金属工艺学复习资料

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σb、屈服点(或屈服强度)σs 。 塑性:定义,表征塑性好坏的指标→伸长率(δ)、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

 冲击韧性:冲击韧度(ak)  疲劳强度:σ-1 纯铁的晶体结构

 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)。  实际金属的晶体缺陷

 点缺陷,包括空位、间隙原子、置换原子。 

 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

 结晶速度与过冷度(△T)的关系: △T↑,结晶速度↑,晶粒越细。  金属结晶过程→形核和长大。  晶粒对金属材料力学性能的影响:

 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

  ⑵进行变质处理,增加外来晶核

 铁碳合金及二元相图

 铁碳合金基本组成相:F、A、Fe3C。

  铁碳合金基本组织:

 固溶体:铁素体(α或F)、奥氏体(γ或A);   化合物:渗碳体(Fe3C) 钢的分类

 ≥0.60% )

 T10A 平均含碳量为1%的优质碳素工具

钢。

 钢中杂质元素:, 零件选材的一般原则:

 满足使用性能要求   满足经济性要求 钢的热处理

 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。

  马氏体:C在α-Fe中过饱和固溶体。

 钢的普通热处理工艺:退火、正火、淬火、回火。  退火、回火的目的

 淬火目的:获得硬度高的马氏体,提高钢的强度和硬度。  调质处理:淬火+高温回火

 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。  表面淬火的方法有:

 感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火

第二篇 铸造篇

 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。  铸造优点:

 (1)原材料来源广。  (2)生产成本低。

 (3)铸件形状与零件接近,尺寸不受限制 铸造

 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。

 力。

 充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。  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

 影响合金流动性的因素有哪些?

 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

 影响合金流动性的因素有哪些?

 金流动性最好。

合金的凝固方式

  金属凝固方式与铸件质量间的关系

 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。

 糊状凝固方式——合金液流动性差,不易补缩,铸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

 合金收缩的三个阶段:

 液态收缩、凝固收缩、固态收缩

 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

 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。

 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。   石墨在灰口铸铁中存在的形态

  可锻铸铁:团絮状   灰铸铁

 灰铸铁常用的孕育剂:含硅75%的硅铁合金  灰铸铁牌号表示法及意义: HTXXX

 其中“HT” 表示灰铸铁;“XXX”表示其最小抗拉强度值。  应用:机床床身、机床导轨  灰铸铁综合性能最好。 砂型铸造

 整模造型:适用于铸件最大截面靠一端且为平面的铸件。  分模造型:常用于生产最大截面在中部(或圆形)的铸件。  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。  假箱造型:用于成批生产需要挖砂造型的铸件。

 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

 造型方法按自动化程度可分手工造型、机器造型。  砂型铸造最基本的工序→造型。 特种铸造及铸件中的气孔

 主要包括熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造等。  熔模铸造的工艺过程。

 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

 织和力学性能的工件的生产方法。

 加工硬化(形变强化)

 加工硬化(形变强化):是指金属经过冷变形后,随着形变量增加,强度、硬度提高

而塑性降低的现象。

 。  金属的可锻性

  衡量金属可锻性的指标:塑性和变形抗力

 变形速度和应力状态)

金属材料的冷变形与热变形

 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。  再结晶温度: T再=0.4T熔(K)。

 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

 锻造工艺包括自由锻、模锻、胎膜锻。  胎膜类型:扣模 、套筒模 、合模。  锻前对金属预热的目的是什么?

