【正文】 入下面的接收容器內(nèi)。其溫度值明顯取決于試驗條件和允許偏差，因此對比較不同的聚合物而言只有試驗數(shù)據(jù)是真正有用的。 注塑成型零件的主要缺點或許是它們能承受的工作溫度相對較低。常用幾毫米長的短碎纖維隨機(jī)地與熱塑性樹脂混合。結(jié)晶質(zhì)聚合物通常多能抵御有機(jī)溶劑并具有良好的抗疲勞和磨損特性。熱塑性塑料通常分為兩類：即結(jié)晶質(zhì)的和非結(jié)晶質(zhì)的。這個特性將熱塑性材料與熱硬化性材料區(qū)分開。 注塑成型的絕大多數(shù)都用于熱塑性聚合物。? Injection Molding Materials注塑成型材料 要注塑成型所有聚合物是不可能的。 注塑成型對深入研究很有價值，因為它結(jié)合了許多重要領(lǐng)域，如擠壓、模具設(shè)計、流變學(xué)、完備的液壓和電子控制、機(jī)器人配件、復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計，當(dāng)然還有材料科學(xué)與加工工程的綜合。1956年，Ankerwerk Nuremberg使用于熱塑性塑料的現(xiàn)代往復(fù)螺旋注塑成型機(jī)商業(yè)化。 往復(fù)螺旋注射成型機(jī)把壓出機(jī)和成型壓力機(jī)的功能結(jié)合起來。 如果考慮到新近的改進(jìn)(例如反作用注塑成型)和采用塑料替代金屬的高增長率，注塑成型在世界范圍的工業(yè)重要性很可能將繼續(xù)增加。? 仍然可以進(jìn)行電鍍、熱處理和機(jī)加工作業(yè)。? 零件有許多可供填充的空間。 燒結(jié)零件可以實現(xiàn)尺寸控制，因為注塑密度明顯均勻，所以燒結(jié)收縮也是均勻的。Metal Injection Moulding (MIM)金屬注塑成型(MIM) 注塑成型被很廣泛地用于在復(fù)雜模具中生產(chǎn)形狀精確的塑料零件。這能生產(chǎn)具有鍛模形狀和合適機(jī)械性能的充分致密零件。 此工藝與采用冷均衡擠壓一樣只能生產(chǎn)半成品，可以通過后續(xù)加工至較小尺寸，也能用機(jī)加工到最終尺寸。對鐵合金典型的數(shù)值為1120℃和100MPa。把容器抽真空，粉末抽氣是為了防止材料在合成階段和密封時被殘留氣體污染。 根據(jù)材料和燒結(jié)溫度的不同，零件的密度在燒結(jié)過程中也會改變。 零件壓實后通過燒結(jié)爐。此外使用經(jīng)濟(jì)工作壓力的產(chǎn)品不是充分致密的，一般需要增加諸如熱擠壓、熱軋或鍛之類的額外工序來使材料達(dá)到全密度。由于壓力是均衡的，所以壓制零件密度是均勻的。 這種技術(shù)的缺點之一是由于微粒/微粒和模壁/微粒間的摩擦效應(yīng)，零件不同部位的壓實密度存在差異。 有些零件，尤其是襯套式軸承常用銅及其合金制作，控制多孔性程度的意義重大，因為這些孔隨后要填充潤滑劑。燒結(jié)可以被看作是把微粒焊接成初始的有用形狀。這種“粘合”技術(shù)已成功用于將碳引入結(jié)合物，一種防止碳分離并起塵的技術(shù)，生產(chǎn)所謂的“清潔”粉末。 部分合金粉末是一種折衷的方法。 預(yù)先合金粉末比較硬、不容易壓實，因此需要較高的擠壓力來產(chǎn)生高密度的壓制物。通過混合元素或合金粉末并在模具中壓實混合物，再燒結(jié)或在環(huán)境可控爐內(nèi)加熱制成最終形狀。金屬粉末放在封閉的金屬腔(模具)中在壓力下被壓實。? 鍛模的配合公差是為了允許上模能根據(jù)下模替換。? 加勁肋不要過高、過窄，因為這會造成材料流動困難。分模面上任意點與主分模面的夾角應(yīng)小于75176。因此這些工藝只有對目前很浪費的生產(chǎn)過程，在材料節(jié)約足以補償模具成本的大量增加時才是合理的。純型鍛和近似純型鍛工藝通過制作精密模具并生產(chǎn)鍛模斜角很小(小于1176。 型鍛：型鍛—將圓管或圓棒強(qiáng)制壓入鍛模，隨著圓柱形物體的被壓入其直徑減小。采用此工藝生產(chǎn)的零件重量可達(dá)125kg(260lb)而長度可達(dá)3m(10 feet)。