金屬工藝學(xué)教案-

金屬工藝學(xué)教案PAGEPAGE70金屬工藝學(xué)教案金屬工藝學(xué)緒論金屬工藝學(xué)的性質(zhì)是高等工科院校機(jī)械類專業(yè)必修的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課?；A(chǔ)課→〔橋梁〕→專業(yè)課金屬材料工藝學(xué)是一門技術(shù)基礎(chǔ)課，對專業(yè)課和基礎(chǔ)課起著橋梁的作用。2.為什么要學(xué)金屬工藝學(xué)？(目的)a.獲得有關(guān)金屬熱處理、金屬材料的基本知識(shí)。b.熟悉常見金屬材料的牌號(hào)、性能特點(diǎn)及應(yīng)用；了解它們之間成分、組織、性能、熱處理的關(guān)系。c.具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。d.為后續(xù)課程和從事技術(shù)工作打下基礎(chǔ)。3.金屬工藝學(xué)的研究對象〔主要內(nèi)容〕：常用的工程材料、材料的各種加工處理工藝。例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、塑料等材料及熱處理工藝、焊接工藝、鑄造工藝、切削加工工藝等加工處理工藝。4.工程材料是國家工業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。a.國家工業(yè)發(fā)展的三大支柱：材料、信息、微機(jī)。b.工業(yè)和日常生活都離不開工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進(jìn)步而服務(wù)。5.金屬材料工藝學(xué)的特點(diǎn)：a.綜合性強(qiáng)：系統(tǒng)介紹了從工程材料到成形加工的機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程b.本課程同施行緊密相聯(lián)系，是一門施行性很強(qiáng)的學(xué)科。通過生產(chǎn)施行才干融會(huì)貫穿地學(xué)習(xí)掌握〔鉗工、金工實(shí)習(xí)〕。6.怎樣才干學(xué)好機(jī)械工程材料工藝學(xué)？a.注意各章節(jié)的聯(lián)系、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)、鞏固、應(yīng)用、總結(jié)。b.要理解、要提問題、不能累計(jì)問題。c.抓住主要內(nèi)容：金屬材料及熱處理基本知識(shí)，鑄造、鍛造、焊接、切削加工基本常識(shí)。材料的力學(xué)性能1.材料的性能：使用性能：物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能〔機(jī)械性能〕。工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。2.力學(xué)性能的定義：材料在外力作用下，表現(xiàn)出的性能。主要有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲憊極限等。力學(xué)性能是判定材料優(yōu)劣的主要指標(biāo)，主要通過實(shí)驗(yàn)測定第一節(jié)強(qiáng)度與塑性1.強(qiáng)度：定義：是指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力。強(qiáng)度大小通常用應(yīng)力表示。應(yīng)力是作用力除以式樣原始橫截面積的商，用符號(hào)σ表示，單位為MPa。衡量指標(biāo)：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度?！?〕屈服點(diǎn)：定義：發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力。公式：σs＝Fs/So〔MPa〕Fs－材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的力。So－材料的原始橫截面面積。條件屈服強(qiáng)度規(guī)定：σr＝F/Ao(無顯然的屈服現(xiàn)象的材料)應(yīng)用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性〔螺栓聯(lián)接〕超過螺栓材料本身的屈服強(qiáng)度?！?〕抗拉強(qiáng)度：定義：是指試樣拉斷過程中最大拉力所對應(yīng)的最大應(yīng)力值。公式：σb＝Fb/SoFb－最大的載荷。So－材料的原始截面面積。應(yīng)用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機(jī)車的牽引等。σs/σb屈強(qiáng)比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2.塑性：定義：斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形能力稱為塑性。衡量指標(biāo)：斷后伸長率、斷面收縮率?！?〕斷后伸長率：定義：是指試樣拉斷后標(biāo)距地伸長量與原標(biāo)距長度的百分比，符號(hào)δ公式：δ＝〔L1－L0〕/L0×100％L1－拉斷后的長度。L0－原來的試樣長度。注意：長、短試樣測出的δ值不相等〔比較大小，要同樣的試樣〕。L0＝5d0δ5L0＝10d0δ10＝δδ5>5%－塑性材料、δ5<5％－脆性材料。45：δ5≈18.7%δ1<δ5〔2〕斷面收縮率：定義：公式：Ψ＝〔A0－A1〕/A0×100％S0－原截面面積。S1－斷口處斷面面積。Ψ5Ψ10Ψ值越大，塑性越好。總結(jié)：δΨ越大，塑性越好，越易變形但不會(huì)斷裂。。二、硬度硬度：定義：抵抗更硬物體壓入的能力。衡量：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。1.布氏硬度：HB試驗(yàn)：GB84。一定直徑的鋼球HBS〔硬質(zhì)合金HBW〕，規(guī)定的載荷及時(shí)間后。 HB＝F/S(N/mm2)<650舉例：鋼球直徑：10mm，載荷：30KN〔F＝30D2〕，時(shí)間：規(guī)定10〔s〕。材料：壓痕直徑：d0＝查表：HBS＝239〔1〕應(yīng)用范圍：鑄鐵、有色金屬、非金屬材料?！?〕優(yōu)缺點(diǎn)：準(zhǔn)確、方便、材料限制、非成品檢驗(yàn)和薄片。2.洛氏硬度：HR、〔HRA、HRB、HRC〕試驗(yàn)：GB83。一定錐形的金剛石〔淬火鋼球〕，在規(guī)定載荷和時(shí)間后，測出的壓痕深度差即硬度的大小〔表盤表示〕。HRA、HRB、HRC。一般通常習(xí)慣用HRC〔無單位〕。〔1〕應(yīng)用范圍：鋼及合金鋼?！?〕優(yōu)缺點(diǎn)：測成品、薄的工件，無材料限制，但不準(zhǔn)確。三、韌性1.定義：金屬在斷裂前汲取變形能量的能力。判據(jù)：沖擊汲取功，斷裂韌度2沖擊汲取功：規(guī)定形狀和尺寸的式樣在沖擊試驗(yàn)力一次性作用折斷時(shí)所汲取的功。測定：通過夏比缺口沖擊實(shí)驗(yàn)測定。衡量指標(biāo)：Akv=mgh1-mgh2擺錘一次沖斷式樣所失去的位能稱為沖擊汲取功。沖擊汲取功表示了材料抵抗沖擊力而不破壞的能力，是評(píng)定材料韌性好壞的重要指標(biāo)。3多沖抗力：低應(yīng)力脆斷：在材料所承受的應(yīng)力遠(yuǎn)低于許用應(yīng)力的狀況下，突然發(fā)生無顯然塑性變形的脆性斷裂。低應(yīng)力脆斷是由材料中的宏觀裂痕的擴(kuò)展引起的。斷裂韌度：是指材料抵抗裂痕擴(kuò)展的能力，用Klc表示。是度量材料韌性好壞的一個(gè)定量指標(biāo)。四、疲憊強(qiáng)度1．疲憊：材料在循環(huán)應(yīng)力和變應(yīng)力作用下產(chǎn)生局部永久性累積損傷，經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂痕或突然發(fā)生完全斷裂的過程稱為材料的疲憊。2.在機(jī)械零件斷裂中有80%是由于疲憊引起的3.疲憊強(qiáng)度：當(dāng)金屬材料在無數(shù)次重復(fù)或交變載荷作用下而不致引起斷裂的最大應(yīng)力，叫做疲憊強(qiáng)度。材料疲憊的判據(jù)：疲憊極限σD疲憊極限值在旋轉(zhuǎn)彎曲疲憊試驗(yàn)機(jī)上測得。第二節(jié)金屬材料的物理、化學(xué)及工藝性能一、物理性能：1.比重：單位體積內(nèi)物體的重量。密度：單位體積內(nèi)物體的質(zhì)量。鐵：/厘米3、銅：/厘米3、鋁：/厘米3、鈦：/厘米3 γ<5g/cm3→輕金屬、γ>5g/cm3→重金屬。應(yīng)用：飛機(jī)制造業(yè)、子彈頭、檢驗(yàn)材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。2.熔點(diǎn)：固體→液體的溫度點(diǎn)。凝固點(diǎn)：液體→固體的溫度點(diǎn)。鐵：1538℃、銅：1083℃、鋁：660℃應(yīng)用：耐高溫材料〔飛機(jī)、導(dǎo)彈、航天〕、防火安全閥、熔斷器〔保險(xiǎn)絲〕等。3.熱漲性：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。材料不同，熱脹冷縮的大小也不同。應(yīng)用：電線的形態(tài)、橋梁的架設(shè)、鋼軌的鋪設(shè)、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。4.導(dǎo)熱性：金屬具有傳導(dǎo)熱能的性質(zhì)。導(dǎo)熱材料的順序：銀、銅、鋁等。金屬材料的雜質(zhì)越多、導(dǎo)熱性越差。高速鋼導(dǎo)熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。應(yīng)用：陶瓷、水壺的水垢等。5.導(dǎo)電性：金屬具有傳遞電流的性質(zhì)。導(dǎo)電材料的順序：銀、銅、鋁等。