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工程材料料与成形形技术基基础概念念定义原原理规律律小结一、材料料部分材料在外外力作用用下抵抗抗变形和和断裂的的能力称称为材料料的强度度。材料在外外力作用用下显现现出的塑塑性变形形能力称称为材料料的塑性性。拉伸过程程中，载载荷不增增加而应应变仍在在增大的的现象称称为屈服服。拉伸伸曲线上上与此相相对应的的点应力力S，称为为材料的的屈服点点。拉伸曲线线上D点的应应力b称为材材料的抗抗拉强度度，它表表明了试试样被拉拉断前所所能承载载的最大大应力。硬度是指指材料抵抵抗其他他硬物压压入其表表面的能能力，它它是衡量量材料软软硬程度度的力学学性能指指标。一一般情况况下，材材料的硬硬度越高高，其耐耐磨性就就越好。韧性是指指材料在在塑性变变形和断断裂的全全过程中中吸收能能量的能能力，它它是材料料塑性和和强度的的综合表表现。材料在交交变应力力作用下下发生的的断裂现现象称为为疲劳断断裂。疲疲劳断裂裂可以在在低于材材料的屈屈服强度度的应力力下发生生，断裂裂前也无无明显的的塑性变变形，而而且经常常是在没没有任何何先兆的的情况下下突然断断裂，因因此疲劳劳断裂的的后果是是十分严严重的。在晶体中中，原子子(或分子子)按一定定的几何何规律作作周期性性地排列列；晶体体表现出出各向异异性；具具有的凝凝固点或或熔点。而而在非晶晶体中，原原子(或分子子)是无规规则地堆堆积在一一起。常常见的有有体心立立方晶格格、面心心立方晶格和和密排六六方晶格格。体心心立方晶晶格的致致密度比比面心立方晶格结结构的小小。金属的结结晶都要要经历晶晶核的形形成和晶晶核的长长大两个个过程。由两种或或两种以以上的金金属、或或金属与与非金属属，经熔熔炼、烧烧结或其其他方法法组合而而成并具具有金属属特性的的物质称称为合金金；合金中具具有同一一化学成成分且结结构相同同的均匀匀部分称称为相。通过溶入入溶质元元素形成成固溶体体，使金金属材料料的变形形抗力增增大，强强度、硬硬度升高高的现象象称为固固溶强化化，它是是金属材材料强化化的重要要途径之之一。（马氏体型转变、合金化）金属自液液态经冷冷却转变变为固态态的过程程是原子子从排列列不规则则的液态态转变为为排列规规则的晶晶态的过过程，称称为金属属的结晶晶过程。金属从一一种固态态过渡为为另一种种固态的的转变即即相变，称称为二次次结晶或或重结晶晶。实验证明明，在一一般的情情况下，晶晶粒长大大对材料料力学性性能不利利，使强强度、塑塑性、韧韧性下降降。晶粒粒越细，金金属的强强度、塑塑性和韧韧性就越越好。因因此，晶晶粒细化化是提高高金属力力学性能能的最重重要途径径之一。相图：是是表示合合金在缓缓慢冷却却的平衡衡状态下下相或组组织与温温度、成成分间关关系的图图形，又又称为平平衡相图图或状态态图。二元合金金系中两两组元在在液态和和固态下下均能无无限互溶溶，并由由液相结结晶出单单相固溶溶体的相相图称为为二元匀匀晶相图图。在一定温温度下，由由一定成成分的液液相同时时结晶出出成分一一定的两两个固相相的过程程称为共共晶转变变。合金金系的两两组元在在液态下下无限互互溶，在在固态下下有限互互溶，并并在凝固固过程中中发生共共晶转变变的相图图称为二二元共晶晶相图。共晶反反应：在一定温温度下，已已结晶的的一定成成分的固固相与剩剩余的一一定成分分的液相相发生转转变生成成另一固固相的过过程称为为包晶转转变。