材料力學(xué)復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)

1、名師精編優(yōu)秀資料鑄造（金屬液態(tài)成形）：將液態(tài)金屬澆入與零件形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以獲得毛坯或零件的工藝方法。鑄造分類(lèi)：砂型鑄造和特種鑄造。2.金屬液態(tài)鑄造優(yōu)點(diǎn)：1.金屬液態(tài)成形最適合制造形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛皮。成形適應(yīng)性廣，鑄件大小不受限制。3.金屬液態(tài)成型成本低。4.對(duì)于某些塑性很差的材料,液態(tài)成形是制造其零件或毛坯的唯一成形工藝。充型能力及影響因素、液態(tài)合金的凝固與收縮充型能力：液體金屬充滿(mǎn)鑄型型腔，獲得尺寸精確、輪廓清晰的成形條件的能力。（合金的種類(lèi)、化學(xué)成分）；2.澆鑄；3.鑄型充填條件對(duì)充型能力的；4鑄件結(jié)構(gòu)對(duì)充型能力的影響充型能力的影響因素：1.合

2、金的流動(dòng)性對(duì)充型能力的影響 條件對(duì)充型能力的影響（澆注溫度、充型壓力、澆注系統(tǒng)） 影響（鑄型蓄熱系數(shù)、鑄型溫度、鑄型的發(fā)氣和透氣能力）（折算厚度、復(fù)雜程度） 液態(tài)金屬的凝固方式：逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固。影響凝固的主要因素：合金的結(jié)晶溫度范圍、鑄件的溫度梯度。合金的收縮：在合金從液態(tài)冷卻至室溫的過(guò)程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。收縮的三個(gè)階段：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮。影響收縮的的因素：化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)與鑄型條件。白口鑄鐵、灰鑄鐵白口鑄鐵：白口鑄鐵中所含的碳，除極少量溶于鐵素體外，其他全部以Fe3C形式存在，斷口呈銀白色，故而稱(chēng)為白口鑄鐵。（性能硬而脆，很難機(jī)械加工）灰鑄鐵：

3、灰鑄鐵中碳除微量溶于鐵素體外，大部分或全部以石墨形式存在，因斷口呈暗灰色而得名?；诣T鐵分類(lèi)：按鑄鐵中石墨形態(tài)不同可分為：普通灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵；按基本組織不同又可分為：鐵素體灰鑄鐵、鐵素體-珠光體灰鑄鐵、珠光體灰鑄鐵。影響灰鑄鐵組織和性能的因素：硫和硅的影響、硫和萌的影響、磷的影響、冷卻速度的影響 鑄鋼的鑄造工藝特點(diǎn)：1.鑄鋼用砂要具有高耐火性、良好的透氣性和退讓性；2.鑄鋼要安放冒口和冷鐵，以實(shí)現(xiàn)定向凝固； 3.必須嚴(yán)格控制澆注溫度，防止其過(guò)高或過(guò)低；4.鑄鋼件的熱處理。砂型制造的的分類(lèi)：手工造型、機(jī)器造型（震壓造型、微振壓實(shí)造型、高壓造型、拋砂造型） 機(jī)器制芯方法：射芯機(jī)

4、、殼芯機(jī)特種鑄造的方法：金屬型鑄造、熔模鑄造、壓力鑄造、低壓鑄造、陶瓷型鑄造鑄造成形的方案選擇：1.澆注位置的確定（考慮原則：1鑄件的重要加工面和受力面應(yīng)朝下或位于側(cè)面；2鑄件的大平面應(yīng)朝下）；2.分型面的選擇（考慮原則：1.分型面的選擇應(yīng)保證 模樣能順利從模型中取出，這是確定分型面最基本要求；2應(yīng)盡量使鑄件的全部、或大部置于同一砂箱，以保證鑄件的尺寸精度；3盡量減少分型面的數(shù)量，選擇平面分型；4為了便于造型、下芯、合箱及檢驗(yàn)鑄件壁厚，應(yīng)盡量使型腔及主要型芯位于下箱）機(jī)械加工余量：在鑄件加工表面上留出的以準(zhǔn)備切削去除的金屬層厚度，稱(chēng)為機(jī)械加工余量。起模斜度：為了在造型和制芯時(shí)便于起模， 以免損

