金屬工藝學(xué)完全復(fù)習(xí)資料

1、金屬工藝學(xué)金屬工藝學(xué)A A 一、名詞解釋（每小題一、名詞解釋（每小題2 2分，共分，共1010分）分） 二、填空題（本題二、填空題（本題2020分，每空分，每空0.50.5分）分） 三、選擇題（本題三、選擇題（本題1010分，每小題分，每小題1 1分）分） 四、判斷題（本題四、判斷題（本題1010分，每小題分，每小題1 1分）分） 五、綜合題（本題五、綜合題（本題2020分）分） 六、修改零件結(jié)構(gòu)，使之符合工藝性要求（本題六、修改零件結(jié)構(gòu)，使之符合工藝性要求（本題3030分分，每小題，每小題3 3分）分）金屬材料的主要性能金屬材料的主要性能金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能強度：材料在外力作

2、用下抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的強度。強度：材料在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的強度。=(L-L=(L-L0 0)/L)/L0 0% % =F/S=F/S 彈性極限 屈服點 抗拉強度 %000lllll%00AAAl塑性：塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力塑性：塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力l伸長率：伸長率：l斷面收縮率：斷面收縮率：l硬度：金屬材料受壓時抵抗局部變形，特別是塑性變形、硬度：金屬材料受壓時抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力壓痕的能力 l沖擊韌度：材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力沖擊韌度：材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力 la

3、kak= =沖擊破壞所消耗的功沖擊破壞所消耗的功AkAk/ /標準試樣斷口截面積標準試樣斷口截面積F F ；(J/cm)(J/cm)l疲勞強度：金屬材料在交變應(yīng)力作用下疲勞強度：金屬材料在交變應(yīng)力作用下強度強度(strength): (strength): 材料在載荷作用下抵抗變材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的能力。形和破壞的能力。(1)(1)種類種類: : 抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗剪強度、抗扭強度等抗剪強度、抗扭強度等。 (2)(2)屈服強度屈服強度( yield strength): ( yield strength): 屈服點屈服點S S 其中：其中

4、：lFsFs：試樣屈服時的載荷：試樣屈服時的載荷(N)(N)lS0S0：試樣原始橫截面積：試樣原始橫截面積(mm(mm2 2) )(0MPaSFss(3)(3)條件屈服強度條件屈服強度( (塑性變形量為塑性變形量為0.2%)0.2%)(4)(4)抗拉強度抗拉強度(tensile strength )(tensile strength )：試試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。其中：其中：lF0.2F0.2試樣試樣0.2%0.2%殘余塑性變形殘余塑性變形時載荷時載荷(N)(N)lS0S0試樣原始橫截面試樣原始橫截面( mm( mm2 2) )(0.20.20MPaSF其

5、中：其中：lFbFb試樣斷裂前的最大載荷試樣斷裂前的最大載荷(N)(N)lS0S0試樣原始橫截面積試樣原始橫截面積( mm( mm2 2) )(0MPaSFbb塑性塑性(plasticity)(plasticity)：l是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。壞的能力。(1)(1)斷面收縮率斷面收縮率(percentage reduction in (percentage reduction in area):area):l是指試樣拉斷處橫截面積是指試樣拉斷處橫截面積SkSk的收縮量與原始橫的收縮量與原始橫截面積截面積S0S0之比。之比。%10

6、0SS00Sk(2)(2)伸長率伸長率( (延伸率延伸率) specific elongation:) specific elongation:l是指試樣拉斷后的標距伸長量是指試樣拉斷后的標距伸長量L Lk k與原始標距與原始標距L L0 0之之比。比。 2-5% 10% 10% 屬塑性材料屬塑性材料%100L00LLk試樣沖斷時所消耗的沖擊功試樣沖斷時所消耗的沖擊功A Ak k為為: :A Ak k = = mgHmgH mghmgh (J) (J)l沖擊韌性值沖擊韌性值a ak k就是試樣缺口處單位截面就是試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊功。積上所消耗的沖擊功。)/(20cmJSAkk金

7、屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變15381538c c13941394c c912912c c室溫室溫-Fe-Fe -Fe -Fe- Fe- Fe體心立方體心立方面心立方面心立方體心立方體心立方l金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的慨念金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的慨念l金屬在固態(tài)下，隨著溫度的改變其金屬在固態(tài)下，隨著溫度的改變其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的現(xiàn)象。l金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的意義金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的意義l可以用熱處理的方法即通過加熱、可以用熱處理的方法即通過加熱、保溫、冷卻來改變材料的組織，從而保溫、冷卻來改變材料的組織，從而達到改善材料性達到改善材料性 能的目的。能的目的。鐵碳合金的基本組織

8、鐵碳合金的基本組織v鐵素體：碳溶解在鐵素體：碳溶解在-Fe-Fe中的間隙固溶體中的間隙固溶體( F( F）。）。塑性（塑性（=45-50%=45-50%）、）、韌性好，強度、硬度低。韌性好，強度、硬度低。v -Fe-Fe；體心立方；體心立方/(bcc)/(bcc) v奧氏體：碳溶解在奧氏體：碳溶解在-Fe-Fe中的間隙固溶體（中的間隙固溶體（A A）。）。塑性好。塑性好。v-Fe-Fe；面心立方；面心立方/(/(fccfcc) ) v滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物（滲碳體：鐵與碳形成的金屬化合物（FeFe3 3C C）。）。硬度很高（硬度很高（HBW=800HBW=800），），塑性、韌性幾乎

9、為零。塑性、韌性幾乎為零。v珠光體：是奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體，珠光體：是奧氏體發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體，鐵素體和滲碳體的機械混合物（鐵素體和滲碳體的機械混合物（P P）。）。v萊氏體：是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變所形成的奧氏體與滲碳體的共萊氏體：是液態(tài)鐵碳合金發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變所形成的奧氏體與滲碳體的共晶體（晶體（LdLd）。）。硬度高，塑性差。硬度高，塑性差。v多晶體內(nèi)的晶粒愈小，則金屬的強度高塑性高。多晶體內(nèi)的晶粒愈小，則金屬的強度高塑性高。固溶體固溶體( solid solution )( solid solution ) 固溶體：由兩種組元相互固溶體

10、：由兩種組元相互溶解后所組成的新的物質(zhì)溶解后所組成的新的物質(zhì)仍然保持其中某一組元的仍然保持其中某一組元的晶體結(jié)構(gòu)。晶體結(jié)構(gòu)。 固溶體指溶質(zhì)原子溶入溶固溶體指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格而保持溶劑晶格類劑晶格而保持溶劑晶格類型的金屬晶體型的金屬晶體 置換固溶體：置換固溶體：A A組元的原子組元的原子取代了取代了B B組元的原子。組元的原子。 當當A A、 B B兩個組元的原子直兩個組元的原子直徑相差不大時，兩個組元徑相差不大時，兩個組元可以以任何比例溶解，形可以以任何比例溶解，形成無限固溶體，反之則為成無限固溶體，反之則為有限固溶體。有限固溶體。l間隙固溶體：間隙固溶體：A A組元溶入組元溶入B B組組

