南理工 材料成形技術(shù)基礎(chǔ)

南理工材料成形技術(shù)基礎(chǔ)要點整理PAGEPAGE20第一章 緒論材料加工成形，有三個目的：獲得所需要的形狀、尺寸、精度，材料的幾何特征；獲得所需要的性能和內(nèi)部組織，材料的內(nèi)在特征；獲得所需要的表面性能和表層組織，材料的表面特征。材料加工的類型1）加工成形 2）切除/去除加工3）表面處理/加工 4）熱處理材料加工三要素：材料、能量和信息材料加工/成形的基本問題1）形狀尺寸的控制 2）組織與性能的控制 3）缺陷控制與防止材料加工/成形的發(fā)展特點CAD/CAM續(xù)化；新的成形加工技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用；術(shù)與塑性加工技術(shù)；激光快速成形等；打破傳統(tǒng)的來料加工形式，材料制備與加工成形同時進行；柔性化加工制備技術(shù)。塑性加工利用金屬材料的塑性變形特性，用工模具加金屬材料施加機械作用，使其發(fā)組織性能都同時改變。7．焊接過程中，改善凝固組織，防止粗晶產(chǎn)生的措施有：變質(zhì)處理振動結(jié)晶動、超聲振動和電磁振動。優(yōu)化焊接工藝參數(shù)何為凝固

第二章材料凝固理論宏觀意義：物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過程；微觀意義：激烈運動的液體原子回復(fù)到規(guī)則排列的過程。凝固需注意的問題體積改變 （2）外形改變 （3）熵值改變（4）結(jié)構(gòu)改變過程自發(fā)進行的判據(jù)1）自由能最低原理即等溫等容條件下，體系的自由能永不增大，自發(fā)過程的方向力圖減小體系的自由能，平衡條件下體系的自由能最小。自由焓判據(jù)（吉布斯自由能判據(jù)）系自由焓降低，平衡條件下體系的自由焓最小。界面張力因為氣相中原子的作用力遠小于液相，使界面原子受的合力指向液相內(nèi)部，σJ/m2。潤濕過冷液態(tài)金屬冷卻到冷卻到平衡結(jié)晶溫度Tm（熔點）時，并沒有開始結(jié)晶，而冷卻到低于Tm時，固相才開始結(jié)晶析出（形核并長大，這種現(xiàn)象叫做過冷14.均質(zhì)形核 異質(zhì)形核過程，也被稱為自發(fā)形核；異質(zhì)形核是指依附在液相中某種固體表面（外來夾雜物表面或容器壁上等）形核的過程，也被稱為非自發(fā)形核。晶胚晶核根據(jù)液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)模型，液態(tài)金屬中有大量大小不一近程有序排列的原子小集團，即晶胚。當溫度高于結(jié)晶溫度Tm

時，它們是不穩(wěn)定的，當液態(tài)金屬具有一定過冷度以后，某些較大的原子集團借助結(jié)構(gòu)起伏使其尺寸大于某一臨界尺寸才能稱為一個結(jié)晶核心，即晶核。形核能力在凸面上形成的晶核包含原子數(shù)最多，平面上次之，凹面上最少?？梢?，即使是同一種物質(zhì)作為形核基底，起形核能力也不同，跟界面的曲率方向和大小有關(guān)，凹面的形核能力最強。形核率單位時間、單位體積內(nèi)所形成的晶核數(shù)目。它用來衡量形核能力的強弱。形核劑的選擇條件失配度小、粗糙度大、分散性好、高溫穩(wěn)定性好小平面界面，非小平面界面平面組成，呈小平面臺階狀特征，故也稱小平面界面（。平面界面（。生長方式界面結(jié)構(gòu)連續(xù)長大的界面用原子的尺度來衡量是坎坷不平的，對于接納從液相沉積來是由于這種原因，其晶體長大遠比光滑界面容易。