材料科學(xué)與基礎(chǔ)

1、第五章第五章 材料的制備與成型加工材料的制備與成型加工第一節(jié) 金屬材料的制備與合成從含有金屬的礦石和其它原料中提煉出金屬并從含有金屬的礦石和其它原料中提煉出金屬并除去雜質(zhì)的工業(yè)過(guò)程稱為金屬冶煉。除去雜質(zhì)的工業(yè)過(guò)程稱為金屬冶煉。 1 礦石礦石地殼中天然存在的元素或化合物稱為礦物，地殼中天然存在的元素或化合物稱為礦物，礦石是在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上能從中提取金屬、金礦石是在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上能從中提取金屬、金屬化合物以及其它有用物質(zhì)的礦物的集合體。屬化合物以及其它有用物質(zhì)的礦物的集合體。（1）礦石的預(yù)處理）礦石的預(yù)處理 礦石的預(yù)處理包括選礦、干燥和煅燒、焙燒以礦石的預(yù)處理包括選礦、干燥和煅燒、焙燒以及粉礦造塊。及

2、粉礦造塊。選礦是不改變?cè)V石中有用礦物成分而除去脈選礦是不改變?cè)V石中有用礦物成分而除去脈石，提高原礦石中有用礦物的品位，同時(shí)除去石，提高原礦石中有用礦物的品位，同時(shí)除去有害雜質(zhì)。有害雜質(zhì)。干燥和煅燒是為了節(jié)約冶煉工序中的熱能，便干燥和煅燒是為了節(jié)約冶煉工序中的熱能，便于礦石的搬運(yùn)和向爐內(nèi)供料等，防止水分引起于礦石的搬運(yùn)和向爐內(nèi)供料等，防止水分引起的反應(yīng)性能降低等目的。的反應(yīng)性能降低等目的。焙燒是把礦石加熱到比熔化溫度低焙燒是把礦石加熱到比熔化溫度低200300，以改變礦石的化學(xué)組成，除去原料中的有害雜以改變礦石的化學(xué)組成，除去原料中的有害雜質(zhì)，回收有用元素，同時(shí)還可以使礦石組織疏質(zhì)，回收有用

3、元素，同時(shí)還可以使礦石組織疏松，便于破碎和提高礦石的還原性的工藝過(guò)程。松，便于破碎和提高礦石的還原性的工藝過(guò)程。粉礦造塊是為了充分利用各種資源和便于冶煉粉礦造塊是為了充分利用各種資源和便于冶煉操作，將粉礦以及其它含鐵粉料再進(jìn)行加工處操作，將粉礦以及其它含鐵粉料再進(jìn)行加工處理，制成人造富礦塊。理，制成人造富礦塊。（2）鋼鐵冶煉）鋼鐵冶煉 一、高爐煉鐵一、高爐煉鐵1、高爐煉鐵原料、高爐煉鐵原料鐵礦石鐵礦石 根據(jù)其礦物組成鐵礦石分為四種：赤鐵礦、磁根據(jù)其礦物組成鐵礦石分為四種：赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦。礦石中除鐵的氧化物外，還含有被稱為脈石的礦石中除鐵的氧化物外，還含有被

4、稱為脈石的非鐵氧化物，主要成分為非鐵氧化物，主要成分為SiO2和和Al2O3等。等。 表41 鐵礦石的礦物組成及特征名稱名稱化學(xué)成分化學(xué)成分顏顏色色冶煉性能冶煉性能含鐵量含鐵量/w%/w%有害有害雜質(zhì)雜質(zhì)還原性還原性磁鐵磁鐵礦礦FeFe3 3O O4 4非鐵氧化非鐵氧化物物黑黑色色45457070多多不好不好赤鐵赤鐵礦礦FeFe2 2O O3 3非鐵氧化非鐵氧化物物紅紅色色55556060少少好好褐鐵褐鐵礦礦FeFe2 2O O3 3nHnH2 2O O非鐵非鐵氧化物氧化物褐褐色色35355555磷少磷少好好菱鐵菱鐵礦礦FeCOFeCO3 3+ +非鐵氧化非鐵氧化物物灰灰色色30304040少

