工艺技术_金属工艺学教材

绪论 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术科学 我国在商代就大量使用青铜器 当时青铜冶炼和铸造技术已经相当精湛 在春秋末期我国就出现了铁器 也比欧洲早一千八百多年左右 解放后 我国在金属材料 非金属材料及其加工技术方面有了突飞猛进的发展 推动了我国机械制造工业的发展 第一章金属的性能 金属材料的性能包含使用性能和工艺性能 使用性能是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能 它包括物理性能 化学性能和机械 力学 性能等 工艺性能是指金属材料在制造过程中适应加工的性能 如铸造性能 锻造性能 焊接性能以及切削加工性能等 第一节金属的物理性能与化学性能 金属的物理性能主要包括密度 熔点 热膨胀性 导热性 导电性和磁性等 一 金属的物理性能 密度一般将密度小于5 103的金属称为轻金属 密度大于5 103的金属称为重金属 2 熔点金属和合金熔化时所需要的温度称为熔点 纯金属都有固定的熔点 合金的熔点取决于它的化学成分 3 热膨胀性金属材料随温度变化而体积发生膨胀或收缩的特性称为热膨胀性 4 导热性金属材料传递热量的性能称为导热性 金属的热导率越大 它的导热性就越好 5 导电性金属材料传导电流的能力称为导电性 电阻率是表示材料导电能力的性能指标 磁性金属材料在磁场中受到磁化的性能称为磁性 二 金属的化学性能主要的化学性能有 耐腐蚀性 抗氧化性和化学稳定性 耐腐蚀性金属材料在常温下抵抗氧气 水蒸气及其他化学介质腐蚀破坏作用的能力称为耐腐蚀性 2 抗氧化性金属材料在加热时阻止氧化作用的能力称为抗氧化性 金属的氧化性随温度的升高而增加 化学稳定性化学稳定性是金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称 金属材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性 第二节金属的力学性能 金属材料在外力 载荷 作用下所表现出来的性能 称为力学性能 或机械性能 力学性能主要有强度 塑性 硬度 韧性 疲劳强度等 一 力学基本概念1 载荷载荷就是物体受到的外力 也称负载 可以分为静载荷 冲击载荷及交变载荷等三种 2 变形变形一般分为弹性变形和塑性变形 1 弹性变形材料在载荷作用时发生变形 当载荷卸去后 变形也完全消失 例如弹簧的变形 2 塑性变形当作用在金属材料上的载荷超过一定范围 这时若卸去载荷 金属材料还有一部分变形不能消失 例如折弯的钢管 二 强度强度可分为屈服强度 屈服点 抗拉强度等 1 屈服强度屈服强度是指金属材料在外力作用下开始产生明显塑性变形时的最小应力 也叫屈服极限 2 抗拉强度抗拉强度是金属材料断裂前所承受的最大应力 故又称强度极限 三 塑性 金属材料的塑性通常用伸长率 和断面收缩率来表示 1 伸长率伸长率是试样拉断后标距增长量与原始标距长度的百分比 2 断面收缩率断面收缩率是指试样拉断后断面处横截面面积的相对收缩值 四 硬度 常用的有布氏硬度 HB 洛氏硬度 HR 和维氏硬度 HV 等 1 布氏硬度分为HBS和HBW两种 它的代表性较全面 2 洛氏硬度洛氏硬度HR根据不同的硬度标尺可分为HRA HRB HRC三种 3 维氏硬度维氏硬度HV与布氏硬度HB表示方法相似 五 韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫韧性 也叫冲击韧性 六 疲劳强度 当金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而没引起断裂的最大应力 叫疲劳强度 第三节几种常用金属力学性能的测量方法 抗拉强度是通过拉伸试验测定的 1 拉伸试棒拉伸试棒的形状一般有圆形和矩形两类 通常采用圆形试棒 一 强度 塑性的测定 2 拉伸曲线 oe 弹性变形阶段es 屈服阶段sb 强化阶段bd 局部变形阶段 二 硬度的测定 有压入硬度试验法 如布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度 划痕硬度试验法 如莫氏硬度 回跳硬度试验法 如肖氏硬度 等 生产中常用的是压入硬度试验法 1 布氏硬度的测试原理布氏硬度是用一定直径的球体 淬火钢球或硬质合金球 以规定的试验力压入试样表面 经规定保持时间后卸除试验力 用测量表面压痕直径来计算硬度的一种方法 2 洛氏硬度的测试原理在初始试验力及总试验力先后作用下 将压头 金刚石圆锥体或淬火钢球 压入试样表面 经规定保持时间后卸除主试验力 3 维氏硬度的测试原理维氏硬度试验是将相对面夹角为1360的四棱锥体金刚石作压头 以选定的试验力压入试样表面 经规定保持时间后卸除试验力 用测量压痕对角线的长度来计算硬度 三 冲击试验 1 试验原理冲击试验是在摆锤式冲击试验机上进行的 2 冲击吸收功 温度关系曲线 第四节 金属的工艺性能 一 铸造性铸造性就是金属熔化成液态后 在铸造成型时所具有的一种特性 二 锻压性锻压性就是金属材料在锻造和冲压过程中承受塑性变形的性能 三 焊接性焊接性是指材料在限定的施工条件下焊接成满足设计要求的构件 并满足预定寿命要求的能力 四 切削加工性金属材料的切削加工性是指金属切削加工的难易程度 第二章铁碳合金 第一节金属与合金的晶体结构 第一节金属与合金的晶体结构 一 金属晶格1 晶体与非晶体晶体是指组成原子呈规则排列 