两两组元在在液态下下无限互互溶，固固态下有有限互溶溶，并发发生包晶晶转变的的构成的的相图，叫叫二元包包晶相图图。在恒定的的温度下下，一个个有特定定成分的的固相分分解成另另外两个个与母相相成分不不相同的的固相的的转变称称为共析转变变，发生生共析转转变的相相图称为为共析相相图。共析反反应：铁碳相图图：（要要掌握）铁素体-碳溶于于-Fee中的间间隙固溶溶体，以以符号FF表示。体心立方晶格奥氏体-碳溶于于-Fee中的间间隙固溶溶体，以以符号AA表示。面心立方晶格渗碳体-是一种种具有复复杂晶格格结构的的间隙化化合物，分分子式为为Fe33C。珠光体是铁素素体和渗渗碳体组组成的两两相机械械混合物物，常用用符号PP表示。莱氏体-是奥氏氏体和渗渗碳体组组成的两两相机械械混合物物，常用用符号LLd表示。一般机械械零件和和建筑结结构主要要选用低低碳钢和和中碳钢钢制造。如如果需要要塑性、韧韧性好的的材料，就就应选用用碳质量量分数小小于025的低碳碳钢；若若需要强强度、塑塑性及韧韧性都好好的材料料，应选选用碳质质量分数数为0.30.55的中碳碳钢；而而一般弹弹簧应选选用碳质质量分数数为0.600.855的钢钢。对于于各种工工具，主主要选用用高碳钢钢来制造造，其中中需要具具有足够够的硬度度和一定定的韧性性的冲压压工具，可可选用碳碳质量分分数为00.70.9的的钢制造造；需要要具有很很高硬度度和耐磨磨性的切切削工具具和测量量工具，一一般可选选用碳质质量分数数为1.011.3的钢制制造。钢在高温温时为奥奥氏体组组织，而而奥氏体体的强度度低、塑塑性好，有有利于塑塑性变形形。因此此，钢材材的轧制制或锻压压，一般般都是选选择在奥奥氏体区区的适当当温度范范围内进进行。钢在热处处理时，首首先要将将工件加加热，使使之转变变成奥氏氏体组织织，这一一过程也也称为奥奥氏体化化。奥氏氏体晶粒粒越细，其其冷却产产物的强强度、塑塑性和韧韧性越好好。随着合金金中碳质质量分数数的增加加，合金金的熔点点越来越越低，所所以铸钢钢的熔化化温度与与浇注温温度都要要比铸铁铁高得多多。共晶成分分的铁碳碳合金，不不仅其结结晶温度度最低，其其结晶温温度范围围亦最小小(为零零)。因因此，共共晶合金金有良好好的铸造造性能。热处理是是将金属属或合金金在固态态下经过过加热、保温和冷却等三三个步骤骤，以改改变其整整体或表表面的组组织，从从而获得得所需性性能的一一种工艺艺。C曲线（等等温转变变曲线，也也称为“TTTT”曲）表明明了过冷冷奥氏体体转变温温度、转转变时间间和转变变产物之之间的关关系。左左边一条条为转变变开始线线，右边边一条为为转变终终了线。1 珠光体型型转变高温温转变(A15550)：珠光光体(PP)、索氏体体(S)和托氏体体(T)。2 贝氏体型型转变中温温转变(5500Mss) 下下贝氏体体强度和和硬度高高(50060HHRC)，并且且具有良良好的塑塑性和韧韧度。3马氏氏体型转转变低温转转变(MMsMMf) 马马氏体是是碳在-Fee中的过过饱和固固溶体。产产生很强强的固溶溶强化效效应，使使马氏体体具有很很高的硬硬度。在c曲线线的下面面还有两两条水平平线，上上面一条条为马氏氏体转变变开始的的温度线线(以MMs表示示)，下下面一条条为马氏氏体转变变终了的的温度线线(以MMf表示示)。退火：将将钢加热热到一定定温度并并保温一一定时间间然后后随炉缓缓慢冷却却的热处处理工艺艺。降低低硬度、改改善切削削加工性性能，消消除残余余应力。