11、元的的間隙中。元的的間隙中。l因間隙有限因間隙有限, ,故只能形成有故只能形成有限固溶體。限固溶體。l例如：例如：C C溶入溶入-Fe-Fe或或-Fe -Fe 所形成的所形成的鐵素體鐵素體、奧氏體奧氏體。鐵碳合金狀態(tài)圖分析鐵碳合金狀態(tài)圖分析 L LL+AL+AA AA+FeA+Fe3 3C CF+AF+AA+FeA+Fe3 3C C+L+Ld dP+FeP+Fe3 3C C+L+Ld dP+FeP+Fe3 3C CP PP+FP+FL Ld dL Ld dL+FeL+Fe3 3C CL Ld d+Fe+Fe3 3C CL Ld d+Fe+Fe3 3C CL Ld dP+FeP+Fe3 3C C

12、+ +FeFe3 3C C轉(zhuǎn)變鐵碳合金狀態(tài)圖分析滲碳體的熔點滲碳體的熔點共晶點共晶點共析線共析線共析點共析點純鐵的熔點純鐵的熔點1538共晶線共晶線ACD線線液相線液相線AECF線線固相線固相線碳在奧氏體中的最大溶解度碳在奧氏體中的最大溶解度A3線線AcmA1線線912鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖用相組成物填寫相區(qū)用相組成物填寫相區(qū)? ? 兩種反應(yīng)1148 1148 l共晶反應(yīng)共晶反應(yīng)l一定成分的液相在一定的溫一定成分的液相在一定的溫度下同時結(jié)晶出兩種成分和結(jié)度下同時結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)均不相同的固相的反應(yīng)。構(gòu)均不相同的固相的反應(yīng)。L L 4.3%c4.3%cA A2.11%c2.11%c+ +F

13、eFe3 3C C6.69%c6.69%cl共析反應(yīng)共析反應(yīng)l一定成分的固相在一定的溫一定成分的固相在一定的溫度下同時析出兩種成分和結(jié)構(gòu)度下同時析出兩種成分和結(jié)構(gòu)均不相同的新的固相的反應(yīng)。均不相同的新的固相的反應(yīng)。A A2.11%c2.11%c 727 727 F F0.02%c0.02%c+ +FeFe3 3C C6.69%c6.69%c共析反應(yīng)的產(chǎn)物共析反應(yīng)的產(chǎn)物即即珠光體（珠光體（P P）共晶反應(yīng)的產(chǎn)物即共晶反應(yīng)的產(chǎn)物即萊氏體（萊氏體（LdLd）共析鋼和共析鋼和亞共析鋼亞共析鋼的結(jié)晶過程分析的結(jié)晶過程分析 AA奧氏體奧氏體PP珠光體珠光體FF鐵素體鐵素體室溫組織? 過共析鋼結(jié)晶過程分析過

14、共析鋼結(jié)晶過程分析共晶生鐵結(jié)晶過程分析共晶生鐵結(jié)晶過程分析熱處理的主要目的：改變鋼的性能。熱處理的主要目的：改變鋼的性能。熱處理的應(yīng)用范圍：整個制造業(yè)。熱處理的應(yīng)用范圍：整個制造業(yè)。熱處理的分類熱處理的分類熱處理熱處理 普通普通熱處理熱處理 表面表面熱處理熱處理退火、正火退火、正火淬火、回火淬火、回火表面淬火表面淬火 化學(xué)化學(xué)熱處理熱處理感應(yīng)加感應(yīng)加熱淬火熱淬火火焰加火焰加熱淬火熱淬火滲碳、滲氮滲碳、滲氮碳氮共滲碳氮共滲l退火和正火退火和正火l退火退火l將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋將鋼加熱、保溫，然后隨爐冷卻或埋入灰中入灰中緩慢冷卻緩慢冷卻。l目的：目的：l降低硬度，便于機加工。降低硬度，

15、便于機加工。l細化晶粒，提高塑性和韌性。細化晶粒，提高塑性和韌性。l消除應(yīng)力。消除應(yīng)力。l應(yīng)用：鑄件、鍛件、焊接及其它毛坯的熱處理。應(yīng)用：鑄件、鍛件、焊接及其它毛坯的熱處理。l1.1.完全退火：將亞共析鋼加熱到完全退火：將亞共析鋼加熱到Ac3Ac3線以上線以上20-3020-30，保溫后緩慢冷卻。，保溫后緩慢冷卻。 l2.2.球化退火球化退火: : 將過共析鋼加熱到將過共析鋼加熱到Ac1Ac1線以上線以上20-3020-30，保溫后緩慢冷卻。，保溫后緩慢冷卻。l3.3.低溫退火低溫退火: : 將鋼加熱到將鋼加熱到Ac1Ac1線以下，保溫后緩慢冷卻。線以下，保溫后緩慢冷卻。l4.4.再結(jié)晶退火：

16、消除沖壓件冷變形所產(chǎn)生的加工硬化（再結(jié)晶溫度以上再結(jié)晶退火：消除沖壓件冷變形所產(chǎn)生的加工硬化（再結(jié)晶溫度以上150-250150-250），降低硬度，恢復(fù)塑性。），降低硬度，恢復(fù)塑性。碳鋼在加熱和冷卻時的臨碳鋼在加熱和冷卻時的臨界點位置界點位置l淬火和回火淬火和回火l將鋼加熱到將鋼加熱到Ac3Ac3或或Ac1 Ac1 線以上線以上30-5030-50，保溫后在淬火介質(zhì)中，保溫后在淬火介質(zhì)中快速冷卻（快速冷卻（-Fe-Fe向向a-Fea-Fe同素異晶轉(zhuǎn)變），以獲得馬同素異晶轉(zhuǎn)變），以獲得馬氏體（氏體（M)M)組織（碳在組織（碳在a- Fea- Fe中的嚴重過飽和固溶體）。中的嚴重過飽和固溶體）。

17、l 馬馬氏體形成過程中將伴隨著體積膨脹，造成淬火內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)氏體形成過程中將伴隨著體積膨脹，造成淬火內(nèi)應(yīng)力，應(yīng)采取以下措施：采取以下措施：l（1 1）嚴格控制淬火加熱溫度）嚴格控制淬火加熱溫度 l溫度低，硬度低；溫度高，晶粒粗大，應(yīng)力大，易溫度低，硬度低；溫度高，晶粒粗大，應(yīng)力大，易 產(chǎn)生裂紋產(chǎn)生裂紋。l（2 2）合理選擇淬火介質(zhì)）合理選擇淬火介質(zhì) 淬透性好，選油淬。淬透性好，選油淬。l（3 3）正確選擇淬火方法）正確選擇淬火方法 采用水油雙介質(zhì)淬火法。采用水油雙介質(zhì)淬火法。l過共析鋼的淬火加熱溫度范圍？過共析鋼的淬火加熱溫度范圍？型砂型砂 型砂主要由原砂、粘結(jié)劑和水等組成型砂主要由原砂、粘結(jié)劑

