機械制造基礎復習

第一部分工程材料

材料的力學性能新標準(GB/T228—2002)舊標準(GB/T228—1987)性能名稱符

號性能名稱符

號彈性極限Re彈性極限σe—屈服點σs上屈服強度ReH上屈服點σsU下屈服強度ReL下屈服點σsL抗拉強度Rm抗拉強度σb斷后伸長率A，A11.2，Axmax斷后伸長率δ5，δ10，δxmax斷面收縮率Z斷面收縮率Ψ一、靜態(tài)力學性能力學性能：σ-ε曲線硬度：HB、HRC、HV二、動態(tài)力學性能аK、σ-1第一部分工程材料–結構

外來晶核（變質處理）提高冷卻速度振蕩結晶過程：形核、長大→晶粒大小控制→細晶強化結晶

理想晶體→晶胞、晶面、晶向→三種晶格

（純）金屬→晶體→組元+

實際晶體→區(qū)別：缺陷→塑變基礎其它元素→合金→固溶體（間隙固溶、置換固溶）晶格畸變碳彌散強化（第二相強化）

→固溶強化鐵碳合金鋼鑄鐵鐵素體（F）奧氏體（A）珠光體（P）相圖：結晶、溶解度、表象點信息（相、成分、相對量-杠桿定律）、三相反應不同晶格類型中的滑移面體心立方晶格

：六個滑移面、每滑移面上有兩個滑移方向共有十二個滑移系面心立方晶格：四個滑移面、每個滑移面上有三個滑移方向共十二個滑移系密排六方晶格：只有一個滑移面，此面上有三個滑移方向

晶體通過位錯移動產(chǎn)生滑移細晶強化

多晶體滑移阻力大，故強度較單晶體高，且晶粒愈細，強度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈細，變形被分散到更多的晶粒內進行，每晶粒變形也較均勻，所以塑性、韌性也愈好。

塑性變形對金屬組織性能的影響1.冷變形強化

冷變形強化屬位錯強化

2.產(chǎn)生各向異性:纖維組織3.產(chǎn)生織構4.殘余應力

回復與再結晶“回復和再結晶”過程的驅動力:點陣畸變能→

冷塑性變形量

1.回復

:特征：顯微組織無明顯變化，晶粒仍保持伸長狀；點陣畸變能大大降低，內應力顯著減小，強度和硬度變化不大。應用：去應力退火。如電纜

2.

再結晶

再結晶通常是指經(jīng)冷變形的金屬在足夠高的溫度下加熱時，通過新晶核的形成及長大，以無畸變的新晶粒逐漸取代變形晶粒的過程。過程：形核及長大條件：冷變形+足夠高的溫度特征：晶體缺陷基本消失，形成無畸變的新等軸晶粒；冷變形強化現(xiàn)象完全消除與重結晶區(qū)別：無晶體結構轉變（不是重結晶）晶粒長大

冷塑性變形金屬材料經(jīng)再結晶后，一般可得到細而均勻的等軸狀晶粒。 如加熱溫度過高或時間過長，會出現(xiàn)晶粒長大或二次再結晶造成晶粒粗化，力學性能相應變壞。 晶粒長大：靠晶界推移，晶粒相互吞并（大晶粒吞吃小晶粒）。

晶粒越均勻，晶粒長大的傾向越小。影響再結晶后晶粒大小的因素退火加熱溫度;冷變形量;熱加工與冷加工的區(qū)別熱加工與冷加工的區(qū)別是以金屬材料的再結晶溫度為分界。再結晶溫度以下進行的塑性變形稱為冷加工。再結晶溫度以上進行的塑性變形加工稱為熱加工，熱加工的下限溫度一般應在再結晶溫度以上一定范圍。金屬材料熱加工時，在塑性變形的同時再結晶也隨之發(fā)生，冷變形強化現(xiàn)象隨即消除。熱加工對材料的組織和性能的影響

改善鑄錠和坯料的組織和性能;產(chǎn)生流線組織基本相：F、A、Fe3C（室溫相？）基本組織：F、A、Fe3C、P、Ld鋼的熱處理鋼在加熱時的轉變非平衡冷卻奧氏體化：A形核-A長大、殘余Fe3C溶解-A均勻化俗稱C曲線橫向：A過冷區(qū)（反應物區(qū)）過渡區(qū)（轉變區(qū)）產(chǎn)物區(qū)（P？、B？）縱向：高溫區(qū)（擴散轉變P ）中溫區(qū)（半擴散B）低溫區(qū)（非擴散M？）影響C曲線的因素：含碳量的影響、合金元素的影響（合金元素只有固溶于奧氏體中時才能起上述作用）原始組織的影響、加熱溫度和保溫時間的影響總之，A越穩(wěn)定，C曲線越右珠光體、貝氏體、馬氏體轉變的異同點

相變類型主要異同珠光體轉變貝氏體轉變馬氏體轉變轉變溫度范圍A1~550℃550℃~MsMs~Mf擴散性具有鐵原子和碳原子的擴散碳原子擴散鐵原子不擴散無擴散組成相兩相組織A→F+Fe3C兩相組織A→α-Fe（C）+Fe3C（約350℃以上）A→α-Fe（C）+FexC（約350℃以下）單相組織

A→α-Fe(C)合金元素的分布合金元素擴散重新分布合金元素不擴散合金元素不擴散相變的完全性相變可在恒溫下進行到底相變溫度可在恒溫下充分進行，相變的完全程度與轉變溫度有關，溫度越低，轉變越不充分，有殘余奧氏體存在。主要在連續(xù)冷卻過程中進行，相變具有不完全性。第一部分工程材料–熱處理（四把火）1鋼的普通熱處理：退火和正火、淬火與回火名稱、工藝(溫度)、組織、性能、應用、舉例目的及必要條件退火軟化正火?；ㄒ哉?、以正火代調質、 先正后退）淬火強硬化回火韌化（淬火后）

淬火+低溫回火：目的：降低組織應力，保留較高硬度， 組織：回火馬氏體 應用：耐磨件淬火+中溫回火

目的：高彈、韌、疲勞性， 組織：回火托氏體 應用：彈性元件、熱鍛模淬火+高溫回火（調質）目的：綜合力學性能組織：回火索氏體應用：重要零件S與S回?T與T回?B上與B下?M高與M低?鋼的淬硬性：主要取決于鋼的含碳量鋼的淬透性：主要取決于合金元素含量鋼的淬硬性：主要取決于鋼的含碳量鋼的淬透性：主要取決于合金元素含量耐回火性：尤以Si、Cr、Mo等作用較顯著回火脆性：第一類回火脆性：各種鋼和冷卻方 法，不可修復，避開 第二類回火脆性：含Mn、Si、Ni 等合金鋼，快冷不出現(xiàn)，可修復。二次硬化： 含Mo、W、V、Cr等較多的鋼第一部分工程材料–常用工程材料鋼→結構鋼→普通結構鋼滲碳鋼優(yōu)質結構鋼→調質鋼彈簧鋼

碳素工具鋼滾動軸承鋼工具鋼→普通低合金工具鋼→刃具鋼高速鋼冷作模具鋼

模具鋼

熱作模具鋼碳鋼的特點低碳鋼：塑、韌，適用于各種冷、熱加工與焊接；中碳鋼：可得到各種性能的較佳配合，淬火效果也顯著優(yōu)于低碳鋼，在制造齒輪、軸、彈簧等機械結構零件等方面得到廣泛的應用；高碳鋼：硬度、耐磨性較高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具2.鑄鐵鑄鐵→灰口鑄鐵（C→G、G+Fe3C）C存在形式白口鑄鐵（C→Fe3C）→G的形貌灰鑄鐵（片狀G）蠕墨鑄鐵（蟲狀G）球墨鑄鐵（球狀G）可鍛鑄鐵（團狀G）孕育鑄鐵（細片狀G）普通灰鑄鐵（厚片狀G）影響鑄鐵組織和性能的因素化學成分、冷卻速度、提高灰鑄鐵強度有兩個基本途徑：

