材料成型工藝基礎(chǔ)考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)

1、材料成型工藝基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料13上午九到十一點(diǎn)號(hào)公教樓4071 1 鑄件的凝固方式及其影響因素凝固方式：(I I)逐層凝固方式(2) 糊狀凝固方式(3) 中間凝固方式影響因素：(I)I)合金的結(jié)晶溫度范圍：結(jié)晶溫度范圍越小，凝固區(qū)域越窄，越傾向于逐層凝固。低碳鋼近共晶成分鑄鐵傾向于逐層凝固,高碳鋼、遠(yuǎn)共晶成分鑄鐵傾 向于糊狀凝固。(2)逐漸的溫度梯度：在合金的結(jié)晶溫度范圍已定時(shí)，若鑄件的溫度梯度f由小到大，則凝固區(qū)由寬變窄，傾向于逐層凝固。2 2 鑄造性能含義及其包括內(nèi)容， 充型能力含義， 影響合金流動(dòng)性因素(合金種類、成分、澆注條件、鑄型條件)鑄造性能：合金鑄造成形獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力，、合金的鑄

2、造性能：主要指合金的流動(dòng)性、收縮性和吸收性等充型能力：液態(tài)合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整輪廓清晰 的鑄件的能力。影響合金流動(dòng)性因素：(I)I)合金的種類?；诣T鐵、硅黃銅流動(dòng)性最好，鋁合金次之，鑄鋼最差。(2) 合金的成分。同種合金，成分不同，其結(jié)晶特點(diǎn)不同，流動(dòng)性 也不同。(3) 澆注溫度越高，保持液態(tài)的時(shí)間越長，流動(dòng)性越好； 溫度越高，合金粘度越低，阻力越小，充型能力越強(qiáng)。 在保證充型能力的前提下 溫度應(yīng)盡量低。生產(chǎn)中薄壁件常采用 較高溫度,厚壁件采用 較低澆注溫度,(4) I.I.鑄型的蓄熱能力越強(qiáng)，充型能力越差2 2 .鑄型溫度越高，充型能力越好3 3 鑄型中的氣體阻礙充型3 3 合金的

3、收縮三階段，縮孔、縮松、應(yīng)力、變形、裂紋產(chǎn)生階段I I收縮。合金從液態(tài)冷卻至常溫的過程中，體積或尺寸縮小的現(xiàn)象。合金的收縮過程可分為三階段(I I )液態(tài)收縮 (2 2 )凝固收縮(3 3 )固態(tài)收縮縮孔(1 1)形成條件：金屬在 恒溫或很窄 的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件壁以 逐層凝固 方式凝固。(2) 產(chǎn)生原因：是合金的液態(tài)收縮和凝固收縮值大于固態(tài)收縮值，且得不到補(bǔ)償。(3) 形成部位：在鑄件最后凝固區(qū)域，次區(qū)域也稱熱節(jié)。縮松(1 1)形成條件：形成鑄件最后凝固的收縮未能得到補(bǔ)足，或者結(jié)晶溫度范圍寬的合金 呈糊狀凝固，凝固區(qū)域較寬，液、固兩相共存，樹枝晶發(fā)達(dá)，枝晶骨架 將合金液分割開的小區(qū)難以得到

4、補(bǔ)縮所致。(2) 形成部位：一般出現(xiàn)在鑄件壁的軸線區(qū)域、熱節(jié)處、冒口根部和內(nèi)澆口附近，也 常分布在集中縮孔的下方。其熱應(yīng)力形成過程分三階段第一階段。兩者都塑性變形，無熱應(yīng)力；第二階段，一塑性一彈性，仍無熱應(yīng)力； 第三階段，兩者均彈性變形，冷卻慢的受拉，快的受壓。鑄件的變形：殘留鑄造應(yīng)力超過鑄件材料的屈服極限時(shí)產(chǎn)生的翹曲變形。后部、心部受拉應(yīng)力，出現(xiàn)內(nèi)凹變形。薄部、表面受壓應(yīng)力，出現(xiàn) 外凸變形。鑄件的裂紋：當(dāng)鑄件應(yīng)以超過金屬的強(qiáng)度極限時(shí)。鑄件便產(chǎn)生裂紋，分為 熱裂和冷裂。4 4 鑄造內(nèi)應(yīng)力分類及其各自產(chǎn)生原因熱應(yīng)力：鑄件在凝固和冷卻過中，不同部位由于不均衡的收縮 而引起的應(yīng)力，稱熱應(yīng)力收縮應(yīng)力：

