熱加工材料知識(shí)點(diǎn)

1章金屬材料成形根本原理鑄造 是指通過熔煉金屬，制造鑄型，并將熔融金屬注入鑄型中使之冷卻，凝固后獲得具有肯定外形和性能的鑄件的成型方法。砂型鑄造和特種鑄造。鑄件的凝固方式：逐層凝固方式，糊狀凝固方式，中間凝固方式。金屬的鑄造性能：是指合金是否易于通過鑄造方法成形并獲得鑄件的力量。它反映的是合金在鑄造過程中表現(xiàn)出來的綜合性的工藝性能，主要包括合金流淌性，等。合金的流淌性的影響因素：1〕合金的種類，2〕合金的化學(xué)成分，3〕雜質(zhì)含量。合金的充型力量的影響因素：1〕合金本身的流淌性，2〕澆注條件〔包括澆注溫度，澆注速度和充型壓力等因素?！?)鑄型條件〔鑄型的蓄熱力量，鑄型溫度，鑄型中的氣體〕4〕鑄件構(gòu)造。合金收縮：鑄造合金從液態(tài)到凝固直至冷卻到室溫的過程中發(fā)生的體積和尺寸減小的現(xiàn)象。收縮分為三個(gè)階段：液態(tài)收縮，凝固收縮，固態(tài)收縮。影響合金收縮的因素：1〕合金的化學(xué)成分，2〕澆注溫度，3〕鑄型條件。最典型的鑄件斷面組織由三個(gè)晶區(qū)組成：1〕外表細(xì)晶區(qū)，2〕柱狀晶區(qū)，3〕中心等軸晶區(qū)?？s孔的形成：趨向于逐層凝固方式結(jié)晶的合金，易產(chǎn)生集中縮孔。縮松的形成：結(jié)晶溫度范圍寬的合金，趨向于糊狀凝固，易形成縮松?？s孔和縮松的防止：1〕合理確定內(nèi)澆道位置及澆注工藝，2〕合理使用冒口，冷鐵等工藝措施。鑄造應(yīng)力：熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力。熱應(yīng)力的形成：由于鑄件壁厚不均勻以及散熱條件的差異，不同部位冷卻速度不同，由此引起不均衡收縮所造成的應(yīng)力。收縮應(yīng)力的形成：鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受到鑄型，型芯，澆冒口，砂箱等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力。使鑄件的凝固過程符合同時(shí)凝固原則。鑄件的裂紋熱裂：熱裂是在凝固后期高溫下形成的。防止熱裂的主要措施：1〕合理設(shè)計(jì)鑄件構(gòu)造，2〕設(shè)法改善鑄型和型芯的退讓性，3〕嚴(yán)格限制鋼和鑄鐵中硫的含量，4〕選用收縮性小的合金。冷裂：冷裂是鑄件冷卻到低溫處于彈性狀態(tài)時(shí)，鑄造應(yīng)力超過合金的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生的。防止冷裂的主要措施：削減鑄造應(yīng)力和降低合金的脆性氣孔大致可分為侵入性氣孔，析出性氣孔和反響性氣孔。防止侵入性氣孔的主要措施：1〕降低鑄型材料的發(fā)氣量，2〕增加鑄型的排氣力量。：1〕削減合金在熔煉和澆注時(shí)的吸氣量，2〕對(duì)金屬液進(jìn)展除氣處理，3〕增大鑄件的冷卻速度，4〕使鑄件在壓力下凝固以阻擋氣體析出。：1〕去除冷鐵，芯撐外表的銹蝕和油污，2〕保持枯燥。金屬塑性成形：是利用金屬在外力作用下所產(chǎn)生的塑性成形，來獲得具有肯定形狀，尺寸和力學(xué)性能的制品的加工方法。單晶體的塑性變形滑移和孿生。金屬塑性變形根本規(guī)律：1〕體積不變規(guī)律，2〕最小阻力定律。冷變形加工件的組織與性能冷塑性變形后金屬組織的特點(diǎn)：1〕晶粒變形，2〕位錯(cuò)密度增加和晶粒碎化，3〕形變織構(gòu)。：1〕各向異性，2〕冷變形強(qiáng)化，3〕產(chǎn)生剩余內(nèi)應(yīng)力。