應(yīng)用：電火花加工、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。6.磁性；金屬材料在磁場的狀況下磁化〔分為軟磁和硬磁〕。例如：鐵、鎳、鈷等。應(yīng)用：手表材料、磨床的磨削加工等。二、化學(xué)性能：〔耐酸堿性〕：金屬材料抵抗腐蝕的性能。例如：鋼鐵生鐵銹、銅生銅綠〔造成重大事故〕。應(yīng)用：食品行業(yè)、飲料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)等。2.抗氧化性：高溫時(shí)抵抗氧化的能力。應(yīng)用：鍛打、電焊、熱處理等。3.化學(xué)穩(wěn)定性：在常溫下，化學(xué)穩(wěn)定的性能。應(yīng)用：耐熱設(shè)備、高溫鍋爐等。三、工藝性能：是指是否易于進(jìn)行冷、熱加工的性能。包括：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。第二章鐵碳合金〔鋼和鑄鐵〕第一節(jié)純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變一、金屬的結(jié)晶結(jié)晶：液態(tài)金屬凝結(jié)成固態(tài)金屬的現(xiàn)象。冷卻速度越大，過冷度越大。金屬的實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，Tn<To。過冷度：To＝Tn＝?T〔變量〕。冷卻速度越大，過冷度越大。1.在ab段：金屬均浮現(xiàn)液體，2.在bc段：液體中某些原子結(jié)成晶核〔自發(fā)晶核〕〔晶坯〕晶核不斷長大形成枝晶直到晶粒。3.在cd段：每一個(gè)晶核形成一個(gè)晶粒，從而形成含有多晶體的金屬固體。概念：晶粒、晶界。晶核－枝晶－晶粒－多晶體。晶核－枝晶－晶粒晶界；晶粒。晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動(dòng)所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發(fā)生變形，即材料的硬度越高，強(qiáng)度越好?？偨Y(jié)：晶粒越小，則材料的力學(xué)性能越好。采納的主要途徑是：晶核數(shù)目越多－晶粒越多－晶粒越細(xì)小，從而提升材料的力學(xué)性能。〔1〕提升過冷度：〔>107實(shí)驗(yàn)測出：冷卻速度越大，生核速率越大>長大速率。〔2〕變質(zhì)處理〔孕育處理〕：在液態(tài)金屬中，加入一些細(xì)小的金屬粉末〔變質(zhì)劑〕〔孕育劑〕形成非自發(fā)晶核，使晶核數(shù)目增多，晶粒變細(xì)小?！?〕機(jī)械振動(dòng)：使枝晶破碎成為幾個(gè)晶核，使晶核數(shù)目增多〔超生波振動(dòng)等〕。二、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)概念：原子球、結(jié)點(diǎn)、晶格、晶胞、晶格常數(shù)〔a、b、c、α、β、γ〕致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。純金屬的晶格類型：例如：純鐵〔α-Fe〕912℃↓、W、Mo、V、Cr〔β－Ti〕882℃↑ 立方體:a＝b＝c；α＝β＝γ＝90o原子數(shù)：8×1/8＋1＝2致密度：0.68原子的晶格結(jié)構(gòu)不同，則性能不同，即使原子的晶格結(jié)構(gòu)相同，但由于原子的質(zhì)量不同，性能也不同。立方體a＝b＝cα＝β＝γ＝90o原子數(shù)：8×1/8＋6×1/2＝4致密度：×108××10－24?，計(jì)算銅的密度？純鐵〔γ－Fe〕912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。三、純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變〔舉列鉆石和石墨〕純鐵：α－Fe→〔912℃〕γ－Fe〔1394℃〕→δ-Fe〔1538℃二次結(jié)晶或重結(jié)晶。提問：一定質(zhì)量的純鐵加熱到912～1394℃時(shí)，體積是增加還是減少，假設(shè)持續(xù)加熱到1394～1538℃時(shí)，體積是增大還是減少？第二節(jié)鐵碳合金的基本組織合金：金屬元素同另一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的新材料。金屬特性：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性、光澤。例如：鋼鐵合金：Fe＋C＋Mn＋Si、鋁合金：〔Al＋Mg＋Mn〕、〔Al＋Ze＋Mn〕、銅合金：〔Cu＋Zn〕、〔Cu＋Sn〕、〔Cu＋Ni〕等。產(chǎn)生具有合格的使用性能和工藝性能方面的新材料〔特出的物理、化學(xué)性能〕。組元：定義：合金中的最小單元。合金系：合金中百分含量不同的組元構(gòu)成的一系列合金。鋁合金〔Al＋Mg＋Mn〕。鋁合金：Al：99％、97％、95％、……..Mg：0.5％、2％、2％、……….Mn：0.5％、1％、3％、……….二元合金系、三元合金系、四元合金系。相：具有同一化學(xué)成分，同一聚集狀態(tài)，且有顯然界面分開的獨(dú)立均勻部分。例如：液→單相、固相→單相、液＋固→兩相。一、固溶體：溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑中，依舊堅(jiān)持晶格類型的金屬晶體。置換固溶體：d質(zhì)/d劑。〔胖子到教室形象舉例〕晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。無限置換固溶體：Cu＋Ni有限置換固溶體：Cu+Zn溫度越高，則溶解度〔固溶量〕越大。間隙固溶體：d質(zhì)/d劑。〔瘦子到教室形象舉例〕晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。只能形成有限固溶體：C→α－Fe、727℃因形成固溶體使材料強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象－固溶強(qiáng)化。〔合金的好處〕1.鐵素體F：C→α－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、體心立方晶格。20℃727℃機(jī)械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80〔770℃↓磁性〕。〔應(yīng)用簡略提一下〕〔飽和的鹽水凝固點(diǎn)－21℃、其沸點(diǎn)108℃。飽和NaOH溶液沸點(diǎn)2.奧氏體A：C→γ－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、面心立方晶格。727℃0.77%C、1148機(jī)械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。〔應(yīng)用提一下〕二、金屬化合物〔中間相〕〔強(qiáng)化相〕形成：溫度降低時(shí)析出的一種新材料。Fe3C、FeC、VC、WC、CuZn、Cu21Znσ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。滲碳體C：F＋C層片相間疊加。硬度極高，而塑性、韌性極低。三、機(jī)械混合物：定義：α－固溶體＋β－固溶體＋…＋α－金屬化合物＋β－金屬化合物 例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。珠光體P：F＋Fe3兩相，機(jī)械混合物。0.77％C。機(jī)械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。強(qiáng)度高、硬度較高?！矐?yīng)用提一下〕2.萊氏體Ld、Ld′：兩相機(jī)械混合物，含碳量：4.3％C。Ld＝A＋C727～1148℃。〔高溫萊氏體〕Ld′＝P＋C20～727℃機(jī)械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能與滲碳體相近?！矐?yīng)用較少〕第三節(jié)鐵碳合金狀態(tài)圖T ALDAEL＋ACL＋CFGA＋CA＋CLd＋A＋CLdLd＋C727FPSK600QP＋FPP＋CP＋CLd′＋P＋CLd′Ld′＋C00.772.114.306.69F＋C一、鐵碳合金狀態(tài)圖的建立〔1〕配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線?！?〕從各冷卻曲線上找出臨界點(diǎn)，并將各臨界點(diǎn)分別畫到成分－溫度坐標(biāo)中?！?〕將意義相同的臨界點(diǎn)連接起來。二、Fe－Fe3C1.點(diǎn)〔特性點(diǎn)〕：A1538℃100％Fe的熔點(diǎn)；D1227℃100％FeG912℃C1148℃4.3％C共晶點(diǎn)L→F1148℃6.69％C虛點(diǎn)；P727K727℃6.69％C虛點(diǎn)、E1148℃2.11％C碳在S727℃0.77％C碳在γ－Fe中的最小固溶量，共析點(diǎn)A→2.線〔特性線〕：〔1〕AC線：液相線開始結(jié)晶出奧氏體：L→L＋A。DC線：液相線開始結(jié)晶出滲碳體：L→L+C?！?〕AE線：固相線奧氏體結(jié)晶終了線：L＋A→A。ECF線：固相線〔共晶線〕：共晶反應(yīng)L→Ld?！?〕GS線－A3線：從奧氏體中開始析出鐵素體線?！?〕ES線—Acm線：從奧氏體中開始析出滲碳體線〔碳在奧氏體中的固溶線〕?！?〕PSK線－A1線：共析線；共析反應(yīng)A→P〔F＋C〕共晶體。〔6〕PQ線－碳在鐵素體中的溶解度曲線。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體。3.分類：含含碳量分類：工業(yè)純鐵：C≤0.0218％C鋼：0.0218％<C≤2.11％白口鐵：2.11％<C<6.69％鋼分類：共析鋼：0.77％P亞共析鋼：C<0.77％P＋F過共析鋼：C>0.77％P＋C共晶白口鐵分類：共晶白口鐵：4.3％CLd′亞共晶白口鐵：C<4.3％CLd′＋P＋C過共晶白口鐵：C>4.3％CLd′＋C三、鋼在結(jié)晶過程中的組織轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)：熱分析法－〔C：0－6.69％〕有用價(jià)值。