合肥工业大学考研材料成型基本原理课件11

1、合肥工业大学材料科学与工程学院制作合肥工业大学材料科学与工程学院制作合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作液液态态金金属属体积体积收缩收缩变形变形缩孔缩孔缩松缩松热裂纹热裂纹冷裂纹冷裂纹气体元素气体元素杂质元素杂质元素化合物化合物夹渣夹渣气泡气泡气孔气孔过饱和析出过饱和析出降温凝固降温凝固受受拘拘束束应力应力滞留滞留成分偏析成分偏析非平衡凝固非平衡凝固低熔点共晶低熔点共晶合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程

2、学院制作第一节第一节 合金中的成分偏析合金中的成分偏析第二节第二节 气孔与夹杂气孔与夹杂第三节第三节 缩孔与缩松缩孔与缩松第四节第四节 应力与变形应力与变形第五节第五节 热裂纹热裂纹第六节第六节 冷裂纹冷裂纹合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 什么叫偏析？什么叫偏析？ 为什么会出现偏析？为什么会出现偏析？ 偏析的利弊？偏析的利弊？ 偏析的分类偏析的分类合金在凝固过程中发生的化学合金在凝固过程中发生的化学成分不均匀现象称为偏析成分不均匀现象称为偏析 偏析是合金在凝固过程中由于偏析是合金在凝固过程

3、中由于溶质再分配和扩散不充分引起的溶质再分配和扩散不充分引起的 偏析对合金的力学性能、抗裂性能及偏析对合金的力学性能、抗裂性能及耐腐蚀性能等有程度不同的损害。但利耐腐蚀性能等有程度不同的损害。但利用偏析现象可以净化或提纯金属等。用偏析现象可以净化或提纯金属等。第一节第一节 合金中的成分偏析合金中的成分偏析合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 一、微观偏析一、微观偏析 二、宏观偏析二、宏观偏析 三、焊接熔合区的化学成分不均匀三、焊接熔合区的化学成分不均匀 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等

4、教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作一、微观偏析一、微观偏析 微观偏析是指微观偏析是指微小范围微小范围（约一个晶粒范围）内的化学（约一个晶粒范围）内的化学成分不均匀现象，按位置不同可分为：成分不均匀现象，按位置不同可分为： 晶内偏析（枝晶偏析）晶内偏析（枝晶偏析） 晶界偏析晶界偏析 微观偏析的影响因素与消除措施微观偏析的影响因素与消除措施合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作1 1、晶内偏析、晶内偏析 晶内偏析是在一个晶内偏析是在一个晶粒内

5、晶粒内出现的成分不均匀现象，常出现的成分不均匀现象，常产生于具有结晶温度范围、能够形成固溶体的合金中。产生于具有结晶温度范围、能够形成固溶体的合金中。 Ni-25% Cu合金快凝后的树枝状偏析固溶体合金按树枝晶方式生固溶体合金按树枝晶方式生长时，先结晶的枝干与后结长时，先结晶的枝干与后结晶的分枝也存在着成分差异，晶的分枝也存在着成分差异，又称为枝晶偏析。又称为枝晶偏析。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作2、晶界偏析、晶界偏析 在合金凝固过程中，在合金凝固过程中，溶质元素和非金属夹杂物常富集于

6、溶质元素和非金属夹杂物常富集于晶界晶界，使晶界与晶内的化学成分出现差异，这种成分不均，使晶界与晶内的化学成分出现差异，这种成分不均匀现象称为晶界偏析。匀现象称为晶界偏析。 晶界偏析比晶内偏析的危害更大，既能降低合金晶界偏析比晶内偏析的危害更大，既能降低合金的塑性与高温性能，又的塑性与高温性能，又增加热裂纹倾向增加热裂纹倾向。17Cr2Ni2Mo 齿轮断口齿轮断口晶界偏析的合金元素造成了回火脆性，碳化物在回火过程中沿晶界析出晶界偏析的合金元素造成了回火脆性，碳化物在回火过程中沿晶界析出钢液凝固中在晶界上偏析的片状硫化物与球状硫化物钢液凝固中在晶界上偏析的片状硫化物与球状硫化物合肥工业大学材料科学

7、与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作晶粒并排生长，晶界平晶粒并排生长，晶界平行于晶体生长方向，晶行于晶体生长方向，晶界与液相的接触处存在界与液相的接触处存在凹槽，溶质原子在此处凹槽，溶质原子在此处富集，凝固后就形成了富集，凝固后就形成了晶界偏析。晶界偏析。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 晶粒相对生长，在对合晶粒相对生长，在对合处彼此相遇。晶粒结晶时处彼此相遇。晶粒结晶时所排出的溶质（所排出的溶质（k01）和其他

