金属工艺学复习指南

1、金属工艺学复习指南金属材料导论一、金属材料机械性能的物理意义1、主要性能指标：2、弹性变形分塑性变形之间的关系二、金属和合金的晶体结构与结晶1、晶格类型：体心立方、面心立方、密排六方2、结晶过程：晶核形成晶核长大晶粒3、晶粒大小：形核率长大率 自发形核、外来晶核变质处理控制晶粒大小 过冷度控制冷却速度固溶体4、合金基本相：化合物混合物三、铁碳合金1、铁碳合金的基本组织A高温产物APF 固溶体F室温产物Fe3C 化合物Fe3CP 机械混合物2、铁碳合金状态图来源分析：点：关键温度成份点线：共析、共晶反应线面：各区域的相组织应用：铸造合金的流动性、收缩性锻造锻造温度范围的确定焊接焊接热影响区组织变

2、化分析第一篇金属的液态成形一、合金的铸造性能流动性合金的铸造性能：液态收缩形成缩孔、缩松顺序凝固收缩性凝固收缩固态收缩形成应力、产生变形同时凝固二、铸件的生产灰口铸铁铸铁孕育铸铁可锻铸铁石墨的形态、大小、分布区别球墨铸铁金属基体的组织铸件生产蠕墨铸铁铸钢流动性差、收缩大1、合金铸造性能对铸件质量的影响缩孔、缩松的形成原因及其防止措施顺序凝固原则铸造应力的形成过程及其改善措施同时凝固原则铸造变形与裂纹的形成及防止措施判断铸造应力性质及变形方向：应力性质厚部受拉，薄部受压变形方向厚部内凹，薄部外凸2、石墨化影响石墨化的主要因素：化学成份、冷却速度3、改善普通灰口铸铁质量的主要途径第二篇金属的塑性成

3、形一、塑性变形对组织和性能的影响1、塑性变形的本质和特征。2、塑性变形后的金属组织和性能变化过程。纤维组织塑性变形加工硬化回复与再结晶再结晶组织晶粒细化二、金属的可锻性冷变形与热变塑性1、可锻性的概念：变形抗力2、影响可锻性主要因素及提高可锻性的主要工艺措施内在因素化学成份组织状态加热到单相A 区可锻性变形温度加热进行热变形锻造温度外部条件变形速度脆性材料、低速锻造应力状态三向压应力状态塑性最好，但变形抗第三篇材料的连接成形氧化、氮化、氢化严重一、弧焊的冶金过程特点：元素烧损严重二、焊接接头金属组织与化学反应剧烈化学反应不能充分进行性能的变化： 1、焊接金属2、焊接热影响区。焊缝金属 铸态树状

4、粗晶半熔化区铸态组织过热区过热粗晶热 影 响正火区再结晶细晶部分相变区晶粒大小不均三、焊接应力与变形1、焊接应力变形形成的原因快速地不均匀加热和冷却，至使各部分冷却收缩不一致。2、应力与变形对焊接质量的影响3、减少焊接应力与变形的工艺措施。反变形法焊前预热减少变形加余量法减少应力焊后退火处理刚性夹持法合理的焊接次序选择合理焊接次序第六篇金属切削加工的基础知识一、金属切削的基础知识1、切削时金属的变形规律切屑的收缩a、收缩系数： = 1反映金属变形程度b、减少金属变形的措施：增大前角提高切削速度增大切削厚度ac（或扩大进给量）减少切削时与刀具间的摩擦已加工表面加工硬化a、产生原因：塑形变形b、切

5、削加工的影响：硬度增加、韧性下降，表面残余应力，裂纹存在。c、改善措施：合理选择刀具几何角度合理选择切削用量加冷却润滑液积屑瘤a 积屑瘤的形成原因：切屑底层金属粘附堆积。b 积屑瘤的特征：时大时小、时有时无、中速时产生。C积屑瘤对加工的影响：保持刀片增大前角，降低切削力影响加工质量d 避免措施： 中速以外切削加润滑液2、切削力的变化规律切削力的合成与分解切削用量主要素对切削力的影响a、V 的影响：低速切屑变形大、 Fz 大中速受积屑瘤影响高速切屑变形小，Fz 小b、ap 与 f 的影响： ap、 f 、 Ac、 Fz，但程度不同ap 的影响大于f 的影响结论 1、从切削力与切削热的观点出发，在

