过一定形状的拉拔模的模孔，以获得所需断面积形状和尺寸的小截面毛坯或制品的工艺过程。5.冲压：金属板料在冲压模之间受压力产生分离或产生塑性变形的加工方法。九、根据含碳量的不同区分时哪种碳钢（低碳钢含C=0.25％），什么是碳钢？碳素钢按含碳量可划分为:低碳钢、中碳钢和高碳钢。1高碳钢属于工具钢。2低碳钢一般多用来制作渗碳零件。经这样处理后零件表面具有较高的硬度而心部具有良好的塑性。3中碳钢根据使用条件不同，热处理方式也不同。一般做热加工使用的要进行调质处理，即淬火(将高温的物体急速冷却的工艺)后高温回火。碳钢:是指碳含量低于2%，并有少量硅、锰以及磷、硫等杂质的铁碳合金。十、有色金属的定义，有色金属的分类？定义：除了铁、锰、铬以外，其他的金属，都算是有色金属。分类：1.按照比重来分。2.比重大于5，叫做“重金属”铜、锌、镍、汞、锡、铅、钴、锑、镉、铋等。3.贵金属。4.半金属。5.稀有金属。十一、有色金属合金的定义？以一种有色金属作为基体，加入一种或几种其它金属或非金属元素，所组成的既具有基体金属通性、又具有某些特定性的物质，称为有色金属合金。十二、铜合金里对“黄铜H”,“青铜Q”,“白铜B”的含铜量的区分？黄铜（H）。黄铜是以锌为主要加入元素的铜合金。黄铜分为普通黄铜和特殊黄铜。黄铜用汉语拼音字母“H”表示。各种黄铜又在“H”后面加铜含量或除锌外主要加入元素符号及含量表示。如HPb59-1，表示含59%铜，1%铅，其余为锌的铅黄铜。铜锌二元合金称普通黄铜。如H62：含铜62%，含锌38%；H68：含铜68%，含锌32%。这两种黄铜又可称为62黄铜和68黄铜。在铜锌合金中加入其他元素称特殊黄铜。青铜（Q）。铜合金的一种。最初仅把铜锡合金叫青铜，这是一种古老的合金。现在除以锌（黄铜）和镍（白铜）做主要加入元素的铜合金外，其他铜合金均称为青铜。为了便于区别，在青铜面前附加入元素的名称。白铜（B）。铜合金的一种。是以镍为主要加入元素的铜合金。普通白铜的表示方法是汉语拼音字母“B”加镍的含量表示。而三元以上的白铜再加上第二个主要加入元素符号及除铜含量以外的成分数字组表示：如B19白铜，即含19%镍，其余为铜；BZn15-20锌白铜，即含15%镍，其余20%锌，其余为铜。十三、铝合金特性？1.质轻:铝的比重为钢铁的三分之一。2.强度:利用各种合金的添加和不同等级的热处理过程，可产生高强度的各种铝合金产品。3.耐蚀性:铝在自然环境中，表面会自然形成薄层的氧化膜，可阻绝空气中的氧避免进一步氧化，具有优良的耐腐蚀性。4.成形性:利用退火可产生较为软质的铝合金，适用于各种成形加工及弯曲、冲压等加工。5.导热性:铝的热传导性极佳，故在电器及家庭五金，热交换器上被广泛使用。6.加工性:铝的加工特性佳可被加工成棒、线、片、板、塑型材，供各种用途使用。7.耐热性:一般铝合金均不耐高温，且在高温状态下会产生变形。8.无毒性:铝不具毒性，在食品包装材料应用极多。9.环保性:铝之价格较一般铁、钢材高，但易于回收重熔使用，为目前最环保之金属材料。10.表面处理:铝具有优良之表面处理性，尤其阳极处理可利用不同之化学染剂产生各种色彩及高硬度之皮膜。十四、将每个塑料标识及其代号、成分，用途标出来。“1号”，代号PET，成分为聚酯，主要用于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶。PET只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形，有对人体有害的物质融出。并且，科学家发现，1号塑料品用了10个月后，可能释放出致癌物DEHP，因此，饮料瓶等用完了就丢掉，不要再用来做为水杯，或者用来做储物容器乘装其他物品，以免引发健康问题得不偿失。“2号”，代号HDPE，成分为高密度聚乙烯，用于清洁用品、沐浴产品。清洁不彻底建议不要循环使用。“3号”，代号PVC，成分为聚氯乙烯。如果这种塑料用于食品包装，最好不要购买。这种材质高温时容易有有害物质产生，甚至连制造的过程中它都会释放。目前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。如果在使用，千万不要让它受热。“4号”，代号LDPE，成分为低密度聚乙烯，主要为保鲜膜、塑料膜等。