正火：将将钢加热热到Acc3(对对于亚共共析钢)或ACCcm(对于过过共析钢钢)点以以上300-500，保温温一定时时间后，在在空气中中冷却，从从而得到到珠光体体类组织织的热处处理工艺艺。提高钢钢的强度度和硬度度。淬火是以以获得马马氏体组组织为目目的的热热处理工工艺，最最常用的的淬火冷冷却介质质是水和和油。提提高钢的的硬度和和耐磨性性；获得得优异综综合力学学性能。回火：将将淬火钢钢重新加加热到AAc1以下某某一温度度，经适适当保温温后冷却却到室温温的热处处理工艺艺。过冷奥氏氏体的连连续冷却却转变曲曲线(CCCT曲曲线) Ps和和Pf分别为为过冷奥奥氏体转转变为珠珠光体的的开始线线和终了线线，两线线之间为为转变的的过度区区，KKK'线为为转变的的终止线线，当冷冷却到达达此线时时，过冷冷奥氏体体便终止止向珠光光体的转转变，一一直冷到到Ms点点又开始始发生马马氏体转转变。v1相当当于炉冷冷(退火火)，转转变产物物为珠光光体。vv2和v3相当于于以不同同速度的的空冷(正火)，转变变产物为为索氏体体和托氏氏体。vv4相当于于油冷，转转变产物物为托氏氏体、马马氏体和和残余奥奥氏体。V5相当于水冷，转变产物为马氏体和残留奥氏体。调质处理理：淬火火后再进进行高温温回火处处理。调调质处理理得到的的是回火火索氏体体组织，具具有良好好的综合合力学性性能。力力学性能能与正火火相比，不不仅强度度高，而而且塑性性和韧性性也较好好。冷处理：把淬冷冷至室温温的钢继继续冷却却到-77080(或更更低的温温度)保保持一段段时间，使使残余奥奥氏体转转变为马马氏体。时效：将将淬火后后的金属属工件，置置于室温温或低温温加热下下保持适适当时间间，以提提高金属属强度（和和硬度）的的热处理理工艺。表面淬火火：将工工件表面面层淬硬硬到一定定深度，而而心部仍仍保持未未淬火状状态的一一种局部部淬火法法。表面面硬度高高、耐磨磨性好，而而心部韧韧性好。化学热处处理：将将工件置置于一定定的介质质中加热热和保温温，使介介质中的的活性原原子渗人人工件表表层，改改变其表表面层的的化学成成分、组组织和性性能的热热处理工工艺。分分为渗碳碳、氮化、碳氮共共渗、渗硼、渗铝等。主要要目的是是提高工工件的表表面硬度度、耐磨磨性以及及疲劳强强度，有有时也用用于提高高零件的的抗腐蚀蚀性、抗抗氧化性性。可控气氛氛热处理理：向炉炉内通人人一种或或几种一一定成分分的气体体，通过过对这些些气体成成分的控控制，使使工件在在热处理理过程中中不发生生氧化和和脱碳。形变热处处理：将将形变与与相变结结合在一一起的一一种热处处理新工工艺。能能获得形形变强化化与相变变强化的的综合作作，是一一种既可可以提高高强度，又又可以改改善塑性性和韧性性的最有有效的方方法。激光热处处理：(1)激激光加热热表面淬淬火；(2)激激光表面面合金化化。气相沉积积技术：利用气气相中发发生的物物理、化化学反应应，生成成的反应应物在工工件表面面形成一一层具有有特殊性性能的金金属或化化合物的的涂层。钢的牌号号：普通通碳素结结构钢如如Q2335A。优质碳素素结构钢钢：两位位数字表表示平均均碳质量量分数，单单位为万万分之一一如钢号号45。碳素工具具钢：“T”后跟碳碳质量分分数的千千分之几几如 “T8”。铸钢 ZZG2770-5000表示屈屈服强度度为2770MPPa、抗抗拉强度度为5000MPPa的铸铸钢。合金结构构钢 该类钢钢的钢号号由“数字+合金元元素+数数字”三部分分组成。前前两位数数字表示示钢中平平均碳质质量分数数的万分分之几；合金元元素用化化学元素素符号表表示，元元素符号号后面的的数字表表示该元元素平均均质量分分数。