《金属材料与加工》word版

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1、金属材料与加工 杨晓晨金属材料与加工班级： 054111 姓名： 杨晓晨 目录 金属材料与加工1一、金属材料的力学性能3二、金属与合金的晶体结构4三、金属与合金的结晶4四、铁碳合金5五、钢的热处理7六、合金钢10七、铸铁11十、铸造12十一、锻压14十二、焊接与热切割16十三金属切割加工基础17一、金属材料的力学性能1. 静荷载：若荷载的大小不变或变动很慢。2. 强度：指金属材料在静荷载作用下抵抗变形和断裂的能力。3. 强度指标：弹性极限，屈服点与屈服强度，抗拉强度。4. 硬度：是指金属抵抗局部弹性变形、塑性变形、压痕或划痕的能力。是衡量金属材料软硬程度的指标。5. 塑性：金属发生塑性变形但不

2、破坏的能力。指标：伸长率和断面收缩率。6. 常用硬度试验方法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。布氏硬度能反映平均硬度，但不宜测试成品或薄片金属的硬度；洛氏硬度操作迅速、简便，可直接读出硬度，压痕小，但精确度较差，须多次测量；维氏硬度可测软硬金属，可测薄零件，但效率较低。7. 冲击韧性：金属材料在冲击载荷作用下，抵抗破坏的能力。注：在一次冲击载荷下测得。8. 金属的疲劳断裂：零件在这种交变荷载作用下经过长时间工作也会发生破坏的现象。9. 疲劳强度：把材料在无数次交变载荷作用下而不破坏的最大应力值。二、金属与合金的晶体结构10. 晶体：原子规律排列的物质，而非晶体其内部原子不具有规律排列。11. 结

3、晶：若凝固后的固态物质是晶体，则这种凝固过程称为结晶。12. 晶核：这种最先形成的，作为结晶核心的微小晶体。13. 晶体的三大特征：在晶体中，原子（或分子）在三维空间作用规则的周期性的重复排列，晶体具有规则的外形；晶体具有固定的熔点；晶体具有各向异性。14. 常见的固态金属都是晶体。具有金属光泽、良好的导电性、导热性和塑性。15. 金属晶格三种类型：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。16. 组元：组成合金的独立的、最基本的单元，简称元。17. 相：合金中凡是结构、成分和性能相同并且与其他部分由界面分开的均匀组成部分。18. 相的结构可分为固溶体和金属化合物。19. 固溶体：合金在有液态

4、结晶为固态时，组元间会互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其它组元的新相。固溶体可分为：置换固溶体和间隙固溶体。20. 固溶体的溶剂：晶格与固溶体相同的组元。其它组元称为溶质。21. 置换固溶体分为有限固溶体和无限固溶体，一般随着温度升高，固溶度增加，反之则降低。间隙固溶体都是有限固溶体。22. 固溶强化：由于溶质原子溶入溶剂晶格后引起晶格畸变，使其塑性变形的抗力增大，因而使得合金的强度、硬度升高的现象。23. 金属化合物：在合金相中，各组员的原子按一定的比例相互作用生成的晶格类型和性能完全不同于任意组元，并且有一定金属性质的新相。24. 合金化合物的熔点高，性能硬而脆，常作为强化相来发挥

5、作用。25. 单晶体：指具有一致结晶位相的晶体，表象出各向异性，每个单晶体叫做晶粒。晶粒与晶粒间的界面叫做晶界。26. 晶界缺陷：使原子排列规律受到破坏，表现出原子排列的不完整性。27. 按晶格缺陷的集合特征可将其分为三类：空位和间隙原子（点缺陷）、位错（线缺陷）、晶界和亚晶界（面缺陷）。三、金属与合金的结晶28. 凝固：一切物质从液态到固态的转变过程。29. 结晶：若凝固后固体物质是晶体，则这种凝固过程称为结晶。30. 热力学定律：在等压条件下，一切自发过程都是朝着系统自由能降低的方向进行。31. 理论结晶温度：纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下（即平衡条件下）结晶的温度。 过冷现象：实际结晶

6、温度低于理论结晶温度的现象。过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值。32. 液体金属的冷却速度越快、实际结晶温度就越低，即过冷度越大，过冷是金属结晶的必要条件。33. 纯金属的结晶规律：在一定的温度下结晶，需要过冷，结晶是由潜热放出，结晶的过程是不断形成晶核和晶核不断长大的过程。34. 晶核的形成方式：自发形核和非自发形核。35. 晶粒是构成金属晶体的最小单位，晶粒与晶粒之间的接触面叫晶界。36. 细化晶粒是使金属强韧化的有效途径。金属结晶后的晶粒大小取决于结晶时的形核率N和晶核的长大速率G（N/G越大越好）。细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理（孕育处理）、附加震动、降低浇注速度。37.

7、变质处理：在液态金属结晶前加入一些细小的被称为变质剂的某种物质，以增加形核率或降低长大速率，从而细化晶粒的方法。38. 金属的同素异构转变：金属在固态下随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变化。39. 纯铁的结晶和同素异构转变的过程。P2140. 合金相图：表示在平衡条件下，合金的成分、温度与组织之间关系的简明图表，又称合金平衡图或合金状态图。41. 枝晶偏析：在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象叫枝晶偏析，原因：冷却速度比较快，固态下原子扩散又很困难固溶体内部的原子扩散来不及充分进行。解决方法：均匀退货。+L1538+42. 二元合金相图：理解右图各相区，相线的意思。 基本类型：

