南理工 材料成形技術(shù)基礎(chǔ)

南理工材料成形技術(shù)基礎(chǔ)要點(diǎn)整理PAGEPAGE20第一章 緒論材料加工成形，有三個(gè)目的：獲得所需要的形狀、尺寸、精度，材料的幾何特征；獲得所需要的性能和內(nèi)部組織，材料的內(nèi)在特征；獲得所需要的表面性能和表層組織，材料的表面特征。材料加工的類型1）加工成形 2）切除/去除加工3）表面處理/加工 4）熱處理材料加工三要素：材料、能量和信息材料加工/成形的基本問(wèn)題1）形狀尺寸的控制 2）組織與性能的控制 3）缺陷控制與防止材料加工/成形的發(fā)展特點(diǎn)CAD/CAM續(xù)化；新的成形加工技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用；術(shù)與塑性加工技術(shù)；激光快速成形等；打破傳統(tǒng)的來(lái)料加工形式，材料制備與加工成形同時(shí)進(jìn)行；柔性化加工制備技術(shù)。塑性加工利用金屬材料的塑性變形特性，用工模具加金屬材料施加機(jī)械作用，使其發(fā)組織性能都同時(shí)改變。7．焊接過(guò)程中，改善凝固組織，防止粗晶產(chǎn)生的措施有：變質(zhì)處理振動(dòng)結(jié)晶動(dòng)、超聲振動(dòng)和電磁振動(dòng)。優(yōu)化焊接工藝參數(shù)何為凝固

第二章材料凝固理論宏觀意義：物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過(guò)程；微觀意義：激烈運(yùn)動(dòng)的液體原子回復(fù)到規(guī)則排列的過(guò)程。凝固需注意的問(wèn)題體積改變 （2）外形改變 （3）熵值改變（4）結(jié)構(gòu)改變過(guò)程自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)1）自由能最低原理即等溫等容條件下，體系的自由能永不增大，自發(fā)過(guò)程的方向力圖減小體系的自由能，平衡條件下體系的自由能最小。自由焓判據(jù)（吉布斯自由能判據(jù)）系自由焓降低，平衡條件下體系的自由焓最小。界面張力因?yàn)闅庀嘀性拥淖饔昧h(yuǎn)小于液相，使界面原子受的合力指向液相內(nèi)部，σJ/m2。潤(rùn)濕過(guò)冷液態(tài)金屬冷卻到冷卻到平衡結(jié)晶溫度Tm（熔點(diǎn)）時(shí)，并沒(méi)有開始結(jié)晶，而冷卻到低于Tm時(shí)，固相才開始結(jié)晶析出（形核并長(zhǎng)大，這種現(xiàn)象叫做過(guò)冷14.均質(zhì)形核 異質(zhì)形核過(guò)程，也被稱為自發(fā)形核；異質(zhì)形核是指依附在液相中某種固體表面（外來(lái)夾雜物表面或容器壁上等）形核的過(guò)程，也被稱為非自發(fā)形核。晶胚晶核根據(jù)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)模型，液態(tài)金屬中有大量大小不一近程有序排列的原子小集團(tuán)，即晶胚。當(dāng)溫度高于結(jié)晶溫度Tm

時(shí)，它們是不穩(wěn)定的，當(dāng)液態(tài)金屬具有一定過(guò)冷度以后，某些較大的原子集團(tuán)借助結(jié)構(gòu)起伏使其尺寸大于某一臨界尺寸才能稱為一個(gè)結(jié)晶核心，即晶核。形核能力在凸面上形成的晶核包含原子數(shù)最多，平面上次之，凹面上最少?？梢姡词故峭环N物質(zhì)作為形核基底，起形核能力也不同，跟界面的曲率方向和大小有關(guān)，凹面的形核能力最強(qiáng)。形核率單位時(shí)間、單位體積內(nèi)所形成的晶核數(shù)目。它用來(lái)衡量形核能力的強(qiáng)弱。形核劑的選擇條件失配度小、粗糙度大、分散性好、高溫穩(wěn)定性好小平面界面，非小平面界面平面組成，呈小平面臺(tái)階狀特征，故也稱小平面界面（。平面界面（。生長(zhǎng)方式界面結(jié)構(gòu)連續(xù)長(zhǎng)大的界面用原子的尺度來(lái)衡量是坎坷不平的，對(duì)于接納從液相沉積來(lái)是由于這種原因，其晶體長(zhǎng)大遠(yuǎn)比光滑界面容易。側(cè)面長(zhǎng)大的界面結(jié)構(gòu)為小平面的光滑界面，這種界面用原子尺度來(lái)衡量是光來(lái)的原子沉積在臺(tái)階的邊緣，依靠臺(tái)階向側(cè)面擴(kuò)展而長(zhǎng)大。