非晶体是指组成原子无规则的堆积在一起 2 晶体结构晶格用一些假想的直线将各质点中心连接起来 形成一个空间格子 称为晶格晶胞从晶格中选取一个能反映晶粒排列特点的最小几何单元称为晶胞 晶体内部原子排列意示图 3 金属晶格的类型体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格 4 金属的实际晶体结构单晶体晶体内部的原子排列方向完全一致多晶体各小晶格的排列方向不尽相同 多晶体材料内部以晶界分开 晶体排列方向相同 称为晶粒 两晶粒之间的交界称为晶界 二 合金的晶体组织 1 组元组成合金的元素 2 合金系由不同组元按一定比例配制的一系列不同成分的合金3 相具有相同物理性能和化学性能 并与该系其余部分以介面分开的物质 称为相4 组织金属或合金内部涉及晶体或晶粒的大小 方向 形状及排列状况等组织关系的构造情况 三 合金的晶体结构 1 固融体合金在固态下一种组元的晶格溶解另一种组元的原子而形成的晶体相置换固融体间隙固融体2 金属化合物合金中各组元间原子按一定整数比结合而形成的晶体相3 机械混合物由两相或两相以上组成的多相组织 四 结晶 通过凝固形成晶体结构共晶反应固定的合金溶液中同时结晶出两种成分和结构皆不相同的固相组织共析反应自某种均匀一致的固相中同时析出两种化学成分和晶格结构完全不同的新固相的转变 第二节铁碳合金状的组织结构及其性能 一 工业纯铁1 纯铁的同素异构转变 Fe Fe Fe体心立方面心立方体心立方2 晶粒越细 强度越高 二 铁碳合金的基本组织 铁素体 F 碳溶解在 Fe中的间隙固溶体 常用符号F表示 渗碳体 Fe3C 铁与碳形成的金属化合物 其化学式为Fe3C 奥氏体 A 外观不规则的颗粒状结构 珠光体 P 珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体 由软的铁素体片和硬的渗碳体片相间组成的混合物 莱氏体 Ld 莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体 铁碳合金的组织及力学性能 第三节铁碳合金状态图 1 坐标Fe Fe3C相图中纵坐标为温度 横坐标为碳的质量分数 横坐标的左端表示WcC 0 WcFe 100 的纯铁 右端表示Wc 6 69 的Fe3C 2 铁碳合金状态特性点 典型铁碳合金 1 共析钢Wc 0 77 2 亚共析钢Wc 0 00218 0 77 3 过共析钢Wc 0 778 2 1 4 共晶白口铁Wc 4 3 5 亚共晶白口铁Wc 2 11 4 3 6 过共晶白口铁Wc 3 6 69 碳对铁碳合金的影响 第四节铁碳合金状态图的应用 1 选材依据2 加工工艺依据 铸造 锻造 焊接 热处理 3 铁碳合金相图的局限性 未考虑杂质的影响 未考虑冷却速度的影响 第四章钢的热处理 引言 1 热处理的概念 2 热处理的目的 将固态钢材采用适当的方式进行加热 保温和冷却以获得所需组织与性能的工艺 1 提高钢的力学性能 2 改善钢的工艺性能 3 热处理的分类根据工艺类型 工艺名称和实现工艺的加热将热处理分为 1 整体热处理 2 表面热处理 表面淬火 气相沉积 3 化学热处理 渗碳 氮化 碳氮共渗 退火 正火 淬火 回火 钢的热处理 4 热处理工艺曲线 5 热处理的理论依据 钢的热处理 第一节钢的退火与正火 1 概念 将钢加热到适当温度 保持一定时间 然后在炉中缓慢地冷却的热处理工艺 2 目的 1 降低硬度 提高塑性 改善加工性能 2 细化晶粒 消除组织缺陷 3 消除内应力 一 钢的退火 钢的热处理 3 分类 根据钢的成分和处理目的的不同 可分为完全退火 球化退火和去应力退火 1 完全退火1 定义 将钢加热Ac3以上30 50 C 完全奥氏体后 保温一定时间随之缓慢冷却到500 C以下 出炉空冷 2 目的 细化晶粒 消除内应力 降低硬度 以利于切削加工 3 适用范围 亚共析钢型材 钢的热处理 2 球化退火1 定义 将钢加热到Ac1以上20 30 C 保温后随炉缓冷至600 C 出炉空冷 2 目的 降低硬度 提高塑性 改善切削加工性能 3 适用范围 主要用于过共析钢及合金工具钢 钢的热处理 3 去应力退火1 定义 将钢加热到500 600 C 保温后随炉缓冷至200 300 C出炉空冷 又称低温退火 2 目的 消除铸件 锻件和焊接件的内应力 没有发生组织变化 3 适用范围 用于所有的钢 钢的热处理 二 钢的正火 1 概念 将钢件加热到Ac3或Accm线以上30 50 C 保温适当的时间后 在空气中冷却的热处理工艺 2 目的 1 对低碳钢 可细化晶粒 提高硬度 改善加工性能 2 对中碳钢 可提高硬度和强度 作为最终热处理 3 对高碳钢 可为球化退火作准备 钢的热处理 退火与正火的加热温度范围 钢的热处理 第二节钢的淬火与回火 一 马氏体 钢从奥氏体状态快速冷却到Ms温度以下 则发生马氏体转变 由于温度很低 碳来不及扩散 全部保留在 Fe中 形成碳在 Fe中过饱和的固溶体 即马氏体 M 马氏体转变特点 1 无扩散性Fe和C原子都不进行扩散 M是体心正方的C过饱和的F 固溶强化显著 2 瞬时性M的形成速度很快 温度下降速度越快 则M转变量越大 3 不彻底性M转变总要残留少量A 2 目的 提高钢的硬度 强度和耐磨性并保持足够的韧性 1 概念 将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度 保持一定时间后 快速冷却的热处理工艺 