8、匀晶相图、共晶相图、包晶相图和共析相图。+L纯铁-Fe（体心立方晶体）1394912 -Fe（体心立方晶格）-Fe（面心立方晶格）四、铁碳合金43. 铁素体（F）：碳溶入-Fe中的间隙固溶体称为铁素体。强度和硬度较低，塑性、韧性良好，显微组织呈亮白色等轴多边形晶粒。44. 奥氏体（A）：碳溶入-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体。具有良好的塑性和低的变形抗力，易受压力加工，显微组织：明亮的多边形晶粒，但晶界较平直。A为非磁性相。45. 渗碳体（Fe3C）：铁与碳组成的金属化合物。性能硬而脆，硬度很高，塑性几乎为零。46. FeFe3C相图 47. FeFe3C相图中主要特性点 48. FeFe3C相

9、图中主要特性线特性线名称含 义ACD液相线此线以上为液相（L），缓冷至液相线时，开始结晶AECF固相线此线以下为固相ECF共晶线发生共晶转变，生成莱氏体（Ld）。共晶反应式为：LcLdPSK共析线A1发生共析转变，生成珠光体（P）. 共析反应式为：ASPESAcm碳在-Fe中的溶解度曲线PQ 碳在-Fe中的溶解度曲线GSA3奥氏体铁素体转变线49. 含碳量对碳钢力学性能的影响50. 杂质元素：有益元素锰的脱氧能力较好能清除钢中的FeO，硅的脱氧能力比锰强;硫导致热脆现象，磷导致冷脆现象。51. 碳钢的分类：低碳钢 中碳钢和高碳钢。52. 有害杂质的含量多少克分为：普通质量钢、优质钢、高级优质钢

10、特级优质钢。53. 低温莱氏体（Ld）是有P和 共晶Fe3C组成。54. 珠光体（P）：铁素体和渗碳体片层相间的机 械混合物（共析体）。55. 莱氏体（Ld）是液相结晶出A和Fe3C组成机械混合物（共晶体）。56. 一次渗碳体（Fe3C）：wc4.3的合金冷却到CD线温度时开始结晶出渗碳体，称为一次渗碳体。57. 二次渗碳体（Fe3C）：随着温度降低，碳在奥氏体中的溶解度沿着Acm线减少，由奥氏体中析出的渗碳体，称为二次渗碳体。58. 共晶转变：指一定成分的液相在一定的温度下，同时结晶出两种不同固相的转变。59. 共析转变：一种固溶体中同时生成两种或多种晶体相的相变过程。五、钢的热处理60.

11、钢的热处理：指钢在固态下，采用适当方式进行加热、保温和冷却，以改变钢的内部组织结。 普通热处理：退火、正火、淬火、回火 61. 热处理 表面淬火: 感应淬火、火焰淬火 表面热处理 接触电阻加热淬火、激光淬火 化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属等62. 过冷碳钢的过冷奥氏体等温转变图，了解不同冷却方法得到的不同组织。63. 共析钢的奥氏体化过程：奥氏体形核、奥氏体长大、残余渗碳体溶解、奥氏体的均匀化。64. 奥氏体的晶粒越细，其强度、塑性、韧性也较好。1-4级为粗晶粒度、5-8级为细晶粒度、8级以上为超细晶粒度。65. 实际晶粒度：指在某一定具体热处理或加热工件下，实际获得的奥氏体晶粒度。

12、66. 本质晶粒度：讲钢加热到93010，保温8h冷却后测得晶粒度为本质晶粒度。67. 奥氏体晶粒度的热处理工艺：加热处理保温处理加热速度原始组织68. 钢热处理后的组织和性能是由冷却过程决定的。常用的冷却方式：等温冷却、连续冷却。69. 过冷奥氏体：在A1温度以下暂时存在的、处于不稳定状态的奥氏体。70. 共析钢珠光体型转变产物的特性比较71. 贝氏体转变产物的特性比较组织名称符号形成温度/组织形态硬度（HRC）上贝氏体B上550350羽毛状4045下贝氏体B下350230黑色针状455572. 贝氏体的性能主要取决于铁素体条（片）粗细、铁素体中碳的过饱和量和渗碳体（或碳化物）的大小、形状和

13、分布。73. 炉冷得到珠光体、空冷得到索氏体、油冷得到托氏体+马氏体、水冷得到马氏体+残留奥氏体。74. 临界冷却速度：只发生马氏体转变的最小冷却速度。75. 马氏体（M）：碳在-Fe中过饱和固溶体。组织形态：板条状和片状。马氏体的强度和硬度主要取决于马氏体中的碳含量。随着碳含量的增加。马氏体的强度与硬度也随之增高。低碳的板条状马氏体不仅有较高的强度与硬度，同时还有良好的塑性与韧性。76. 残留奥氏体：马氏体转变不能进行到底，即使过冷到Mf一下温度，任由一定量的奥氏体存在，这部分奥氏体称为残留奥氏体。77. 预备热处理：为消除坯料或半成品的某些缺陷或为后续的切削加工和最终热处理做组织准备的热处

14、理。78. 最终热处理：为使工件获得所要求的使用性能的热处理。79. 退火：将钢加热到适宜温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。80. 完全退火：是将钢加热到Ac3以上30-50，保温一定时间后，随炉缓慢冷却到600以下，在出炉空冷的一种热处理工艺。目的：细化晶粒，均匀组织，降低硬度以利于切削加工，并充分消除内应力。81. 等温退火：是将钢加热到Ac3以上30-50（亚共析钢），保温适当时间后，较快的冷却到Ar1以下某温度，等温一定时间，使奥氏体发生珠光体转变，然后再空冷至室温的退火工艺。82. 球化退火：是将钢加热到Ac1以上20-30，充分保温后，以缓慢的冷却速度至600以下，在出

