《金属工艺学复习资料》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属工艺学复习资料(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、欢迎阅读本文档,希望本文档能对您有所帮助!第一篇 金属材料导论金属材料力学性能指标的含义、表示方法(符号)强度包括抗拉强度b、屈服点(或屈服强度)s 。 塑性:定义,表征塑性好坏的指标伸长率()、断面收缩率()。硬度:布(HB)、洛(HR系列,最常用的为HRC)、维氏硬度(HV)材料的力学性能指标o 冲击韧性:冲击韧度(ak) o 疲劳强度:-1 纯铁的晶体结构o 常见金属的晶体结构有体心立方(fcc) 、面心立方(bcc)、密排六方(hcp)。o 纯铁的晶体结构有体心立方(-Fe、-Fe)面心立方(-Fe)。实际金属的晶体缺陷o 点缺陷,包括空位、间隙原子、置换原子。o 线缺陷,主要是位错。
2、o 面缺陷,主要有金属晶体表面,晶界、相界、亚晶界等。金属的结晶o 结晶速度与过冷度(T)的关系: T,结晶速度,晶粒越细。o 金属结晶过程形核和长大。o 晶粒对金属材料力学性能的影响:o 晶粒越细,金属材料的强度、硬度越高,塑性、韧性越好。纯金属结晶过程中细化晶粒的方法o 增大冷却速度,增大过冷度o 进行变质处理,增加外来晶核o 采用机械、超声波振动、电磁搅拌等。铁碳合金及二元相图o 合金、组元、相的基本概念o 铁碳合金基本组成相:F、A、Fe3C。o 按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置,固溶体分为间隙固溶体、置换固溶体o 铁碳合金基本组织:o 固溶体:铁素体(或F)、奥氏体(或A);o 混合
3、物:珠光体(P)、莱氏体(Ld)o 化合物:渗碳体(Fe3C)钢的分类o 按含碳量高低:低碳钢( wc0.25% )、中碳钢( 0.25%wc0.60% )、高碳钢( wc0.60% )o 工具钢属于高碳钢。常用碳素工具钢: T10A 平均含碳量为1%的优质碳素工具钢。o 钢中杂质元素:Si、Mn(有益元素),S、P(有害元素)零件选材的一般原则:o 满足使用性能要求o 满足工艺性能要求o 满足经济性要求钢的热处理o 钢的热处理:是指在固态将钢加热到一定温度,保温一段时间,而后冷却,以获得所需组织和性能的工艺方法。o 钢热处理过程三阶段:加热、保温和冷却。o 马氏体:C在-Fe中过饱和固溶体。
4、o 钢的普通热处理工艺:退火、正火、淬火、回火。o 退火、回火的目的o 淬火目的:获得硬度高的马氏体,提高钢的强度和硬度。o 调质处理:淬火+高温回火o 钢表面热处理的目的:改变工件表面层组织,提高其表面的硬度、耐磨性。o 表面淬火的方法有:o 感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火第二篇 铸造篇o 铸造:是指将熔融的金属液浇注入铸型内,待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程。o 铸造优点:o (1)原材料来源广。o (2)生产成本低。o (3)铸件形状与零件接近,尺寸不受限制铸造o 合金铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。o 合金的充型能力:是指液态合金充满铸型型
5、腔,获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。o 充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。o 液态合金流动性与合金的充型能力间的关系合金的流动性o 影响合金流动性的因素有哪些?o 常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好,铝硅合金次之,铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。