8、杂质元素在固和其他杂质元素在固-液界液界面前沿富积，在最后凝固面前沿富积，在最后凝固的晶界对合部位将含有较的晶界对合部位将含有较多的溶质和其他低熔点物多的溶质和其他低熔点物质，造成晶界偏析。质，造成晶界偏析。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 偏析程度偏析程度的影响因素的影响因素合金液、固相线间隔合金液、固相线间隔偏析元素的扩散能力偏析元素的扩散能力冷却条件冷却条件（宽）（宽）（弱）（弱）（快）（快）微观偏析的影响因素与消除措施微观偏析的影响因素与消除措施合肥工业大学材料科学与工程学院制作普

9、通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作元元 素素PSBCVTiMoMnNiSiCr元素质量元素质量分数分数/%0.010.030.01 0.040.0020.100.3 1.00.5 4.00.2 1.21.0 4.01.0 2.51.0 4.51.0 3.01.0 8.0偏析系数偏析系数|1k0|0.940.900.870.740.620.530.510.860.650.350.34 微观偏析程度一般用偏析系数微观偏析程度一般用偏析系数|1k0|来衡量。来衡量。|1k0|值值越大，固相和液相的浓度差越大，晶内偏析越严重。越大，固相

10、和液相的浓度差越大，晶内偏析越严重。表表11-1 不同元素在铁中的偏析系数不同元素在铁中的偏析系数微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是不稳定的。可通微观偏析是一种不平衡状态，在热力学上是不稳定的。可通过扩散退火或均匀化退火来消除，即将合金加热到低于固相过扩散退火或均匀化退火来消除，即将合金加热到低于固相线线100200的温度，进行长时间保温，使偏析元素进行充的温度，进行长时间保温，使偏析元素进行充分扩散，以达到均匀化。分扩散，以达到均匀化。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作二、宏观偏析二、宏

11、观偏析 宏观偏析是指宏观尺寸上的偏析，包括：宏观偏析是指宏观尺寸上的偏析，包括： 正常偏析正常偏析 逆偏析逆偏析 V V形偏析和逆形偏析和逆V V形偏析形偏析 带状偏析与层状偏析带状偏析与层状偏析 重力偏析重力偏析合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作图图11-3 单向凝固时铸棒内溶质的分布单向凝固时铸棒内溶质的分布 正常偏析随着溶质偏析系数正常偏析随着溶质偏析系数|1-k0|的增大而增大。但对于偏析系数较大的的增大而增大。但对于偏析系数较大的合金，当溶质含量较高时，合金倾向于体积凝固，宏观偏析反

12、而减轻。合金，当溶质含量较高时，合金倾向于体积凝固，宏观偏析反而减轻。 偏析使铸件性能不均匀，也难以通过热处理消除，但可以利用溶质的正偏析使铸件性能不均匀，也难以通过热处理消除，但可以利用溶质的正常偏析现象对金属进行提纯精炼。常偏析现象对金属进行提纯精炼。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固焊接熔池凝固时，随着柱状晶体的长大和固-液界面液界面的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。当焊接速度较的推进，会将溶质或杂质赶向焊缝中心。当焊接速度较大时，成长的柱状晶会

13、在焊缝中心相遇，在中心形成正大时，成长的柱状晶会在焊缝中心相遇，在中心形成正偏析。在拉伸应力作用下，焊缝极易产生纵向裂纹。偏析。在拉伸应力作用下，焊缝极易产生纵向裂纹。图图11-6 快速焊时焊缝的区域偏析快速焊时焊缝的区域偏析电弧位置电弧位置合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 逆偏析的成因在于结晶温度范围宽的固溶体合金，在缓慢凝固时易形成粗逆偏析的成因在于结晶温度范围宽的固溶体合金，在缓慢凝固时易形成粗大的树枝晶，枝晶相互交错，枝晶间富集着低熔点相，当铸件产生体收缩时，大的树枝晶，枝晶相互交错

14、，枝晶间富集着低熔点相，当铸件产生体收缩时，低熔点相将沿着树枝晶间向外移动。低熔点相将沿着树枝晶间向外移动。Al-4.7Cu 合金铸件的逆偏析合金铸件的逆偏析合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作铸锭的宏观偏析分布示意图铸锭的宏观偏析分布示意图由于密度的差异，由于密度的差异，先凝固部分结晶沉先凝固部分结晶沉淀，在铸锭的下半淀，在铸锭的下半部形成溶质含量低部形成溶质含量低于平均成分的偏析于平均成分的偏析区，上部则形成高区，上部则形成高于平均成分的偏析于平均成分的偏析区。区。 当铸锭中央部分在当铸锭中

15、央部分在凝固下沉时，侧面凝固下沉时，侧面向斜下方产生拉应向斜下方产生拉应力，在其上部形成力，在其上部形成逆逆V形裂缝，并被形裂缝，并被富含溶质的液相所富含溶质的液相所填充，最终形成逆填充，最终形成逆V形偏析带。形偏析带。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作带状偏析带状偏析常出现在铸锭或厚壁铸件中，有时是连续的，有常出现在铸锭或厚壁铸件中，有时是连续的，有时则是间断的，偏析的时则是间断的，偏析的带状总是和液带状总是和液-固界面相平行固界面相平行。带状偏析的形成是由于固带状偏析的形成是由于固-液液界

