金屬工藝復(fù)習(xí)

1、自己整理，僅供參考，有錯(cuò)請(qǐng)?zhí)岢鲳└珏懺?、 金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。單晶體內(nèi)的滑移變形。在切向應(yīng)力作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產(chǎn)生相對(duì)滑移，從而造成晶體的塑性變形。當(dāng)外力繼續(xù)作用或增大時(shí)，晶體還將在另外的滑移面上發(fā)生滑移，使變形繼續(xù)進(jìn)行，因而得到一定的變形量。 2、 內(nèi)部組織的變化晶粒沿最大變形的方向伸長(zhǎng)：（形成纖維組織）晶粒破碎，位錯(cuò)密度增加，產(chǎn)生加工硬化產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 3、 加工硬化的概念及其原因在塑性變形過(guò)程中，隨著金屬內(nèi)部組織的變化，金屬的力學(xué)性能也將產(chǎn)生明顯的變化，即隨著變形程度的增加，金屬的強(qiáng)度、硬度增加，而塑性、韌性下降，這一現(xiàn)象

2、即為加工硬化或形變強(qiáng)化。關(guān)于加工硬化的原因，目前普遍認(rèn)為與位錯(cuò)的交互作用有關(guān)。隨著塑性變形的進(jìn)行，位錯(cuò)密度不斷增加，因此位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互交割加劇，產(chǎn)生固定割階、位錯(cuò)纏結(jié)等障礙，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增大，引起變形抗力的增加，因此就提高了金屬的強(qiáng)度。4、 可鍛性好差的判斷金屬的可鍛性是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)制品難易程度的工藝性能。可鍛性常用金屬的塑性和變形抗力來(lái)綜合衡量。塑性越好，變形抗力越小，則金屬的可鍛性好。反之則差。金屬的塑性用金屬的斷面收縮率、伸長(zhǎng)率等來(lái)表示。變形抗力系指在壓力加工過(guò)程中變形金屬作用于施壓工具表面單位面積上的壓力。變形抗力越小，則變形中所消耗的能量也越少。金屬的可鍛

3、性取決于金屬的本質(zhì)和加工條件。 5、 鍛造溫度提高金屬變形時(shí)的溫度，是改善金屬可鍛性的有效措施。金屬在加熱中，隨溫度的升高、金屬原子的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，很容易進(jìn)行滑移，因而塑性提高，變形抗力降低，可鍛性明顯改善，更加適宜進(jìn)行壓力加工。但溫度過(guò)高，對(duì)鋼而言，必將產(chǎn)生過(guò)熱、過(guò)燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷，甚至使鍛件報(bào)廢，所以應(yīng)該嚴(yán)格控制鍛造溫度。 鍛造溫度范圍系指始鍛溫度和終鍛溫度間的溫度區(qū)間。鍛造溫度范圍的確定以合金狀態(tài)圖為依據(jù)。碳鋼的鍛造溫度范圍，其始鍛溫度比AE線低200左右，終鍛溫度為800左右。終鍛溫度過(guò)低，金屬的可鍛性急劇變差，使加工難于進(jìn)行，若強(qiáng)行鍛造，將導(dǎo)致鍛件破裂報(bào)廢。6、 應(yīng)力狀態(tài)壓應(yīng)

4、力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越好；拉應(yīng)力的數(shù)目越多，則金屬的塑性越差。同號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下引起的變形抗力大于異號(hào)應(yīng)力狀態(tài)下的變形抗力。拉應(yīng)力使金屬原子間距增大，尤其當(dāng)金屬的內(nèi)部存在氣孔、微裂紋等缺陷時(shí)，在拉應(yīng)力作用下，缺陷處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使裂紋擴(kuò)展，甚至達(dá)到破壞報(bào)廢的程度。壓應(yīng)力使金屬內(nèi)部原子間距離減小，不易使缺陷擴(kuò)展，故金屬的塑性會(huì)增高。但壓應(yīng)力使金屬內(nèi)部摩擦阻力增大，變形抗力亦隨之增大。綜上所述，金屬的可鍛性既取決于金屬的本質(zhì)，又取決于變形條件。在壓力加工過(guò)程中，應(yīng)力求創(chuàng)造最有利的變形條件，充分發(fā)揮金屬的塑性，降低變形抗力，使功耗最少，變形進(jìn)行得充分，達(dá)到加工目的。7、 自由鍛和模鍛的區(qū)別見(jiàn)書(shū)1

