關(guān)鍵工程材料及成型重點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)概念鞠魯粵編

1、第一章工程材料1）固體材料的重要性能涉及力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能、工藝性能力學(xué)性能涉及彈性、強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度、蠕變和磨損2）材料強(qiáng)度是指材料在達(dá)到容許的變形限度或斷裂前所能承受的最大應(yīng)力最常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度固態(tài)物質(zhì)按原子的匯集狀態(tài)分為晶體和非晶體常用的晶格類型:體心立方格，面心立方格，密排六方晶格）晶格缺陷:點(diǎn)缺陷，面缺陷，線缺陷）細(xì)化液態(tài)金屬結(jié)晶晶粒的措施:增長過冷度，變質(zhì)解決，附加振動）合金:由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬構(gòu)成的具有金屬性質(zhì)的物質(zhì)組元:構(gòu)成合金的最基本、最獨(dú)立的物質(zhì)二元合金:由兩種組元構(gòu)成的合金相:合金中成分相似、構(gòu)造相似，并與其她

2、部分以界面分開的均勻構(gòu)成部分組織:一種或多種相按一定方式互相結(jié)合所構(gòu)成的整體6）固態(tài)合金中的相可分為固溶體和金屬化合物固溶體分為間隙固溶體和置換固溶體7 ）固溶強(qiáng)化:當(dāng)溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格，使溶劑晶格發(fā)生畸變，導(dǎo)致固溶體強(qiáng)度、硬度提高，塑性和 韌性略有下降的現(xiàn)象彌散強(qiáng)化:金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時，使合金的強(qiáng)度、硬度、耐熱性和耐磨性 明顯提高8）鐵碳合金的基本相有鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體和低溫萊氏體9）鑄鐵的類型鑄鐵分為一般工程應(yīng)用鑄鐵和特殊性能鑄鐵一般工程性能鑄鐵按石墨形貌不同分為灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵）影響石墨化的因素重要有化學(xué)成分和冷卻速度1

3、1）鋼的熱解決:將固態(tài)鋼采用合適的方式進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，以獲得所需組織構(gòu)造與性能的一種工藝熱解決分為一般熱解決（退火、正火、淬火和回火）表面熱解決（表面淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲） 及特殊熱解決（形變熱解決等）12）鐵碳合金相圖（分析題）P32第二章鍛導(dǎo)致形1 ）鑄件的生產(chǎn)工藝措施按充型條件不同分為重力鍛造、壓力鍛造、離心鍛造按形成鑄件的鑄型分為砂型鍛造、金屬型鍛造、熔模鍛造、殼型鍛造、陶瓷型鍛造、消失模鍛造、磁 型鍛造等2）影響金屬充型能力的因素和因素合金的流動性澆注溫度充型能力鑄型中的氣體鑄型的傳熱系數(shù)鑄型溫度澆注系統(tǒng)的構(gòu) 造鑄件的折算厚度鑄件復(fù)雜限度影響因素流動性好，易于澆出輪廓清晰

4、，薄而復(fù)雜的鑄件，有助于非金屬夾雜物和氣體的上浮和排 除，易于對鑄件補(bǔ)縮澆注溫度越高，充型能力越強(qiáng)壓力越大，充型能力越強(qiáng)，但壓力過大或充型速度過高會發(fā)生噴射、飛濺和冷隔鑄型中的氣體能 產(chǎn)氣憤膜，減少摩擦阻力傳熱系數(shù)越大，鑄型的激冷能力越強(qiáng)，金屬液于其中保持液態(tài)的時間越短，充型能力下降溫度越高，液態(tài)金屬與鑄型的溫度就越小，充型能力越強(qiáng)構(gòu)造越復(fù)雜，流動阻力越大，充型能力越差折算厚度大，散熱慢，充型能力好構(gòu)造復(fù)雜，流動阻力大，鑄型充填困難）金屬的凝固方式:逐級凝固方式，體積凝固方式，中間凝固方式）合金收縮的缺陷:縮孔、縮松、裂紋、變形和殘存應(yīng)力合金收縮的階段:液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮）影響收縮的

5、因素:化學(xué)成分的影響，澆注溫度的影響，鑄件構(gòu)造和鑄件條件的影響）避免縮孔的措施:定向凝固原則，同步凝固的原則7）為使鑄件實(shí)現(xiàn)定向凝固原則或同步凝固原則，可采用的工藝措施：對的布置澆注系統(tǒng)的引入位置，擬定合理的澆注工藝采用冒口采用補(bǔ)貼采用不同蓄熱系數(shù)的造型材料或冷鐵8）鑄件的構(gòu)造設(shè)計(jì)（出分析題）：看看常用的鑄件構(gòu)造設(shè)計(jì)，特別是不合理的構(gòu)造9）砂型鍛造措施的類型和基本原理砂型鍛造措施重要有手工造型（用手工或手動工具完畢緊砂、起模、修型的工序）和機(jī)器造型（用機(jī) 器進(jìn)行緊砂和起模）氣動微振壓實(shí)造型（低壓造型）：采用振動-壓實(shí)-微振緊實(shí)砂型高壓造型指壓實(shí)比壓超過0.7MPa的機(jī)器造型，壓實(shí)機(jī)構(gòu)以液壓為動

