材料科学原理 第二章的PPT整理.ppt

思考题 1、焊接条件下组织转变与热处理条件下组织转变有何不同？ 2、焊接热循环对母材金属近缝区的组织、性能有何影响？ 3、试述低碳钢焊接热影响区各区域的温度区间、组织及性能特点。 4、焊接热影响区的脆化类型有几种？如何防止？ 5、如何提高热影响区的韧性？ 6、怎样利用热循环和其他工艺措施改善HAZ的组织性能？ 7、在相同的条件下焊接45钢和40Cr钢，哪一种钢的近缝区淬硬倾向大？为什么？ 液态成形过程中的传热--解析解法 半无限大铸件一维温度场 热传导方程： 初始条件： 边界条件： 解析解：铸件 铸型 其中：高斯误差函数 函数值可查表。 界面温度 液态成形过程中的传热--解析解法 T10=1350? C T20=20 ? C 讨论： 理论计算法（略） 大平板铸件凝固时间计算的平方根定律 铸件凝固时间 一般铸件凝固时间计算的折算厚度法则 液态成形过程中的传热—铸件凝固时间计算 例题 作业 测温法测定铸件的温度场 典型铸型条件下的温度分布特点 小结 教学要求： 了解焊接的物理本质、熔焊加热特点及接头形成; 理解焊接温度场的解析解； 掌握焊接热循环、焊接过程的组织转变特点； 掌握焊接热影响区的组织和性能； 了解液态成形过程中的传热。 教学的重点 焊接热循环、焊接过程的组织转变特点；接热影响区的组织和性能； 材料成形原理 主讲教师：施钢 班级：09材料1、2 2012年2月15日 厦门理工学院 第1章 材料成型热过程? 焊接热过程 2012.02.15 焊接过程的热效率和焊件上加热区的热能分布 焊接温度场 焊接热循环 2012.02.22 焊接热影响区的组织与性能变化 液态成形过程中的传热 2012.02.29 教学要求、重点与难点 教学要求： 了解焊接的物理本质、熔焊加热特点及接头形成; 理解焊接温度场的解析解； 掌握焊接热循环、焊接过程的组织转变特点； 掌握焊接热影响区的组织和性能； 了解液态成形过程中的传热。 教学的重点 焊接热循环、焊接过程的组织转变特点；接热影响区的组织和性能； 焊接温度场 不稳定温度场：温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场 稳定温度场： 不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数） 等温面：空间具有相同温度点的组合面。 等温线：某个特殊平面与等温面相截的交线。 温度梯度（ gradT ）：对于一定温度场，沿等温面或等温线某法线方向的 温度变化率 。温度梯度越大，图形上反映为等温面（或等温线）越密集。 焊接温度场 焊接温度场--热传导过程的偏微分方程 三维热傅里叶热传导微分方程为： 式中a ——导温系数， ? —— 拉普拉斯运算符号。 二维传热： 一维传热： 1.初始条件 初始条件是指物体开始导热时（即t =0 时）的瞬时温度分布。 2.边界条件 边界条件是指导热体表面与周围介质间的热交换情况。常见的边界条件有以下三类： （1）第一类边界条件 给定物体表面温度Tw 随时间t 的变化关系， 表达式为：Tw = f (t) （2）第二类边界条件 给出通过物体表面的比热流随时间t 的变化关系， 表达式为： 焊接温度场 上述三类边界条件中，以第三类边界条件最为常见。 （3）第三类边界条件 给出物体周围介质温度Tf以及物体表面与周围介质的换热系数α， 表达式为： 焊接温度场 解析解法 焊件形状尺寸：半无限大物体，无限大薄板，无限长细杆 焊接热源：点状，线状，面状 边界条件： 相变潜热：假设无相变潜热 热源能量： 热源作用效果： 材料的热物理性能：假设在焊接过程中不随温度变化 数值解 实验测定 O x y z P 焊接温度场—瞬时点热源 厚大焊件点状连续移动热源的准稳定温度场 以热源作用点为动坐标原点建立三维移动坐标系，在达到极限饱和状态后。 焊接温度场--数值解 影响焊接温度场的因素 热源的性质 焊接工艺参数 被焊金属的热物理性质 焊件的板厚和形状 焊接热循环—概念 概念：在焊接热源作用下，焊件上某点的温度随时间变化