15、炉空冷的退火工艺。目的：使珠光体内的渗碳体及二次渗碳体都呈球状或粒状分布在铁素体基体上，从而消除或改善片状渗碳体的不利影响。83. 均匀退火：是将钢加热至Ac3以上150-200，长时间（10-15h）保温，然后缓慢冷却的退火工艺。目的：消除钢中化学成分偏析和组织不均匀的现象。84. 去应力退火：是将钢加热至Ac1一下某一温度（一般为500-600），保温后缓冷到200，再出炉空冷。目的：消除工件的残留应力，以稳定工件尺寸，避免使用或加工产生变形或开裂。85. 正火：是将钢加热到Ac3或Acm以上30-50，保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺，特点：完全奥氏体化和空冷。86. 退

16、火和正火的目的：一般认为硬度在170-230HBW范围内的钢材，其可加工性最好消除内应力，防止加工时变形、开裂（正火）正火比退火的生产周期短，耗能少，成本低，效率高，操作简便（退火）细化晶粒，均匀组织，为最终热处理做组织准备提高塑性、韧性，便于塑性加工。87. 淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上某温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺，目的：得到马氏体。88. 淬火温度：亚共析钢的淬火温度为Ac3以上30-50，共析钢和过共析钢的淬火温度为Ac1以上30-5-。加热时间：加热升温和保温两部分。淬火介质：常用水或油。89. 单介质淬火：将加热奥氏体化的钢件放入

17、一种淬火介质中连续冷却至试问的淬火方法。90. 双介质淬火：将加热奥氏体化的钢件先浸入冷却能力较强的介质中快速冷却至300左右，立即转入另一种冷却能及较强的介质中缓慢冷却的淬火方法，称为双介质淬火。91. 马氏体分级淬火：将加热奥氏体化的钢件先浸入温度在Ms点附近的恒温液态介质（盐浴或碱浴）中，保温一定时间，待工件内外温度趋于一致后，在取出空冷，以获得马氏体组织的淬火方法。92. 冷处理：将钢淬火冷却到室温后，继续在一般制冷设备或低温（-70-80）介质中冷却的热处理工艺。93. 淬透性：指在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。影响的主要因素：过冷奥氏体的稳定性，即临界冷却速度的大小

18、。94. 淬硬性：指钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。钢中碳含量越高，淬硬性越好，淬硬性和淬透性无关。95. 淬火缺陷：硬度不足与软点（原因：淬火加热温度过低、淬火介质的冷却能力不够、钢件表面氧化脱碳；措施：重新淬火，在此前要退火或正火）淬火变形和开裂（原因：淬火冷却应力过大；措施：合理选择钢材与正确设计零件结构、合理地锻造与预备热处理、采用正确的浸入淬火介质的方式、淬火后几时回火。96. 回火：钢件淬硬后，再加热到Ac1点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。目的：获得工件所需要的性能消除淬火冷却应力，降低钢的脆性稳定工件组织和尺寸。97. 淬火钢的组织转

19、变的四个阶段：马氏体的分解（400，组织：回火索氏体）。98. 再结晶：新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。+99. 回火温度：低温回火（250，目的：保持淬火后的高硬度和高耐磨性，降低淬火应力和脆性，提高塑性和韧性）中温回火（350-500，组织：回火托氏体，主要用于吃力各种弹性元件及热锻模）高温回火（500-650，组织：回火索氏体）。100. 调质：把淬火和高温回火相结合的热处理工艺。调制后的钢强度较高，塑性、韧性也都高于正火状态。101. 表面淬火：指仅对工件表层进行淬火的工艺。目的：是对工件一定深度的表层进行淬火强化，而心部

20、基本上保持原来的（退火、正火、调质状态）组织和性能。102. 感应淬火：利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表面受到局部加热，并进行快速冷却的淬火工艺。特点：加热速度快、淬火质量好、淬硬层深度易于控制、设备费用较高，维修调整较难。103. 火焰淬火：是应用氧-乙炔火焰，对零件表面进行加热，随之快速冷却的工艺方法。104. 化学热处理可分为：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼和渗金属。过程：分解、吸收、扩散。105. 渗碳：为增加钢件表层的碳含量和一定碳浓度梯度，讲钢件在渗碳介质中加热并保温，使碳原子深入表层的化学热处理工艺。目的：使低碳的钢件表面获得高碳浓度。最终组织：表面为回火马氏体+粒状碳化

21、物+少量残留奥氏体。106. 渗氮：在一定温度下（一般在A1温度以下）是活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺。目的：提供啊工件的表面硬度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度。六、合金钢107. 合金钢按用途分：合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢；安总含量分：低合金钢、中合金钢、高合金钢。108. 合金结构钢牌号：两位数字+元素符号+数字+级别。两位数字代表刚中平均碳的质量分数的万倍，元素符号代表钢中含的合金元素，后面的数字代表该元素平均质量分数的百倍，当wMe1时，不标数字，别的同上。110. 特殊性能钢：基本同上，当wc0.03和wc0.08前用“00”和“0”表示。111. 滚动轴承钢：在牌号前

22、加“G”，碳的含量不表示铬的含量是质量分数的千倍表示。别的同合金结构钢。112. 合金元素在钢中的作用：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性、提高淬钢的耐回火性。113. 热硬性：刚在高温（500)下，保持高硬度（60HRC）的能力。114. 低合金高强度结构钢的性能特点：具有高的屈服强度与良好的塑性和韧性良好的焊接性较好的耐蚀性。一般在热轧空冷状态下使用，组织：铁素体和珠光体。115. 合金渗碳钢的性能特点：渗碳淬火后，渗碳层硬度高，具有优异的耐磨性和接触疲劳强度渗碳件心部机油高的韧性和足够高的强度具有良好的热处理工艺性能，在高的渗碳温度（900）下奥氏体晶粒不易长

