材料加工新技术与新方法

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材料加工新技术与新方法1.人类历史上的六次材料技术革命史什么？简述超材料时代的特点？（10分）答：①石青②青铁③铁合金化④合成材料⑤新材料设计与制备加工时代⑥超材料时代超材料是一种通过海量设计与微结构加工的新兴材料逆向设计典型代表隐身衣材料左手材料杜克大学刘若鹏2.简述材料加工技术的总体发展趋势以及主要发展方向（10分）发展趋势：过程综台、技术综合、学科综台。发展方向：（1）常规材料加工工艺的短流程化和高效化；（2）发展先进的成形加工技术实现组织与性能的精确控制；（3）材料设计、制备与成形加工一体化；（4）开发新型制备与成形加工技术，发展新材料和新制品；（5）发展计算机数值模拟和过程仿真技术，构建完善的材料数据库；（6）材料的智能制备与成形加工技术。3.简述快速凝固的概念及用途，实现快速凝固的两种方法以及快速凝固的组织特征是什么？（10分）概念：由液相到固相的相变过程进行得非常快，从而获得普通铸件和铸锭无法获得的成分、相结构和显微结构的过程。产生急冷技术或深过冷技术获得很高的凝固前沿推进速度的凝固过程。快速凝固的用途：（1）获得新的凝固组织，开发新材料（2）制备难加工材料薄带、细小线材和块体材料（3）简化制备工序，实现近终形成形。实现方法：（1）快速冷却：通过提高铸型的导热能力，增大热流的导出速度可使凝固界面快速推进，实现快速凝固（2）深过冷：快冷法只能在薄膜、细线及小尺寸颗粒中实现，减少凝固过程中热流导出量是大尺寸试件中实现快速凝固的唯一途径，通过抑制凝固过程的形核，使合金溶液获得很大的过冷度，从而凝固过程释放的潜热被过冷溶体吸收，可大大减少凝固过程要导出的热量，获得很大的凝固速度。快速凝固的组织特征（1）偏析形成倾向减小（2）形成非平衡相（3）细化凝固组织（4）析出相的结构发生变化（5）形成非晶态4.简述定向凝固的概念和现有工艺，简述连续定向凝固的基本原理。（10分）定向凝固是指在凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和未凝固金属熔体中建立起特定方向的温度梯度，从而使熔体沿着与热流相反的方向凝固，最终得到具有特定取向柱状晶或单晶的技术。定向凝固工艺：（1）发热剂法（2）功率降低法（3）高速凝固法（4）液态金属冷却法（5）流态床冷却法（6）区域熔化液态金属冷却法（7）连续定向凝固连续定向凝固基本原理：在连续定向凝固过程中对铸型进行加热，使它的温度高于被铸金属的凝固温度，并通过在铸型出口附近的强制冷却，或同时对铸型进行分区加热与控制，在凝固金属和未凝固溶体中建立起沿拉坯方向的温度梯度，从而使熔体形核后沿着与热流（拉坯方向）相反的方向，按单一的结晶取向进行凝固，获得连续定向结晶组织（连续柱状晶组织）甚至单晶组织。（1）简述半固态加工的概念和特点（5分）（2）何为触变成形，何为流变成型？（5分）在金属凝固过程中，对其施以剧烈的搅拌作用，充分破碎树枝状的初生固相，得到一种液态金属母液中均匀的悬浮着一定球状初生固相的固液混合浆料（固相组分一般50%），即流变浆料，利用这种流变浆料直接进行成形加工的方法称为半固态金属的流变成形。如果将流变浆料凝固成锭，按需要将此金属锭切成一定大小，然后重新加热至金属的半固态温度区，这时的金属锭一般称为半固态金属坯料。利用金属的半固态坯料进行成形加工，这种方法称为触变成形。优点：1.黏度比液态金属高，容易控制；2.模具夹带的气体少，减少氧化、改善加工性，减少模具粘接，可进行更高速的部件成形，改善表面光洁度，易实现自动化和形成新加共工工艺；3.流动应力比固态金属低:半固态浆料具有流变性和触变性，变形抗力非常小，可以更高的速度成形部件，而且可进行复杂件成形，缩短加丁凋期，提高材料利用率，有利于节能节材，并可进行连续形状的高速成形（如挤压），加工成本低；4.应用范围广；5.凡具有固液两相区的合金均可实现半固态加工。