二 钢的淬火 钢的热处理 3 淬火剂 水 矿物油 盐水和碱水等 为了保证获得所需淬火组织 又要防止变形和开裂 必须采用已有的淬火介质再配以各种冷却方法才能解决 通常的淬火方法包括单液淬火 双液淬火 分级淬火等 如图所示 4 淬火方法 钢的热处理 4 淬火方法 1 单液淬火 将加热后的零件投入一种冷却剂中冷却至室温 特点 操作简单 容易实现自动化 2 双液淬火 先水后油 或先油后空气 特点 可防止变形与开裂 3 分级淬火 先放入一定温度的盐浴或碱浴中 再空冷 特点 有效减小内应力 防止变形与开裂 但只适于小尺寸工件 钢的热处理 三 钢的回火 1 回火的概念 将淬火后钢件再加热到Ac1以下的某一温度 保温一定时间后 然后冷却到室温的热处理工艺 2 回火的目的 降低淬火钢的脆性 提高韧性 调整硬度 消除内应力 稳定工件的尺寸 获得所需要的力学性能 钢的热处理 3 回火的种类按回火温度的不同 回火可分以下三种 低温回火 150 C 250 C中温回火 350 C 500 C高温回火 500 C 650 C 钢的热处理 1 低温回火 150 250 C目的 保持淬火钢的高硬度和高耐磨性 降低淬火应力 减少钢的脆性 硬度为58 64HRC 主要用于 刃具 量具 模具 滚动轴承 渗碳淬火件和表面淬火件 2 中温回火 350 500 C目的 获得高的弹性极限 屈服点和较好的韧性 又称弹性处理 硬度为35 45HRC 主要用于 弹性零件及热锻模具等 3 高温回火 500 650 C目的 获得良好的综合力学性能 又称调质处理 硬度为25 35HRC 主要用于 各种重要结构零件如螺栓 齿轮及轴承 钢的热处理 第四节钢的表面热处理 引言 为了兼顾零件表面和心部两种不同性能要求 生产中广泛采用表面热处理的方法 即表面淬火和化学热处理 一 表面淬火1 概念 指仅改变钢的表层组织的局部热处理工艺 钢的热处理 2 种类火焰加热表面淬火 用氧 乙炔火焰喷射到工件表面 使其被快速加热到淬火温度 并立即喷水冷却的操作方法 适用于含C0 35 0 7 的中碳钢和中碳合金钢 如45 40Cr 感应加热表面淬火 用一定频率的感应电流使工件表面被快速加热到淬火温度 并立即喷水冷却的操作方法 适用于含C0 4 0 5 的中碳钢和中碳合金钢 如40 40Cr 钢的热处理 第五节钢的化学热处理 1 概念 将钢置于一定温度的活性介质中保温 使一种或几种元素渗入其表层 以改变其化学成分 组织和性能的热处理工艺 2 分类 渗碳 渗氮 碳氮共渗 钢的热处理 钢的渗碳 概念 将钢放入渗碳的介质中加热并保温 使活性碳原子渗入钢的表层的工艺称为渗碳 目的 通过渗碳及随后的淬火和低温回火 使表面具有高的硬度 耐磨性和抗疲劳性能 而心部具有一定的强度和良好的韧性配合 渗碳方法 渗碳方法有气体渗碳 固体渗碳和液体渗碳 目前广泛应用的是气体渗碳法 渗碳用钢 含碳量为0 1 0 25 的低碳钢和低碳合金钢 钢的热处理 钢的渗氮 概念 渗氮俗称氮化 是指在一定温度下使活性氮原子渗入工件表面的热处理工艺 目的 是提高零件表面硬度 耐磨性 疲劳强度 热硬性和耐蚀性等 渗氮方法 气体渗氮 离子渗氮等 生产中应用较多的是气体渗氮 渗氮用钢 优质碳素结构钢 如20 40等 一般合金结构钢 如40Cr等 渗氮专用钢 如38CrMoAlA 钢的热处理 其它化学热处理方法 碳氮共渗 碳氮同时渗入工件表层 提高表面硬度 抗疲劳性和耐磨性 并兼具渗碳和渗氮的优点 渗铬 有较好的耐蚀性和优良的抗氧化性 硬度和耐磨性 可代替不锈钢和耐热钢用于机械和工具制造 渗硼 十分优秀的耐磨性 耐腐蚀磨损和泥浆磨损的能力 耐磨性明显优于渗氮 碳和碳氮共渗层 但不耐大气和水的腐蚀 主要用于泥浆泵零部件 热作模具和工件夹具 钢的热处理 工业用钢 工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类 碳钢是指碳的质量分数为0 0218 2 11 的铁碳合金 并含有少量的锰 硅 硫 磷等杂质 第一节钢的分类从1991年起 实施了新的钢分类方法 GB T13304 1991 它是参照国际标准制订的 按化学成分分类 一 按用途分类 二 按化学成分分类 三 按质量分类 四 按冶炼方法分类 五 按金相组织分类1 按退火组织分类2 按正火组织分类 第二节钢中元素对钢的机械性能的影响 1 碳的影响碳能提高钢材的强度和硬度 降低钢材的塑性 2 硫的影响引起钢的热脆 S对钢的焊接不利 引起焊缝热裂 3 磷的影响磷使钢在室温下的强度升高 塑性降低 产生冷脆现象 除有害方面外 磷对钢材有很高的强化作用 4 氮的影响使钢的强度极限升高 塑性下降 5 氧的影响使钢强度 塑性下降 6 氢的影响冷却速度快 氢来不及扩散到金属外部而只能聚集在晶体的缺陷处使钢材内部出现裂纹 合金元素的影响锰 Mn 钢中含一定量的锰 会使其有足够的韧性 和较高的强度和硬度 良好的淬性 但锰量过高 会减弱钢的抗腐蚀能力 降低焊接性能 铬 Cr 铬能显著提高强度 硬度和耐磨性 但同时降低塑性和韧性 镍 Ni 能提高钢的强度 而又保持良好的塑性和韧性 有较高的耐腐蚀能力和在高温下有防锈和耐热能力 第三节碳素钢 一 普通碳素结构钢采用 Q 屈服点数值 质量等级符号 脱氧方法字母 表示 二 优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字来表示 两位数字表示钢中碳的平均质量分数 单位为万分之几 三 特殊优质碳素结构钢1 