23、大，淬透性好。热处理后渗碳层的组织：回火马氏体+粒状合金碳化物+少量残留奥氏体组成。心部组织多为：托氏体+回火马氏体+少量铁素体。热处理：渗碳后直接淬火和低温回火。116. 合金调质钢：具有良好的淬透性、热处理工艺性及良好的综合力学性能。最终处理一般为调制处理，组织回火索氏体。117. 合金弹簧钢热处理方法：热成形弹簧、冷成形弹簧。118. 滚动轴承钢热处理方法：球化退火、淬火和低温回火。119. 低合金刃具钢的预备热处理为球化退火，最终热处理为：淬火和低温回火。组织：细回火马氏体+粒状合金碳化物+少量的残留奥氏体。120. 高速钢组织中含有大量的鱼骨状碳化物。热处理：退火（Ac1+30-50

24、）、淬火（1200-1300）、回火（550-570三次）。121. 合金模具钢：冷作模具钢和热作模具钢。122. 合金量具钢最终热处理：淬火和低温回火，目的获得高硬度和搞耐磨性，淬火后进行两次稳定化处理。123. 特殊性能钢：不锈钢（马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢）、耐热钢（珠光体耐热钢、铁素体耐热钢、马氏体耐热钢、奥氏体耐热钢）、耐磨钢。七、铸铁124. 铸铁：一系列主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。125. 碳在铸铁中存在形式和形态的不同，铸铁可分为：白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。126. 铸铁的石墨化：铸铁组织中石墨的形成过程。127. 铸铁石墨化的两种方式

25、：按照Fe-C相图进行，有液态和固态中直接析出石墨；按照Fe-Fe3C相图先结晶出渗碳体，随后渗碳体在一定的条件下再分解出石墨。128. 影响石墨化的因素：化学成分的影响（碳和硅促进石墨析出、磷微弱促进石墨化、锰和硫阻碍石墨化）和冷却速度的影响。129. 比较灰铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁可锻铸铁牌号表示牌号中的“HT”是“灰铁”汉语拼音的第一个字母，后三位数字为单铸直径30mm试棒的抗拉强度牌号中的“QT”是“球铁”汉语拼音的第一个字母，后面数字分别是单铸试块时的抗拉强度和伸长率牌号中“RuT”是汉语拼音的第一个字母，后面的数字是单铸试块时的抗拉强度值牌号中“KT”是“可锻”二字汉语拼音的首字母，其

26、后面的“H”表示黑心可锻铸铁“Z”珠光体可锻铸铁，符号后的两位数字表示 最小抗拉强度和伸长率灰铸铁球墨铸铁蠕墨铸铁可锻铸铁显微组织铁素体铁素体+珠光体珠光体铁素体铁素体+珠光体珠光体 贝氏体铁素体铁素体+珠光体珠光体黑心可锻铸铁珠光体可锻铸铁白心可锻铸铁产生方法指一定成分的铁液作简单的炉前处理，浇注后获得具有片状石墨的铸铁指一定成分的铁液在浇注前，经过球化处理和孕育处理，获得具有球状石墨的铸铁指一定的铁液在浇注前，经过蠕化处理和孕育处理，获得具有蠕虫状石墨的铸铁由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，经可锻化退火而获得具有团絮石墨的铸铁热处理方法去应力退火消除铸件白口，改善切削加工性的退火表面淬火

27、退火（石墨化退火、去应力退火）正火淬火和回火等温淬火正火处理得到珠光体连续退火性能抗拉强度低，塑性、韧性几乎为零铸造性能优良减摩性好减振性强切削加工性良好缺口敏感性较低石墨球越细小，越圆整、分布越均匀，球墨铸铁的强度、塑性和韧性越好；铁素体基体具有高的塑性和韧性；珠光体基体具有强度较高，耐磨性较好；热处理后得回火马氏体基体硬度最高，但韧性很低；贝氏体基体则具有良好的综合性能其强度、韧性、耐磨性等比灰铸铁高，其强度和韧性不如球墨铸铁，但其铸造性能，减振性和导热性都优于球墨铸铁，并且接近灰铸铁可锻铸铁的力学性能优于灰铸铁，并且接近于同类基体的球墨铸铁，与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有铁液处理简易、质量

28、稳定、废品率低等特点用途制造承受压力、要求耐磨和减振的零件用来制造一些有利较大，受冲击和耐磨损的铸件可锻造大型铸件，在热交换以及有较大温差下工件零件，代替高强度的灰铸铁主要用于薄壁、复杂小型零件十、铸造130. 铸铁：是指熔炼金属，制造猪型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。铸造成形的实质：利用熔融金属具有流动性的特点，实现金属的液态成形。131. 铸造分为：砂型铸造和特种铸造。132. 铸造特点：铸造能生产形状复杂，特别是内腔复杂的毛坯铸造的适应性广铸造的成本低铸件的力学性能不及锻件，不宜作承受较大交变、冲击载荷的零件，质量不稳定，易出现废品，工作环境差。13

29、3. 砂型铸造主要是用型砂和芯砂来制造铸型。134. 造型材料：指制造铸型（芯）用的材料。包括：砂、粘结剂、各种附加物135. 型砂和芯砂的性能：耐火度、强度、透气性、可塑性、退让性。136. 型（芯）砂的组成：原砂、粘结剂（粘结砂粒）、附加物（煤粉或木屑）。137. 常用的的收工造型方法：整模造型、分模造型、挖沙造型、活块造型、刮板造型。138. 整模造型：造下型（填砂、舂砂）、刮平和翻箱、翻转下型，造上型，扎气孔、起模，开浇口、合型、带浇口的铸件、铸件。139. 分模造型：铸件、模样、造下型、造上型、起模、放型芯、合型140. 挖沙造型：手轮零件图、手轮模样图、造下型、翻转、挖出分型面、造

