1、金屬工藝學(xué)講義緒論一. 概念: . 1）純金屬：一般有光澤，易導(dǎo)電和傳熱有延性的一類物質(zhì)。 1.金屬 2）合金：a：2種金屬元素。 b：金屬與非金屬組成具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)。 2.工藝：對(duì)各種原材料、半成品進(jìn)行加工、裝配或熱處理使之成為產(chǎn)品的方法與過程。 3.金屬工藝學(xué)：是一門研究制造金屬機(jī)件的工藝方法的綜合性技術(shù)科學(xué)。第一篇、金屬材料及熱處理小結(jié)一、 金屬材料的性能1、力學(xué)性能：強(qiáng)度、 剛度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度。 屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、布氏硬度、洛氏硬度 2、物理、化學(xué)性能 鑄造性能： 流動(dòng)性、收縮性3、工藝性能 可鍛性： 塑性、變形抗力 焊接性： 接合性能、使用性

2、能切削加工性；二、碳合金相圖1、體心立方晶格1原子結(jié)點(diǎn)晶格晶胞晶格類型 2、面心立方晶格 =單晶體=多晶體3、密排六方晶格晶格缺陷：點(diǎn)、線、面缺陷 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變 不斷形核 實(shí)際結(jié)晶溫度1、純金屬的結(jié)晶 冷卻曲線 過冷度形核不斷長(zhǎng)大 理論結(jié)晶溫度.影響晶粒大小的因素是什么？ 1化學(xué)成分1組元 2、二元合金 2穩(wěn)定化合物 2相；液相、純金屬、固溶體、金屬化合物 2金屬 3、二元?jiǎng)蚓鄨D：成分變化規(guī)律和杠桿定律 1、F 1、工業(yè)純鐵 2、A 4、鐵碳合金相圖 3、Fe3C= 2、鋼 4、P 5、Ld 3、生鐵3、鋼的分類（按化學(xué)成分和用途） 1普通碳素鋼 低碳鋼：Wc0.25% 中碳鋼：Wc<

3、0.6% 碳素鋼 按含碳量分 高碳鋼：Wc>0.6% 2優(yōu)質(zhì)碳素鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼 按用途分 易切鋼 碳素工具鋼 碳素彈簧鋼 1按合金含量分 低合金鋼：W合金總5% 中合金鋼：5%W合金總10%高合金鋼：W合金總>10% 低合金結(jié)構(gòu)鋼合金鋼 合金結(jié)構(gòu)鋼 合金彈簧鋼2按用途分 合金工具鋼 高速工具鋼 不銹鋼要求：常用鋼的組織、性能、用途、牌號(hào)要掌握。幾個(gè)常用的牌號(hào)Q235-A 20CrMnTi 60Si2Mn HT200 W18Cr4VQ345 45 ZGMn13 T10A 08F QT600-2KTH370-121.鋼中的雜質(zhì)元素有哪些？一般認(rèn)為有害元素是哪些？答：鋼中的雜質(zhì)元素有：C

4、、Si、Mn、P、S等； 一般認(rèn)為有害元素是：P、S。2.幾個(gè)常用的牌號(hào) Q235-A 20CrMnTi 60Si2Mn HT200 W18Cr4V Q345 45 ZGMn13 T10A 08F QT600-2KTH370-12材料所屬的種類牌 號(hào)用 途優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的低碳鋼08沖壓件優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的中碳鋼45小軸碳素工具鋼T10A車刀頭碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235螺栓常用低合金結(jié)構(gòu)鋼Q345橋梁構(gòu)件高速鋼W18Cr4V車刀頭合金滲碳鋼20CrMnTi汽車變速箱齒輪合金彈簧鋼60Si2Mn彈簧普通灰鑄鐵HT200機(jī)床床身球墨鑄鐵QT600-2小型內(nèi)燃機(jī)曲軸耐磨鋼 ZGMn13 坦克履帶黑心可鍛鑄鐵KTH3

5、70-12建筑扣件三、鋼的熱處理 1、概念：加熱、保溫、冷卻。 室溫組織P 1、析鋼共A化 A化的形成過程 1、鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 2、亞共析鋼A化 723-650 3、過析鋼共A化 650-600 1、P的轉(zhuǎn)變 600-550 等溫冷卻 2、B氏的轉(zhuǎn)變B上、B下2、原理 3、M氏的轉(zhuǎn)變230以下 2、鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變 連續(xù)冷卻；爐冷、空冷、水冷、油冷 1、退火：完全退火、球化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火 2、正火3、分類 普通熱處理 3、淬火 4、回火；低溫回火、中溫回火、高溫回火 注：概念、分類、工藝、組織、性能、用途 1、表面淬火化學(xué)熱處理 2、化學(xué)熱處理1簡(jiǎn)述回火的種類及相應(yīng)的組織和用途