：1〕回復(fù)，2〕再結(jié)晶：冷變形金屬被加熱到較高溫度時(shí)，由于原子集中力量增加，可使其顯微組織發(fā)生變化，被拉長(zhǎng)的碎化的變形晶粒通過重生核和生長(zhǎng)，又變?yōu)榫鶆虻募?xì)小的等軸晶粒，同時(shí)冷變形強(qiáng)化消逝。：1〕改善鑄態(tài)金屬的組織與性能，2〕鍛造流線的形成及鍛造比。金屬的塑性成形性能：通常用金屬的塑性和變形抗力這兩個(gè)因素來衡量金屬塑性加工的成形性能。：1〕金屬本身因素的影響〔金屬的化學(xué)成分，金屬的組織構(gòu)造?！?〕變形條件的影響〔變形溫度，變形速度，變形時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。〕金屬的超塑性：金屬在特定的組織1和溫度條件下以特定的變形速度變形時(shí)，其塑性可比在常態(tài)下變形時(shí)高出幾十甚至幾百倍，而變形抗力降低到常態(tài)時(shí)的幾分之一甚至幾格外之一。金屬這種在特定條件下表現(xiàn)出的超常的塑性變形力量稱為超塑性。超塑性主要可分為構(gòu)造超塑性和相變超塑性。焊接是通過加熱或加壓，或兩者并用，使分別的物體在被連接的外表間產(chǎn)生原子結(jié)合焊接分為三大類：熔焊，壓焊和釬焊。保證焊縫質(zhì)量的措施：1〕在焊接過程中對(duì)熔化金屬進(jìn)展有效的保護(hù)，使之與空氣隔離，〕對(duì)焊接熔池進(jìn)展脫氧，脫硫，脫磷處理，去除進(jìn)入熔池中的有害雜質(zhì)〕焊縫金屬滲合金，以補(bǔ)償合金元素的燒損。熔焊的焊接接頭是由焊縫，熔合區(qū)和熱影響區(qū)組成。焊接接頭的冶金缺陷氣孔：焊接氣孔的產(chǎn)生是由于熔池金屬中的氣體在金屬冷卻結(jié)晶前來不及逸出，從而以氣泡的形式殘留在焊縫金屬內(nèi)部或消滅在焊縫外表。防止氣孔的措施：1〕焊條和焊劑要烘干，2〕嚴(yán)格去除坡口及兩側(cè)母材上的水，銹，油，3〕承受短弧焊，4〕掌握焊接速度，5〕使熔池中的氣體逸出。熱裂紋：熱裂紋是在固相線四周的高溫下在焊縫金屬或焊接熱影響區(qū)中產(chǎn)生的一種沿晶裂紋。防止熱裂紋的措施：1〕限制焊接材料中的低熔點(diǎn)雜質(zhì)，2〕實(shí)行工藝措施減小焊接應(yīng)力，〕〕脫硫，脫磷力量。冷裂紋：冷裂紋是焊接接頭在室溫四周的溫度下產(chǎn)生的裂紋。防止冷裂紋的措施：1〕掌握焊后冷卻速度，2〕選用堿性焊條，削減焊縫金屬中的氫含量，3〕焊條和焊劑在使用前嚴(yán)格烘干，去除坡口及兩側(cè)母材的銹，油，水，削減氫的來源，4〕實(shí)行工藝措施減小焊接應(yīng)力，5〕焊后進(jìn)展熱處理，消退焊接剩余應(yīng)力，促進(jìn)焊縫中的氫集中逸出。焊接應(yīng)力和變形的產(chǎn)生的根本緣由：焊接過程中焊承受到的不均勻局部加熱和冷卻。減小焊接應(yīng)力的措施：1〕焊前預(yù)熱，2〕加熱減應(yīng)區(qū)，3〕選擇合理的焊接挨次和方向，4〕錘擊焊縫。掌握盒減小焊接變形的措施：1〕反變形法，2〕剛性固定法，3〕強(qiáng)迫冷卻法，4〕承受合理的焊接挨次。消退焊接應(yīng)力的方法：1〕焊后熱處理，2〕機(jī)械拉伸法。矯正焊接變形的方法：1〕機(jī)械矯正法，2〕火焰矯正法。金屬焊接性 ：金屬的焊接性是指金屬材料在限定的施焊條件下，焊接成形并獲得符合設(shè)計(jì)要求及滿足使用要求的焊件的力量。金屬焊接性的影響因素：1〕金屬的化學(xué)成分，2〕焊接工藝條件，3〕焊件構(gòu)造，4〕使用條件。金屬焊接性的評(píng)定方法：1)直接試驗(yàn)法，2〕間接評(píng)估法。評(píng)定鋼的焊接性：〔以對(duì)冷裂紋的敏感性1~碳當(dāng)量法，2~。〕2章鑄造成形砂型鑄造 分為手工造型和機(jī)器造型。