側(cè)面長大的界面結(jié)構(gòu)為小平面的光滑界面，這種界面用原子尺度來衡量是光來的原子沉積在臺階的邊緣，依靠臺階向側(cè)面擴展而長大。溶質(zhì)再分配質(zhì)富集或者貧化的現(xiàn)象，叫做溶質(zhì)再分配。成分過冷由溶質(zhì)再分配導(dǎo)致界面前沿平衡凝固溫度發(fā)生變化而引起過冷稱為成分過冷。成分過冷對晶體生長的影響成分過冷對晶體生長形態(tài)的影響為：隨著成分過冷的增加，晶體的生長形態(tài)從平面狀向胞狀、胞狀枝晶、柱狀枝晶和等軸枝晶發(fā)展。胞狀晶與樹枝晶明顯的區(qū)別枝的生長方向與特定的晶向平行（密排、自由能問題）偏析金屬凝固過程中發(fā)生化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象稱為偏析。根據(jù)偏析區(qū)域的不同，可將偏析分為微觀偏析和宏觀偏析兩種。S 組元在枝晶間的最大含量R 組元在枝晶干的最小含量微觀偏析能的降低（有害相析出、弱化晶界、有利組元貧化等，所以一般考慮控制微觀偏析，使成分盡量均勻化。宏觀偏析VV形偏析、帶狀偏析、區(qū)域偏析、層狀偏析規(guī)則共晶，非規(guī)則共晶規(guī)則共晶：由金屬—金屬形成共晶體，屬于非小平面共晶；—Fe-C、Al-Si系。共晶凝固方式方式可分為共生生長和離異生長兩種。共生生長這種兩相彼此合作生長的方式，稱為共生生長。共生生長需要兩個基本條件：Ⅰ 出相稱為領(lǐng)先相，它可以是初生相也可以不是。Ⅱ 兩組元在界面前沿的橫向傳輸能保證等速生長的要求離異生長共晶又分為晶間偏析型和領(lǐng)先相呈團球型兩類。偽共晶（共晶點附近的亞共晶和過共晶組織稱為偽共晶。凝固方式糊狀凝固：砂型鑄造時，固、液邊界線的間距很寬，在很長一段凝固時凝固；鑄件的凝固方式由合金液—固相線溫度間隔、面溫度梯度兩個因素共同決定。在金屬型鑄造時以逐層凝固的方式進行。充型能力控制屬的充型能力。充型能力與金屬本身的流動能力、鑄型性質(zhì)、鑄件結(jié)構(gòu)及澆注條件有關(guān)。影響液態(tài)金屬充型能力的因素金屬性質(zhì)凝固潛熱、液相密度、比熱容、凝固溫度、熱導(dǎo)率都與充型能力有關(guān)。鑄型性質(zhì)鑄型密度、比熱容、熱導(dǎo)率，初始溫度、涂料層厚度、涂料層熱導(dǎo)率。澆注條件澆注溫度、澆注速度、澆注系統(tǒng)中的壓頭阻力損失（道的平均流速。鑄件結(jié)構(gòu)與充型能力有關(guān)。鑄件結(jié)構(gòu)越復(fù)雜（表面積大，模數(shù)小差。收縮控制液態(tài)收縮液態(tài)合金從澆注溫度降低到熔點所發(fā)生的體積收縮。凝固收縮合金在凝固階段的體積收縮，它取決于狀態(tài)改變和凝固溫度范圍。固態(tài)收縮固態(tài)合金因溫度降低發(fā)生的體積收縮，對鑄件的尺寸精度有影響。造應(yīng)力、變形、裂紋的主要原因?？s孔和縮松（成，也可歸納為：金屬性質(zhì)、鑄型性質(zhì)、鑄件結(jié)構(gòu)、澆注條件。應(yīng)力凝固過程中的收縮，除了產(chǎn)生縮孔、縮松外，還會導(dǎo)致凝固應(yīng)力、變形、甚至裂紋。根據(jù)產(chǎn)生鑄造應(yīng)力的原因，可將其分為：熱應(yīng)力此不能協(xié)調(diào)，相互制約的結(jié)果形成熱應(yīng)力。相變應(yīng)力具有固態(tài)相變的合金鑄件，冷卻過程中各部分發(fā)生相變的時間不一致，以及相變時比體積變化，導(dǎo)致各部分的體積和長度變化的時間不一致，產(chǎn)生相變應(yīng)力。