1.改變石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布；

2.改善基體組織，在石墨的影響減少之后，以期充分發(fā)揮金屬基體的作用。鋼種成分熱處理組織性能應用舉例常用鋼號C%Me%滲碳鋼1.0~0.25↗淬透性：Mn、Ni、Cr、B（Si→脫碳）細晶：V、Ti、Mo滲碳鋼+淬火+低溫回火表：M回高心：S/M回低外強內韌沖擊+耐磨件；汽車、拖拉機調速齒輪20Cr、20Mn2B、20CrMnTi調質鋼0.25~0.55↗淬透性（強F）：Mn、Ni、Cr、Si、B防二回脆：Mo、W；細晶：V、Ti調質/正火（+表淬+低回/+氮化）S回/S(表：M回;心：S回/S)綜合（表硬+綜合）重要零件；機床主軸、變速齒輪45、40Cr42CrMo彈簧鋼0.60~0.900.45~0.70↗淬透性：Mn、Cr、Si(↗σb)防Mn過熱、Si脫碳：Mo、W、V熱成型：淬火+中回冷成型：去應力/淬火+中回T回冷硬/T回/B下高彈性（韌、疲勞）彈性元件、熱鍛模65、T8、65Mn、60Si2Mn軸承鋼0.95~1.10（淬硬性）Cr：0.50~1.65（淬透性）淬火+低溫回火M回+K高硬、耐磨滾動軸承元件GCr9GCr15鋼種成分熱處理組織性能應用舉例常用鋼號C%Me%工藝熱處理最終熱處理刃具鋼碳素工具鋼≥0.7球化退火（先正后退）淬火+低溫回火M回+Fe3CⅡ粒+A殘高硬低紅硬手動工具<200℃T7、T8、T10、T12低合金工具鋼0.75~1.5Mn、Cr、Si、Mo、W、V球化退火（先正后退）淬火+低溫回火M回+K粒+A殘高硬較高紅硬250~300℃低速工具較復雜工具9CrSi、9Mn2V、CrWMn高速鋼0.70~1.25Cr（↗淬）；Mo、W、V（二次硬化+細晶）球化退火（先正后退）鍛透1200~1300淬火+3×560℃回火M回+K粒+A殘高硬、高紅硬（600℃）高速、大載復雜刀具W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2冷模Cr12系列1.0~2.0（→↗K+M）高達12%Cr：↗淬+難溶KMo、W、V（Cr）：二次硬化球化退火（先正后退）鍛透980℃淬+180℃回1100℃淬+2×520℃回M回+K粒+A殘高硬重載、復雜冷沖模Cr12Cr12MoV熱模熱鍛模0.3~0.6↗淬：Mn、Ni、Cr二硬（回脆）：Mo、W、V完全退火淬火+中、高回火M回+K粒較高硬較高紅硬熱鍛模5CrMnMo5CrNiMo熱壓模1050~1150℃淬+2~3×560~600℃回火（二硬）M回+K粒較高硬高紅硬壓鑄模3Cr2W8V第二部分鑄造-工藝基礎

流動性→三種凝固：逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固

充型能力

澆注條件（澆注溫度和充型壓力）

鑄型條件（簡化澆注系統(tǒng)、鑄型蓄熱能力、鑄型溫度、鑄型中的氣體）

鑄件結構工藝基礎：

三個階段：液態(tài)收縮（體收縮）、凝固收縮、固態(tài)收縮第一、二階段是產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因第三階段是產(chǎn)生鑄造應力和變形開裂的主要原因

收縮

影響因素：過熱度、凝固收縮和凝固溫度范圍

收縮缺陷：縮孔和縮松（熱節(jié)）、變形和裂紋（應力的形成、分布、變形及其防止）

相關缺陷：澆不足、冷隔；補縮不良→縮孔、縮松；粘度增加→氣孔、渣孔。縮孔、縮松的措施：定向（順序）凝固、減小熱節(jié)防止鑄造應力和變形的措施：壁厚均勻、結構對稱、同時凝固、反變形、時效處理比較項目砂型鑄造金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造適合金屬任意不限,以有色為主不限,多為鑄鋼有色合金有色合金鑄鋼、鑄鐵、銅合金鑄件大小不限中、小鑄件<25kg,小鑄件<10kg，可用于中型鑄件中、小鑄件不限尺寸精度IT14-16IT12-14IT11-14IT11-13IT12-14決定于鑄型材料Ra/μm50-12.512.5-6.312.5-3.23.2-1.612.5-3.2同上投產(chǎn)的最小批量（件）單件700-1000100010001000100-1000鑄件內部質量結晶粗結晶細結晶粗表層細,內部有孔洞結晶細結晶細鑄件加工余量大小小或不加工小或不加工較小較大生產(chǎn)率低中中高低中最高中中高應用舉例機床床身、箱體、支座軸承蓋鋁活塞、軸套、氣缸蓋、水暖器材等葉片、儀器元件、切削刀具儀器儀表零件、缸套等氣缸體、缸蓋、曲軸箱、紡織機零件等各種鑄鐵管、套筒、滑動軸承鑄造工藝設計澆注位置：三下一上分型面：便于起模、大部分一箱、一型內不過高、少用砂芯且便于安放和檢驗工藝參數(shù)的確定繪制鑄造工藝圖首先從保證鑄件質量出發(fā)確定澆注位置，再從簡化工藝出發(fā)確定分型面。鑄件結構工藝性鑄造工藝對鑄件結構的要求合金鑄造性能對鑄件結構的要求鑄造方法對鑄件結構的要求外形簡單少用活塊和芯壁厚合理、均勻壁與壁的連接避免收縮受阻避免大平面第三部分壓力加工-工藝基礎工藝基礎塑性變形單晶體的彈性變形單晶體的塑性變形→滑移，滑移系、滑移面、滑移方向塑性變形的本質→滑移的機理：位錯實際金屬的塑性變形關鍵：晶界的存在及各晶粒位向不同細晶強化對金屬組織性能的影響各向異性冷變形強化纖維組織織構殘余應力（宏觀內應力、微觀內應力和點陣畸變）回復與再結晶驅動力:點陣畸變能冷塑性變形量過程:形核及長大與重結晶區(qū)別：無晶體結構轉變影響因素：溫度、冷變形量熱加工與冷加工的區(qū)別：再結晶溫度為分界→冷變形強化消除與否T再（K）≈（0.35~0.4）T熔（K）鍛造性鍛造流線與纖維組織鍛造性鍛造流線與纖維組織指標：σs和δ→金屬的塑性高、變形抗力小，其鍛造性就好影響因素區(qū)別：冷變形強化消除與否利用：合理布置鍛件與鑄件相比的特點：晶粒細化、組織致密→力學性能提高鍛造比：拔長鍛造比：拔長前后截面積比鐓粗鍛造比：鐓粗前后高度積比鍛造比>1化學成分組織和性能變形溫度變形速度應力狀態(tài)常用模鍛方法工藝設計自由鍛工序盤類（如齒輪坯）:鐓粗→沖孔→擴孔→滾圓。軸類（如傳動軸）:坯料→（鐓粗）→拔長→滾壓→（彎曲）→預鍛→終鍛模鍛鍛件圖：余塊（敷料）、余量、公差鍛件圖分模面的選擇分模面最好是一個平面應選在模鍛件的最大截面處使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致使模腔淺而寬、使零件上所加的敷料最少工藝參數(shù):鍛公差、模鍛斜度、模鍛圓角、連皮厚度工序盤類（如如齒輪、法蘭盤等）:鐓粗→沖孔→預鍛→終鍛軸類（如傳動軸）:坯料→拔成圓棒→壓肩→拔出一端→再調頭拔出另一端→修正板料沖壓分離工序沖孔：沖下的是廢料落料：沖下的是零件落料模：按落料件確定凹模刃口尺寸，根據(jù)間隙確定凸模尺寸，即用縮小凸模刃口尺寸來保證間隙值?！鷽_孔模：按沖孔件確定凸模刃口尺寸，根據(jù)間隙確定凹模尺寸，即用擴大凹模刃口尺寸來保證間隙值。變形工序受力特點：內層的金屬受壓、外層受拉最小內彎半徑:板料厚度的1/4；回彈坯料尺寸受力特點：周向受壓、徑向受拉；防止起皺：采用壓邊圈；防止拉裂：合理選擇凸、凹模間隙、工作圓角半徑及拉深系m=d/D

