金属凝固原理课件PPT课件

金属凝固原理，第一章概论，第四次产业革命2014德国汉诺威工业博览会将于4月7日至11日举行。“产业4.0”概念备受关注。早在2006年联邦政府高技术战略2020，即未来项目“工业4.0”。中国制造2025-355计划-中国的梦想是高度智能化-信息化-对人才的要求-跨境能力，第一章概论，如何具有跨境能力？中西教育的差距？不出国能赶上吗？怎么追上他？你为什么上研究生院？职业计划？人生计划？如何实现？为什么活着？如何生活得更好？在有限的时间内应该开发什么技术？第一章概论，基本思路：人文素质培养的提高整体思维，逻辑思维能力，文字处理能力，搜索能力(搜索)，批判性思维。在雾中看花怎么看得清？归纳总结，寻找相同的和寻找不同的为什么是相同的，为什么不同？第一章概论，学而不思考，学而不学，几乎是完整的，还有新的“佳肴”，但弗食不知其目的；有志趣，但学习不知道那条线。所以学，知道不足，教，知道困。知道不足，然后可以自我反对；知道困就能自强。所以说：教学很长。-礼记.学记，第一章概论，推荐相关书籍：肖基美宏观经材料概论2014.12材料学方法学，1994李京川等铸件形成理论1982后开始，金属凝固原理关小钢等材料成型基础主、胡器官顺气凝固技术，第一章概论，弗莱明mg，solididing、第一章概论、从中国制造2025产业大国到产业强国的第一章概论、从中国制造2025产业大国到产业强国的第一章概论、高级材料是核心支持：金属材料、武器非金属材料、高分子材料。凝固：仅限于金属材料？第一章概论，凝固：从液体到固体的相变过程。凝固：冷凝、冷凝、整合是自然界和工程技术领域中普遍存在的非常普遍的物理现象。例如：水冰火山熔岩硬化聚合物材料形成过程中也存在吗？水泥的凝固过程？粉末冶金工艺？与结晶的差异和关联性？第一章概论，凝固原理：凝固学，这一过程使用金属凝固或液态金属凝固学，这是金属的主要研究对象。第一节液体金属凝固学的研究对象，第一，研究对象和内容研究对象：液体金属固体过程。研究内容：研究液体金属(合金)转化为固体金属(合金)过程的理论和技术，特别是其内部连接和规律的定量阐明，发现新现象，探索未知参数，开发新的凝固技术和工艺。第二，以液体金属凝固学的理论基础物理化学、金属学、热电、物质传递学、动量传递学等为基础，说明液体金属的结构和性质、晶体的生核和生长、宏观组织及其控制等。，研究手段：实验数学分析数值模拟物理模拟，相变热力学：相平衡界面化学平衡凝固动力学：溶质再分配核生长化学反应传输现象：热和传质对流，控制手段：温度场控制(冷却方法)机械物理场：电磁力，重力，微重力化学方法：粒子精细化，微重力形态和分布多相合金的相结构组织均匀性成分均匀性(宏观分离和微观分离)组织的致密孔隙、夹杂应力、应变、裂纹晶体结构缺陷非晶、微晶、纳米晶和非平衡晶、形态完整性力学性能、物理特性化学性质、凝固过程理论模型、 (单凝固，多相凝固)2，合金成分确定后，凝固结构由凝固过程的传热、传质和液体流动决定。因此，凝固过程的传热、传质和对流成为凝固理论和技术研究的焦点。3、合金液体的结构对合金液体的预处理(过热处理、微合金处理)等凝固过程和组织有重要影响。16，材料科学和工程的意义，第四，研究对象规模变化对凝固过程的控制因素和环节的影响研究对象是单个过程(LS)，但由于研究对象规模大小的变化，凝固过程的控制因素和环节本质上是不同的。例如：小型铸件的金属型快速凝固凝固时间很短(几秒钟)溶质的扩散和对流作用不明显，热导率成为SP的控制环。大型铸件(几十吨，数百吨)砂凝固时间很长(几小时，数百小时)溶质扩散对SP的对流有很大影响，因素的宏观分离也成为SP研究和控制的主要问题。5，工业生产的典型v-冷却(SP的v-coon凝固条件的主要指标)大型铸件：10-3-10-2/S普通铸件：10-3-102/S普通雾化工艺金属粉末生产：10-3-102/S在人类航空史上，航空电力技术的一大革命性发展都与凝固技术的突破和进步有关。