機械阻礙應(yīng)力鑄件收縮時，受澆注系統(tǒng)、冒口和本身結(jié)構(gòu)的機械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。凝固組織控制表面細等軸晶區(qū)，緊靠型壁形成外殼層，紊亂排列的細小等軸晶。柱狀晶區(qū)，自外向內(nèi)沿熱流方向，彼此平行排列的柱狀晶。內(nèi)部等軸晶區(qū)，紊亂排列的粗大等軸晶。晶區(qū)生成的簡單過程移，從而在型壁附近沉積細小晶粒，構(gòu)成表面細晶粒區(qū)；一沿晶體在與型壁垂直的單向熱流作用下，向液體中心延伸，形成柱狀晶區(qū)。值得指出的是，最初各枝晶的取向是很亂的，只有那些主干平行于熱流方向的枝致。晶體的這種相互競爭、相互淘汰的生長過程稱為擇優(yōu)生長；處漂游到這個區(qū)域的游離晶生長成新的等軸晶，最終形成內(nèi)部等軸晶區(qū)。獲得細等軸晶組織可采取的措施適當降低澆注溫度合理運用鑄型對液態(tài)合金的強烈激冷作用孕育處理動態(tài)晶粒細化有時候想獲得平行排列的良好的磁性，可以采用定向凝固技術(shù)。焊接生產(chǎn)中的凝固過程控制1、焊接熔池特征(1)體積小，冷卻速度大。(2)過熱溫度高。(3)動態(tài)下凝固。 (4)對流強烈。焊縫凝固特點(1)外延生長 (2)彎曲柱狀晶 (3)凝固界面生長形式多樣性熔池凝固組織控制焊接過程中，改善凝固組織，防止粗晶產(chǎn)生的主要措施有：變質(zhì)處理。(2)(3)優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。制約著微晶玻璃形成的原因硅酸鹽熔體有巨大的溶解能力，幾乎可把任何外來的形核質(zhì)點溶解在本晶玻璃，反而要容易得多。硅酸鹽熔體析晶條件如果創(chuàng)造一定的條件，硅酸鹽熔體還是具備形成晶體（析晶）的條件。這就需要在熔體中創(chuàng)造非均勻形核的條件。形成非互溶液相可以實現(xiàn)析晶；（2）是使用固體顆粒形核劑；（3）通過光化學(xué)反應(yīng)獲致。變質(zhì)處理：粗糙界面：光滑界面：平衡分配系數(shù)：有效平衡分配系數(shù)：的現(xiàn)象，叫做溶質(zhì)再分配。熱裂：冷裂：臨界形核功：產(chǎn)生暈圈組織的原因：第三章材料成形熱過程焊接分類焊接分為和固液相焊接熔焊卻凝固，形成一個牢固的接頭；固態(tài)焊接接頭；固液相焊接釬料和釬劑熔焊，母材不熔化，然后經(jīng)過冷卻凝固，形成一個牢固的接頭。43.電弧焊（熔焊）熱過程的一般特點很快。程是一種準穩(wěn)態(tài)的過程。凝固成形熱過程的基本特點凝固成形的基本熱過程是將金屬材料加熱熔化到液態(tài)，然后澆注到與零件的形狀、尺寸相適應(yīng)的鑄型空腔中，經(jīng)過冷卻凝固，獲得毛坯或零件。因此，凝固成形的基本熱過程包含加熱熔化和冷卻凝固兩個部分。沖天爐分為：1.2.3.4.爐缸區(qū)預(yù)熱區(qū)內(nèi)的熱交換特點(1)爐氣給熱以對流傳熱方式為主(2)傳遞熱量大(3)預(yù)熱區(qū)高度的變動大熔化區(qū)的熱交換特點(1)爐氣給熱以對流傳熱為主(2)熔化區(qū)呈凹形分布(3)熔化區(qū)高度波動大過熱區(qū)內(nèi)熱交換特點鐵水的受熱以與焦炭接觸傳導(dǎo)傳熱為主(2)(3)爐氣最高溫度與區(qū)域高度起決定作用材料加熱過程中的熱效率Q0Q，那么熱效率的定義η=Q/Q0。溫度場所謂溫度場是加熱和冷卻過程中，某一瞬時的溫度分布。焊接溫度場所謂焊接溫度場是指在焊接集中熱源的作用下被焊工件上(包括內(nèi)部)瞬時的溫度分布。