（0.5-0.8）彎曲拉深翻邊：翻邊系數(shù)=翻邊前的直徑/翻邊后的直徑，一般要大于0.65-0.72結構工藝性自由鍛鍛件盡量避免錐體和斜面盡量避免空間曲線盡量避免橢圓形、工字形等復雜表面盡量避免凸臺、筋等凸起結構盡量避免橫截面突變模鍛件模鍛件必須具有一個合理的分模面，余塊最少，鍛模容易制造模鍛件外形應力求簡單、平直和對稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺等結構鍛件上與分模面垂直的非加工表面，應設計出模鍛斜度兩個非加工表面形成的角都應按模鍛圓角設計模鍛件的結構中應避免深孔或多孔結構沖壓件落料和沖孔件孔及有關尺寸外形要求直線與直線、曲線與直線的交接彎曲件彎曲邊的高度要大于2倍的板厚孔的位置如圖以免彎曲變形引起孔的變形彎曲半徑應大于材料的最小內彎半徑拉深件合理的拉深圓角，要大于2倍的板厚組合結構第四部分焊接-工藝基礎焊接熔焊：焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓完成焊接的方法。如電弧焊、氣焊等。壓焊：焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊等。釬焊：采用比母材（被焊接的材料的總稱）熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現(xiàn)連接焊件的方法。軟釬焊、硬釬焊都屬于這種方法。分類焊接電弧構造：焊接電弧可劃分為陰極區(qū)、陽極區(qū)和弧柱區(qū)。本質：氣體介質中產(chǎn)生的強烈而持久的放電現(xiàn)象2600K2400K8000K極性：正接或反接。正接是工件接正極焊條(或電極)接負極，對工件加熱較多；反接是工件接負極焊條(或電極)接正極酸性焊條：可用交流也可采用直流，厚板一般采用直流正接；焊接薄板時，采用直流反接，以防焊穿；

堆焊：采用反接，其目的是增加焊條的熔化速度，減少母材的熔深，有利于降低母材對堆焊層的稀釋。

堿性焊條(低氫焊條)：直流反接，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺少，而且焊接時聲音較平靜均勻。鎢極氬弧焊 一般都采用直流正接，電弧比較穩(wěn)定，鎢極壽命長；采用反接時，鎢極因過熱而損失嚴重，使用壽命短，但可產(chǎn)生“陰極破碎”。熔化極氣體保護焊 均采用直流反接，電弧穩(wěn)定，焊絲熔化速度快，熔敷效率高。埋弧焊：當焊劑中含氟化物時，采用直流反接，以穩(wěn)定電弧。熔焊冶金焊接性熔焊冶金焊接性冶金措施:機械保護，滲合金、脫氧、脫硫、脫磷、穩(wěn)弧焊接接頭的組織與性能（再結晶區(qū)）焊縫區(qū)熔合區(qū)熱影響區(qū)過熱區(qū)正火區(qū)部分相變區(qū)焊接應力和變形原因焊接加熱是局部進行的。焊縫被加熱→焊縫區(qū)域應膨脹；焊縫周圍金屬未被加熱和膨脹→制約焊縫自由膨脹→焊縫被塑性壓縮→焊縫冷卻后，焊縫比周圍短，周圍區(qū)域沒縮短→阻礙焊縫自由收縮→殘余應力。應力分布：焊縫及附近區(qū)域受拉，周圍區(qū)域受壓。預防和消除焊接應力的措施1）預防焊接應力的工藝措施先焊短焊縫，后焊直通焊縫焊前對焊件進行預熱、焊后緩冷、多層多道施焊，2）消除焊接應力的工藝措施使焊接接頭產(chǎn)生適量的塑性變形、焊后去應力退火。焊接變形的基本形式收縮變形：由于焊接區(qū)沿縱向（焊縫方向）和橫向（垂直于焊縫方向）收縮引起的，結果焊件長、寬尺寸減小彎曲變形：焊接區(qū)縱向收縮沿焊件高度方向分布不均勻而產(chǎn)生扭曲變形：焊接方向和焊接順序不合理而引起角變形：焊縫橫向收縮沿板厚度方向分布不均勻，波浪變形：由于焊接區(qū)的收縮產(chǎn)生的壓應力使板件失去穩(wěn)定性而形成。易發(fā)生在薄板焊件中。減少焊接變形的工藝措施反變形法合理焊接順序：使焊件自由收縮剛性固定法選用合理的焊接規(guī)范矯正焊接變形的工藝措施“機械矯正法”和“火焰矯正法”定義工藝焊接性：是指在某一焊接工藝條件下，能得到優(yōu)質焊接接頭的能力。使用焊接性：是指整個焊接接頭或整體結構滿足焊接技術條件規(guī)定的使用性能的程度。影響因素材料因素：包括母材的化學成分、組織狀態(tài)以及焊接材料的成分等工藝因素：包括所用的焊接方法、焊接規(guī)范以及工藝措施等結構因素：包括焊接接頭或結構的剛度大小與應力狀態(tài)等使用條件：包括焊接接頭的工作溫度(如高溫或低溫)，承受載荷

情況(如沖擊或疲勞)，接觸的介質腐蝕性等碳當量Ceq當Ceq<0.4%時，鋼的塑性好，焊接性良好，一般不需要采取特殊工藝措施就能獲得優(yōu)質焊接接頭。當Ceq＝0.4%～0.6%時，鋼的塑性較差，易出現(xiàn)淬硬組織，產(chǎn)生裂紋，焊接性較差。常要采用預熱、緩冷等工藝措施。當Ceq>0.6%時，鋼的塑性較差，淬硬和冷裂傾向嚴重，焊接性很差。焊接時需要采取嚴格的工藝措施。第四部分焊接-焊接方法在手弧焊中，應注意焊條的分類和選擇。 分類：酸性，堿性？ 選擇：原則！等強度；抗氣孔；防裂紋；同成分；經(jīng)濟性等鑄鐵應選用堿性焊條，焊接前應預熱。焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應選用相應的專用焊條，以保證焊縫的主要化學成分與性能和母材相同常用焊接方法的特點焊接結構焊接結構焊接結構件材料的選擇首選Ceq≤0.4的碳鋼和低合金結構鋼對體積和重量有所要求的焊接結構，應選擇強度與重量之比較高的材料，強度等級較低的鋼材，其價格較低，焊接性較好，但在重載情況下會導致產(chǎn)品尺寸和重量增大。強度等級較高的鋼材，雖然價格較高，但卻可以節(jié)省用料，減小產(chǎn)品尺寸和重量。優(yōu)先選用型材和管材、采用鑄—焊、鍛—焊或沖—焊結構。用兩種或兩種以上異質鋼材或異種金屬構成，以滿足不同部位的性能要求。焊接方法的選擇在保證產(chǎn)品質量的前提下，優(yōu)先選用常用的焊接方法焊件厚度是重要因素，過薄易焊穿，過厚明顯降低生產(chǎn)率，易造成焊不透、晶粒粗大等缺陷。對于具有良好焊接性的低碳鋼：薄板結構，可采用氣焊、二氧化碳氣保護焊、縫焊，無密封要求時可采用點焊；中厚板結構（壁厚10～20mm）的短焊縫或單件小批量生產(chǎn)，可采用手弧焊；長焊縫或大批量生產(chǎn)，可采用埋弧焊、二氧化碳氣體保護焊；厚板重型結構，主要采用電渣焊。致于氬弧焊等，因成本高，一般不用于焊接低碳鋼，主要用于焊接不銹鋼、耐熱鋼和有色金屬等。易淬火鋼焊接(1)熱影響區(qū)冷裂傾向大(2）焊縫中容易產(chǎn)生焊接缺陷高碳鋼的焊接多為補焊和堆焊，工藝方法常用手弧焊和氣焊。其它易淬硬鋼的焊接或補焊，常用手弧焊、埋弧自動焊、CO2焊、電阻焊、摩擦焊等，當焊接質量難以保證時，還可以采用氬弧焊、等離子弧焊等方法。焊接易淬便鋼一般都用抗裂性能好的低氫型焊條，必要時也可采用奧氏體不銹鋼焊條。焊接接頭形式焊件坡口型式焊縫布置焊縫應避免密集交叉焊縫應對稱分布結構的工作應力較大處應該避免設計焊縫焊縫應避開焊后要進行機械加工的部位焊縫應該考慮到焊接操作空間第五部分金屬切削加工工藝基礎切削運動及切削要素：主運動、進給運動、v、f、ａp車刀切削部分的組成車刀角度坐標平面與測量剖面正交平面Po切削平面Ps基面Pr車刀角度λs