16、面前沿液相中存在溶质富集界面前沿液相中存在溶质富集层且晶体生长速度发生变化层且晶体生长速度发生变化的缘故。的缘故。焊缝凝固中的焊缝凝固中的层状偏析层状偏析与带状偏析机理相同。与带状偏析机理相同。 图图11-7 焊缝的层状偏析焊缝的层状偏析a) 焊条电弧焊焊条电弧焊 b) 电子束焊电子束焊层状偏析a）b）合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作图图11-9 熔合区中硫的分布熔合区中硫的分布注：上面数字注：上面数字E=11.76kJ/cm 下面数字下面数字E=23.94kJ/cm硫的浓度硫的浓度 wS

17、/ % 焊缝焊缝母材母材熔合线熔合线熔合区是母材与熔池的界面，熔合区是母材与熔池的界面， Tm 温度下由于温度下由于S、P等杂质元素在固相等杂质元素在固相中的平衡含量远低于液相，造成近界面部位母材中的中的平衡含量远低于液相，造成近界面部位母材中的 S、P 向焊缝中向焊缝中转移，在界面前沿的液相中形成杂质元素富集层，随后快速凝固。转移，在界面前沿的液相中形成杂质元素富集层，随后快速凝固。熔合区的化学成分不均匀程度与焊接规范有关熔合区的化学成分不均匀程度与焊接规范有关,大的焊接大的焊接线能量会使不均匀程度加剧线能量会使不均匀程度加剧(见图中三组数据中的下行见图中三组数据中的下行)三、焊接熔合区的化

18、学成分不均匀三、焊接熔合区的化学成分不均匀合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作结构钢与不锈钢异种钢接头熔合区中碳的分布示意图结构钢与不锈钢异种钢接头熔合区中碳的分布示意图 异种钢接头焊材一般采用高韧性的奥氏体焊材，由于焊缝富含碳化物形成异种钢接头焊材一般采用高韧性的奥氏体焊材，由于焊缝富含碳化物形成元素，故碳在其内的活度远低于碳钢母材，在焊后加热过程中，固溶在碳钢元素，故碳在其内的活度远低于碳钢母材，在焊后加热过程中，固溶在碳钢HAZ中的碳易向焊缝中扩散，在熔合线两侧分别形成增碳区和脱碳区。中的

19、碳易向焊缝中扩散，在熔合线两侧分别形成增碳区和脱碳区。x1x2xx实际熔合线实际熔合线焊缝金属焊缝金属结构钢母材结构钢母材wC%增碳层增碳层脱碳层脱碳层合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 气体在金属中的含量气体在金属中的含量超过其溶解度超过其溶解度，或侵入的，或侵入的气体不被金属溶解时，会以分子状态的气体不被金属溶解时，会以分子状态的气泡气泡存在于存在于液态金属中。若凝固前气泡液态金属中。若凝固前气泡来不及排除来不及排除，就会在金，就会在金属内属内形成孔洞形成孔洞。这种因气体分子聚集而产生的孔

20、洞。这种因气体分子聚集而产生的孔洞称为气孔。称为气孔。 气孔是铸件或焊件最常见的缺陷之一。气孔的存在气孔是铸件或焊件最常见的缺陷之一。气孔的存在不仅减小金属的有效承载面积，而且使局部造成应不仅减小金属的有效承载面积，而且使局部造成应力集中，成为零件断裂的裂纹源。一些形状不规则力集中，成为零件断裂的裂纹源。一些形状不规则的气孔，则会增加缺口的敏感性，使金属的强度下的气孔，则会增加缺口的敏感性，使金属的强度下降和抗疲劳能力降低。降和抗疲劳能力降低。第二节第二节 气孔与夹杂气孔与夹杂合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料

21、科学与工程学院制作一、气孔的分类及形成机理一、气孔的分类及形成机理二、夹杂物的形成及防止措施二、夹杂物的形成及防止措施合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作一、气孔的分类及形成机理一、气孔的分类及形成机理 析出性气孔析出性气孔 侵入性气孔侵入性气孔 反应性气孔反应性气孔 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作1、析出性气孔、析出性气孔 液态金属在冷却凝固过程中，因液态金属在冷却凝固过程中，因气体溶解度

22、下降，气体溶解度下降，析出的气体来不及逸出而产生的气孔称为析出性气析出的气体来不及逸出而产生的气孔称为析出性气孔孔。这类气孔主要是。这类气孔主要是氢气孔氢气孔和和氮气孔氮气孔。 溶解在液态金属中的气体元素在凝固时也会出现溶解在液态金属中的气体元素在凝固时也会出现偏析。一般偏析。一般最后凝固部位的枝晶间气体浓度远高于最后凝固部位的枝晶间气体浓度远高于平均浓度平均浓度，且由于此时液态金属中杂质元素的浓度，且由于此时液态金属中杂质元素的浓度也很高，便为析出性气体的形核创造了有利条件。也很高，便为析出性气体的形核创造了有利条件。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材