焊接熱傳導(dǎo)的基本方程熱總是從物體的高溫部位向低溫部位流動的，它的流動規(guī)律服從于傅立葉(Founer)定律。qn=λdT/dn 式中λ——熱導(dǎo)率[J/（cm·s·℃）]表示某一物體的導(dǎo)熱能力。影響焊接溫度場的因素影響焊接溫度場的因素很多，其中主要的有以下幾個方面：熱源的性質(zhì)(2)焊接工藝參數(shù)(3)被焊金屬的熱物理性質(zhì)(4)焊件的板厚及形狀凝固成形溫度場凝固成形包含金屬材料的加熱熔化和冷卻凝固兩大過程。鑄件凝固過程中，時間，鑄件和鑄型中的溫度場變化。焊接熱循環(huán)長段多層焊接熱循環(huán)1m以上，這樣在焊完第一層再100--200℃以下。57.短段多層焊接熱循環(huán)50—400mm生產(chǎn)率低。影響焊接熱循環(huán)的因素（1）焊件尺寸形狀的影響（2）接頭形式的影響（3）焊道長度的影響 （4）焊接熱輸入的影響（5）預(yù)熱溫度的影響 （6）焊接時冷卻條件的影響焊接熔滴反應(yīng)區(qū)主要特點：溫度高熔滴金屬與氣體，熔渣的接觸面積大各相之間反應(yīng)時間短熔滴金屬和熔渣之間發(fā)生強烈混合氮與金屬的作用影響形成氣孔，提高焊縫金屬強度，降低塑性和韌性，引起時效脆化。除氮措施：加強對焊接區(qū)保護2）選用合適的焊接參數(shù)3）添加合金元素61.氫對金屬的作用影響:控氫措施：1）限制焊接材料中的含氫量清除焊絲和焊件表面上的雜質(zhì)冶金處理控制焊接參數(shù)焊后脫氫處理62.氧對金屬的作用性，耐蝕性?？匮醮胧?）純化焊接材料 2）控制焊接參數(shù) 3）脫氧焊接熔渣的作用（1）機械保護作用（2）改善焊接工藝性能 （3）冶金處理作用熔渣對金屬的氧化：擴散氧化，置換氧化。選擇脫氧劑的原則：對氧的親和力大于金屬與氧的親和力密度小于液態(tài)金屬密度考慮脫氧劑對焊縫性能的影響及成本第四章塑性成形理論基礎(chǔ)塑性成形加工共性特點塑性成形/作用力和約束反力。作用力約束反力應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變狀態(tài)。變形程度—工程應(yīng)變工程應(yīng)變：絕對變形量與工件原始尺寸之比真實應(yīng)變真應(yīng)變LLl的真應(yīng)變看作是這無窮多個階段相對變形的總和屈服準則Trasca屈服準則: 當物體中的最大切應(yīng)力達到某一臨界值時，物體發(fā)生屈服該臨界值取決于材料在變形條件下的性質(zhì)，而與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)。1616)2)2)2222)Cxxyyyyzzzzxxxyyzzx116()2()2()2C1223311塑性成形理論—變形機制滑移、孿生、晶界滑動、擴散蠕變1.滑移晶體在外力的作用下，其一部分沿著一定的晶面和該晶面上的一定晶向，相對于另一部分產(chǎn)生相對移動?；频木嚯x是滑移方向上原子間距的整數(shù)倍，使大量原子從一個平衡位置滑移到另一個平衡位置，晶體產(chǎn)生宏觀的塑性變形?；扑氐木娼谢泼?，所沿的晶向叫滑移方向?；啤猄chmid定律Schmid臨界切應(yīng)力定律?；啤∠蛞蜃覯=cosfcosl稱為取向因子M硬取向M易于生產(chǎn)變形稱為軟取向。多晶體的變形特點約束下變形，晶粒所受的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化；各個晶粒的取向不同，受力狀態(tài)不同，造成各晶粒之間變形的不時性和不均勻性；的提前開始和晶界上變形困難，造成晶界和晶內(nèi)變形的不均勻。