人類歷史的5次材料技術(shù)革命是什么？簡述材料設(shè)計時代的特點(diǎn)。答：1）石器時代---青銅器時代---鐵器時代---合金化時代---合成材料時代---新材料設(shè)計與制備加工工藝時代。2）材料設(shè)計時代的特點(diǎn):資源-材料-制品界限的弱化與消失-按照使用要求來設(shè)計材料的性能；性能設(shè)計與工藝設(shè)計一體化要求-同時設(shè)計出可以獲得其性能的可行的制備加工工藝。簡述材料加工技術(shù)的總體發(fā)展趨勢以及主要發(fā)展方向。答：發(fā)展趨勢：概括為過程綜合、技術(shù)綜合、學(xué)科綜合三個綜合。過程綜合包括兩個方面：一是材料設(shè)計、制備、成形與加工的一體化；二是多個過程（如凝固與成形）的綜合化。技術(shù)綜合是指材料加工技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、各種先進(jìn)控制技術(shù)的綜合。學(xué)科綜合體現(xiàn)為三級學(xué)科（鑄造、塑性加工、熱處理）之間的綜合、與材料物化、材料學(xué)等二級學(xué)科的綜合，與計算機(jī)、信息環(huán)境過程工程等一級學(xué)科的綜合。主要發(fā)展方向：常規(guī)材料加工工藝的短流程化和高效化；發(fā)展先進(jìn)的成形加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)組織與性能的精確控制；材料設(shè)計、制備與成形加工一體化；開發(fā)新型設(shè)備與成形加工技術(shù)，發(fā)展新材料和新制品；發(fā)展計算機(jī)數(shù)值模擬與過程仿真技術(shù)，構(gòu)筑完善的材料數(shù)據(jù)庫；材料的智能制備和成形加工。簡述快速凝固的概念及用途。實(shí)現(xiàn)快速凝固的兩種方法以及金屬快速凝固的組織特征。答：快速凝固是指由液相到固相的相變過程進(jìn)行得非?？?，從而獲得普通鑄件和鑄錠無法獲得的成分、相結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)的過程。用途：獲得新的凝固組織，開發(fā)新材料；制備難加工材料薄帶、細(xì)小線材和塊體材料；簡化制備工序，實(shí)現(xiàn)近終形成形；提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。實(shí)現(xiàn)方法：快速冷卻和深過冷。組織特征：偏析形成傾向減小；形成非平衡相；細(xì)化凝固組織；析出相的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；形成非晶態(tài)。簡述定向凝固的概念和現(xiàn)有工藝。簡述連續(xù)定向凝固的基本原理。答：定向凝固是指在凝固過程中采用強(qiáng)制手段，在凝固金屬和未凝固金屬熔體中建立起特定方向的溫度梯度，從而使熔體沿著與熱流相反的方向凝固，最終的到具有特定取向柱狀晶的技術(shù)?，F(xiàn)有工藝：發(fā)熱劑法、功率降低法、高速凝固法、液態(tài)金屬冷卻法和連續(xù)定向凝固。連續(xù)定向凝固的基本原理：在連續(xù)定向凝固過程中對鑄型進(jìn)行加熱，使它的溫度高于被鑄金屬的凝固溫度，并通過在鑄型出口附近的強(qiáng)制冷卻，或同時進(jìn)行分區(qū)加熱與控制，在凝固金屬和未凝固熔體中建立起沿拉環(huán)方向的溫度梯度，從而使熔體形核后沿著與熱流（拉坯方向）相反的方向，按單一的結(jié)晶取向進(jìn)行凝固，獲得連續(xù)定向結(jié)晶組織（連續(xù)柱狀晶），甚至單晶組織。簡述半固態(tài)加工的概念和特點(diǎn)；何謂觸變成形？何謂流變成形？答：半固態(tài)加工就是在金屬凝固的過程中對其施以劇烈的攪拌作用，充分破碎樹枝狀的初生固相，得到一種液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著一定球狀初生固相的固液混合漿料，即流變漿料，利用流變漿料直接進(jìn)行成形加工的方法稱為半固態(tài)金屬的流變成形。如果將流變凝固成錠，按需要將此金屬錠切成一定大小，然后重新加熱至金屬的半固態(tài)溫度區(qū)，利用金屬的半固態(tài)坯料進(jìn)行成形加工的方法稱為觸變成形。上述兩種方法合稱為半固態(tài)加工。特點(diǎn)：黏度比液態(tài)金屬高，容易控制；流動應(yīng)力比固態(tài)金屬低；應(yīng)用范圍廣，具有固液兩相區(qū)的合金均可實(shí)現(xiàn)半固態(tài)加工。連續(xù)駐扎的概念和工藝特點(diǎn)，列出3種目前咋生產(chǎn)的金屬材料。影響鑄軋過程穩(wěn)定性的主要因素有哪些？保證鑄軋正常進(jìn)行的兩個條件是什么？答：連續(xù)鑄軋是直接將金屬熔體“軋制”成半成品帶坯或成品帶材的工藝。顯著的特點(diǎn)是：其結(jié)晶器為兩個帶水冷系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)鑄軋輥；熔體在輥縫間完成凝固和熱軋兩個過程；而且在很短的時間內(nèi)2?3s）完成。