23、料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作溶解在液态金属中气体溶解在液态金属中气体元素的析出方式有：元素的析出方式有：扩散析出；扩散析出；形成化合物析出；形成化合物析出；聚集成气泡析出。聚集成气泡析出。 后者析出过程为：后者析出过程为： 形形 核核 长长 大大 上上 浮浮rp2图图11-11 气泡脱离现成表面示意图气泡脱离现成表面示意图a）90 b）90b)气泡气泡气泡气泡a)气泡依附于现成表面生核可以降低形核功，相气泡依附于现成表面生核可以降低形核功，相邻枝晶间的凹陷部位最容易形核。邻枝晶间的凹陷部位最容易形核。气泡内各气体分压的总和大于气泡所受的外气泡内各气体分压的总

24、和大于气泡所受的外部压力总和时气泡才能长大。气泡尺寸越小，部压力总和时气泡才能长大。气泡尺寸越小，由表面张力所产生的附加压力越大。由表面张力所产生的附加压力越大。气泡的半径越小，或液态金属的密度越小、粘度越气泡的半径越小，或液态金属的密度越小、粘度越大，气泡上浮速度越小。若气泡上浮速度小于结晶大，气泡上浮速度越小。若气泡上浮速度小于结晶速度，气泡就会滞留在凝固金属中形成气孔。速度，气泡就会滞留在凝固金属中形成气孔。2)(92rgBm气体的析出过程气体的析出过程r为气泡半径；为气泡半径；m、B分别为分别为金属与气泡的密度；金属与气泡的密度；为金属粘度。为金属粘度。气泡上浮速度的斯托气泡上浮速度的

25、斯托克斯公式：克斯公式： 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作析出性气孔的特征析出性气孔的特征 析出性气孔通常分布在铸件的整个断面或冒口、热节等析出性气孔通常分布在铸件的整个断面或冒口、热节等温度较高的区域。当金属含气量较少时，呈裂纹多角形状；温度较高的区域。当金属含气量较少时，呈裂纹多角形状；而含气量较多时，气孔较大，呈团球形。而含气量较多时，气孔较大，呈团球形。铸件中的氮气孔铸件中的氮气孔合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合

26、肥工业大学材料科学与工程学院制作 焊缝金属产生的析出性气孔多数出现在焊缝表面。氢气孔焊缝金属产生的析出性气孔多数出现在焊缝表面。氢气孔的断面形状如同螺钉状，从焊缝表面上看呈喇叭口形，气孔的断面形状如同螺钉状，从焊缝表面上看呈喇叭口形，气孔四周有光滑的内壁。氮气孔一般成堆出现，形似蜂窝。四周有光滑的内壁。氮气孔一般成堆出现，形似蜂窝。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作2、侵入性气孔、侵入性气孔 将液态金属浇入砂型时，将液态金属浇入砂型时，砂型或砂芯砂型或砂芯在金属液的在金属液的高温作用下会高温作

27、用下会产生大量气体产生大量气体，随着温度的升高和气，随着温度的升高和气体量的增加，金属体量的增加，金属-铸型界面处气体的压力不断增铸型界面处气体的压力不断增大。当界面上局部气体的压力高于外界阻力时，气大。当界面上局部气体的压力高于外界阻力时，气体就会侵入液态金属，体就会侵入液态金属，在型壁上形成气泡在型壁上形成气泡。气泡形。气泡形成后将成后将脱离型壁脱离型壁，浮入型腔液态金属中。当气泡，浮入型腔液态金属中。当气泡来来不及上浮逸出不及上浮逸出时，就会在金属中形成侵入性气孔。时，就会在金属中形成侵入性气孔。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成

28、形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作侵入性气孔的特征侵入性气孔的特征 侵入性气孔的特征是侵入性气孔的特征是数量较少数量较少、体积较大体积较大、孔、孔壁光滑、表面有氧化色，常出现在壁光滑、表面有氧化色，常出现在铸件表层或近表铸件表层或近表层层。形状多呈梨形、椭圆形或圆形，梨尖一般指向。形状多呈梨形、椭圆形或圆形，梨尖一般指向气体侵入的方向。侵入的气体一般是水蒸气、一氧气体侵入的方向。侵入的气体一般是水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氢、氮和碳氢化合物等。化碳、二氧化碳、氢、氮和碳氢化合物等。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理

29、合肥工业大学材料科学与工程学院制作 焊缝金属中存在的反应性气孔通常是焊缝金属中存在的反应性气孔通常是 CO气孔，气孔，是由液态金属中的是由液态金属中的 O 与与 C 直接反应生成。直接反应生成。3、反应性气孔、反应性气孔 液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生液态金属内部或与铸型之间发生化学反应而产生的反应性气孔：的反应性气孔： 金属与铸型间的反应性气孔金属与铸型间的反应性气孔 金属与熔渣间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔 液态金属内元素间的反应性气孔液态金属内元素间的反应性气孔合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工