6、？ 1.概念 1化合態(tài)：Fe3C 2.C的存在形式 2游離態(tài)：G 1 鑄鐵 1普通灰鑄鐵： G片 1灰鑄鐵 2 蠕墨鑄鐵： G蠕 3可鍛鑄鐵： G團(tuán) 四常用鑄件的生產(chǎn) 4球墨鑄鐵： G球 3.分類 2白口鑄鐵 1球化處理 3麻口鑄鐵 2 孕育處理 2 鑄鋼 1簡(jiǎn)述普通灰口鑄鐵的力學(xué)性能？ 鑄造部分小結(jié) 一鑄造概念 1概念 2性能：透氣性、砂型強(qiáng)度、耐火性、退讓性。 1.造型材料 1粘土砂：濕型砂、干型砂。 3分類： 2水玻璃砂 3油砂、合脂砂、樹指砂。 1手工造型 1概念： 1.砂型鑄造 2.造型方法 2機(jī)器造型 2特點(diǎn)： 1手工造型 二鑄造分類 3.造芯方法 2機(jī)器造型 3應(yīng)用： 1熔模鑄造

7、：4低壓鑄造7連續(xù)鑄造 2金屬鑄造：5離心鑄造 2特種鑄造 3 壓力鑄造：6陶瓷鑄造 1澆注溫度 1流動(dòng)性 影響因素 2化學(xué)成分 3鑄型條件 1鑄造性能 1 液態(tài)收縮 1澆注溫度 2收縮性 2 凝固收縮 影響因素 2化學(xué)成分 三鑄造材料的性能 3固態(tài)收縮 3鑄型條件 1.縮孔與縮松 2鑄造缺陷 2 鑄造應(yīng)力 1形成條件及防止辦法 3.變形 2定向凝固和同時(shí)凝固 4裂紋 1.概念 1化合態(tài)：Fe3C 2.C的存在形式 2游離態(tài)：G 1 鑄鐵 1普通灰鑄鐵： G片 1灰鑄鐵 2 蠕墨鑄鐵： G蠕 3可鍛鑄鐵： G團(tuán) 四常用鑄件的生產(chǎn) 4球墨鑄鐵： G球 3.分類 2白口鑄鐵 1球化處理 3麻口鑄鐵

8、 2 孕育處理 2 鑄鋼 1 2 1澆注位置 3 4 1 2分型面的選擇 2 五鑄件工藝圖的繪制 3 3型心的設(shè)計(jì) 1 2 4鑄造工藝參數(shù) 3 拔模斜度： 4 1砂型鑄造 1鑄造方法 1概念：鑄件結(jié)構(gòu)與 2 特種鑄造 的關(guān)系 2合金性能 六鑄件結(jié)構(gòu)工藝性 2鑄件結(jié)構(gòu)與砂型鑄造的關(guān)系 3鑄件結(jié)構(gòu)與特種鑄造的關(guān)系 4鑄件結(jié)構(gòu)與合金性能的關(guān)系P1364.下列鑄件在大批量生產(chǎn)時(shí),應(yīng)選哪種鑄造方法?鋁活塞: 金屬型鑄造 車床床身 砂型鑄造 摩托車氣缸蓋 金屬型鑄造 氣缸套 離心鑄造 大模數(shù)齒輪銑刀 熔模鑄造 鑄鐵暖氣片砂型鑄造 汽車?yán)? 壓力鑄造 汽輪機(jī)葉片 熔模鑄造 縫紉機(jī)頭 砂型鑄造 大口徑球墨鑄

9、鐵管 離心鑄造 5. 為什么盡量選擇共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金作為鑄造合金?答：因?yàn)楣簿С煞只蚪Y(jié)晶間隔窄的合金沒有枝晶或枝晶少所以流動(dòng)性好；二是共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金沒有凝固收縮或凝固收縮少所以收縮小；所以盡量選擇共晶成分或結(jié)晶間隔窄的合金作為鑄造合金。鍛壓部分小結(jié)一 概念：塑性成形 二 分類：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、模鍛、板料沖壓。 1）單晶體的滑移和孿生。 1 變形實(shí)質(zhì) 2）多晶體。 1 組織 2 冷態(tài)下 3 特點(diǎn)：加工硬化 2 組織和特點(diǎn) 組織 再結(jié)晶組織 三金屬的塑性變形 熱態(tài)下 纖維組織 特點(diǎn) 各向異性 3 冷變形 再結(jié)晶 熱變形 1） ó 化學(xué)成分 4 金屬的可鍛性