γ0、α0κr

、κr′刀具主要角度的選擇粗加工時，可增大γ0

，減少α0

，以減少刀具負荷；精加工時（ap也很小）可減少γ0

，增大α0

，以減少后刀面與已加工表面的摩擦。切硬材料或有沖擊時，用小的κr

和-λs，；而精度高Ra低的細長軸，為減少振動，可用大的κr

，為避免擦傷已加工表面，選正的λs，這樣，γ0相應要減小。金屬切削過程金屬切削過程：彈性變形→塑性變形→擠裂切屑的種類：帶狀切屑、擠裂切屑、單元切屑、崩碎切屑

切削變形積屑瘤（1）帶狀切屑通常在加工塑性金屬材料、切削厚度較小、切削速度較高、刀具前角較大的情況下獲得。（2）節(jié)狀切屑在加工較硬的塑性金屬材料且所用的切削速度較低、切削厚度較大、刀具前角較大的情況下產(chǎn)生（3）崩碎切屑在加工鑄鐵等脆性材料時，易形成崩碎切屑。工件材料愈硬脆，刀具前角愈小，切削厚度愈大，愈易形成這類切屑。保護刀具增大了實際前角易引起振動增大已加工表面粗糙度和刀具磨損因此在粗加工時可利用積屑瘤，以保護刀具。而精加工時應避免積屑瘤以提高加工質量

切削力：Fc消耗動力最多

、Ff進給系統(tǒng)

功率設計依據(jù)、Fp容易引起振動

切削功率：切削用量中影響切削功率大小的順序依次為切削速度、背吃刀量和進給量。切削用量選擇生產(chǎn)效率：盡量優(yōu)先增大ａp機床功率：在粗加工時，應盡量增大進給量ｆ是合理的。刀具壽命：對刀具壽命影響最大的是切削速度ｖ，其次是進給量ｆ，影響最小是背吃刀量ａp。加工表面粗糙度：加工表面粗糙度主要受進給量ｆ的影響。合理選擇切削用量一般原則是：首先選擇一個盡量大的背吃刀量ａp、其次選擇一個大的進給量ｆ，最后根據(jù)已確定的ａp和ｆ，并在刀具耐用度和機床功率允許條件下選擇一個合理的切削速度ｖ。粗加工的切削用量，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工的切削用量，應以保證加工質量為前提，并兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。切削加工性

加工某一種材料時，若刀具使用壽命較高，加工表面質量易于保證，切削力較小，斷屑問題易于解決，則表明這種材料的切削加工性好，反之則差。

相同切削條件下，刀具壽命長則加工性能好，反之則差。

相對加工性Ｋr大，表示切削該材料時刀具磨損慢、壽命高。材料切削性能的好壞與材料的物理、力學性能有較大的關系，如材料的強度和硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具也越易磨損，刀具使用壽命低，故切削加工性差。切削平面Ps基面Pr正交平面Po底平面工件車刀已加工表面待加工表面過渡表面切削加工方法車削：IT8～IT7，Ra1.6～0.8μm；車外圓、端面、車孔、切槽和切斷、車圓錐面、車成形面鉆削：引偏，IT13～IT11、Ra50～12.5μm；擴孔：IT10～IT9、Ra6.3－3.2μm，能修正孔軸線的歪斜鉸孔：IT9～IT7、Ra0.4～1.6μm，不能校正原孔軸線的偏斜鏜削:單刃鏜刀鏜孔、浮動鏜刀鏜孔，IT8～IT7、Ra0.8～0.6μm，

精細鏜時IT7～IT6、Ra0.2～0.8μm。鏜銑床上鏜孔主要適用于箱體，支架和機座等大型孔系的加工銑削:銑床上可加工平面、溝槽、齒型、螺旋槽、花鍵等表面周銑：逆銑和順銑

端銑：刨削:刨平面、溝槽插削:加工方孔、多邊形孔、齒輪內鍵槽、內花鍵槽等非回轉體內表面拉削:IT8I～IT6、Ra0.8～0.1m，拉圓孔、拉平面

磨削:精度高、表面粗糙度小;砂輪有自銳作用;背向磨削力Fy較大;磨削溫度高;表面變形強化和殘余應力嚴重.主要用于淬火工件的精加工。機械加工工藝外圓面的加工方案：外圓面是軸、盤、套類零件的主要表面。常用的加工方法有車削和磨削，對于尺寸公差等級高，粗糙度值小的表面還要進行研磨，超級光磨等的加工。外圓表面常用加工方案如圖所示，盡管圖中列有多種加工方案，但仔細分析后按其主干大致可歸納為車削類、車磨類方案?？椎募庸し桨福撼Ｒ姷目椎募庸し椒ㄓ秀@、擴、鉸及車削、鏜削、磨削、拉削等、它的加工方案也很多最常用的如圖所示。圖中所列的多種加工方案，按其主干可歸納成五類，即車（鏜）類、車（鏜）磨類、鉆擴鉸類、拉削類和特種加工類。選用時要特別注意其適用的批量、孔徑尺寸以及零件的材質等因素。平面加工方案：平面是指箱體、支架、床身等零件的重要表面。一般平面本身的尺寸精度要求并不高，而平面的表面質量和形位公差要求則顯得更為重要。平面常用的加工方案如圖所示。應當指出，圖中的公差等級是指兩平行平面之間距離尺寸的公差等級。按平面加工方案的主干可歸納成：銑（刨）類、銑（刨）磨類、車削類、拉削類、以及磨類五類。其中最常用的是前兩類方案。工藝過程組成：工序、工步、安裝生產(chǎn)類型：單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)（小批、中批、大批）大量生產(chǎn)工藝規(guī)程定位基準的選擇粗基準：不加工的表面、重要表面、平整、