当当其平均均质量分分数<11.5时，一一般只标标出元素素符号而而不标数数字。合金工具具钢：编编号前用用一位数数字表示示平均碳碳质量分分数的千千分数，如如9CrrSi钢钢，表示示平均碳碳质量分分数为00.9(当平平均碳质质量分数数1%时时，不标标出其碳碳质量分分数)，合合金元素素Cr、SSi的平平均质量量分数都都小于11.5的合金金工具钢钢。高速速钢（高高合金工工具钢）的的钢号中中一般不不标出碳碳质量分分数，仅仅标出合合金元素素的平均均质量分分数的百百分数，如如W6MMo5CCr4VV2。滚动轴承承钢 高碳铬铬轴承钢钢属于专专用钢，该该类钢在在钢号前前冠以“G”，其后后为Crr+数字字来表示示，数字字表示铬铬质量分分数的千千分之几几。例如如GCrrl5钢钢，表示示的平均均质量分分数铬为为1.55的滚滚动轴承承钢。特殊性能能钢 特殊性性能钢的的碳质量量分数也也以千分分之几表表示。如如“9Crrl8""表示该该钢平均均碳质量量分数为为0.99；11Cr118Nii9Tii表示该该钢平均均碳质量量分数为为0.左右右，铬平平均质量量分数铬铬为1，镍镍平均质质量分数数铬为，钛钛平均质质量分数数铬为11左右右。但当当钢的碳碳质量分分数0.003及及0.008时时，钢号号前应分分别冠以以00及及0表示示。如000Crrl8NNil00，0CCrl99Ni99等。合金元素素在钢中中的作用用：1强化铁铁素体-溶于于铁素体体，产生生固溶强强化作用用；2形成合合金碳化化物；33阻碍碍奥氏体体晶粒长长大；44、提高高钢的淬淬透性；5提提高回火火稳定性性。渗碳钢通通常是指指经渗碳碳、淬火火、低温温回火后后使用的的钢，碳碳在0.100.25之间。调质钢一一般指经经过调质质处理后后使用的的碳素结结构钢和和合金结结构钢，碳碳0.2270.550之之间。铸铁是碳碳质量分分数大于于2.111的的铁碳合合金。主主要由铁铁、碳、硅硅、锰、硫硫、磷以以及其他他微量元元素组成成。铸铁铁具有优优良的铸铸造性、切切削加上上性、减减摩性、吸吸震性和和低的缺缺口敏感感性，加加之其熔熔炼铸造造工艺简简单，价价格低廉廉，所以以铸铁是是机械制制造业中中最重要要的材料料之一。铸铁力学学性能标标注部分分为一组组数据时时表示其其抗拉强强度值；为两组组数据时时，第一一组表示示抗拉强强度值，第第二组表表示伸长长率值，两两组数字字之间用用“”隔隔开。有色金属属及其合合金又称称非铁材材料，是指除除铁、铬铬、锰之之外的其其他所有有金属材材料。纯铝为面面心立方方晶格，无同素素异构转转变。纯铝不不能热处处理强化化，冷加加工是提提高纯铝铝强度的的唯一手手段。 铝合金的的强化：固态铝铝无同素素异构转转变，因因此不能能象钢一一样借助助于热处处理相变变强化。合合金元素素对铝的的强化作作用主要要表现为为固溶强强化、时时效强化化和细化化织织强强化。钛及其合合金的主主要特点点是比强强度高、耐腐蚀蚀。钛具有有同素异异构转变变，在88825以下为为密排六六方晶格格的Tii相，在在该温度度以上为为体心立立方晶格格的Ti相相。合金金元素可可提高钛钛的强度度，也影响响到钛的的同素异异晶转变变温度。钛合金金的热处处理方法法有退火火、淬火火+时效效和化学学热处理理等。铜及其合合金按其其表面颜颜色，分分为纯铜铜、黄铜、青铜和白铜，其其中后三三种为铜铜合金。黄铜是以以锌为主加加元素的的铜合金金，只含含锌黄铜铜称为普普通黄铜铜。