金屬工藝學(xué)復(fù)習課

1、第一章鋼鐵材料及熱處理基本知識:金屬及合金的性能、鐵碳合金及狀態(tài)圖、鋼的熱處理、常用的材料牌號及分類重點與難點：鐵碳合金及狀態(tài)圖 鋼的熱處理了解：金屬及合金的性能 其他常用的材料一、金屬及合金的性能（了解）使用性能：力學(xué)性能（機械性能）、物理性能、化學(xué)性能。工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能等。1、力學(xué)性能定義：金屬及合金在外力的作用下所表現(xiàn)出來的特性。指強度、塑性、彈性、硬度和沖擊韌性等強度: 指金屬抵抗永久變形的和斷裂的能力。主要指標：抗拉強度、屈服強度、抗壓強度等抗拉強度：斷裂前的最大拉應(yīng)力除以材料原始截面積：Fb/A0屈服強度：用s= Fs/A0 由于材料

2、的屈服點不容易測量一般用0.2表示 塑性：指材料在外力的作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。主要指標有斷后伸長率和斷面收縮率表示=L1-L0/L0 =A0-AK/A0硬度：指材料抵抗局部塑性變形的能力或抵抗被壓入的能力通常用布氏、洛氏及顯微硬度表示沖擊韌性：指材料抵抗沖擊載荷的能力。2、物理性能及化學(xué)性能物理性能指材料的密度、熔點、膨脹、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、磁性等化學(xué)性能指耐腐蝕性3、工藝性能是金屬材料適應(yīng)加工工藝要求的能力熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能等二、鐵碳合金及其狀態(tài)圖（重點）在了解鐵碳合金及其狀態(tài)圖之前的一些基本概念：鋼鐵的分類：0.022.11叫碳鋼 小于0.02叫工

3、業(yè)純鐵 2.116.69叫鑄鐵及合金鋼在鐵碳合金中碳的三種存在形式：石墨、滲碳體、固溶體鐵素體：定義、碳的溶解度及性能奧氏體：2.11 鍛造為什么要加熱的原因滲碳體：珠光體：鐵碳相圖需了解：結(jié)晶過程共析反應(yīng)及共晶反應(yīng) 各臨界點的值室溫組織亞共析鋼共析鋼過共析鋼三、鋼的熱處理（了解）熱處理：加熱、保溫、冷卻著重了解退火及正火的定義、目的淬火及回火的定義，目的四、常用的材料牌號及分類碳鋼、合金鋼及鑄鐵碳鋼：分法有三種： 含碳量：0.25 0.250.6 0.6用途：工程結(jié)構(gòu)、機械結(jié)構(gòu)及碳素工具鋼鋼的質(zhì)量：普通、優(yōu)質(zhì)（以含S、P的量分）牌號：工程結(jié)構(gòu)Q235 機械結(jié)構(gòu)兩位數(shù)字 碳素工具鋼T加數(shù)字表示

4、合金鋼：合金元素的含量 用途;合金結(jié)構(gòu)和合金工具牌號：數(shù)字+化學(xué)元素+數(shù)字鑄鐵: 按碳的存在形式分白口鑄鐵 以滲碳體形式存在 灰口鑄鐵 片狀石墨形式存在 蠕墨鑄鐵 蠕狀石墨形式存在 球墨鑄鐵 球狀石墨形式存在含碳量對鋼組織及力學(xué)性能的影響第二章：鑄造基本知識:鑄造的基礎(chǔ)知識、鑄造工藝、鑄造的缺陷重點與難點：砂型鑄造工藝、縮松及縮孔產(chǎn)生的原因及防止鑄造的定義：將熔融的金屬澆注入鑄型，凝固后獲得一定形狀和性能的鑄件的成型方法鑄造的特點： 優(yōu)點：可以生產(chǎn)復(fù)雜的零件 適應(yīng)性廣，工業(yè)上常用的金屬均可鑄造 原料來源廣泛，廢鋼、廢鐵等，生產(chǎn)成本低缺點：鑄件組織粗大，有縮松、縮孔，力學(xué)性能低 質(zhì)量不穩(wěn)定，工序