5、少最好（焙最好（焙燒后）燒后）磁鐵礦磁鐵礦赤鐵礦赤鐵礦褐鐵礦褐鐵礦菱鐵礦菱鐵礦對(duì)煉鐵用焦炭的要求是固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)要盡量對(duì)煉鐵用焦炭的要求是固定碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)要盡量高，灰分盡量少，含硫磷盡量低，有一定透氣高，灰分盡量少，含硫磷盡量低，有一定透氣性和強(qiáng)度。性和強(qiáng)度。 燃料燃料 熔劑熔劑 高爐煉鐵過(guò)程中加入熔劑的目的是與礦石中的高爐煉鐵過(guò)程中加入熔劑的目的是與礦石中的脈石和焦炭中的灰分發(fā)生作用，形成低熔點(diǎn)的脈石和焦炭中的灰分發(fā)生作用，形成低熔點(diǎn)的熔渣，與鐵水分離并排出爐外。熔渣，與鐵水分離并排出爐外。 2、煉鐵設(shè)備及過(guò)程、煉鐵設(shè)備及過(guò)程圖圖51 高爐高爐結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖高爐包括爐型、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系

6、統(tǒng)、煤氣除高爐包括爐型、上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)和噴吹系統(tǒng)等幾個(gè)部分。塵系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)和噴吹系統(tǒng)等幾個(gè)部分。 3、高爐內(nèi)發(fā)生的基本反應(yīng)、高爐內(nèi)發(fā)生的基本反應(yīng)（1）燃料的燃燒）燃料的燃燒 CO2CO22CO22CO（2）冶金反應(yīng)）冶金反應(yīng)氧化鐵的還原氧化鐵的還原 氧化鐵的還原是從高價(jià)氧化物到低價(jià)氧化物，氧化鐵的還原是從高價(jià)氧化物到低價(jià)氧化物，最后到金屬鐵逐級(jí)進(jìn)行的，即最后到金屬鐵逐級(jí)進(jìn)行的，即Fe2O3Fe3O4FeOFe 3Fe2O3CO2Fe3O4CO2Fe3O4CO3FeOCO2FeOCOFeCO2其它元素的變化其它元素的變化 由于鐵礦石中含有由于鐵礦石中含有Si

7、O2、MnO2和和Ca(PO4)2等組分，在高爐冶煉條件下，它們被還原成等組分，在高爐冶煉條件下，它們被還原成Si、Mn和和P等進(jìn)入鐵水中。另外焦炭和礦石等進(jìn)入鐵水中。另外焦炭和礦石中的硫也會(huì)在冶煉過(guò)程中部分轉(zhuǎn)入鐵水。因中的硫也會(huì)在冶煉過(guò)程中部分轉(zhuǎn)入鐵水。因此，冶煉的生鐵中除碳外，還含有約此，冶煉的生鐵中除碳外，還含有約0.5w%3.5w%Si，0.5w%1.5w%Mn，0.07w%1.0w%P，以及，以及0.03w%0.08w%S等元素。等元素。 造渣造渣 高爐冶煉過(guò)程中造渣的主要作用是有效地將還高爐冶煉過(guò)程中造渣的主要作用是有效地將還原出來(lái)的鐵與各種雜質(zhì)分離，同時(shí)控制生鐵成原出來(lái)的鐵與各種

8、雜質(zhì)分離，同時(shí)控制生鐵成分達(dá)到一定要求，特別是保證含硫量合格。分達(dá)到一定要求，特別是保證含硫量合格。 爐料中的脈石和焦炭燃燒后的灰分是高爐爐渣爐料中的脈石和焦炭燃燒后的灰分是高爐爐渣的主要來(lái)源，其主要成分是的主要來(lái)源，其主要成分是SiO2和和Al2O3，去除，去除這些高熔點(diǎn)雜質(zhì)的方法是在爐內(nèi)加入作為熔劑這些高熔點(diǎn)雜質(zhì)的方法是在爐內(nèi)加入作為熔劑的石灰石。的石灰石。 4、高爐主要產(chǎn)品、高爐主要產(chǎn)品生鐵生鐵 根據(jù)用途生鐵分為鑄造生鐵和煉鋼生鐵兩大類。根據(jù)用途生鐵分為鑄造生鐵和煉鋼生鐵兩大類。鑄造生鐵主要用來(lái)重新熔化，生產(chǎn)各種鑄鐵件。鑄造生鐵主要用來(lái)重新熔化，生產(chǎn)各種鑄鐵件。這種生鐵的含硅量較高，具有