溶質(zhì)再分配質(zhì)富集或者貧化的現(xiàn)象，叫做溶質(zhì)再分配。成分過(guò)冷由溶質(zhì)再分配導(dǎo)致界面前沿平衡凝固溫度發(fā)生變化而引起過(guò)冷稱為成分過(guò)冷。成分過(guò)冷對(duì)晶體生長(zhǎng)的影響成分過(guò)冷對(duì)晶體生長(zhǎng)形態(tài)的影響為：隨著成分過(guò)冷的增加，晶體的生長(zhǎng)形態(tài)從平面狀向胞狀、胞狀枝晶、柱狀枝晶和等軸枝晶發(fā)展。胞狀晶與樹枝晶明顯的區(qū)別枝的生長(zhǎng)方向與特定的晶向平行（密排、自由能問(wèn)題）偏析金屬凝固過(guò)程中發(fā)生化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。根據(jù)偏析區(qū)域的不同，可將偏析分為微觀偏析和宏觀偏析兩種。S 組元在枝晶間的最大含量R 組元在枝晶干的最小含量微觀偏析能的降低（有害相析出、弱化晶界、有利組元貧化等，所以一般考慮控制微觀偏析，使成分盡量均勻化。宏觀偏析VV形偏析、帶狀偏析、區(qū)域偏析、層狀偏析規(guī)則共晶，非規(guī)則共晶規(guī)則共晶：由金屬—金屬形成共晶體，屬于非小平面共晶；—Fe-C、Al-Si系。共晶凝固方式方式可分為共生生長(zhǎng)和離異生長(zhǎng)兩種。共生生長(zhǎng)這種兩相彼此合作生長(zhǎng)的方式，稱為共生生長(zhǎng)。共生生長(zhǎng)需要兩個(gè)基本條件：Ⅰ 出相稱為領(lǐng)先相，它可以是初生相也可以不是。Ⅱ 兩組元在界面前沿的橫向傳輸能保證等速生長(zhǎng)的要求離異生長(zhǎng)共晶又分為晶間偏析型和領(lǐng)先相呈團(tuán)球型兩類。偽共晶（共晶點(diǎn)附近的亞共晶和過(guò)共晶組織稱為偽共晶。凝固方式糊狀凝固：砂型鑄造時(shí)，固、液邊界線的間距很寬，在很長(zhǎng)一段凝固時(shí)凝固；鑄件的凝固方式由合金液—固相線溫度間隔、面溫度梯度兩個(gè)因素共同決定。在金屬型鑄造時(shí)以逐層凝固的方式進(jìn)行。充型能力控制屬的充型能力。充型能力與金屬本身的流動(dòng)能力、鑄型性質(zhì)、鑄件結(jié)構(gòu)及澆注條件有關(guān)。影響液態(tài)金屬充型能力的因素金屬性質(zhì)凝固潛熱、液相密度、比熱容、凝固溫度、熱導(dǎo)率都與充型能力有關(guān)。鑄型性質(zhì)鑄型密度、比熱容、熱導(dǎo)率，初始溫度、涂料層厚度、涂料層熱導(dǎo)率。澆注條件澆注溫度、澆注速度、澆注系統(tǒng)中的壓頭阻力損失（道的平均流速。鑄件結(jié)構(gòu)與充型能力有關(guān)。鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜（表面積大，模數(shù)小差。收縮控制液態(tài)收縮液態(tài)合金從澆注溫度降低到熔點(diǎn)所發(fā)生的體積收縮。凝固收縮合金在凝固階段的體積收縮，它取決于狀態(tài)改變和凝固溫度范圍。固態(tài)收縮固態(tài)合金因溫度降低發(fā)生的體積收縮，對(duì)鑄件的尺寸精度有影響。造應(yīng)力、變形、裂紋的主要原因?？s孔和縮松（成，也可歸納為：金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、鑄件結(jié)構(gòu)、澆注條件。應(yīng)力凝固過(guò)程中的收縮，除了產(chǎn)生縮孔、縮松外，還會(huì)導(dǎo)致凝固應(yīng)力、變形、甚至裂紋。根據(jù)產(chǎn)生鑄造應(yīng)力的原因，可將其分為：熱應(yīng)力此不能協(xié)調(diào)，相互制約的結(jié)果形成熱應(yīng)力。相變應(yīng)力具有固態(tài)相變的合金鑄件，冷卻過(guò)程中各部分發(fā)生相變的時(shí)間不一致，以及相變時(shí)比體積變化，導(dǎo)致各部分的體積和長(zhǎng)度變化的時(shí)間不一致，產(chǎn)生相變應(yīng)力。機(jī)械阻礙應(yīng)力鑄件收縮時(shí)，受澆注系統(tǒng)、冒口和本身結(jié)構(gòu)的機(jī)械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。凝固組織控制表面細(xì)等軸晶區(qū)，緊靠型壁形成外殼層，紊亂排列的細(xì)小等軸晶。柱狀晶區(qū)，自外向內(nèi)沿?zé)崃鞣较?