5、鑄件在固態(tài)收縮時(shí)，因受鑄型、型芯、澆冒口等外力的阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱收縮應(yīng)力固態(tài)下發(fā)生相變的合金，由于部分冷卻速度不同， 到相變溫度的時(shí)間不同， 而且發(fā)生相變程度不同由此產(chǎn)生的應(yīng)力5 5 什么是定向凝固原則？什么是同時(shí)凝固原則？其目的是什么？需要采取什么 措施來實(shí)現(xiàn)？定向(順序)凝固：就是在鑄件上可能出現(xiàn) 縮孔的厚大部位安放冒口，使鑄件上遠(yuǎn)離宜口的 部位先凝固然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。遠(yuǎn)離冒口T冒口附近T冒口本身同時(shí)凝固：就是采取必要的工藝措施，使鑄件各部分冷卻速度盡量一致。實(shí)現(xiàn)定向凝固的措施是: :設(shè)置冒口 ；合理使用冷鐵。它廣泛應(yīng)用于收縮大或壁厚差較大的易產(chǎn) 生縮孔的

6、鑄件，如鑄鋼、高強(qiáng)度鑄鐵和可鍛鑄鐵等。實(shí)現(xiàn)同時(shí)凝固的措施是: :將澆口開在鑄件的薄壁處， 在厚壁處可放置冷鐵以加快其冷卻速度。 它應(yīng)用于收縮較小的合金( (如碳硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的灰鑄鐵 ) )和結(jié)晶溫度范 圍寬，傾向于糊狀凝固的合金( (如錫青銅) )，同時(shí)也適用于氣密性要求不 高的鑄件和壁厚均勻的薄壁控制鑄件凝固方式的方法：(1) 正確布置澆注系統(tǒng)的引入位置，控制澆注溫度、澆注速度和鑄件凝固位置；(2) 采用冒口和冷鐵；(3) 改變鑄件的結(jié)構(gòu)；(4) 采用具有不同蓄熱系數(shù)的造型材料。6 6 防止或減少鑄件應(yīng)力與變形的措施？(1)合理設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)鑄件時(shí)應(yīng)盡量使鑄件形狀簡單、對(duì)稱、壁厚均勻 。

7、(2)盡量選用先收縮率小、彈性模量小的合金(3)采用同時(shí)凝固的工藝(4)設(shè)法改善鑄型型芯的 退讓性，合理設(shè)置澆冒口(5)對(duì)鑄件進(jìn)行時(shí)效處理。自然時(shí)效熱時(shí)效(去應(yīng)力退火)和共振時(shí)效1 1 熔模鑄造工藝過程，特點(diǎn)及適用范圍，(不可用金屬型)工藝過程：制造蠟?zāi)制殼T脫蠟T熔燒T澆注工藝特點(diǎn)：(I)I)鑄得的精度和質(zhì)量高。(2) 可制造形狀復(fù)雜的鑄件。(3) 適用各種合金鑄件，尤其是 高熔點(diǎn)和難以加工的高合金鋼，如耐熱合金, 不銹鋼，磁鋼等。(4) 生產(chǎn)批量不受限制，單件小批量大批量均可使用。(5)工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，使用費(fèi)和消耗的材料費(fèi)較貴。=成本高適用范圍：熔摸制造適用于制造形狀復(fù)雜，難

8、以加工的高熔點(diǎn)合金既有特殊要求的精密鑄件主要有汽輪機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)葉片，切削刀具，儀表原件，汽車，拖拉機(jī)及機(jī)床 等零件的生產(chǎn)2 2 金屬性鑄造應(yīng)采取怎么樣的工藝措施來保證產(chǎn)品質(zhì)量(預(yù)熱、噴涂料、控開型、提高澆注溫度)鑄件特點(diǎn)、應(yīng)用范圍(1)金屬型的預(yù)熱(預(yù)熱溫度一般不低于150150C) )。(2) 涂料(耐火涂料的厚度為 0.30.30.4mm0.4mm)利用涂料厚度的厚薄，來調(diào)節(jié)鑄件的冷卻速度，保護(hù)金屬型，防止高溫金屬液對(duì) 型壁的沖蝕和熱擊；利用涂料儲(chǔ)氣排氣。(3 3 )控制開型時(shí)間。(4) 提高澆注溫度和防止鑄件產(chǎn)生“白口”。2 2 鑄造特點(diǎn)：(1 1 )可承受多次澆注，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)；