白铜是以以镍为主加加元素的的铜合金金；青铜铜是除锌和和镍以外外的其他他元素作作为主加加元素的的铜合金金。滑动轴承承合金是是用来制制造滑动动轴承中中的轴瓦瓦及内衬的合合金，应应具备以以下基本本性能：(1)常常温下具具有足够够的强度度、硬度度、冲击击韧性和和疲劳极极限。(2)耐耐磨性好好，与轴轴的摩擦擦系数小小，热膨膨胀系数数小，导导热性能能好(3)有有良好的的磨合性性和抗蚀蚀性能。轴承合金金的组织织特点应应是在软软基体上上均匀分分布着硬硬质点或或硬基体体上分布布着软质质点。高分子材材料是由由相对分分子质量量1044以上的的（有机机）化合合物构成成的材料料。它是是以聚合合物为基基本组分分的材料料，所以以又称聚聚合物材材料或高聚物物材料。线型和支支链型聚聚合物加加热能变变软、而而冷却能能变硬的的可逆的的物理特特性，称称为“热塑性性”。网状结构构的聚合合物不易易溶于溶溶剂，加加热时不不熔融，具具有良好好的耐热热性和强强度，但但其弹性性差、塑塑性低、脆脆性大，只只能在形形成网状状结构之之前进行行一次成成型，不不能重复复使用。这这种性质质称为“热固性性”。高聚物的的一些力力学性能能，如抗抗拉强度度，抗冲冲击强度度、弹性性模量、硬硬度等，都随分子量的增加而增加。结晶度越越高，分分子链排排列越紧紧密，分分子间的的作用力力就越强强，硬度度、强度度和弹性性模量增增加，但但伸长率率相应地地减小。塑料制品品是指以以有机合合成树脂脂为主要要成分，添添加多种种起不同同作用的的添加剂剂，然后后经过加加热、加加压而制制成的产产品。工程塑料料的成形形(主要有有注塑、挤挤压、吹吹塑、压压延、浇浇注等方方法)注塑成形形注塑机机的工作作原理与与打针用用的注射射器相似似，它是是借助螺螺杆（或或柱塞）的的推力，将将已塑化化好的熔熔融状态态（即粘粘流态）的的塑料注注射入闭闭合好的的模腔内内，经固固化定型型后取得得制品的的工艺过过程。合成纤维维是由合合成高分分子为原原料通过过拉丝工工艺而制制成的。橡胶的突突出特点点是在很很宽的温温度(-401500)范围围内具有有高弹性性，所以以又称高高弹体，它它还有较较好的抗抗撕裂、耐耐疲劳特特性，在在使用中中经多次次弯曲、拉拉伸、剪剪切和压压缩不受受损伤，并并还具有有不透水水、不透透气、耐耐酸碱和和绝缘等等性能。胶粘剂(或粘合合剂)指指能把同同种的或或不同种种的固体体材料连连接在一一起的媒媒介物质质。是采采用合成成高分子子化合物物作为主主剂，配配合各种种固化剂剂、增塑塑剂、稀稀释剂、填填料以及及其他助助剂等配配制而成成。涂料属于于一种特特殊的液液态物质质，它可可以涂覆覆到物体体的表面面上，固固化后形形成一层层连续致致密的保保护膜或或特殊功功能膜。涂涂料一般般由不挥挥发成分分和稀释剂剂两大部部分组成成，涂料料经涂覆覆后，稀稀释剂逐逐渐挥发发，留下下不挥发发成分固固化成膜膜。陶瓷材料料可定义义为：经经高温处处理工艺艺所合成成的无机机非金属属材料。生产工艺艺包括：原料制制备坯料成成形烧结三大大步骤。陶陶瓷材料料具有高高硬度、高高耐磨性性、耐腐腐蚀性、耐耐高温、绝绝缘性能能及其他他一些特特殊的功功能复合材料料是指由两两种或两两种以上上异质、异异形、异异性的材材料，以以宏观或或微观的的方式复复合形成成的新型型材料，它它一般由由基体组组元和增增强体或或功能组组元所组组成。在在工程上上，复合合材料主主要是为为了克服服金属、高高聚物及及陶瓷等等传统的的单一材材料的某某些不足足，实现现材料强强度、韧韧性、质质量以及及稳定性性等方面面综合性性能的全全面改善善和提高高。