1.共析鋼：0.77％C：L→L＋A→A→P分析：在727℃〔727℃2.亞共析鋼：0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F分析：①A→A＋F在→點(diǎn)以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？②A＋F→P＋F在冷卻到→點(diǎn)時(shí)，A中含碳增加到0.77％C，發(fā)生共析反應(yīng) A→P，727℃727℃:F＝35.34％、P＝64.66％。203.過共析鋼：1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C〔P＝96.1％、C＝3.9％〕分析：①A→A＋C在→點(diǎn)以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點(diǎn)以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？②A＋C→P＋C當(dāng)冷卻到→時(shí)，A中含碳逐漸減少到0.77％C，發(fā)生共析反應(yīng)A→P，727℃Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請同學(xué)自行分析。鐵碳合金的組織和性能：工業(yè)純鐵：F塑性好。亞共析鋼：F＋P取決于F、P的含量。共析鋼：P強(qiáng)度高。過共析鋼：P＋C取決于P、C的含量〔C為網(wǎng)狀的二次滲碳體，脆、不合格〕。亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵自行分析。力學(xué)性能和含碳量的關(guān)系曲線圖。力學(xué)性能ΨδαkuHBσSσb含碳量〔鋼≤1.4％C〕00.771.402.114.34.Fe－Fe3C正確選材：①.C≤0.25％，低碳鋼：塑性好，韌性好。②0.25％<C<0.60％，中碳鋼：綜合機(jī)械性能好。③.0.60％≤C≤1.4％，高碳鋼：硬度高，耐磨性好。制定工藝性能：①鑄造方面：共晶成分的鐵碳合金鑄造時(shí)，組織致密，不易偏析。②鍛造方面：鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170③焊接方面：④熱處理方面：第四節(jié)工業(yè)用鋼簡介復(fù)習(xí)舊課：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。一、鋼的分類碳鋼的分類、編號(hào)和用途：分類：①低碳鋼：<0.25％C①亞共析鋼：0.008～0.77％C。②中碳鋼：0.25％≤C<0.60%②共析鋼：0.77％C。③高碳鋼：0.60％<C≤1.4％③過共析鋼：0.77～2.11％C。質(zhì)量：①一般碳素鋼：S≤0.05％、P≤0.045％。②優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤0.04％、P≤0.04％?！埠蛧H不接軌〕③高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤0.03％、P≤0.035％。用途：①碳素結(jié)構(gòu)鋼：②碳素工具鋼：冶煉：①平爐鋼〔逐漸淘汰〕②轉(zhuǎn)爐鋼〔使用〕③電弧爐鋼。酸堿性：①酸性鋼②堿性鋼③中性鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。二、碳素鋼：鋼中雜質(zhì)含量對其性能的影響1.錳Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脫氧劑。提升鋼的強(qiáng)度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脫氧劑。提升鋼的強(qiáng)度。3.硫S：<0.050％，有害元素，熱脆〔紅脆性〕?！睩eS＋Fe〕為共晶體，985℃硫的含量越高，熱脆性越嚴(yán)重。4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使鋼常溫下其塑性和韌性急劇下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，在低溫時(shí)，這種現(xiàn)象更加嚴(yán)重。5.氫H：<0.0001％，有害元素，氫脆，白點(diǎn)。過多的氫分子會(huì)導(dǎo)致鋼的開裂?？傊?，雜質(zhì)元素對鋼材的性能與質(zhì)量影響很大，必需嚴(yán)格控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)。碳素鋼分如下三類：〔1〕一般碳素結(jié)構(gòu)鋼：新：Q235A〔F、b、Z〕、σs≥235MPa。舊：甲類鋼：A1、A2、A3、………A7滿足機(jī)械性能要求的。乙類鋼：B1、B2、B3、……….B7滿足化學(xué)性能要求的。特類鋼：C2、C3、……..C5滿足機(jī)械和化學(xué)性能要求的。通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建筑材料等。〔2〕優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：一般含錳量鋼：0.25～0.8％Mn。較高含錳量鋼：0.70～1.20％Mn。舉例：45：0.45％C左右、0.50～0.80％Mn左右。45Mn：0.45％C左右、0.70～1.00％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。彈簧、板簧、發(fā)條→65、65Mn?！?〕.碳素工具鋼：優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：T＋數(shù)字。高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：T＋數(shù)字＋A。舉例：T7、T8、T9、……….T14。含義：0.7％、0.80％、0.9％…….1.4％ T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。三、合金鋼：鋼：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。碳鋼在200℃時(shí)，機(jī)械性能劇烈下降，而合金鋼在650質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼〔A〕、特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼〔E〕。起首兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號(hào)表示所含的主要元素；假設(shè)元素含量<1.5％，不標(biāo)數(shù)，元素含量≥1.5％，其后的數(shù)表示其百分含量。最后標(biāo)“A〞則稱為高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼〔滾動(dòng)軸承鋼除外〕。例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni20CrMnTi：0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％15Cr、20Mn2B、55Si2MnA當(dāng)含碳量≥1.0％時(shí)，不標(biāo)含碳量數(shù)當(dāng)含碳量<1.0％時(shí)，起首數(shù)表示含碳量的千分之幾。合金元素同上。例：9Mn2V：0.9％C、2％Mn、V<1.5％CrWMn：C≥1.0％、Cr、W、Mn<1.5％。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。起首數(shù)表示含碳量的千分之幾，假設(shè)起首為“0〞，則表示含碳量<0.10％；假設(shè)起首數(shù)為“00〞，則表示含碳量為≤0.03％，合金元素同上。例：9Cr18：0.9％C、18％Cr。1Cr18Ni9Ti：0.1％C、18％Cr、9％Ni、Ti<1.5％。0Cr17Mn13Mo2V：C<0.1％、17％Cr、13％Mn、2％Mo、N<1.5％ 0Cr18Ni9Ti、1Cr13、1Cr28、0Cr17Ti。第五節(jié)零件選材的一般原則選擇材料的一般原則如下：：安全第一。：質(zhì)量第一。：效率第一?！惨澡F代鋼，以鑄代鍛〕問答題：一、依據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，說明以下原因：1.含碳1.0％的鋼比含碳0.5％的鋼硬度高。2.含碳1.2％的鋼比含碳0.6％的鋼強(qiáng)度高。3.鋼宜壓力加工成形，鑄鐵宜鑄造成形。4.鉗工鋸T8、T10鋼比鋸10、20鋼費(fèi)力，鋸條宜鈍。1100℃6.捆扎物品的鐵絲一般都用低碳鋼，而吊車用的鋼纜卻用中碳鋼。7.制造滾動(dòng)軸承的材料均是高碳鋼。8.制造刮刀、刻字刀具均用高碳鋼。9.制造型材的鋼均用08、10號(hào)鋼。二、選擇對應(yīng)的材料：4565A3〔Q235A〕T13T8A10ZG280－500。彈簧主軸螺釘鋸子銼子箱體油箱蓋。布置作業(yè)：課后總結(jié)：授課時(shí)間：班級(jí)：本課課題：鋼的熱處理教學(xué)目的和要求：1.掌握退火的目的、種類、方法及應(yīng)用。2.掌握正火的目的、方法及應(yīng)用。重點(diǎn)與難點(diǎn)：正火和退火的應(yīng)用。教學(xué)方法：講授法和錄像觀摩。課型：理論課教學(xué)過程概述復(fù)習(xí)舊課：碳素鋼的分類和牌號(hào)及其應(yīng)用。第四章鋼的熱處理現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提升金屬下材料的機(jī)械性能，采納兩種方法：①合金化法－碳鋼中加入合金元素〔調(diào)整鋼的化學(xué)成分〕。