易切削结构钢以 Y 数字 表示 其中Y是易的汉语拼音的首字母 数字表示钢中碳的平均质量分数 单位为万分之几 2 碳素工具钢以 T 数字 表示 其中T是碳的汉语拼音的首字母 数字表示钢中碳的平均质量分数 单位为万分之几 第四节低合金钢 合金元素的含量小于5 广泛的应用于桥梁 车辆 建筑和矿山机械中 一 低合金钢的分类1 按合金的质量分类 1 普通低合金钢 2 优质低合金钢 3 高级优质低合金钢 4 特级优质低合金钢2 按合金钢的用途分类 1 低合金结构钢 2 低合金工具钢 二 低合金钢的牌号普通低合金结构钢的牌号一般采用 Q 屈服点数值 质量等级符号 脱氧方法字母 表示 牌号中 Q为屈服强度汉语拼音的首字母 屈服点数值用阿拉伯数字表示 质量等级符号有A B C D四种 其中D级含硫含磷量最低 脱氧方法字母有F b Z TZ 后两个可省略 等四种 分别表示沸腾钢 半正静钢 镇静钢和特殊镇静钢 三 常用低合金钢1 普通低合金结构钢主要用来取代普通碳素钢制造各种钢铁结构件 如桥梁 船舶 车辆 高压容器 管道 建筑材料等2 低合金刃具钢低合金刃具钢是加入了铬 锰 硅 钨 钒等元素的低合金工具钢 它的合金元素总含量小于3 5 第五节常见合金钢的牌号 性能及用途 一 合金钢的分类1 按合金元素总含量分为低合金钢 合金元素含量 5 中合金钢 合金元素含量5 10 高合金钢 合金元素含量 10 2 按用途分为 合金结构钢 合金刀具钢 合金性能钢 二 合金钢的牌号表示方法合金钢的牌号是采用合金元素符号和数字来表示的 即 数字 合金元素符号 数字合金元素符号最前的数字表示含碳量 紧跟合金元素符号后的数字表示合金元素含量 高级优质合金钢 含S P较低 在牌号尾部加符号 A 专门用途钢在牌号头部 或尾部 附以相应用途符号 三 合金结构钢 2 调质结构钢 在中碳钢的基础上加入合金元素经调质处理后获得良好的综合机械性能的钢 1 合金渗碳钢 合金渗碳钢表面硬化的合金结构钢 主要用于制造受冲击载荷和受到强烈的摩擦和磨损的条件下工作的零件 按淬透性的高低分为低淬透性钢 中淬透性钢 高淬透性钢 3 合金弹簧钢 经常加入的Si Mn提高淬透性 回火稳定性和屈强比 按化学成分可分为碳素弹簧钢和合金弹簧钢 4 轴承钢 要求具有高而均匀的硬度和耐磨性 高的弹性极限和接触疲劳强度 足够的韧性和淬透性 一定的抗蚀能力 主要用来制造各种滚动轴承的滚动体和内 外套圈 5 耐磨钢 又称高锰钢 是在强烈冲击载荷和严重磨损条件下工作的要求具有良好韧性和耐磨性的钢 Mn强化了其机械性能 提高了钢的硬度 高锰钢有强烈的加工硬化 机加工困难 只能铸造成型 四 合金工具钢1 合金刀具钢 主要用4于制造各种刀具 主要指车刀 铣刀 钻头 丝锥 板手等切削刀具 高硬度 高耐磨性高的热硬性 2 量具用钢 加入Cr Mn Si W等合金元素 良好的尺寸稳定性 较高的硬度及耐磨性 3 模具钢 1 冷模具钢 冷冲模 冷镦模 冷挤压模以及拉丝模 滚丝模 搓丝板 2 热模具钢 热锻模 热挤压模 热冲裁模和金属压铸模 4 高速钢 在600 时 高速钢仍能使硬度保持HRC60以上 从而保证其切削性能和耐磨性 高速钢中含有大量的合金元素W Mo Cr V等 使钢具有高的硬度和耐磨性 较高的热硬性 足够的强度和韧性等 五 特殊钢1 不锈钢 1 奥氏体型wc 0 1 Wcr 18 WNi 8 耐蚀性很好 优良的塑性 韧性和焊接性 缺点是强度很低 2 铁素体型wc 0 15 Wcr 17 具有较好的塑性 强度不高 对硝酸 磷酸有较高的耐蚀性 3 马氏体型wc为0 1 0 4 的Cr13型 wc为0 8 1 0 的Cr18型和1Cr17Ni2型 4 奥氏体 马氏体沉淀硬化型wc为0 04 0 13 含Wcr15 17 含WNi4 8 超低碳的目的是为了保证高的耐蚀性 Al Mo Ti Nb的加入 产生沉淀硬化 2 耐热钢 按组织结构可以分为马氏体型 铁素体型 奥氏体型 沉淀硬化性型耐热钢 1 高温强度高温强度又称热强性 是钢在高温下抵抗塑性变形和破断的能力 2 高温抗氧化性耐热钢在高温下表面迅速氧化形成一层致密的氧化膜 隔离了高温氧化环境与钢基体的直接作用 使钢不再被氧化 第1章力学的基本概念和力学模型 第一节力一 力的概念力是物体间的相互机械作用 这种作用将引起物体的机械运动状态发生改变 静止状态和运动状态的改变 以及运动方向 速度快慢的变化 或使物体产生变形 伸长 缩短或弯曲等 力的单位是N或kN 1kN 1000N 第五章铸铁 铸铁是一种铁碳合金 它在机械制造中应用很广 常见的汽车车身 机床床身 工作台 箱体 底座等形状复杂或受压力及摩擦作用的机械器件 大多用铸铁制成 第一节铸铁概述 铸铁的强度 塑性和韧性比钢差 也不能进行压力加工 但是它具有良好的铸造性能 减摩性能 吸振性能和切削加工性能等一系列优良性能 而且它的生产工艺简单 成本低廉 一 铸铁的特点 二 铸铁的分类 1 白口铸铁全部以碳化物形式存在 普通白口铸铁的断口呈亮白色 2 灰口铸铁 灰铸铁 碳主要以片状石墨形式存在 断口呈灰色 3 球墨铸铁铁液经过球化处理后浇铸 铸铁中的碳大部或全部成球状石墨形式存在 4 可锻铸铁由一定成分的白口铸铁铸件经过较长时间的高温可锻化退火 使白口铸铁中的渗碳体大部分或全部分解成团絮状石墨 5 蠕墨铸铁碳主要以蠕虫状石墨形态存在于铸铁中 石墨形状介于片状与球状石墨之间 类似于片状石墨 但片短而厚 头部较圆 形似蠕虫 第二节铸铁的石墨化及其影响因素 一 铸铁的石墨化 