如钢钢筋混凝凝土、玻玻璃钢。结构复合合材料是是指用于于结构零零件的复复合材料料，一般般是由高高强度、高高模量的的增强体体与强度度低、韧韧性好、低低模量的的基体组组成。复合材料料的性能能：1高的的比强度度和比模模量。2抗抗疲劳性性能和抗抗断裂性性能良好好。3减摩与与减振性性能。44高温温性能优优良。 二、成成形技术术部分金属材料料成型与与工艺性性-包包括铸造造、压力力加工、焊焊接和机机械加工工等四种种成形和和加工方方法。铸造-是熔炼炼金属、制制造铸型型并将熔熔融金属属流入铸铸型、凝凝固后获获得一定形状状和性能能的铸件件成形方方法。（将液态态金属浇浇注到与与零件形形状相适适应的铸铸型型腔腔中，待待其冷却却凝固，以以获得毛毛坯或零零件的生生产方法法。）铸造的方方法很多多，目前前应用最最为普遍遍的是砂砂型铸造造。其它它铸造方方法统称称为特种种铸造。常常用的特特种铸造造方法有有：熔模铸造造、金属属型铸造造、压力力铸造、低低压铸造造、离心心铸造、陶陶瓷型铸铸造、连连续铸造造等。铸造生产产特点：适应性性强, 成本低低廉. 不足之之处：铸铸造组织织的晶粒粒比较粗粗大，且且内部常常有缩孔孔、缩松松、气孔孔、砂眼眼等铸造造缺陷，因因而铸件件的机械械性能一一般不如如锻件.合金的收收缩：体体收缩率率是铸件件产生缩缩孔或缩缩松的根根本原因因。 线收缩率率是铸件件产生应应力、变变形、裂裂纹的根根本原因因。液态合金金在冷凝凝过程中中，若其其液态收收缩和凝凝固收缩缩所缩减减的容积积得不到到补充，则则在铸件件最后凝凝固的部部位形成成一些孔孔洞 。大而而集中的的称为缩缩孔，细小而而分散的的称为缩缩松。防止铸件件变形的的方法：1）使铸铸件壁厚厚尽可能能均匀；2）采采用同时时凝固的的原则；3）采采用反变变形法。铸件的裂裂纹与防防止1、热裂裂热裂的的形状特特征是：裂纹短短、缝隙隙宽、形形状曲折折、缝内内呈氧化化色。热裂的防防止： 应尽尽量选择择凝固温温度范围围小，热热裂倾向向小的合合金。 应提提高铸型型和型芯芯的退让让性，以以减小机机械应力力。 对于于铸钢件件和铸铁铁件，必必须严格格控制硫硫的含量量，防止止热脆性性。 2、冷裂裂冷裂的的特征是是：裂纹纹细小，呈呈连续直直线状，缝缝内有金金属光泽泽或轻微微氧化色色。冷裂的防防止：11）使铸铸件壁厚厚尽可能能均匀；2）采用用同时凝凝固的原原则；3）对于于铸钢件件和铸铁铁件，必必须严格格控制磷磷的含量量，防止止冷脆性性。金属型铸铸造-将液态态金属浇浇入金属属型，获获得铸件件的生产产方法。获得熔模模铸造-在易易熔模样样表面包包覆若干干层耐火火材料，待待其硬化化干燥后后，将模模样熔去去制成中中空型壳壳，经浇浇注而获获得铸件件的一种种成形工工艺方法法。低压铸造造-是是在0.200.7大大气压的的低压下下将金属属液注入入型腔，并并在压力力下凝固固成形，以以获得铸铸件的方方法。压力铸造造-液液态金属属在高压压作用下下快速压压入金属属铸型中中，并在在压力下下结晶，以以获得铸铸件的成成形工艺艺方法。连铸-是将熔熔融的金金属，不不断浇入入一种叫叫做结晶晶器的特特殊金属属型中，凝凝固（结结壳）了了的铸件件连续不不断地从从结晶器器的另一一端拉出出，以获获得任意意长或特特定的长长度的铸铸件。冒口-是在铸铸型中设设置的一一个储存存补缩用用金属液液的空腔腔。浇注系统统-引引导金属属液进入入铸型型型腔的一一系列通通道的总总称。型芯-功用是是形成铸铸件的内内腔、孔孔洞和形形状复杂杂阻碍起起模部分分的外形形。