光潔、有足夠大的面積、避免重復使用精基準：基準重合、基準同一、簡化夾具和操作、自身基準擬定工藝路線加工方法選擇：依據(jù)零件加工的精度、粗糙度、結構形狀、尺寸大小、材料、生產(chǎn)類型確定加工方法和加工方案經(jīng)濟精度工藝特點劃分加工階段：粗加工階段主要的任務是切去大部分加工余量、半精加工的任務是完成一些次要表面的最終加工、精加工階段的任務是完成各主要表面的最終加工加工工序順序：先粗后精、先基準后其他、先面后孔、先主后次軸類零件加工典型工藝路線盤套類零件加工典型工藝路線當大批量生產(chǎn)時，齒坯孔加工通常在拉床上進行，從而大大提高其生產(chǎn)率并保證質量的穩(wěn)定。齒形加工方案有滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒等工藝。通常滾齒、插齒工藝作為淬火前齒形的粗加工或低精度齒輪的終加工；剃齒工藝可作為軟齒面齒形的精加工；珩齒、磨齒則可作為硬齒面齒形的精加工安排在熱處理淬火后進行。箱體類零件加工典型工藝路線箱體零件在毛坯粗加工后，由于大量表皮余量的切除，箱體材料內部應力將重新分配，而將導致箱體在后續(xù)使用中逐步變形而喪失精度，因此對于要求比較高的箱體零件，往往需要考慮安排二次時效處理，一般在粗加工后安排低溫人工時效處理工序，使其應力得于釋放并充分變形后再進行后續(xù)加工。結構工藝性1、判斷改錯題（對“×”，錯“√”，并改正。每小題2分，共20分）：1）機械零件正常服役時其材料處于塑性狀態(tài)…（×）“塑性”狀態(tài)改為“彈性”2)疲勞強度是指材料抵抗塑變而不破壞的能力。（×）“塑變”改為“交變載荷”3)屈服點是是材料從彈性狀態(tài)轉向塑性狀態(tài)的標志。（√）4)金屬彈性模量是一個對金屬組織不敏感的力學性能指標。（√

）5）機械零件正常服役時其材料處于彈性狀態(tài)………（

√

）6）HB硬度一般用于硬度較小的材料測量，優(yōu)點是重復性較好，但是壓痕大?！?/p>

）7）通常，布氏硬度用于測量淬火后零件的硬度,洛氏硬度用于測量未淬火零件的硬度。………（

）8）HBW是洛氏硬度的硬度代號。

（

）2、單項選擇題1）低碳鋼所受到的拉應力(D)時，出現(xiàn)明顯的塑性變形；A．＞σb；B．＞σs；C．達到σb；D．達到σs

2）機械零件在正常工作條件下多數(shù)處于（

A）。

A彈性變形狀態(tài)；B塑性變形狀態(tài)；

C彈塑性變形狀態(tài)；D柔性狀態(tài)3）力學性能指標180~220HBS表示（

）。A.強度

B.硬度

C.塑性

D.韌性4）在圖紙上若出現(xiàn)以下幾種標注硬度要求的符號，其中（

）是正確的。A.230HBWB.500HBSC.12～15HRCD.799HV5.碳鋼開始出現(xiàn)明顯的塑性變形時，所受到的拉應力()；A．<σb；

B．<σs；

C．達到σb；

D．達到σs；三、填空題1.在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為

；材料抵抗沖擊而不破壞的能力稱為

；材料抵抗交變載荷而不破壞的能力稱為

。一、判斷改錯題1、隨鋼的C%增加，其抗拉強度增加……（×

）隨鋼c％增加抗拉強度增加改為先增加后下降2、隨鋼的C%增加，其塑性增加。……（

×

）隨鋼的C%增加，其塑性增加，改為下降或塑性→硬度3、隨鋼的C%增加，其韌性增加?！ā?/p>

）增加改為降低4、隨鋼的C%增加，其硬度增加………………（√）5、結晶過程包括形核與長大兩個過程?！ā蹋?、冷卻速度越慢，金屬晶粒越細……………（×

）越慢改為越快或越細改為越粗7、晶粒愈小，金屬材料常規(guī)力學性能愈差?！ā粒┬「臑榇?、珠光體是單相固溶體……………（×）是改為不是

9、純鐵在降溫過程中，912℃時發(fā)生同素異構轉變，由面心立方晶格的γ-Fe轉變?yōu)轶w心立方晶格的α—Fe?！ā蹋?0、實際晶體的線缺陷表現(xiàn)為空位和間隙原子（×

)線改為點11、多晶體塑性變形的抗力隨晶粒之變粗而增加。（×

）粗改為細，或增加改為下降二、單項選擇題1、實際晶體的線缺陷表現(xiàn)為（B

）。A空位和間隙原子B位錯C晶界D亞晶界2、過冷度是金屬結晶的驅動力，它的大小主要取決于(D)A化學成分B加熱溫度C晶體結構D冷卻速度三、填空題1、金屬結晶包括

形核與長大

兩個過程。2、奧氏體的晶格類型是

面心立方

。3、鐵素體的晶格類型是

體心立方

。4、晶粒和晶粒之間的界面稱為

晶界

。5、共析鋼的室溫組織是

P

。6、亞共析鋼的室溫組織是

F+P

。

7、過共析鋼的室溫組織是

P+Fe3C

。8、共晶反應的產(chǎn)物是

Ld

。9、實際晶體的點缺陷表現(xiàn)為

空位、間隙原子

，線缺陷表現(xiàn)為

位錯

，面缺陷表現(xiàn)為晶界。二、選擇判斷題（用箭頭進行彼此間連接，可多選）1.鐵素體

珠光體

奧氏體

萊氏體

滲碳體

固溶體

機械混合物

化合物2.有色金屬

淬火鋼

退火鋼

箔材（測硬度）

布氏硬度

洛氏硬度

維氏硬度四、簡答題1.金屬晶體的常見晶格有哪幾種？體心立方、面心立方、密排立方2.固溶體有幾種類型?鐵素體屬何種固溶體？固溶體：有間隙固溶體和置換固溶體兩類，鐵素體屬于間隙固溶體。3.什么是細晶形強化？給出兩種細化晶粒的措施。通過細化晶粒來提高材料力學性能的方法稱為細晶強化。細化措施：1）變質處理；2）提高冷卻速度3）振蕩4.何謂細晶強化？5.列出三種細化晶粒的工藝措施。6.為什么過冷度越大，結晶后得到的金屬晶粒越細小?一、判斷改錯題1、鋼鐵材料能夠進行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構現(xiàn)象。…（√）2、共析鋼退火態(tài)組織為P+F……………（×

）P+F改為P3、20鋼鍛件，為了便于切削加工，一般預先進行正火處理?！ā蹋?、T12鋼的淬火溫度為Ac1以上30~50℃…(√)二、單項選擇題1、鐵素體的力學性能特點是（B

）。A具有良好的硬度和強度B具有良好的塑性和韌性C具有良好的綜合力學性能D具有良好的耐磨性

三、填空題1、鋼的常規(guī)熱處理（四把火）是指

退火、正火、淬火、回火

。2、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，

T8

鋼的σb值最高。3、為使鋼得到理想的耐磨性，應進行淬火加

低溫

回火。4、為使鋼獲得理想的彈性，應進行淬火加

中溫

回火。5、為保證鋼的綜合性能，淬火后應進行

高溫

回火。6、為改善低碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為正火。7、為改善高碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為（球化）退火。8、淬火加高溫回火稱

調質

處理。9、軸類等重要零件的最終熱處理常為調質

。10、冷沖模等常用的最終熱處理為淬火加低溫回火。11、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，

T13鋼的HBS值最高。12、機床齒輪的最終熱處理常為調質。

13、汽車齒輪的最終熱處理常為滲碳淬火加低溫回火。14、銼刀的最終熱處理常為淬火加低溫回火。四、簡答題1.根據(jù)鐵碳合金退火后室溫下的顯微組織，說明T8鋼比40鋼的強度、硬度高，但塑性、韌性差的原因。T8鋼組織為P，F(xiàn)e3C比40鋼多，且分布合理，σ、HB高，但δ、ak低2.何謂調質處理？淬火后高溫回火的熱處理方法為調質處理