10、 金屬的本質(zhì) 2）影響因素 組織 變形溫度 變形條件變形速度應(yīng)力狀態(tài) 鍛壓：鍛造、沖壓。 1概念： 自由鍛 1）基本工序：鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、彎曲、擴(kuò)孔 2工序 2）輔助工序 3）修整工序 1概念： 1）拔長(zhǎng) 制坯模膛 2）滾壓 四鍛造工藝 3）彎曲 模鍛 2 模膛 4）切斷 預(yù)鍛模膛 終鍛模膛 3模鍛工藝 分模面的選擇 1概念： 扣模 胎模鍛 彎曲模 2 胎模種類 套筒模 、 合模 1概念： 分離工序：剪切、落料、沖孔、切口。 2基本工序 五板料沖壓 變形工序：彎曲、拉伸、成形、翻邊。 簡(jiǎn)單沖模 3沖模 連續(xù)沖模 復(fù)合沖模 六結(jié)構(gòu)工藝性：自由鍛、模氣鍛、沖壓件，焊接部分小結(jié)一、概念：通過加熱或

11、加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法，叫焊接。二、分類 氣焊 電弧焊：手弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊 熔焊 電渣焊 等離子弧焊 電子束焊 電阻焊：點(diǎn)焊、縫焊、對(duì)焊分類 壓焊 摩擦焊 爆炸焊 擴(kuò)散焊 超聲波焊 硬釬焊 釬焊 軟釬焊三、焊條電弧焊1、電弧焊的冶金特點(diǎn)：（1）反應(yīng)區(qū)溫度高；（2）金屬熔池體積小 2、手弧焊焊條由焊芯和藥皮兩部分組成。 1）焊芯作為電弧焊的一個(gè)電極，與焊件之間導(dǎo)電形成電弧。導(dǎo)電。 在焊接過程中不斷熔化，并過渡到移動(dòng)的熔池中，與熔化的母材共同結(jié)晶形成焊縫。填充金屬。 2）焊條藥皮 1)作用 a）對(duì)熔池造成有效的氣渣聯(lián)合保護(hù)； b）使熔池內(nèi)

12、金屬液脫氧、脫硫以及向熔池金屬中滲合金，提高焊縫的力學(xué)性能； c）起穩(wěn)弧作用，以改善焊接的工藝性） 酸性焊條 2)焊條藥皮的種類） 堿性焊條用于質(zhì)量要求高的結(jié)構(gòu)件的焊接3)組成（P184） a）穩(wěn)弧劑 b）造渣劑 c）造氣劑d）脫氧劑e）合金劑 f）粘結(jié)劑3、焊接接頭的金屬組織和性能的變化溫度范圍:大于熔點(diǎn)L 組織:鑄造晶粒滲合金焊縫區(qū) 性能:抗拉與塑性不低于母材可用調(diào)整化學(xué)成分及改變結(jié)晶形態(tài)以改善性能溫度范圍: 1400 1250(固液相之間)熔合區(qū) 組織: 化學(xué)成分和組織不均勻.鑄態(tài)組織+過熱粗晶粒 性能: 塑性差、強(qiáng)度低是產(chǎn)生裂紋及局部脆性破壞的發(fā)源地溫度范圍: 1250 1100過熱區(qū)

13、 組織:晶粒嚴(yán)重長(zhǎng)大有粗大奧氏組織 性能: 塑性、韌性降低。熱裂紋多發(fā)生在此處力性最差溫度范圍:1100 900熱影響區(qū) 正火區(qū) 組織:生相變重結(jié)晶，空冷得到細(xì)晶粒（ F+P）性能:度塑性均提高，綜合性能好 溫度范圍: 900700部分相變區(qū)組織: 晶粒大小不均性能: 力學(xué)性能不均勻（1）焊接應(yīng)力與變形的原因 焊接時(shí)局部加熱是焊件產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形的根本原因。 1收縮變形 2角變形4、焊接應(yīng)力與變形 3彎曲變形（ 2）焊接變形的基本形式 4波浪變形 5扭曲變形5、金屬材料的焊接性1焊接性的概念：獲得優(yōu)質(zhì)接頭所采取工藝措施的復(fù)雜程度。（1）接合性能2衡量標(biāo)準(zhǔn)（2）使用性能3影響因素: 影響金屬材料焊接性的主要因素是母材的化學(xué)成分。低碳鋼>中碳鋼>高碳鋼>鑄鐵6.各種焊接方法的選擇 焊接方法的選擇，應(yīng)根據(jù)材料的焊接性、焊件厚度、生產(chǎn)批量、產(chǎn)品質(zhì)量要求、各種焊接方法的適用范圍以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件等綜合考慮決定。各種焊接方法特