，彼此平行排列的柱狀晶。?nèi)部等軸晶區(qū)，紊亂排列的粗大等軸晶。晶區(qū)生成的簡(jiǎn)單過(guò)程移，從而在型壁附近沉積細(xì)小晶粒，構(gòu)成表面細(xì)晶粒區(qū)；一沿晶體在與型壁垂直的單向熱流作用下，向液體中心延伸，形成柱狀晶區(qū)。值得指出的是，最初各枝晶的取向是很亂的，只有那些主干平行于熱流方向的枝致。晶體的這種相互競(jìng)爭(zhēng)、相互淘汰的生長(zhǎng)過(guò)程稱為擇優(yōu)生長(zhǎng)；處漂游到這個(gè)區(qū)域的游離晶生長(zhǎng)成新的等軸晶，最終形成內(nèi)部等軸晶區(qū)。獲得細(xì)等軸晶組織可采取的措施適當(dāng)降低澆注溫度合理運(yùn)用鑄型對(duì)液態(tài)合金的強(qiáng)烈激冷作用孕育處理動(dòng)態(tài)晶粒細(xì)化有時(shí)候想獲得平行排列的良好的磁性，可以采用定向凝固技術(shù)。焊接生產(chǎn)中的凝固過(guò)程控制1、焊接熔池特征(1)體積小，冷卻速度大。(2)過(guò)熱溫度高。(3)動(dòng)態(tài)下凝固。 (4)對(duì)流強(qiáng)烈。焊縫凝固特點(diǎn)(1)外延生長(zhǎng) (2)彎曲柱狀晶 (3)凝固界面生長(zhǎng)形式多樣性熔池凝固組織控制焊接過(guò)程中，改善凝固組織，防止粗晶產(chǎn)生的主要措施有：變質(zhì)處理。(2)(3)優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。制約著微晶玻璃形成的原因硅酸鹽熔體有巨大的溶解能力，幾乎可把任何外來(lái)的形核質(zhì)點(diǎn)溶解在本晶玻璃，反而要容易得多。硅酸鹽熔體析晶條件如果創(chuàng)造一定的條件，硅酸鹽熔體還是具備形成晶體（析晶）的條件。這就需要在熔體中創(chuàng)造非均勻形核的條件。形成非互溶液相可以實(shí)現(xiàn)析晶；（2）是使用固體顆粒形核劑；（3）通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)獲致。變質(zhì)處理：粗糙界面：光滑界面：平衡分配系數(shù)：有效平衡分配系數(shù)：的現(xiàn)象，叫做溶質(zhì)再分配。熱裂：冷裂：臨界形核功：產(chǎn)生暈圈組織的原因：第三章材料成形熱過(guò)程焊接分類焊接分為和固液相焊接熔焊卻凝固，形成一個(gè)牢固的接頭；固態(tài)焊接接頭；固液相焊接釬料和釬劑熔焊，母材不熔化，然后經(jīng)過(guò)冷卻凝固，形成一個(gè)牢固的接頭。43.電弧焊（熔焊）熱過(guò)程的一般特點(diǎn)很快。程是一種準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的過(guò)程。凝固成形熱過(guò)程的基本特點(diǎn)凝固成形的基本熱過(guò)程是將金屬材料加熱熔化到液態(tài)，然后澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，經(jīng)過(guò)冷卻凝固，獲得毛坯或零件。因此，凝固成形的基本熱過(guò)程包含加熱熔化和冷卻凝固兩個(gè)部分。沖天爐分為：1.2.3.4.爐缸區(qū)預(yù)熱區(qū)內(nèi)的熱交換特點(diǎn)(1)爐氣給熱以對(duì)流傳熱方式為主(2)傳遞熱量大(3)預(yù)熱區(qū)高度的變動(dòng)大熔化區(qū)的熱交換特點(diǎn)(1)爐氣給熱以對(duì)流傳熱為主(2)熔化區(qū)呈凹形分布(3)熔化區(qū)高度波動(dòng)大過(guò)熱區(qū)內(nèi)熱交換特點(diǎn)鐵水的受熱以與焦炭接觸傳導(dǎo)傳熱為主(2)(3)爐氣最高溫度與區(qū)域高度起決定作用材料加熱過(guò)程中的熱效率Q0Q，那么熱效率的定義η=Q/Q0。溫度場(chǎng)所謂溫度場(chǎng)是加熱和冷卻過(guò)程中，某一瞬時(shí)的溫度分布。焊接溫度場(chǎng)所謂焊接溫度場(chǎng)是指在焊接集中熱源的作用下被焊工件上(包括內(nèi)部)瞬時(shí)的溫度分布。焊接熱傳導(dǎo)的基本方程熱總是從物體的高溫部位向低溫部位流動(dòng)的，它的流動(dòng)規(guī)律服從于傅立葉(Founer)定律。qn=λdT/dn 式中λ——熱導(dǎo)率[J/（cm·s·℃）]表示某一物體的導(dǎo)熱能力。