金属工艺学复习指南.docx

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金属工艺学复习指南

金属工艺学复习指南

金属材料导论

一、金属材料机械性能的物理意义

1、主要性能指标：

2、弹性变形分塑性变形之间的关系

二、金属和合金的晶体结构与结晶

1、晶格类型：

体心立方、面心立方、密排六方

2、结晶过程：

晶核形成→晶核长大→晶粒

3、晶粒大小：

控制晶粒大小

固溶体

化合物

混合物

4、合金基本相：

—固溶体

A

F

高温产物

A

P

F

Fe3C

三、铁碳合金

1、

—化合物

—机械混合物

室温产物

Fe3C

P

铁碳合金的基本组织

2、铁碳合金状态图

①来源

②分析：

点：

关键温度——成份点

线：

共析、共晶反应线

面：

各区域的相组织

③应用：

铸造——合金的流动性、收缩性

锻造——锻造温度范围的确定

焊接——焊接热影响区组织变化分析

第一篇金属的液态成形

流动性

一、合金的铸造性能

形成缩孔、缩松→顺序凝固

液态收缩

凝固收缩

固态收缩

合金的铸造性能：

收缩性

形成应力、产生变形→同时凝固

二、铸件的生产

灰口铸铁

孕育铸铁

可锻铸铁

球墨铸铁

蠕墨铸铁

铸铁

石墨的形态、大小、分布

区别→

金属基体的组织

铸件生产

铸钢—流动性差、收缩大

1、合金铸造性能对铸件质量的影响

①缩孔、缩松的形成原因及其防止措施→顺序凝固原则

②铸造应力的形成过程及其改善措施→同时凝固原则

③铸造变形与裂纹的形成及防止措施

④判断铸造应力性质及变形方向：

应力性质—厚部受拉，薄部受压

变形方向—厚部内凹，薄部外凸

2、石墨化

影响石墨化的主要因素：

化学成份、冷却速度

3、改善普通灰口铸铁质量的主要途径

第二篇金属的塑性成形

一、塑性变形对组织和性能的影响

1、塑性变形的本质和特征。

2、塑性变形后的金属组织和性能变化过程。

纤维组织

晶粒细化

再结晶组织

塑性变形—加工硬化—回复与再结晶→

冷变形与热变形

二、金属的可锻性

塑性

变形抗力

1、可锻性的概念：

2、影响可锻性主要因素及提高可锻性的主要工艺措施

可锻性

内在因素—化学成份组织状态→加热到单相A区

变形温度→加热进行热变形→锻造温度

变形速度→脆性材料、低速锻造

外部条件

应力状态→三向压应力状态塑性最好，但变形抗力最大

第三篇材料的连接成形

氧化、氮化、氢化严重

元素烧损严重

化学反应剧烈

化学反应不能充分进行

一、弧焊的冶金过程特点：

二、焊接接头金属组织与性能的变化：

1、焊接金属2、焊接热影响区。

焊缝金属—{铸态树状粗晶

半熔化区—铸态组织

过热区—过热粗晶

正火区—再结晶细晶

部分相变区—晶粒大小不均

热影响区

三、焊接应力与变形

1、焊接应力变形形成的原因

快速地不均匀加热和冷却，至使各部分冷却收缩不一致。

2、应力与变形对焊接质量的影响

3、减少焊接应力与变形的工艺措施。

焊前预热

焊后退火处理

合理的焊接次序

反变形法

加余量法

刚性夹持法

选择合理焊接次序

减少应力

减少变形

第六篇金属切削加工的基础知识

一、金属切削的基础知识

1、切削时金属的变形规律

①切屑的收缩

a、收缩系数：

ε=＞1→反映金属变形程度

b、减少金属变形的措施：

●增大前角

●提高切削速度

●增大切削厚度ac（或扩大进给量）

●减少切削时与刀具间的摩擦

②已加工表面加工硬化

a、产生原因：

塑形变形

b、切削加工的影响：

硬度增加、韧性下降，表面残余应力，裂纹存在。

c、改善措施：

●合理选择刀具几何角度

●合理选择切削用量

●加冷却润滑液

③积屑瘤

a积屑瘤的形成原因：

切屑底层金属粘附堆积。

b积屑瘤的特征：

时大时小、时有时无、中速时产生。

C积屑瘤对加工的影响：

●保持刀片

●增大前角，降低切削力

●影响加工质量

d避免措施：

●γ↑

●中速以外切削

●加润滑液

2、切削力的变化规律

①切削力的合成与分解

②切削用量主要素对切削力的影响

a、V的影响：

低速—切屑变形大、Fz大

中速—受积屑瘤影响

高速—切屑变形小，Fz小

b、ap与f的影响：

ap↑、f↑、Ac↑、Fz↑，但程度不同

ap的影响大于f的影响

结论1、从切削力与切削热的观点出发，在保证一定生产率的前提下，（ap·f=AC为常数，不变），减少ap，扩大f有利于降低切削力。

3、切削热的变化规律

①切削热与切削温度的概念

切削热—切削耗能的转换与释放：

变形热、摩擦热

切削温度—刀具切削区域的平均温度，取决于切削热的产生、切削热的传散

②影响切削温度的因素

a、V-影响最大

b、ap与f：

●ap↑，f↑，T↑，但影响小于a。

●Ac=ap·f不变时，ap↑引起T↑的程度小于f

结论2：