18、和水等組成 應(yīng)具備應(yīng)具備透氣性透氣性強度強度耐火性耐火性可塑性可塑性退讓性等基本性能。退讓性等基本性能。合金的收縮 合金的收縮過程合金的收縮過程: :合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸合金從液態(tài)冷卻至室溫的過程中，其體積或尺寸縮減的現(xiàn)象。合金的收縮給液態(tài)成形工藝帶來許多困難，會造成許縮減的現(xiàn)象。合金的收縮給液態(tài)成形工藝帶來許多困難，會造成許多鑄造缺陷。（如：縮孔、縮松、裂紋、變形等）。多鑄造缺陷。（如：縮孔、縮松、裂紋、變形等）。合金收縮的三個階段合金收縮的三個階段液態(tài)收縮液態(tài)收縮凝固收縮凝固收縮固態(tài)收縮固態(tài)收縮什什 么么 結(jié)結(jié) 果果 ？合金的收縮階段合金的收縮階段-液態(tài)收縮；液態(tài)收縮

19、；-凝固收縮；凝固收縮；-固態(tài)收縮固態(tài)收縮常用合金流動性舉例合合 金金造型材料造型材料澆注溫度澆注溫度螺旋線長度螺旋線長度灰鑄鐵灰鑄鐵C + Si = 5.2%C + Si = 5.2% C + Si = 4.2% C + Si = 4.2%砂砂 型型砂砂 型型1300 1300 1300 1300 1000 mm1000 mm600 mm600 mm鑄鑄 鋼鋼 ( 0.4%( 0.4% ) )砂砂 型型1600 1600 100 mm100 mm錫錫青銅青銅(9%(9%11%Sn11%Sn 2% 2%4%Zn)4%Zn)砂砂 型型1040 1040 420 mm420 mm硅黃銅硅黃銅( 1

20、.5( 1.54.5%Si )4.5%Si )砂砂 型型1100 1100 1000 mm1000 mm鋁合金鋁合金( ( 硅鋁明硅鋁明 ) )金屬型金屬型( 300)( 300)680680720 720 700700800 mm800 mm其中：普通灰口鑄鐵流動性最好其中：普通灰口鑄鐵流動性最好影響凝固的主要因素 合金的結(jié)晶溫度范圍：合金的結(jié)晶溫度范圍：合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，合金的結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越趨向于越趨向于逐層凝固逐層凝固，易產(chǎn)生，易產(chǎn)生縮孔縮孔。在鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳在鐵碳合金中普通灰鑄鐵為逐層凝固，高碳鋼為鋼為糊狀凝固糊狀凝固，易產(chǎn)

21、生，易產(chǎn)生縮松縮松。鑄造合金的結(jié)晶間隔越大，則流動性越差，鑄造合金的結(jié)晶間隔越大，則流動性越差，具有共晶成分的合金流動性最好。具有共晶成分的合金流動性最好。l結(jié)論結(jié)論：l純金屬、共晶成分純金屬、共晶成分（逐層凝固）（逐層凝固）和凝固溫度范圍窄的合和凝固溫度范圍窄的合金易產(chǎn)生金易產(chǎn)生縮孔縮孔l凝固區(qū)域較寬凝固區(qū)域較寬（糊狀凝固）（糊狀凝固）的合金易產(chǎn)生的合金易產(chǎn)生縮松縮松縮松的形成過程縮松的形成過程縮松的形成原因縮松的形成原因：鑄件最后凝固的收縮未能得到補充，或鑄件最后凝固的收縮未能得到補充，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈者結(jié)晶溫度范圍寬的合金呈糊狀凝固糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、，凝固區(qū)域較寬，液

22、、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達，枝晶骨架將合金液分割開的小固兩相共存，樹枝晶發(fā)達，枝晶骨架將合金液分割開的小液體區(qū)難以得到補縮所致。液體區(qū)難以得到補縮所致。(b)(a)(c)(d)(e)(f)l鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。鑄件的澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。l避免出現(xiàn)過大的水平面避免出現(xiàn)過大的水平面l缺陷分析：缺陷分析：l薄壁罩殼鑄件，當其殼頂呈水平面時，因薄壁件金屬液散熱冷卻快，渣、薄壁罩殼鑄件，當其殼頂呈水平面時，因薄壁件金屬液散熱冷卻快，渣、氣易滯留在頂面，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔和夾渣缺陷。氣易滯留在頂面，易產(chǎn)生澆不足、冷隔、氣孔和夾渣缺陷。l實例：實例：(a

23、)(a)錐頂結(jié)構(gòu)錐頂結(jié)構(gòu)(b)(b)平頂結(jié)構(gòu)平頂結(jié)構(gòu)(a)(a)(b)(b)(a)(a)薄壁水平面薄壁水平面(b)(b)薄壁傾斜面薄壁傾斜面(a)(a)(b)(b) 白口鑄鐵：白口鑄鐵：灰口鑄鐵灰口鑄鐵：麻口鑄鐵：麻口鑄鐵：P+FeP+Fe3 3C+LeC+LeP+FeP+Fe3 3C+G+LeC+G+Le珠光體灰口鑄鐵珠光體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：珠光體珠光體+ +鐵素體灰口鑄鐵：鐵素體灰口鑄鐵：P+GP+G片片P+F+GP+F+G片片F(xiàn)+GF+G片片化學(xué)成分：化學(xué)成分：lC C是形成石墨的元素是形成石墨的元素lSiSi是促進形成石墨的元素是促進形成石墨的元素l通常通常C%

24、C%、Si%Si%越高，越容易石墨化越高，越容易石墨化影響石墨化的因素影響石墨化的因素化學(xué)成分化學(xué)成分影響石墨化的因素影響石墨化的因素冷卻速度冷卻速度l冷卻速度冷卻速度：l減小冷卻速度可以促進減小冷卻速度可以促進石墨化，石墨化， 易得到粗大的易得到粗大的石墨片和鐵素體基體石墨片和鐵素體基體l增大冷卻速度則阻礙石增大冷卻速度則阻礙石墨化，此時只有部分碳以墨化，此時只有部分碳以細石墨片析出，而另一部細石墨片析出，而另一部分碳則以滲碳體析出，分碳則以滲碳體析出， 得到鑄光體基體得到鑄光體基體三角試樣斷口組織三角試樣斷口組織l拔模斜度與結(jié)構(gòu)斜度拔模斜度與結(jié)構(gòu)斜度拔模斜度：鑄件上垂直分型面的各個側(cè)面應(yīng)具