5、壞砂型和型芯，在模樣、 芯盒的起模方向 留有一定的斜度。鑄造圓角：在設(shè)計(jì)和制造模樣時(shí)，相交壁的交角要做成圓角，以防止鑄件交角處產(chǎn)生黏砂、縮孔、裂紋等缺陷。這種圓角稱(chēng)為鑄造圓角。鑄造收縮率：鑄件在凝固和冷卻過(guò)程中會(huì)發(fā)生收縮而造成各部分尺寸縮小。為了使鑄件的實(shí) 際尺寸符合圖樣要求，在制作模樣和芯盒時(shí)，模樣和芯盒的制造尺寸應(yīng)比鑄件放大一個(gè)該合 金的線收縮率。這個(gè)線收縮率稱(chēng)為鑄造收縮率。型心：型心是鑄型的一個(gè)重要組成部分，型心的功用是形成鑄件的內(nèi)腔、孔洞的形成復(fù)雜阻礙起模部分的外形。芯頭：是型芯的定位、支撐和排氣的部分。澆注系統(tǒng)的組成：澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道澆注系統(tǒng)的常見(jiàn)類(lèi)型：封閉式澆注系統(tǒng)、

6、開(kāi)放式澆注系統(tǒng)冒口（明冒口和暗冒口）：在鑄型中設(shè)置的一個(gè)儲(chǔ)存金屬液的空腔冒口主要作用：在鑄件凝固收縮過(guò)程中， 提供由于鑄件體積收縮所需要的金屬液，對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)縮，防止鑄件產(chǎn)生縮孔等缺陷。鑄造工藝圖：利用各種工藝符號(hào)，把制造模樣和鑄型所需要的資料，直接繪在零件圖上。金屬塑性成形：利用金屬的塑性，使其改變形狀、尺寸和改善性能，獲得具有一定形狀和尺寸大小的原材料、毛坯或零件的成形方法。（包括鍛造、沖壓、壓制、擠壓、拉拔等）冷變形后金屬的組織與性能：1 晶粒沿變形最大的方向被拉長(zhǎng)、性能趨于各向異性；2晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生冷變形強(qiáng)化；3晶粒擇優(yōu)取向，形成變形織構(gòu)；4殘余內(nèi)應(yīng)力。冷變形后金屬在加熱時(shí)

7、組織與性能的變化：回復(fù)、再結(jié)晶熱變形后金屬的組織與性能 ：1金屬的致密度提高；2組織細(xì)化，力學(xué)性能提高；3出現(xiàn)鍛造流線，金屬性能呈現(xiàn)異向性。影響合金成的因素：1.合金的成分及組織（1化學(xué)成分；2金屬組織）；2.變形條件（1變形 溫度；2變形溫度；3應(yīng)力狀態(tài)；4坯表面質(zhì)量）自由鍛造:指用簡(jiǎn)單的通用性工具或在鍛造設(shè)備上下砧間直接使坯料變形獲得所需的幾何形狀及其內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的鍛造方法。自由鍛造的基本工序：敦粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、切割、鍛接、錯(cuò)移等。模膛鍛造：利用模具使坯料變形而獲得模鍛件的鍛造方法。模膛鍛造分類(lèi)：按模具類(lèi)型模鍛可分為開(kāi)式模鍛、閉式模鍛、多向模鍛。錘上模鍛根據(jù)其功用可分類(lèi)為 ：1.制

8、坯模膛（拔長(zhǎng)模膛、液壓模膛、彎曲模膛）；2模鍛模膛（預(yù)鍛模膛、終鍛模膛）曲柄壓力機(jī)：采用曲柄連桿作為工作機(jī)構(gòu)的壓力機(jī)稱(chēng)為曲柄壓力機(jī)。曲柄壓力機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：1曲柄壓力機(jī)結(jié)構(gòu)剛度大， 作用到鍛件上的不是沖擊力而是靜壓力， 因此無(wú)震動(dòng)、噪聲?。?曲柄壓力機(jī)在滑塊的一次行程中即可完成一個(gè)工步變形，生產(chǎn)率高；3組合模具制造簡(jiǎn)單，易于變換。曲柄壓力機(jī)的主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，不能完成拔長(zhǎng)、液壓等工步，生產(chǎn)截面較大的 長(zhǎng)軸類(lèi)鍛件時(shí)需用周期變截面軋制坯料或以輥鍛制坯。模鍛鍛造工藝：1繪制模鍛鍛件圖（1分模面、2加工余量、模鍛公差和工藝余塊、 3,模鍛斜 度、4圓角半徑）2確定模鍛工步（長(zhǎng)軸類(lèi)、餅塊類(lèi)）；3