9、良好的鑄造性能這種生鐵的含硅量較高，具有良好的鑄造性能和使用性能。和使用性能。煉鋼生鐵主要用于煉鋼生產(chǎn)中，其含硅量較低。煉鋼生鐵主要用于煉鋼生產(chǎn)中，其含硅量較低。因含硅量低，鐵中碳主要以因含硅量低，鐵中碳主要以Fe3C形式存在，性形式存在，性能脆而硬。能脆而硬。 高爐煤氣高爐煤氣 高爐煤氣經(jīng)過(guò)除塵凈化后，可作為各種加熱設(shè)高爐煤氣經(jīng)過(guò)除塵凈化后，可作為各種加熱設(shè)備和生活用的燃料，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。備和生活用的燃料，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 爐渣爐渣 堿性爐渣（爐渣中堿性爐渣（爐渣中CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高）主要可質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高）主要可用來(lái)生產(chǎn)水泥，酸性爐渣（爐渣中用來(lái)生產(chǎn)水泥，酸性爐渣（爐渣中SiO2較高

10、）較高）主要用來(lái)制造渣磚和渣棉等建筑材料。主要用來(lái)制造渣磚和渣棉等建筑材料。 5.1.1.2 鋼的制備鋼的制備1、煉鋼的實(shí)質(zhì)與基本的物理化學(xué)過(guò)程、煉鋼的實(shí)質(zhì)與基本的物理化學(xué)過(guò)程 鋼與生鐵在化學(xué)成分上的主要差別是碳、硅質(zhì)鋼與生鐵在化學(xué)成分上的主要差別是碳、硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，硫、磷等有害元素和雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)量分?jǐn)?shù)低，硫、磷等有害元素和雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)少。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法就是在熔化的生鐵少。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法就是在熔化的生鐵中加入氧化劑（氧氣或氧化物等），使元素和中加入氧化劑（氧氣或氧化物等），使元素和雜質(zhì)氧化成氣體和形成爐渣被去除。雜質(zhì)氧化成氣體和形成爐渣被去除。 元素的氧化和脫碳元素的氧化和脫碳 F

11、e+1/2O2=(FeO)Si+2(FeO)=(SiO2)+2FeMn+(FeO)=(MnO)+FeFe、Si、Mn等元素的氧化等元素的氧化 脫碳過(guò)程的主要反應(yīng)脫碳過(guò)程的主要反應(yīng)C+1/2O2=COC+(FeO)=CO+FeC+O=CO造渣造渣 煉鋼過(guò)程中的造渣主要是為了脫磷和脫硫。煉鋼過(guò)程中的造渣主要是為了脫磷和脫硫。 2P+5(FeO)+4(CaO)=(4CaOP2O5)+5FeFeS+(CaO)=(FeO)+(CaS)脫氧出鋼脫氧出鋼 鋼水脫氧主要是向鋼水中加入適量的硅鐵和錳鋼水脫氧主要是向鋼水中加入適量的硅鐵和錳鐵，一則利用硅和錳來(lái)還原鋼水中的鐵，一則利用硅和錳來(lái)還原鋼水中的FeO，同

12、，同時(shí)為鋼中增添硅和錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以改善鋼的時(shí)為鋼中增添硅和錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以改善鋼的性能。性能。 2、煉鋼方法、煉鋼方法（1）氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法）氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法是高爐或化鐵爐直接供應(yīng)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法是高爐或化鐵爐直接供應(yīng)高溫鐵水作為原料，熔煉時(shí)利用從爐口頂部吹高溫鐵水作為原料，熔煉時(shí)利用從爐口頂部吹入的高壓純氧來(lái)氧化鐵水，同時(shí)產(chǎn)生熱量維持入的高壓純氧來(lái)氧化鐵水，同時(shí)產(chǎn)生熱量維持熔煉所需的高溫。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的冶煉熔煉所需的高溫。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的冶煉過(guò)程主要包括裝料、吹煉和出鋼三個(gè)階段。過(guò)程主要包括裝料、吹煉和出鋼三個(gè)階段。 轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn)轉(zhuǎn)爐煉鋼的特點(diǎn):吹煉速