影響焊接溫度場(chǎng)的因素影響焊接溫度場(chǎng)的因素很多，其中主要的有以下幾個(gè)方面：熱源的性質(zhì)(2)焊接工藝參數(shù)(3)被焊金屬的熱物理性質(zhì)(4)焊件的板厚及形狀凝固成形溫度場(chǎng)凝固成形包含金屬材料的加熱熔化和冷卻凝固兩大過(guò)程。鑄件凝固過(guò)程中，時(shí)間，鑄件和鑄型中的溫度場(chǎng)變化。焊接熱循環(huán)長(zhǎng)段多層焊接熱循環(huán)1m以上，這樣在焊完第一層再100--200℃以下。57.短段多層焊接熱循環(huán)50—400mm生產(chǎn)率低。影響焊接熱循環(huán)的因素（1）焊件尺寸形狀的影響（2）接頭形式的影響（3）焊道長(zhǎng)度的影響 （4）焊接熱輸入的影響（5）預(yù)熱溫度的影響 （6）焊接時(shí)冷卻條件的影響焊接熔滴反應(yīng)區(qū)主要特點(diǎn)：溫度高熔滴金屬與氣體，熔渣的接觸面積大各相之間反應(yīng)時(shí)間短熔滴金屬和熔渣之間發(fā)生強(qiáng)烈混合氮與金屬的作用影響形成氣孔，提高焊縫金屬?gòu)?qiáng)度，降低塑性和韌性，引起時(shí)效脆化。除氮措施：加強(qiáng)對(duì)焊接區(qū)保護(hù)2）選用合適的焊接參數(shù)3）添加合金元素61.氫對(duì)金屬的作用影響:控氫措施：1）限制焊接材料中的含氫量清除焊絲和焊件表面上的雜質(zhì)冶金處理控制焊接參數(shù)焊后脫氫處理62.氧對(duì)金屬的作用性，耐蝕性?？匮醮胧?）純化焊接材料 2）控制焊接參數(shù) 3）脫氧焊接熔渣的作用（1）機(jī)械保護(hù)作用（2）改善焊接工藝性能 （3）冶金處理作用熔渣對(duì)金屬的氧化：擴(kuò)散氧化，置換氧化。選擇脫氧劑的原則：對(duì)氧的親和力大于金屬與氧的親和力密度小于液態(tài)金屬密度考慮脫氧劑對(duì)焊縫性能的影響及成本第四章塑性成形理論基礎(chǔ)塑性成形加工共性特點(diǎn)塑性成形/作用力和約束反力。作用力約束反力應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變狀態(tài)。變形程度—工程應(yīng)變工程應(yīng)變：絕對(duì)變形量與工件原始尺寸之比真實(shí)應(yīng)變真應(yīng)變LLl的真應(yīng)變看作是這無(wú)窮多個(gè)階段相對(duì)變形的總和屈服準(zhǔn)則Trasca屈服準(zhǔn)則: 當(dāng)物體中的最大切應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，物體發(fā)生屈服該臨界值取決于材料在變形條件下的性質(zhì)，而與應(yīng)力狀態(tài)無(wú)關(guān)。1616)2)2)2222)Cxxyyyyzzzzxxxyyzzx116()2()2()2C1223311塑性成形理論—變形機(jī)制滑移、孿生、晶界滑動(dòng)、擴(kuò)散蠕變1.滑移晶體在外力的作用下，其一部分沿著一定的晶面和該晶面上的一定晶向，相對(duì)于另一部分產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)?；频木嚯x是滑移方向上原子間距的整數(shù)倍，使大量原子從一個(gè)平衡位置滑移到另一個(gè)平衡位置，晶體產(chǎn)生宏觀的塑性變形?；扑氐木娼谢泼?，所沿的晶向叫滑移方向?；啤猄chmid定律Schmid臨界切應(yīng)力定律?；啤∠蛞蜃覯=cosfcosl稱為取向因子M硬取向M易于生產(chǎn)變形稱為軟取向。多晶體的變形特點(diǎn)約束下變形，晶粒所受的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化；各個(gè)晶粒的取向不同，受力狀態(tài)不同，造成各晶粒之間變形的不時(shí)性和不均勻性；的提前開始和晶界上變形困難，造成晶界和晶內(nèi)變形的不均勻。孿生孿生：(孿生面)的一定晶向(孿生方向)滑移與孿生滑移 孿生原子相對(duì)移動(dòng)距離： 等于 小于 變形方向一個(gè)原子間距生產(chǎn)變形的位錯(cuò)： 全位錯(cuò) 不全位錯(cuò)原子移動(dòng)方向：雙向單向/有極性變形均勻性：集中在在整個(gè)孿晶移動(dòng)部分晶體取向：不變滑移面上 帶上均勻改變/鏡面對(duì)稱開動(dòng)應(yīng)力服從：H-P關(guān)系H-P關(guān)系開動(dòng)條件服從：Schmid定律Schmid定律bcc孿生進(jìn)行；fcc擴(kuò)散蠕變狀改變，生產(chǎn)塑性變形。