 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)

避免锥面或斜面

避免相贯线

避免凸台、加强筋 做成组合件

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

 冲压的基本工序:分离工序、变形工序。 

 变形工序:弯曲、胀形、拉深、翻边

 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。

 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

 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

 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。  焊接热影响区包括熔合区、过热区、正火区和部分相变区。  熔化区是焊接接头性能最薄弱的区域。

 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

 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。

 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、固定定位焊等。

 电焊条

 药皮的作用:

 a.帮助引弧,使电弧稳定;

   焊条的种类:碱性焊条和酸性焊条。 焊接

 气体保护焊:氩弧焊和二氧化碳气体保护焊。    钎焊包括硬钎焊、软钎焊。

 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

 常见机床切削加工过程的主运动、进给运动  切削用量三要素:切削速度(vc)、切削深度(ap)、进给量(f)。  切削速度(vc)的计算:Vc

dn

1000

m/s或m/min

刀具材料

 刀具材料的性能要求:  ①较高硬度;

 ②足够强度和韧性;  ③较好的耐磨性;

 ④较高的耐热性或红硬性;  ⑤较好的工艺性;  ⑥成本低,来源广; 常用刀具材料

 工具钢(高碳钢):碳素工具钢(T10A)、低合金工具钢(9SiCr)  高速钢( W18Cr4V )、硬质合金(YG、YT) 刀具切削几何参数

 三面:前刀面、主后刀面、副后刀面  两刃:主切削刃、副切削刃  一尖:刀尖(两刃的交点) 刀具的结构

 整体式、焊接式、机夹式

金属切削过程

 切屑的形成过程

 切屑的种类:带状切屑、节状切屑、崩碎切屑。  切削瘤的控制(影响因素、控制措施)

切削热

 切削热的产生:

 (1)切屑层的金属发生弹性变形、塑性变形而产生大量的热

 (2)切屑与刀具前刀面产生的摩擦

 (3)工件与刀具后刀面产生的摩擦

 切削热的传导:绝大多数传给切屑(50%~86%),以切屑形式散热。

刀具磨损

 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。  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

 刀具耐用度与切削三要素的关系:切削速度(V)↑,切削用量(f、αp)↑,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

 切削加工性:指材料加工的难易程度。

 切削液的作用:冷却、润滑。

 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)。  粗加工:冷却、降温→水基切削液

 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

 切削加工性是指材料被切削加工的难易程度。

 切削用量的选用原则及切削用量如何选用?

apfvc

 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1/10)

车削加工

 加工零件类型:回转体零件

 主运动:工件的旋转

 进给运动:刀具移动

 加工范围:外圆面、孔、圆锥面、退刀槽、切断、端面、倒角、内螺纹、外螺纹、

滚花、成形面。

钻削

 钻孔工具:麻花钻,麻花钻工作部分由切削部分和导向部分组成。

 钻孔属于粗加工,加工精度低,表面粗糙度较大。

 引偏:在切削力作用下,由于钻头刚度很差,导向性不好,很容易弯曲,引起孔径

扩大、孔轴偏斜、孔径不圆等的现象。

扩孔和铰孔

 对于孔径大于30mm的孔,先钻后扩。

 钻孔、扩孔、铰孔加工精度比较:

 钻孔(粗加工)<扩孔(半精加工)<铰孔(精加工)

 镗孔

 箱体类、壳体类零件上的孔或孔系的加工。

 镗孔加工精度高,易保证各孔间的位置度。

刨削加工

 刨削加工设备:牛头刨、龙门刨

 加工范围:平面、槽、成形面

 刨削加工精度低,表面质量较差。属于粗加工。

拉削加工

 加工设备:拉床

 加工刀具:多齿拉刀

 加工精度高,表面粗糙度小。

铣削加工

 铣削加工是平面加工的主要工艺方法之一。

 加工设备:铣床(立式铣床、卧式铣床、龙门铣)

 加工范围:平面、槽、齿轮、

 铣削方式:周铣、端铣,其中周铣包括顺铣、逆铣,常用逆铣。

 铣削加工精度较低,表面质量较低,属于粗加工。

磨削加工

 加工设备:磨床(外圆磨床、内圆磨床、平面磨床)。

精整加工

 精整加工:从零件表面切除很薄的一层材料,以提高其尺寸精度和表面粗糙度的工

艺方法。

 常用的精整加工方法:研磨和珩磨

 


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