13、度快、生產(chǎn)率特別高。另外，氧氣頂吹吹煉速度快、生產(chǎn)率特別高。另外，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼品種多、質(zhì)量好，它可以冶煉全部平轉(zhuǎn)爐煉鋼品種多、質(zhì)量好，它可以冶煉全部平爐冶煉的鋼種和部分電爐鋼種，而且冶煉過(guò)程爐冶煉的鋼種和部分電爐鋼種，而且冶煉過(guò)程中的原材料消耗少，熱效率高，成本低。中的原材料消耗少，熱效率高，成本低。轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼（2）平爐煉鋼法）平爐煉鋼法 平爐煉鋼是靠外加燃料的燃燒來(lái)加熱熔煉的，一平爐煉鋼是靠外加燃料的燃燒來(lái)加熱熔煉的，一般以煤氣為燃料。氧化方法是以吹入純氧為主，般以煤氣為燃料。氧化方法是以吹入純氧為主，并加入鐵礦石為輔。并加入鐵礦石為輔。平爐冶煉過(guò)程包括補(bǔ)爐、裝料、熔化、精煉、脫平

14、爐冶煉過(guò)程包括補(bǔ)爐、裝料、熔化、精煉、脫氧和出鋼五個(gè)階段。氧和出鋼五個(gè)階段。平爐煉鋼的特點(diǎn)是原料不受限制。另外平爐煉鋼平爐煉鋼的特點(diǎn)是原料不受限制。另外平爐煉鋼的化學(xué)成分和溫度容易控制，鋼的質(zhì)量比較穩(wěn)定。的化學(xué)成分和溫度容易控制，鋼的質(zhì)量比較穩(wěn)定。但平爐煉鋼投資浩大，冶煉時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率較低，但平爐煉鋼投資浩大，冶煉時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率較低，有被轉(zhuǎn)爐煉鋼法取代的趨勢(shì)。有被轉(zhuǎn)爐煉鋼法取代的趨勢(shì)。（3）電弧爐煉鋼法）電弧爐煉鋼法 電弧爐煉鋼法是依靠石墨制成的電極與爐料之間電弧爐煉鋼法是依靠石墨制成的電極與爐料之間產(chǎn)生的高溫電弧來(lái)進(jìn)行加熱熔煉的。電弧爐煉鋼產(chǎn)生的高溫電弧來(lái)進(jìn)行加熱熔煉的。電弧爐煉鋼法的步驟分

15、為裝料、熔化、氧化、還原及出鋼。法的步驟分為裝料、熔化、氧化、還原及出鋼。電弧爐煉鋼的主要特點(diǎn)是冶煉溫度高，爐內(nèi)氣電弧爐煉鋼的主要特點(diǎn)是冶煉溫度高，爐內(nèi)氣氛可以控制，鋼水成分容易調(diào)節(jié)，能有效清除氛可以控制，鋼水成分容易調(diào)節(jié)，能有效清除硫、磷等有害雜質(zhì)，加入貴金屬元素?fù)p失少，硫、磷等有害雜質(zhì)，加入貴金屬元素?fù)p失少，但生產(chǎn)率較低，電能成本高，所以電弧爐煉鋼但生產(chǎn)率較低，電能成本高，所以電弧爐煉鋼法主要用于生產(chǎn)合金鋼和高質(zhì)量鋼種。法主要用于生產(chǎn)合金鋼和高質(zhì)量鋼種。5.1.1.3 非鐵合金的制備非鐵合金的制備銅的冶煉方式主要有兩種：即火法冶煉與濕法銅的冶煉方式主要有兩種：即火法冶煉與濕法冶煉。冶煉。