②熱處理法－碳鋼進(jìn)行工藝處理〔調(diào)整鋼的組織〕。熱處理：鋼在固態(tài)范圍內(nèi)，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內(nèi)部組織，改變材料的力學(xué)性能。一個(gè)條件，三個(gè)過程：Soldhot－keep－cold。分類：一般熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理表面淬火：火焰加熱和感應(yīng)加熱法。表面熱處理化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。?【第一節(jié)：熱處理的基本原理】〔教課書省略〕一、鋼的加熱和保溫時(shí)的組織轉(zhuǎn)變：絕大多數(shù)的熱處理均是把鋼加熱到使其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織且盡量堅(jiān)持細(xì)小的晶粒。1.鋼在加熱〔冷卻〕時(shí)組織轉(zhuǎn)變的溫度。AC1－加熱時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度。Ar1－冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的溫度。AC3－加熱時(shí)，鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。Ar3－冷卻時(shí)，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始溫度。ACCm－加熱時(shí)，二次滲碳體在奧氏體中的溶解的終了溫度。ArCm－冷卻時(shí)，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。鋼號(hào)：102530AC1：727735732727730730AC3：876840813774Ar3：850824796755Ar1：710710714718718713ACCm：800820加熱、冷卻時(shí)的理想溫度：A1、A3、ACm實(shí)際加熱溫度：AC1、AC3、ACCm〔0~＋20℃實(shí)際冷卻溫度：Ar1、Ar3、ArCm〔0～－20℃2.鋼加熱時(shí)的變化：以共析鋼為例：①加熱到AC1以下時(shí)，依舊是P；②加熱到AC1時(shí)，A晶核產(chǎn)生；③持續(xù)加熱，A晶核長大，F(xiàn)→A、C溶解；④殘余C溶解；⑤均勻化。亞共析鋼、過共析鋼分析：共析鋼等溫曲線圖℃〔溫度〕A1600550500230Ms－50Mf00.1110102103104105106S〔時(shí)間〕依據(jù)組織分成三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)：1.高溫轉(zhuǎn)變區(qū)〔珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)〕：A1～550℃，A1～650℃,A′→P粗、HRC15～22、δ＝20％、σb650～600℃,A′→P細(xì)〔索氏體S〕、HRC22～27、δ＝18％、σb600～550℃,A′→P極細(xì)〔托氏體T〕、HRC27～43、δ＝18％、σb2.高溫轉(zhuǎn)變區(qū)〔貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)〕：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃,A′→B上〔羽毛狀〕＝C粒＋F條狀350～Ms，A′→B下〔竹葉狀〕＝C粒＋F針，HRC45～55。3.低溫轉(zhuǎn)變區(qū)〔馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)〕：Ms～Mf，A→A′→M＋A′殘。M：C→α-Fe〔過飽和地溶解〕，HRC65～66，硬度很高。特點(diǎn)：①M(fèi)s～Mf范圍；②內(nèi)應(yīng)力很大；③A′不能100％轉(zhuǎn)變?yōu)镸。三、鋼的冷卻曲線應(yīng)用：等溫冷卻：定性連續(xù)冷卻：定量爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150PS＋PS＋T＋MM＋A′殘 臨界冷卻速度Vk＝V臨?！垦a(bǔ)充內(nèi)容：影響C曲線的因素：①含碳量：C<0.77％C％↑C曲線右移。C>0.77％C％↑C曲線左移。 ②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲線右移。③加熱溫度：溫度越高，C曲線右移。保溫時(shí)間：時(shí)間越長，C曲線右移。亞共析鋼的C曲線過共析鋼的C曲線℃℃Ar3Arcm550550320Ms175Ms50Mf－80Mf0110100S0110100S第二節(jié)退火和正火方法：一般熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理表面淬火：火焰加熱和感應(yīng)加熱法。表面熱處理化學(xué)熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。一、退火：把鋼加熱到一定溫度，保溫一按時(shí)間，然后緩慢冷卻〔爐冷〕的熱處理工藝法。目的：①提升鋼的塑性和韌性〔利于切削加工〕；②消除鋼的內(nèi)應(yīng)力〔以防鋼件變形和開裂〕；③均勻組織；④為隨后的熱處理做準(zhǔn)備〔組織上為以后的熱處理做準(zhǔn)備〕。退火的種類：〔1〕完全退火：〔亞共析鋼〕把鋼加熱到AC3線以上30～50℃3)〔碳鋼按有效厚度或直徑每25毫米為1小時(shí)，合金鋼按有效厚度或直徑每20毫米為1小時(shí)，保溫時(shí)間與工件形狀、材料質(zhì)量、裝爐量等有關(guān)〕然后隨爐冷卻的一種工藝。組織分析：P＋F→A→A′→P＋F〔重結(jié)晶退火〕?！矊?shí)際生產(chǎn)中在爐中冷卻到500℃〔2〕球化退火：〔過共析鋼〕把鋼加熱到AC1線以上20～30℃的溫度，保溫一按時(shí)間〔5～6min/mm1hour/m3〕然后隨爐冷卻的一種工藝。組織分析：P＋Fe3C網(wǎng)→A＋Fe3C網(wǎng)→A′＋Fe3C球→P＋Fe〔實(shí)際生產(chǎn)中冷卻到500℃以下時(shí)，組織轉(zhuǎn)變完成，可取出空冷〕。〔3〕低溫退火：〔亞、共、過共析鋼〕把鋼加熱到500～650℃3〕，然后隨爐冷卻的一種工藝?！驳蜏赝嘶稹臣僭O(shè)用于消除加工硬化〔650～750℃〕，空冷，則稱為再結(jié)晶退火。組織分析：P＋F→P＋F→P＋F→P＋FP→同學(xué)分析。P＋Fe3C網(wǎng)→〔4〕擴(kuò)散退火：〔亞、過共析鋼〕把鋼加熱到AC3線以上150～200℃、ACCm線以上150～200℃，保溫一按時(shí)間〔10～20hour〕然后隨爐冷卻的一種工藝?！布訜釡囟雀撸貢r(shí)間長，成本高，鋼的燒損量大，晶粒粗大〕，這種工藝是為了消除鋼中的成分不均勻的現(xiàn)象。二、正火：把鋼加熱到AC3線或ACCm線以上30～50℃的溫度，經(jīng)過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。目的：①提升低碳鋼的硬度?！怖谇邢骷庸ぁ尝谙W(wǎng)狀滲碳體組織?！怖鋮s速度較大，網(wǎng)狀來不及形成〕③改善鋼的組織?！布?xì)化晶粒，均勻組織〕因正火是在空氣中冷卻，得到的組織晶粒細(xì)小，且縮短了冷卻時(shí)間，提升了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率，是一種比較經(jīng)濟(jì)的方法，應(yīng)用較廣泛。但是難于消除再結(jié)晶退火。組織分析：P＋F→A→A→A′→S＋FP＋Fe3C網(wǎng)→A→A→A′→S＋Fe3應(yīng)用：①對一些大型或形狀復(fù)雜的零件，淬火有開裂的危險(xiǎn)，用正火；②關(guān)于含碳量0.3～0.5％的鋼件，用正火代替退火；③含碳量低于0.3％的鋼件，采納正火，能提升硬度利于切削?！妗?A3 912 A1 727① ③ ② ⑤ ④T0 擴(kuò)散退火2.11％完全退火球化退火正火去應(yīng)力退火淬火和回火一、淬火：在固態(tài)范圍內(nèi)，把鋼加熱到一定的溫度〔亞共析鋼Ac3＋30～50°、共析鋼及過共析鋼Ac1＋30～50°〕，保溫一按時(shí)間，〔1.5～2.5min/mm、30min/m3)(時(shí)間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質(zhì)、裝爐方法，雖經(jīng)驗(yàn)公式－熱處理手冊，但生產(chǎn)實(shí)際中是綜合上述的因素通過實(shí)驗(yàn)才干合理的選定〕以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝?！?gt;Vk〕目的：獲得馬氏體組織，從而提升鋼的硬度和耐磨性?！?〕嚴(yán)格控制淬火加熱溫度?！?〕合理選擇淬火冷卻介質(zhì)。目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會(huì)產(chǎn)生變形、開裂。M溫度Ac1NN MsT〔a〕〔b〕〔c〕Mf0時(shí)間共析鋼等溫冷卻C曲線圖〔a〕實(shí)際水中的冷卻曲線?！瞓〕實(shí)際油中的冷卻曲線?！瞔〕理想淬火劑的冷卻曲線。分析MNQT〔c〕冷卻曲線：MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂；NQ－冷卻速度快，目的是A′不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w；QT—冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質(zhì)使用過程中不易變質(zhì)，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價(jià)格便宜，能反復(fù)多次重復(fù)使用。滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發(fā)。水：碳鋼優(yōu)點(diǎn)：650～550℃、V＝600℃/S；A′P、S、T、B。缺點(diǎn)：300～200℃、V＝270℃〔假設(shè)水溫超過40℃，在650～550℃，冷卻速度大為A′→P、S、T、B,不易淬硬，水中淬火易形成表面蒸氣膜，假設(shè)不及時(shí)去掉，影響工件內(nèi)部冷卻形成軟點(diǎn)。鹽水、堿水有水優(yōu)點(diǎn)以外，并能自由去除薄膜，不會(huì)造出淬不硬及軟點(diǎn)，但在200～300℃礦物油〔機(jī)油〕：合金鋼優(yōu)點(diǎn)：300～200℃、V＝30缺點(diǎn)：650～550℃、V＝150℃/S；A′→〔機(jī)油溫度不能提的太高，過高的油溫將會(huì)引起油面的燃燒，油長時(shí)間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質(zhì)：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液….而當(dāng)前熱處理工藝發(fā)展的趨勢是：在淬火冷卻介質(zhì)的改善和研究方向，主要是在現(xiàn)有的淬火油中加入各種添加劑，以提升冷卻能力，減緩油的老化，延長使用時(shí)間，……..〕。〔3〕正確選擇淬火方法：〔由于淬火冷卻介質(zhì)不能完全滿足淬火質(zhì)量的要求，所以在熱處理工藝方面還應(yīng)合計(jì)從淬火方法上加以解決〕。單液淬火：把鋼加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，放入一種冷卻介質(zhì)中?！策@種方法操作簡單，易機(jī)械化、自動(dòng)化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進(jìn)行單液淬火，操作雖然簡單，單淬火變形大，如果采納油冷又難以取得淬硬的效果，這就可將油、水冷卻結(jié)合起來進(jìn)行如下的雙液淬火〕。應(yīng)用：卡規(guī)、軸承、鋸子等。雙液淬火：把加熱到淬火的溫度的工件，經(jīng)保溫后，先放入水或鹽水中冷到400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法?！搽p液淬火廣泛應(yīng)用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內(nèi)應(yīng)力，缺點(diǎn)是操作難，且未能很好地改善工件表面與心部的溫差這一缺點(diǎn)。技術(shù)還要熟練〕。應(yīng)用：齒輪、缸體、閥體等。分級(jí)淬火：把工件加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，迅速冷卻到Ms點(diǎn)，四周，稍加停留〔A′B〕，待工件表面和中心溫度基本一致時(shí)，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻――熱浴淬火法?！策@種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行，由此可大大減小淬火內(nèi)應(yīng)力和變形，主要應(yīng)用于形狀復(fù)雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。〕應(yīng)用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。等溫淬火：把加熱到淬火溫度的工件，經(jīng)保溫后，放入稍高于Ms點(diǎn)的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉(zhuǎn)變層成下貝氏體后，再取出空冷?！驳葴卮慊鹩捕入m然沒有分級(jí)淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時(shí)還具有合格的塑性和韌性，還可以有效地減少應(yīng)力和變形，其缺點(diǎn)是不適應(yīng)用界面尺寸大的工件，其心部易產(chǎn)生珠光體，生產(chǎn)周期長，適用于薄、細(xì)而形狀發(fā)復(fù)雜的零件?！硲?yīng)用；油嘴、小圓筒等。冷處理：把淬冷到室溫的鋼持續(xù)冷卻到－70～－80℃〔是用干冰－℃或－103℃的液化乙烯、－192應(yīng)用：游標(biāo)卡尺、螺旋尺、鋼尺、砝碼等。V1－單液淬火、V2－雙液淬火、V3－分級(jí)淬火、V4－等溫淬火。℃A1550MsV1V2V3V4MfT〔s〕二、回火：定義：將淬火后的鋼加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一按時(shí)間〔1～5小時(shí)〕，然后冷卻的一種工藝。目的：①降低材料的脆性、消除內(nèi)應(yīng)力；②獲得要求的力學(xué)性能；③穩(wěn)定工件尺寸；④降低合金鋼的硬度，使之易被切削。〔1〕低溫回火〔150～250℃應(yīng)用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滾動(dòng)軸承等?！?〕中溫回火〔350～500℃應(yīng)用于需要較高彈性、韌性的材料零件等。例如：彈簧、板簧、發(fā)條、沖擊工具等?！?〕高溫回火〔500～650℃〕組織：回火索氏體HRC15～25應(yīng)用于受交變載荷作用的材料零件等。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。淬火＋高溫回火：調(diào)質(zhì)處理。時(shí)效處理：〔尺寸穩(wěn)定處理〕某些量具等精密工具為了堅(jiān)持淬火后的高硬度和耐磨性及穩(wěn)定的尺寸，需在100～180℃進(jìn)行長時(shí)間的低溫加熱，保溫〔10～50小時(shí)〕，隨爐冷卻的工藝。第四節(jié)表面淬火和化學(xué)熱處理一般熱處理：材料的內(nèi)外力學(xué)性能均勻一致：外硬內(nèi)硬、外韌內(nèi)韌，但是，特別狀況下，需要內(nèi)外力學(xué)性能不一致的材料：外硬內(nèi)韌。一、表面淬火〔中碳鋼〕：定義：1.火焰加熱表面淬火：氧炔焰：M：2～6mm。2.感應(yīng)加熱表面淬火：〔需經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理〕高頻〔10～500KHz〕M：0.5～2mm；感應(yīng)器中頻〔500～10000Hz〕M：2～8mm；中頻〔50Hz〕M：10～15mm；二、化學(xué)熱處理：定義：1.滲碳：氣體滲碳、固體滲碳：低碳鋼：10.5～2mm后：滲碳＋淬火＋低溫回火。2.滲氮：氣體滲氮。前：調(diào)質(zhì)處理＋滲氮。合金鋼：〔0.001～0.8mm〕。3.碳氮二元共滲：氣體、固體、液體共滲。低碳鋼低碳合金鋼4.輝光離子氮化〔離子氮化〕：布置作業(yè)：課后總結(jié)：鑄造工藝基礎(chǔ)第一節(jié)液態(tài)合金的充型液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。影響充型能力的主要因素如下：一、合金的流動(dòng)性流動(dòng)性：4.3％C、高溫、P、鑄型特點(diǎn)。澆注條件澆注溫度在確保充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易太高。充型壓力液態(tài)合金所受的壓力越大，充型能力越好三、鑄型填充條件如下因素對充型能力均有影響：鑄型材料：導(dǎo)熱系數(shù)和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。鑄型溫度：鑄型中的氣體：開設(shè)出氣口，增加透氣性。第二節(jié)鑄件的凝固與收縮一、鑄件的凝固方式逐層凝固：糊狀凝固：中間凝固：大多數(shù)的凝固均是這樣。二、鑄造合金的收縮合金的收縮經(jīng)歷三階段：液態(tài)收縮凝固收縮固態(tài)收縮收縮率與化學(xué)成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件有關(guān)。鑄鐵的最好。三、鑄件中的縮孔與縮松縮孔與縮松的形成縮孔它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。縮松分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細(xì)小縮孔。縮孔和疏松的防止定向凝固：設(shè)置冒口。安放冷鐵。第三節(jié)鑄造內(nèi)應(yīng)力、變形和裂痕一、內(nèi)應(yīng)力的形成減少熱應(yīng)力的基本途徑是盡量減少各個(gè)部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。機(jī)械應(yīng)力它是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯的機(jī)械阻礙而形成的內(nèi)應(yīng)力。二、鑄件的變形與防止具有殘余內(nèi)應(yīng)力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減緩其內(nèi)應(yīng)力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。防止鑄件變形的措施：使鑄件壁厚均勻、形狀對稱，采納同時(shí)凝固和反變形。也可采納時(shí)效處理：自然時(shí)效和人工時(shí)效。一、鑄件的裂痕與防止當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂痕。兩種：熱烈：是高溫下形成的裂痕。影響因素：合金性質(zhì)。鑄型阻力。冷裂：是低溫下形成的裂痕。二、合金性質(zhì)和含磷量。第四節(jié)鑄件的質(zhì)量控制應(yīng)從如下幾個(gè)方面來控制鑄件質(zhì)量：合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)。