铸铁组织中的碳以石墨形式析出的现象称为石墨化 二 影响石墨化的因素 1 化学成分的影响一类是促进石墨化的元素 如碳 硅 铝 镍 铜和钠等 另一类是阻碍石墨化的元素 如硫 铬 钨 钒 锰等 2 冷却速度的影响冷却越快 越容易得到白口铸铁组织 冷却越慢 越有利于石墨的析出 得到回口铸铁组织 第三节常用铸铁 一 灰口铸铁 1 灰口铸铁的成分及组织灰口铸铁脆性大 锤击即可破碎 塑性差 不能承受冷加工塑性变形 也不能锻造和轧制 抗拉强度比钢低 灰口铸铁内的基本组织主要有三种 铁素体铁素体 珠光体珠光体 2 灰口铸铁的性能 1 机械性能 灰铸铁的抗拉强度 塑性和韧性比钢低很多 其抗压强度并不比钢差 2 其他性能 良好的切削加工性良好的消震性良好的铸造性能良好的减摩性较低的缺口敏感性 3 灰口铸铁的孕育处理铁液中加入孕育剂 硅铁 硅钙合金等 使铁水内同时生成大量均匀分布的石墨晶核 以获得细小均匀的石墨片 并细化基体组织 4 灰口铸铁的牌号及其应用灰口铸铁的牌号由 HT 及后面的三位数字组成 其中 HT 是 灰铁 两字汉语拼音的第一个字母 其后三位数字表示该牌号灰口铸铁的最低抗拉强度 例如 HT200表示灰口铸铁 最低抗拉强度为200MPa 5 灰口铸铁的热处理灰口铸铁的热处理一般用于消除铸件的内应力和白口组织 稳定铸件外形尺寸及提高铸件表面硬度和耐磨性 常见热处理方法有以下几种 1 消除内应力退火 2 软化退火 3 正火 4 表面淬火 二 球墨铸铁 1 球墨铸铁的成分及显微组织球墨铸铁是铸件浇铸前向铁水中加入一定量的球化剂 稀土镁合金等 进行球化处理 并加入少量的孕育剂 硅铁和硅等 以促进石墨化 2 球墨铸铁的性能球墨铸铁具有更高的强度 塑性 韧性和疲劳极限 良好的铸造性 耐磨性 减摩性 切削加工性等 热处理工艺性能较好 3 球墨铸铁的牌号及其应用球墨铸铁的牌号由 QT 及后面的两组数字组成 其中 QT 是 球铁 两字汉语拼音的第一个字母 其后两组数字分别表示该牌号球墨铸铁的最低抗拉强度和最低伸长率 例如 QT400 15表示球墨铸铁 它的最低抗拉强度为400MPa 最低伸长率为15 4 球墨铸铁的热处理 1 退火 2 正火 3 调质 第四节其他铸铁 一 可锻铸铁 可锻铸铁又称马铁或玛钢 它是由一定成分的白口铸铁经可锻化退火 使渗碳体分解而获得团絮状石墨的铸铁 2 可锻铸铁的牌号 性能及用途可锻铸铁有铁素体和珠光体两种基体 其中 KT 和 KTZ 分别是 可铁 可铁珠 汉语拼音的第一个字母 其后两组数字分别表示该牌号可锻铸铁的最低抗拉强度和最低伸长率 例如 KT350 10和KTZ600 3分别表示铁素体可锻铸铁 最低抗拉强度为350MPa 最低伸长率为10 珠光体可锻铸铁 最低抗拉强度为600MPa 最低伸长率为3 2 性能及用途可锻铸铁常用来制造形状复杂 承受冲击和振动载荷的零件 1 蠕墨铸铁的显微组织 二 蠕墨铸铁 蠕墨铸铁的基体主要分三类 铁素体蠕墨铸铁 铁素体 珠光体蠕墨铸铁和珠光体蠕墨铸铁 蠕墨铸铁显微组织 2 蠕墨铸铁的性能及应用蠕墨铸铁是一种新型高强度铸铁材料 有一定的韧性 较高的耐磨性 同时又有良好的铸造性能和导热性 因此 蠕墨铸铁已成功地用于高层建筑中高压热交换器 3 合金铸铁向铸铁 灰口铸铁或球墨铸铁等 中加入一定量的合金元素 获得了一些具有特殊性能的铸铁 叫合金铸铁 1 耐磨铸铁不易磨损的铸铁叫耐磨铸铁 白口铸铁就属这类耐磨铸铁 可加入Cr Mo W Cu等合金元素 改善组织 提高基体强度和韧性 从而使铸铁的耐磨性能等得到更大的提高 2 耐热铸铁 可以在高温下使用 而其性能变化不大或虽然变化却依然能满足使用性能的铸铁 叫耐热铸铁 我国目前常用的耐热铸铁是高硅 高铝 铝硅及铬耐热铸铁 3 耐腐蚀铸铁 能耐各种腐蚀作用的铸铁 叫腐蚀铸铁 也简称为耐蚀铸铁 常用耐蚀铸铁有高硅 高硅钼 高铝 高铬等耐蚀铸铁 第六章有色金属及其合金 第一节铝及铝合金 一 工业纯铝 1 纯铝的性能特点纯铝是银白色的金属 结晶后为面心立方晶格 无同素异构转变 它的熔点为6570C 沸点为24770C 铝的密度小 有良好的导电性 导热性 塑性好 强度低 抗大气腐蚀能力好 加工工艺性好 2 纯铝的分类和牌号 1 分类 纯铝分工业纯铝 99 纯度 99 85 和高纯铝 纯度 99 85 2 牌号 纯铝的牌号用四位字符体系的方法命名 即用1 表示 牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位 第二位的字母表示原始纯铝的改型情况 如变形铝1A30表示纯度为99 30 的原始铝 二 铝合金概述 1 铝合金的分类用于制作铝合金的合金元素大致分为主要加入元素 硅 铜 镁 锌 锰等 和辅助加入元素 铬 钛 锆等 变形铝合金又分为分热处理可强化铝合金和热处理不可强化铝合金两类 1 铸造铝合金的性能 牌号及应用铸造合金分为铝硅合金系列 Al Si 铝铜合金系列 Al Cu 铝镁合金系列 Al Mg 和铝锌系列 Al Zn 铸造铝合金 铸造合金的代号用 ZL 加三位数字表示其中Z L分别为铸铝汉语拼音的首字母的大写 第一位数表示合金类别 1为铝硅系列 2为铝铜系列 3为铝镁系列 4为铝锌系列 第二 三位数字为合金序号 例如ZL101表示1号铝硅系列铸造铝合金 常用铸造铝合金简述a 铝硅合金系列 铝硅合金又称硅铝明 是用得最多的铸造铝合金 它具有很好的流动性 小的铸造收缩率和线膨胀系数 还有优良的焊接性 抗蚀性和足够高的机械性能 b 铝铜合金系列 