芯头的作作用：11）定位位作用；2）固固定作用用；3）排排气作用用。分型面是指铸铸件组元元间的结结合面，即即分开铸铸型便于于起模的的结合面面。分型面的的选择1. 分分型面应应选在铸铸件的最最大截面面处。2. 应应尽量使使铸件的的全部或或大部置置于同一一砂箱，以以保证铸铸件的尺尺寸精度度。 3. 应应尽量减减少分型型面的数数量，并并尽可能能选择平平面分型型。4. 为为便于造造型、下下芯、合合箱及检检验铸件件壁厚，应应尽量使使型腔及及主要型型芯位于于下箱。铸件结构构设计一、铸件件壁厚的的设计11 合理理设计铸铸件壁厚厚-在在砂型铸铸造条件件下，临临界壁厚厚3×最小壁壁厚 在最最小壁厚厚和临界界壁厚之之间就是是适宜的的铸件壁壁厚。2 铸铸件壁厚厚应均匀匀、避免免厚大截截面二、铸件件壁的连连接1 铸件件的结构构圆角；2 避免锐锐角连接接3 厚厚壁与薄薄壁间的的联接要要逐步过过渡；44 减减缓筋、辐辐收缩的的阻碍。三、铸件件外形的的设计11 避避免外部部侧凹、凸凸起；22 分分型面应应尽量为为平直面面；3 凸凸台、筋筋条的设设计应便便于起模模。四、铸件件内腔的的设计1 应应尽量减减少型芯芯的数量量，避免免不必要要的型芯芯。2 便于于型芯的的固定、排排气和清清理。压力加工工:是在在外力作作用下，使使金属坯坯料产生生塑性变变形，从从而获得得具有一一定形状状、尺寸寸和机械械性能的的原材料料、毛坯坯或零件件的加工工方法。工业生产产中所用用不同截截面的型型材、板板材、线线材等原原材料大大多是经经过轧制制、挤压压、拉拔拔等方法法生产的的；而各各种机器器零件的的毛坯或或成品，如如轴、齿齿轮、连连杆、汽汽车大梁梁、油箱箱等多数数是采用用自由锻锻、模锻锻和冲压压方法生生产出来来的。金属的可可锻性-是金金属材料料在压力力加工时时成形的的难易程程度。用用金属材材料的塑塑性和变变形抗力力来衡量量，塑性性愈大，变变形抗力力愈小，金金属材料料的可塑塑性愈好好。1 . 可锻性性的衡量量指标11）塑性性：材料料的塑性性越好，其其可锻性性越好。2）变形形抗力：材料的的变形抗抗力越小小，其可可锻性越越好。2 . 影响可可锻性的的因素1）金属属的本质质-化学成成分：MMe越低低，材料料的可锻锻性越好好。组织状状态：纯纯金属和和固溶体体具有良良好的可可锻性。2）变形形条件变形温温度：TT温越高，材材料的可可锻性越越好。变形速速度：VV变越小小，材料料的可锻锻性越好好。应力状状态：三三向压应应力 塑性性最好、变变形抗力力最大。 三三向拉应应力 塑性性最差、变变形抗力力最大。生产中常常以改变变变形条条件(变变形温度度, 变变形速度度, 应应力状态态)做为为手段，来来提高金金属材料料的可锻锻性，以以利于金金属坯料料的压力力加工成成形。力学性能能高1）组织织致密；2）晶晶粒细化化；3）压压合铸造造缺陷；4）使使纤维组组织合理理分布。金属材料料的冷加加工硬化化现象就就是在加加工过程程中，金金属内部部位错密密度增大大而引起起的金属属材料硬硬化。金属在塑塑性变形形过程中中，钢的的组织和和性能都都会发生生变化。其其中最重重要的是是加工硬硬化。加加工硬化化也称形形变强化化或冷作作硬化。它它是金属属在塑性性变形过过程中，随随着亚晶晶粒的增增多和位位错密度度的增加加，位错错间的交交互作用用增强，位位错滑移移发生困困难，使使金属塑塑性变形形的抗力力增大，其其强度和和硬度显显著升高高，塑性性和韧性性下降。