6、保证一定生产率的前提下，（ap·f=A C为常数，不变），减少 ap，扩大 f 有利于降低切削力 。3、切削热的变化规律切削热与切削温度的概念切削热切削耗能的转换与释放：变形热、摩擦热切削温度刀具切削区域的平均温度，取决于切削热的产生、切削热的传散影响切削温度的因素a、V- 影响最大b、ap 与 f ：ap， f ， T，但影响小于a。Ac=ap·f不变时， ap引起 T的程度小于f结论 2：从切削热与切削温度的观点出发；在保证一定生产率的前提下，增大 ap，减少 f ，有利于切削温度的降低。c、工件材料、刀具角度、冷却润滑降低切削温度的措施：减少切削热的产生加速切削热的传

7、散4、刀具的磨损规律刀具磨损限度与刀具耐用度的概念刀具从开始切削一直到磨损量达到磨损限度为止的切削总时间 。影响刀具耐用度的因素切削用量三要素对刀具耐用度的影响V 最大， f次之， ap 最小5、切削用量的选择原则粗加工：首先选取大的切削深度ap，其次选取尽可能大的进给量f ，最后在机床动力，工具耐用度的允许下，选取尽可能大的切削速度V。原因： 1、粗加工即要保证生产率，又要保证一定的刀具耐用度。2、刀具耐用度的影响因素，按其影响程度次序为V f ap。二、工艺过程的基本知识1、工件定位的六点定则（六点定位原理）2、工件定位的方式：合理定位方式（1、完全定位 2、不完全定位）不合理定位方式（欠

8、定位） ，不确定（超定位）3、定位基准的选择原则定位基准：粗基准、精基准定位基准选择原则a 粗基准：以不加工表面为粗基准以加工余量要求均匀的表面为粗基准以余量和公差最小的表面为粗基准以光洁、平整、装夹稳定可靠的表面为粗基准粗基准避免重复使用b 精基准：基准重合原则基准统一原则以精度高、装夹稳固可靠的表面为精基准4、工艺路线的拟定确定加工方案：（外圆、孔、平面的加工方案）加工顺序的安排加工阶段的划分5、工艺过程的制定内容：工序号、工序名称、工序内容、加工简图、设备加工简明扼要图中以粗实线表示该工序加工表面；加工简图中以“”符号指定定位基准。思考题一、基本术语：1、晶粒2、晶格3、晶胞4、合金5、

9、组元6、相7、固溶体8、金属化合物9、机械混合物10、奥氏体11、渗碳体12、珠光体13、铁素体14、共析反应15、共晶反应16、同素异构转变17、缩孔18、缩松19、石墨化20、塑性变形21、冷变形22、热变形23、回复24、再结晶25、加工硬化26、可锻性、锻造比27、冲孔28、落料29、剪切30、冲裁31、热影响区32、已加工表面33、切削面积34、切削厚度35、切削宽度36、切削用量三要素37、积屑瘤38、切削温度39、刀具磨损限度40、刀具耐用度41、刀具寿命42、工件的定位43、工件的安装44、生产过程45、工艺过程46、工序47、生产类型48、生产纲领49、完全定位50、粗基准二

10、、基本概念1、弹性变形与塑性变形2、理论结晶温度与实际结晶温度及过冷度3、共析转变与共晶转变4、加工硬化与固液强化5、缩孔与缩松6、凝固与收缩7、顺序凝固原则与同时凝固原则8、凝固收缩与固态收缩9、冷变形与热变形10、回复与再结晶11、冲孔与落料12、切削层几何参数与切削用量三要素13、切削热与切削温度14、刀具磨损与刀具耐用度15、生产过程与工艺过程16、工件的定位与夹紧17、完全定位与不完全定位18、粗基准与精基准19、加工阶段与加工顺序三、基本理论金属材料机械性能指标的物理意义。1、金属及合金的结晶理论2、铁碳合金状态图3、合金的铸造性能4、石墨化程度与铸造组织与性能5、金属塑性变形的基

11、本理论与可锻性6、焊接接头金属组织与性能的变化7、焊接应力与变形8、金属切削过程中的四大变化规律9、工件的定位原理与定位基准的选择10、工艺过程的拟定的基本问题四基本问题1-1. 什么叫过冷度？过冷度对结晶过程有什么影响？1-2. 晶粒的粗细对金属的机械性能有什么影响？1-3. 什么叫因素异构转变？同素异构现象对不变金属的组织与性能有何作用？1-4. 什么是固溶强化？固溶强化对合金的性能有何影响？与加工硬化相比，有何不同？2-1. 钢和铸铁在成分和组织上有什么主要区别？2-2. 铁碳合金状态图在热加工中有何用途？试举例说明。3-1. 铸造合金的充型性受哪些因素的影响？如何改善铸造合金的充型性能？4-3. 提高灰口铸铁机械性能的主要途径是什么？试举例加以说明5-1. 经过冷变形和热变形后的金属组织与性能各有什么特点？5-2. 热变形过程中是否有加工硬化现象产生？5-3.