四、簡答題1.固溶體有幾種類型？鐵素體屬何種固溶體？

2.室溫下Fe-C合金中基本相有哪些？基本組織有哪些？3.根據(jù)鐵碳合金相圖分析說明制造汽車外殼多用低碳鋼（C<0.2%），制造機器零件（如機床主軸）多用中碳鋼，制造工具（如銼刀）多用高碳鋼，而C>1.3%的鐵碳合金工業(yè)上很少應用的原因。4.為什么T12鋼比T8鋼硬度高，但強度低？

四、簡答題1.根據(jù)鐵碳合金退火后室溫下的顯微組織，說明T8鋼比40鋼的強度、硬度高，但塑性、韌性差的原因。T8鋼組織為P，F(xiàn)e3C比40鋼多，且分布合理，σ、HB高，但δ、ak低2.何謂調質處理？淬火后高溫回火的熱處理方法為調質處理

3.簡要說明鋼為什么能通過熱處理改變其性能？鋼鐵材料能夠進行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構現(xiàn)象4.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述索氏體與回火索氏體有何不同？5.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述托氏體與回火托氏體的區(qū)別。6.為什麼滲氮處理和表面淬火前應進行調質處理，而滲碳前不進行調質處理？四、簡答題1.根據(jù)鐵碳合金退火后室溫下的顯微組織，說明T8鋼比40鋼的強度、硬度高，但塑性、韌性差的原因。T8鋼組織為P，F(xiàn)e3C比40鋼多，且分布合理，σ、HB高，但δ、ak低2.何謂調質處理？淬火后高溫回火的熱處理方法為調質處理

3.簡要說明鋼為什么能通過熱處理改變其性能？鋼鐵材料能夠進行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構現(xiàn)象4.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述索氏體與回火索氏體有何不同？5.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述托氏體與回火托氏體的區(qū)別。6.為什麼滲氮處理和表面淬火前應進行調質處理，而滲碳前不進行調質處理？9.(10分)今用45鋼制造某機床齒輪，該齒輪要求具有良好的綜合機械性能，表面硬度55~60HRC。①試問該選擇什么形式的毛坯？②通過什么熱處理可以達到要求的力學性能？③制訂加工工藝路線，并說明工藝路線中各個熱處理的名稱、目的。10.（10分）就下列鋼種各舉一例，說明各自最終熱處理、力學性能和用途。1．工程結構用鋼

2．滲碳鋼

3．調質鋼

4．高速鋼

5．不銹鋼

11.(10分)按表中所示鋼種類別，寫出一種對應的典型鋼號、典型熱處理工藝名稱、熱處理后的組織及基本用途。鋼種類別鋼號對應的典型熱處理熱處理后的主要組織用途舉例合金調質鋼滾動軸承鋼高合金工具鋼合金滲碳鋼耐磨鋼12.試完成下表：鋼號鋼種

最終熱處理

最終組織

應用舉例20CrMnTi滲碳鋼滲碳+淬火+低溫回火表：M回+K心：M回/S汽車調速齒輪9SiCr低合金刃具鋼淬火+低溫回火M回+K+A殘低速工具Cr12冷模具鋼淬火+低溫回火M回+K+A殘要求高的沖模60Si2Mn合金彈簧鋼淬火+中溫回火T回彈性元件W18Cr4V高速鋼高溫淬火+3次高溫回火M回+K+A殘高速刀具注：鋼種指滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、等。13.（10分）分別指出下列鋼的種類、大致成分、最終熱處理方法及組織、應用范圍。T10A、20CrMnTi、60Si2Mn、40Cr、GCr15、9SiCr、W18Cr4V14.表格題。（10分）試完成下表：注：鋼種指滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、等。鋼號鋼種最終熱處理最終組織應用舉例20CrMnTiCr1260Si2MnW18Cr4V5CrNiMo15、（10分）給出五種鋼的牌號、鋼種、最終熱處理及其應用實例（10分）：注：鋼種指滲碳鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工具鋼、等。序號鋼種牌號最終熱處理應用舉例一、單項選擇題1、機床床身一般采用的材料是（D

）。A可鍛鑄鐵B球墨鑄鐵C鑄鋼D灰鑄鐵2、減速器箱體一般采用的材料是：（D

）A可鍛鑄鐵；B球墨鑄鐵；C鑄鋼；D灰鑄鐵。3、發(fā)動機箱體一般采用的材料是（

D

）。A可鍛鑄鐵B球墨鑄鐵C鑄鋼D灰鑄鐵4、汽車曲軸一般采用的材料是（B

）A可鍛鑄鐵；B球墨鑄鐵；C鑄鋼；D灰鑄鐵。5、管接頭一般采用的材料是（A

）。A可鍛鑄鐵B球墨鑄鐵C鑄鋼D灰鑄鐵6、機床主軸一般采用的材料是（

D

）。A可鍛鑄鐵B球墨鑄鐵C鑄鋼D45鋼二、簡答題1、試述灰鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵主要區(qū)別。主要區(qū)別在石墨形貌，灰鑄鐵中石墨為片狀、可鍛鑄鐵中石墨為團絮狀及球墨鑄鐵中石墨為球狀。一、判斷改錯題1、合金的澆注溫度越高越好?！ā粒┖辖鸬臐沧囟仍礁咴胶?，改為并非越高越好2、鑄造合金的流動性與成分有關，共晶成分的合金流動性最佳。（√）3、鑄造合金的流動性與成分有關，共析成分的合金流動性最佳?！ā粒┕参龈臑楣簿?、防止或減少鑄件變形的方法之一是提高流動性。………………（×）防止或減少鑄件變形的方法之一是提高流動性，改為使壁厚均勻或變形→冷隔澆不足5、當過熱度相同時，亞共晶鑄鐵的流動性隨著含碳量的增加而提高。(√)6、鑄造時，在保證金屬液具有足夠充型能力的前提下，澆注溫度應盡量降低。（√）7、采用同時凝固法可以防止鑄件內產(chǎn)生縮孔。…………(×)同時凝固法改為定向(或順序）凝固法8、為防止縮孔，可采用同時凝固工藝?！ā粒┩瑫r凝固工藝改為定向(或順序）凝固工藝9、為減少鑄造應力，常采用順序凝固?！ā粒╉樞蚰谈臑橥瑫r凝固10、鑄件上的重要加工表面，澆鑄時應朝上放置?！ā粒┏细臑槌?1、同時凝固的鑄造熱應力大于順序凝固?！?×)大于改為小于12、用于鑄造的合金稱為鑄造合金?！ā蹋?3、鑄造的實質是金屬的液態(tài)成形?！?√)14、普通灰鑄鐵與鑄鋼相比具有良好的力學性能和鑄造性能。(×)刪除“力學性能和”

15、凝固溫度范圍大的合金，鑄件中易產(chǎn)生縮松?！?/p>

（√）16、合金的固態(tài)收縮率對鑄造應力影響不大而對縮孔影響很大(×)

合金的固態(tài)收縮率對鑄造應力影響大而對縮孔影響不大17、縮孔、縮松的產(chǎn)生原因是固態(tài)收縮得不到補縮。…（×）

縮孔、縮松的產(chǎn)生原因是液態(tài)收縮得不到補縮。18、鑄件的厚壁處產(chǎn)生壓應力，薄壁處產(chǎn)生拉應力。（×）

鑄件的厚壁處產(chǎn)生拉應力，薄壁處產(chǎn)生壓應力19.鑄鐵的含碳量比碳鋼高，所以其流動性和收縮均比碳鋼大(×)

鑄鐵結晶溫度范圍小、熔點低，所以其流動性比碳鋼大；而結晶時有石墨析出，故收縮比碳鋼小。二、單項選擇題1、沖天爐熔煉時常用的熔劑是：（D

）A石臘；B原砂；C焦碳；D石灰石。2、生產(chǎn)中提高合金流動性常采用的方法是(A)。A提高澆鑄溫度B降低出鐵溫度C加大出氣口D延長澆鑄時間冷鐵配3、冷鐵配合冒口實現(xiàn)定向凝固能防止鑄件產(chǎn)生：（A

