材料与工艺复习提纲概要

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1、考试题型:一、 填空二、 判断三、 思考题1、简答题2、分析题第一章一、为什么说学习并掌握材料工艺基础知识对工业设计而言是十分必要的？1.从人类社会文明的进步和材料的关系阐述，材料的使用是人类社会文明发展的标志。2.当今材料在现代社会和现代技术中的地位阐述，材料、能源与信息已成为作为现代社会和现代技术的三大支柱。3.从工业设计的过程阐述，设计的同时就要考虑材料与工艺，对设计工业设计而言，材料是产品成型的基本载体，工艺是成型的手段，不同的材料对应有不同的工艺。4.自己的认识和体会。 二、设计材料有哪几类分类方法？（P8）1、岛村昭治历史分类法第一代材料：石器时代的木片、石器、骨器等天然材料第二代

2、材料：陶、青铜和铁等从矿物中提炼加工出来的材料第三代材料：高分子材料，原料主要来自石油、煤等矿物资源第四代材料：复合材料第五代材料：智能材料2、物质结构分类法 通常是按材料的组成、结果特点进行分类：金属材料、无机非金属、有机高分子材料、复合材料。3、材料加工度分类法天然材料不改变在自然界中所保持的状态，或只施加低度加工的材料，如木材、竹、棉、毛、皮革、石材等。 加工材料能用天然材料经不同程度的加工而得到的材料，加工程度从低到高，有人造板、纸、水泥、金属、陶瓷、玻璃等。人造材料人工制造的材料，人造皮革、人造大理石、人造象牙、人造钻石等；金属合金、合成塑料等。4、材料的形态分类法（1）颗粒材料（2

3、）线状材料（3）面状材料（4）块状材料三、设计材料有那些基本性能？1、材料的密度2、力学性能强度 弹性 塑性 脆性和韧性 硬度 疲劳特性 耐磨性3、热学性能熔点 比热容 热胀性 导热性 耐热性 耐燃性 耐火性4、电性能 导电性 电绝缘性5、磁性能6、光性能7、材料的化学性能耐腐蚀性 抗氧化性 耐候性8、材料的物性规律四、设计材料应具备那些工艺特性？1、材料的加工成型性材料的成型加工性是衡量产品造型材料优劣的重要标志。产品造型设计材料必须具有良好的成型加工性能。材料通过成型加工才能成为产品，井体现出设计者的设计思想。2、环境形状保持性 产品设计的材料应具有在所设计的使用环境条件下，保持既定形状、

4、并可供实际使用的能力。环境形状保持三要素：材料、环境与设计选择耐腐蚀的材料关注环境因素对材料的腐蚀影响周到的设计3、表面工艺性表面处理技术，既可使相同材料具有不同的感觉特性(同材异质感)，又可使不同材料获得相同的感觉特性(异材同质感)。五、什么是绿色设计的4R理念？ 绿色设计4R理念Recovery（回收）、Recycle（再循环）、Reuse（再利用）、Reduce（减量）六、什么是设计材料的感性？材料质感包括那两个不同层次和基本属性？1、设计材料的感性是指材料作用于人的认知体验。是人们通过感觉器官对材料作出的综合印象。包括人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映或由人的知觉系统从材料表面特征

5、得出的信息，是人对设计材料的生理和心理活动。2、材质感（质感）：物体构成材料和构成形式不同而体现的表面特征。材质感包括两个层次： 质感的形式要素-几何细部特征-肌理 质感的内容要素-理化类别特征-质地质感的两个基本属性：生理属性：产品表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息，如软硬、粗细、冷暖、凸凹、干湿、滑涩等物理属性：产品表面传达给人知觉系统的意义信息，如材质类别、性质、机能、功能等七、设计材料的美感来自哪里？主要体现在那几个方面？1、设计材料的美感一方面来自于材料自身固有的物质特征形式，如黄金的富丽堂皇、白银的高贵、青铜的凝重、钢材的朴实沉重、铝材的平丽轻快、塑料的温顺柔和、木材的轻巧自