6、力。按工藝裝備分為有箱、脫箱、 無箱三種。真空密封造型的原理:在特制砂箱內(nèi)充填無水無粘結(jié)劑的型砂，用薄而富有彈性的塑料薄膜將砂箱密封 后抽成真空，借助鑄型內(nèi)外的壓力差使型砂緊實(shí)和成形。氣流沖擊造型原理:運(yùn)用氣流沖擊，使預(yù)填在砂箱內(nèi)的型砂在極短的時間內(nèi)完畢沖擊和緊實(shí)的過程。分 為低壓氣沖造型和高壓氣沖造型消失模造型的原理:用泡沫聚苯乙烯塑料模樣（涉及澆冒口）替代一般模樣，造好型后不取出模樣就澆 入金屬液，在灼熱液態(tài)金屬的熱作用下，泡沫塑料氣化、燃燒而消失，金屬液取代了本來泡沫塑料模所占 的空間位置，冷卻凝固后即可獲得所需要的鑄件冷凍造型:采用一般的石英砂作為骨架材料，加入少量的水和粘土，按一般造

7、型措施制好鑄件后送入冷 凍室，用液態(tài)氮或二氧化碳為制冷劑，冷凍鑄型，借助包裹在砂粒表面的冷凍水分而實(shí)現(xiàn)砂粒的結(jié)合，使 鑄型有很高的強(qiáng)度和硬度10 ）特種造型金屬型鍛造:用鑄鐵、碳鋼或低合金鋼等金屬材料制成鑄型，在重力作用下，金屬液充填金屬型型腔，冷卻成形而獲得鑄件離心鍛造:將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下填充鑄型而凝固成形。分為臥式離心鍛造和 立式離心鍛造壓力鍛造:在高壓作用下，以很高的速度把液態(tài)或半液態(tài)金屬壓入壓鑄模型腔，并在壓力下迅速凝固而 獲得鑄件。低壓鍛造:澆注時金屬液在低壓作用下由下而上填充鑄型型腔，并在壓力下凝固而形成鑄件熔模鍛造:屬于精密鍛造，分為型殼熔模鍛造、填箱熔模

8、鍛造、石膏型熔模鍛造殼型鍛造:用熱法制造殼型，制殼的措施有翻斗法和吹砂法陶瓷型鍛造的原理:以耐火度高、熱膨脹系數(shù)小的耐火材料為骨料，用水解的硅酸乙酯作粘結(jié)劑配制陶 瓷型漿料，在堿性催化劑作用下用灌漿法成形，膠結(jié)、噴燃和燒結(jié)后，制成陶瓷型磁性鍛造:采用鐵丸替代型砂及型芯砂，用磁場作用替代鍛造粘結(jié)劑，用泡沫塑料消失模替代一般模樣石墨型鍛造:用高純度的人造石墨經(jīng)機(jī)械加工成形或以石墨砂作骨架材料添加其她附加物制成鑄型，澆 注凝固后獲得鑄件真空吸鑄:使型腔內(nèi)導(dǎo)致負(fù)壓使金屬液充型凝固差壓鍛造:使液態(tài)金屬在壓差作用下，澆注到預(yù)先有一定壓力的型腔內(nèi)，凝固后獲得鑄件半固態(tài)金屬鍛造:運(yùn)用壓鑄、擠壓、模鍛等常規(guī)工藝

9、加工金屬的半固態(tài)漿料。第三章鍛壓成形1）單晶體的塑性變形重要通過滑移和孿生進(jìn)行的?；剖侵冈谇辛ψ饔孟拢w一部分相對于晶體的另一部分沿滑移面做整體滑動。孿生是指在切力作用下，晶體的一部分原子相對于另一部分原子沿某個晶面轉(zhuǎn)動，使未轉(zhuǎn)動部分與轉(zhuǎn) 動部分的原子排列呈鏡面對稱。2）冷變形金屬隨熱解決溫度的提高，經(jīng)歷答復(fù)，再結(jié)晶及晶粒長大三個階段低溫退火（應(yīng)力退火）:當(dāng)加熱溫度較低時，冷變形金屬的纖維組織沒有明顯變化，其力學(xué)性能也變化 不大，但殘存應(yīng)力明顯減少，這一階段稱為答復(fù)，實(shí)際生產(chǎn)中這種答復(fù)解決稱為低溫退火再結(jié)晶退火:顯微組織發(fā)生明顯變化，被拉長而呈纖維狀的晶粒又變?yōu)榈容S狀晶粒，同步加工硬化與殘

10、 存應(yīng)力完全消除，這一過程稱為再結(jié)晶，實(shí)際生產(chǎn)中將再結(jié)晶解決稱為再結(jié)晶退火3）金屬及合金的鍛造性重要取決于材料的本質(zhì)及其變形條件4）鍛造措施自由鍛、模鍛及胎模鍛自由鍛工序分為基本工序、輔助工序、精整工序?；竟ば蛑匾戌叴帧伍L、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、 扭轉(zhuǎn)、錯移和切割等5）自由鍛件的構(gòu)造工藝性規(guī)定（圖和文字）6）鍛模模膛分為模鍛模膛，制坯模膛和切斷模膛）板料沖壓的基本工序:分離工序及變形工序8）彎曲是將金屬材料沿彎曲曲線彎成一定的角度和形狀的工藝措施彎曲構(gòu)造工藝性：最小彎曲半徑。彎曲件的最小彎曲半徑不能不不小于材料許可的最小半徑，,否則會導(dǎo)致彎曲處外層 材料的破裂。彎曲件的直邊高度彎曲件孔邊距。帶孔件彎曲時，為避免孔被拉成橢圓，孔不能離彎曲太近。彎曲件半徑較小的彎邊交接處，容易因應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，應(yīng)事先在交接處鉆出工藝孔，避免裂 紋產(chǎn)生。）拉深:將平面板料沖壓成多種空心開口件的沖壓工序拉深的重要質(zhì)量問題:起皺，拉裂）拉深系數(shù)m是指每次拉深后筒形件直徑與拉深前