30、上型、起模、合型。141. 活块造型：木模、取出木模主体、取出活块。142. 刮板造型：带轮零件图、刮板、刮制下砂型、刮制上砂型、合型。143. 紧砂的目的：是使砂箱内松散的型砂紧实，方法：压实、震实、震压和抛砂。144. 芯盒可分为：整体式、对开式、可拆式。145. 型芯：将芯砂填入芯盒，经紧砂、脱盒、烘干、修整后即可制成型芯。146. 浇注系统：指为将金属液体注入型腔而在铸型中开设的一系列通道。147. 浇注系统：浇口杯或浇口盆、直浇道、横浇道和内浇道。148. 浇注系统按内浇道位置的高低可分为：顶注式、中注式、底注式和阶梯式。149. 炼钢用的原料包括金属料、氧化剂、还原剂、造渣剂。15

31、0. 浇注温度高，铸件收缩大，粘砂严重，晶粒粗大。浇注温度偏低，回事铸件产生冷隔、叫不到等缺陷。151. 落砂：是使铸件与型砂、砂箱分离的操作。落砂过早，铸件易产生白口组织，难以切削加工，还会产生铸件应力，引起变形开裂；落砂过晚，铸件固态收缩受阻，也会产生铸造应力，而且会影响生产率。152. 铸件常见的缺陷：形状缺陷：错型、偏芯、变形、浇不到；孔洞类缺陷：缩孔、气孔；夹杂类缺陷：砂眼、夹杂物；裂纹冷隔类缺陷：冷隔、裂纹；表面缺陷：粘砂。153. 流动性：合金的流动性越好，充型能力也越强，越便于浇注出轮廓清晰、壁薄而复杂的铸件，有利于非金属杂物盒气体的上浮与排除，还有利于对合金冷凝过程所产生的收

32、缩进行补缩。液态合金的流动性通常用浇注螺旋形试样的方法来衡量。154. 灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。155. 合金的收缩过程的三个阶段：液态收缩凝固收缩固态收缩；液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩紧的主要原因；固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。156. 合金单位体积的相对收缩量称为体收缩率。合金单位长度的相对收缩量称为线收缩率。157. 缩孔和缩松的防止：采用冒口、冷铁的方法。158. 铸造应力：铸件凝固后，在继续冷却的过程中，将开始固态收缩，若收缩受到阻碍，则会在铸件内部产生应力。是铸件变形和裂纹的主要原因。159. 热应力：是铸件凝固和冷却过程中，不

33、同部位由于不均衡而引起的应力。160. 收缩应力：是铸件在固态收缩是，因受到铸型、型芯、浇冒口等外应力的阻碍而产生的应力。161. 对于铸件上已经存在的铸造应力，应采用热处理或自然时效（去应力退火）的方法消除。162. 常用合金的铸造性能：灰铸铁蠕墨铸铁球墨铸铁可锻铸铁。上下163. 浇注位置：指浇注时铸型分型面所在的位置。分型面是指铸型组元间的结合面。浇注位置和分型面通常用专门的工艺符号“ ”在图中表示。164. 浇注位置的确定原则：铸件的重要表面应朝下铸件上的大平面应尽可能朝下铸件的薄壁部位应置于下部165. 分型面的选择：便于起摸简化造型尽量使铸件位于同一砂箱内。166. 机械加工余量：

34、是指为保证铸件加工面尺寸和零件精度，在铸件工艺设计是预先增加而在切削加工时切去的金属层厚度。共十个等级。167. 铸件尺寸公差：是指铸件公称储存的两个允许极限尺寸之差。共16个等级。168. 线收缩率：是指铸件从线收缩起始温度冷却至室温的收缩率。169. 收缩余量=铸件尺寸*线收缩率170. 起摸斜度：是指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒脱出平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。通常为15-3.一般木模的亵渎比金属模要大，机械造型比手工造型的斜度小一些，铸件的垂直壁越高，斜度越小，模样的内壁斜度应比外壁斜度略大，通常为3-10.171. 铸件的结构工艺性：是指铸件的结构在满足使用要求的前提

35、下，是否便于铸造成型的的特性。172. 铸件的最小壁厚主要哦取决于合金的种类和铸件尺寸。173. 铸件工艺对铸件结构的要求：铸件应具有尽量少而简单的分型面铸件结构应便于起模避免不必要的型芯应便于型芯的固定、排气和清理174. 熔模铸造：是用易熔材料制成精确的模样，在模样上包裹若干层耐火涂料，制成型壳，熔出模样，经高温焙烧后，将金属液浇入型壳以获得铸件的方法。175. 熔模铸造的特点：铸件精度高，表面质量好、可制造形状复杂的铸件、适用于各种合金铸件、产生批量不受限制。176. 金属型铸造：是在重力下将液态金属注入金属制成的铸型中，以获得金属铸件的方法。又称“永久铸型”。177. 金属型可分为：水

36、平型式、垂直分型式、复合分型式、铰链开合式。178. 金属铸造的特点：金属型铸件的尺寸精确高，表面质量好，加工余量小金属型铸件的组织致密，力学性能好金属型可以一型多铸，是生产效率高，劳动条件好金属型制造成本高，浇注时金属的充型能力和排气条件差，浇注铸铁件时易产生白口组织。179. 压力铸造：是将液态金属在高压下迅速注入铸型，并在压力下凝固而获得铸件的铸造方法，简称压铸。180. 压铸机按压射部分分特征可分为：热压室式和冷压室式。181. 冷压室式可分为：立式和卧式。182. 压力铸造的特点：优点：铸件尺寸精度高，表面质量好可压铸出形状复杂、轮廓清晰的铸件铸件强度高生产率高便于采用镶嵌法。缺点：