5、85頁(yè)第三節(jié)模鍛第二段和第三段8、 拔長(zhǎng)和沖孔的工序拔長(zhǎng)：圓形截面坯料拔長(zhǎng)時(shí)，先鍛成方形截面，在拔長(zhǎng)到邊長(zhǎng)直徑接近鍛件直徑時(shí)，鍛成八角形截面，最后倒棱滾打成圓形截面，這樣拔長(zhǎng)效率高，且能避免引起中心裂紋。沖孔：沖孔用沖子在坯料上沖出通孔或不通孔的鍛造工序。實(shí)心沖子雙面沖孔，在鐓粗平整的坯料表面上先預(yù)沖一凹坑，放稍許煤粉，再繼續(xù)沖至約3/4深度時(shí)，借助于煤粉燃燒的膨脹氣體取出沖子，翻轉(zhuǎn)坯料，從反面將孔沖透。 9、 圓環(huán)和圓筒的過(guò)程工序10、 預(yù)鍛和終鍛的區(qū)別預(yù)鍛模膛的圓角、斜度較大，沒(méi)有飛邊槽。終鍛模膛的圓角、斜度較小，有飛邊槽。11、 胎膜鍛和其他兩個(gè)的區(qū)別胎膜不是固定在自由鍛錘上，使用時(shí)放上

6、去，不用時(shí)取下來(lái)。與自由成型相比，胎模成型具有較高的生產(chǎn)率，鍛件質(zhì)量好，節(jié)省金屬材料，降低鍛件成本。 與模鍛相比，節(jié)約了設(shè)備投資，簡(jiǎn)化了模具制造。但鍛件質(zhì)量比模鍛低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差，模具壽命短，生產(chǎn)率低。12、 分模面合理與否及其原因（書(shū)187也有圖，圖12-7） (1) 應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出來(lái)。輪形件，把分模面選定在aa面時(shí)，已成形的模鍛件就無(wú)法取出。一般情況，分模面應(yīng)選在模鍛件的最大截面處。(2) 按選定的分模面制成鍛模后，應(yīng)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，以便在安裝鍛模和生產(chǎn)中容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)模現(xiàn)象，及時(shí)而方便地調(diào)整鍛模位置。cc面被選定為分模面，就不符合此原則。 (3) 分模面

7、應(yīng)選在能使模膛深度最淺的位置上。這樣有利于金屬充滿(mǎn)模膛，便于取件，并有利于鍛模制造。b-b面，就不適合作分模面。(4) 選定的分模面應(yīng)使零件上所加的敷料最少。b-b面被選作分模面時(shí)，零件中間的孔不能鍛出來(lái)，孔部金屬都是敷料，既浪費(fèi)金屬，又增加了切削加工的工作量。所以該面不宜作分模面。 (5) 分模面最好是一個(gè)平面，以便于鍛模的制造，并防止鍛造過(guò)程中上下鍛模錯(cuò)動(dòng)。按上述原則綜合分析，d-d面是最合理的分模面。13、 加強(qiáng)筋（a） （b）鑄件時(shí)選擇B合理，可以防止縮孔縮松，加強(qiáng)筋可以提高強(qiáng)度鍛件時(shí)選擇A合理，加強(qiáng)筋一般鍛不出14、 沖孔連皮沖孔連皮：對(duì)于具有通孔的鍛件，由于不可能靠上、下模的突起部

8、分把金屬完全擠壓到旁邊去，故終鍛后在孔內(nèi)留有一薄層金屬。因此，把沖孔連皮和飛邊沖掉后，才能得到具有通孔的模鍛件。15、 復(fù)雜的模鍛件對(duì)形狀復(fù)雜的模鍛件，使坯料形狀基本接近模鍛件形狀，使金屬能合理分布和很好地充滿(mǎn)模鍛模膛，就必須預(yù)先在制坯模鏜內(nèi)制坯，因而設(shè)制坯模膛鑄造1、 縮孔縮松形成原因、形成的機(jī)理、影響因素形成原因：液態(tài)收縮和凝固收縮是鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的基本原因 。而固相收縮對(duì)應(yīng)力、變形與裂紋影響較大。機(jī)理：縮孔：純金屬、共晶成分合金和結(jié)晶溫度范圍窄的合金，在一般鑄造條件下按由表及里逐層凝固的方式凝固。由于金屬或合金在冷卻過(guò)程中發(fā)生的液態(tài)收縮和凝固收縮大于固態(tài)收縮，從而在鑄件最后凝固部位形