孿生孿生：(孿生面)的一定晶向(孿生方向)滑移與孿生滑移 孿生原子相對移動距離： 等于 小于 變形方向一個原子間距生產(chǎn)變形的位錯： 全位錯 不全位錯原子移動方向：雙向單向/有極性變形均勻性：集中在在整個孿晶移動部分晶體取向：不變滑移面上 帶上均勻改變/鏡面對稱開動應(yīng)力服從：H-P關(guān)系H-P關(guān)系開動條件服從：Schmid定律Schmid定律bcc孿生進行；fcc擴散蠕變狀改變，生產(chǎn)塑性變形。冷變形中金屬組織變化形成纖維組織應(yīng)變越大，晶粒形狀變化越大。產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷產(chǎn)生晶體學(xué)擇優(yōu)取向多晶體塑性變形時,雖然各晶粒的轉(zhuǎn)動受相鄰晶粒的制約，但各晶粒的滑移面和學(xué)織構(gòu)晶粒超細化、甚至非晶化，形成非平衡材料性能變化：冷變形造成的金屬組織的變化，必然導(dǎo)致其性能的變化。（1）加工硬化(應(yīng)變強化)（2）各向異性（3）其他性能變化冷加工還會造成：密度降低，導(dǎo)電性降低，導(dǎo)熱性降低，耐蝕性變差以及磁性變化等多種物理化學(xué)性能的變化。熱變形中組織性能變化輕鑄造偏析；改善晶粒組織：相的分布形態(tài)。形成流線：成流線。沿著流線方向材料性能提高。富區(qū)。熱加工時，這些沿主應(yīng)變方向擴展，形成帶狀。熱塑性變形的特點金屬在其再結(jié)晶及其以上(通常>0.5Tm)溫度進行的加工叫熱加工。其特點是：1.變形溫度高，加工硬化?。?.變形抗力低、耗能少；3.塑性好；加工變形量大； 4.不易產(chǎn)生裂紋等加工缺陷但：加工精度低；組織性能不均勻性大。塑性材料在外力作用下能連續(xù)地生產(chǎn)塑性變形而不斷裂的能力影響塑性的因素內(nèi)因—材料本身的因素1.化學(xué)鍵 2.晶體結(jié)構(gòu)3.晶粒組織 一般的規(guī)律是晶粒越細，塑性越好合金相組成 一般，單相系(純金屬和固溶體)比多相系的塑性要高，固溶比化合物的塑性要高。晶體中界面結(jié)構(gòu)材料的冶金歷史化學(xué)成分有害雜質(zhì)損害塑性，微量元素提高塑性。外因—變形條件一、變形溫度二、應(yīng)力狀態(tài)三、應(yīng)變狀態(tài)討論材料塑性成形/抗力，或流變應(yīng)力。位錯滑移必須克服平衡位置之間的能量壁壘(勢壘)，由此所造成的阻力叫點陣阻力溶質(zhì)原子溶入溶劑點陣中，造成強度的提高，這就是固溶強化。當合金中含有細小彌散的顆粒時，就會對位錯運動造成障礙。運動的位錯必彌散強化。(真應(yīng)力或流變應(yīng)力)關(guān)系曲線即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，或本構(gòu)關(guān)系。第五章：凝固成形技術(shù)凝固成形優(yōu)缺點：（特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔（優(yōu)點）由于模型制造、收縮以及工藝需要等方面的原因，得到的鑄件與實際零件的（缺點84.白口鑄鐵FeC3因此非常脆硬，難以加工，通常用于一些可不經(jīng)加工而直接與砂、石接觸的耐磨零件?；铱阼T鐵除微量溶于鐵素體以外，絕大部分以石墨形式存在，斷口呈灰色，是應(yīng)用最廣的鑄鐵。根據(jù)石墨形態(tài)不同又可分為普通灰口鑄鐵（片狀）、蠕墨鑄鐵（蠕蟲狀）、可鍛鑄鐵（團絮狀）、球墨鑄鐵（球狀）麻口鑄鐵碳一部分以石墨形式存在，另一部分以FeC3鐵與灰口鑄鐵之間，一般工業(yè)中較少使用。