《材料成型及控制工程_专业英语阅读_》翻译

第一章材料及其性能1。1金属和非金属许多属性具有材料之一，其机械性能，在大多数情况下，是最重要的，因此，他们将在本书太多的考虑。所有关键部件和元件，其中一个高可靠性的要求，都是用金属制作的，而不是玻璃，塑料或石头。已升了SEC，金属的特点是金属键；在正离子占据晶格的网站和周围的电子气。所有非金属离子和共价键。这些类型的债券是刚性的，是由于两个不同的电荷离子的静电引力。由于金属键，金属塑性变形能力和自我强化的塑性变形。因此，如果在一个物质或者元素的形状是这样，有应力集中的缺陷，在这些点上的应力可以达到一个巨大的价值，甚至导致开裂。但是，由于材料的塑性越高，金属在塑性变形这一点，说，在裂纹尖端，经过强化，骨折的过程中，涉及到一个逮捕。这不是在非金属发生。他们是不可能的塑性变形和自我强化；因此，裂缝将尽快在缺损的尖端的应力超过一定值时发生。这些事实说明为什么金属是可靠的结构材料和不可超越的非金属材料。1。2铁合金以上的人类使用的金属材料，重量90%铁合金。这代表了范围广泛的组织工程材料的一个巨大的家庭及相关性质。工程设计要求结构承重或电力传输大多数涉及铁合金。作为一个实际问题，这些合金分为基于碳在合金成分两大类。钢通常包含在0。05和2重量%的碳。铸铁通常含有2和4.5重量%的碳之间。在钢的范畴，我们应当区分是否显着量的合金元素碳以外的使用。的组合物的5重量%的总的非碳的加入将作为低合金高合金钢之间的边界。这些合金元素都经过精心挑选，因为他们总是带来大幅增加材料成本。只有在性能如强度高、耐蚀性能提高的改进证明他们是必不可少的。2。钢的热处理的1原则热处理在现代机械工程的作用不能被高估。在因热处理金属性能的变化是极为重要的意义。2。1。1温度和时间目的的任何热处理工艺是通过加热到指定的温度和随后的冷却产生在金属结构所需的变化。因此，在热处理的主要因素是温度和时间，所以，任何热处理过程可以在温度时间（Tτ）坐标表示热处理条件的特点是通过以下参数：加热温度T最大，即为合金金属加热的最高温度；在加热温度τH保温时间；加热速率νH和冷却速率如果加热（或冷却）是在一个恒定的速率，温度时间关系会以各自的角度倾斜的直线描述。用不同加热（或冷却）率，实际利率应归功于给定的温度，更严格，温度和时间的无限变化，温度在时间上的第一衍生物：ν行为=dt的/Dτ热处理是一个复杂的过程，包括多个加热阶段，中断或分步加热（冷却），冷却到零度以下的温度，等。任何热处理过程可以由温度时间图坐标描述。2。1。2奥氏体的形成珠光体向奥氏体转变只发生在平衡临界点在一个非常缓慢的加热如下的Fe-C相图。一般情况下，转型是弱智，导致过热，即发生在温度略高于Fe-C图表示。当过热的临界点以上，珠光体转变为奥氏体的转变，取决于经济过热的程度率。在各种温度下的转变时间（取决于经济过热的程度）表明，转型的发生速度（在一个较短的时间）在较高的温度下，发生在一个更快的加热温度高。例如，在快速加热，在780℃控股，珠光体转变奥氏体在2分钟内完成，在740℃控股，8分钟。转化的目的在于形成的奥氏体和珠光体（铁素体+渗碳体）的消失。这是在一个单一的奥氏体晶粒的体积是不均匀的。在早些时候被薄片的地方（或颗粒）的珠光体渗碳，碳含量大于铁素体片层的地方。这就是为什么刚形成的奥氏体不均匀。为了获得均匀的奥氏体组织，它在加热不仅通过珠光体的结束点转变奥氏体本质，而且过热钢以上这一点，让时间来完成austenitc颗粒扩散过程。均匀化奥氏体的速率明显取决于钢的原始结构，特别是对渗碳体的分散和颗粒形状。转换发生时更迅速地描述渗碳体颗粒细，C，因此，有一个大的总表面面积。词：珠光体珠光体宪法图状态图非均匀不均匀的薄片层片临界点临界温度过热过热粮食晶粒漫扩散第3章的原则塑料成型3。1热加工物理冶金现在公认的热加工物理冶金的原则。在变形过程本身，例如一个滚动的传递，加工硬化发生，但回收和再结晶过程的动态软化平衡。