合金的流动性o 影响合金流动性的因素有哪些?o 常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好,铝硅合金次之,铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。合金的凝固方式o 逐层凝固、糊状凝固、中间凝固方式。o 金属凝固方式与铸件质量间的关系 o 逐层凝固方式合金的充型能力强,补缩性能强,便于防止缩孔和缩松,铸件质量高。o 糊状凝固方式合金液流动性差,不易补缩,铸
6、件在铸造工程中所产生的缺陷较多,难以获得结晶坚实的铸件,铸件质量差。铸造合金的收缩o 合金收缩的三个阶段:o 液态收缩、凝固收缩、固态收缩o 铸件产生缩孔、缩松的主要原因:液态收缩、凝固收缩o 合金产生应力、变形和开裂的主要原因:固态收缩铸件内应力o 铸造应力大致可分为热应力和机械应力。o 热应力:由于铸件壁厚不均匀或各部分冷却速度不同,致使铸件各部分的收缩不同步而引起的应力。o 消除或减小热应力的措施:铸件壁厚均匀,凝固方式采用同时凝固。o 机械应力:铸件的固态收缩受铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。o 防止机械应力的措施:改善铸型和型芯的退让性石墨在灰口铸铁中存在的形态o 灰铸铁:片状o
7、可锻铸铁:团絮状o 蠕墨铸铁:蠕虫状o 球墨铸铁:球状灰铸铁o 灰铸铁常用的孕育剂:含硅75%的硅铁合金o 灰铸铁牌号表示法及意义: HTXXXo 其中“HT” 表示灰铸铁;“XXX”表示其最小抗拉强度值。o 应用:机床床身、机床导轨o 灰铸铁综合性能最好。砂型铸造o 整模造型:适用于铸件最大截面靠一端且为平面的铸件。o 分模造型:常用于生产最大截面在中部(或圆形)的铸件。o 挖砂造型:主要用于分型面不是平面的单件、小批铸件的生产。o 假箱造型:用于成批生产需要挖砂造型的铸件。o 活块造型:主要用于生产带有突出部分且难以起模的、单件、小批铸件的生产。砂型铸造o 造型方法按自动化程度可分手工造型
8、、机器造型。o 砂型铸造最基本的工序造型。特种铸造及铸件中的气孔o 主要包括熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造等。o 熔模铸造的工艺过程。o 压型制造型壳制造焙烧、浇注等。析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔。铸件结构设计工艺性1.避免外形侧凹2.去掉不必要圆角,尽量使分型面为平面3.尽量减少活块的数量4.起模方便、简单5.尽量不用或少用型芯第三篇 金属压力加工o 压力加工:在外力作用下,金属发生塑性变形,从而获得具有一定形状、尺寸、组织和力学性能的工件的生产方法。o 塑性变形方式包括滑移和孪生。其中以滑移为主。加工硬化(形变强化)o 加工硬化(形变强化):是指金属经过冷变形后,随着形变量
9、增加,强度、硬度提高而塑性降低的现象。o 提高金属塑性变形的措施有加热(回复)和塑变(再结晶)。o 消除加工硬化采用再结晶退火。金属的可锻性o 可锻性:衡量金属通过塑性加工获得优质锻件难易程度的工艺性能。o 衡量金属可锻性的指标:塑性和变形抗力o 金属可锻性的影响因素:金属材料本质(化学成分和组织)、变形条件(变形温度、变形速度和应力状态)金属材料的冷变形与热变形o 再结晶温度以上的变形称为热变形,再结晶温度以下的变形称为冷变形。 o 再结晶温度: T再=0.4T熔(K)。o 能判断某金属材料在某一温度下加工是属于热加工还是冷加工!锻造o 锻造工艺包括自由锻、模锻、胎膜锻。o 胎膜类型:扣模