9、成尺寸較大的集中縮孔。縮松：結(jié)晶溫度范圍較寬的合金，一般按照體積凝固的方式凝固，凝固區(qū)內(nèi)的小晶體很容易發(fā)展成為發(fā)達(dá)的樹(shù)枝晶。當(dāng)固相達(dá)到一定數(shù)量形成晶體骨架時(shí)，尚未凝固的液態(tài)金屬便被分割成一個(gè)個(gè)互不相通的小熔池。在隨后的冷卻過(guò)程中，小熔池內(nèi)的液體將發(fā)生液態(tài)收縮和凝固收縮，已凝固的金屬則發(fā)生固態(tài)收縮。由于熔池金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮之和大于其固態(tài)收縮，兩者之差引起的細(xì)小孔洞又得不到外部液體的補(bǔ)充，便在相應(yīng)部位形成了分散性的細(xì)小縮孔，即縮松。影響因素： 金屬的性質(zhì) (收縮系數(shù)大) 鑄型的冷卻能力 （蓄熱系數(shù)b小) 澆注溫度與澆注速度 (高，快） 鑄件尺寸 （大） 補(bǔ)縮能力 （弱）預(yù)防措施：1) 順序

10、凝固 鑄件各部位由遠(yuǎn)及近，朝著帽口方向順序凝固。用于凝固收縮大、結(jié)晶間隔窄的金屬。2) 同時(shí)凝固凝固時(shí)產(chǎn)生熱裂紋、變形傾向小。用于凝固收縮小、對(duì)氣密性要求不高的鑄件。3) 使用冒口、補(bǔ)貼和冷鐵 2、 鑄件的殘余應(yīng)力（1） 厚壁筋板內(nèi)拉伸應(yīng)力，薄壁筋板內(nèi)壓縮應(yīng)（2） 中心近軸線部位受拉，外部近圓周部位受壓3、 熱裂紋、冷裂紋的產(chǎn)生以及預(yù)防措施（1） 熱裂紋產(chǎn)生：金屬凝固結(jié)晶末期，在固相線附近發(fā)生的晶間開(kāi)裂現(xiàn)象，稱(chēng)為凝固裂紋或結(jié)晶裂紋。（其形成與凝固末期晶間存在的液膜有關(guān)，斷口具有沿晶間液膜分離的特征。裂紋無(wú)金屬光澤，有明顯的氧化色彩。）預(yù)防措施：1) 盡量選擇凝固溫度范圍小、熱裂傾向小的合金2)

11、 提高鑄型和型芯的退讓性，以減小機(jī)械應(yīng)力3) 合理設(shè)計(jì)澆道冒口4) 對(duì)于鑄鋼件和鑄鐵件，嚴(yán)格控制硫的含量，防止熱脆性（2） 冷裂紋產(chǎn)生：冷裂紋是指金屬經(jīng)焊接或鑄造成形后冷卻到較低溫度時(shí)產(chǎn)生的裂紋。（這類(lèi)裂紋是中碳鋼、高碳鋼、低合金高強(qiáng)鋼、工具鋼、鈦合金及鑄鐵等材料成形加工時(shí)或使用過(guò)程中極易出現(xiàn)的一類(lèi)工藝缺陷，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全使用破壞極大。鑄造冷裂紋是鑄件凝固后冷卻到彈性狀態(tài)時(shí)，因局部鑄造應(yīng)力大于材料強(qiáng)度極限而引起的開(kāi)裂。這類(lèi)裂紋總是發(fā)生在冷卻過(guò)程中承受較高拉應(yīng)力的部位，特別是應(yīng)力集中部位。壁厚不均勻、形狀復(fù)雜的大型鑄件容易產(chǎn)生冷裂紋。 ）預(yù)防措施：凡是能減小鑄造內(nèi)應(yīng)力或減低合金的脆性的因素均能防止