37、压铸设备投资大，制造压型费用高、周期长压铸高熔点合金时，压型寿命低由于铸速速度高，压型内的气体很难平排除压铸件不能进行热处理，也不宜在高温下工作。183. 离心铸造是将液态金属浇入告诉旋转（250-1500r/min）的铸型中，是金属液在离心力作用下充填铸型并结晶的铸造方法。十一、锻压184. 锻压加工的基本方式：锻造（自由锻造和模型锻造）、板料冲压、轧制、挤压、拉拔。185. 锻压加工的主要特点：能消除金属内部缺陷，改善金属组织，提高力学性能具有较高的生产效率可以节省金属材料和切削加工工时锻压加工的适应性很强锻压成形困难，对材料的适应性差锻造设备贵重，锻件的成本也比铸件高。186. 塑性变形

38、的实质：金属由弹性变形阶段进入弹塑性变形阶段。187. 单晶体的塑性变形方式：滑移（主要方式）和孪生（孪晶）。188. 多晶体的塑性变形可分为：晶内变形和晶间变形。189. 金属的加工硬化：金属在低温下进行塑形变形时，随着变形程度的增加，金属的硬度和强化度升高，而塑形、韧性下降，这种现象称为金属的加工硬化。190. 随着加热温度的升高，组织和性能的变化过程可分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。191. 回复：当加热温度较低时，原子活动能力不大，只做短距离扩散，使晶格扭曲减轻，残余应力显著下降，但组织和力学性能无明显变化的过程。192. 再结晶：当加热温度升高到该金属熔化温度的0.4倍时，金属的

39、原子获得更多能量，原子扩散能力加大，则开始以某些碎晶或杂质为核心，形核并长大成新的细小、均匀的等轴晶粒。193. 冷变形：金属在再结晶温度下进行的塑性变形称冷变形。194. 热变形：金属在再结晶温度以上进行塑性变形称热变形。195. 合理的热加工流线方向的分布：零件工作时的最大正应力与流线方向平行，最大切应力与流线方向垂直；热加工流线沿着零件轮廓分布不被切除则更为合理。196. 金属的可锻性取决于金属的性质和外界加工条件。197. 变形速度：是指金属（材料）在单位时间内的变形量。198. 热效应现象：由于热效应的作用，使金属温度升高，塑性上升，变形抗力减少，金属易于锻压加工，变形速度越高，其热

40、效应也越明显。作用：提高金属可锻性。199. 三向应力状态中的压应力数越多，金属的塑性越好；拉应力数目越多，其塑性越差。200. 锻造工艺过程一般包括加热、锻造成形、冷却、检验、热处理。201. 加热的目的：是提高其塑性，降低变形抗力，改善金属的可锻性，使之容易流动成形202. 烧损：刚在加热过程中因生成氧化皮而造成的损失。203. 过热：是指金属加热温度过高，加热时间过长而引起晶粒粗大的现象。过烧：当钢加热到接近熔点温度并停留过长时，炉内氧化性气体将深入粗大的奥氏体晶界，使晶界氧化或局部熔化的现象。204. 锻造成形可分为：自由锻成形、模锻成形、胎模锻成形。205. 锻件冷却可分为：空冷、炉

41、冷、坑冷。206. 自由锻造的特点：改善组织结构，提高力学性能自由锻工艺灵活，适用性强自由锻成本低，经济性合理自由锻尺寸精度低。207. 自由锻设备：产生冲击力的设备（空气锤和蒸汽-空气锤）和产生静压力的设备（水压机：设备庞大、结构复杂、价格昂贵）。208. 自由锻造的工序：辅助工序（是为基本工序操作方便而进行的预先变形，如压钳口、压钢锭棱边、压肩）基本工序（是改变坯料形状、尺寸以获得所需锻件的工艺过程，如：镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移）修整工序（是用来修整锻件表面缺陷，使其符合图样要求，如：校平、平整、滚圆）。209. 自由锻造工艺规程：绘制锻件图（余量、余块、锻件公差）坯料质量和尺寸

42、计算确定锻造工序选用锻造设备及吨位确定锻造温度范围填写工艺卡片210. 自由锻造锻件的结构工艺性要求：避免锥面和斜面避免柱面与柱面相交避免非规则截面与非规则外形避免肋板和凸台等结构截面有急剧变化或形状复杂的零件，可分段锻造，再用焊接或机械连接，组成整体。211. 模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。212. 模锻的特点：生产效率高，一般比自由锻高数倍锻件尺寸精度高，加工余量小，从而节约金属材料和切削加工的工时能锻造形状复杂的锻件热加工流线较合理，大大提高了零件的力学性能和使用寿命操作过程简单，易于实现机械化，工人劳动强度低成本高，加工工艺复杂，生产周期长，锻件不能太大。213. 模锻

43、方法：捶上模锻、压力机上模锻和胎模锻。214. 模锻工艺规程：绘制模锻件图确定模锻工步毛坯质量和尺寸的计算选用模锻设备吨位修整工序215. 确定分模面原则：要保证模锻件能从模膛中顺利取出在模锻过程中不易发生错模现象分模面应选在模膛深度最浅的位置上，以利于金属充满模膛分模面最好是平直面，上下模膛一致，以利于锻模加工。216. 长轴类模锻件常用：拔长、滚压、弯曲、预锻和终锻等工步。217. 修整工序包括：切边、冲孔、矫正、热处理、清理等。218. 设计模锻件时应使结构符合的原则：应具备一个合理的分模面，以便易于从锻模中取出锻件在锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设模锻斜度应尽量使锻件外形简单、平直

