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?
apfvc
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