10、、套筒模 、合模。o 锻前对金属预热的目的是什么?o 模膛包括制坯模膛、模锻模膛。其中模锻模膛又包括预锻模膛和终锻模膛。避免锥面或斜面(锻件结构的工艺)避免凸台、加强筋做成组合件避免锥面或斜面避免相贯线避免加强筋、工字形、椭圆形等复杂表面避免叉形件内部的台阶板料冲压o 冲压的基本工序:分离工序、变形工序。o 分离工序:落料、冲孔、切断o 变形工序:弯曲、胀形、拉深、翻边o 凸凹模间隙对冲压件质量和模具寿命的影响:o 间隙过大:冲压件断面质量差,光亮带小一些,剪裂带和毛刺均较大,但模具寿命长。o 间隙过小:冲压件断面质量好,光亮带增大,但毛刺也增大,模具磨损严重,寿命受影响。第四篇 焊接o 焊接
11、是指通过加热或加压,或者两者并用,并且用或不用填充材料,借助金属原子间的结合与扩散,使分离的金属材料牢固连接在一起。电弧焊焊接接头的组织和性能o 焊接热影响区:指焊缝附近因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。o 焊接热影响区包括熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 o 熔化区是焊接接头性能最薄弱的区域。o 焊接应力与变形产生的原因:焊件局部不均匀加热,造成焊接过程的加热和冷却受到周围冷金属的拘束,不能自由膨胀和收缩。焊接变形o 焊接变形形式:尺寸收缩、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形等。o 焊接变形的防止与消除的措施:焊缝对称分布、采用反变形、采用对称焊和分段倒退焊、 采用多层多道焊、固
12、定定位焊等。o 普通电焊条的组成:焊芯和药皮电焊条o 药皮的作用:o a.帮助引弧,使电弧稳定;o b.产生熔渣和气体,保护溶池金属不被氧化;o c.向焊缝内渗入合金元素,提高焊缝强度。o 焊条的种类:碱性焊条和酸性焊条。焊接o 气体保护焊:氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。o 电阻焊包括点焊、缝焊、对焊、凸焊。o 对焊形式:电阻对焊和闪光对焊。o 钎焊包括硬钎焊、软钎焊。o 含碳量越低,焊接性能越好。低碳钢焊接性能优于中碳钢和高碳钢。焊接工件结构工艺性第五篇 切削加工基础o 常见机床切削加工过程的主运动、进给运动o 切削用量三要素:切削速度(vc)、切削深度(ap)、进给量(f)。o 切削速度(v
13、c)的计算:刀具材料o 刀具材料的性能要求:o 较高硬度;o 足够强度和韧性;o 较好的耐磨性;o 较高的耐热性或红硬性;o 较好的工艺性;o 成本低,来源广;常用刀具材料o 工具钢(高碳钢):碳素工具钢(T10A)、低合金工具钢(9SiCr)o 高速钢( W18Cr4V )、硬质合金(YG、YT)刀具切削几何参数o 三面:前刀面、主后刀面、副后刀面o 两刃:主切削刃、副切削刃o 一尖:刀尖(两刃的交点)刀具的结构o 整体式、焊接式、机夹式金属切削过程o 切屑的形成过程o 切屑的种类:带状切屑、节状切屑、崩碎切屑。o 切削瘤的控制(影响因素、控制措施)切削热o 切削热的产生:o (1)切屑层的
14、金属发生弹性变形、塑性变形而产生大量的热o (2)切屑与刀具前刀面产生的摩擦o (3)工件与刀具后刀面产生的摩擦o 切削热的传导:绝大多数传给切屑(5086),以切屑形式散热。刀具磨损o 刀具磨损过程的三个阶段:初期磨损阶段、正常磨损阶段、急剧磨损阶段。o 刀具耐用度的主要影响因素:刀具材料、刀具角度、是否加冷却液o 刀具耐用度与切削三要素的关系:切削速度(V),切削用量(f、p),切削温度,刀具磨损,耐用度。其中切削速度(V)影响最大。金属切削过程o 切削加工性:指材料加工的难易程度。o 切削液的作用:冷却、润滑。o 切削液的类型:水基切削液(以冷却作用为主)、油基切削液(以润滑为主)。o 粗加工:冷却、降温水基切削液o 精加工:润滑,减小摩擦,提高表面质量 油基切削液切削加工性o 切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。o 切削用量的选用原则及切削用量如何选用?o 机床分类及机床型号表示的含义如CA6140 C-类代号(车床类机床) A-结构特性代号 6-组代号(落地及卧式车床组) 1-系代号(卧式车床系) 40-主参数(最大工件回转直径的1