44、、对称，避免薄壁、高肋结构应避免窄槽、深槽、多孔、深孔结构应采用锻接组合工艺来减少余块，以简化模锻工艺。219. 板料冲压：是利用装在压力机上的模具对金属板料加压，十七产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的加工方法。220. 板料冲压的特点：能压制其它加工工艺难以加工或不能加工的形状复杂的零件冲压件的尺寸精度高，便面粗糙度较小，互换性强，可直接装配使用冲压件的强度高，刚度好，重量轻，材料的利用率高板料冲压操作简便，易于实现机械化、自动化，生产效率高模具制造周期长，技术要求高，成本高。221. 冲压基本工序分为分离和变形两类。222. 分离工序包括：剪切、冲裁、切口、切边以及修边。223. 变形工

45、序包括：弯曲、拉深、翻边、胀形。224. 冲裁的三个阶段：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段。影响冲裁件质量的主要因素是冲裁间隙。225. 冲压的结构工艺性（目的：简化冲压生产工艺，提高生产效率，延长模具寿命，降低成本和保证冲压件质量）：冲压件的形状、尺寸（要求：简单、对称，尽量采用圆形、矩形，避免长槽或长悬臂结构，转角采用倒角的方式）改进结构，简化工艺，节约材料（采用冲-焊结构、采用冲口工艺，减少组合件）冲压件厚度冲压件精度和表面质量。十二、焊接与热切割226. 焊接的分类：熔焊、压焊、钎焊。227. 焊接的特点：可以节省材料与制造工时，接头密封性好，力学性能高能以大化小，以小拼大可以

46、制造双金属结构生产效率高，易实现机械化和自动化焊接过程不均匀加热和冷却，引起焊接接头组织、性能的变化、还会产生较大的应力和变形。228. 焊条电弧焊：是利用电弧热作为热源，并利用手工操纵焊条进行焊接的方法。229. 焊接电弧极性的选用：在使用直流电源焊接是，由于阴阳两极的热量和温度分布不均，可分为：正接和反接。230. 焊条是由焊芯和药皮两部分组成。231. 焊条药皮的作用：机械保护作用、冶金处理作用、改善焊接工艺性能。232. 焊条按熔渣可分为：酸性焊条和碱性焊条。233. 焊条型号：如E4303，型号是用大写字母“E”和四位数字表示。“表示焊条，前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，第三

47、位数字表示焊条的适用的焊接位置，“0”、“1”表示焊条适用于全位置焊接，“2”表示焊条适用于平焊及平角焊，“4”表示焊条适用与向下立焊，第三位和第四位数字组合表示焊接电流种类及药皮类型。234. 焊接应力与变形的根本原因：焊接过程中不均匀加热和冷却。235. 焊接预防和消除焊接应力的措施：焊前对焊件进行整体或局部预热采用合理的焊接顺序尽量使焊缝纵横都能自由收缩，以减少焊接应力锤击焊缝使之产生塑性变形，以减少焊接应力焊接后退火处理消除焊接应力。236. 焊接变形方式：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。237. 防止焊接变形的措施：合理的结构设计（尽量减少焊缝的数量、长度及截面积焊缝

48、尽量对称布置，避免密集与交叉尽量选用型材、冲压件代替板材拼接，以减少焊缝数量和变形）采用必要的工艺措施（反变形法刚性固定法合理的焊接顺序是焊件缓热是焊件缓冷是焊缝回火）。238. 焊接变形的矫正：机械矫正法和火焰矫正法。239. 埋弧焊：是指电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。240. 埋弧焊的特点：生产效率高焊接质量好，焊缝成形美观节省材料和电能改善了工人分劳动条件对于短焊缝、曲折焊缝及薄板焊接困难，设备费用高，焊接过程看不见电弧，不能及时发现问题适用于批量大的中厚板结构的长直焊缝和较大直径的环焊缝焊接。241. 气体保护电弧焊：氩弧焊、CO2 气体保护焊。242. CO2 气体保护焊特点：焊

49、接成本低、生产效率高、操作性能好、焊接质量较好、使用大电流焊接时，电弧飞溅大，焊缝不美观，不宜焊接容易氧化的有色金属材料。243. 氩弧焊：熔化极氩弧焊和非熔化极氩弧焊。244. 氩弧焊特点：保护效果好，适用于焊接化学性质活泼的金属及合金；是明弧焊，便于操作，容易实现全位置焊接；电弧稳定，飞溅小，焊缝致密，无熔渣，焊接质量优良，焊缝美观；热量几种，焊接速度快，影响区域和变形小；氩气价格昂贵，成本高。245. 气焊特点：设备简单，操作方便，不需电能，适用于各种材料的全位置焊接，火焰温度低，加热时间长，生产效率低，热影响区宽，憨厚变形大，焊接质量差，只适用于薄板、有色合金的焊接。246. 氧乙炔焰

50、的种类：中性焰、碳化焰、氧化焰。247. 电渣焊特点：生产效率高、焊接质量好、电渣焊接头组织粗大。248. 电阻焊特点：焊接电流大，生产效率高；焊缝表面平整光洁，质量好；焊接过程简单，易于实现机械化和自动化；焊接变形小，不需要填充金属，劳动条件好。249. 电阻焊可分为：点焊、缝焊、对焊。250. 低碳钢的焊接方法：焊条电弧焊、埋弧焊、CO2 气体保护焊、电渣焊、电阻焊。251. 中碳钢的焊接方法：焊条电弧焊和气焊。252. 高碳钢主要用于焊补。253. 低合金结构钢的焊接方法：焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、电渣焊。254. 铸铁的焊补时的主要问题：易产生白口组织、产生裂纹和形成气孔。255