从切削热与切削温度的观点出发；在保证一定生产率的前提下，增大ap，减少f，有利于切削温度的降低。

c、工件材料、刀具角度、冷却润滑

③降低切削温度的措施：

●减少切削热的产生

●加速切削热的传散

4、刀具的磨损规律

①刀具磨损限度与刀具耐用度的概念

刀具从开始切削一直到磨损量达到磨损限度为止的切削总时间。

②影响刀具耐用度的因素

切削用量三要素对刀具耐用度的影响

V最大，f次之，ap最小

5、切削用量的选择原则

粗加工：

首先选取大的切削深度ap，其次选取尽可能大的进给量f，最后在机床动力，工具耐用度的允许下，选取尽可能大的切削速度V。

原因：

1、粗加工即要保证生产率，又要保证一定的刀具耐用度。

2、刀具耐用度的影响因素，按其影响程度次序为V→f→ap。

二、工艺过程的基本知识

1、工件定位的六点定则（六点定位原理）

2、工件定位的方式：

合理定位方式（1、完全定位2、不完全定位）

不合理定位方式（欠定位），不确定（超定位）

3、定位基准的选择原则

①定位基准：

粗基准、精基准

②定位基准选择原则

a粗基准：

●以不加工表面为粗基准

●以加工余量要求均匀的表面为粗基准

●以余量和公差最小的表面为粗基准

●以光洁、平整、装夹稳定可靠的表面为粗基准

●粗基准避免重复使用

b精基准：

●基准重合原则

●基准统一原则

●以精度高、装夹稳固可靠的表面为精基准

4、工艺路线的拟定

①确定加工方案：

（外圆、孔、平面的加工方案）

②加工顺序的安排

③加工阶段的划分

5、工艺过程的制定

内容：

工序号、工序名称、工序内容、加工简图、设备

①加工简明扼要图中以粗实线表示该工序加工表面；

②加工简图中以“　　　　”符号指定定位基准。

思考题

一、基本术语：

1、晶粒

2、晶格

3、晶胞

4、合金

5、组元

6、相

7、固溶体

8、金属化合物

9、机械混合物

10、奥氏体

11、渗碳体

12、珠光体

13、铁素体

14、共析反应

15、共晶反应

16、同素异构转变

17、缩孔

18、缩松

19、石墨化

20、塑性变形

21、冷变形

22、热变形

23、回复

24、再结晶

25、加工硬化

26、可锻性、锻造比

27、冲孔

28、落料

29、剪切

30、冲裁

31、热影响区

32、已加工表面

33、切削面积

34、切削厚度

35、切削宽度

36、切削用量三要素

37、积屑瘤

38、切削温度

39、刀具磨损限度

40、刀具耐用度

41、刀具寿命

42、工件的定位

43、工件的安装

44、生产过程

45、工艺过程

46、工序

47、生产类型

48、生产纲领

49、完全定位

50、粗基准

二、基本概念

1、弹性变形与塑性变形

2、理论结晶温度与实际结晶温度及过冷度

3、共析转变与共晶转变

4、加工硬化与固液强化

5、缩孔与缩松

6、凝固与收缩

7、顺序凝固原则与同时凝固原则

8、凝固收缩与固态收缩

9、冷变形与热变形

10、回复与再结晶

11、冲孔与落料

12、切削层几何参数与切削用量三要素

13、切削热与切削温度

14、刀具磨损与刀具耐用度

15、生产过程与工艺过程

16、工件的定位与夹紧

17、完全定位与不完全定位

18、粗基准与精基准

19、加工阶段与加工顺序

三、基本理论

金属材料机械性能指标的物理意义。

1、金属及合金的结晶理论

2、铁碳合金状态图

3、合金的铸造性能

4、石墨化程度与铸造组织与性能

5、金属塑性变形的基本理论与可锻性

6、焊接接头金属组织与性能的变化

7、焊接应力与变形

8、金属切削过程中的四大变化规律

9、工件的定位原理与定位基准的选择

10、工艺过程的拟定的基本问题

四．基本问题

1-1.什么叫过冷度？

过冷度对结晶过程有什么影响？

1-2.晶粒的粗细对金属的机械性能有什么影响？

1-3.什么叫因素异构转变？

同素异构现象对不变金属的组织与性能有何作用？

1-4.什么是固溶强化？

固溶强化对合金的性能有何影响？

与加工硬化相比，有何不同？

2-1.钢和铸铁在成分和组织上有什么主要区别？

2-2.铁碳合金状态图在热加工中有何用途？

试举例说明。

3-1.铸造合金的充型性受哪些因素的影响？

如何改善铸造合金的充型性能？

4-3.提高灰口铸铁机械性能的主要途径是什么？

试举例加以说明

5-1.经过冷变形和热变形后的金属组织与性能各有什么特点？

5-2.热变形过程中是否有加工硬化现象产生？

5-3.热变形后的金属或合金是否一定不会有加工硬化痕迹？

5-4.加工硬化现象的特征是什么？

什么情况下应该利用它，什么情况下应该避免它？

5-5.锻造温度范围是根据什么来确定的？

5-6.纤维组织对材料性能有什么影响？

怎样利用纤维组织？

注意要点：

①铸铁标号的含义，焊牌号的含义，车刀材料牌号的含义

②车刀标准角度示意图画法

③工艺过程的拟定与表示

④铁碳合金状态图的画法与标准