9、(2) 鑄件精度和表面質(zhì)量高；(3) 鑄件的結(jié)晶組織致密機(jī)械性能高，鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，廢品率低。(4) 金屬型成本高，周期長，鑄造主藝嚴(yán)格，3 3 適用范圍適用于大批量生產(chǎn)有色金屬鑄件，如鋁合金活塞、汽缸體等。3 3 離心鑄造特點(diǎn)及應(yīng)用概念特點(diǎn)：(1 1)利用旋轉(zhuǎn)表面生產(chǎn)圓筒形鑄件，省去型芯和澆注系統(tǒng)，大大簡化生產(chǎn)過程節(jié)約了金屬，(2) 離心力作用：鑄件 由外向內(nèi)的順序凝固，而氣體和殘?jiān)虮戎剌p向內(nèi)腔移動(dòng)而 排除，鑄件組織致密，極 少有縮孔、氣孔、夾渣等缺陷。(3) 合金的充型能力強(qiáng)便于流動(dòng)性差的合金及薄件的生產(chǎn)，便與制造雙金屬件。但 是鑄件易產(chǎn)生偏析，鑄件內(nèi)表面較粗糙。內(nèi)表面尺寸不易控制。應(yīng)用：

10、離心鑄造主要用于大批量生產(chǎn)管、套類零件。如鑄鐵管、銅套、氣缸套等。4 4 壓力鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用(薄壁、精密件、鑲嵌件、不能熱處理)特點(diǎn)：(I)I)鑄件精度高；可以做形狀復(fù)雜的薄壁件；(2) 力學(xué)性能好；(3) 生產(chǎn)率高 5050 - - 150150 次/ /小時(shí)；(4)但設(shè)備投資大，鑄型周期長，只適用于 大批量生產(chǎn)，而且不能進(jìn)行切削余量加 工，防止孔洞外漏。應(yīng)用：用于生產(chǎn)有色金屬的精密鑄件。第四章1 1 鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求(理解工藝要求鑄造性能要求)工藝要求：1 1 外形設(shè)計(jì)應(yīng)避免外形凹，簡化工藝2 2 外形設(shè)計(jì)凸臺(tái)應(yīng)考慮便于造型3 3 減少型芯數(shù)量，利于型芯的固定排氣和清理4 4 應(yīng)合理確

11、定結(jié)構(gòu)的斜度性能要求：1 1 鑄件壁厚的設(shè)計(jì)(1 1 )鑄件的壁厚厚度要合理，鑄件壁厚介于臨界壁厚和最小壁厚之間(2 2 )鑄件壁厚應(yīng)均勻，避免厚大截面，使過熱(3)鑄件內(nèi)壁應(yīng)薄于外壁，內(nèi)外壁厚差約10-3010-30 %2 2 鑄件壁鏈接(1)(1)鑄件的各壁之間應(yīng)均勻過度，兩個(gè)非加工表面所形成的內(nèi)角應(yīng) 設(shè)計(jì)成圓角(2) 避免銳角連接(3) 減緩肋、輔收縮的阻礙3 3 避免鑄件大的水平平面結(jié)構(gòu)4 4 避免鑄件產(chǎn)生翹曲變形5 5 對(duì)鑄鋼件，審查實(shí)現(xiàn)定向凝固的可行性2 2 澆注位置選擇原則分型面選擇原則澆注：1 1 鑄件的重要加上面應(yīng)朝下或位于側(cè)面2 2 鑄件的寬大平面應(yīng)朝下3 3 鑄件局部薄壁

12、部位朝下4 4 利于鑄件順序凝固和補(bǔ)縮厚大部位在上5 5 應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量，便于型芯安放、固定和排氣分型：1 1 型面的確定應(yīng)能方便、順利的取出模樣或鑄件，分型面一般選在鑄件的最大截面處2 2 分型面應(yīng)避免曲折，數(shù)量應(yīng)少，最好是一個(gè)，且為平面3 3 最適宜采取哪種鑄造方法鋁合金活塞原型鑄造；發(fā)動(dòng)機(jī)銫背銅套離心鑄造；鑄鐵水管離心鑄造；車床床身砂型鑄造；汽輪機(jī)葉片熔模鑄造第五章1 1 冷熱變形的含義，變形后組織性能特點(diǎn)冷變形：金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形特點(diǎn)：1 1 晶粒沿變形方向被拉長2 2 晶粒破碎3 3 晶粒擇優(yōu)取向，形成變形織構(gòu)4 4 殘余內(nèi)應(yīng)力區(qū)別在于塑性變形在再結(jié)晶溫度熱變形

