材料的工艺性能

1、1.3 材料的工艺性能,工艺性能是指材料在成形过程中，对某种加工工艺的适应能力，它是决定材料能否进行加工或如何进行加工的重要因素。 材料工艺性能的好坏，会直接影响机械零件的工艺方法、加工质量、制造成本等。 按工艺方法不同，材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。,1.3.1 切削加工性能,反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。 切削加工性能一般用切削后的表面质量(以表面粗糙度高低衡量)和刀具寿命来表示。 影响切削加工性的因素很多： 主要有材料的化学成分、组织、硬度、韧性、导热性和形变硬化等。 此外，切削刀具的几何

2、形状、耐磨性、切削速度等因素也影响切削加工性。,金属材料具有适当的硬度(170HBS-230HBS)和足够的脆性时切削性良好。 改变钢的化学成分(如加入少量铅、磷等元素)和进行适当的热处理(如低碳钢进行退火，高碳钢进行球化退火)可提高钢的切削加工性能。 如切削铜、铝等有色金属时，切削力小，切削很轻快； 切削碳钢就比合金钢容易些； 切削不锈钢和耐热合金等困难就很大，刀具磨损也比较严重。,1.3.2 锻造性能,金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。 锻造性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。 塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。反之则差。 金属的锻造性能取决于金属的本质和加工条件

3、。 碳钢的含碳量越低，锻造性能越好；随温度的升高，金属的锻造性能提高。,1.3.3 铸造性能,铸造性能是指铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力，反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度。 用流动性、收缩性和偏析来衡量。 流动性是指熔融材料的流动能力。 主要受化学成分和浇注温度的影响，流动性好的材料容易充满铸型型腔，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件；,收缩性是指铸件在冷却凝固过程中其体积和尺寸减少的现象，铸件收缩不仅影响其尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷； 偏析是指铸件内部化学成分和显微组织的部均匀现象，偏析严重的铸件其各部分的力学性能会有很大差异，降低

4、产品质量。 常用金属中灰铸铁的铸造性能好。,1.3.4 焊接性能,金属材料对焊接加工的适应性称焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 评价焊接性的指标： 一是焊接接头产生缺陷的倾向性； 二是焊接接头的使用可靠性。 在机械工业中，焊接的主要对象是钢材。 含碳量是焊接性好坏的主要因素。 低碳钢和含碳量低于0.18%的合金钢有较好的焊接性能，含碳量大于0.45%的碳钢和碳质量分数大于0.35%的合金钢的焊接性能较差。,含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越差。 低碳钢的焊接性最好，各种焊接方法都可获得优良的焊接接头。中、高碳钢随含碳量的增加，焊接性变坏，通常需要采取焊前预热

5、和焊后热处理等措施。,1.3.5 热处理性能,热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和产生热处理缺陷的倾向. 主要包括淬透性、回火稳定性、回火脆性及氧化脱碳倾向性和淬火变形开裂倾向性等。 其中主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。 含锰、铬、镍等合金元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性较差。 铝合金的热处理要求较严，它进行固溶处理时加热温度离熔点很近，温度的波动必须保持在5以内。铜合金只有几种可以用热处理强化。,1.4 材料的经济性能,材料的经济性能是指在满足使用性能的前提下，选用零件材料时尽量选用价格比较便宜的材料，注意降低零件的总成本。 材料的经济性能主要从以下几个方面考虑： 1.材料本身价格应低 通常情况下材料的直接成本为产品价格的30% - 70% 。,材料的相对价格,2. 材料加工费用应低 非金属材料（如塑料）加工性能好于金属材料，有色金属的加工性能好于钢，钢的加工性能好于合金钢。 材料的加工费用应从以下几个方面考虑： （1) 成型方法 在满足零件性能要求的前提下，能铸代锻，能焊代锻。 （2) 加工工艺路线 （