5、多，影響因素多，易產(chǎn)生缺陷，廢品率高 只適合小批量生產(chǎn)一、鑄造的基礎(chǔ)知識充型: 液態(tài)金屬充滿鑄型的過程充型能力: 液態(tài)金屬充滿鑄型，獲得完整鑄件的能力流動性： 好的流動性，易澆出復(fù)雜的零件，有利于夾雜物的上浮、有利于補縮 影響因素：主要是化學(xué)成分 純金屬，共晶成分的流動性較好澆注溫度: 澆注溫度越高，金屬的流動性好，充型能力提高，但溫度太高，收縮量大易產(chǎn)生縮孔。鑄型條件：鑄型結(jié)構(gòu) 導(dǎo)熱能力 導(dǎo)熱性越高，金屬降溫越快，流動性降低 鑄型溫度 溫度越高 提高流動性 預(yù)熱 排氣能力 砂型鑄造 透氣性好 二、鑄造工藝（一）基本概念1、型砂（石英砂） 強度：為提高強度常加水 透氣性: 透氣性不好，氣體不易

6、排出，易產(chǎn)生氣孔 耐高溫 退讓性 2、模樣及芯盒 模樣是用來制造型腔的，芯盒制芯的（制造帶孔的零件的時）材料主要是木材盒金屬 分型面：上型和下性之間的結(jié)合面，通常選擇在最大截面上（起摸） 起摸斜度： 加工余量：收縮 精加工3、工具砂舂 壓勺 提鉤 水筆等4、澆注系統(tǒng) 填充鑄型的系列通道: 澆口杯、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道 （二）整模兩箱造型的工藝  1、設(shè)計制造模樣和型芯盒，放下型箱及內(nèi)澆道，撒防粘材料2、配制并填充型砂和芯砂，用沙舂進緊實型沙）3、翻轉(zhuǎn)下型箱，撒分型沙，放好橫澆道模樣，造上箱4、扎通氣孔，修外澆道5、開箱起摸，合箱澆注分模造型、挖沙造型、活塊造型 特種鑄造：金屬型鑄造

7、、壓力鑄造、離心鑄造、熔模鑄造（了解）二、常見的鑄造缺陷1、在鑄造過程中縮松、縮孔產(chǎn)生的原因及防止辦法？ 答：縮孔產(chǎn)生的原因：鑄件在凝固冷卻期間,金屬的液態(tài)及凝固受縮之和遠遠大于固態(tài)收縮縮松產(chǎn)生的原因：由于鑄件最后凝固區(qū)域的收縮未能得到補足,或者因合金呈糊狀凝固,被樹枝狀晶體分隔開的小液體區(qū)難以得到補縮所至. 防止辦法：盡量采用近共晶成分的合金; 制定合理工藝補縮; 順序凝固: 冒口補縮;合理設(shè)計結(jié)構(gòu)等2、 變形和裂紋 原因: 結(jié)構(gòu)不合理，冷卻不均勻，退讓性差，合金焊硫磷量高防止措施： 合理設(shè)計鑄型結(jié)構(gòu)，提高鑄型的退讓性和降低合金S、P的含量第三章：鍛壓基本知識:鍛壓的基礎(chǔ)知識、鍛造

8、、沖壓 重點與難點：鍛造的組織及性能、鍛造溫度的影響為什么要對金屬進行鍛造 結(jié)合鑄造進行講解金屬鑄造后有大量的縮松，縮孔、微裂紋，組織粗大、不均勻，質(zhì)量不穩(wěn)定等鍛壓的定義: 通過外力是金屬產(chǎn)生塑性變形，以改變材料的尺寸、形狀、性能的加工方法，是鍛造和沖壓的總稱鍛造的定義：在加壓設(shè)備作用下，使金屬產(chǎn)生塑性變形，以獲得多要求鍛件的的加工方法 鍛造的特點優(yōu)點：結(jié)構(gòu)致密，晶粒細化，組織改善，強硬度，塑韌性較好 材料的利用率高缺點：表面質(zhì)量差（氧化） 不能成型復(fù)雜的零件 設(shè)備復(fù)雜、龐大，工作條件差一、鍛壓的基礎(chǔ)知識1、金屬鍛造后組織和力學(xué)性能 （1）金屬結(jié)構(gòu)致密，晶粒顯著細化，組織明顯改善（氣孔、裂紋等

9、缺陷被壓合），強硬度、塑韌性增加（2）產(chǎn)生加工硬化，晶格發(fā)生扭曲，晶粒被破碎，產(chǎn)生大量的位錯，增加滑移阻力，強硬度提高，塑韌性下降（3）鍛造后產(chǎn)生纖維組織，組織的方向性，使材料的機械性能呈方向性。2、金屬的鍛壓性能及工藝性金屬的鍛壓性能影響因素：化學(xué)成分、溫度、變形速度工藝性: 結(jié)構(gòu)設(shè)計要注意的問題，設(shè)計利于鍛壓成型，例如盡量設(shè)計成圓形及方形、形狀盡量對稱等二、鍛造1、加熱的目的加熱的目的：提高金屬的塑性，降低性變抗力，使金屬易于鍛打成型2、鍛造溫度的影響始鍛溫度的影響:溫度太高，晶粒易于聚集長大，產(chǎn)生過熱組織(粗大或反常組織)，力學(xué)性能降低，溫度過高，甚至導(dǎo)致晶界融化，易產(chǎn)生鍛碎，溫度過低，