“金融经济”、“网络经济”、“知识经济”等意识强烈的冲击传统金属材料整形加工产业被评价为“奥尔德之谜”的“夕阳产业”。但是美国的经验过分强调了第三产业发展的重要性，说忽视制造业对国民经济健康发展的重要性会降低制造业产品的国际竞争力。日本、德国汽车产业迅速崛起，导致美国制造业世界霸权的丧失和美国汽车在国际市场上竞争力的下降，美国政府和专家充分认识到制造业的重要性，提出了一系列先进制造技术发展战略，提高制造业的技术水平和产品竞争力。包括材料加工、成型新技术等“先进制造技术”，20世纪90年代被列入美国“国家核心技术计划”。德国产业4.0，我国“中国制造2025”。7、液体凝固理论的发展，凝固理论研究的核心是“凝固过程中组织的进化和控制”，主要包括原子核和生长两个方面。科学，系统的研究始于近代。可以追溯到1714年，但有人认为，在20世纪40年代，一般没有被国内外凝固理论认可，只有铸造和熔炼过程。近几十年来，随着工业和科学技术的发展，以科学研究为轴的实践理论再实践的发展、积累、总结，逐渐形成了现代凝固理论的基本框架。形成了更完整的凝固材料体系。凝固基本理论在早期晶体结构和生长形态等微观层面进行了研究，在原子、分子层面研究了生长界面和熔化结构及质量、热输运及界面反应动力学等问题，形成了结晶核理论、输运理论、界面稳定性理论、界面动力学理论、负离子配位多面体模型等理论体系。凝固技术从公认的通常条件下的凝固发展到超自然条件下和特殊条件下的凝固(快速凝固、空间凝固、超高压凝固、深过冷凝固、激光(高能束)快速熔化凝固等)。液体成型原料的丰富，紧急凝固技术的研究开发，计算机计算能力的提高，以及基础学科在凝固科学研究中的新成就的应用，认识到经典理论的局限性，挑战经典理论。新兴和超自然条件下凝固技术的新现象及其相应的科学问题遥远平衡和极度不平衡中的凝固问题已经成为未来凝固理论研究的重点。西北工业大学发现了凝固组织形态选择的相关性和历史相关性，并通过实验确认，在一定条件下，树突生长间隔也不是唯一的。中国科学院沈阳金属所和山东省大学分别利用分子动力学方法在原子尺度水平上研究合金凝固的微观过程，取得了创新的研究成果。中国著名的材料和冶金学家傅横芝学者历史演变，考虑了材料开发、纪律混合、基本理论和凝固本身的意义和客观要求，凝固不再局限于铸造和焊接领域，凝固应被视为一门大科学，其综合性、基础、实用性、工程性，整个事故，局部事故，逆向事故，多方向事故，综合事故(普遍性，特殊性)，凝固过程研究方法的第二部分，凝固过程中除s-l界面移动外，还伴随着传热、传质、液体流动和固相运动。这些过程不仅影响固体-液体界面的迁移率和形态，而且这些场量之间的相互作用也是一个非常复杂的过程。1，数字分析方法2，数值计算方法3，实验方法，第三节液态金属(合金)凝固理论研究进展，第一，古代凝固技术5000年冶金铸造技术，最初3000年主要是青铜，以后2000年主要是铁。1978年湖北寿县出土的编钟64个8组(2400年前在全国初期铸造)明英乐18年(公元14181422年)选派北京大宗师的永乐大钟，4.6吨，5.843.3(内部2.9)m，2，2，(仅扩散，没有对流)产生“构成过冷”标准的2，JacksonHunt提出了树突和共晶合金凝固过程扩散场的理论解法，并在此基础上得到了树突和共晶间距和凝固条件(G.R)的关系，得到了很多实验的支持。在杰克逊-亨特模型中，共芯片间距与凝固速度r的平方根成反比。3，Flemings等从工程角度进一步考虑了SP两相区的液相流动效果，提出了局部溶质再分配方程等理论模型。4、俄罗斯系捷克铸造工程师Chvorinov通过大量冷却曲线分析巧妙地引入铸造系数的概念，得出了著名的平方根定律，至今仍是铸造工艺设计的理论基础之一。