9、坯料計(jì)算；4選擇模鍛裝備；5模 鍛的后續(xù)工序。沖壓工藝：使板料經(jīng)分離或成形而得到制件的工藝稱(chēng)為沖壓工藝。沖壓工藝特點(diǎn)：可沖制形狀復(fù)雜的零件，且廢料較少；產(chǎn)品具有足夠高的精度和較低的表面粗糙度，互換性好；能獲得重量輕，材料消耗少，強(qiáng)度和剛度較高的零件；操作簡(jiǎn)單，工藝過(guò)程便于機(jī)械化和自動(dòng)化，生產(chǎn)率高，成本低。沖壓成形的基本工序：分離工序和變形工序分離工序：切斷、沖裁（1落料與沖孔的變形分離過(guò)程（彈性變形、塑性變形、斷裂分離）；2模具間隙（模具間隙是影響落料與沖孔質(zhì)量的主要因素、模具間隙是模具壽命的主要因素）；3模具刃口尺寸的確定（落料模人口尺寸的確定、沖孔模刃口尺寸確定）；4沖裁力的確定；5沖裁件

10、的排樣（沖孔件的排樣、落料件的排樣）、整修。變形工序：彎曲、拉深（拉深件質(zhì)量影響因素：1.凹凸模的圓角半徑；2.凹凸模間隙；3.拉深系數(shù)；4.壓邊力）、翻邊、縮口、壓肋、脹形。沖模的分類(lèi)：簡(jiǎn)單模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模焊接方法分類(lèi)：熔焊（將焊件接頭部位加熱至融化狀態(tài)，不加壓力而完成焊接的方法）、壓焊（必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱）而完成焊接的方法）、釬焊（采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料， 將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度， 利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法）。焊接方法的主要特點(diǎn)：1節(jié)省材料，減輕構(gòu)件重量；2簡(jiǎn)化復(fù)雜零件和大型零件的制造工藝；3

11、適應(yīng)性好；4能滿(mǎn)足特殊連接要求；5.降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件。 焊接方法應(yīng)用：1.制造金屬結(jié)構(gòu)件；2.制造機(jī)器零件和工具；3修復(fù) 焊接電?。涸诰哂幸欢妷旱碾姌O與焊件之間的氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。焊接電弧的構(gòu)造 （從上至下依次）：焊條、陰極區(qū)、電弧、陽(yáng)極區(qū)、焊件電弧焊電源（電弧焊機(jī)）應(yīng)滿(mǎn)足要求：1適當(dāng)?shù)目蛰d電壓以保證引??；2提供電弧工作電壓，保證電弧穩(wěn)定燃燒；3在焊接過(guò)程中，當(dāng)電弧長(zhǎng)度變化時(shí)，焊接電流能相應(yīng)的變化，有自調(diào) 節(jié)作用；4.焊接過(guò)程出現(xiàn)短路時(shí)，輸出電壓降為零，能提供并控制短路電流；5能適應(yīng)不同厚度的不同材料的焊接要求，電參數(shù)可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。熔焊冶金特點(diǎn)：1.反應(yīng)區(qū)

12、溫度高于一般的冶金溫度，熔化金屬與熔渣結(jié)束面積大，冶金反應(yīng) 激烈；2.熔池小而冷卻速度快，液態(tài)金屬存留時(shí)間短；3.冶煉條件差，有害氣體容易進(jìn)去熔池，形成缺陷，使焊縫金屬的塑性韌性顯著下降。焊條的選用原則：工件的力學(xué)性能和化學(xué)成分、工件的工作條件和使用性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件焊接接頭組織與性能： 焊縫區(qū)（焊縫金屬力學(xué)性能下降）、熔合區(qū)（塑性差、強(qiáng)度低、脆性 大，易產(chǎn)生焊接裂紋和脆性斷裂，是焊接接頭最薄弱環(huán)節(jié)之一）、熱影響區(qū)（過(guò)熱區(qū)（塑性韌性差，焊接接頭的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)）、正火區(qū)（焊接接頭組織中最好的區(qū)域）、部分相變區(qū)（鐵 素體和細(xì)晶粒珠光體的混合組織，晶粒大小不一，故該力學(xué)性能稍差）。焊接應(yīng)力與變