冷變形中金屬組織變化形成纖維組織應(yīng)變?cè)酱螅ЯＰ螤钭兓酱?。產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生晶體學(xué)擇優(yōu)取向多晶體塑性變形時(shí),雖然各晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)受相鄰晶粒的制約，但各晶粒的滑移面和學(xué)織構(gòu)晶粒超細(xì)化、甚至非晶化，形成非平衡材料性能變化：冷變形造成的金屬組織的變化，必然導(dǎo)致其性能的變化。（1）加工硬化(應(yīng)變強(qiáng)化)（2）各向異性（3）其他性能變化冷加工還會(huì)造成：密度降低，導(dǎo)電性降低，導(dǎo)熱性降低，耐蝕性變差以及磁性變化等多種物理化學(xué)性能的變化。熱變形中組織性能變化輕鑄造偏析；改善晶粒組織：相的分布形態(tài)。形成流線：成流線。沿著流線方向材料性能提高。富區(qū)。熱加工時(shí)，這些沿主應(yīng)變方向擴(kuò)展，形成帶狀。熱塑性變形的特點(diǎn)金屬在其再結(jié)晶及其以上(通常>0.5Tm)溫度進(jìn)行的加工叫熱加工。其特點(diǎn)是：1.變形溫度高，加工硬化?。?.變形抗力低、耗能少；3.塑性好；加工變形量大； 4.不易產(chǎn)生裂紋等加工缺陷但：加工精度低；組織性能不均勻性大。塑性材料在外力作用下能連續(xù)地生產(chǎn)塑性變形而不斷裂的能力影響塑性的因素內(nèi)因—材料本身的因素1.化學(xué)鍵 2.晶體結(jié)構(gòu)3.晶粒組織 一般的規(guī)律是晶粒越細(xì)，塑性越好合金相組成 一般，單相系(純金屬和固溶體)比多相系的塑性要高，固溶比化合物的塑性要高。晶體中界面結(jié)構(gòu)材料的冶金歷史化學(xué)成分有害雜質(zhì)損害塑性，微量元素提高塑性。外因—變形條件一、變形溫度二、應(yīng)力狀態(tài)三、應(yīng)變狀態(tài)討論材料塑性成形/抗力，或流變應(yīng)力。位錯(cuò)滑移必須克服平衡位置之間的能量壁壘(勢(shì)壘)，由此所造成的阻力叫點(diǎn)陣阻力溶質(zhì)原子溶入溶劑點(diǎn)陣中，造成強(qiáng)度的提高，這就是固溶強(qiáng)化。當(dāng)合金中含有細(xì)小彌散的顆粒時(shí)，就會(huì)對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)造成障礙。運(yùn)動(dòng)的位錯(cuò)必彌散強(qiáng)化。(真應(yīng)力或流變應(yīng)力)關(guān)系曲線即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，或本構(gòu)關(guān)系。第五章：凝固成形技術(shù)凝固成形優(yōu)缺點(diǎn)：（特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔（優(yōu)點(diǎn)）由于模型制造、收縮以及工藝需要等方面的原因，得到的鑄件與實(shí)際零件的（缺點(diǎn)84.白口鑄鐵FeC3因此非常脆硬，難以加工，通常用于一些可不經(jīng)加工而直接與砂、石接觸的耐磨零件。灰口鑄鐵除微量溶于鐵素體以外，絕大部分以石墨形式存在，斷口呈灰色，是應(yīng)用最廣的鑄鐵。根據(jù)石墨形態(tài)不同又可分為普通灰口鑄鐵（片狀）、蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀）、可鍛鑄鐵（團(tuán)絮狀）、球墨鑄鐵（球狀）麻口鑄鐵碳一部分以石墨形式存在，另一部分以FeC3鐵與灰口鑄鐵之間，一般工業(yè)中較少使用。澆注位置，分型面澆注位置：金屬澆注時(shí)鑄件所處的位置。分型面：砂箱間的接觸面，也是制造鑄型時(shí)取模的位置。澆注位置的選擇原則：面。因?yàn)樯媳砻嫒菀桩a(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，組織不如下表面致密。烈的熱輻射（烘烤，鑄型因熱膨脹和強(qiáng)度下降易拱起開裂，形成夾砂缺陷。足或冷隔。分型面的選擇原則便于起模，使造型工藝簡(jiǎn)化。活塊和型芯等。盡量使鑄件的全部或大部分置于同一砂箱內(nèi)，以保證鑄件精度。砂型鑄造的特點(diǎn)砂型鑄造適用范圍廣，幾乎適用于所有不同大小、結(jié)構(gòu)的零部件生產(chǎn)，盡管（如圓筒狀零件機(jī)器造型能提高造型速度及鑄型尺寸精度和質(zhì)量，適合大型鑄造廠連續(xù)大批量生產(chǎn)，廢品率低。