手工造型：整模造型，挖砂造型，假箱造型，分模造型，三箱造型。機(jī)器造型：壓實(shí)造型，震擊造型，震壓造型，高壓造型，拋砂造型，射砂造型，射壓造型，氣沖造型，靜壓造型。特種鑄造：熔模鑄造，金屬型鑄造，壓力鑄造，低壓鑄造，離心鑄造，其他特種鑄造方法。熔模鑄造的特點(diǎn)和應(yīng)用：1〕鑄件的精度和外表質(zhì)量高，2〕可生產(chǎn)各類金屬材料的鑄件，3〕可制造外形較簡(jiǎn)單的鑄件，4〕生產(chǎn)批量不受限制，5〕工藝過程較簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，鑄件本錢較高。依據(jù)鑄鐵中的石墨形態(tài)的不同，將其分為灰鑄鐵，球墨鑄鐵，可鍛鑄鐵和蠕墨鑄鐵等。球墨鑄鐵的熔鑄特點(diǎn)：1〕嚴(yán)格掌握原鐵水的化學(xué)成分，承受“高碳、低硅、低硫及低磷“的高溫鐵水，2〕50~100℃，為了保證澆注溫度，球墨鑄鐵出爐溫度指示在1400~1420℃以上?？慑戣T鐵的生產(chǎn)分為兩個(gè)步驟：1〕先鑄造出白口鑄鐵，2〕再通過石墨化退火而獲得可鍛鑄鐵。：1〕適中選擇澆注溫度，2〕充分保證型砂性能，3〕正確承受補(bǔ)縮工藝。：鋁合金熔點(diǎn)低，砂型鑄造時(shí)可用細(xì)砂造型，以降低鑄件外表粗糙度。澆注系統(tǒng)必需保證鋁液能快速地流入型腔，避開產(chǎn)生飛濺、渦流和沖擊等。通常承受開放式澆注系統(tǒng)，并多開內(nèi)澆道，常用蛇形或鵝頸形等外形的直澆道，還應(yīng)留意使用冒口補(bǔ)縮各種鑄造方法都可用于鋁合金鑄造，大批量生產(chǎn)或制造重要鑄件時(shí)，常承受特種鑄造〔金屬型鍛造、壓力鑄造和低壓鑄造等?！炽~合金的熔煉：銅合金熔煉時(shí)的突出問題也是簡(jiǎn)潔氧化和吸氣。銅氧化后易生成氧化亞銅，使塑性變差。因此，熔煉時(shí)常承受溶劑掩蓋在銅合金液面上以隔離空氣，一般銅合金熔煉時(shí)還需參加0.3%~0.6%的磷銅脫氧，使氧化亞銅復(fù)原。鑄造工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟分析零件的技術(shù)要求和構(gòu)造工藝性。依據(jù)鑄件的生產(chǎn)批量及質(zhì)量要求選擇造型方法。確定鑄件的澆注位置和分型面。選擇機(jī)械加工余量、起模斜度、收縮余量等工藝參數(shù)。設(shè)計(jì)型芯，包括型芯本體和芯頭的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、冒口、冷鐵、鑄肋等。在以上工作的根底上完成鑄造工藝圖，必要時(shí)還需繪制鑄件圖。編制鑄造工藝卡，繪制鑄型裝配圖。工藝裝備設(shè)計(jì)，包括模樣、芯盒、砂箱設(shè)計(jì)等。澆注位置和分型面的選擇確定澆注位置鑄件的重要外表應(yīng)朝下或側(cè)立。鑄件上的寬大平面應(yīng)朝下。鑄件上的薄壁部位應(yīng)朝下。簡(jiǎn)潔產(chǎn)生縮孔的鑄件厚大部位應(yīng)朝上。選擇分型面保證精度原則便利操作原則1〕型腔及主要型芯位于下箱，以便于下芯和檢驗(yàn)，避開合型時(shí)破壞型芯。簡(jiǎn)化工藝原則1〕 削減分型面數(shù)量，2〕分型面應(yīng)盡量平直，避開曲面分型面，3〕分型面應(yīng)盡量與澆注位置全都，以避開合型后再翻動(dòng)鑄型。鑄造工藝參數(shù)確實(shí)定： 1〕要求的機(jī)械加工余量，2〕收縮余量，3〕起模斜度。澆注系統(tǒng)澆口杯〔外澆口〕、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道四局部組成。澆注系統(tǒng)的分類：和開放式澆注系統(tǒng)。頂