铝铜合金是应用最早的铸造铝合金 由于合金中含有少量共晶体 故铸造c 铝镁合金系列 铝镁系列合金的特点是的耐腐蚀性好 密度小和强度在铸造铝合金中最高 但其铸造性能差 铸造工艺复杂和耐热性差 d 铝锌合金系列铝锌合金的铸造性能很好 铸造过程中流动性好 但它的是抗蚀性不好 2 变形铝合金的牌号 性能及应用分为防锈铝合金 硬铝合金 超硬铝合金和锻铝合金 在旧标准中 例如LY12表示12号硬铝合金 在新标准中 例如2A12就表示12号硬铝合金 常用变形铝合金有 防锈铝合金 硬铝合金 超硬铝合金 锻铝合金 1 固溶处理它的目点是获得均匀的过饱和固溶体 2 时效处理在室温下进行的时效叫自然时效 而在加热条件下进行的时效叫人工时效 三 铝合金的热处理 第二节铜及其合金 工业纯铜 1 纯铜的性能特点纯铜呈玫瑰红色 俗称紫铜 其熔点1083 C 沸点为2595 C 密度为8 96g cm3 2 纯铜的牌号纯铜的代号用 T 顺序号 表示 其中T为汉语拼音铜的首字母 顺序号为不同铜的纯度的标志 二 铜合金的分类及强化方法 1 铜合金的分类 1 黄铜 黄铜是指以铜和锌为主的铜合金 2 青铜 青铜是指以铜和锡为主的铜合金 3 白铜 白铜是指以铜和镍为主的铜合金2 铜的强化 1 固溶强化 2 时效强化 3 过剩相强化 三 黄铜 1 普通黄铜普通黄铜是铜锌二元合金 其退火组织可以是单相固溶体 单相黄铜 或双相组织 双相黄铜 普通压力加工黄铜的牌号用 H 数字 来表示 其中H为黄字汉语拼音的首字母 数字代表铜的含量 例如H68 表示含铜68 的压力加工黄铜 若是铸造黄铜 则在与之相应的压力黄铜牌号前加 Z 字母 2 特殊黄铜 1 特殊黄铜的牌号 特殊黄铜的牌号用 H 主要加入元素符号 铜的含量 主加入元素的含量 表示 如果是铸造黄铜则在前面加 Z 例如 HAl77 2表示铜含量为77 铝含量为2 的压力加工铝黄铜 而ZHAl77 2表示铜含量为77 铝含量为2 的铸造铝黄铜 2 特殊黄铜的分类铅黄铜 在普通黄铜中加入铅 可以改善切削加工性能 提高耐磨性 对强度影响不大 略微降低塑性 锡黄铜 在普通黄铜中加入锡 可以显著提高黄铜在海洋 大气和海水中的抗蚀性 并使强度有所提高 铝黄铜 在普通黄铜中加入铝 可以提高黄铜的强度和硬度 改善在大气中的抗蚀性 但使其塑性降低 硅黄铜 在普通黄铜中加入硅 可以显著提高黄铜的机械性能 耐磨性和耐蚀性 并具有良好的铸造性能 焊接和切削加工性能 四 青铜 青铜原指铜锡合金 但工业上都习惯称含铝 硅 铍 铅 锰等的铜合金为青铜 按加工方式的不同又可分为压力加工青铜和铸造青铜两类 1 青铜的牌号青铜的牌号用 Q 主要加入元素符号 主加入元素的含量 其他元素的含量 表示 其中Q为青的汉语拼音的首字母 如果是铸造青铜则在前面加 Z 例如 QBe2表示铍的含量为2 的压力加工铍青铜 而ZQSn10 1表示锡的含量为10 磷的含量为1 的铸造锡青铜 2 几种常见得青铜 1 锡青铜 以锡为主要加入合金元素的铜合金称锡青铜 2 铝青铜 以铝为主要加入合金元素的铜合金称铝青铜 3 硅青铜 以硅为主要加入元素的铜合金称硅青铜 4 铍青铜 以铍为主要加入元素的铜合金称铍青铜 第三节其他有色金属合金 以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜 白铜的牌号用 B 主加入元素符号 数字 其中B为白的汉语拼音的首字母 数字表示依次表示镍及其他元素的含量 例如BMn3 12 表示镍的含量为3 锰的含量为12 的锰白铜 一 白铜 二 轴承合金 轴承合金是指具有良好耐磨性和减摩性 并用于制造滑动轴承的铸造合金 1 锡基轴承合金锡基轴承合金是以锡为基体元素 加入锑 铜等元素组成的合金 2 铅基轴承合金铅基轴承合金是以铅和锑为基体元素的合金 三 钛及钛合金 1 钛及其合金的性能钛及其合金具有抗蚀能力强 焊接性好 低温韧性好 强度低 塑性好 易于冷压力加工 但是 工艺性差 切削加工性很差 冷变形易开裂 2 钛合金分类 特性及应用钛合金按其退火后的组织可分为三个类型 即 型 型和 型 第七章非金属材料 第一节塑料 一 塑料的组成及特点 1 塑料的组成塑料是以树脂为主要成分 再加入填料 增塑剂 固化剂 稳定剂 润滑剂和着色剂等添加剂的高分子材料 2 塑料的特点塑料的主要特点有以下几点 1 密度小 质量轻 2 耐腐蚀性好 3 良好的减磨性 4 良好的绝缘性 5 良好的吸震性及消音性 6 制作工艺简单 它的强度和硬度通常比金属材料低 耐热性也不如金属材料 易老化 导热性差 热膨胀系数大 约为金属的3至10倍 二 塑料的分类 1 按塑料的性能分类 1 热塑性塑料热塑性塑料是以聚合树脂为基体 再往里面加入少量的稳定剂和润滑剂等 作为添加剂 2 热固性塑料热固性塑料一般是以缩聚树脂为基体 再往里面加入各种添加剂 2 按塑料的使用范围分类现在塑料的应用范围很广泛 按其使用的范围我们可以分为通用塑料 工程塑料和特殊塑料三种 1 常用热塑性塑料 1 聚乙烯 PE 聚乙烯是目前世界上应用最广泛的塑料产品 2 聚氯乙烯 PVC 聚氯乙烯是以聚氯乙烯树脂为基体 再往里加入增塑剂 稳定剂 填料 着色剂和润滑剂等添加剂的塑料 3 聚丙烯 PP 聚丙烯的密度小 是常用塑料中最轻的一种 4 聚酰胺 PA 聚酰胺就是我们通常所说的尼龙 有的也叫锦纶 5 ABSABS塑料是由丙烯腈 A 丁二烯 B 苯乙烯 S 的三种物质组成的共聚物 三 常用的塑料 6 聚四氟乙烯 PTFE 聚四氟乙烯是氟塑料的中的一种 