13、形的產(chǎn)生：焊接過(guò)程的局部加熱導(dǎo)致被焊結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的溫度不均勻，除引起接頭組織和性能不均勻外，還會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形。焊接變形的基本形式：收縮變形（工件整體尺寸減小，包括焊縫的縱向和橫向收縮變形）、角變形（焊縫截面上下不對(duì)稱(chēng)或受熱不均勻時(shí)，焊縫因橫向收縮不均勻引起角變形）、彎曲變形（焊縫在結(jié)構(gòu)上不對(duì)稱(chēng)分布，使得焊縫的縱向收縮不對(duì)稱(chēng)，引起工件向一側(cè)彎曲）、波浪變形（焊接薄板結(jié)構(gòu)時(shí)，焊接應(yīng)力使得薄板失去穩(wěn)定性）、扭曲變形（對(duì)多焊縫和長(zhǎng)焊縫結(jié)構(gòu)，因焊縫在橫截面上分布不對(duì)稱(chēng)或焊接工藝不合理）。防止和減少焊接變形的措施：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí)， 焊縫的位置應(yīng)盡量對(duì)稱(chēng)于結(jié)構(gòu)中性軸；在保證結(jié)構(gòu)有足夠承載能力

14、的條件下，盡量減少焊縫的長(zhǎng)度和數(shù)量）、焊接工藝（反變形法、剛性固定法、合理安排焊接次序、焊前預(yù)熱和焊后緩冷、焊后熱處理）、焊后矯形處理（機(jī)械矯形、火焰矯形）。電阻焊：將焊件組裝后通過(guò)電極施加壓力，利用電流通過(guò)接頭的接觸面及鄰近區(qū)域所產(chǎn)生的電阻熱進(jìn)行焊接的方法。（特點(diǎn)：焊接速度快、變形小、焊接生產(chǎn)率高、勞動(dòng)條件好、操作 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化、不需要填充金屬，但電阻焊設(shè)備比較復(fù)雜、耗電量大，對(duì)接頭形式和可焊厚度有一定限制）電阻焊分類(lèi)：點(diǎn)焊（適用于薄板搭接接頭）、縫焊（薄板、密封性容器的焊接）、對(duì)焊（電阻 對(duì)焊、閃光對(duì)焊）。摩擦焊：利用焊件表面相互摩擦所產(chǎn)生的熱，使端面達(dá)到熱塑性狀態(tài)，然后迅速頂壓

15、，完成焊接的一種焊接方法。釬焊：焊接過(guò)程中工件不熔化，而依靠熔點(diǎn)低于工件的釬料熔化、填充來(lái)完成連接。釬焊分類(lèi)：軟釬焊（釬料熔點(diǎn)低于 450度的釬焊，適用于受力很小且工作溫度低的工件，常用釬料為錫鉛釬料，常用加熱方法為烙鐵加熱）、硬釬焊（釬料熔點(diǎn)在 450度以上的釬焊為硬釬焊，接頭強(qiáng)度高、工作溫度也高，用于受力部件的連接，常用釬料為銀基釬料、銅基釬 料、鋁基釬料和鎳基釬料，常用加熱方法為火焰加熱、爐內(nèi)加熱、鹽浴加熱、高頻加熱和電 阻加熱）釬焊主要特點(diǎn)：焊接溫度低，工件組織性能變化小，焊接變形小，可以焊接不同成分、不同 厚度、不同尺寸的工件，而且焊縫尺寸精確，一般無(wú)需焊后加工。金屬材料的焊接性的概

16、念：金屬材料的焊接性是指金屬材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性，即在一定的焊接工藝條件（焊接方法、焊接材料、焊接工工藝參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式）下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接 頭的難易程度。焊接性的概念包括的內(nèi)容：一，結(jié)合性能，即在一定的焊接工藝條件下，一定的金屬形成焊 接缺陷的敏感性；二，使用性能，即在一定焊接工藝的條件下，一定金屬的焊接接頭對(duì)使用 要求的適應(yīng)性。金屬材料焊接性的評(píng)定方法 ：（1）實(shí)驗(yàn)法；（2）碳當(dāng)量法（碳當(dāng)量越高，鋼材焊接性就越差 ） 碳鋼：低碳鋼（碳當(dāng)量低，淬硬傾向小，塑性好，所以低碳鋼焊接性能良好，不需特殊工藝 措施，都可獲得優(yōu)良的焊接接頭）；中碳鋼和高碳鋼（由于含碳量高，導(dǎo)熱性差，塑性差， 熱影響區(qū)淬硬傾向以及焊縫產(chǎn)生裂紋、氣孔的傾向嚴(yán)重，所以高碳鋼焊接性很差） 膠接：通過(guò)表面粘合方法將同物質(zhì)或