金属工艺复习材料.doc

1、 表示力学性能常用指标：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度。2、 金属常见的晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 固溶体类型：置换固溶体、间隙固溶体。三、 晶粒大小对金属力学性能的影响：晶粒越细，晶界就越多，晶界处的原子排列方向极不一致，犬牙交错、互相咬合，从而增加了塑性变形的抗力，提高了金属的强度，同时，金属的塑性和韧性也可得到提高。细化晶粒的方法：增大金属的过冷度、变质处理、振动、搅拌。四、合金中的相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。合金含有两种或两种以上元素的原子，他们在液体时一般可以相互溶解，而结晶的产物往往不是只含有一种元素，而是含有两种或多种元素的小晶体。这些由多种元素构成的小晶体，其化学成分和晶体结构可以是完全均匀一致的，也可以是不一致的。若合金是由成分、结构都相同的同一种晶粒构成的，则各晶粒虽有界面分开，却属于同一种相；若合金是由成分或结构不相同的同一个晶粒组成，也将属于不同的相。五、铁碳合金中的基本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体。六、铁碳合金相图 （P25）七、热处理概念：钢的热处理就是将钢在固态下加热到一定的温度，经过保温，然后以适当的速度冷却，一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而改变工件的内部组织，从而得到所需性能的工艺方法。八、热处理方法的分类：（1）整体热处理：退火、正火、淬火、回火。（2）表面热处理：表面淬火、表面化学热处理。九、钢在冷却时的转变：（1）等温冷却（C曲线P39）（2）连续冷却（CCT曲线P43）十、钢的回火：将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的某一温度保温，然后冷却（一般空冷）到室温的工艺方法。其目的是消除淬火产生的内应力，稳定工件尺寸，降低脆性，改善切削加工性，获得所需的强度、硬度、塑性和韧性。十一、钢中残存元素对钢力学性能的影响： （1）锰的作用 锰能溶于铁素体，使铁素体强化，也能溶于渗碳体，提高其硬度；锰还能增加并细化珠光体，从而提高钢的强度和硬度。 （2）硅的作用 硅能溶于铁素体使之强化，从而使钢的强度、硬度、弹性都得到提高。 （3）硫的作用 Fe在液态时能溶解大量的硫，固态时几乎不溶，在凝固时以FeS析出，FeS与Fe形成共晶体，共晶体和FeS熔化导致钢沿晶界开裂，称为钢的“热脆”。 （4）磷的作用 磷可以提高钢的硬度，却使塑性和韧性显著下降，低温下称为“冷脆”。 （5）氢、氮、氧的作用 氢使钢变脆称为“氢脆”，氮使钢变脆的现象称为氮的时效。十二、钢中合金元素对钢基本相的影响：非金属钢的基本相为铁素体和渗碳体（1）溶入、强化铁素体（2）溶于渗碳体或形成特殊化合物十三、常用的非合金钢、低合金钢、合金钢、铸铁的分类、牌号及其意义、性能和常用用途： 1、非合金钢：（1）碳素结构钢：牌号由代表屈服强度的字母、屈服强度数值、质量等级符号、脱氧方法组成，例如 Q235AF；性能：含碳量低，塑性好，焊接性能强，价格低廉；用途：轧制成钢板、钢带和各种型材（圆钢、方钢、工字钢、钢筋等）（2）优质碳素结构钢：牌号由两位阿拉伯数字（以万分之几表示平均含碳量）或阿拉伯数字和元素符号组成，例如 45、08F；性能：低碳钢塑性、韧性好，强度硬度低，中碳钢综合力学性能好，高碳钢强度、硬度高，塑性韧性低弹性好；用途：用于制造重要机械结构零件（3）碳素工具钢：牌号由T+数字（以千分之几表示含碳量）表示，例如 T8Mn；性能：生产成本低，加工性能良好；用途：制作低速、手动刀具及常温下使用的工具、模具、量具等（4）工程用铸造碳钢：性能：流动性差，凝固时收缩率大，易产生偏析；用途：制造重型机械、矿山机械、冶金机械、机车车辆的某些零件、构件 2、低合金钢：（1）低合金高强度结构钢：牌号由Q+屈服强度数值+质量等级符号，例如 Q345B；性能：高强度、高韧性、良好的焊接性能和冷成行性能；用途：制造桥梁、船舶、车辆、大型钢结构等（2）低合金耐候钢：焊接结构用耐候钢用于桥梁、建筑及其他要求耐候性的结构钢件，高耐候性结构钢用于制成螺栓连接、铆接和焊接的结构件（3）其他低合金专业用钢：低合金钢筋钢、铁道用低合金钢、矿用低合金钢等。