7 聚甲醛 POM 聚甲醛是一种热塑型高聚物 8 聚碳酸脂 PC 聚碳酸脂也是一种综合性能优良的热塑性高聚物 9 聚砜 PSF 聚砜是新出来的一种工程塑料 2 常用热固性塑料 1 酚醛树脂 PF 我们通常称为电木 2 环氧树脂 EP 我们通常称为万能胶 3 氨基塑料 UF 我们通常称为电玉 第二节复合材料 复合材料的分类 1 按基体类型分类分为非金属复合材料和金属复合材料 2 按增强材料分类可以分为颗粒增强复合材料 层叠复合材料和纤维增强复合材料 3 按性能分类可以分为结构复合材料和功能复合材料 二 复合材料的性能 1 比强度和比模量高比强度和比模量是指材料的强度或弹性模量与密度的比 2 化学稳定性好3 机械性能好良好的抗疲劳性和减震性 4 高温性能好5 制造工艺简单 三 常用的复合材料 1 玻璃纤维复合材料 玻璃钢 1 热塑性玻璃钢它是以玻璃纤维为增强剂 以热塑性树脂为粘结剂的复合材料 2 热固性玻璃钢它是以玻璃纤维为增强剂 以热固性树脂为粘结剂的复合材料 2 碳纤维复合材料碳纤维复合材料是以环氧树脂 酚醛树脂 聚四氟乙烯等树脂或碳纤合金为基体的复合材料 3 层叠复合材料层叠复合材料是由两层或两层以上不同材料复合而成 4 颗粒复合材料颗粒复合材料是由一种或多种材料的颗粒均匀分散在基体材料内所组成的 金属陶瓷就是金属和陶瓷组成的颗粒复合材料 第三节其它非金属材料 一 橡胶 1 橡胶的分类按照橡胶的原料来源 可分为天然橡胶和合成橡胶两大类 按合成橡胶的用途又可把它分成通用橡胶和特种橡胶两类 3 常用橡胶 二 胶粘剂 1 胶粘剂的组成胶粘剂 又称粘合剂 是用来将各种材料的器件胶接在一起的一种高分子材料 2 胶粘剂的分类按其化学成分分类 可分为无机胶粘剂和有机胶粘剂 按其热化学性能可以分为热塑性胶粘剂和热固性胶粘剂 3 常用胶粘剂 1 环氧树脂胶粘剂 2 酚醛树脂胶粘剂 三 陶瓷 1 陶瓷的组成和性能 1 组成陶瓷的显微组织由晶体相 玻璃相和气相组成 2 性能陶瓷具有很多的优良的机械性能和物理化学性能 陶瓷的机械性能 硬度高 大多数陶瓷材料的硬度比金属高得多 故其耐磨性好 物理化学性能 陶瓷的熔点高于金属 具有优于金属的高温强度 2 陶瓷的分类按原料不同 陶瓷可分为普通陶瓷和特种陶瓷 按用途不同又分为日用陶瓷和工业陶瓷 普通陶瓷又称为传统陶瓷 其原料是天然的硅酸盐产物 如粘土 长石 石英等 特种陶瓷又称近代陶瓷 其原料是人工合成的金属氧化物 碳化物 氮化物 硅化物 硼化物等 3 常用陶瓷 第八章铸造 第一节概述一 铸造的概念铸造是指将熔化的金属液体浇注到铸型空腔 使其冷却凝固后得到金属零件或毛坯制品的成形方法铁和碳是钢铁材料的两个最基本元素 二 特点适应的范围很广 具有良好的经济性 铸件的力学性能较差 生产周期较长 工人的工作环境较差 第二节砂型铸造一 造型材料造型材料包括型砂和芯砂 型砂和型芯砂应该具有的性能包括 强度 可塑性 耐火性 透气性 退让性 低吸湿性 溃散性等 二 造型方法1 手工造型 1 整模造型将模样做成和零件形状对应的结构的造型方法 2 分开模造型将模样分为两半 造型时采用分别在上 下型内进行造型的办法 3 挖砂造型为了便于起模 将阻碍起模的型砂挖去的方法称为挖砂造型 4 刮板造型造型时 不用模样而用一个与铸件截面形状相适应的刮板来代替模样 来刮出型腔的造型和造芯的方法 称为刮板造型 5 三箱造型如果铸件外形复杂 两端面大而中间截面小时 为了取出模样 需要用两个分型面 采用三个砂箱造型 这种方法称为三箱造型 6 活块造型某些铸件上有小的凸台 为了使凸台在造型时不妨碍起模 而作成活动的模型部件 这种方法称为活块造型 此外 手工造型方法还有地面造型 模板造型等 2 机器造型用机器代替手工来实现紧砂和起模操作的造型方法 称为机器造型 紧砂方法 常用的紧砂方法有 振实 压实 振压 抛砂 射压等 其中以振压式应用最广 起模方法 常用的起常用的起模方法有 顶箱 漏棋 翻转等3种 三 造芯型芯的生产过程称为造芯 造芯可以分为手工造芯和机器造芯两类 四 浇注系统在铸型里用来导入液体金属的通道叫作浇往系统 通常浇注系统由浇口杯 直浇道 横浇道和内浇道组成 五 落砂 清理和检验落砂是指将铸件从砂型内取出的过程 分为手工和机械两种 清理是指驱除铸件的浇口 冒口 粘砂和粗糙的部分 检验是在对铸件进行清理后的质量检验 六 铸造工艺图铸造工艺图是进行生产准备 指导铸件生产的基本工艺文件 主要应考虑铸件的浇铸位置 分型面以及有关工艺参数等 1 浇注位置确定原则 1 铸件的重要加工面或主要工作面应朝下 2 铸件的大平面应朝下 3 铸件的薄壁部分应朝下或处于侧面 4 铸件的厚大部分应置于上部或侧面 2 分型面的选择 1 应该尽量满足浇注位置的要求 2 应该尽量使铸型有最简单和最少的分型面 并尽可能使铸件位于下型 3 应该尽量采用平直面为分型面 少用曲折面为分型面 4 应该尽量使量使铸件的主要加工面和加工基准面位于一个砂箱内 5 分型面一般取在铸件的最大截面处 同时要注意充分利用上下箱的高度 不要使模样在一箱内过高 3 确定主要铸造工艺参数 1 加工余量 铸件的加工余量是指在切削加工时从铸件上切去的金属层厚度 2 起模斜度 为便于起模 在垂直于分型面的表面增加的斜度 称为起模斜度 3 收缩率 由于铸件在冷却凝固过程中尺寸会缩小 因此在制造模样和型芯盒时 要根据合金的线收缩率调整模样与型芯盒尺寸 4 铸造圆角 在设计铸件和制造模样时 对相交壁的交角要做成圆弧过渡 称为铸造圆角 5 芯头 