澆注位置，分型面澆注位置：金屬澆注時鑄件所處的位置。分型面：砂箱間的接觸面，也是制造鑄型時取模的位置。澆注位置的選擇原則：面。因為上表面容易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，組織不如下表面致密。烈的熱輻射（烘烤，鑄型因熱膨脹和強度下降易拱起開裂，形成夾砂缺陷。足或冷隔。分型面的選擇原則便于起模，使造型工藝簡化。活塊和型芯等。盡量使鑄件的全部或大部分置于同一砂箱內(nèi)，以保證鑄件精度。砂型鑄造的特點砂型鑄造適用范圍廣，幾乎適用于所有不同大小、結(jié)構(gòu)的零部件生產(chǎn)，盡管（如圓筒狀零件機器造型能提高造型速度及鑄型尺寸精度和質(zhì)量，適合大型鑄造廠連續(xù)大批量生產(chǎn)，廢品率低。但設(shè)備投資大，且用于工藝成熟的定型鑄件。晶粒粗大，易產(chǎn)生組織和成分的偏析，表面粗糙度大。優(yōu)點：鑄件尺寸精度高金屬型鑄造的限制：金屬型制造成本高、周期長，不適合單件、小批量生產(chǎn)。鑄件外形，尤其是內(nèi)腔，不宜過于復(fù)雜。壁厚不宜過薄，否則容易產(chǎn)生澆不足等缺陷。用于鑄造鑄鋼等高熔點合金時，金屬型壽命短。壓力鑄造在30～70MPa的高壓下快速將液態(tài)或半液態(tài)金屬壓入金屬鑄型中，充型時間約為0.01～0.2s，并使液態(tài)金屬在壓力下結(jié)晶，獲得鑄件的方法。優(yōu)點：50～150500鑄件尺寸精度高，表面光潔（CT6～9，Ra0.4～3.2μm）。鑄件冷卻快，有在壓力下結(jié)晶，晶粒細小，鑄件強度、硬度較高。便于將不同材料鑲嵌在一起，實現(xiàn)一件多材質(zhì)，改善某部位的性能。不足：（壓型和壓鑄室壽命低。充型和冷卻快，厚壁處難以補縮，易出現(xiàn)縮松。彌散分布的微細氣泡。低壓鑄造20～70kPa將金屬液注入型腔，并在壓力下凝固獲得鑄件的方法。優(yōu)點：刷力小，氣體易排除。便于實現(xiàn)順序凝固，防止縮孔和縮松，尤能克服鋁合金針孔缺陷。1.5～2mm的薄壁鑄件。不用冒口，金屬的利用律可以提高到90%～98%多。熔模鑄造再將模型熔化、排出型外，從而獲得無分型面的鑄型。優(yōu)點：同時因為預(yù)熱后澆注，可生產(chǎn)復(fù)雜薄壁鑄件。及難切削加工合金（如高錳鋼、磁鋼、耐熱合金等）。生產(chǎn)批量不受限制，除大批量生產(chǎn)外，也可單件生產(chǎn)。缺點：材料昂貴、工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)周期長4～5天造高幾倍。此外，難以實現(xiàn)全盤機械化、自動化生產(chǎn)，且鑄件不能太大或太長，一般為幾克到幾公斤。離心鑄造將液態(tài)金屬澆入高速旋轉(zhuǎn)（250～1500r/min）的鑄型中，使金屬液在離心力作用下充型并凝固，稱為離心鑄造。優(yōu)點：利用自由表面生產(chǎn)圓筒鑄件時，可省去型芯和澆注系統(tǒng)，降低成本。（由表面）移動而排除。鑄件組織致密，極少有縮孔、氣孔、夾渣等。充型能力強，便于流動性差的合金及薄壁件生產(chǎn)。便于制造雙金屬鑄件。如在滑動軸承制造中，可在鋼套上鑲鑄薄層銅襯。缺點：依靠自由表面形成的內(nèi)孔尺寸偏差大，內(nèi)表面粗糙。（不致密鎂合金等。另外，設(shè)備投資大，不適合單件、小批生產(chǎn)。離心鑄造是鑄鐵管、氣缸套、銅套、雙金屬軸承的主要生產(chǎn)方法，鑄件的最大重量達幾十噸；也可生產(chǎn)耐熱鋼輥道、特殊鋼無縫管坯等。鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄件外形應(yīng)便于取出模型鑄件內(nèi)腔結(jié)構(gòu)應(yīng)使型芯數(shù)量少，并有利于型芯的固定和排氣鑄件應(yīng)有結(jié)構(gòu)斜度普通灰口鑄鐵80（鐵素體及珠光體片狀石墨組成。球墨鑄鐵和應(yīng)力集中作用大為減輕，因此，其力學(xué)性能與灰鑄鐵相比，得到很大提高。蠕墨鑄鐵可鍛鑄鐵鑄鋼便于采用鑄—焊聯(lián)合結(jié)構(gòu)制造形狀復(fù)雜的巨大鑄件，因此鑄鋼在重型機械中尤為重要（優(yōu)點）鑄鋼的熔點高、流動性差、體積收縮大，易產(chǎn)生熱裂、冷裂等缺陷，其鑄造性能比鑄鐵差。（缺點）第七章：焊接成形技術(shù)手工電弧焊特點（優(yōu)點（缺點）優(yōu)點：手工電弧焊的簡便靈活，適應(yīng)性強，主要表現(xiàn)在室內(nèi)，室外條件下均可采用，長、短焊縫都能適應(yīng)，各種焊接位置都可以焊接。實際上，只要焊條所能達到的任何位置的接頭都可以焊接，甚至包括位置受限制的管子背面接頭(盲區(qū)接頭)、對多數(shù)焊接方法來說那是難以達到的部位，如果采用帶彎的焊條也可以進行焊接。缺點：手工電弧焊對焊工的操作技術(shù)要求較高，焊接質(zhì)量在一定程度上決定于焊工的操作技術(shù)。此外，手工電弧焊勞動條件差，生產(chǎn)率低。因此，手工電弧焊適用于焊接單件或小批量產(chǎn)品，短的和不規(guī)則的、各種空間位置的以及其它不易實現(xiàn)機械化焊接的焊縫?？珊腹ぜ穸仍?．5mm以上，1mm以下的薄板則不適于手工電弧焊。焊條藥皮的主要作用1.保護作用2.冶金作用3.使焊條具有良好的工藝性能。埋弧自動焊原理在焊絲與焊件之間燃燒的電弧是埋在顆粒狀焊劑下面的。電弧熱將焊絲端埋弧自動焊特點（優(yōu)點）和缺點優(yōu)點：(1)生產(chǎn)率高由于可用較大焊接電流，加上焊劑與熔渣的隔熱作用熔深也大。不開坡口單面一次焊，熔深可達20mm。焊縫質(zhì)量高熔渣隔絕空氣的保護效果好。熔池金屬與熔化的焊劑之裂紋的可能性。勞動條件好既無弧光輻射又無煙塵，勞動環(huán)境好。鎢極氬弧焊原理鎢極氬弧焊是在惰性氣體——氬氣的保護下，利用鎢電極與焊件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化母材和填充焊絲(如果使用填充焊絲)的一種氣體保護焊方法。焊接時氬氣從焊槍的噴嘴連續(xù)噴出，在電弧周圍形成惰性氣體保護層隔絕空氣，防止對鎢極，熔池以及鄰近熱影響區(qū)的有害影響，從而獲得優(yōu)質(zhì)接頭。鎢極氬弧焊按操作方式分為手工焊和自動焊兩種。鎢極氬弧焊特點（優(yōu)點）)有效地隔絕電弧周圍空氣。因而可成功地焊接易氧化、氮化及化學(xué)活潑性強的有色金屬、不銹鋼和各種合金。直流正極性電弧()的焊接電流(<10A)下仍可穩(wěn)定燃燒，特別適用于薄板，超薄板的焊接。接。不通過電弧，故不會產(chǎn)生飛濺，焊縫成形美觀。不足之處：鎢電極承受電流能力有限，所以熔深淺，熔敷率小，生產(chǎn)率低。焊接所用惰性氣體()(氣體保護焊)相比，生產(chǎn)成本較高。清理工作要求嚴格。(低沸點)3mm(壓力容)(沸點)和易蒸發(fā)的鉛、錫、鋅等金屬則難以焊接。由于鎢電極承受電流能力有3mm(力容器和管道)要求焊透的坡口打底焊、全位置焊和窄間隙焊也可采用鎢極氬弧焊。