合理制定鑄件的技術(shù)要求。模樣質(zhì)量檢查。鑄件質(zhì)量檢驗(yàn)。鑄件熱處理。常用合金鑄鐵的生產(chǎn)第一節(jié)鑄鐵件生產(chǎn)鑄鐵的分類：定義：含碳量6.69％>C％的鐵碳合金。①白口鑄鐵：C以Fe3C②灰口鑄鐵：C以片狀石墨形式存在，G片。③可鍛鑄鐵：C以團(tuán)絮石墨狀形式存在，G絮。④球墨鑄鐵：C以球狀石墨形式存在，G球。⑤蠕墨鑄鐵：⑥麻口鑄鐵：一、灰鑄鐵灰鑄鐵的性能：〔1〕鑄造性能好；〔2〕減摩性能好；〔3〕減震性能好；〔4〕切削加工性能好；〔5〕缺口敏感性較低：〔舉例：麻子臉；黑白衣服，標(biāo)準(zhǔn)好同學(xué)〕〔6〕抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性比相應(yīng)的基體的鋼低。2.影響鑄鐵組織和性能的因素〔G＝石墨〕〔1〕化學(xué)成分：C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C〔2〕冷卻速度：V↑→Fe3C、V↓→G3.灰鑄鐵的孕育處理〔變質(zhì)處理〕：變質(zhì)劑：硅鐵75％。在鑄鐵未澆注前，向鐵水中加入少量變質(zhì)劑〔Si＋Fe〕、〔Si＋Ca〕，形成非自發(fā)晶核，細(xì)化晶粒，從而提升其力學(xué)性能?！?〕灰鑄鐵的牌號(hào)HTab：ab為材料的最低抗拉強(qiáng)度?！?〕灰鑄鐵的生產(chǎn)特點(diǎn)二、可鍛鑄鐵〔馬鐵、瑪鋼、展性鑄鐵、韌性鑄鐵〕C→G絮狀。成分：組織特點(diǎn)：G絮狀＋基體。①G絮狀＋F：鐵素體可鍛鑄鐵。②G絮狀＋F：珠光體可鍛鑄鐵。牌號(hào)：KTHab－c：ab為最低抗拉強(qiáng)度。c為最低延伸率。黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。三、球墨鑄鐵】1950年，我國開始球鐵的研究，1959年無錫柴油機(jī)廠利用球鐵代替45、40Cr鋼，壽命、機(jī)械性能相近，成本降低50～80％，工時(shí)減少30～50％。1964年廣州柴油機(jī)廠利用球鐵代替合金鋼，成本降低85％。1.球墨鑄鐵的組織和性能：〔1〕鐵水〔2〕球化處理和孕育處理：球化劑和變質(zhì)劑?！?〕鑄型工藝〔4〕熱處理四、蠕墨鑄鐵第三節(jié)銅、鋁合金鑄件生產(chǎn)一、鑄造銅合金銅及銅合金1.銅：99.95％Cu〔紫銅〕面心立方晶格，比重大，塑性好，強(qiáng)度低，σb＝200～250MPa、δ＝45～50％，耐蝕性強(qiáng)，主要用于制造電線、電纜、配置銅合金。工業(yè)純銅：T1～T5，數(shù)字越大，銅純度越低。T1：99.95％、T2：99.90％、T3：99.70％、T4：99.50％。2.銅合金：加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。①黃銅：〔Cu＋Zn〕A.壓力加工黃銅H：H96、H68、HSn62－1。B.鑄造黃銅ZH：ZHSi80－3、ZHAl67－25。②青銅：〔Cu＋Sn〕、〔Cu＋Cr〕、〔Cu＋Pb〕、〔Cu＋Al〕。A.壓力加工青銅QSn：QSn6.5－0.1。B.鑄造青銅ZQSn10－1。③白銅：〔Cu＋Ni〕。3.熱處理：去應(yīng)力退火。二、鑄造鋁合金1.鋁：99.9968％Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，強(qiáng)度低，耐腐蝕能力強(qiáng)，表面易形成Al2O3，主要用于制造電線、電纜、配制合金，σb＝80MPa、δ＝50％、ψ＝80％。工業(yè)純鋁：L1～L5，數(shù)字越大，鋁純度越低。L1：99.50％Al、L2：99.00％Al、L3：98.00％。2.鋁合金：加入銅、鎂、錳、鋅、硅等。①壓力加工鋁合金〔形變鋁合金〕：A.防銹鋁合金LF：Mn＋Mg，LF5、LF11、抗蝕、強(qiáng)度低、焊接性好。B.硬鋁合金LY：Cu＋Mg，LY1、LY11，機(jī)械性能好，抗蝕性好 。C.超硬鋁合金LC：Cu＋Mg＋Zn，LC4、LC3抗蝕性差、室溫強(qiáng)度高。D.鍛鋁合金LD：Mg＋Si＋Cu，LD5，LD6、鍛造性好、機(jī)械性能好。②鑄造鋁合金：A.鑄造鋁硅合金ZL1：Si、ZL101、Zl104鑄造性能好、耐腐蝕。B.鑄造鋁銅合金ZL2：Cu、ZL203、ZL201、耐熱、鑄造、耐蝕性差 。C.鑄造鋁鎂合金ZL3：Mg、ZL302、ZL301、機(jī)械性能好抗蝕、比重大。D.鑄造鋁鋅合金ZL4：Zn、ZL401、ZL402、抗蝕性差、壓鑄性好。③熱處理：變質(zhì)處理〔2/3NaF＋1/3NaCl〕、時(shí)效強(qiáng)化。三、銅、鋁合金鑄件的生產(chǎn)特點(diǎn)四、鈦、鈦合金性能：質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高，高溫強(qiáng)度好，低溫韌性優(yōu)異，耐蝕性好。比強(qiáng)度：強(qiáng)度和密度的比值。鈦和鈦合金的基本性能：鈦為銀白色的金屬，密度為/mm3，熔點(diǎn)為1668℃，具有同素異晶轉(zhuǎn)變：882℃以下呈密排六方晶格－α－Ti，882℃以上呈體心立方晶格－比強(qiáng)度值高：σs＝1300MPa；②熱強(qiáng)度高：500℃③耐腐蝕性好：超過不銹鋼；④疲憊極限高：遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁合金。二、鈦合金1.α類鈦合金：加入鋁、錫、鋯等。TA5、TA7，高溫強(qiáng)度好、組織穩(wěn)定、抗氧化性好，抗蠕變性好，焊接性能好。2.β類鈦合金：加入釩、鉬、鈮、鉻、錳等。TB2，較高的強(qiáng)度，合格的沖壓性能。3.〔α＋β〕類鈦合金TC4、TC4，常溫下強(qiáng)度較高，合格的塑性，易鍛造，扎制，沖壓 ?？傊菏秋w機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船、艦艇的理想結(jié)構(gòu)材料。軸承合金：在滑動(dòng)軸承中制造軸瓦及內(nèi)襯的合金。材料：1.錫基軸承合金〔巴氏合金〕ZChSnSb11－6〔ZChSn2〕2號(hào)。ZChSnSb12－4－10〔ZChSn1〕1號(hào)。2.鉛基軸承合金〔巴氏合金〕ZChPbSb16－16－2〔ZChPb1〕1號(hào)。ZChPbSb15－5－3〔ZChPb2〕2號(hào)。ZQPb30、ZnSn10－1。各種軸承合金性能的比較種類錫基軸承合金鉛基軸承合金銅基軸承合金鑄鐵 抗咬合性優(yōu)優(yōu)中差 磨合性優(yōu)優(yōu)差劣 耐蝕性優(yōu)中中優(yōu) 耐疲憊性劣劣良優(yōu) 硬度HB20～3015～3050～80160～180溫度℃150150230150 最大應(yīng)力MPa600～1000600～8002000300～600咬合性：當(dāng)摩擦條件不良時(shí)，軸承材料與軸粘著和焊合性。磨合性：在不長的工作時(shí)間后，軸承與軸能自動(dòng)吻合，使載荷均勻作用在工作面上，避免局部磨損。布置作業(yè)：課后總結(jié)：第三章砂型鑄造砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)。第一節(jié)造型方法的選擇鑄鐵件、鑄鋼件、鑄鋁件、鑄銅件……的制造工藝方法。定義：將熔化的金屬材料澆注到鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，得到毛坯的方法。產(chǎn)品：毛坯〔鑄件〕一、手工造型1.單件、小批生產(chǎn)：P．55看過錄像后，要同學(xué)制定①畫出木模②確定分型面③活塊制定④表達(dá)整個(gè)制造過程。二、機(jī)器造型〔造芯〕1.機(jī)器造型〔造芯〕基本原理〔1〕填砂；〔2〕震擊緊砂；輔助壓實(shí)；起模。機(jī)器造型的工藝特點(diǎn)第二節(jié)澆注位置和分型面的選擇澆注位置是指澆注時(shí)鑄型分型面所處的空間位置，而鑄型分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面。一、澆注位置選擇原則鑄件的重要加工面應(yīng)朝下。鑄件的大平面應(yīng)朝下。將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或處于垂直或傾斜位置。在較厚部位安放冒口。二、鑄型分型面的選擇原則定義：以砂子為主要原料形成鑄型型腔的鑄造工藝。以平面為易、越少越好。重要面置于下箱。模型易出第三節(jié)工藝參數(shù)的選擇一、機(jī)械加工余量和最小鑄孔二、起模斜度為了使模樣便于從砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時(shí)，必需留出一定的的傾斜度。外壁的起模斜度通常為15′～3o，內(nèi)壁的起模斜度通常為3o～10o。三、收縮率通常灰鑄鐵為0.7％～1.0％，鑄鋼為1.3％～2.0％，鋁硅合金為0.8％～1.2％。四、型芯頭第四節(jié)綜合分析舉例一、支座〔1〕方案Ⅰ〔2〕方案Ⅱ〔3〕方案ⅢA．單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)B．大批量生產(chǎn)二、C6140車床進(jìn)給箱體方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ。A．單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn)B．大批量生產(chǎn)第四章特種鑄造第一節(jié)熔模鑄造一、熔模鑄造的工藝過程〔1〕壓型制造〔2〕蠟?zāi)５膲褐啤?〕蠟?zāi)＝M裝〔1〕浸涂料〔2〕撒砂〔3〕硬化〔1〕焙燒〔2〕澆注二、熔模鑄造的特點(diǎn)和適用范圍優(yōu)點(diǎn)：〔1〕型腔表面極為平滑〔2〕能生產(chǎn)高熔點(diǎn)的黑色金屬鑄件〔3〕生產(chǎn)批量不受限制。