完成的零件與模膛更相似。 開式模鍛/手工鍛：開式模鍛或手工鍛就是操作者操縱工件在開式鍛模中反復(fù)擊打?！駵p小長度、增加橫截面，稱為鐓粗金屬。因此像機(jī)加工之類的精加工工序不會受空洞的影響，因為根本就不存在。通過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，可以使晶粒流動方向與實際使用時的主應(yīng)力方向一致。雖然這種液壓鍛機(jī)比落錘鍛造要昂貴得多，但它除了能給予大零件較高的強(qiáng)度和更均勻的組織外還有其它優(yōu)點。將一塊大小足以充填模腔并能稍有溢出的加熱金屬放入底模，并將頂模加壓合攏，這塊金屬便獲得該模腔的形狀。頂模通常放在鍛壓機(jī)的撞頭或鍛錘上，而底模則是固定的。與伸長相反的是鐓粗，即產(chǎn)生壓縮性縮短。其中包括開式鍛模，就是不完全封閉被成型金屬的模具。鍛造大零件則要用到蒸汽、壓縮空氣、液力或電力驅(qū)動的鍛壓機(jī)。 手工鍛造工具包括各種不同形狀的錘子?？梢圆捎眠@些工藝制造的零件類型有泵殼、復(fù)式接頭和自動剎車部件。表面粗糙度的有效值(均方根)(.)之間。當(dāng)金屬澆入時，泡沫材料蒸發(fā)，金屬取代其位置。這種方法常用于澆鑄熔模鑄型。零件的中心軸附近存在缺陷和孔隙，因此僅適用于能將這些機(jī)加工去除的零件。通過在生產(chǎn)過程中加入第二種材料能進(jìn)行兩種材料鑄造。(~.)。這種鑄件通常為外徑處晶粒非常細(xì)小的細(xì)晶粒鑄件，能耐大氣腐蝕，典型的情況是管子。采用熔模鑄造的零件常常不需要進(jìn)一步加工，因為熔模鑄造能達(dá)到精密的公差。 %，%。 在正要澆鑄之前，將型模預(yù)熱到約1,000℃(1,832℉)以去除剩余石蠟、硬化粘合劑。 對較低熔化溫度而言，用于耐熱漿的材料是石膏作粘合劑和用粉末狀硅石作耐溫材料的混合物。完成后把整個型模放在烤箱里融化石蠟。它還能用于生產(chǎn)一般制造技術(shù)無法生產(chǎn)的零件，例如有復(fù)雜形狀的渦輪葉片或必須耐得住高溫的飛機(jī)零件。這是最古老的制造工藝之一。再用磨削作業(yè)去除多余的部分。這時可以簡單地打碎砂型并取出零件，但零件表面會有大量型砂粘附著，內(nèi)部還有實心的砂芯。在此期間熔化金屬可能從冒口回流供給零件以保持其形狀不變。在此期間還要進(jìn)行排氣和其它處理步驟，例如去除雜質(zhì)(即熔渣)。5. 取走型模，將鑄模烘焙以增加強(qiáng)度。通常要采取壓緊步驟來保證良好的覆蓋和堅固的鑄型。2. 同時還要制作砂芯。砂型鑄件一般表面粗糙，有時還帶有表面雜質(zhì)和表面變異。這通過把型模做得大于所需尺寸來達(dá)到。 熔化的金屬從澆注杯注入型腔，澆注杯是澆注系統(tǒng)向型腔提供熔化金屬的部分。其目的是取出型模而不破壞型腔。首先往下型箱里部分地填入型砂和砂芯座、砂芯，并在靠近分型線處放置澆注系統(tǒng)。冒口是在鑄模內(nèi)部增加的額外空間，用于容納過多的熔化金屬。型腔整個包含在一個被放入稱為砂箱的箱子里的組合體內(nèi)。 砂型鑄造 砂型鑄造用于制造大型零件(具有代表性是鐵，除此之外還有青銅、黃銅和鋁)。 鑄造工藝和鑄造材料技術(shù)從簡單到高度復(fù)雜變化很大。值得慶幸的是由于滲氮處理一點都不影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能，也無需淬火，所以幾乎沒有任何產(chǎn)生翹曲、裂縫及變化條件的趨勢。 滲氮在鋼表面獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常標(biāo)準(zhǔn)的硬度。 液體滲氮利用熔化的氰化物鹽，就像氣體滲氮，溫度保持在低于轉(zhuǎn)化范圍內(nèi)。氨氣中的氮進(jìn)入鋼內(nèi)，形成細(xì)微分布于金屬表面又十分堅固的氮化物。(~)的硬化深度。碳氮共滲的優(yōu)點之一是加入氮后外層的淬透性極大增加，為使用低價鋼提供條件。第三次回火處理可用于減少應(yīng)變。 