25、有斜度，以便于拔模斜度：鑄件上垂直分型面的各個側(cè)面應(yīng)具有斜度，以便于把模樣（或型芯）從型砂中（或從芯盒中）取出，并避免破壞把模樣（或型芯）從型砂中（或從芯盒中）取出，并避免破壞型腔（或型芯）。此斜度稱為拔模斜度。型腔（或型芯）。此斜度稱為拔模斜度。結(jié)構(gòu)斜度：凡垂直分型面的非加工表面都應(yīng)設(shè)計出斜度，以利結(jié)構(gòu)斜度：凡垂直分型面的非加工表面都應(yīng)設(shè)計出斜度，以利于造型時拔模，并確保型腔質(zhì)量。結(jié)構(gòu)斜度是在零件圖上非加于造型時拔模，并確保型腔質(zhì)量。結(jié)構(gòu)斜度是在零件圖上非加工表面設(shè)計的斜度，一般斜度值比較大。拔模斜度是在鑄造工工表面設(shè)計的斜度，一般斜度值比較大。拔模斜度是在鑄造工藝圖上方便起模，在垂直分型面

26、的各個側(cè)面設(shè)計的工藝斜度，藝圖上方便起模，在垂直分型面的各個側(cè)面設(shè)計的工藝斜度，一般斜度比較小。有結(jié)構(gòu)斜度的表面，不加工藝斜度。一般斜度比較小。有結(jié)構(gòu)斜度的表面，不加工藝斜度。球墨鑄球墨鑄鐵件主鐵件主要特點要特點石墨成球狀，對基體的割裂作用已降到最低，石墨成球狀，對基體的割裂作用已降到最低，力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高。力學(xué)性能比灰鑄鐵有顯著提高?？赏ㄟ^熱處理改善金屬基體，進一步提高性能?？赏ㄟ^熱處理改善金屬基體，進一步提高性能。這一點與灰鑄鐵不同。這一點與灰鑄鐵不同。球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生縮孔、縮松、皮球墨鑄鐵較灰鑄鐵易產(chǎn)生縮孔、縮松、皮下氣孔、夾渣等缺陷。下氣孔、夾渣等缺陷。石墨析出時，發(fā)生

27、膨脹，應(yīng)適當提高鑄型剛度。石墨析出時，發(fā)生膨脹，應(yīng)適當提高鑄型剛度。球墨鑄球墨鑄鐵件生鐵件生產(chǎn)中應(yīng)產(chǎn)中應(yīng)注意的注意的問題問題控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；控制原鐵液的化學(xué)成分，與一般灰鑄鐵基本相同；具有高具有高C C高高SiSi，中，中MnMn, ,低低S S、P P特點。特點?？刂屏?、硫含量，可減少鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷出現(xiàn)的可能性?？刂屏?、硫含量，可減少鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷出現(xiàn)的可能性。 較高的鐵液溫度，以防止球化處理、孕育處理后鐵較高的鐵液溫度，以防止球化處理、孕育處理后鐵液溫度過低，產(chǎn)生澆不足等缺陷液溫度過低，產(chǎn)生澆不足等缺陷球化處理、孕育處理。球化處理、孕育處理。l若分型面是一曲

28、面，則必須用挖砂造型若分型面是一曲面，則必須用挖砂造型l應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面應(yīng)盡量使分型面是一個平直的面起重機臂鑄件的分型方案起重機臂鑄件的分型方案a)a)平面分型平面分型 b)b)曲面分型曲面分型（起重機臂大批量生產(chǎn)，材料（起重機臂大批量生產(chǎn)，材料KTH550-04KTH550-04 ）鑄造結(jié)構(gòu)工藝性便于起模鑄造結(jié)構(gòu)工藝性便于起模內(nèi)腔設(shè)內(nèi)腔設(shè)計少用計少用芯，安芯，安芯排氣芯排氣與清理，與清理，事先考事先考慮想仔慮想仔細細 改進前改進前改進后改進后改進后改進后改進前改進前改進前改進前改進后改進后思考題思考題為防止鑄件缺陷為防止鑄件缺陷產(chǎn)生，試修改圖產(chǎn)生，試修改圖示鑄鋼機架的結(jié)示鑄鋼機架

29、的結(jié)構(gòu)。構(gòu)。（孔的尺寸、形（孔的尺寸、形狀不能變狀不能變）凸肋設(shè)計凸肋設(shè)計避活塊避活塊 (a)(a)(b)(b)a)a)改進前；改進前；b)b)改進后改進后l去掉凸臺，避免活塊去掉凸臺，避免活塊l減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯l直分型，防挖砂直分型，防挖砂凸凸臺臺型型芯芯分型面為曲面，需挖砂造型分型面為曲面，需挖砂造型金屬塑性成型金屬塑性成型：利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性變形塑性變形來獲來獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的原材料、毛坯或零件的生產(chǎn)方法也稱為壓力加工。毛坯或零件的生產(chǎn)方法也稱

30、為壓力加工。常用的壓力加工方法可分為：常用的壓力加工方法可分為：軋制軋制擠壓擠壓拉拔拉拔鍛造鍛造沖壓等五大類。沖壓等五大類。金屬塑性成型方法金屬塑性成型方法金屬塑性成型方法主要分為無模自由成型金屬塑性成型方法主要分為無模自由成型( (也稱為自由鍛也稱為自由鍛) )和模膛和模膛塑性成型塑性成型( (也稱為模鍛也稱為模鍛) )。自由鍛造自由鍛造優(yōu)點：優(yōu)點：1.1.使用的工具簡單、通用；使用的工具簡單、通用；2.2.生產(chǎn)準備周期短，靈活性大，所以使用范圍廣，特別適用于單生產(chǎn)準備周期短，靈活性大，所以使用范圍廣，特別適用于單件、小批量生產(chǎn)。件、小批量生產(chǎn)。3.3.自由鍛是大型件唯一的鍛造方法。自由鍛是

31、大型件唯一的鍛造方法。自由鍛工序：基本工序；輔助工序（在前）；精整工序（在后）自由鍛工序：基本工序；輔助工序（在前）；精整工序（在后）自由鍛造自由鍛造缺點：缺點： 1.1.生產(chǎn)效率低，對操作工人的技藝要求高，工人的勞動強度大；生產(chǎn)效率低，對操作工人的技藝要求高，工人的勞動強度大；2.2.鍛件精度差，后續(xù)機械加工量大；鍛件精度差，后續(xù)機械加工量大；國外工業(yè)發(fā)達國家的中小型自由鍛件在其鍛件總產(chǎn)量的比重只有國外工業(yè)發(fā)達國家的中小型自由鍛件在其鍛件總產(chǎn)量的比重只有20%20%40%40%。l冷變形強化（加工硬化）：在冷變形時，隨著變形程度的增加，冷變形強化（加工硬化）：在冷變形時，隨著變形程度的增加，