可适用于多种加工工艺，如铸造、轧制、挤压和锻压等，并可进行材料的复合及成形。（1）连续铸轧的概念和工艺特点，列出三种目前在生产的金属材料（4分（2）影响铸轧过程中稳定性的主要因素有哪些（4分）（3） 保证铸轧正常进行的两个条件是什么（2分）（1）连续铸轧：直接将金属熔体轧制成半成品带坯或成品带材的工艺称为连续铸轧。结晶器为两个带水冷系统的旋转铸轧辊，熔体于很短的时间内（2~3S）在其辊缝间完成凝固和热轧两个过程。铝板连续铸轧、薄板坯液芯压下、双辊薄带钢铸轧。（2） 影响铸轧过程稳定性的主要因素双辊薄带钢铸轧影响因素：（1）钢水流动的影响（2）凝固行为的影响（3）铸轧速度的影响（4） 侧封的影响（5）铸轧力和辊缝控制问题；铸轧产品缺陷：（1）条痕（2）孔洞（3）横波（4）白条（5）黑皮（6）板面不平（7）边部不齐。（3） 铸轧基本条件：（1）浇铸系统预热温度（2）金属液面高度。热平衡条件：（1）铸轧温度（2）铸轧速度（3）冷却强度7.实现连续挤压的必要条件是什么，连续挤压法有哪些优点和缺点？（10分）实现连续挤压满足两个基个条件：（1）不需借助挤压轴和挤压垫片的直接作用，即可对坯料施加足够的力以实现挤压变形；（2）挤压简应具有无限连续工作长度，以便使用无限长的坯料。优点：（1）利用挤压型腔与坯料之间的摩擦，挤压变形能耗大大降低；（2）可以省略常规热挤压中坯料的加热工序；（3）可以实现真正意义上的无间断连续生产，获得长度达到数千乃至数万米的成卷制品；（4）具有广泛的使用范围；（5）设备紧凑，占地面积小，设备造价及基建费用较低。缺点：（1）对坯料预处理要求高；（2）主要适用于生产小断面型材，生产大断面型材时效率低；（3）由于坯料的预处理效果、难以获得大挤压比等原因，该法生产的空心制品在焊缝质量、耐高压性能等方面不如常规挤压-拉拔生产的制品好；（4）对工模具材料的耐磨耐热性能要求高；（5）工模具更换比常规挤压困难；（6）对设备液压系统、控制系统要求高。双金属包覆铸造的方法有哪些，这些方法的共同关键技术是什么？（10分）（1）水平磁场制动复合连铸法：水平磁场的作用强度；两种金属的浇铸速度（2）包覆层连续铸造法：温度的正确设定、匹配与控制；辊芯防氧化（3）电渣包覆铸造法（4）反向凝固连铸复合法：侧封技术；凝固控制技术；母带预处理技术（5）复合线材铸拉法：钢丝表面预处理；铸拉工艺控制（6）双流连铸梯度复合（7）双结晶器连铸法:连铸温度，拉坯速度。（8）充芯连铸法技术关键：控制各工艺因素以获得理想的过渡层的成分、组织、性能和厚度按照界面结合状态，层状复合材料可以分为哪两大类？每一类包括哪种制备方法（10分）按界面结合状态，层状复合材料可以分为机械结合法：镶套（热装和冷压入）、液压扩管、冷拉拔；冶金结合法：爆炸成形、扩散热处理、轧制、挤压、粉末塑性加工、摩擦焊接、复合铸造。说明等温成型工艺的特点和适用范围（10分）等温成形方法是通过模具和坯料在变形过程中保持同一温度来实现的，从而避免了坯料在变形过程中温度降低和表面激冷的问题。特点：（1）降低材料的变形抗力；（2）提高材料的塑性流动能力；（3）成形件尺寸精度高、表面质量好、组织均匀、性能优良；（4）模具使用寿命长；（5）材料利用率高适用范围：（1）低塑性材料的成形（2）优质或贵重材料的成形（3）形状复杂的高精度零件的成形（4）采用低压力成形大型结构零件（5）研究材料的塑性变形规律11.简述激光焊、电子束焊和搅拌摩擦焊的工艺特点（10分）激光焊特点：1）能力密度高2）焊接速度快3）焊接金属冷速容易得到细晶组织4）焊接热影响范围小5）可以焊接一般焊接方法难焊接的材料6）可以进行小孔焊，实现单面焊双面成形。电子束焊特点：1）穿透力强，焊缝深宽比大2）焊接速度快3）焊缝性能号4）焊接变形小5）真空条件下焊接对焊缝有很好的保护作用搅拌摩擦焊特点：1）可实现板材对接，突破传统摩擦焊的局限性2）焊接接头缺陷少3）焊接热影响区组织变化小4）焊接残余应力和变形小5）便于机械化自动化6）低成本7）安全。12.简述粉末冶金的概念和特点，并举出八种粉末冶金的技术。