但設(shè)備投資大，且用于工藝成熟的定型鑄件。晶粒粗大，易產(chǎn)生組織和成分的偏析，表面粗糙度大。優(yōu)點(diǎn)：鑄件尺寸精度高金屬型鑄造的限制：金屬型制造成本高、周期長(zhǎng)，不適合單件、小批量生產(chǎn)。鑄件外形，尤其是內(nèi)腔，不宜過(guò)于復(fù)雜。壁厚不宜過(guò)薄，否則容易產(chǎn)生澆不足等缺陷。用于鑄造鑄鋼等高熔點(diǎn)合金時(shí)，金屬型壽命短。壓力鑄造在30～70MPa的高壓下快速將液態(tài)或半液態(tài)金屬壓入金屬鑄型中，充型時(shí)間約為0.01～0.2s，并使液態(tài)金屬在壓力下結(jié)晶，獲得鑄件的方法。優(yōu)點(diǎn)：50～150500鑄件尺寸精度高，表面光潔（CT6～9，Ra0.4～3.2μm）。鑄件冷卻快，有在壓力下結(jié)晶，晶粒細(xì)小，鑄件強(qiáng)度、硬度較高。便于將不同材料鑲嵌在一起，實(shí)現(xiàn)一件多材質(zhì)，改善某部位的性能。不足：（壓型和壓鑄室壽命低。充型和冷卻快，厚壁處難以補(bǔ)縮，易出現(xiàn)縮松。彌散分布的微細(xì)氣泡。低壓鑄造20～70kPa將金屬液注入型腔，并在壓力下凝固獲得鑄件的方法。優(yōu)點(diǎn)：刷力小，氣體易排除。便于實(shí)現(xiàn)順序凝固，防止縮孔和縮松，尤能克服鋁合金針孔缺陷。1.5～2mm的薄壁鑄件。不用冒口，金屬的利用律可以提高到90%～98%多。熔模鑄造再將模型熔化、排出型外，從而獲得無(wú)分型面的鑄型。優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)因?yàn)轭A(yù)熱后澆注，可生產(chǎn)復(fù)雜薄壁鑄件。及難切削加工合金（如高錳鋼、磁鋼、耐熱合金等）。生產(chǎn)批量不受限制，除大批量生產(chǎn)外，也可單件生產(chǎn)。缺點(diǎn)：材料昂貴、工藝過(guò)程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長(zhǎng)4～5天造高幾倍。此外，難以實(shí)現(xiàn)全盤機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，且鑄件不能太大或太長(zhǎng)，一般為幾克到幾公斤。離心鑄造將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)（250～1500r/min）的鑄型中，使金屬液在離心力作用下充型并凝固，稱為離心鑄造。優(yōu)點(diǎn)：利用自由表面生產(chǎn)圓筒鑄件時(shí)，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，降低成本。（由表面）移動(dòng)而排除。鑄件組織致密，極少有縮孔、氣孔、夾渣等。充型能力強(qiáng)，便于流動(dòng)性差的合金及薄壁件生產(chǎn)。便于制造雙金屬鑄件。如在滑動(dòng)軸承制造中，可在鋼套上鑲鑄薄層銅襯。缺點(diǎn)：依靠自由表面形成的內(nèi)孔尺寸偏差大，內(nèi)表面粗糙。（不致密鎂合金等。另外，設(shè)備投資大，不適合單件、小批生產(chǎn)。離心鑄造是鑄鐵管、氣缸套、銅套、雙金屬軸承的主要生產(chǎn)方法，鑄件的最大重量達(dá)幾十噸；也可生產(chǎn)耐熱鋼輥道、特殊鋼無(wú)縫管坯等。鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件外形應(yīng)便于取出模型鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)使型芯數(shù)量少，并有利于型芯的固定和排氣鑄件應(yīng)有結(jié)構(gòu)斜度普通灰口鑄鐵80（鐵素體及珠光體片狀石墨組成。球墨鑄鐵和應(yīng)力集中作用大為減輕，因此，其力學(xué)性能與灰鑄鐵相比，得到很大提高。蠕墨鑄鐵可鍛鑄鐵鑄鋼便于采用鑄—焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)制造形狀復(fù)雜的巨大鑄件，因此鑄鋼在重型機(jī)械中尤為重要（優(yōu)點(diǎn)）鑄鋼的熔點(diǎn)高、流動(dòng)性差、體積收縮大，易產(chǎn)生熱裂、冷裂等缺陷，其鑄造性能比鑄鐵差。