32、金屬材料的所有強度指標（彈性極限、比例極限、屈服點和強度金屬材料的所有強度指標（彈性極限、比例極限、屈服點和強度極限）和硬度都有所提高，但塑性和韌性有所下降。極限）和硬度都有所提高，但塑性和韌性有所下降。l回復(fù)：冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，因原子的活動能力回復(fù)：冷變形后的金屬加熱至一定溫度后，因原子的活動能力增強，使原子回復(fù)到平衡位置，晶粒殘余應(yīng)力大大減小。增強，使原子回復(fù)到平衡位置，晶粒殘余應(yīng)力大大減小。 回復(fù)溫度：回復(fù)溫度：T T回回=(0.25=(0.250.3)T0.3)T熔熔l再結(jié)晶：當溫度升高到該金屬熔點的再結(jié)晶：當溫度升高到該金屬熔點的0.40.4倍時（倍時（ T T再再=0

33、.4T=0.4T熔熔），），金屬原子獲得更多的熱能，使塑性變形后金屬被拉長了的晶粒重金屬原子獲得更多的熱能，使塑性變形后金屬被拉長了的晶粒重新生核、結(jié)晶，變?yōu)樽冃吻熬Ц窠Y(jié)構(gòu)相同的新等軸晶粒。新生核、結(jié)晶，變?yōu)樽冃吻熬Ц窠Y(jié)構(gòu)相同的新等軸晶粒。l變形溫度在再結(jié)晶溫度以上時，變形產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)變形溫度在再結(jié)晶溫度以上時，變形產(chǎn)生的加工硬化被隨即發(fā)生的再結(jié)晶所抵消，變形后金屬具有再結(jié)晶的等軸晶粒組織，而生的再結(jié)晶所抵消，變形后金屬具有再結(jié)晶的等軸晶粒組織，而無任何加工硬化痕跡，這種變形稱為熱變形。無任何加工硬化痕跡，這種變形稱為熱變形。使纖維分布與零件的輪廓相符合而不被切斷；使纖維分布與零件的

34、輪廓相符合而不被切斷；使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切使零件所受的最大拉應(yīng)力與纖維方向一致，最大切應(yīng)力與纖維方向垂直。應(yīng)力與纖維方向垂直。纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消除，纖維組織的穩(wěn)定性高，不能用熱處理方法加以消除，只能通過塑性加工使金屬變形，才能改變其方向和形只能通過塑性加工使金屬變形，才能改變其方向和形狀。狀。 具有纖維組織的金屬，具有纖維組織的金屬，各個方向上的力學(xué)性各個方向上的力學(xué)性能不相同能不相同。順纖維方向的力學(xué)性能比橫纖維方向。順纖維方向的力學(xué)性能比橫纖維方向的好。的好。纖維組織的利用原則纖維組織的利用原則薄板的薄板的沖壓成型沖壓成型分分 離離 工工 序

35、序：使坯料的一部分與另一部分相使坯料的一部分與另一部分相互分離的工序。如落料、沖孔、切斷、精沖等互分離的工序。如落料、沖孔、切斷、精沖等。變變 形形 工工 序序：使坯料的一部分相對于另一部使坯料的一部分相對于另一部分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如分產(chǎn)生位移而不破裂的工序。如拉深、彎曲、拉深、彎曲、翻邊、脹型、旋壓翻邊、脹型、旋壓等。等。落料及沖孔（統(tǒng)稱落料及沖孔（統(tǒng)稱沖裁沖裁）落料落料是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；是被分離的部分為成品，而周邊是廢料；沖孔沖孔是被分離的部分為廢料，而周邊是成品。是被分離的部分為廢料，而周邊是成品。凸凹模刃口尺寸的確定凸凹模刃口尺寸的確定l在沖裁件尺寸的測量和使

36、用中，都是以光面的尺寸為基準。在沖裁件尺寸的測量和使用中，都是以光面的尺寸為基準。l落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的落料件的光面是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的l而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的而孔的光面是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的l設(shè)計落料模時，應(yīng)先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設(shè)計落料模時，應(yīng)先按落料件確定凹模刃口尺寸，取凹模作設(shè)計基準件，然后根據(jù)間隙設(shè)計基準件，然后根據(jù)間隙Z Z確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃確定凸模尺寸（即用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值）?？诔叽鐏肀ＷC間隙值）。 l設(shè)計沖孔模時，先按沖孔件確定凸模尺寸，取凸模作設(shè)計基設(shè)計沖孔模時，先按沖孔件確定凸模尺寸，取凸模作設(shè)計基準

37、件，然后根據(jù)間隙準件，然后根據(jù)間隙Z Z確定凹模尺寸（即用擴大凹模刃口尺寸確定凹模尺寸（即用擴大凹模刃口尺寸來保證間隙值）。來保證間隙值）。大批量生產(chǎn)圖示墊圈，材料為低碳鋼板，厚度為大批量生產(chǎn)圖示墊圈，材料為低碳鋼板，厚度為1.5mm1.5mm，問需要哪兩副模具？若雙面間隙，問需要哪兩副模具？若雙面間隙Z=0.2Z=0.2，試分別計算，試分別計算出這兩副模具的凸凹模尺寸。出這兩副模具的凸凹模尺寸。需一副沖孔模、一副落料模。需一副沖孔模、一副落料模。沖孔模：沖孔模：凸凸=孔孔=100=100 凹凹=凸凸+Z=100+0.2=100.2+Z=100+0.2=100.2落料模：落料模：凹凹=落料落料

38、=200=200 凸凸=凹凹Z=200Z=2000.2=199.8 0.2=199.8 l修整修整l修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，修整是利用修整模沿沖裁件外緣或內(nèi)孔刮削一薄層金屬，以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺，以切掉普通沖裁時在沖裁件斷面上存留的剪裂帶和毛刺，從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。從而提高沖裁件的尺寸精度和降低表面粗糙度。l修整后沖裁件公差等級達修整后沖裁件公差等級達IT6IT6IT7IT7，表面粗糙度，表面粗糙度RaRa為為0.80.81.6m1.6m。a)a)外緣修整外緣修整b)b)內(nèi)孔修整內(nèi)孔修整1-1-凸模；凸模；2-2-凹模