30、业大学材料科学与工程学院制作金属与铸型间的反应性气孔金属与铸型间的反应性气孔 与侵入型气孔的区别在于反应性气孔来源于液态金与侵入型气孔的区别在于反应性气孔来源于液态金属与铸型间的化学冶金作用，而侵入型气孔主要是高温属与铸型间的化学冶金作用，而侵入型气孔主要是高温液态金属对铸型的物理作用。液态金属对铸型的物理作用。 Fe + H2O FeO + H2 含氮树脂砂分解含氮树脂砂分解 N2 金属金属(或铸型或铸型)中的中的 C 氧化氧化 CO 金属金属-铸型间反应性气孔常分布在铸件表面皮下铸型间反应性气孔常分布在铸件表面皮下 13 mm 处，通称为处，通称为皮下气孔皮下气孔，其形状有球状和，其形状有

31、球状和梨状，孔径约梨状，孔径约 13 mm 。有些皮下气孔呈细长状，。有些皮下气孔呈细长状，垂直于铸件表面，深度可达垂直于铸件表面，深度可达 10 mm 左右。左右。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作金属与熔渣间的反应性气孔金属与熔渣间的反应性气孔当液态金属中含有混入的熔渣（当液态金属中含有混入的熔渣（ FeO）时，会和液态金属）时，会和液态金属（或铸型）中的（或铸型）中的 C 反应：反应：当采用石灰石砂型时，若有砂粒进入钢液当采用石灰石砂型时，若有砂粒进入钢液 会发生：会发生：熔渣作为气孔形

32、核的基底，最终形成的气孔内含有白色的熔渣作为气孔形核的基底，最终形成的气孔内含有白色的 CaO 与与 FeO 残渣所以又称为渣气孔。残渣所以又称为渣气孔。 COFeCFeO 23COCaOCaCOCOFeOFeCO2合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作液态金属内元素间的反应性气孔液态金属内元素间的反应性气孔 （1 1）碳）碳- -氧反应性气孔氧反应性气孔 溶解在液态金属中的氧与碳反应，生成溶解在液态金属中的氧与碳反应，生成CO气泡，气泡，凝固时来不及浮出的气泡形成凝固时来不及浮出的气泡形成 CO

33、 气孔气孔。铸件中的。铸件中的 CO 气孔多呈蜂窝状（其周围出现脱碳层），而焊缝中的气孔多呈蜂窝状（其周围出现脱碳层），而焊缝中的 CO 气孔为沿结晶方向的条虫状。气孔为沿结晶方向的条虫状。（2 2）氢）氢- -氧反应性气孔氧反应性气孔 溶解在液态金属中的溶解在液态金属中的O和和H 反应生成反应生成 H2O 气泡，气泡，产生产生水气孔水气孔。这类气孔主要出现在铜合金铸件中。这类气孔主要出现在铜合金铸件中。（3 3）碳）碳- -氢反应性气孔氢反应性气孔 铸件最后凝固的液相中，含有较高浓度的铸件最后凝固的液相中，含有较高浓度的 H 和和 C 时，将生成时，将生成甲烷（甲烷（CH4）气孔）气孔。合肥

34、工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作二、夹杂物的形成及防止措施二、夹杂物的形成及防止措施 夹杂物的来源及分类夹杂物的来源及分类 铸件中的夹杂物铸件中的夹杂物 焊缝中的夹杂物焊缝中的夹杂物 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作1 1、夹杂物的来源及分类、夹杂物的来源及分类自身杂质自身杂质反应产物反应产物主要来源炉料中的杂质炉料中的杂质焊材、母材中的杂质焊材、母材中的杂质熔炼过程反应产物熔炼过程反应产物与

35、周围介质与周围介质（气、固、液态）（气、固、液态）间的反应产物间的反应产物合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作夹夹杂杂物物的的分分类类 按夹杂物化学成分按夹杂物化学成分 按夹杂物形成时间按夹杂物形成时间 按夹杂物形状按夹杂物形状 氧化物氧化物硫化物硫化物硅酸盐硅酸盐 初生夹杂物初生夹杂物次生夹杂物次生夹杂物二次氧化夹杂物二次氧化夹杂物 球形球形多面体多面体不规则多角形不规则多角形条状条状 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工

36、业大学材料科学与工程学院制作夹杂物对金属性能的影响夹杂物对金属性能的影响 夹杂物破坏了金属的连续性，使强度和塑性下降；夹杂物破坏了金属的连续性，使强度和塑性下降； 尖角形夹杂物易引起应力集中，显著降低冲击韧性和疲尖角形夹杂物易引起应力集中，显著降低冲击韧性和疲劳强度；劳强度； 易熔夹杂物分布于晶界，不仅降低强度且能引起热裂；易熔夹杂物分布于晶界，不仅降低强度且能引起热裂； 促进气孔的形成促进气孔的形成，既能吸附气体，又促使气泡形核；，既能吸附气体，又促使气泡形核； 在某些情况下，也可利用夹杂物改善金属的某些性能，在某些情况下，也可利用夹杂物改善金属的某些性能，如提高材料的硬度、增加耐磨性以及细