保鲜膜别包着在食物表面进微波炉使用：耐热性不强，通常，合格的PE保鲜膜在遇温度超过110℃时会出现热熔现象。因此，食物入微波炉，先要取下包裹着的保鲜膜。“5号”，代号PP，成分为聚丙烯，用于微波炉餐盒、保鲜盒。因微波炉餐盒一般使用微波炉专用PP（聚丙烯，微波炉专用PP耐高温120℃，耐低温-20℃），因造价成本，盖子一般不使用专用PP，放入微波炉时，需将把盖子取下方可使用。因各类卡口型保鲜盒大多使用透明PP而非专用PP，一般不能放入微波炉使用。“6号”，代号PS，成分为聚苯乙烯，主要用于碗装泡面盒、快餐盒等。PS又耐热又抗寒，但不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物（耐温70℃时即释放出）。并且不能用于乘装强酸（如柳橙汁）、强碱性物质，因为会分解出对人体不好的聚苯乙烯，容易致癌。因此，您要尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物。“7号”，代号Others，为其他塑料。十五、塑料的定义，以及它的优点（性能里面）和缺点？定义：塑料是以天然或者合成树脂为主要成分，适当加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂，在一定温度、压力下塑制成型的高分子有机材料。优点：①质轻、比强度高。②优异的电绝缘性能。③优良的化学稳定性能。④减摩、耐磨性能好。⑤透光性能。⑥减震、消音性能优良。⑦独特的造型工艺性。⑧良好的质感和光泽度。缺点：1.耐热性比金属等材料差，一般在100摄氏度以下使用，少数在200摄氏度左右使用。2.塑料的热膨胀系数要比金属大3～10倍，容易受温度变化影响而造成尺寸的不稳定性；3.在载荷作用下，塑料会缓慢地产生黏性流动或变形，即蠕变现象；4.有些塑料易燃，分解后会产生有毒气体5.塑料在太阳光的紫外线作用下易发生劣化（老化）。十六、塑料中，1注塑成型的优缺点，2挤出成型、3压制成型的优缺点及适用材料？1.优点：是所有成型方法中生产效率最高的成型方法；而且产品尺寸精度高、质量稳定；原材料损耗小、操作方便、成型的同时产品可取得着色鲜艳的外表等长处。缺点：用于注塑成型的模具价格是所有成型方法中最高的，所以小批量生产时，经济性差；另外注塑成型虽能生产其他方法所无法生产的形状复杂的产品，但制造这些产品的模具往往难以制造。适用材料：绝大多数场合是使用热塑料树脂进行注塑成型，使用量最多的是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯及ABS等热塑性塑料。部分流动性较好的热固性塑料。2.挤出成型的特点是能生产同一截面的长条产品。挤出成型的过程是利用旋转的螺杆，将被加热熔融的热塑性塑料，从具有所需截面形状的机头挤出，然后由定型器定型，通过冷却器冷却使其冷硬固化，成为所需截面的产品。适用材料：可用于挤出成型的树脂，除用量最大的聚氯乙烯之外，还有ABS树脂、聚乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、发泡聚苯乙烯等。也可将树脂与金属、木材、或不同的树脂进行复合挤出成型。挤出的产品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。3.这种成型方法的生产效率较低，生产的产品大多是形状比较简单的产品。可采用普通液压机，而且压制模结构简单，不需要浇注系统。缺点要反复加热冷却，故成型周期长，生产效率低。无法注塑成型才考虑此种方式。可用于压制成型的树脂主要有蜜胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、苯酚树脂及不饱和聚酯等热固性塑料。也可用于热塑性塑料。十七、注塑成型的步骤？六个步骤：合模、注射、保压、冷却、开模、取出产品十八、塑料表面的装饰处理（着色、涂饰）？透明的塑料比半透明、不透明的塑料着色性能好，着色范围广。木纹，注塑发泡成型。荧光着色，荧光着色的色泽限于红、橙黄、黄、黄绿这几种，耐热性、耐气候性差。珍珠着色，适量的珍珠颜料。金属化着色，铝粉或铜粉做成，如铝粉与黄色着色剂配合用，产品能产生金属的光泽，与蓝色着色剂配合用能产生钢的光泽质感。利用压力与热量熔融在压膜上涂覆的黏接剂，同时将蒸镀在压