含碳量變化的鋼具有不同的臨界溫度，因此需要特殊的熱處理。固體滲碳的方法是將要處理的零件與木炭或焦炭這些含碳的材料一起放入密閉容器。鐵在靠近并高于其臨界溫度時對碳具有親合力。如果把鋼緩慢加熱到恰好低于臨界溫度并且保持較長一段時間，就能得到這種組織結(jié)構(gòu)。正火和球化正火處理包括先將鋼加熱到高于上臨界區(qū)50℉到100℉(10℃~40℃)然后在靜止的空氣中冷卻到室溫。加熱時間一般以工件的最大截面厚度計每英寸(25mm )大約需45min。這過程被稱為完全退火，因為它去除了以前組織結(jié)構(gòu)的所有痕跡、細(xì)化晶粒并軟化金屬。這兩種工藝中，淬硬鋼在其被允許冷卻前先在一選定的較低溫度鹽浴淬火。 在回火過程中，不但要考慮溫度而且要考慮時間。 隨著回火溫度的提高，馬氏體以較快的速率分解，并在大約600℉(315℃)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)楸环Q為回火馬氏體的結(jié)構(gòu)。雖然這過程使鋼軟化，但它與退火是大不相同的，因為回火適合于嚴(yán)格控制物理性能并在大多數(shù)情況下不會把鋼軟化到退火那種程度。 回火 快速淬火硬化的鋼是硬而易碎的，不適合大多數(shù)場合使用。無論淬火介質(zhì)怎么冷，如果在大工件中的熱量不能比特定的臨界速率更快散發(fā)，那它內(nèi)部硬度就會受到明確限制。高于此點，由于超過共析點鋼完全由珠光體和退火狀態(tài)的滲碳體組成，硬度增加并不多。 通過給定的熱處理所得到的硬度取決于淬火速率、含碳量和工件尺寸。如果鋼被加熱得太快，其外部比內(nèi)部熱就不能得到均勻的組織結(jié)構(gòu)。 要遵循的合適步驟是將這種鋼的一些小試件加熱到不同的溫度后淬火，再通過硬度試驗或顯微鏡檢查觀測結(jié)果。因為沒有足夠的時間讓正常的狀態(tài)反應(yīng)發(fā)生，在這種情況下對工程分析而言狀態(tài)圖不再是有用的工具。就像以前說的一樣，當(dāng)緩慢冷卻到這溫度時所有剩余奧氏體轉(zhuǎn)化為珠光體。作為結(jié)果的組織結(jié)構(gòu)是初步的共析鐵素體(在共析反應(yīng)前的鐵素體)和部分珠光體的混合物?！?線冷卻的轉(zhuǎn)變情況。 由于這種碳成分的化學(xué)分離完全發(fā)生在固態(tài)中，產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)是一種細(xì)致的鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。當(dāng)鋼冷卻到727℃ (1341℉)時，將同時發(fā)生若干變化。 在此圖中描述的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變是單相奧氏體(γ) 隨著溫度下降分解成兩相鐵素體加滲碳體組織結(jié)構(gòu)。熱處理時冷卻速率是控制要素，從高于臨界溫度快速冷卻導(dǎo)致堅硬的組織結(jié)構(gòu)，而緩慢冷卻則產(chǎn)生相反效果。因為某些元素(尤其是碳)的微小百分比極大地影響物理性能，所以必須知道對鋼的分析。冶金學(xué)是物理學(xué)、化學(xué)和涉及金屬從礦石提煉到最后產(chǎn)物的工程學(xué)。熱可塑性材料可以重新形成和循環(huán)使用，而熱固性與彈性材料則是不能再使用的。例如，許多工業(yè)上的重要聚合物其玻璃狀轉(zhuǎn)化溫度接近水的沸點(100℃, 212℉)，它們被廣泛用于室溫下。聚合材料的重要特性 尺寸：單個聚合物分子一般分子量為10,000到1,000,000g/mol之間，具體取決于聚合物的結(jié)構(gòu)—這可以比2,000個重復(fù)單元還多。由于重量輕、耐腐蝕、容易在較低溫度下加工并且通常較便宜，聚合物是很有用的。微粒用于增加基材的模量、減少基材的滲透性和延展性。競賽用汽車和某些機(jī)動車的車體部件是由含玻璃纖維(或玻璃絲)的熱固塑料基材制成的。纖維能加強(qiáng)基材的模量。