16、濕法煉銅的原理是：濕法煉銅的原理是： CuSO4+Fe=Cu+FeSO4濕法煉銅一般適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精濕法煉銅一般適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。銅稱為電積銅?；鸱ㄒ睙捠峭ㄟ^(guò)熔融冶煉和電解冶煉生產(chǎn)出陰極火法冶煉是通過(guò)熔融冶煉和電解冶煉生產(chǎn)出陰極銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦。銅，也即電解銅，一般適于高品位的硫化銅礦。 1、銅的制備、銅的制備火法和濕法兩種工藝的特點(diǎn)：火法和濕法兩種工藝的特點(diǎn)：（1）濕法的冶煉設(shè)備更簡(jiǎn)單，但雜質(zhì)含量較高，）濕法的冶煉設(shè)備更簡(jiǎn)單，但雜質(zhì)含量較高，是火法的有益補(bǔ)充。是火法的有益補(bǔ)充。（2）濕法有局限性，受制于礦石的品位及類型。）濕法有

17、局限性，受制于礦石的品位及類型。（3）火法的成本約為濕法成本的）火法的成本約為濕法成本的2倍。倍。 金屬的加工工藝性金屬的加工工藝性l金屬材料的鑄造性是指金屬材料能否進(jìn)行鑄造獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的工藝性能。l鑄造性主要包括金屬材料的流動(dòng)性、收縮性和鑄型填充條件等性能。l鑄造成型的優(yōu)勢(shì)：（1）可以一次成型內(nèi)腔、外形復(fù)雜的毛坯；（2）工藝靈活；（3）成本低1、金屬材料的鑄造性、金屬材料的鑄造性影響金屬材料鑄造性的主要因素影響金屬材料鑄造性的主要因素 ：（1）流動(dòng)性）流動(dòng)性流動(dòng)性是指液態(tài)金屬材料本身的流動(dòng)能力。流動(dòng)性是指液態(tài)金屬材料本身的流動(dòng)能力。 （2）液態(tài)金屬材料的收縮）液態(tài)金屬材料的收縮鑄件在冷卻凝固

18、過(guò)程中體積和尺寸縮減的現(xiàn)象，鑄件在冷卻凝固過(guò)程中體積和尺寸縮減的現(xiàn)象，稱為收縮。稱為收縮。 （3）鑄型填充條件）鑄型填充條件液態(tài)金屬充型時(shí)，鑄型的阻力將影響其流動(dòng)速液態(tài)金屬充型時(shí)，鑄型的阻力將影響其流動(dòng)速度，而鑄型與液態(tài)金屬之間的熱交換又將影響度，而鑄型與液態(tài)金屬之間的熱交換又將影響液態(tài)金屬保持流動(dòng)的時(shí)間。液態(tài)金屬保持流動(dòng)的時(shí)間。 1、砂型鑄造、砂型鑄造根據(jù)毛坯的要求制作砂型，然后將液態(tài)金屬注根據(jù)毛坯的要求制作砂型，然后將液態(tài)金屬注入型腔內(nèi)，落砂、清埋、冷卻定型。入型腔內(nèi)，落砂、清埋、冷卻定型。 手工砂型鑄造工藝流程手工砂型鑄造工藝流程l金屬材料的可鍛性是表征金屬材料在進(jìn)行壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)零

19、件難易程度的一個(gè)工藝性能。l對(duì)固態(tài)金屬施加外力，通過(guò)塑性變形得到一定形狀、尺寸和性能的制品的過(guò)程就是壓力加工。l壓力加工的一個(gè)主要特點(diǎn)就是可改善金屬材料的機(jī)械性能。通過(guò)再結(jié)晶細(xì)化晶粒、夾雜物及其它組織的破碎和重新分布以及材料內(nèi)部疏松的焊合等方式，都可以提高材料的強(qiáng)度和韌性。2、金屬材料的可鍛性、金屬材料的可鍛性l金屬材料的可鍛性由金屬材料的本質(zhì)和加工條件決定。l金屬材料的本質(zhì)：（1）化學(xué)成分的影響； （2）組織的影響l金屬材料變形條件：（1）變形溫度影響； （2）變形速度影響； （3）應(yīng)力狀態(tài)影響。 l焊接焊接是通過(guò)加熱或壓力等手段，使金屬原子擴(kuò)是通過(guò)加熱或壓力等手段，使金屬原子擴(kuò)散與結(jié)合，最