37、化金属组织等。如提高材料的硬度、增加耐磨性以及细化金属组织等。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作2、铸件中的夹杂物、铸件中的夹杂物u 初生夹杂物初生夹杂物u 二次氧化夹杂物二次氧化夹杂物 u 次生夹杂物次生夹杂物 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作初生夹杂物初生夹杂物 在在金属熔炼过程中金属熔炼过程中及炉前处理时形成，经历及炉前处理时形成，经历偏晶析出和聚合长大两个阶段。偏晶析出和聚合长大两个

38、阶段。（1 1）夹杂物的偏晶析出）夹杂物的偏晶析出 在对金属进行脱氧、脱硫和孕育处理时，在对金属进行脱氧、脱硫和孕育处理时，从液态从液态金属中偏晶析出，使金属中杂质元素含量降低：金属中偏晶析出，使金属中杂质元素含量降低：nmBALTL 201（2 2）夹杂物的聚合长大）夹杂物的聚合长大 夹杂物从液相中析出时尺寸很小（仅有几个微米），数量夹杂物从液相中析出时尺寸很小（仅有几个微米），数量却很多（数量级可达却很多（数量级可达108个个/cm3）。由于对流或密度差上浮）。由于对流或密度差上浮或下沉，发生高频率的碰撞和机械粘连。夹杂物粗化后运或下沉，发生高频率的碰撞和机械粘连。夹杂物粗化后运动速度加快

39、，以更高的速度与其他夹杂物碰撞、聚合长大。动速度加快，以更高的速度与其他夹杂物碰撞、聚合长大。熔点较低的夹杂物会重新熔化，尺寸大、密度小的夹杂物熔点较低的夹杂物会重新熔化，尺寸大、密度小的夹杂物则会浮到液态金属表面。则会浮到液态金属表面。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作二次氧化夹杂物二次氧化夹杂物 液态金属液态金属与大气或氧化性气体接触与大气或氧化性气体接触时，会很快时，会很快氧化氧化形成氧化薄膜形成氧化薄膜。在。在浇注及充型浇注及充型过程中，表面过程中，表面氧化膜会被氧化膜会被卷入液态金

40、属内部卷入液态金属内部，而此时液体的温度，而此时液体的温度下降较快，卷入的氧化物在凝固前来不及上浮到表下降较快，卷入的氧化物在凝固前来不及上浮到表面，便在金属中形成二次氧化夹杂物。这类夹杂物面，便在金属中形成二次氧化夹杂物。这类夹杂物常出现在常出现在铸件上表面铸件上表面、型芯下表面或死角处型芯下表面或死角处。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作次生夹杂物 次生夹杂物是指次生夹杂物是指合金凝固过程中合金凝固过程中，由于偏析，由于偏析，溶质元素及杂质元素将富集于枝晶间尚未凝固的液溶质元素及杂质元素将

41、富集于枝晶间尚未凝固的液相内，处于过饱和状态而发生偏晶反应：相内，处于过饱和状态而发生偏晶反应：L1L2 ，析出非金属夹杂物，析出非金属夹杂物。由于夹杂物是从偏析液。由于夹杂物是从偏析液相中产生的，因此又称为偏析夹杂物。相中产生的，因此又称为偏析夹杂物。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作3 3、焊缝中的夹杂物、焊缝中的夹杂物 焊缝中的氮化物夹杂多在焊接保护不良时出现，对于低碳钢焊缝中的氮化物夹杂多在焊接保护不良时出现，对于低碳钢和低合金钢，主要的氮化物是和低合金钢，主要的氮化物是Fe4N，在时

42、效过程中过饱和，在时效过程中过饱和析出，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。析出，并以针状分布在晶粒上或贯穿晶界。焊缝中的硫化物夹杂主要有焊缝中的硫化物夹杂主要有MnS和和FeS两种。两种。FeS通常沿通常沿晶界析出，并与晶界析出，并与Fe或或FeO形成低熔点共晶。形成低熔点共晶。低碳钢焊缝存在的氧化物夹杂主要是低碳钢焊缝存在的氧化物夹杂主要是SiO2、MnO、TiO2和和Al2O3等，一般以硅酸盐的形式存在。等，一般以硅酸盐的形式存在。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作防止焊缝产生夹杂物的措施防

43、止焊缝产生夹杂物的措施 正确地选择原材料（包括母材和焊接材料），母材、正确地选择原材料（包括母材和焊接材料），母材、焊丝中的夹杂物应尽量少，焊条、焊剂应具有良好的脱焊丝中的夹杂物应尽量少，焊条、焊剂应具有良好的脱氧、脱硫效果；氧、脱硫效果； 注意工艺操作，如选择合适的工艺参数；适当摆动焊注意工艺操作，如选择合适的工艺参数；适当摆动焊条以便于熔渣浮出；加强熔池保护，防止空气侵入；多条以便于熔渣浮出；加强熔池保护，防止空气侵入；多层焊时清除前一道焊缝的熔渣等。层焊时清除前一道焊缝的熔渣等。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业