（缺點(diǎn)）第七章：焊接成形技術(shù)手工電弧焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)（缺點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：手工電弧焊的簡(jiǎn)便靈活，適應(yīng)性強(qiáng)，主要表現(xiàn)在室內(nèi)，室外條件下均可采用，長(zhǎng)、短焊縫都能適應(yīng)，各種焊接位置都可以焊接。實(shí)際上，只要焊條所能達(dá)到的任何位置的接頭都可以焊接，甚至包括位置受限制的管子背面接頭(盲區(qū)接頭)、對(duì)多數(shù)焊接方法來(lái)說(shuō)那是難以達(dá)到的部位，如果采用帶彎的焊條也可以進(jìn)行焊接。缺點(diǎn)：手工電弧焊對(duì)焊工的操作技術(shù)要求較高，焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術(shù)。此外，手工電弧焊勞動(dòng)條件差，生產(chǎn)率低。因此，手工電弧焊適用于焊接單件或小批量產(chǎn)品，短的和不規(guī)則的、各種空間位置的以及其它不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化焊接的焊縫。可焊工件厚度在1．5mm以上，1mm以下的薄板則不適于手工電弧焊。焊條藥皮的主要作用1.保護(hù)作用2.冶金作用3.使焊條具有良好的工藝性能。埋弧自動(dòng)焊原理在焊絲與焊件之間燃燒的電弧是埋在顆粒狀焊劑下面的。電弧熱將焊絲端埋弧自動(dòng)焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)生產(chǎn)率高由于可用較大焊接電流，加上焊劑與熔渣的隔熱作用熔深也大。不開坡口單面一次焊，熔深可達(dá)20mm。焊縫質(zhì)量高熔渣隔絕空氣的保護(hù)效果好。熔池金屬與熔化的焊劑之裂紋的可能性。勞動(dòng)條件好既無(wú)弧光輻射又無(wú)煙塵，勞動(dòng)環(huán)境好。鎢極氬弧焊原理鎢極氬弧焊是在惰性氣體——?dú)鍤獾谋Ｗo(hù)下，利用鎢電極與焊件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(如果使用填充焊絲)的一種氣體保護(hù)焊方法。焊接時(shí)氬氣從焊槍的噴嘴連續(xù)噴出，在電弧周圍形成惰性氣體保護(hù)層隔絕空氣，防止對(duì)鎢極，熔池以及鄰近熱影響區(qū)的有害影響，從而獲得優(yōu)質(zhì)接頭。鎢極氬弧焊按操作方式分為手工焊和自動(dòng)焊兩種。鎢極氬弧焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）)有效地隔絕電弧周圍空氣。因而可成功地焊接易氧化、氮化及化學(xué)活潑性強(qiáng)的有色金屬、不銹鋼和各種合金。直流正極性電弧()的焊接電流(<10A)下仍可穩(wěn)定燃燒，特別適用于薄板，超薄板的焊接。接。不通過(guò)電弧，故不會(huì)產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。不足之處：鎢電極承受電流能力有限，所以熔深淺，熔敷率小，生產(chǎn)率低。焊接所用惰性氣體()(氣體保護(hù)焊)相比，生產(chǎn)成本較高。清理工作要求嚴(yán)格。(低沸點(diǎn))3mm(壓力容)(沸點(diǎn))和易蒸發(fā)的鉛、錫、鋅等金屬則難以焊接。由于鎢電極承受電流能力有3mm(力容器和管道)要求焊透的坡口打底焊、全位置焊和窄間隙焊也可采用鎢極氬弧焊。熔化極氣體保護(hù)焊原理熔化極氣體保護(hù)焊用連續(xù)送進(jìn)的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲與母材金屬于，通過(guò)焊槍噴嘴輸送保護(hù)氣體，使電弧、熔化焊絲、熔池及其附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。從焊槍連續(xù)送進(jìn)的焊絲不斷熔化以熔滴形式過(guò)渡到熔池中去，與熔化的母材金屬融合形成焊縫金屬。優(yōu)點(diǎn)：由于熔化極氣體保護(hù)焊對(duì)焊接區(qū)保護(hù)簡(jiǎn)單、方便、明弧無(wú)渣、焊接區(qū)便于觀察，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化焊接和進(jìn)行全位置焊接，而且生產(chǎn)率高(因?yàn)槭褂玫暮附z電流密度大、熔敷率高)，因此在生產(chǎn)中日益廣泛地被采用。