13、：金屬在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形特點(diǎn)：1 1 金屬致密度提高T2 2 組織細(xì)化，力學(xué)性能提高f3 3 出現(xiàn)鍛造流線2 2 回復(fù)與再結(jié)晶含義，回復(fù)：將冷成形后的金屬加熱至一定溫度后,使原子回復(fù)到平衡位置，晶內(nèi)殘余應(yīng)力 大大減小的現(xiàn)象組織與性能：（1 1 ）使晶格畸變J減輕或消除，但晶粒的大小和形狀并無改變（2 2）消除了晶格扭曲J及大部分 內(nèi)應(yīng)力J（3 3）力學(xué)性能變化不大，強(qiáng)度、硬度塑性略有提高，內(nèi)應(yīng)力大大降低再結(jié)晶：塑性變形后金屬被拉長了的晶粒出現(xiàn) 重生核、結(jié)晶，變?yōu)榈容S晶粒的現(xiàn)象 組織與性能：（1 1）再結(jié)晶通過形核、長大的方式進(jìn)行。得到 細(xì)小均勻等軸晶粒（2 2）消除了殘余應(yīng)力J和加

14、主硬化J現(xiàn)象，塑性f提高，再結(jié)晶退火3 3 鍛造流線對(duì)性能影響事如何利用？鍛造流線使金屬性能呈現(xiàn)異向性：沿著流線方向（切向）抗拉強(qiáng)度 較高，而垂直于流線方向（法向）抗拉強(qiáng)度較低。合理利用纖緋組織：（1 1）應(yīng)使零件在工作中所受的 最大正應(yīng)力 方向與纖維方向重合（2 2）最大切力方向與零件的 輪廓相符合，盡量不被切斷4 4 什么是金屬的可鍛性，影響可鍛性的因素？各自如何起作用？金屬的可鍛性：金屬材料在受鍛壓后，可改變自己的形狀而不產(chǎn)生破裂。是衡量金屬通過塑性加工獲得優(yōu)質(zhì)零件難易程度的工藝性能影響因素：（1 1）金屬的本質(zhì) a a 化學(xué)成分 純金屬，合金 碳化物形成元素使塑性加工性下降b b 金屬

15、組織 純金屬和固溶體，碳化物 粗晶粒，均勻細(xì)小晶粒（2 2）加工條件 a a 變形溫度鍛造溫度始鍛溫度越高，可鍛性好b b 變形速度，速度增加，一方面，回復(fù)和再結(jié)晶來不及進(jìn)行，塑性下降，變形抗力增加; 另一方面，熱效應(yīng)明顯，塑性提高，變形抗力下降。變形速度較 小時(shí)，以強(qiáng)化為主，較 大時(shí)以熱效應(yīng)為主c c 應(yīng)力狀態(tài)壓應(yīng)力f數(shù)目越多，塑性越好d d 胚料表面質(zhì)量 表面粗糙度J低，塑性越好1 1 自由鍛工序，特點(diǎn)，制定自由鍛工藝規(guī)程的主要內(nèi)容？工藝余塊含義？工序：(1 1)基本工序 用來改變胚料的 形狀尺寸 的主要工序,主要包括：鐓粗、拔長、沖孔、 彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割(2) 輔助工序?yàn)榱送瓿苫?/p>

16、工序而進(jìn)行的 預(yù)先變形工序,主要包括：壓鉗口、倒棱、 壓肩(3) 修整工序用來提高鍛件尺寸及位置 精度的工序，主要包括：校正、滾圓、平整 特點(diǎn)：自由鍛根其所用設(shè)備分為手工自由鍛和機(jī)器自由鍛，手工自由鍛只能生產(chǎn)小型鍛件，生產(chǎn)效率低，機(jī)器自由鍛則是自由鍛的主要生產(chǎn)方法，重型鍛唯一可行的生產(chǎn)方法收是自由鍛工藝規(guī)程：繪制鍛件圖T計(jì)算胚料的重量和尺寸T確定變形工步T選定設(shè)備和工貝T確定鍛造溫度范圍f加熱、冷卻及熱處理的方法及規(guī)范等繪圖T計(jì)算T工步T設(shè)備T鍛溫T熱處理工藝余塊：為了簡化鍛件形狀而加上去的那部分金屬= 多余的2 2 與自由鍛相比，模鍛有什么特點(diǎn)？模膛分類？飛邊、沖孔連皮含義？拔長、滾 壓模膛