第二節(jié)金屬型鑄造一、金屬型構(gòu)造二、金屬型的鑄造工藝三、金屬型鑄造的特點(diǎn)和適用范圍第三節(jié)壓力鑄造一、壓力鑄造的工藝過程〔1〕注入金屬〔2〕壓鑄〔3〕取出鑄件二、壓力鑄造的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍〔1〕鑄件的精度及其表面質(zhì)量較其它鑄造方法均高?！?〕可壓鑄形狀復(fù)雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺紋、齒輪等。〔3〕鑄件的強(qiáng)度和硬度均較高。〔4〕壓鑄的生產(chǎn)率較其它鑄造方法均高。第四節(jié)低壓鑄造一、低壓鑄造的基本原理二、低壓鑄造的特點(diǎn)和適用范圍〔1〕充型壓力和充型速度便于控制。〔2〕鑄件組織較砂型鑄造致密。〔3〕金屬的利用率提升了90％～98％?！?〕利于形成輪廓清楚、表面光潔的鑄件。第五節(jié)離心鑄造一、離心鑄造的基本方式二、離心鑄造的特點(diǎn)和適用范圍優(yōu)點(diǎn)：〔1〕省工、省料，降低了成本?！?〕極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷?！?〕便于制造雙金屬鑄件。缺點(diǎn)：〔1〕尺寸偏差大，而且內(nèi)表面粗糙?！?〕不合適密度偏析大的合金及輕合金鑄件。第六節(jié)其它特種鑄造方法一、陶瓷型鑄造二、實(shí)型鑄造第七節(jié)常用鑄造方法的比較第五章鑄件結(jié)構(gòu)制定進(jìn)行鑄件制按時(shí)，不僅要確保其力學(xué)性能和工作性能要求，還必需合計(jì)鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。第一節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關(guān)系第二節(jié)鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關(guān)系1.鑄件壁厚要適當(dāng)。2.鑄件壁厚宜均勻。3.鑄件壁的連接應(yīng)平緩、圓滑。4.防裂筋的應(yīng)用。5.減緩筋、輻收縮的阻礙。布置作業(yè)：課后總結(jié)：。第三篇金屬壓力加工壓力加工的特點(diǎn)：經(jīng)過壓力加工過的金屬材料，具有細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)；能使粗大枝晶和各種夾雜物都沿著金屬流動(dòng)的方向被拉長，浮現(xiàn)出纖維組織；并使鑄造時(shí)內(nèi)部缺陷〔如微裂痕、氣孔、疏松等〕得以壓合，因而提升了金屬的力學(xué)性能。很多承受重載荷的、受力復(fù)雜的零件都使用鍛件。另外，鍛件還具有適用范圍廣，使用模型鍛造有較高的生產(chǎn)率、節(jié)省材料的特點(diǎn)。與焊接和鑄造等方法相比，使用較廣的自由鍛造所獲得的產(chǎn)品形狀比較簡單，假設(shè)要生產(chǎn)外形和內(nèi)腔復(fù)雜的零件較為困難，甚至是不可能的。第一章金屬的塑性變形第一節(jié)金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)塑性變形：當(dāng)外力增大到使金屬的內(nèi)應(yīng)力超過該金屬的屈服點(diǎn)之后，既使外力停止作用，金屬的變形也不消失。金屬的塑性變形的實(shí)質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。在切向應(yīng)力的作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產(chǎn)生相對滑移〔該面稱滑移面〕，從而造成晶體的塑性變形。第二節(jié)塑性變形對金屬組織和性能的影響金屬的變形：彈性變形、塑性變形、頸縮變形。彈性變形：去除外力作用時(shí)，能恢復(fù)原形。塑性變形：去除外力作用時(shí)，不能恢復(fù)原形。頸縮變形：材料趨向接近斷裂。加工硬化：隨變形程度的增大，強(qiáng)度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象。原理：壓力加工就是利用材料的塑性變形，即使晶體中晶粒相關(guān)于另一個(gè)晶粒發(fā)生滑移或錯(cuò)位，達(dá)到所要求的變形程度。冷變形：在再結(jié)晶溫度以下的變形。熱變形：在再結(jié)晶溫度以上的變形。T再熔例：純鐵：t熔＝1538℃、45：t熔＝1450純鋁：t熔＝660℃、Cu：t熔＝1083T熔＝t熔＋273℃加工硬化：塑性變形程度越高，強(qiáng)度和硬度就升高。消除方法：再結(jié)晶退火。第三節(jié)金屬的鍛造性金屬的可鍛性是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時(shí)獲得優(yōu)質(zhì)制品難以程度的工藝程度。一．金屬的本質(zhì)：含碳量；雜質(zhì)含量等。：奧氏體；鐵素體等組織。二、加工條件鍛造溫度：碳鋼：800℃～〔AE－200℃合金鋼：830℃～〔AE－150℃溫度過低：導(dǎo)致鍛件破裂報(bào)廢。溫度過高：將產(chǎn)生過熱、過燒、脫碳和嚴(yán)重氧化等缺陷。：一般狀況下可忽略不計(jì)。：壓應(yīng)力較拉應(yīng)力為易。第二章鍛造第一節(jié)鍛造方法一、自由鍛自由鍛工序基本工序鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移。輔助工序鍛件分類及基本工序方案二、模鍛錘上模鍛模鍛模膛制坯模膛曲柄壓力機(jī)上模鍛摩擦壓力機(jī)上模鍛胎模鍛第二節(jié)鍛造工藝規(guī)程的制訂一、繪制鍛件圖二、坯料重量和尺寸確實(shí)定三、鍛造工序確實(shí)定四、鍛造工藝規(guī)程中的其它內(nèi)容第三節(jié)鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性一、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性二、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性第三章板料沖壓板料沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分開或變形的加工方法。特點(diǎn)：可以沖出形狀復(fù)雜的零件，且廢料較少。產(chǎn)品具有較高的精度和較低的表面粗糙度，沖壓件的互換性較好。能獲得重量輕、材料消耗少、強(qiáng)度和剛度都較高的零件。沖壓操作簡單，工藝過程便于機(jī)械化。第一節(jié)分開工序一、落料及沖孔〔通稱沖裁〕沖裁變形過程凹凸模間隙凹凸模刃口尺寸確實(shí)定沖裁件的排樣二、修整三、切斷第二節(jié)變形工序一、拉深拉深過程拉深中的廢品旋壓二、彎曲三、翻邊四、成形第三節(jié)沖模簡介一、簡單沖模二、連續(xù)沖模三、復(fù)合沖模第四節(jié)沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性一、沖壓件的形狀及尺寸二、簡化工藝及節(jié)省材料的制定三、沖壓件的厚度四、沖壓件的精度和表面質(zhì)量第四章特種壓力加工方法簡介第一節(jié)精密模鍛第二節(jié)零件擠壓第三節(jié)零件扎制一、縱扎二、橫扎三、斜扎第四篇焊接第四章焊接第一節(jié)焊接電弧焊接：用加熱或加壓的方法，通過材料的原子擴(kuò)散，使其連接成一個(gè)整體的工藝過程。切割：使材料切斷、割離的工藝過程。焊接分三類：①熔化焊：熔化金屬從而使接頭連接起來。②壓力焊：金屬焊件受壓使接頭連接起來。③釬焊：熔化釬料使焊件接頭連接起來。特點(diǎn)：①省料省時(shí)。②拼小成大。③技術(shù)高。④能制雙層金屬。手工電弧焊工作原理：焊接電弧電路短路－電?。烹姡瓱崃縌〔2000～8000℃〕工作區(qū)域：陽極、弧祝區(qū)、陰極區(qū)〔直流電〕陽極區(qū)：42～43％Q；弧柱區(qū)：20～38％Q、6000～8000℃；陰極區(qū)：36～38％Q2400～3200℃。陽極接焊件、陰極接焊條－正接法〔厚焊件〕。陽極接焊條、陰極接焊件－負(fù)接法〔薄焊件〕。電焊機(jī)〔弧焊機(jī)〕直流弧焊機(jī)：焊逢質(zhì)量好。交流弧焊機(jī)：價(jià)格較低。第二節(jié)焊接接頭的組織與性能一、焊接工件上溫度的變化與分布二、焊接接頭的組織和性能〔1〕熔合區(qū)〔2〕過熱區(qū)〔3〕正火區(qū)〔4〕部分相變區(qū)一、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法第三節(jié)焊接應(yīng)力與變形第四節(jié)焊條電弧焊一、焊條電弧焊的焊接過程二、電焊條1.焊條芯：導(dǎo)電、填充焊縫。2.藥皮：穩(wěn)定電弧、隔絕空氣、排除渣子。焊芯組成：C≤0.1％、Si≤0.03％、S<0.04％、P<0.03％。藥皮組成：穩(wěn)弧劑〔K2CO3、Na2CO3〕＋造氣劑〔淀粉〕＋造渣劑〔螢石〕＋脫氧劑〔Mn、Fe〕＋粘結(jié)劑〔W、Fe〕＋合金劑〔水玻璃〕。3.焊條的種類、型號(hào)和牌號(hào)十種分類：結(jié)構(gòu)鋼焊條J、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R、低溫鋼焊條D、不銹鋼焊條G、A、特別用途焊條W、堆焊焊條B、鑄鐵焊條Z、鎳及鎳合金焊條N、銅及銅合金焊條T、鋁及鋁合金焊條L。第五節(jié)埋弧焊一、埋弧焊的焊接過程二、埋弧焊的特點(diǎn)〔1〕生產(chǎn)率高〔2〕焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定〔3〕節(jié)省金屬材料〔4〕改善了勞作條件三、埋弧焊的焊絲與焊劑四、埋弧焊工藝第六節(jié)氣體保護(hù)焊一、氬弧焊氬弧焊的特點(diǎn)：脈沖氬弧焊的特點(diǎn)：二、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊CO2氣體保護(hù)焊第七節(jié)等離子弧焊接與切割等離子弧焊接的特點(diǎn)：〔1〕等離子弧焊的焊接速度高，生產(chǎn)率高，焊逢表面光潔?！?〕可焊接很薄的箔材。