之所以使用復(fù)合材料是因為其全面性能優(yōu)于組成部分單獨的性能。由于核心玻璃的折射指數(shù)比覆層大，只要在全內(nèi)反射過程中光線照射核心/覆層分界面的角度比臨界角大，在核心玻璃中傳送的光線將仍保留在核心玻璃中。在燒結(jié)過程中，陶瓷粉末先擠壓成型然后加熱到略低于熔點溫度。 陶瓷一般不是由熔化形成的。陶瓷和玻璃的特性 高熔點、低密度、高強(qiáng)度、高剛度、高硬度、高耐磨性和抗腐蝕性是陶瓷和玻璃的一些有用特性。陶瓷和玻璃 陶瓷通常被概括地定義為無機(jī)的非金屬材料。 合金是由一種以上金屬組成的混合物。在金屬內(nèi)部，原子的外層階電子由所有原子共享并能到處自由移動。沒有人愿意一陣強(qiáng)烈的西風(fēng)過后自己的汽車向東傾斜。金屬一般能在有缺口和凹痕的情況下不顯著削弱，并且能抵抗沖擊。大多數(shù)金屬密度相對較高，尤其是和聚合物相比較而言。 為什么要使用金屬和合金？許多金屬和合金具有高密度，因此被用在需要較高質(zhì)量體積比的場合。例如電線中的銅和制造烹飪箔及飲料罐的鋁。許多金屬具有高強(qiáng)度、高硬度以及良好的延展性。那些用于加工制造并成為產(chǎn)品組成部分的就是工程材料。UNIT 1材料的類型 材料可以按多種方法分類。 就工業(yè)效用而言，材料被分為工程材料和非工程材料。金屬和金屬合金 金屬就是通常具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的元素。 合金與純金屬的區(qū)別是什么？純金屬是在元素周期表中占據(jù)特定位置的元素。金屬合金的例子有：不銹鋼是一種鐵、鎳、鉻的合金，以及金飾品通常含有金鎳合金。 金屬有哪些重要特性？ 密度定義為材料的質(zhì)量與其體積之比。 斷裂韌性可以描述為材料防止斷裂特別是出現(xiàn)缺陷時不斷裂的能力。作為工程師，設(shè)計時通常要使材料在正常條件下不變形。 金屬的原子連結(jié)對它們的特性也有影響。沒有光子能通過金屬。同樣，在鋼里加一些鉻能減緩它的生銹過程，但也將使它更脆。這種材料被稱為非結(jié)晶質(zhì)材料。陶瓷和玻璃都有一個主要的缺點：它們?nèi)菀灼扑?。作為替代，一般采用“燒結(jié)”或“焙燒”工藝。為了使核心玻璃有比覆層大的折射指數(shù)，在其中摻入微小的、可控數(shù)量的能減緩光速而不會吸收光線的雜質(zhì)或攙雜劑。例子有聚合物/陶瓷和金屬/陶瓷復(fù)合材料。纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料 加強(qiáng)纖維可以是金屬、陶瓷、玻璃或是已變成石墨的被稱為碳纖維的聚合物。纖維加強(qiáng)型復(fù)合材料用于某些最先進(jìn)也是最昂貴的運動設(shè)備，例如計時賽競賽用自行車骨架就是用含碳纖維的熱固塑料基材制成的。微粒加強(qiáng)型復(fù)合材料 用于加強(qiáng)的微粒包含了陶瓷和玻璃之類的礦物微粒，鋁之類的金屬微粒以及包括聚合物和碳黑的非結(jié)晶質(zhì)微粒。這種重復(fù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鏈狀大分子。它們的強(qiáng)度通?？刹捎眉訌?qiáng)復(fù)合結(jié)構(gòu)來改善。這些溫度通常決定聚合物能否使用的上限。 原子鏈間的相互作用：聚合物的原子鏈可以自由地彼此滑動(熱可塑性)或通過交鍵互相連接(熱固性或彈性)。UNIT 2 對熱處理的理解包含于對冶金學(xué)較廣泛的研究。使用合適的熱處理可以去除內(nèi)應(yīng)力、細(xì)化晶粒、增加韌性或在柔軟材料上覆蓋堅硬的表面。 下列討論主要針對被稱為普通碳鋼的工業(yè)用鋼而言。這對理解鋼的性能和處理是十分有用的。在較高溫度時，只存在奧氏體，%的碳溶解在鐵里形成固溶體。本質(zhì)上，%的碳→%的碳+%的碳。 含碳量少于共析體(%)的鋼稱為亞共析鋼。在727℃(1341℉)時，奧氏體為共析組成(%)，再冷卻剩余的奧氏體就轉(zhuǎn)化為珠光體。隨著富碳部分的形成，剩余奧氏體含碳量減少，在727℃(