芯头是型芯的重要组成部分 芯头分为垂直型芯头和水平型芯头 第三节合金的铸造性能铸造性能是合金在铸造生产中所表现出来的工艺性能 主要包括流动性 收缩性 吸气性和氧化性等 一 流动性流动性是指液态金属的流动能力 流动性主要与合金的化学成分有关 纯金属和共晶成分的合金流动性最好 二 收缩性铸件在凝固和冷却过程中 其体积和尺寸减小的现象 称为收缩 影响收缩的因素主要有合金的化学成分和浇注温度等 三 缩孔的形成和预防1 缩孔的形成液态金属在铸型内凝固 由于收缩没能得到补充 在铸件最后凝固的部分形成空穴 称为缩孔 2 缩孔的防止方法防止铸件产生缩孔的方法是对铸件进行补缩 3 铸造内应力铸件在凝固以后继续冷却 由于热或机械的作用 收缩受到阻得 于是在铸件内某些部分产生拉应力 另一些部分产生压应力 这些统称为铸造内应力 铸造应力分为收缩应力 热应力和相变应力 第四节特种铸造常用的特种铸造方法有金属型铸造 压力铸造 离心铸造 熔模铸造 壳型铸造 陶瓷型铸造等 一般特种铸造所得到的铸件都与成品零件的尺寸十分接近 可以减少切削加工余量 甚至无需切削加工即能作为成品使用 第九章锻压 第一节概述金属锻压加工是指利用外力的作用 使全属坯料产生塑性变形 从而获得具有一定形状 尺寸和机械性能的原材料 毛坯或零件的加工方法 主要包括轧制 挤压 拉拔 锻造和板料冲压等 第二节锻压成形工艺基础一 塑性成形的实质塑性变形是金属晶体每个晶粒内部的变形和晶粒间的相对移动 晶粒的转动的综合结果 单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生的形式来实现 多晶体塑性变形实质是各个单晶体塑性变形的总和 主要包括晶内变形和晶界变形 二 冷变形强化产生原因 晶格畸变作用 作用 是提高金属材料强度 硬度和耐磨性的重要手段之一 三 冷成形与热成形冷成形即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程 包括冷冲 冷挤 冷镦 冷轧 冷拔等 四 锻造比与锻造流线锻造比用来表征金属变形程度大小 常用Y表示 锻造比越大 金属的热变形程度越大 在锻造过程中 脆性杂质沿着金属主要伸长方向呈碎粒状分布 塑性杂质则沿着金属主要伸长方向呈带状分布 称为锻造流线 五 影响金属可锻性的因素1 金属化学成分和组织金属中合金元素的含量越高 可锻性越差 非合金中碳元素含量越高 可锻性越差 纯金属具有良好的可锻性 2 工艺条件在一定范围内 温度越高 可锻性越好 第三节锻造工艺一 自由锻自由锻造可以分为手工锻造和机器锻造两种 基本工序包括 镦粗 拔长 冲孔 弯曲 切割 扭转和锻接等 二 模锻模锻是指在压力作用下 使金属坯料形成与锻模模膛形状相同的锻件的加工方法 分类 锤上模锻 压力机模锻 1 锤上模锻它的机架直接与砧座连接 锤头与导轨之间的间隙很小 锤头的运动精确 2 压力机模锻主要有热模压力机和摩擦压力机 3 模锻成型件的结构工艺性零件必须具有一个合理的分模面 零件上与锤击方向平行的非加工表面 应设计出模锻斜度 非加工表面所形成的角应按模锻圆角设计 零件外形力求简单 平直和对称 在零件结构允许的条件下 设计时尽量避免有深孔或多孔结构 在可能条件下 应采用锻 焊组合工艺 三 胎模锻胎模锻是指在自由锻造设备上使用胎模生产锻件的加工方法 常用的胎模有摔模 扣模 垫模 套模 合模 弯曲模 跳模等 四 其他成型方法主要有精密锻造 挤压 五 锻件的冷却 检验及热处理冷却 常见的冷却方法有空冷 随炉缓慢冷却等 检验 保证锻件的合格率 在检验的同时 对锻件进行相应的热处理 改善锻件性能 为以后的加工作好准备 第四节板料冲压一 概述冲压是指通过装在压力机上的模具对板料施压 使之产生分离或变形 从而获得一定形状 尺寸和性能的零件或毛坯的加工方法 分类 冷冲压和热冲压 二 冲压的基本工序1 分离工序分离工序是指使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序 包括剪切和冲裁 2 成形工序成形工序是指除分离工序外 使坯料塑性变形 获得所需要形状 尺寸的制件的冲压工序 包括弯曲 拉深和成形 第十章焊接 第一节焊接的基本原理 1 焊接的分类熔焊焊接过程中 将焊件接头加热至熔化状态 不加压力完成焊接的方法 称为熔焊 压焊焊接过程中必须对焊件施加压力 加热或不加热 以完成焊接的方法 称为压焊 钎焊采用比母材熔点低的金属材料作钎料 将焊件和钎料加热到高于钎料熔点低于母材熔点的温度 利用液态钎料润湿母材 填充接头间隙 并与母材互相扩散 2 焊接的优缺点优点 焊接生产效率高 噪音小 劳动条件低 产品的成本低 不足 如结构不可拆 更换修理不方便 焊接接头组织性能坏 存在焊接应力 容易产生焊接变形 容易出现焊接缺陷等 第二节焊条电弧焊 焊条电弧焊 即手工电弧焊 适于高强度钢 铸钢 铸铁 和非铁合金 其焊接接头可与工件的强度相近 是焊接生产中应用最广泛的焊接方法 一 焊条电弧焊的焊接过程电弧在工件和焊条之间燃烧 产生高温 电弧热使工件 焊芯同时熔化 形成熔池 同时药皮熔化和分解 药皮熔化 进入熔池发生反应 形成熔渣 保护熔化金属 药皮分解 CO2 CO H2等气体 围绕在电弧周围 保护熔化金属 焊缝质量有很多因数决定 如母材金属和焊条质量 焊前的清理程度 焊时电弧的稳定情况 焊接参数 焊接操作技术 焊后冷却速度 以及焊后热处理等 二 电焊条 焊芯起导电和填充焊缝作用 直径最小为1 6 最大为8 常用 3 2 5 焊