20、終連接成一體，連接后不能再拆散與結(jié)合，最終連接成一體，連接后不能再拆卸的連接方法。卸的連接方法。l金屬材料的可焊性金屬材料的可焊性是指金屬在采用一定的焊接是指金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。3、金屬材料的可焊性、金屬材料的可焊性2、幾種常見(jiàn)的焊接方法、幾種常見(jiàn)的焊接方法（1）熔化焊）熔化焊熔化焊熔化焊是利用局部加熱的方法，將欲連接的兩工是利用局部加熱的方法，將欲連接的兩工件接合處加熱到熔化狀態(tài)，并與熔化的填充金屬件接合處加熱到熔化狀態(tài)，并與熔化的填充金屬一起熔融，并最

21、終冷卻結(jié)晶，形成牢固的焊接。一起熔融，并最終冷卻結(jié)晶，形成牢固的焊接。 熔化焊根據(jù)其采用的熱源不同還有不同的區(qū)分：熔化焊根據(jù)其采用的熱源不同還有不同的區(qū)分：有氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子有氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊等。束焊等。 2、幾種常見(jiàn)的焊接方法、幾種常見(jiàn)的焊接方法（1）熔化焊）熔化焊熔化焊熔化焊是利用局部加熱的方法，將欲連接的兩工是利用局部加熱的方法，將欲連接的兩工件接合處加熱到熔化狀態(tài)，并與熔化的填充金屬件接合處加熱到熔化狀態(tài)，并與熔化的填充金屬一起熔融，并最終冷卻結(jié)晶，形成牢固的焊接。一起熔融，并最終冷卻結(jié)晶，形成牢固的焊接。 熔化焊根據(jù)其采用的熱源不同還有

22、不同的區(qū)分：熔化焊根據(jù)其采用的熱源不同還有不同的區(qū)分：有氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子有氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊、電子束焊等。束焊等。 圖圖5-22 手工電弧焊手工電弧焊圖圖5-25 電渣焊示意圖電渣焊示意圖1被焊工作；被焊工作；2滑塊；滑塊；3渣池；渣池；4焊絲；焊絲；5送絲槍；送絲槍；6熔池；熔池；7焊縫焊縫（2）壓力焊）壓力焊壓力焊壓力焊是在焊接過(guò)程中，對(duì)焊件施加壓力，使是在焊接過(guò)程中，對(duì)焊件施加壓力，使被焊接工件緊密連接。被焊接工件緊密連接。壓力焊主要有電阻焊、摩擦焊、擴(kuò)散焊等。壓力焊主要有電阻焊、摩擦焊、擴(kuò)散焊等。1）電阻焊電阻焊是將工件在電極內(nèi)夾緊，先施加一定是將工

23、件在電極內(nèi)夾緊，先施加一定初壓力，使兩工件端面壓緊，通電產(chǎn)生電阻熱，初壓力，使兩工件端面壓緊，通電產(chǎn)生電阻熱，同時(shí)加壓進(jìn)行焊接。同時(shí)加壓進(jìn)行焊接。 點(diǎn)焊點(diǎn)焊是用柱狀電極加壓通電，把搭疊好的工件是用柱狀電極加壓通電，把搭疊好的工件逐點(diǎn)焊合的方法。逐點(diǎn)焊合的方法。411 點(diǎn)焊示意圖點(diǎn)焊示意圖縫焊縫焊是與點(diǎn)焊相類似，只是所用電極為旋轉(zhuǎn)的是與點(diǎn)焊相類似，只是所用電極為旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電滾輪。導(dǎo)電滾輪。對(duì)焊對(duì)焊是將工件夾緊在電極內(nèi)，通電使兩工件逐是將工件夾緊在電極內(nèi)，通電使兩工件逐漸接觸，隨后通以巨大電流，使接觸面加熱并漸接觸，隨后通以巨大電流，使接觸面加熱并進(jìn)行焊接。進(jìn)行焊接。 2）摩擦焊）摩擦焊摩擦焊摩擦焊