这些过程，这是热激活，导致一个流动应力，应变率和温度，以及依赖于应变。结构性变化的应变与位错密度增加放置在一个临界应变（εc）奥氏体钢，镍和铜合金材料的结果，直到达到储存的能量足够高时会导致动态再结晶。随着进一步的压力，动态再结晶发生多次新的再结晶晶粒本身加工硬化储存能量的临界水平。这些动态的结构变化离开金属处于不稳定的状态，并提供静态恢复和静态再结晶变形传递后的推动力。可遵循静态再结晶晶粒的生长，如果温度足够高。为了能够把这些原则运用到商业工作流程，我们需要回答两个主要问题：（一）多久再结晶后变形传递到位;及（b）什么晶粒尺寸再结晶和晶粒生长产生？这些问题的答案决定进入未来和后续传递物质的结构，从而影响材料的流动应力和所需的工作力量。最后，他们确定的热作产品的结构和性质。3。1。1动态的结构变化在变形奥氏体在热加工温度和恒应变速率，观察应力应变曲线的特点形式如图所示。3。1。这些曲线是低合金钢，扭转测试，但类似的其它钢得到扭转，紧张，或压缩测试奥氏体条件。经过初期快速加工硬化曲线通过动态再结晶的发生相关的一个最大。在流动应力峰值出现一些低分数的再结晶后已经发生这样的峰值应变（εp）总是大于临界应变动态recystallization（εc）。两个菌株之间的关系是复杂的，但它已建议thatεc=αεp（其中α是一个常数）是一个合理的近似变形热工权益的条件下。然而，α的建议值不同，0.83，0.86，和0.67。它从图3.1可以看出，εp增加系统与Zener-Hollomon参数（Z）的，独立的染色率（ε）和温度（T/K）关系中的特定组合为：Z=εexpQdef/RT这种合金钢的活化能Qdef是314kJ/mol的。一个类似312kJ/mol价值是适合C-Mn钢，但较低的值的270和286kJ/mol的范围，也被观察到。Asεc标志着亚颗粒有点不发达，加工硬化和动态恢复行动，其中也包含了再结晶核的变化，在微观结构，它也是一个静态后发生的结构性变化的临界应变变形。低合金钢和在图C-Mn钢的εp的依赖，因此εc在Z。3.2。由此可以看出，由图表示。3.2，εp普遍增加，虽然Sakui等数据曲线。增加Ž通过在最低Z=3x10的-1，（纠正Qdef=312千卡/摩尔）。村和植木，库克，Rossard和布莱恩和休斯的数据，并铃木等人的数据曲线。从加热到相同温度测试temperature.These所有显示εp值越高的趋势，在更高的测试temperatures.In对比度，勒庞的数据曲线的材料试验获得的C-Mn钢等。巴勒克拉夫，和摩利臣是指，在较低温度下进行比加热温度和测试温度0Nεp没有影响这些显示的测试。较高的温度加热/测试结果前一组，将给予更大的初始晶粒尺寸。显示蛛网膜下腔出血等，Sakui等，以及罗伯茨等。增加，晶粒尺寸（D0），导致增加inεp，他们的数据表明αD0^1/2的词语和术语的形式εp关系应力-应变曲线应力应变曲线扭转扭转;转矩激活能激活能的初始晶粒尺寸原始晶粒尺寸3。1。2静态再结晶率变形后，由静态回复和再结晶软化率取决于前的变形条件和保温温度的时间地点。通过研究在不同的保温时间后获得一个恢复指数，或重结晶可测得直接淬火试样的金相检验的第二个变形的产量或流动应力的变化，这些过程可遵循。例如，由后者低合金钢的方法获得一个再结晶曲线的形式显示在图3.3。曲线普遍遵循Avrami方程的形式第十五在时间t重结晶的一小部分;TF是一些指定的再结晶分数（0.5），K是一个常数;和C=-（1-F）。对于曲线图，K=2，这是与其他钢变形株εc观察值相一致。这种关系t0.05=0。27t0.5和t0.95=2.08T0.5，即重结晶所得超过为了在时间的幅度。特征时间T0.5要么金相或恢复方法测量，应变的依赖，是几个钢图所示。3.4。所有的曲线显示为菌株陡峭的应变依存度高达〜0。8εp，适合关系t0.5αε-M，m的平均值=4。这个值也是由铁素体金属上的意见。这种关系是适用的应变下限是不确定的静态再结晶临界应变没有接受过系统的研究。