，凝固层厚度，凝固系数，(2) 60年代以后，研究工作重点放在经典凝固理论的应用上，如锭的质量控制，连铸钢锭的电磁搅拌等。2、以提高质量降低原材料和能源消耗为目标的优质铸件理论和技术、快速凝固技术、定向固结、半固态铸造在这个时期诞生。3、通过大量实验研究，察曼斯和奥诺本尼迪克特等作为有效控制结晶过程和凝固组织的指南，杰克逊、索蒂等提出了树突融化、结晶比理论。基于这些理论，机械和超声波振动、机械和电磁液相搅拌、接种处理、变质处理等技术得到了开发和推进，并不断改进和完善。4，最近20年对极端条件下SP的研究，如RS、超重力、微重力、超高压。计算机、凝固过程模拟和凝固过程控制。我国铸造技术开发1。古代铸造技术成果和常驻陶范铸造：陶范制作在常驻时期非常精细，都有织物、等材料分、铸造剑和偏分。全国凝固原理: 6种锡青铜的比例被称为“肉牙”，表明在此期间，人们对锡青铜的成分、组织和性能的关系已经有了规律的认识。传统的蜡法：湖北和河南近年来出土了春秋战国时期的蜡铸件。明朝考式记有记录蜡法的过程。生铁冶炼技术：周朝末期开始产生铸铁。铁制农具发展得很快。秦汉以来，耕种的农具：锄头、镰刀、犁、铁锹等都是铁品。生铁的早期发展为整个中国的钢铁技术发展奠定了基础。铸铁金属型：铁范：战国时代早些时候，以铁范批量铸造农具、手工工具等。可锻铸铁，球墨铸铁：战国时代已有白芯，黑心可锻铸铁。西汉时期，这项技术成熟，成为铸造车间的日常工艺。近年来，发现了近10个石墨，球形铸铁农具。阶梯式铸造：王网时代共184个铜器，2000年前在河南温县窑出土的叠箱铸造的铸件，18个马嚼子只有一个组。大型及超大型铸件：沧州钢丝者：公元953年：50吨；杨塔：公元1061年，50吨；绵羊青铜佛：公元971年：50吨；永乐台：公元1418年，46吨。对经济文化的重大影响：在日常用语中，模范、范围、陶艺、主刑大失误等来自古代选角用语。战国时代初期。1978年在湖北省随州市(现为随州市)的灵口曾侯乙墓发掘出来。尊荣是酒器，碟子是淡水器。出土时把约翰放在圆盘里，把两个器物放在一起混浊。扬声器，高33.1厘米，嘴宽62厘米，受到尊重。横木装饰精美透明的扇窟，通过空纹样，纹样又分为上下两层，看起来像朵朵云彩。尊敬的脖子，由四只豹形的爬兽装饰，都是由空的斗篷图案构成的动物身体，背上吐着长长的舌头。在鼓的尊服和睾丸脚部位，浅浮雕和镂空的读数上，分别用4个高浮雕装饰的奇龙，水平层次丰富，获得了第一和第二明确的艺术效果。盘子的高度为24厘米，宽度为57.6厘米，深度为12厘米。盘外折叠下垂，直壁扁平底，四长蹄脚，口沿其他四耳，两边平坦可冲切图案；四耳之间各附一条巨龙，整体的艺术风格与同尊相一致。侯景之最惊人的是，那布丝，鬼斧神工的空附着。据冶金专家介绍，该装置是使用蜡法铸造的。出土文物，侯景凡，战国时代早期编辑。1978年在湖北省随州市(现为随州市)的灵口曾侯乙墓发掘出来。发掘文物，发掘文物，湖北江陵楚墓出土王位王军雄剑，湖北唐阳市玉天使前唐阳塔，公元1061年，北宋贾6年，沧州哲士新中国成立后铸造技术的快速发展：a .新中国成立60年来中国铸造产业的快速发展。近年来，我国铸件产量达到2000万t/年以上，可以为航空、航天、航海、交通、制造、冶金、化工行业提供各种铸件。b .我国铸造技术水平已接近国际先进水平，铸造尺寸精度及质量达到发达国家水平。例：中国已经铸造了260t的大型铸铁锭模，还铸造了30104kW涡轮转子。2008年中信重型机械洛阳重型设备铸造厂生产了约520t的18500t压力机铸钢机架c .的新技术和新方法不断出现。在液体成型技术的发展过程中，投资铸造、金属铸造、压力铸造、离心铸造、真空实际铸造和v型铸造等高级铸造工艺的出现，d、近几年，通过物理化学、金属、非平衡力学、高级数学等相