39、凹模l合理設(shè)計拉深模工作零件合理設(shè)計拉深模工作零件l 凸凹模的圓角半徑。材料為鋼的拉深件，取凸凹模的圓角半徑。材料為鋼的拉深件，取r r凹凹=10=10s s，而，而r r凸凸=(0.6=(0.61)1)r r凹。這兩個圓角半徑過小，產(chǎn)品容易拉裂。凹。這兩個圓角半徑過小，產(chǎn)品容易拉裂。l凸凹模間隙。一般取凸凹模間隙。一般取Z Z=(1.1=(1.11.2)1.2)s s。l注意潤滑注意潤滑l拉深過程中另一種常見缺陷是拉深過程中另一種常見缺陷是起皺起皺?？刹捎迷O(shè)置壓邊圈的方法解決，?？刹捎迷O(shè)置壓邊圈的方法解決，也可以通過增加毛坯的相對厚度或拉深系數(shù)的途徑來解決。也可以通過增加毛坯的相對厚度或拉深

40、系數(shù)的途徑來解決。有壓邊圈的拉深有壓邊圈的拉深起皺拉深件起皺拉深件正確選擇拉深系數(shù)正確選擇拉深系數(shù) 拉深件直徑拉深件直徑d d與坯料直徑與坯料直徑D D的比值稱為拉的比值稱為拉深系數(shù)，用深系數(shù)，用m m表示，即表示，即m m = =d d/ /D D。 拉深系數(shù)不小于拉深系數(shù)不小于0.50.50.80.8。坯料的塑性坯料的塑性差取上限值，塑性好取下限值。差取上限值，塑性好取下限值。 如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則如果拉深系數(shù)過小，不能一次拉深成形時，則可采用多次拉深工藝（上圖所示）?？刹捎枚啻卫罟に嚕ㄉ蠄D所示）。 第一次拉深系數(shù)第一次拉深系數(shù) m m1 = 1 = d d1/1/D

41、 D 第二次拉深系數(shù)第二次拉深系數(shù) m m2 = 2 = d d2/2/d d1 1 第幾次拉深系數(shù)第幾次拉深系數(shù) m mn n = = dndn/ /dn-1dn-1 總的拉深系數(shù)總的拉深系數(shù) m m總總 = m1= m1m2m2mnmn多次拉深時圓筒直徑的變化多次拉深時圓筒直徑的變化沖壓成型（拉深）沖壓成型（拉深）% 思考：認真復(fù)習(xí)作業(yè)中涉及板料拉深作業(yè)題；坯料能否一次拉深成拉伸件？思考：認真復(fù)習(xí)作業(yè)中涉及板料拉深作業(yè)題；坯料能否一次拉深成拉伸件？至少需要幾次拉深？要求簡單計算過程。至少需要幾次拉深？要求簡單計算過程。 l例如，當采用棒料直接經(jīng)切例如，當采用棒料直接經(jīng)切削加工制造螺釘時，螺

42、釘頭部削加工制造螺釘時，螺釘頭部與桿部的纖維被切斷，受力時與桿部的纖維被切斷，受力時產(chǎn)生的切應(yīng)力順著纖維方向產(chǎn)生的切應(yīng)力順著纖維方向l故螺釘?shù)某休d能力較弱（圖故螺釘?shù)某休d能力較弱（圖a a）。）。l當采用同樣棒料經(jīng)局部鐓粗當采用同樣棒料經(jīng)局部鐓粗方法制造螺釘時（圖方法制造螺釘時（圖b b），纖維），纖維不被切斷且連貫性好，纖維方不被切斷且連貫性好，纖維方向也較為有利向也較為有利( (鍛造（模鍛）鍛造（模鍛）（冷鐓成形、切六方）（冷鐓成形、切六方） ) )l故螺釘質(zhì)量較好。故螺釘質(zhì)量較好。不同工藝方法對纖維組織的影響不同工藝方法對纖維組織的影響b ba a自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性 自由鍛鍛件若有錐面

43、或斜面結(jié)構(gòu)，將使鍛造工藝復(fù)雜，自由鍛鍛件若有錐面或斜面結(jié)構(gòu)，將使鍛造工藝復(fù)雜，操作不方便，降低設(shè)備的使用效率，應(yīng)該進。操作不方便，降低設(shè)備的使用效率，應(yīng)該進。 鍛件由幾個簡單幾何體構(gòu)成時，幾何體的交接處不應(yīng)形成鍛件由幾個簡單幾何體構(gòu)成時，幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線，應(yīng)改成平面與圓柱、平面與平面的結(jié)構(gòu)。空間曲線，應(yīng)改成平面與圓柱、平面與平面的結(jié)構(gòu)。v自由鍛自由鍛鍛件上不鍛件上不應(yīng)設(shè)計出應(yīng)設(shè)計出加強筋、加強筋、凸臺、工凸臺、工字形截面字形截面或空間曲或空間曲線。線。焊焊 接接序言提要：焊接是一種極為廣泛的連接方法序言提要：焊接是一種極為廣泛的連接方法 焊接是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用

44、或不用填充材料，使焊接件達到原焊接是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊接件達到原子結(jié)合的一種方法。子結(jié)合的一種方法。焊接方法：熔化焊、壓力焊、釬焊、氣體保護焊、等離子弧焊接、激光焊、高頻焊接方法：熔化焊、壓力焊、釬焊、氣體保護焊、等離子弧焊接、激光焊、高頻焊等。焊等。焊接的主要特點是：焊接的主要特點是： （1 1）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量；）節(jié)省材料，減輕質(zhì)量； （2 2）簡化復(fù)雜零件和大型零件的制造；）簡化復(fù)雜零件和大型零件的制造； （3 3）適應(yīng)性好；可實現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)；）適應(yīng)性好；可實現(xiàn)特殊結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)； （4 4）滿足特殊連接要求；可實現(xiàn)不同材料間的連接成型；）滿足特殊

45、連接要求；可實現(xiàn)不同材料間的連接成型； （5 5）降低勞動強度，改善勞動條件。）降低勞動強度，改善勞動條件。焊接方法的應(yīng)用：焊接方法的應(yīng)用： （1 1）制造金屬結(jié)構(gòu)件；）制造金屬結(jié)構(gòu)件； （2 2）制造機器零件和工具；）制造機器零件和工具； （3 3）修復(fù)。）修復(fù)。焊接方法熔焊熔焊等離子弧焊等離子弧焊電子束焊電子束焊激光焊激光焊氣體保護焊氣體保護焊埋弧焊埋弧焊根據(jù)實現(xiàn)原子結(jié)合根據(jù)實現(xiàn)原子結(jié)合基本途徑的不同，基本途徑的不同，對熔焊分類。對熔焊分類。手弧焊手弧焊熱源：熱源：能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，能量要集中，溫度要高。以保證金屬快速熔化，減小熱影響區(qū)。滿足要求的熱源有電?。p小熱