17、作用？胎模鍛特點(diǎn)(1 1)由于有模膛引導(dǎo)金屬的流動(dòng)性，鍛件的形狀可以比較復(fù)雜(2) 鍛件內(nèi)部的 鍛造流線比較完整，從而提高了零件的力學(xué)性能f和使用壽命f(3) 鍛件表面光潔，尺寸精度高，節(jié)約材料的切削加工工時(shí)因此生產(chǎn)率較高操作簡單 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)批量越大成本越低(4)模鍛是整體成形，摩擦阻力大，故只適用于中小型鍛件 的成批或大批 生產(chǎn) 模膛分類：1 1 模鍛模膛 2 2 制胚模膛飛槽邊錘上模鍛鍛模上的組成部分，用以增加金屬從模膛中流出的 阻力，促使金屬充滿模,同時(shí)容納多余的金屬?zèng)_孔連皮：模鍛件上的通孔，不能直接鍛出，只能鍛成盲孔，中間留有一定厚度的 金屬層拔長模鍛的作用：用它來減少坯料某部

18、分的橫截面積J，以增加該部分的長度f液壓模鍛的作用：用它來減少坯料某部分的橫截面積J，以增加另一部分的橫截面積f3 3 模鍛件為什么要有斜度和圓角？與模膛深度有什么關(guān)系？內(nèi)外斜度和圓角取 值有何不同？(1 1)為取出模鍛件，在 平行于錘擊方向 的表面設(shè)計(jì)斜度。當(dāng)模膛深度與寬度的比值越大f時(shí)，斜度越大。內(nèi)壁斜度比外壁斜度大2525(2 2 )為增加鍛件強(qiáng)度，使鍛造時(shí)金屬易于充填模膛，避免裂紋J，減輕鍛模磨損J，設(shè)計(jì) 圓角。模膛深度越深f，圓角半徑取值越大f。內(nèi)圓角半徑是外圓角半徑的 2-32-3 倍4 4 自由鍛件、模鍛件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則自由鍛件：(1 1)零件結(jié)構(gòu)應(yīng)力要求簡單(2) 鍛件上不應(yīng)有

19、錐面體或者斜面結(jié)構(gòu)X(3) 幾何體的交接處不應(yīng)形成空間曲線X(4) 避免加筋、凸臺(tái)X(5) 采用鍛、焊、鍛、螺紋連接工藝模鍛件：(1 1 )必須貝有合理的分模面，以保證模鍛件易于從鍛模中取出、余塊最少、模鍛容易制造(2 2)零件上與錘擊方向平行的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)出模鍛斜度、圓角(3 3 )為了使金屬容易充滿模膛和減少工序，零件外形力求簡單、平直和對(duì)稱，盡量避免零件截面間差別過大或具有薄壁高筋凸起結(jié)構(gòu)X(4)在零件結(jié)構(gòu)允許的條件下，設(shè)計(jì)時(shí)盡量避免有 深孔或多孔 結(jié)構(gòu)(5) 在可能條件下，采取鍛焊組合工藝，以減少余塊，簡化工藝第十章1 1 常用焊接方法分類，釬焊含義，分類：1 1 熔化焊 2 2

20、 壓力焊 3 3 釬焊釬焊：采用比母材料 熔點(diǎn)低的材料作釬料,將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料濕潤母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接的焊接方法，T T 釬料T T 加工T T 母料2 2 焊接組成，各部分作用們焊條型號(hào)與牌號(hào)含意，選用原則(等強(qiáng)度、等成分 ),), 酸性焊條、堿性焊條各自特點(diǎn)及應(yīng)用場合？焊條：有藥皮和焊芯兩部分組成。焊芯：起導(dǎo)電和填充焊縫的作用焊條藥皮：提高電弧 穩(wěn)定性，防止空氣對(duì)熔化金屬的有害作用對(duì)熔池脫氧，加入合金元素,以保證焊縫金屬的化學(xué)成分力學(xué)性能，焊條型號(hào)：有國際標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定各類焊條的代號(hào)：焊條牌號(hào)：是焊條行業(yè)統(tǒng)一的條代號(hào)5 5 離子弧是怎么產(chǎn)生的？(1 1 )機(jī)械壓縮效應(yīng)、(2) 熱收縮效應(yīng)(3) 磁收縮效應(yīng)第十一章1 1 金屬材料的可焊性，怎樣利用碳當(dāng)量法估算鋼材可焊性？金屬材料的可焊性：是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝條件 下表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。(1 1)碳當(dāng)量法 碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼的碳當(dāng)量經(jīng)驗(yàn)公式為：c c 當(dāng)量=C+Mn/6+(Cr+Mo+