（10分）粉末冶金是用金属粉末或用非金属粉末（或金属粉末和非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金工艺的第一步是制取原料粉末，第二步是将原料粉末通过成形、烧结以及烧结后处理制得成品。特点：（1）可以直接制备具有最终形状和尺寸的零件，是一种无切削，少切削的新工艺，有效降低生产的资源和能源消耗（2）可以实现多种类型的复合，充分发挥各组员材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷基复合材料的工艺技术（3）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品。（4） 可以最大限度的减少合金成分的偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。（5） 可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和过饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料（6）可以充分利用废旧原料，是一种有效的材料再生和综合利用新技术八种工艺：1.雾化制粉技术（二流雾化、离心雾化），2.机械合金化制粉技术，3.超微粉末制粉技术，4.粉末注射成型技术，5.温压成型技术，6.热压成型技术，7.等静压成型技术，8.场活化烧结技术。三严三实开展以来，我认真学习了习近平总书记系列讲话，研读了中央、区、市、县关于党的群众路线教育实践活动有关文件和资料。我对个人四风方面存在的问题及原因进行了认真的反思、查摆和剖析，找出了自身存在的诸多差距和不足，理出了问题存在的原因，明确了今后努力的方向和整改措施。现将对照检查情况报告如下，不妥之处，敬请各位领导和同志们批评指正。一、存在的突出问题一是学习深度广度不够。学习上存在形式主义，学习的全面性和系统性不强，在抽时间和挤时间学习上还不够自觉，致使自己的学习无论从广度和深度上都有些欠缺。学习制度坚持的不好，客观上强调工作忙、压力大和事务多，有时不耐心、不耐烦、不耐久，实则是缺乏学习的钻劲和恒心。学用结合的关系处理的不够好，写文章、搞材料有时上网拼凑，求全求美求好看，结合本单位和实际工作的实质内容少，实用性不强。比如，每天对各级各类报纸很少及时去阅读。因而，使自己的知识水平跟不上新形势的需要，工作标准不高，唱功好，做功差，忽视了理论对实际工作的指导作用。二是服务不深入不主动。工作上有时习惯于按部就班，习惯于常规思维，习惯于凭老观念想新问题，在统筹全局、分工协作、围绕中心、协调方方面面上还不够好。存在着为领导服务、为基层服务不够到位的问题，参谋和助手作用发挥得不够充分。比如，到乡镇、部门、企业了解情况，有时浮皮潦草，不够全面系统。与基层群众谈心交流少，没有真正深入到群众当中了解一线情况，掌握的第一手资料不全不深，书到用时方恨少，不能为领导决策提供更好的服务。三是工作执行力不强。日常工作中与办公室同志谈心谈话少，对干部思想状态了解不深，疏于管理。办公室虽然制定出台了公文办理、工作守则等规章制度，但执行的意识不强，有时流于形式。比如，办公场所禁止吸烟，这一点我没有严格执行，有时还在办公室吸烟。四是工作创新力不高。有时工作上习惯于照猫画虎，工作只求过得去、不求过得硬，存在着求稳怕乱的思想和患得患失心理，导致工作上不能完全放开手脚、甩开膀子去干，缺少一种敢于负责的担当和气魄。比如，做协调工作，有时真成了传话筒和二传手，只传达领导交办的事项，缺乏与有关领导和同志共同商讨如何把事情做得更好，创造性地开展工作。五是深入基层调查研究不够。工作中，有时忙于具体事务，到基层一线调研不多，针对性不强，有时为了完成任务而调研，多了一些官气、少了一些士气。往往是听汇报的多，直接倾听群众意见的少；了解面上情况多，发现深层次问题少。比如，对县委提出的用三分之一时间下基层搞调研活动，在实际工作中却没有做到。