12、熱裂4、 澆注系統(tǒng)澆口杯作用：用來(lái)承接來(lái)自澆包的金屬液，防止金屬液飛濺和溢出，減輕液流對(duì)型腔的沖擊；分離渣滓和氣泡，增加充型壓力頭直澆道的作用：引導(dǎo)金屬進(jìn)入橫澆道，提供足夠的壓力頭直澆道窩：緩沖金屬液對(duì)直澆道底部的沖擊作用，縮短直-橫拐彎處的高度溫流區(qū)，改善內(nèi)澆道的流量分布，浮出金屬液的氣泡橫澆道：向內(nèi)澆道分配潔凈的金屬液，儲(chǔ)留最初澆入的氣體和渣污的低溫金屬液并阻留渣滓內(nèi)澆道：控制充型速度和方向，分配金屬，調(diào)節(jié)鑄件各部位的溫度和凝固順序5、 澆注位置的確定1.） 鑄件的重要工作面或主要加工面朝下或位于側(cè)面 2、）鑄件的大平面朝下或傾斜澆注3.） 鑄件的薄壁朝下、側(cè)立或傾斜。 4.） 鑄件的厚大

13、部分應(yīng)放在頂部或在分型面的側(cè)面 5.） 澆注位置應(yīng)有利于砂芯的定位和穩(wěn)固支撐，保證排氣通暢及下芯和檢驗(yàn)方便。盡量少用或不用砂芯，若確需使用砂芯時(shí)，應(yīng)盡量避免用吊砂、吊芯或懸臂式砂芯。6.） 在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)使鑄件的毛刺、飛翅易于清理。7）要避免厚實(shí)鑄件冒口下面的主要工作面產(chǎn)生偏析。6、看圖合理與否見(jiàn)書(shū)166-168頁(yè)焊接1、 焊接接頭組成與組織受熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材組織和性能發(fā)生變化的變化區(qū)域稱(chēng)為焊接熱影響區(qū)。熔焊焊縫和母材的交界線叫熔合線，熔合線兩側(cè)有一個(gè)很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過(guò)渡區(qū)，叫熔合區(qū)。因此焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。 圖 焊接接頭示意圖1-焊縫；2-熔合區(qū)；3-

14、熱影響區(qū)；4-母材具體見(jiàn)書(shū)2032、 三種焊接方法（釬焊、壓焊、熔焊）的焊接方法、工藝特點(diǎn)3、 焊接性能估算鋼材可焊性的方法：碳當(dāng)量法C當(dāng)量0.4%時(shí)，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性良好。C當(dāng)量=0.4%0.6%時(shí)，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，可焊性較差。C當(dāng)量0.6%時(shí)，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強(qiáng)，可焊性不好。4、 熱裂紋、冷裂紋的產(chǎn)生原因及其預(yù)防熱裂紋：熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)。熱裂紋的微觀特征是沿晶界開(kāi)裂，所以又稱(chēng)晶間裂紋。因熱裂紋在高溫下形成，所以有氧化色彩熱裂紋產(chǎn)生的原因:l 晶間存在液態(tài)薄膜。l 接頭中存在拉應(yīng)力熱裂紋的防止:Ø 限制鋼材和焊條、焊劑的低熔點(diǎn)雜

15、質(zhì)，如硫和磷含量。Fe和FeS易形成低熔點(diǎn)共晶，其熔點(diǎn)為988，很容易產(chǎn)生熱裂紋。Ø 縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細(xì)化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。Ø 減少焊接應(yīng)力的工藝措施，如采用小線能量，焊前預(yù)熱，合理的焊縫布置等。冷裂紋的形態(tài)和特征Ø 焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生冷裂紋。冷裂紋的特征是無(wú)分支，通常為穿晶型。冷裂紋無(wú)氧化色彩。Ø 最常見(jiàn)的冷裂紋是延遲裂紋，即在焊后延遲一段時(shí)間才發(fā)生的裂紋。延遲裂紋的產(chǎn)生原因:Ø 焊接接頭(焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū))的淬火傾向嚴(yán)重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。Ø 焊接接頭含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子，造成非常大的局部壓力，使接頭脆化。Ø 存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴(kuò)散需要時(shí)間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時(shí)間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋。防止延遲裂紋的措施:（加粗的必須寫(xiě)）Ø 選用堿性