24、是利用工件接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源，是利用工件接觸面摩擦產(chǎn)生的熱量為熱源，使工件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而進(jìn)行焊接。使工件在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形而進(jìn)行焊接。 3）擴(kuò)散焊）擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊擴(kuò)散焊是在真空或保護(hù)氣氛中，使焊件緊密接觸，是在真空或保護(hù)氣氛中，使焊件緊密接觸，在一定壓力和溫度下保持一段時(shí)間，使接觸面上在一定壓力和溫度下保持一段時(shí)間，使接觸面上的原子相互擴(kuò)散以完成焊接。的原子相互擴(kuò)散以完成焊接。（3）釬焊）釬焊釬焊釬焊是用釬料熔入接頭之間來(lái)連續(xù)工件的焊接是用釬料熔入接頭之間來(lái)連續(xù)工件的焊接方法。方法。 根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊又可分為軟釬焊和根據(jù)釬料熔點(diǎn)的不同，釬焊又可分為軟釬焊和硬釬焊

25、。硬釬焊。l金屬的切削加工性是指金屬被切削加工難易程度的工藝性能。通常是指金屬材料在被切削加工中的生產(chǎn)率、刀具耐用度、切削力、切削形狀及切削加工后的零件表面光潔度等。4、金屬的切削加工、金屬的切削加工影響金屬材料切削加工性的因素：影響金屬材料切削加工性的因素：l（1）硬度的影響 在相同的切削加工條件下，金屬材料的硬度越高，則其切削加工性越差。l（2）切削阻力的影響 切削阻力越大，切削加工性越差。l（3）切屑的影響 塑性材料的帶狀切屑和脆性材料的崩碎、卷片的切屑都對(duì)金屬材料的切削加工性產(chǎn)生影響。l（4）導(dǎo)熱性的影響 導(dǎo)熱性小的材料切削加工性好。l（5）顯微組織的影響 當(dāng)金屬材料化學(xué)成分決定后，可

26、通過(guò)熱處理調(diào)整組織，從而改變金屬材料的力學(xué)性能，進(jìn)而改善切削加工性。 5、金屬粉末材料的制備、金屬粉末材料的制備粉末冶金粉末冶金是一種主要以金屬粉末或金屬粉末與是一種主要以金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末的混合物為基本原料，加入其他添非金屬粉末的混合物為基本原料，加入其他添加劑，混合后經(jīng)成型和燒結(jié)以及其他后續(xù)處理加劑，混合后經(jīng)成型和燒結(jié)以及其他后續(xù)處理工藝，制成各種材料和制品的工藝方法。工藝，制成各種材料和制品的工藝方法。（1）粉末冶金可以生產(chǎn)普通方法無(wú)法生產(chǎn)的）粉末冶金可以生產(chǎn)普通方法無(wú)法生產(chǎn)的具有特殊性能的材料。具有特殊性能的材料。（2）粉末冶金容易控制材料的組成，從而生）粉末冶金容易控制材

27、料的組成，從而生產(chǎn)出組織均勻、晶粒細(xì)小、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)出組織均勻、晶粒細(xì)小、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)材料。材料。（3）粉末冶金可以直接將金屬粉末制成成品）粉末冶金可以直接將金屬粉末制成成品或接近成品的最終形狀和尺寸的零件，是一或接近成品的最終形狀和尺寸的零件，是一種少、無(wú)切削的成型加工方法。種少、無(wú)切削的成型加工方法。（4）生產(chǎn)率較高。）生產(chǎn)率較高。粉末冶金的特點(diǎn)：粉末冶金的特點(diǎn)：但是粉末冶金作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)也存在但是粉末冶金作為一種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)也存在一些缺陷和不足。例如，只能生產(chǎn)尺寸有限和一些缺陷和不足。例如，只能生產(chǎn)尺寸有限和形狀簡(jiǎn)單的制品；由于粉末成型特點(diǎn)決定，制形狀簡(jiǎn)單的制品；由于粉末成型特點(diǎn)決定，制品中常有殘余孔隙；粉末成本較高；燒結(jié)制品品中常有殘余孔隙；粉末成本較高；燒結(jié)制品的韌性較差等等。的韌性較差等等。2、粉末冶金的工藝過(guò)程、粉末冶金的工藝過(guò)程粉末冶金的工藝過(guò)程包括制粉、成型、燒結(jié)以粉末冶金的工藝過(guò)程包括制粉、成型、燒結(jié)以及燒結(jié)后處理等過(guò)程。及燒結(jié)后處理等過(guò)程。（1）粉料制備）粉料制備 制備方法制備方