熔化極氣體保護焊原理熔化極氣體保護焊用連續(xù)送進的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來熔化焊絲與母材金屬于，通過焊槍噴嘴輸送保護氣體，使電弧、熔化焊絲、熔池及其附近的母材金屬免受周圍空氣的有害作用。從焊槍連續(xù)送進的焊絲不斷熔化以熔滴形式過渡到熔池中去，與熔化的母材金屬融合形成焊縫金屬。優(yōu)點：由于熔化極氣體保護焊對焊接區(qū)保護簡單、方便、明弧無渣、焊接區(qū)便于觀察，易于實現(xiàn)機械化、自動化焊接和進行全位置焊接，而且生產(chǎn)率高(因為使用的焊絲電流密度大、熔敷率高)，因此在生產(chǎn)中日益廣泛地被采用。熔化極氬弧焊的特點（優(yōu)點）銅合金以及不銹鋼等材料。用于焊接厚板鋁、銅等金屬時生產(chǎn)率比鎢極氬弧焊高，焊件變形也小。常采用直流反接，焊接鋁及鋁合金時有良好的陰極霧化作用。焊絲熔滴過渡類型自由過渡焊接熔池。因條件不同，自由過渡又分為：滴狀過渡 2)噴射過渡短路過渡 較小焊接電流下氣體保護焊的熔滴過渡形式就屬于這一種?；旌线^渡。在一定條件下，熔滴過渡不是單一形式，而是自由過渡和短路滴過渡形式就屬于這一種。CO2氣體保護焊的特點（優(yōu)點）優(yōu)點：1)生產(chǎn)率高。2)成本低。3)能耗低。4)適用范圍廣。5)抗銹能力強。6)明弧無渣，熔池便于監(jiān)視和控制，有利于實現(xiàn)焊接過程的機械化和自動化。CO2焊熔滴過渡特點過渡形式有滴狀過渡、短路過渡和潛弧射滴過渡三種。CO2焊的飛濺CO路過渡后電弧再引燃時，產(chǎn)生對熔池過大沖擊力而使液體金屬濺出。焊的飛濺措施冶金方面主要是采用合適的焊絲〔如降低焊絲含碳量〕和保護氣體成分。適宜的焊絲和焊件表面的清理(除銹和油污)可減少因液體金屬內(nèi)部冶金反應(yīng)生成的CO氣體膨脹爆炸而引起的飛濺。工藝方面速度和短路峰值電流的選擇。藥芯焊絲氣體保護焊原理基本原理與普通熔化極氣體保護焊一樣，這種焊接方法是一種氣、渣聯(lián)合保護CO2CO2+Ar混合氣體。藥芯焊絲氣體保護焊特點（優(yōu)點）優(yōu)點：與普通熔化極氣體保護焊相比，它的主要區(qū)別就在于焊絲內(nèi)部裝有焊劑混合物。焊絲熔敷速度快，熔敷效率(85％~90％)和生產(chǎn)率都較高(比手工電弧焊高3—5倍)?；瘜W(xué)成分。焊更強。這是因為焊接熔池受到CO2渣兩方面保護的缺點：(由低碳鋼或低合金鋼皮制成)容易銹蝕，外皮所包的粉劑容易吸潮。使用前，藥250~300縫中引起氣孔。藥芯焊絲氣體保護焊用途電阻焊原理接方法。按所用電流波形分有交流、直流和脈沖電流三大類。點焊原理焊件局部熔化，形成焊點的方法。點焊方法分類按供電方式可分為：單面點焊、雙面點焊和間接點焊。按一次形成的焊點數(shù)可分為：單點點焊，雙點點焊和多點點焊。按焊接電流波形可分為：工頻點焊、電容儲能點焊、直流沖擊波點焊、三相低頻點焊和次級整流點焊。縫焊原理連續(xù)或斷續(xù)送電，從而產(chǎn)生一連串熔核相互搭疊的密封焊縫的電阻焊方法?？p焊方法分類按通電和工件運動方式縫焊方法可分為三類。連續(xù)縫焊2)斷續(xù)縫焊3)步進縫焊凸焊凸焊是在一個焊件的貼合面上預(yù)先加工出一個或多個凸起點，使其與另一焊件表凸焊基本類型1.單點、多點凸焊2.環(huán)焊3.T形焊4.滾凸焊5.線材交叉凸焊對焊原理把兩焊件端部相對放置并沿軸線對準，利用焊接電流加熱方法。對焊方法分類分為電阻對焊和閃光對焊兩類。摩擦焊原理狀態(tài)，然后迅速頂鍛加壓，完成焊接的一種壓力焊方法。摩擦焊方法分類根據(jù)工件相對摩擦運動軌跡可分為旋轉(zhuǎn)摩擦焊和軌道摩擦焊給方式可分為連續(xù)驅(qū)動摩擦焊和慣性摩擦焊兩種。