46、影響區(qū)。滿足要求的熱源有電?。ㄊ止る娀『笩嵩词止る娀『笩嵩礊殡娀釣殡娀幔?、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。）、等離子弧、電渣熱、電子束和激光。熔池的保護：熔池的保護：可用渣保護、氣保護和渣可用渣保護、氣保護和渣- -氣聯(lián)合保護。氣聯(lián)合保護。以防止氧化，并進行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金以防止氧化，并進行脫氧、脫硫和脫磷，給熔池過渡合金元素（元素（手工電弧焊熔池保衛(wèi)為手工電弧焊熔池保衛(wèi)為渣保護、氣保護渣保護、氣保護（渣渣- -氣聯(lián)氣聯(lián)合保護）。合保護）。填充金屬：填充金屬：保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元保證焊縫填滿及給焊縫帶入有益的合金元素，并達到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊

47、芯和焊素，并達到力學(xué)性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊絲。絲。熔化焊的三要素熔化焊的三要素焊接接頭的組織與性能 熔焊熱原的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬熔焊熱原的高溫集中融化焊縫區(qū)金屬，并向工件金屬傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能傳導(dǎo)熱量，必然引起焊縫及附近區(qū)域金屬的組織和性能發(fā)生變化。發(fā)生變化。焊縫區(qū)焊縫區(qū)在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。在焊接接頭橫截面上測量的焊縫金屬的區(qū)域。熔合熔合區(qū)區(qū)熔合線兩側(cè)有一個很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡熔合線兩側(cè)有一個很窄的焊縫與熱影響區(qū)的過渡區(qū)。區(qū)。熱影響區(qū)熱影響區(qū)-受焊接熱循環(huán)的影響，焊縫附近的母材因焊接熱受焊接熱循環(huán)的影響，焊

48、縫附近的母材因焊接熱作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域作用發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域（熔合區(qū)，過熱區(qū)、（熔合區(qū)，過熱區(qū)、正火區(qū)正火區(qū)、部分相變區(qū)）、部分相變區(qū)）。 熔合區(qū)熔合區(qū)成分不均，成分不均，組織為粗大的過熱組織組織為粗大的過熱組織或淬硬組織，是焊接接或淬硬組織，是焊接接頭中的最差的部位。頭中的最差的部位。在低碳鋼焊接接頭中，在低碳鋼焊接接頭中，熔合區(qū)很窄，但因強度、熔合區(qū)很窄，但因強度、塑性和韌性都下降，而塑性和韌性都下降，而且此處接頭斷面變化，且此處接頭斷面變化，引起應(yīng)力集中，在很大引起應(yīng)力集中，在很大程度上決定焊接接頭的程度上決定焊接接頭的性能。性能。熱影響區(qū)中的正火區(qū)，是組織和性能最好的區(qū)

49、域。熱影響區(qū)中的正火區(qū)，是組織和性能最好的區(qū)域。低碳鋼焊接熱影響區(qū)的組織變化低碳鋼焊接熱影響區(qū)的組織變化二氧化碳焊 以以COCO2 2為保護氣體，用為保護氣體，用焊絲為電極引燃電弧焊絲為電極引燃電弧，實現(xiàn)半自動焊或自，實現(xiàn)半自動焊或自動焊。動焊。 COCO2 2氣體氣體 COCO2 2氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護效果好。但氣體密度大，高溫體積膨脹大，保護效果好。但COCO2 2在高溫下在高溫下易分解為易分解為COCO和和O O，導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和導(dǎo)致合金元素的氧化，熔池金屬的飛濺和COCO氣氣孔。焊接用孔。焊接用CO2CO2純度要大于純度要大于99.8%99.8%。 CO

50、CO2 2焊時的飛濺焊時的飛濺 COCO2 2+Fe = +Fe = FeO+COFeO+CO FeOFeO進入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)：進入熔池和熔滴，與熔池和熔滴中的碳反應(yīng)： FeO+CFeO+C = = Fe+COFe+CO 生成的生成的COCO在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。在熔池和熔滴內(nèi)體積急劇膨脹而爆破，導(dǎo)致飛濺。 不適合焊接有色金屬和高合金鋼不適合焊接有色金屬和高合金鋼。l防止飛濺的措施防止飛濺的措施lCOCO2 2焊常用焊常用H08Mn2SiAH08Mn2SiA焊絲來進行脫氧，合金化。焊絲來進行脫氧，合金化。l為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，為使電弧穩(wěn)定，飛濺少，C

51、OCO2 2焊采用焊采用直流反接直流反接。l采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。采用含硅、錳、鈦、鋁的焊絲，防止鐵的氧化。l采用藥芯焊絲。采用藥芯焊絲。 lCOCO2 2焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要焊成本低，生產(chǎn)率高，焊縫質(zhì)量較好，主要用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。用于低碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼薄板的焊接。l 焊接裂紋焊接裂紋l 1.1.熱裂紋熱裂紋l 熱裂紋的特征熱裂紋的特征l熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影熱裂紋可發(fā)生在焊縫區(qū)或熱影響區(qū)。響區(qū)。l熱裂紋的微觀特征是沿晶界開熱裂紋的微觀特征是沿晶界開裂，所以又稱晶間裂紋。裂，所以又稱晶間裂紋。l因熱裂紋在高溫下形成，所以因熱裂紋在高

52、溫下形成，所以有氧化色彩。有氧化色彩。l 熱裂紋產(chǎn)生的原因熱裂紋產(chǎn)生的原因: :l晶間存在液態(tài)薄膜。晶間存在液態(tài)薄膜。l接頭中存在拉應(yīng)力。接頭中存在拉應(yīng)力。l熱裂紋的防止熱裂紋的防止: :l 限制鋼材和焊條、焊劑的低熔點雜質(zhì)，如硫和磷限制鋼材和焊條、焊劑的低熔點雜質(zhì)，如硫和磷含量。含量。lFeFe和和FeSFeS易形成低熔點共晶，其熔點為易形成低熔點共晶，其熔點為988988，很容易產(chǎn)生熱裂紋。很容易產(chǎn)生熱裂紋。l縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫縮小結(jié)晶溫度范圍，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，提高塑性減少偏析。晶粒，提高塑性減少偏析。l減少焊接應(yīng)力的工藝措施，如采用小線能量，減少焊接應(yīng)力

53、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。焊前預(yù)熱，合理的焊縫布置等。l 2.2.冷裂紋冷裂紋l 冷裂紋的形態(tài)和特征冷裂紋的形態(tài)和特征l焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都可能產(chǎn)生冷裂紋冷裂紋。冷裂紋的特征是無分支，。冷裂紋的特征是無分支，通常為穿晶型。通常為穿晶型。l冷裂紋冷裂紋無氧化色彩無氧化色彩。l最常見的冷裂紋是最常見的冷裂紋是延遲裂紋延遲裂紋，即在焊后延遲一段時間才發(fā)生的裂，即在焊后延遲一段時間才發(fā)生的裂紋。紋。l 延遲裂紋的產(chǎn)生原因延遲裂紋的產(chǎn)生原因: :l焊接接頭焊接接頭( (焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū)焊縫和熱影響區(qū)及熔合區(qū)) )的淬火傾向嚴重，產(chǎn)生淬火的淬火傾