熔化極氬弧焊的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）銅合金以及不銹鋼等材料。用于焊接厚板鋁、銅等金屬時(shí)生產(chǎn)率比鎢極氬弧焊高，焊件變形也小。常采用直流反接，焊接鋁及鋁合金時(shí)有良好的陰極霧化作用。焊絲熔滴過(guò)渡類型自由過(guò)渡焊接熔池。因條件不同，自由過(guò)渡又分為：滴狀過(guò)渡 2)噴射過(guò)渡短路過(guò)渡 較小焊接電流下氣體保護(hù)焊的熔滴過(guò)渡形式就屬于這一種?；旌线^(guò)渡。在一定條件下，熔滴過(guò)渡不是單一形式，而是自由過(guò)渡和短路滴過(guò)渡形式就屬于這一種。CO2氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：1)生產(chǎn)率高。2)成本低。3)能耗低。4)適用范圍廣。5)抗銹能力強(qiáng)。6)明弧無(wú)渣，熔池便于監(jiān)視和控制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。CO2焊熔滴過(guò)渡特點(diǎn)過(guò)渡形式有滴狀過(guò)渡、短路過(guò)渡和潛弧射滴過(guò)渡三種。CO2焊的飛濺CO路過(guò)渡后電弧再引燃時(shí)，產(chǎn)生對(duì)熔池過(guò)大沖擊力而使液體金屬濺出。焊的飛濺措施冶金方面主要是采用合適的焊絲〔如降低焊絲含碳量〕和保護(hù)氣體成分。適宜的焊絲和焊件表面的清理(除銹和油污)可減少因液體金屬內(nèi)部冶金反應(yīng)生成的CO氣體膨脹爆炸而引起的飛濺。工藝方面速度和短路峰值電流的選擇。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊原理基本原理與普通熔化極氣體保護(hù)焊一樣，這種焊接方法是一種氣、渣聯(lián)合保護(hù)CO2CO2+Ar混合氣體。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：與普通熔化極氣體保護(hù)焊相比，它的主要區(qū)別就在于焊絲內(nèi)部裝有焊劑混合物。焊絲熔敷速度快，熔敷效率(85％~90％)和生產(chǎn)率都較高(比手工電弧焊高3—5倍)?；瘜W(xué)成分。焊更強(qiáng)。這是因?yàn)楹附尤鄢厥艿紺O2渣兩方面保護(hù)的缺點(diǎn)：(由低碳鋼或低合金鋼皮制成)容易銹蝕，外皮所包的粉劑容易吸潮。使用前，藥250~300縫中引起氣孔。藥芯焊絲氣體保護(hù)焊用途電阻焊原理接方法。按所用電流波形分有交流、直流和脈沖電流三大類。點(diǎn)焊原理焊件局部熔化，形成焊點(diǎn)的方法。點(diǎn)焊方法分類按供電方式可分為：?jiǎn)蚊纥c(diǎn)焊、雙面點(diǎn)焊和間接點(diǎn)焊。按一次形成的焊點(diǎn)數(shù)可分為：?jiǎn)吸c(diǎn)點(diǎn)焊，雙點(diǎn)點(diǎn)焊和多點(diǎn)點(diǎn)焊。按焊接電流波形可分為：工頻點(diǎn)焊、電容儲(chǔ)能點(diǎn)焊、直流沖擊波點(diǎn)焊、三相低頻點(diǎn)焊和次級(jí)整流點(diǎn)焊?？p焊原理連續(xù)或斷續(xù)送電，從而產(chǎn)生一連串熔核相互搭疊的密封焊縫的電阻焊方法?？p焊方法分類按通電和工件運(yùn)動(dòng)方式縫焊方法可分為三類。連續(xù)縫焊2)斷續(xù)縫焊3)步進(jìn)縫焊凸焊凸焊是在一個(gè)焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個(gè)或多個(gè)凸起點(diǎn)，使其與另一焊件表凸焊基本類型1.單點(diǎn)、多點(diǎn)凸焊2.環(huán)焊3.T形焊4.滾凸焊5.線材交叉凸焊對(duì)焊原理把兩焊件端部相對(duì)放置并沿軸線對(duì)準(zhǔn)，利用焊接電流加熱方法。對(duì)焊方法分類分為電阻對(duì)焊和閃光對(duì)焊兩類。摩擦焊原理狀態(tài)，然后迅速頂鍛加壓，完成焊接的一種壓力焊方法。摩擦焊方法分類根據(jù)工件相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)軌跡可分為旋轉(zhuǎn)摩擦焊和軌道摩擦焊給方式可分為連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊和慣性摩擦焊兩種。