）A縮孔B應力C變形D裂紋4、同時凝固可以不加冒口，這種方法主要用于（

D

）A有色金屬鑄件B厚壁鑄件C大型鑄件D次要鑄件5、鑄件壁越厚其強度越低，這主要是由于壁越厚：(A)A組織越疏松B易澆不足C冷隔嚴重D易產(chǎn)生縮孔6、鑄件壁越厚其強度越低，這主要是由于壁越厚(C)。A氣孔越多B易澆不足C晶粒粗大D易產(chǎn)生縮孔7、為防止鑄件上產(chǎn)生縮孔，常采用的方法是（A）。A順序凝固B同時凝固C提高澆鑄溫度D降低澆鑄溫度

8、灰鑄鐵的體收縮率比鑄鋼小，主要是（C

）。A含碳量低 B結晶溫度范圍大C結晶時析出石墨D結晶溫度范圍小9、鑄造性能最好的鑄鐵是（B）鑄鐵。A白口鑄鐵B普通灰鑄鐵C可鍛鑄鐵D球墨鑄鐵10、縮孔最可能出現(xiàn)的部位是：（C

）A鑄件最上部B鑄件中部C在鑄件最上部及熱節(jié)處D熱節(jié)部位11、鑄鋼件常采用順序凝固法澆鑄是因為（

D

）。A固態(tài)收縮大B熔點低C凝固溫度范圍大D體積收縮12、限制鑄件的最小壁厚，主要由于薄壁件中金屬流動性低，易產(chǎn)生(D)

A應力變形B夾砂及砂眼C縮孔及縮松D冷隔及澆不足13、砂型鑄造時，鑄件壁厚若小于規(guī)定的最小壁厚時，鑄件易出現(xiàn)：（D）A縮孔B縮松C夾渣D澆不足與冷隔14、為保證補縮，常采用下面工藝(C)

A同時凝固B糊狀凝固C定向（或順序）凝固D逐層凝固15、采用同時凝固原則時，冷鐵應放在鑄件的(D)

A上部B薄部C下部D厚部16.HT150中的TH表示A灰鑄鐵B黑心可鍛鑄鐵C白心可鍛鑄鐵D球墨鑄鐵17.制造球墨鑄鐵時，常用的球化劑是：(C)A冰晶石B硅鐵合金C鎂稀土合金D氯化鉀等鹽類18.機床床身一般采用的材料是：（D

）A可鍛鑄鐵；B球墨鑄鐵；C鑄鋼；D灰鑄鐵19.鑄鋼的充型能力比鑄鐵（A

）。A低B高C相近D澆鑄溫度相同則充型性相同20.灰鑄鐵適合制造床身、機架、底座、導軌等結構，除鑄造和切削性能優(yōu)良外，還因為（C

）A可以鍛造B可焊性優(yōu)良C耐壓消振D沖擊韌性高21.鑄鐵的鑄造工藝性能比鑄鋼的要好，其原因是鑄鐵的（B

）

A澆鑄溫度高，結晶溫度區(qū)間小，收縮率大

B澆鑄溫度低，結晶溫度區(qū)間小，收縮率小C澆鑄溫度低，結晶溫度區(qū)間大，收縮率小D澆鑄溫度高，結晶溫度區(qū)間大，收縮率大22.易產(chǎn)生縮松的鑄造合金是（B

）A低碳鋼 B青銅C灰鑄鐵D鑄造鋁硅合金23.流動性差會引起：(B)A冷裂B冷隔澆不足C變形D氣阻24.冷鐵的作用是：(D)A防止變形B提供補縮金屬C減少鑄造應力D增加局部冷卻速度25.用慢速澆鑄時可以減少鑄件內縮孔體積是因為（A

）

A液態(tài)收縮減少B凝固收縮減少C固態(tài)收縮減少D線收縮減少三、填空題1、一個鋼制零件，帶有復雜形狀的內腔，該零件毛坯常用鑄造方法生產(chǎn)。2、金屬的流動性主要決定于合金的成分

3、流動性不好的鑄件可能產(chǎn)生冷隔

和澆不足缺陷。4、鑄造合金充型能力不良易造成冷隔和澆不足

等缺陷，5、縮松主要出現(xiàn)在最后凝固部位。6、一般灰鑄鐵的碳當量處在共晶點附近，究其原因是流動性

好

，收縮小。7、影響合金充型性的因素是成分和澆注條件。8、定向凝固原則主要適用于液態(tài)收縮大的合金，其目的是防止縮孔。9、同時凝固原則主要適用于固態(tài)收縮大的合金，其目的是減少殘余應力。10、鑄鐵中縮孔和縮松是在液態(tài)收縮和凝固收縮兩個階段形成。11、防止鑄件變形的方法有：設計時應使壁厚均勻，工藝上采用同時凝固原則。12、粗大厚實的鑄件冷卻到室溫時，鑄件的表層呈壓應力，心部呈拉應力。四、簡答題1、限制鑄件最小壁厚的原因是什么？主要是由于薄壁件中金屬充型性低，易產(chǎn)生冷隔和澆不足。2、灰鑄鐵的體收縮率比鋼小的主要原因是什么？因為灰鑄鐵凝固時的石墨析出膨脹3.鑄件為實現(xiàn)順序凝固，應如何設置冒口和冷鐵，冒口和冷鐵各有什么作用？為實現(xiàn)順序凝固，冒口和冷鐵的設置應保證遠離冒口部分至冒口形成正的溫度梯度。冒口作用：提供補縮金屬液；冷鐵作用：增加冷卻速度，配合冒口實現(xiàn)順序凝固一、判斷改錯題1、金屬型能一型多鑄，使用壽命長，故常稱之為永久型鑄型（√）2、壓鑄件內部存在有針孔，故不宜進行熱處理。（√）3、大量生產(chǎn)灰鑄鐵管最適合的制造方法是離心鑄造（√）4、金屬型鑄造主要適合于有色金屬鑄件的大批量生產(chǎn)（√）二、單項選擇題1、大型鑄鋼件在批量生產(chǎn)時應采用（B）。

A金屬型鑄造B砂型鑄造C壓力鑄造D熔模鑄造2、機床床身在批量生產(chǎn)中應采用（

B

）。

A壓力鑄造B砂型鑄造C熔模鑄造D金屬型鑄造3、最適合用離心澆鑄生產(chǎn)的鑄件是（D

）。

A減速箱蓋B金屬切削機床尾架C機床底座D中空的鑄鐵管4、離心鑄造適宜于：（D

）

A形狀復雜的鑄件B型芯較多的鑄件

C平板型鑄件D空心回轉體型鑄件5、金屬型鑄造和砂型鑄造來生產(chǎn)同一個零件毛坯，則（A

）。

A金屬型鑄造時，鑄造應力較大，組織致密，力學性能好

B金屬型鑄造時，鑄造應力較大，力學性能差

C金屬型鑄造時，鑄造應力較小，力學性能差

D金屬型鑄造時，鑄造應力較小，力學性能好6、銅車馬馭手須按普通人尺寸的1/10大小進行仿形鑄造，應采用（C

）。

A金屬型鑄造B壓力鑄造C熔模鑄造D離心鑄造7、鋁硅合金常采用金屬型鑄造的原因（C

）

A不能用砂型鑄造B生產(chǎn)數(shù)量多

C鋁硅合金熔點低D鋁易氧化三、填充題1、熔模鑄造的鑄件質量一般不超過＜25kg

千克，主要適用于制造高熔點合金中小型零件。2、高熔點的高合金鋼刀具常用熔模鑄造方法，大量生產(chǎn)鋁合金活塞常用擠壓鑄造方法。三、簡答題1、試簡述熔模鑄造工藝過程。制蠟?！鞖ば汀鷿茶T