51、. 铸铁焊补的方法：热焊和冷焊。256. 焊条电弧焊接头的基本形式：对接、角接、T形接、搭接。257. 对接接头坡口形式：I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口、双U形坡口。258. 角接接头坡口形式：I形坡口、单边V形坡口、V形坡口、K形坡口。259. T形接头坡口形式：I形坡口、单边V形坡口、K形坡口、单边双U形坡口。260. 点焊和焊缝只能用搭接接头。261. 焊接布置的原则：焊缝分布置应尽量分散，避免密集、交叉，以防止金属严重过热，力学性能下降焊缝应尽量避开最大应力和应力集中的部位焊缝位置应尽量均匀、对称，以减少焊接应力和变形焊缝位置应便于操作，焊条电弧焊时，应考虑焊接操作的空间焊缝应

52、尽量避开机械加工表面，以免破坏加工表面的精度和表面质量。262. 常见的焊接缺陷：咬边（焊缝与焊件角接处所形成的凹陷）、焊瘤（在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝以外未熔化的母材上所形成的金属瘤）、气孔（焊接熔池的气泡在结晶时来不及逸出而残留下来所形成的空穴）、夹渣（焊后残留焊缝中的熔渣）、未焊透（焊接时接头根部未完全熔透的现象）、热裂纹（在固相线附近高温时产生裂纹，沿晶界开裂，具有氧化色泽，多发生在焊接区）、冷裂纹（焊接接头冷却到马氏体转变温度以下产生的裂纹，又是焊后立即出现，又是焊后延迟一段时间才出现）。263. 气割时，由于使用的预热火焰不同，可将其分为：氧乙炔切割、氧丙烷（液化石油气）切割

53、和氧甲烷（天然气）切割。264. 低碳钢气割的三个阶段：预热、燃烧、吹渣。265. 被气割金属的条件：金属的燃点必须低于熔点（维持正常气割的最基本条件）金属氧化熔点应低于金属材料本身的熔点金属在纯氧燃烧是要产生足够热量（是气割正常进行）金属的惹到性不应太高，否则热量散失太快，无法进行气割。十三金属切割加工基础266. 切削运动分为主运动和进給运动。267. 切削用量的要素：切割速度、进給量、背吃刀量。268. 切削层尺寸平面要素：切削层公称厚度、切削层公称宽度、切削层公称横截面积。269. 刀具切削时的工作条件：高温、高压、摩擦和冲击。270. 刀具材料具备的性能：高的硬度和耐磨性足够的强度和

54、韧性良好的耐热性较好的化学稳定性良好的工艺性271. 常用的刀具材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、硬质合金。272. 车刀的切削部分为刀头由三面（前面、主后面、侧后面）、二刃（主切削刃、副切削刃）、一尖（刀尖）组成。273. 辅助平面：基面（切削速度矢量垂直的平面）、切削平面（切削刃相切并垂直基面的平面）、正交平面（垂直于基面和切削平面的平面）。274. 刀具的几何角度：在正交平面内测量的角度（前角0 、后角0 ）、在基面内测量的角度（主偏角r 、副偏角r )在切削平面内测量的角度（刃倾角）。275. 切削的种类：带状切屑、节状切屑、粒状切屑、崩碎切屑。276. 切削力的来源：切削层在

55、产生弹性变形、塑性变形是的变形抗力；刀具与切屑之间及刀具与工件之间的摩擦力。277. 切削力合力：F=（Fc 2 +Ff 2 +Fp 2 ）；主切削力Fc ，进给力Ff ，背向力Fp 。278. 切削热：切削过程中由于切削层变形及刀具与工件。、切屑之间的摩擦产生的热。279. 切削温度过高是刀具磨损的主要原因。280. 切削液的主要作用：冷却（降低切削区的温度）、润滑（减少刀具与切屑和刀具与工件之间的摩擦系数）、清洗（冲走切削过程中长生的细小切屑或砂轮上脱下来的微粒。281. 切削液可分为：水溶液、乳化液和油类。282. 零件的加工质量包括加工精度和表面质量两部分。283. 车床的组成：床身、

56、主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾座。284. 车床上所能完成的工作：车外圆、车孔、车平面、切断、钻孔、绞孔、车螺纹、车锥面、车成形面、钻中心孔、滚花、绕弹簧。285. 车削加工时，根据要求可分为粗车、半精车和精车。286. 车削加工的工艺特点：易于保证各加工表面的位置精度；适合有色金属零件的精加工；生产效率高；生产成本低。287. 钻孔的工艺特点：钻孔时钻头容易“引偏”；加工中排屑困难，且排屑时易划伤已加工孔表面，降低孔的表面质量，属于粗加工；切削热不易传散，钻头易磨损，限制了切削用量和生产率的提高。288. 对于中等尺寸以下较精密的孔，生产中常采用钻-扩-铰的工艺方案。289. 刨削、插削以及拉削主要用于水平面、垂直面、内外沟槽以及成形表面的加工。290. 铣削的方式：端铣和周铣（顺铣和逆铣）。291. 铣削的特点：铣刀为多刃旋转刀具，加工中无空行程，切削速度高，生产效率高，可以完成许多车削和刨削无法实现的成形表面加工，稳定性差。292. 磨削的特点：能加工硬度很高的材料磨削温度高磨削的径向分力大能加工出精度高、表面粗糙度值小的表面自锐性工艺范围广。18