10、形變抗力較大，不利于鍛打成型，增加加熱的次數(shù)。終鍛溫度的影響：終鍛溫度太高，未充分利用變形條件，增加加熱次數(shù)，晶粒較為粗大，溫度太低，形變抗力較大，鍛打易開裂。鍛造設(shè)備及工具（了解）空氣錘 3、基本工序鐓粗 高度不能太高 端面要平整、加熱要均勻 出現(xiàn)折疊，鐓彎、鐓歪等拔長 送盡量要合理 要翻轉(zhuǎn)90°沖孔 雙面沖和單面沖 根據(jù)零件的厚度而定彎曲三、沖壓（了解）分離工序和變形工序分離工序落料及沖孔落料是被分離的部分為成品沖孔是被分離的部分為廢料凸凹模間隙間隙大會產(chǎn)生毛刺，降低斷面質(zhì)量間隙小增加凸模與凹模與落料之間摩擦第四章：焊接基本知識:焊接的基礎(chǔ)知識、手工電弧焊、其他的焊接方法 重點與

11、難點：焊條的組成及作用，焊接參數(shù)的選擇及手工電弧焊的操作過程焊接的定義：利用加熱、加壓或兩者并用，用或不用填充材料，使焊接件達到原子結(jié)合的一種方法。特點：簡化復(fù)雜零件和大型零件的連接 可以實現(xiàn)不同金屬之間的連接 適應(yīng)性好，降低勞動強度，節(jié)省材料 缺點：焊接區(qū)質(zhì)量不穩(wěn)定，力學(xué)性能低 焊接結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生應(yīng)力和變形一、焊接的基礎(chǔ)知識1、焊接的應(yīng)力及變形產(chǎn)生原因：焊接區(qū)加熱和冷卻受到約束，不能自由收縮應(yīng)力的防止：合理的焊接順序、預(yù)熱減小溫差、焊后進行退火或正火處理變形的防止：反變形、對稱焊或倒退焊、多層多道焊、剛性固定法2、焊接材料的選用主要選用與基體材料成分相近的焊條 3、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計減小焊接工作量、焊

12、后不加工或少加工、節(jié)省材料及簡化工藝等4、焊接區(qū)的組織和性能焊縫區(qū)（形成柱狀晶體）熔合區(qū)（鑄造組織+受熱長大的粗晶過熱區(qū)正火區(qū)二、手工電弧焊1、電焊條電焊條的組成及作用組成：焊芯和藥皮作用：焊芯作為電極導(dǎo)電、填充金屬及添加合金元素。 藥皮穩(wěn)定電弧、保護焊區(qū)（造氣、造渣、脫氧、合金、粘結(jié)） 、添加合金元素。焊條的種類和編號結(jié)構(gòu)焊條J   碳鋼焊條T、不銹鋼焊條B   堆焊焊條D    鑄鐵焊條Z      低溫鋼焊條W   耐熱鋼R   

13、鎳及鎳合金N   銅及銅合金T    鋁及鋁合金L  特殊用途鋼TS藥皮種類 酸性焊條藥皮中含有多量酸性氧化物，如SiO2、TiO2、Fe2O3等。 堿性焊條藥皮中含有多量堿性氧化物，如CaO、FeO、MnO、Na2O、MgO等。酸性藥皮工藝性好，而堿性藥皮工藝性差。 堿性藥皮中有益元素多，能使焊接接頭力學(xué)性能提高。2、焊接工藝焊接工藝參數(shù)及對焊接性能的影響接頭的清理焊接位置（四種）焊接工藝參數(shù)（焊條直徑：根據(jù)焊件厚度接頭形式等、焊接電流：決定與焊條直徑及焊接速度：決定與焊接的質(zhì)量）焊接操作手工電弧焊的操作: 引弧:焊件與焊條分別連接