例子為鋁帶鑄軋、硅鋼、普碳鋼、不銹鋼。影響穩(wěn)定性的因素：鋼水的流動性；凝固行為；鑄軋速度；側(cè)封；鑄軋力和輥縫；二次冷卻和拉坯系統(tǒng)的影響。兩個條件：1.基本條件：澆注系統(tǒng)預(yù)熱溫度、金屬液面高度；熱平衡條件：鑄軋溫度、鑄軋速度、冷卻強(qiáng)度。實(shí)現(xiàn)連續(xù)擠壓的必要條件是什么？連續(xù)擠壓法有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？兩個基本條件：不需借助擠壓軸和擠壓墊片的直接作用，可對坯料施加足夠的力實(shí)現(xiàn)擠壓變形；擠壓筒應(yīng)具有無限連續(xù)工作長度，以便使用無限長的坯料。優(yōu)點(diǎn):有效利用擠壓型腔與坯料之間的摩擦，擠壓能耗大大降低；可以省略常規(guī)擠壓中坯料的加熱工序，節(jié)省能耗；可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的無間斷連續(xù)生產(chǎn)；具有較為廣泛的應(yīng)用范圍；設(shè)備緊湊，占地面積小，設(shè)備造價及基建費(fèi)用較低。缺點(diǎn)：對坯料預(yù)處理要求高;生產(chǎn)斷面尺寸大，形狀復(fù)雜型材不如小斷面型材加工時優(yōu)勢大；焊縫質(zhì)量耐高壓性能等不如常規(guī)擠壓-拉拔法好；對模具材料耐磨耐高溫性能要求高；工模具更換比常規(guī)擠壓困難；對設(shè)備液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)要求高。雙金屬包覆鑄造的方法有哪些？這些方法共同的關(guān)鍵技術(shù)是什么：答：復(fù)合鑄造指將兩種以上的具有不同性能的金屬材料鑄造成為一個完整的鑄件，使不同部位具有不同的性能，以滿足使用的要求。特點(diǎn)是通常一種合金具有較高的力學(xué)性能，而另一種或幾種合金具有抗磨耐蝕、耐熱等特殊使用性能。常規(guī)復(fù)合鑄造：鑲鑄工藝、重力復(fù)合鑄造工藝、離心復(fù)合鑄造工藝；復(fù)合鑄造新工藝:水平磁場制動復(fù)合鑄造法、包覆層連續(xù)鑄造法、電渣包覆層鑄造法、反向凝固連鑄復(fù)合法、復(fù)合線材鑄拉法、雙流連鑄梯度復(fù)合法、雙結(jié)晶器連鑄法、充芯連鑄法。關(guān)鍵技術(shù)：控制各工藝因素以獲得理想的過渡層成分、組織、性能和厚度，是制造優(yōu)質(zhì)復(fù)合鑄造鑄件的關(guān)鍵技術(shù)。按照界面結(jié)合狀態(tài)，層狀復(fù)合材料可以分為哪兩大類？每一類包括哪幾種制備方法：答：層狀復(fù)合材料一般分為機(jī)械接合法與冶金接合方法兩大類。其中典型的機(jī)械接合法主要有鑲套、液壓擴(kuò)管、冷拉拔等方法；典型的冶金接合法包括：爆炸成形或爆炸成形后進(jìn)行軋制；擴(kuò)散熱處理；軋制成形，包括熱軋、冷軋+擴(kuò)散熱處理、液壓軋制復(fù)合；擠壓成形，包括復(fù)合坯料熱擠壓、溫靜液擠壓、熱擠壓包覆等；粉末塑性加工或粉末塑性加工后燒結(jié)；摩擦焊接；復(fù)合鑄造，包括包覆鑄造、反向凝固、雙流鑄造、雙結(jié)晶鑄造。某些方法所成形的層狀復(fù)合材料因成形條件而異，其界面結(jié)合狀態(tài)介于上述兩種情況之間。說明等溫成形工藝的特點(diǎn)和適用范圍。答：特點(diǎn)：降低材料的變形抗力；提高材料的塑性流動能力；成形件尺寸精度高，表面質(zhì)量高、組織均勻、性能優(yōu)良；模具使用壽命長；材料利用率高。適用范圍：低塑性材料的成形；優(yōu)質(zhì)或貴重材料的成形；形狀復(fù)雜的高精度零件的成形；采用低壓力成形大型結(jié)構(gòu)零件；研究材料的塑性變形規(guī)律。簡述激光焊、電子束焊和攪拌摩擦焊的工藝特點(diǎn)。答：激光焊：能量密度高；加熱范圍?。缓缚p金屬冷速大，容易得到細(xì)晶組織；焊接熱影響區(qū)范圍小，焊接殘余應(yīng)力和變形?。豢梢院附右话愫附臃椒y以焊接的材料；可進(jìn)行“小孔焊”，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。電子束焊：電子束穿透能力強(qiáng)，焊縫深寬比大；焊接速度快；焊縫性能好；焊接變形?。徽婵諚l件下焊接對焊縫有很好的保護(hù)作用。攪拌摩擦焊：實(shí)現(xiàn)板材對接，突破了傳統(tǒng)摩擦焊的局限性；焊接接頭缺陷少，性能好；焊接熱影響區(qū)組織變化??；焊接殘余應(yīng)力和變形??；便于機(jī)械自動化；低成本；安全。簡述粉末冶金的概念和特點(diǎn)，并舉出8種粉末冶金技術(shù)。答：粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。特點(diǎn)：可以直接制備出具有最終形狀和尺寸的零件；可以容易地實(shí)現(xiàn)各種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自特性；可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品；可以最大限度