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材料加工进展张光明B110475四川大学制造学院 材料加工概述 一.材料加工概述 零件或材料的四种加工方法： 1.成形加工：凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制、塑料成形； 2.切除加工：车、铣、刨、钻、磨、电火花、电解、超声加工、激光加工等； 3.表面成形加工：表面形变、淬火强化、化学强化、表面镀层、气相沉积镀膜； 4.热处理加工：退、正、淬、回火； 二.材料基本加工要素及流程 三个基本要素：材料、能量、信息 三大流程： 1.材料流程 表征加工过程特点的类型； 要改变形状尺寸和性能的材料状态； 能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程； 类型：直通流程、发散流程、汇合流程；如下图所示 下表列出一部分常见的材料加工过程，用材料流程（包括流程类型、材料状态、基本过程）表示其特征。 2.能量流程 基本过程为机械过程的能量流程。实现此类基本过程的能量可以通过下列三种方法来提供：  （1）、传递介质和加工材料间相对运动； （2）、作用在加工材料上的压力差； （3）、产生于加工材料中的质量力； 热过程能量提供：电能、化学能、机械能 3.信息流程 形状信息、性能信息 材料成形的一些基本问题和发展概况 1. 凝固成形 基本问题：凝固组织的形成和控制； 铸造缺陷的防止和控制； 铸件尺寸精度与表面粗糙度控制等； 发展概况：凝固理论的发展； 凝固技术的发展； 计算机的应用及发展，包括： 凝固过程数值模拟技术； 快速样件制造技术； 过程和设备运行的计算机控制等。 凝固学科的定义与研究对象 凝固过程与控制是根据热力学、物理冶金学、流体力学及传热传质原理，采用科学实验及计算机模拟技术等方法，研究金属材料制备、铸造成形、熔焊，以及新型金属、半导体与其他无机非金属材料液相法制备过程中的液—固相变原理与过程控制技术，实现材料组织性能控制与优化的技术科学领域。 凝固学科主要研究对象涉及以下几个方面： (1) 金属材料制备； (2) 金属材料的成形加工； (3) 无机非金属材料的合成与晶体生长； (4) 非平衡新材料的研制； (5) 凝固过程的多尺度、多学科建模与仿真。 2.塑性成形 基本问题：材料的塑性； 塑性成形力的评价； 加工材料内部市场变量的确定； 形状信息的准确输入等； 发展概况： 板料成形方面 大批量生产中着重向高速化、自动化发展； 小批量生产中朝简易化、通用化、万能化发展； 体积成形方面 自由锻 模锻 特种成形技术 塑性成形与加工学科的定义与研究对象 塑料成形与加工（plastic deformation and processing）是利用材料的塑性，根据物理、力学、冶金和材料科学原理，对金属材料、非金属材料及复合材料进行成形加工，从而获得所需要的尺寸、形状与性能的技术科学。其研究对象包括： （1）塑性成形与加工理论； （2）塑性成形工艺； （3）成形过程中组织与性能控制； （4）成形设备与模具； （5）塑性成形与加工的计算机辅助工程及模拟； （6）新材料制备与加工。 3. 焊接成形 基本问题：能量的输入； 清除表面污染； 组织性能不均匀； 残余应力及残余变形； 焊缺陷及检测； 焊接结构的制造问题等； 发展概况：焊接结构的发展； 焊接材料的发展； 自动化焊接的发展； 焊接冶金学科的定义与研究对象 焊接冶金科学与工程（material joining science and technology）是根据材料科学、冶金科学、材料物理化学、物