44、大学材料科学与工程学院制作SH/mL.(100g)-1T/氢在不同金属中的溶解度氢在不同金属中的溶解度合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作一、金属的收缩一、金属的收缩 二、缩孔与缩松的分类及特征二、缩孔与缩松的分类及特征 三、缩孔与缩松的形成机理三、缩孔与缩松的形成机理四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施第三节第三节 缩孔与缩松

45、缩孔与缩松合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作液态收缩阶段液态收缩阶段凝固收缩阶段凝固收缩阶段固态收缩阶段固态收缩阶段 三个阶段三个阶段一、一、 金属的收缩金属的收缩合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作a）合金相图）合金相图 b）有一定结晶温度范围的合金）有一定结晶温度范围的合金 c）恒温凝固的合金）恒温凝固的合金图图11-14 二元合金收缩过程示意图二元合金收缩过程示意图成分成分/体收缩率体收缩

46、率/体收缩率体收缩率/nmAB温度温度/温度温度/温度温度/T浇浇 II IIIImnIIIIII液态收缩液态收缩凝固收缩凝固收缩固相收缩固相收缩凝固收缩凝固收缩（浇液液100) LVVTT（）（凝100)(SLSLVSLVVTT（固固100)0S TTVV合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作金属从浇注温度冷却到室温所产生的体收缩为液金属从浇注温度冷却到室温所产生的体收缩为液态收缩、凝固收缩和固态收缩之和，即态收缩、凝固收缩和固态收缩之和，即: V总总V液液V凝凝V固固 其中，液态收缩和凝固收缩

47、是铸件产生其中，液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔缩孔和缩松和缩松的基本原因的基本原因 。而固相收缩对。而固相收缩对应力、变形应力、变形与裂纹与裂纹影响较大。影响较大。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作二、缩孔与缩松的分类及特征二、缩孔与缩松的分类及特征 缩孔缩孔 缩松缩松 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作a）明缩孔）明缩孔 b）凹角缩孔）凹角缩孔 c）芯面缩孔）芯面缩孔 d）内部缩孔）内部缩

48、孔合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作缩缩 孔孔 特特 点点常出现于常出现于纯金属、共晶成分合金纯金属、共晶成分合金和和结晶温度范围结晶温度范围较窄较窄的的以层状凝固方式凝固以层状凝固方式凝固的铸造合金中；的铸造合金中；多集中在铸件的多集中在铸件的上部上部和和最后凝固最后凝固的部位；铸件的部位；铸件厚厚壁处壁处、两壁相交处及内、两壁相交处及内浇口附近浇口附近等凝固较晚或凝等凝固较晚或凝固缓慢的部位（称为热节），也常出现缩孔；固缓慢的部位（称为热节），也常出现缩孔；缩孔缩孔尺寸较大尺寸较大，形状不

49、规则形状不规则，表面不光滑表面不光滑。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作缩缩 松松 的的 特特 点点缩松多出现于结晶温度范围较宽的合金中；缩松多出现于结晶温度范围较宽的合金中；显微缩松一般出现在枝晶间和分枝之间；显微缩松一般出现在枝晶间和分枝之间；常分布在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位；常分布在缩孔附近或铸件厚壁的中心部位；合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作ABmn？凝固？凝固层状凝固层状凝固

50、体积凝固体积凝固合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作TLTLTSTSGG体积凝固体积凝固层状凝固层状凝固树枝晶树枝晶胞状晶胞状晶缩松缩松缩孔缩孔合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作铸件热节处的缩孔与缩松铸件热节处的缩孔与缩松合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高

51、等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作三、缩孔与缩松的形成机理三、缩孔与缩松的形成机理 缩孔的形成缩孔的形成 缩松的形成缩松的形成合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作缩缩 孔孔 的的 形形 成成 机机 理理 纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围窄纯金属、共晶成分合金和结晶温度范围窄的合金，在一般铸造条件下按由表及里的合金，在一般铸造条件下按由表及里逐层凝固逐层凝固的方式凝固。由于金属或合金在冷却过程中发生的的方式凝固。由于金属或合金在冷却过

52、程中发生的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩液态收缩和凝固收缩大于固态收缩，从而在铸，从而在铸件最后凝固部位形成尺寸较大的集中缩孔。件最后凝固部位形成尺寸较大的集中缩孔。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 铸件中缩孔形成过程示意图铸件中缩孔形成过程示意图合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作缩松的形成机理缩松的形成机理 结晶温度范围较宽结晶温度范围较宽的合金，一般按照的合金，一般按照体积凝固体积凝固