6、然、玻璃的清澈光亮等。另一方面还来自于对材料的合理选择利用、巧妙的搭配组合以及精心的工艺加工。2、产品材料的美感主要体现在色彩、光泽、肌理、质地等方面。八、什么是材料的肌理？肌理是由天然材料自身的组织结构或人工材料的人为组织设计而形成的，在视觉或触觉上可感受到的一种表面材质效果。它是产品造型美构成的重要要素，在产品造型中具有极大的艺术表现力。九、什么是材料美感的形式法则？材料美感的形式法则，实质上就是按照形式美的基本规律对各种材料质感、色彩进行有规律的组合的基本原则。主要的材料美感形式法则：1、配比律、调和法则 对比法则2、主从律3、适合律十、怎样选择设计材料？1、功能性因素安全性能：材料的选

7、择应按照有关标准正确选用，并充分考虑各种可预见的危险。外观需求：产品外观在很大程度上受其可见表面的影响，并采取材料所能允许制造成的结构形式。工艺性能：材料应具有良好的工艺性能，符合造型设计中成型工艺和表面处理的要求，应与加工设备及生产技术相适应。（2）市场性因素可达性 经济性（3）环境因素材料的生产成本及环境因素：在满足设计要求的基础上，尽量降低成本，优先选择资源丰富、价格低廉、有利于生态环境保护的材料。 用同类材料 减少表面装饰 采用可降解材料 废弃物再利用 第二章一、金属的特性表现在那几个方面？1、金属材料几乎都是具有晶格结构的固体，由金属键结合而成。2、金属材料是电与热的良导体。3、金属

8、材料表面具有金属所特有的色彩与光泽4、金属材料具有良好的展延性。5、金属可以制成金属间化合物，可以与其他金属或氢、硼、碳、氮、氧、磷与硫等非金属元素在熔融态下形成合金，以改善金属的性能。6、除了贵金属之外，几乎所有金属的化学性能都较为活泼，易于氧化而生锈，产生腐蚀。二、常用金属可分为哪两大类？钢铁材料如何分类？1、2、钢铁材料可分为三大类： 纯铁 (c=0.0218%) 钢 (0.0218%=c=2.11%)三、金属的成型加工方法有那些？金属的主要成型方法包括铸造、塑性加工、焊接和切削加工等。四、什么是铸造？有什么工艺特点？包括那些分类？1、将熔融态金属浇入铸型后，冷却凝固成为具有一定形状铸件

9、的工艺方法。2、铸造是生产金属零件毛坯的主要工艺方法之一，与其他工艺方法相比，铸造成型特点：适应性强合金种类不受限制；铸件大小几乎不受限制；铸件批量不受限制 本低廉材料来源广；废品可重熔；设备投资低3、分类： 砂型铸造：用型砂做铸型的铸造方法，使用率90% 特种铸造：砂型铸造以外的其他铸造方法，包括熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造等五、什么是熔模铸造？有什么工艺特点？1、熔模铸造又称精密铸造或石蜡铸造，为精密铸造方法之一，它是在蜡模表面包以造型材料从而获得无分型面的铸型的铸造方法。2、熔模铸造，尺寸精确，不必再加工或少加工，能够铸造各种合金铸件，但熔模铸造工序较多

10、，生产周期较长。因此，适用于生产性状复杂、精度要求较高或那些高熔点及难以切削加工的小型零件。六、什么是金属塑性加工？有那些方法？它们相应工艺特点和用途是什么？1、金属塑性加工是指在外力作用下，使金属坯料产生预期的塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的加工方法，又称为金属压力加工。2、轧制、挤压、拉拔 金属型材、板材、钢材、线材等； 自由锻造、模型锻造 承受重载的机械零件，如机器主轴、重要齿轮、连杆、炮管、枪管等； 板料冲压 汽车制造、电器、仪表及日用品七、金属的表面处理与装饰有什么作用？金属的表面装饰分为那两大类？它们对应的方法有那些？1、金属材料表面处理及装饰的作用与功