2、金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學性能？灰鑄鐵用金屬型鑄造時，可能會遇到什么問題？①因為冷卻速度快，晶粒細小、組織致密②白口3、金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學性能？因為金屬型冷卻速度快，晶粒細小、組織致密4.簡述金屬型鑄造與砂型鑄造的區(qū)別。從以下三方面回答：鑄型不同；工藝區(qū)別；適應性不同一、判斷改錯題1、生產(chǎn)中分型面與分模面一定是一致的?！?×)2.鑄件上的重要加工表面，澆鑄時應朝上放置。（）一定改為不一定

二、單項選擇題1、選擇澆鑄位置時，應盡量使鑄件的重要加工表面（A）。A朝下B朝上C垂直D側立2、車床床身澆注時，導軌面應(C)A朝左側；B朝右側；C朝下；D朝上。3、選擇澆鑄位置時，應盡量使鑄件的薄壁大平面（

A

）。A朝下B朝上C垂直D側立4、選擇分型面應盡量做到（

B

）。

A盡量使用活塊B有兩個或兩個以上的分型面C使分型面平直且能使型腔全部或大部位于下箱中D使分型面平直且能使型腔全部或大部位于上箱5.選擇分型面應盡量做到：（D

）A盡量使用活塊B有兩個或兩個以上的分型面C采用曲線分型D使分型面為平直的且能使型腔全部或大部位于一個砂箱中6.鑄件上最易產(chǎn)生氣孔、夾渣、砂眼等缺陷的部位是：(C)A鑄件的下面B鑄件的側面C鑄件的上面D鑄件型芯處三、填空題1、澆鑄位置的選擇，主要保證鑄件的質量；2、澆注位置的選擇，主要保證鑄件的質量；而分型面的選擇主要考慮簡化操作。3、鑄件上質量要求高的面，在澆鑄時應該盡量使其處于鑄型的下面或側_面4、制定鑄造工藝時，一般從保證質量

發(fā)，確定澆鑄位置；從簡化操作

出發(fā)確定分型面。（1）便于起模，簡化造型工藝托架分型方案（2）盡量使鑄件大部分或全部位于同一砂箱，以保證鑄件各部分之間的位置精度

床身鑄件的分型方案

（3）為起模方便，也不要使模樣在一型內過高。托架分型方案（4）盡量使鑄件少用砂芯，且要有利于砂芯的安放、內尺寸的檢驗等?？蛐瘟慵姆中?/p>

三.綜合分析舉例

圖示是普通支承件支座。質量要求一般，材料為HT150，鑄造性能較好，故可不考慮澆注位置的選擇，也不需要考慮補縮問題，所以其工藝設計主要集中在簡化工藝。根據(jù)分型面選擇原則：便于起模選最大截面、盡量使鑄件置于同一砂箱和減少型芯，如圖所示可選的分型面有三種。

可以看出方案II、III的優(yōu)點多于方案I。但在不同生產(chǎn)批量下，具體方案可選擇如下：

(1)單件、小批生產(chǎn)由于軸孔直徑較小、不需鑄出，而手工造型便于進行挖砂和活塊造型，此時依靠方案II分型較為經(jīng)濟合理。

(2)大批量生產(chǎn)由于機器造型難以使用活塊，故應采用型芯制出軸孔內凸臺。同時，應采用方案III從110mm凹槽底面分型，以降低模板制造費用。

分型面選定之后，根據(jù)零件的尺寸、精度等因素選擇相應的工藝參數(shù)，最后繪制出鑄件圖就完成了鑄件的工藝設計。

圖為大批量生產(chǎn)時的鑄造工藝圖減速器箱座

該箱座是裝配減速器的基準件，箱體上加工面有：剖分面、底面、軸承孔及端面、放油孔螺紋及其端面、油標孔及其端面、各螺柱孔、定位銷孔等。其中以剖分面的質量要求最高，加工后不允許有縮松、氣孔等缺陷。箱座壁厚基本上均勻，大部分為8mm，所用材料是鑄造性能良好的HT150。(1)工藝方案選擇

方案I：沿箱座高度方向分型，因箱座的截面兩端大、中間小，故應有兩個分型面，采用三箱造型。 優(yōu)點：型腔全部位于中型內，易保證箱座的精度(尤其是剖分面與底面的相對位置)要求，質量要求高的剖分面朝下，容易保證鑄件質量；砂芯支撐牢固，下芯操作方便。缺點：油標孔凸臺和放油孔凸臺阻礙起模，需做成活塊，底板下面的鑄槽部分需采用挖砂造型。故此方案是三箱、分模、活塊、挖砂等四種造型方法的聯(lián)合應用，無法進行機器造型，僅適用于單件小批生產(chǎn)。方案II：沿箱座寬度方向在中心線分型。

優(yōu)點：此方案是兩箱分模造型，若將底板下面四塊加工面聯(lián)成左右兩決，則可消除其對起模的阻礙，鑄件外部無需砂芯和活塊，操作簡單，容易采用機器造型，利于大批量生產(chǎn)。 缺點：砂芯呈懸臂狀，支撐不夠牢固；上型有吊砂，易產(chǎn)生塌型、沖砂等缺陷；錯型會影響鑄件外形尺寸。 綜合分析可知，單件小批量生產(chǎn)，宜選用方案I；大批量生產(chǎn)可選方案II，此時箱座結構應作相應的改進，并借助大芯頭來增加砂芯的支撐穩(wěn)定性。(2)鑄造工藝簡圖繪制

分型方案確定之后，便可根據(jù)有關資料選定鑄件的加工余量、收縮率、起模斜度、芯頭尺寸等，并設計出澆注系統(tǒng)。圖為按照方案I繪出的鑄造工藝簡圖。車床進給箱體，材料為灰鑄鐵(HT150)，重約35公斤，僅要求盡量保證基準面D的質量，以便進行定位。因此，澆注位置的選擇，可不作專題來討論。分型面的選擇

進給箱體的分型面有圖示三個方案： 方案I分型面在軸孔中心線上。此隊凸臺A因距分型面鉸近，又處于上箱，若采用活塊型砂易脫落，故只能用型芯來形成，但槽C可用型芯或活塊制出。本方案的主要優(yōu)點是適于鑄出軸孔，鑄后軸孔的飛邊少，便于清理。同時，下芯頭尺寸較大，型芯穩(wěn)定件性好，不容易產(chǎn)生偏芯缺陷。其主要缺點是基推面D朝上使該面較易產(chǎn)生缺陷，且型芯的數(shù)量較多

方案II從基準面D分型，鑄件絕大部分位于下箱。此時，凸臺A不妨礙起模，但凸臺E和槽C。妨礙起模，也需采用活塊或型芯來克服。它的缺點除基準面朝上外，其軸孔難以直接鑄出。軸孔若擬鑄出，因無法制出型芯頭必須加大型芯與型壁的間隙，致使飛邊清理困難。 方案III從B面分型鑄件，全部置于下箱。其優(yōu)點是鑄件不會錯箱的缺陷；基準面朝下、其質量容易保證；同時，鑄件最薄處在鑄型下部，金屬液易于填充。缺點是凸臺E、A和槽C都需采用活塊或型芯，而內腔型芯上大下小，穩(wěn)定性差；軸孔若擬鑄出，其缺點與方案II同。

上述各方案雖各有其優(yōu)缺點，但結合具體生產(chǎn)條件、深入分所，仍可找出最佳方案。 （1）大批量生產(chǎn)在此條件下，為減少切削加工工作量，九個軸孔需要鑄出。此時，為了使下芯、合箱及鑄件的清理簡便，只能按照方案I從軸孔中心線處分型。為了便于采用機器造型，盡量避兔活塊，故凸臺和凹槽均應用型芯來形成。為了克服基準面朝上的缺點、必須加大D面的加工余量。

(2)單件、小批生產(chǎn)