Norrison数据表明，这是低碳950钢0.05℃，而Djaic和Jonas观测表明一个值0.055为高碳钢在780钢℃。很明显的，这种差异是否产生差异ž建议由简单依赖温度或组成的折线图。3.2可能是不现实的。这值得进一步研究低毒株可应用于轧板的最终通过，如前所示，这些可能最终晶粒尺寸上有显著的影响，如果他们超过静态再结晶临界应变。T0.5陡峭的依赖ε应变范围，莫里森指出，有研究两个数量级的订单，没有应变率的影响。这是多少有些令人吃惊的，有趣的应变率（或Z）在任何特定的应变增加的流动应力。预计将增加流动应力增加随机的位错密度，减少亚晶尺寸，从而增加储存的能量，亚晶界提供了最大的贡献的储存的能量和应变的取向差增加，再结晶的驱动力将增加。然而，这将增加预计将应变，线性的，所以更大的应变依赖的T0.5也必须出现从核点密度和核率的增加。因此，缺乏应变率的影响可能反映储存的能量和下部结构的发展在任何应变补偿效果。这与不锈钢应变率观察到的效果。Djaic和Jonas的观测结果表明，突然的变化发生应变依赖于应变〜0.8εp的独立性，如图所示。3。4。与此对应合理预计forεc应变的产生是因为预先存在的重结晶核总是在变形的结构株更大thanεc。在这些条件下的静态再结晶被称为“metadynamic”，以区别于“古典”的再结晶后的低时变形后形成的原子核必须的压力。恢复测量结果表明，再结晶动力学可能有污渍后，顺利进入稳定的状态显示后株betweenεc和稳定状态的发病的复杂的形式，直接金相观察和静态再结晶，Avrami方程的指数k的价值下降到〜1。这意味着，t0.05=0.074T0.5和t0.95=4.33T0..5岛E.静态再结晶所得超过两个数量级，在时间，使变形过程中动态再结晶的结构后，株。3。2亚晶和位错强化已变形引入的缺陷的强化作用表示赞赏多年，它已被用于提高，特别是在金属和合金的冷加工技术实力水平的一种手段。最近的注意力已经通过保留在热加工材料的子结构在强度增加。例如，一个控制轧制延伸到较低的温度下，在微合金钢的情况下，被称为屈服强度添加了重大的贡献。这是通常所带来的两阶段滚动γ+α一个地区或气温仍然较低，单相铁素体。在很大程度上取决于困难或回收或再结晶过程，否则由此产生的结构。其目的是允许一定程度的恢复进行，但防止再结晶，亚晶界钉扎特意通过沉淀。在微合金钢中，这通常是由于碳化物和氮化物或碳氮。第四章塑料加工及成型模具4.1锻造本节简要介绍了锻造业和其产品，他们在我们的生活方式中的重要作用，突出自己的技术和经济意义。在早期的锻造天是塑造金属加热和锤击的过程。今天，金属并不总是锻造加热和工作可能由几种类型的应用影响或挤压力迅速精密重型机械执行。在今天的锻造行业的技能和经验丰富的forgeman判断增强调制解调器技术的机器，产生无与伦比的力量和实用的金属部件。锻造艺术正在增强在以越来越快的速度的锻造科学。因此，机械零件服务的要求也越来越严重，锻造已经成为比单纯的金属成型多。锻造许可证予以细化和控制，以提供更好的机械性能的金属结构。此外，锻造生产导向，遵循的一部分，因此在材料的最大强度效率的形状的金属，可在一个连续的“粮食流”。因为几乎所有的金属可以伪造，铝锆广泛的组合，机械和物理性能可满足要求苛刻的太空时代的应用程序。从技术上讲，锻造可给金属的过程中定义的塑造，提炼，并改善其机械性能的影响或压力下，通过控制塑性变形的效用增加。但锻造的真正含义，可以更清楚地认识到考虑多种方式服务人类和锻造件，提供设计，采购和使用它们的重要特征。锻件通常是在临界点的冲击或压力-----尤其是在可靠性和人体的安全性受到影响，但在锻件的形状，大小和属性种类繁多的机器和交通工具上发现扩展了当前的应用程序列表和未来潜在用途远远超出了这一点。从规模的角度来看，例如，锻件的范围可能从微小的收银部分每盎司加权分数，以大规模的结构组件加权数吨。同样，锻件覆盖几乎每一个有用的人的基本配置的形状。他们可在操作温度范