54、向嚴重，產(chǎn)生淬火組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。組織，導(dǎo)致接頭性能脆化。l焊接接頭焊接接頭含氫量較高含氫量較高，并聚集在焊接缺陷處，并聚集在焊接缺陷處形成大量氫分子形成大量氫分子，造，造成非常大的局部壓力，使接頭成非常大的局部壓力，使接頭脆化脆化。l存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需存在較大的拉應(yīng)力。因氫的擴散需要時間，所以冷裂紋在焊后需延遲一段時間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫延遲一段時間才出現(xiàn)。由于是氫所誘發(fā)的，也叫氫致裂紋氫致裂紋。l 防止延遲裂紋的措施防止延遲裂紋的措施: :l 選用選用堿性焊條或焊劑堿性焊條或焊劑，減少焊縫金屬中氫的含量，減少焊縫金屬中氫的含量，提高焊縫

55、金屬提高焊縫金屬塑性塑性。l 焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要焊條焊劑要烘干，焊縫坡口及附近母材要去油水；除銹去油水；除銹，減少氫，減少氫的來源。的來源。l 工件工件焊前預(yù)熱，焊后緩冷焊前預(yù)熱，焊后緩冷，可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬，可降低焊后冷卻速度，避免產(chǎn)生淬硬組織，并可減少焊接殘余應(yīng)力。組織，并可減少焊接殘余應(yīng)力。l 采取減小焊接應(yīng)力的工藝措施，如對稱焊，采取減小焊接應(yīng)力的工藝措施，如對稱焊，小線能量小線能量的多層多道的多層多道焊等。焊等。l 焊后立即進行焊后立即進行去氫（后熱）處理去氫（后熱）處理，加熱到，加熱到250250，保溫，保溫2 26h6h，使，使焊縫金屬中的擴散氫逸

56、出金屬表面。焊縫金屬中的擴散氫逸出金屬表面。l 焊后進行清除應(yīng)力的焊后進行清除應(yīng)力的退火處理退火處理。焊縫的布置焊縫的布置焊縫的布置焊縫的布置中壓容器焊接工藝圖：中壓容器焊接工藝圖：1 11010為焊縫編號為焊縫編號埋弧自動焊埋弧自動焊+ +手工電弧焊手工電弧焊 l金屬切削加工是用切削工具將坯料或工件上的多金屬切削加工是用切削工具將坯料或工件上的多余材料切除，以獲得所要求的尺寸、形狀、位置余材料切除，以獲得所要求的尺寸、形狀、位置精度和表面質(zhì)量的加工方法。精度和表面質(zhì)量的加工方法。l金屬切削加工可分為鉗工和機械加工（簡稱機工）金屬切削加工可分為鉗工和機械加工（簡稱機工）兩部分。兩部分。l鉗工是

57、通過工人手持工具進行切削加工。常用的鉗工是通過工人手持工具進行切削加工。常用的加工方法有劃線、鏨、鋸、刮、研、攻螺絲、套加工方法有劃線、鏨、鋸、刮、研、攻螺絲、套螺絲等。螺絲等。l機工是工人通過操作機床來完成切削加工的，如機工是工人通過操作機床來完成切削加工的，如車、鉆、刨、磨、齒輪加工等。車、鉆、刨、磨、齒輪加工等。）主運動可以是旋轉(zhuǎn)運動，也可以是往復(fù)運動；）主運動可以是旋轉(zhuǎn)運動，也可以是往復(fù)運動；）主運動可以是工件來實現(xiàn)（車外圓）；主運動也可以是刀具來實現(xiàn)（）主運動可以是工件來實現(xiàn)（車外圓）；主運動也可以是刀具來實現(xiàn)（切斷、刨、銑加工）切斷、刨、銑加工）主運動只有一個，進給運動可以一個以上

58、。）主運動只有一個，進給運動可以一個以上。機床機床名稱名稱主運動主運動進給運動進給運動機床名機床名稱稱主運動主運動進給運動進給運動臥式臥式車床車床工件旋工件旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)車刀縱向、橫向、斜向直線運車刀縱向、橫向、斜向直線運動動龍門刨龍門刨床床工件往工件往復(fù)移動復(fù)移動刨刀橫向、垂直、斜向間歇刨刀橫向、垂直、斜向間歇移動移動鉆床鉆床鉆頭旋鉆頭旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)運動鉆頭軸向移動鉆頭軸向移動外圓磨外圓磨床床砂輪高砂輪高速旋轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動動，砂輪橫向移動臥銑臥銑立銑立銑銑刀旋銑刀旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)運動工件縱向、橫向移動（有時也工件縱向、橫向移動（有時也做垂直方向移動）做

59、垂直方向移動）內(nèi)圓磨內(nèi)圓磨床床砂輪高砂輪高速旋轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移工件轉(zhuǎn)動，同時工件往復(fù)移動，砂輪橫向移動動，砂輪橫向移動牛頭牛頭刨床刨床刨刀往刨刀往復(fù)運動復(fù)運動工件橫向間歇移動或刨刀垂直工件橫向間歇移動或刨刀垂直斜向間歇移動斜向間歇移動平面磨平面磨床床砂輪高砂輪高速旋轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)工件往復(fù)移動，砂輪橫向、工件往復(fù)移動，砂輪橫向、垂直方向移動垂直方向移動車刀切削角度的坐標平面車刀切削角度的坐標平面基面基面(Pr(Pr)：通過主切削刃上的某一點，與主運動方向相垂直的平面；：通過主切削刃上的某一點，與主運動方向相垂直的平面；切削平面切削平面(Ps)(Ps)：通過主切削刃上的某一點，于加工表面

60、相切并垂直于基面通過主切削刃上的某一點，于加工表面相切并垂直于基面的平面；的平面；正交平面正交平面(P(P0 0) )：通過主切削刃上的某一點，并同時垂直于基面和切削平面：通過主切削刃上的某一點，并同時垂直于基面和切削平面的平面。的平面。在正交平面在正交平面 (P(Po o) )：前角前角o o：前刀面與基面間的夾角前刀面與基面間的夾角l前角大，刃口鋒利，切屑變小，切削前角大，刃口鋒利，切屑變小，切削力小，切削輕快力小，切削輕快l但易產(chǎn)生崩刃但易產(chǎn)生崩刃l(wèi)應(yīng)根據(jù)刀具和工程材料及加工性質(zhì)選應(yīng)根據(jù)刀具和工程材料及加工性質(zhì)選擇。加工塑性材料，取較大的前角，擇。加工塑性材料，取較大的前角，10 10