3、 合金钢：（1）合金结构钢：合金渗碳钢用于承受强烈冲击载荷和摩擦磨损的机械零件；合金调质钢用于制造在重载荷作用下同时又受冲击作用的一些重要零件；合金弹簧钢（2）合金工具钢：量具刃具钢、耐冲击工具钢、冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（3）高速工具钢（4）特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢4、 铸铁：（1）灰口铸铁：碳主要以石墨形式存在，断口呈灰色，包括普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁（2）白口铸铁：碳主要以渗碳体存在，断口呈白亮色（3）麻口铸铁：碳一部分以渗碳体存在，一部分以石墨形式存在，断口呈灰白相间色。14、 砂型铸造中型砂应具有的性能：一定的强度、透气性、耐火性、退让性。15、 液态金属的收缩过程及在此过程中产生的缺陷：合金的收缩经历三个阶段：液态收缩阶段、凝固收缩阶段、固态收缩阶段。缺陷：缩孔、缩松、应力、变形和裂纹16、 选择共晶成分合金作为铸造合金的依据：纯合金及共晶成分的合金在恒温下凝固，其铸件通常是逐层凝固，倾向于形成缩孔；凝固温度范围宽的合金，其铸件通常在截面上较宽的区域内共同凝固，倾向于形成缩松。缩孔比缩松易于检查和修补，也便于采取工艺措施来防止，因此选择共晶成分合金。17、 常见的铸造缺陷：热裂18、 常用特种铸造方法、工艺过程及其应用： （1）熔模铸造：工艺过程包括制造压型，用压型制造蜡模，在蜡模表面涂挂造型材料将其包裹，再经化学硬化法硬化后，将蜡模熔化排出便获得无分型面的型壳，型壳焙烧成熟壳后浇注金属液而获得铸件。用于生产形状复杂、精度要求高或难以进行机械加工的小型零件，如涡轮发动机叶片和叶轮、高速钢成形刀具。 （2）金属型铸造：将液态金属浇入金属铸型，从而获得铸件的工艺方法。主要用于大批量生产有色合金铸件，如发动机的铝活塞、铜合金轴瓦等。 （3）压力铸造：在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度填充铸型的型腔，并在压力作用下凝固而获得铸件的方法。主要适用于生产熔点较低的锌、铝、镁及铜合金铸件，如照相机壳体、汽车喇叭等。 （4）低压铸造：液态金属在较低的压力下自下而上地充填型腔并凝固而获得铸件的方法。主要用来铸造质量要求较高的铝合金、镁合金铸件，如摩托车汽缸体、缸盖等铝铸件。 （5）离心铸造：将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心的作用下填充铸型并凝固成形的铸造方法。广泛用于制造铸铁管、缸套及滑动轴承等。 （6）陶瓷型铸造：陶瓷铸型是利用质地较纯、热稳定性较高的耐火材料作造型材料，与硅酸乙酯水溶液（粘合剂）混合后制成灌浆，经灌浆、结胶、起模、焙烧等工艺而制成。广泛应用于铸造冲模、锻模、压铸型、模板、热芯盒等。 （7）消失模铸造：把涂有耐火材料涂层的泡沫塑料模样放入沙箱，模样四周用干砂子充填紧实，并利用真空泵将沙箱内型砂间的空气抽走，使密封的沙箱内部处于负压状态，再在负压下浇注，高温金属液使模样热解“消失”，并占据泡沫塑料所退出的空间而最终获得铸件的铸造工艺。19、 液态合金流动性概念及其影响：液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性。影响：（1）化学成分：一般合金的凝固范围越宽，流动性越差。硅、磷提高流动性，硫降低流动性，锰影响不大。（2）外界条件：浇注温度越高，流动性越好（但不宜过高）20、 铸件结构设计：铸件结构应尽可能使制造模样、造型、制芯、合箱和清理过程简单化，避免不必要的人力、物力的消耗，防止废品的产生，并为实现机械化创造条件。原则：（1）铸件外形力求简单（2）合理设计铸件内腔（3）铸件的结构斜度二十一、常见塑性成型生产方法及运用？