14、到電源的兩極，焊接時焊條和焊件瞬時電流短路，隨即提起2-4mm，引燃電弧.運條:電弧引燃后，焊件及焊條在電弧熱作用下熔化，在焊件上形成液態(tài)金屬的焊接熔池。隨著電弧的連續(xù)移動，電弧下部的金屬不斷熔化，電弧后部的液態(tài)金屬冷卻凝固，形成連續(xù)焊縫，從而把兩塊分離的工件焊接在一起3、焊接缺陷未焊透、燒穿、夾渣、氣孔、變形及裂紋三、其他焊接方法（了解）氣焊氣體保護焊電阻焊埋弧自動焊釬焊（焊劑保護）第五章：切削加工的基礎(chǔ)知識基本知識:金屬的切削過程、切削性能重點與難點：切削性能一、金屬切削過程（了解）1切削的種類帶狀、節(jié)狀、蹦碎切削2、切削力進給力（工件軸線平行）、切深抗力、（垂直與工作面）、切削力（主運動

15、方向的正投影，與切削速度方向一致）3、切削熱和切削液4、切削用量（三要素）二、切削性能1、力學(xué)性能的影響（強硬度、塑韌性）2、物理性能的影響導(dǎo)熱性3、改善途徑：熱處理第六章：鉗工基本知識:劃線、鋸削、銼削、鉆孔、攻螺紋和套螺紋重點及難點：劃線、鋸削、銼削一、線劃線劃的定義: 根據(jù)圖紙要求畫出加工界線的操作作用: 檢查毛坯的尺寸及形狀、合理分配加工余量，畫出加工加工界線作為加工依據(jù)。常用工具: 平板、劃針、劃規(guī)和劃卡、樣沖等劃線基準及操作方法二、鋸削鋸條的選用基本操作方法：鋸條的安裝、鋸削的方法（起鋸角度） 力度等三、銼削銼刀平面錯的方法: 順向、交叉及推銼。四、鉆孔鉆頭鉆孔運動擴孔及鉸孔五、攻

16、螺紋和套螺紋攻螺紋是用絲錐加工內(nèi)螺紋的操作，套螺紋是又能夠板牙加工外螺紋的操作。第七章、車削基本知識切削運動、車床及車刀， 車削加工方法及車削加工示例重點及難點：切削運動、車刀的結(jié)構(gòu)與性能，車削加工方法車削加工是指在車床上應(yīng)用刀具與工件作相對切削運動，用以改變毛坯的尺寸和形狀等，使之成為零件的加工過程。 車床主要用來加工各種回轉(zhuǎn)表面內(nèi)、外圓柱面；內(nèi)、外圓錐面；端面；內(nèi)、外溝槽；內(nèi)、外螺紋；內(nèi)、外成形表面；絲桿、鉆孔、擴孔、鉸孔、鏜孔、攻絲、套絲、滾花等工件加工表面待加工表面、已加工表面 、加工表面一、切削運動和切削量主運動是形成切削速度或主要動力的工作運動進給運動總結(jié)：使多余的材料不

17、斷被切除，從而加工出完整表面所需的切削運動車削 銑削 刨削 平面磨削主運動：工件旋轉(zhuǎn) 刀具旋轉(zhuǎn) 滑枕帶刀具往 砂輪旋轉(zhuǎn)運動進給運動：刀具橫向及縱運動工件移動 工件間歇移動工件的移動或旋轉(zhuǎn)切削用量包括切削速度、進給量和背吃刀量(切削深度)，俗稱切削三要素二、車刀1、刀具材料刀具材料應(yīng)具備的性能(1)高硬度和好的耐磨性(2)足夠的強度與沖擊韌度(3)高的耐熱性（4)良好的工藝性和經(jīng)濟性常用刀具材料碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金三、車刀組成及車刀角度由三面、二刃、一尖所組成前刀面、主后刀面、副后刀面， 主切削刃、副切削刃 刀尖車刀的主要角度有前角、后角、主偏角、副偏角 前角：前刀面與基面之

18、間的夾角，表示前刀面的傾斜程度。前角的作用：增大前角，可使刀刃鋒利、切削力降低、切削溫度低、刀具磨損小、表面加工質(zhì)量高。但過大的前角會使刃口強度降低，容易造成刃口損壞。減小前角小，切削刃強度高，散熱條件好，刀具耐用度提高，過小的前角使切削刃變鈍，切削力加大。后角：主后刀面與切削平面間的夾角，表示主后刀面的傾斜程度。其大小影響：主后刀面與工件磨擦、刀具強度、刀具鋒利強度等。后角增大，切削刃鋒利，摩擦小，但切削刃強度下降，散熱差，刀具耐用度下降；減小后角小，切削刃強度高，散熱條件好，刀具耐用度提高，但刀具摩擦加劇。四、車床（了解）組成及傳動車床附件和工件的安裝五、車削加工方法及車削加工示例車外圓車端面和臺階鉆孔和鏜孔切斷和