第八節(jié)微型計(jì)算機(jī)在電弧焊中的應(yīng)用焊接機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)：、第二章其它常用焊接方法第一節(jié)電阻焊一、點(diǎn)焊二、縫焊三、對焊第二節(jié)摩擦焊摩擦焊的特點(diǎn)：第三節(jié)釬焊一、硬釬焊二、軟釬焊釬焊的特點(diǎn)：第四節(jié)電渣焊電渣焊的特點(diǎn)：第五節(jié)真空電子束焊接真空電子束焊接的特點(diǎn)：第六節(jié)激光焊接激光焊接的特點(diǎn)：。第三章常用金屬材料的焊件金屬材料的焊件性一、焊接性的概念金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采納一定的焊件方法、焊件材料、工藝常數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。二、鋼材焊接性的估算方法依據(jù)經(jīng)驗(yàn)：W〔C〕當(dāng)量<0.4％時(shí)，鋼材塑性合格，淬硬傾向不顯然，焊接性合格。W〔C〕當(dāng)量＝0.4％～0.6％時(shí)，鋼材塑性下降，淬硬傾向顯然，焊接性能相對較差。W〔C〕當(dāng)量>0.6％時(shí)，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強(qiáng)，焊接性不好。三、小型抗裂試驗(yàn)法碳鋼的焊接一、低碳鋼的焊接二、中、高碳鋼的焊接焊接的特點(diǎn)：合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接熱影響區(qū)的淬硬傾向焊接接頭的裂痕傾向鑄鐵的補(bǔ)焊鑄鐵的焊接特點(diǎn)：非鐵金屬及其合金的焊接一、銅及銅合金的焊接特點(diǎn)：二、鋁及鋁合金的焊接特點(diǎn)：第四章焊接結(jié)構(gòu)制定第一節(jié)焊接結(jié)構(gòu)件的材料第二節(jié)焊接接頭的工藝制定一、焊縫的布置焊縫布置應(yīng)盡量分散焊縫的位置應(yīng)盡可能對稱布置焊縫應(yīng)盡可能避開最大應(yīng)力端面和應(yīng)力集中位置焊縫應(yīng)盡量避開機(jī)械加工表面焊縫位置應(yīng)便于焊接操作二、接頭形式的選擇與制定接頭形式坡口形式接頭過渡形式4.其它焊接方法的接頭與坡口形式第八章非金屬材料1.來源廣泛。2.特別的性能。第一節(jié)塑料是一種高分子材料，在一定條件下〔加熱、加壓〕，可塑制成型，在使 用條件下保持固定的形狀。一、塑料的特性：主要成分：樹脂＋填充劑＋增塑劑＋穩(wěn)定劑＋潤滑劑＋著色。樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚氯乙稀、尼龍。高分子：幾千個(gè)、幾萬個(gè)、幾十萬個(gè)原子組成。低分子：H2O、CaCO3、C2H5OH、C12H22O11〔蔗糖〕1968年開始研究、開發(fā)；1909年2萬噸、1930年10萬噸、1960年640萬噸、1986年1億噸。1.重量輕：比重約在0.83～2.2之間，平均比重為鋁1/2，鋼1/5，鉛1/8； 最輕：聚4－甲基戊烯，最重：聚四氟乙烯。2.優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：聚四氟乙烯能耐“王水〞，不必涂料。3.合格的電絕緣性能：在高頻、超高頻條件下，陶瓷、云母不能相比。4.比強(qiáng)度高：是空間技術(shù)上使用的結(jié)構(gòu)材料。衡量材料：比強(qiáng)度：強(qiáng)度：密度。比彈性模量：彈性模量：密度。5.合格的耐磨、自潤滑和吸震性能。電子設(shè)備的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、隔音材料。6.粘結(jié)能力強(qiáng)：環(huán)氧樹脂－“萬能膠〞。7.卓越的成型性能：節(jié)約材料，節(jié)省工時(shí)，工人技術(shù)低，大批生產(chǎn)。主要缺點(diǎn)：耐熱性不能很高，導(dǎo)熱系數(shù)小，表面硬度低，容易老化，機(jī)械性能低。二、塑料的分類及用途：按應(yīng)用狀況分：通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料。按介電性能分：低頻塑料、高頻塑料。按填料的形狀分：粉狀塑料、纖維塑料、層狀塑料。按樹脂的性質(zhì)：熱固性塑料、熱塑性塑料由加熱硬化的合成樹脂制得，這一變化過程既有物理變化，又有化學(xué)變化，變化過程不可逆。再加熱不再軟化，不再具有可塑性，過高分解。 常用的包括：①酚醛塑料：〔PF〕電木粉，膠木粉。苯酚＋甲醛＋木屑＋石棉＋云母等。合格的耐熱性，耐磨性，電絕緣性，不耐氧化性酸類，應(yīng)用于機(jī)外殼，開關(guān)、插頭、齒輪、帶輪、管、棒等。②氨基塑料：〔電玉粉〕。尿醛樹脂〔UF〕＋密胺樹脂〔MF〕＋石棉。自熄性，防毒性，耐電弧性，耐熱性，易著色。應(yīng)用于日用品，餐具，電器零件，泡沫塑料、隔音材料等。③有機(jī)硅塑料有機(jī)硅樹脂＋石棉＋玻璃纖維。絕緣、耐凹凸溫、防潮、防鹽霧、耐輻射。應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、變壓器、電子器件涂料等。④環(huán)氧樹脂塑料粘結(jié)劑可以多次反復(fù)加熱而仍具有可塑性的合成樹脂，這一過程只有物理變化而無化學(xué)變化，其變化過程是可逆的。①聚氯乙稀〔PVC〕氯綸聚氯乙?。€(wěn)定劑＋填料＋增塑劑。機(jī)械性能頗高，堅(jiān)韌、絕緣性好，耐酸堿，化學(xué)穩(wěn)定性好，自熄性，較難成型，耐熱性不高，〔－15～＋55℃②聚乙烯：〔PE〕〔高分子石蠟〕無毒，柔軟性好，耐沖擊性，透明性，易成型加工，高溫絕緣材料，耐熱性低，硬度、機(jī)械強(qiáng)度低。應(yīng)用于無線電、通訊、探測、雷達(dá)用途中的高頻絕緣電線，理想的包裝材料、農(nóng)業(yè)薄膜。③聚丙烯〔PP〕丙綸耐水性，絕緣性能，化學(xué)穩(wěn)定性、易成形加工，比水輕，耐磨性差，收縮性差，低溫呈脆性，易受紫外線照耀老化。應(yīng)用于容器、包裝袋、齒輪、微波元件等。④氟塑料：聚四氟乙烯〔PTFE〕〔泰氟隆〕〔塑料王〕氟綸耐熱，耐寒性〔－195～＋250℃⑤聚酰胺〔PA〕〔尼龍Nylon、晴綸、錦綸〕尼龍3、4、5、46、56、抗拉強(qiáng)度高，耐磨性和自潤滑性，耐熱性較低，絕緣性不高。應(yīng)用于軸承、墊圈、滑輪、襯套等。⑥ABS塑料 牢固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬，一定的化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性能，不耐燃，不透明，耐候性不好。應(yīng)用于電視機(jī)、收錄機(jī)的外殼、機(jī)殼、話筒等。第二節(jié)橡膠是一種高分子材料，在一定條件下〔加熱、加壓〕可塑制成型，在使用條件下堅(jiān)持固定的形狀。一、橡膠的特性：主要成分：聚異戊二稀〔橡膠樹、橡膠草的漿液〕1.高彈性：800～1000％2.合格的汲取振動(dòng)的能力。3.合格的耐蝕性。4.合格的絕緣性。5.一定的耐磨性。6.足夠的強(qiáng)度。主要缺點(diǎn)：耐熱性不高，容易老化，易燃性，龜裂。二、橡膠的分類及用途：按來源分：天然橡膠、合成橡膠。按應(yīng)用分：通用橡膠、特別橡膠。1.天然橡膠：由橡膠樹或橡膠草的漿液經(jīng)去雜質(zhì)和分開水分等加工程序而提煉的天然的聚異戊二稀，易溶解于醚、汽油、苯、有機(jī)溶劑，使用溫度100℃2.合成橡膠：由石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品為原料，通過有機(jī)合成制成單體，經(jīng)聚合或縮聚制得彈性很高的材料。常用的包括：①丁苯橡膠〔SBR〕：第一位。苯乙烯＋丁二稀?！?0～100℃〕耐老化，耐熱性好，抗拉強(qiáng)度和耐磨性類似天然橡膠加工性能不及天然橡膠。應(yīng)用于輪胎、膠板。②丁腈橡膠〔NBR〕：丁二?。‰?。耐油性、密封性好、耐熱較好150℃應(yīng)用于密封圈、油管等。③順丁橡膠〔BR〕第二位。聚丁二稀橡膠。優(yōu)異的彈性、耐磨性，耐寒性。120℃④聚氨酯橡膠〔UR〕：氨基甲酸酯。耐磨、耐油性好，強(qiáng)度較高。不耐熱，80℃⑤氟橡膠〔FPM〕：氟基單體。200℃第三節(jié)陶瓷是多晶體，由無數(shù)細(xì)小晶體聚集組成。一、陶瓷的特性：主要成分：氧化鋁＋氧化硅＋粘土。1.硬度高：氧化鋁陶瓷硬度〔HRC68～70〕2.抗壓強(qiáng)度高：3.耐高溫：4.耐磨損：5.耐蝕性：6.導(dǎo)熱選擇性：7.導(dǎo)電選擇性：主要缺點(diǎn)：脆性大，不能敲、彎、拉、剪切，急冷急熱。二、陶瓷的分類及用途：按用途：一般陶瓷〔傳統(tǒng)陶瓷〕、特種陶瓷。1.一般陶瓷：粘土＋長石＋石英。合格的耐熱性，耐蝕性，抗壓強(qiáng)度大。脆。應(yīng)用于日常生活中〔日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷〕和工業(yè)上〔電瓷、耐酸陶瓷〕2.特種陶瓷：氧化物＋氮化物＋碳化物。①電瓷SiO2＋Al2O3＋K2O＋Na2O＋CaO＋MgO。合格的絕緣性、耐蝕性，脆。應(yīng)用于高、低壓輸電線路使用。②耐酸陶瓷：SiO2＋Al2O3＋CaF。合格的耐酸、耐堿性能，脆。主要應(yīng)用于化工容器、熱交換器〔>170℃③過濾陶瓷：Al2O3＋SiO2＋SiC。合格的過濾和分開性能〔0.2～200μm〕，耐酸堿，脆。④高溫、耐腐蝕陶瓷〔BN氮化硼陶瓷〕。合格的耐熱〔2800℃第四節(jié)復(fù)合材料由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的或不同組織的材料組成的。一、復(fù)合材料的特性：1.較高的強(qiáng)度、剛度、耐蝕性。2.減磨、耐磨、隔熱、減震。主要缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本較高。二、分類及用途：纖維復(fù)合材料、層疊復(fù)合材料、細(xì)粒復(fù)合材料、骨架復(fù)合材料。玻璃纖維復(fù)合材料：熱固性樹脂＋玻璃