方法：轧制、挤压、拉拔、自由锻、模锻、胎膜锻、板料冲压。运用：轧制：生产型材、板材和管材外，近年来还用于加工各类零件。挤压：可以得到各种截面形状的型材或零件。拉拔：主要用来制造各种细线材、薄壁管及各种特殊几何形状型材。自由锻：锻造大锻件，用于单件小批量生产。模锻：用于大批量生产毛坯和零件。胎膜锻：用于中、小批量的零件和毛坯的加工。板料冲压：用于加工工业和民用金属制品加工。二十二、塑性成型过程中金属组织和性能的变化过程？组织的变化：晶粒沿最大方向伸长，晶格扭曲并产生内应力，晶粒破碎。性能的变化：随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象称为加工硬化。 二十三、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时，由于晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，使金属的强度和硬度升高，塑性和韧性降低的现象，称加工硬化。用于加工不能进行热处理强化的金属来提高零件的承载能力。二十四、回复：随着温度的升高，可使原子的热运动加剧而得以晶格扭曲被消除，内应力明显下降，这一现象称为回复。但是回复只能消除部分加工硬化现象。二十五、再结晶：当加热温度升高到该金属的热力学熔化温度的0.4倍时，金属原子获得了更多的热能，开始以某些碎晶或杂质为核心生长成新的晶粒，致使金属的加工硬化现象完全消失，这一过程叫做再结晶。生产中通过加热的方式是加工硬化的金属产生再结晶，已恢复良好性能。二十六、纤维组织：铸锭在经变形后，个晶粒沿变形方向伸长，当变形程度很大时，多晶体晶粒、非金属夹杂物等显著地沿同一方向拉长，形成一种被拉长的纤维组织。运用于工业中塑性成型工艺，是零件具有较好的力学性能。塑性和韧性加强。二十七、金属的可锻性及其影响因素?金属的可锻性：指其经受塑性成性加工的难易程度，可用金属材料的塑性和变形抗力来衡量。影响因素：塑性越大，变形抗力越小，金属的可锻性越好。金属本身自己的化学成分和组织。外界给其的变形温度，速度，应力状态。二十八、锻模的结构结构：上模固定在锤头上，下模固定在模垫上，上下合拢，内部形成模膛构成锻件形状。模膛按其功用不同分为制坯模膛（拉拔、滚压、弯曲、切断）、预锻模特、终锻模膛。二十九、板料冲压的基本程序。可分为分离工序和变形工序。分类工序：剪切、落料和冲孔、切口、修边、剖切。变形工序：弯曲、拉伸、翻边、成形。三十、冲模的分类简单冲模：在一次冲程中，只完成一道冲压工序的冲模。连续冲模：在一次冲程中，模具的不同部位上同时完成两道或两道以上冲压工序的冲模。复合冲模：在一次冲程中，模具的同一部位上同时完成两道或两道以上冲压工序的冲模。第九章1焊接方法分类及应用。熔化焊 应用：电弧焊、气焊、电渣焊等。压力焊 摩擦焊、电阻焊钎焊 烙铁钎焊、火焰钎焊2焊接缺陷及焊接变形。缺陷：裂纹、气孔、未焊透和未熔合、烧穿、咬边、焊瘤。变形：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。3焊接接头组成及其各部分性能。焊接接头：焊缝区、熔合区、热影响区。焊接金属：是由焊接熔池结晶形成的铸态组织。熔合区：指焊缝与母材金属的交界区热影响区：是在焊接过程中，母材金属因受热的影响而发生金相组织和力学性能变化的区域。4焊条组成及其各部分作用。（1）焊芯：1是作为电极传导焊接电流，产生电弧 2是焊芯作为填充金属，与熔化母材形成焊缝。（2）药皮：1机械保护、2冶金处理、3改善焊接工艺5焊条分类（1）按用途：结构钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铁焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条、镍及镍合金焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、特殊用途焊条等。（2）按药皮熔化后形成熔渣的化学性质：酸性焊条、碱性焊。6焊接结构工艺设计（1）电弧焊接头设计1）接头形式：对接、角接、T型接、搭接。2）焊接位置设计原则：1焊缝布置尽可能分散，避免焊接交叉或