53、的方式凝固，的方式凝固，凝固区内的小晶体很容易发展成为凝固区内的小晶体很容易发展成为发达的树枝晶发达的树枝晶。当固相达到。当固相达到一定数量形成一定数量形成晶体骨架晶体骨架时，尚未凝固的液态金属便被分割成一个时，尚未凝固的液态金属便被分割成一个个个互不相通的小熔池互不相通的小熔池。在随后的冷却过程中，小熔池内的液体。在随后的冷却过程中，小熔池内的液体将发生液态收缩和凝固收缩，已凝固的金属则发生固态收缩。由将发生液态收缩和凝固收缩，已凝固的金属则发生固态收缩。由于于熔池金属的液态收缩和凝固收缩之和大于其固态收缩熔池金属的液态收缩和凝固收缩之和大于其固态收缩，两，两者之差引起的细小孔洞又者之差引起

54、的细小孔洞又得不到外部液体的补充得不到外部液体的补充，便在相应部位，便在相应部位形成了分散性的细小缩孔，即缩松。形成了分散性的细小缩孔，即缩松。 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施四、影响缩孔与缩松的因素及防止措施（一）影响缩孔与缩松的因素（一）影响缩孔与缩松的因素（二）缩孔和缩松发生位置的预测（二）缩孔和缩松发生位置的预测（三）防止铸件产生缩孔和缩松的途径（三）防止铸件产生缩孔和缩松的途径合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材

55、材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作（一）影响缩孔与缩松的因素（一）影响缩孔与缩松的因素 金属的性质金属的性质 铸型的冷却能力铸型的冷却能力 浇注温度与浇注速度浇注温度与浇注速度 铸件尺寸铸件尺寸 补缩能力补缩能力（收缩系数（收缩系数大）大）（蓄热系数（蓄热系数 b 小）小）（高，快）（高，快）（大）（大）（弱）（弱）例：铸铁的缩孔、缩松倾向例：铸铁的缩孔、缩松倾向合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作（二）防止铸件产生缩孔和缩松的途径（二）防止铸件产生缩孔和缩松的途

56、径 顺序凝固顺序凝固 铸件各部位由远及近，朝着帽口方向顺序凝固。铸件各部位由远及近，朝着帽口方向顺序凝固。 用于凝固收缩大、结晶间隔窄的金属。用于凝固收缩大、结晶间隔窄的金属。 同时凝固同时凝固 凝固时产生热裂纹、变形倾向小。凝固时产生热裂纹、变形倾向小。 用于凝固收缩小、对气密性要求不高的铸件。用于凝固收缩小、对气密性要求不高的铸件。 使用冒口、补贴和冷铁使用冒口、补贴和冷铁 合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作缩孔和缩松发生位置的预测缩孔和缩松发生位置的预测凝固等温线法凝固等温线法最大内切圆

57、法最大内切圆法数值模拟方法数值模拟方法轮毂凝固过程的数值模拟轮毂凝固过程的数值模拟合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作顺序凝固方式示意图顺序凝固方式示意图纵向温度分布曲线纵向温度分布曲线距离距离温温度度冒口冒口浇口浇口合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作 同时凝固方式示意图同时凝固方式示意图内浇道内浇道IIIIII距离距离纵向温度分布曲线纵向温度分布曲线温度温度冷铁冷铁合肥工业大学材料科学与工程学

58、院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作表11-2 亚共晶铸铁的液态收缩率V液碳的质量分数碳的质量分数 w wC C / / 2.02.02.52.53.03.03.53.54.04.0V V液液（T T浇浇T TL L100100）/%/%1.51.51.71.71.81.82.02.02.12.1表11-4 亚共晶铸铁的凝固体收缩率V凝V V液液（T T浇浇14001400）/%/%0.60.61.41.42.32.33.43.44.64.6碳的质量分数碳的质量分数 w wC C/ / 2.02.02.52.53.03.0

59、3.53.54.04.0凝固收缩率凝固收缩率V V凝凝 / /白口铸铁白口铸铁5.15.14.64.64.24.23.73.73.33.3灰铸铁灰铸铁4.34.32.82.81.41.4-0.1-0.1-1.5-1.5合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作白口铸铁的收缩率高，产生白口铸铁的收缩率高，产生裂纹、缩孔、缩松的倾向大。裂纹、缩孔、缩松的倾向大。灰铸铁的缩前膨胀具有自补缩作灰铸铁的缩前膨胀具有自补缩作用，缩孔与缩松的倾向较小。用，缩孔与缩松的倾向较小。合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通

60、高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作灰铸铁和球墨铸铁共晶石墨长大示意图灰铸铁和球墨铸铁共晶石墨长大示意图CCCC合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作加热加热与冷却与冷却受拘束瞬时应力瞬时应力与应变与应变完全冷却后残余应力残余应力与变形与变形第四节第四节 应力与应变应力与应变合肥工业大学材料科学与工程学院制作普通高等教育“十一五”国家级规划教材材料成形基本原理材料成形基本原理合肥工业大学材料科学与工程学院制作一、应力一、应力 二、变形二