11、效：一方面是保护产品外观美，延长使用寿命；另一方面是美化和装饰作用。2、金属材料的表面前处理机械处理、化学处理、电化学处理金属材料的表面装饰技术金属材料表面装饰技术是保护和美化产品外观的手段，主要分为表面着色工艺和肌理工艺。八、什么是碳钢？按用途可分为哪几类？它们对应的用途有那些？1、碳钢也叫碳素钢，含碳量小于2.11的铁碳合金。2、按用途分为：碳素结构钢、碳素工具钢和铸造碳钢。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机械制造结构钢。碳素结构钢与优质碳素结构钢碳素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，用于制造不太重要的零件或构件。优质碳素结构钢：A、低碳钢主要用于冷加工和焊接结构，也

12、可直接渗碳，如10、20钢B、中碳钢多用于制造要求强韧性的齿轮、传动轴等机械零件，如45钢。C、高碳钢主要用于制造工具、刃具、 弹簧及耐磨零件等，如60钢碳素工具钢，常用于形状简单、尺寸小的手用工、模、量具。如T8、T10、T12A等铸造碳钢，用于制造形状复杂，力学性能要求较高，尤其是承受较大冲击载荷，选用铸铁不能满足使用要求，选用锻钢难以成形的零件。如，ZG200-400。九、合金钢可分为哪几类，它们对应的用途有那些？1、合金结构钢用于制造汽车、拖拉机、船舶、汽轮机等的各种传动件和紧固件。2、弹簧钢弹簧3、轴承钢用于制造滚珠、滚柱和轴承套圈。4、合金工具钢用于制造尺寸大、形状复杂的刃具、模具

13、和量具。5、高速工具钢用于高速切削的零件。6、不锈耐酸钢医用镊子、合成氨生产装置、管板换热器 ( 304 )、大型化工储罐(304)7、耐热不起皮钢用来在高温下长期使用的零件。8、电工用硅钢用于制造电器工业用硅钢片。十、铝合金的分类有那些? 对应的特点和用途是那些？铝合金通常分为变形铝合金和铸造铝合金1、 变形铝合金又可称压力加工铝合金，塑性良好，可通过轧制、挤压、拔制、锻造等冷、热加工制成板、棒、管和型材等产品，是优良的轻型材料。2、铸造铝合金具有良好的铸造性能和一定的力学性能，但塑性差，不能进行塑性加工。多采用砂型、金属型、熔模壳型的铸造方法，生产各种形状复杂，承载不大，重量较轻且有一定耐

14、蚀、耐热要求的铸件。十一、什么是青铜、黄铜和白铜？它们对应的用途有那些？1、青铜除黄铜、白铜以外的其他铜基合金统称为青铜。用于各种压力加工制品和异性铸件。2、黄铜以锌为主要合金元素的铜合金。用作导热导电元件、耐 蚀结构件、弹性元件、冷冲压件和深冲压件、日用五金及装饰材料等。3、白铜以镍为主要合金元素的铜合金。用于精密机械、化工机械、船舶制造及电工，医疗卫生工程等方面。十二、变形铝和铸造铝的用途有何不同？1、变形铝合金塑性良好，可通过轧制、挤压、拔制、锻造等冷、热加工制成板、棒、管和型材等产品，是优良的轻型材料。2、铸造铝合金具有良好的铸造性能和一定的力学性能，但塑性差，不能进行塑性加工。多采用

15、砂型、金属型、熔模壳型的铸造方法，生产各种形状复杂，承载不大，重量较轻且有一定耐蚀、耐热要求的铸件。第三章一、什么叫塑料？塑料的组成的是什么？1定义：以天然或合成树脂为主要成分，适当加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等，在一定温度、压力下塑制成型的高分子有机材料。2、组成：. 树脂. 填充剂 . 增塑剂 . 稳定剂 . 润滑剂.固化剂 .着色剂 .抗静电剂 .发泡剂 .阻燃剂 二、塑料主要有那两种分类？它们对应的特点是什么？塑料按热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。1、热塑性塑料：在特定温度范围内受热软化(或熔化)，冷却后硬化，并且能多次反复，其性能也不发生显著变化。2、热固性塑料：在一定