即使下基层，有时也是走马观花，蜻蜓点水，让看什么看什么，让听什么听什么。在基层帮扶工作上，有时只注重出谋划策，抓落实、抓具体的少，对群众身边的一些小事情、小问题关心少、关注不够。六是主观能动性发挥不够。自认为在办公室工作多年，已经能够胜任工作，有自满情绪，缺乏俯下身子、虚心请教、不耻下问的态度。对待新问题、新情况，习惯于根据简单经验提出解决办法，创新不足，主观上存在满足现状，不思进取思想，主观能动性发挥不够。七是对工作细节重视不够。作为办公室负责人，存在抓大放小，不能做到知上、知下、知左、知右、知里、知外，有时在一些小的问题上、细节上没有做好，导致工作落实不到位，出现偏差。八是工作效率不是很高。面对比较繁重的工作任务，工作有时拈轻怕重、拖拉应付、不够认真。存在不推不动、不够主动，推一推动一动、有些被动。比如，文稿材料的撰写，有时东拼西凑、生搬硬套、缺乏深入思考。有时也存在着推诿扯皮现象，不能及时完成，质量也难以保证。对于领导交办的事项，有时跟踪、督导的不够，不能及时协调办理，缺乏应有的紧迫感，缺乏开拓创新精神，致使工作效率不高。二、产生问题的原因分析认真反思和深刻剖析自身存在的问题与不足，主要是自己没有加强世界观、人生观、价值观的改造，不注重提高自身修养，同时受社会不良风气的影响，在具体应对上没有很好地把握自己，碍于情面随波逐流。产生问题的原因主要有以下几方面。（一） 自身放松了政治理论学习。对政治理论学习的重要性认识不足，重视程度不够。尤其是在处理工作与学习关系方面，把工作当成硬任务，把学习当作软指标，对政治理论学习投入的心思和精力不足，缺乏自觉学习的主动性和积极性。（二） 宗旨意识有所淡化。由于乡镇工作比较辛苦，从基层回到机关工作后，产生了松口气的念头，有时不自觉产生了优越感和骄傲自满的情绪。听惯了来自各方面的赞誉之声，深入基层少，对群众的呼声、疾苦、困难了解不够，没有树立较强的大局意识和责任意识，使得自己有时会片面地认为只要做好本职工作，完成领导交办的任务就行了，而未能完全发挥自身的主观能动性，缺乏做好工作应有的责任心和紧迫感。（三） 忧患意识不强。只是片面看到了自身工作生活环境的变化，吃苦耐劳的精神有些缺乏，开拓进取、奋发有为、敢于冲锋、勇于担当的锐气有所弱化。有做太平官的意识，身处领导岗位，求新、求发展意识薄弱，表率作用发挥得不够好，忽视了工作的积极性、主动性和创造性。（四）勤政廉洁意识有所弱化。随着自身经济条件的改善，降低了约束标准，勤俭节约的传统美德有些淡化，对奢靡之风的极端危害性认识不足，没有引起高度重视。诚然，造成自身存在问题的原因远不止这些，还有很多，如自身的固化思维方式，缺乏居安思危的深层次思考等。三、今后的努力方向和改进措施查摆问题，剖析根源，关键在于洗澡治病、解决问题。本人决心从党性原则出发，端正态度、认真对待，在今后的工作中采取强有力措施，立行立改，取得实效。（一）求真务实办公室主任作为承上启下、协调全局、沟通内外的重要角色，要立足发展、改革的新形势、新情况，以务实的作风和良好的品质做出表率。一是增强大局意识。要站在全局高度想问题，立足本职岗位做工作。要注重换位思考，真正做到想领导之所想、谋领导之所谋，及早提出比较成熟的意见和建议，供领导决策参考。要善于从纷繁复杂的事务性工作中解脱出来，理清思路，明确目标，发挥自己应有的作用。二是增强超前意识。要认真研究领会组织意图和领导思路，围绕领导关心的重大问题进行广泛深入的调查研究，为领导决策提供真实情况和可靠依据。要广泛搜集资料，研究各乡镇、机关单位的新情况、新经验、新做法，借他山之石来攻玉，为领导提出决策预案。因此，在想问题、办事情时，要赶前不赶后，尽可能早半拍、快半拍，提高敏感性，增强主动性。唯其如此，才能变被动为主动，参谋才能参在点子上，助手才能助到关键处。三是增强创新意识。要强化服务理念，做深、做透、做好服务工作；要以协调、配合作为服务的主要手段和方法，做到服务不越位；要围绕解决难点和热点问题开展服务，切实通过服务和协调把大家普遍关心、关注的