金属的加加工硬化化现象是是工业生生产中用用以提高高金属强强度、硬硬度和耐耐磨性的的重要手手段之一一。冷变形金金属若要要在消除除残余内内应力的的同时仍仍保持冷冷变形强强化状态态的话，就就可以采采取回复复处理，进进行一次次25003000'C的的低温退退火。当冷变形形金属加加热温度度高于回回复阶段段温度后后，原子子的扩散散能力进进一步增增强，塑塑性变形形时被破破碎、拉拉长的晶晶粒全部部被转变变成均匀匀细小的的等轴晶晶粒，位位错密度度降低，内内应力完完全消除除，使冷冷变形造造成的加加工硬化化消失，金金属的性性能又恢恢复到金金属变形形前的性性能。这这个过程程称为“再结晶晶”或再结晶晶退火。再再结晶不不发生相相变。各种纯金金属的最最低再结结晶温度度与其熔熔点之间间存在如如下关系系：T再再=(0.350.440)T熔金属在再再结晶温温度以下下的塑性性变形称称为冷加加工；金金属在再再结晶温温度以上上的塑性性变形称称为热加加工。自由锻:将金属属坯料放放在上、下下砥铁之之间，施施以冲击击力和静静压力，使使其产生生变形的的加工方方法.模锻:将将金属坯坯料放在在具有一一定形状状的锻模模模膛内内，施以以冲击力力或静压压力而使使金属坯坯料产生生变形的的加工方方法.轧制:金金属坯料料在一对对回转轧轧辊的孔孔隙(或或孔型)中，靠靠摩擦力力的作用用连续续进入轧轧辊而产产生变形形的加工工方法。挤压:将将金属坯坯料放入入挤压筒筒内，用用强大的的压力使使坯料从从模孔中中挤出而而变形的的加工方方法称为为。拉拔:将将金属坯坯料拉过过拉拔模模的模孔孔而变形形的加工工方法。板料冲压压:利用用冲模使使板料产产生分离离或变形形的加工工方法.冲裁-使坯料料沿封闭闭轮廓分分离的工工序。（落料-冲下的的为工件件，以凹凹模为设设计基准准。冲孔-冲冲下的为为废料，以凸模为设计基准）。拉深-使坯料料在凸模模的作用用下压入入凹模，获获得空心心体零件件的冲压压工序。压力加工工方法的的主要优优点在于于通过金金属材料料的塑性性变形改改善金属属的内部部组织。金金属材料料经过塑塑性变形形后，能能压合铸铸坯的内内部缺陷陷(如微微裂纹、缩缩松、气气孔等)，使其其组织致致密，通通过再结结晶可使使晶粒细细化，提提高金属属的机械械性能，从从而在保保证机械械零件强强度和韧韧性的前前提下，减减少零件件的截面面尺寸和和重量，节节省金属属材料和和加工工工时。压力加工工方法的的不足之之处，是是压力加加工只适适用于加加工塑性性金属材材料，对对于脆性性材料如如铸铁、青青铜等则则无能为为力；而而且不适适于加工工形状太太复杂的的零件。自由锻件件结构工工艺性1. 避避免斜面面和锥度度，2. 避免免曲面相相交，33. 避避免加强强筋和凸凸台，44. 采采用组合合工艺。金属焊接接是借助助原子间间的结合合，使分分离的两两部分金金属形成成不可拆拆卸的连连接的工工艺方法法。焊接过程程中必须须采用加加热、加加压或同同时加热热又加压压等手段段促进进金属原原子接触触、扩散散、结晶晶，以达达到焊接接的目的的。 金属焊焊接按其其过程特特点可分分为三大大类。1熔焊焊：将工工件需要要焊接的的部位加加热至熔熔化状态态，一般般须填充充金属并并形成共共同的熔熔池，待待冷却凝凝固后，使使分离工工件连接接成整体体的焊接接工艺称称为熔焊焊。有电电弧焊（手手工电弧弧焊、埋埋弧自动动焊、气气体保护护焊）、电电渣焊、电电子束焊焊、激光光焊、等等离子弧弧焊等。2.压焊焊：在压压力(或或同时加加热)作作用下，被被焊的分分离金属属结合面面处产生生塑性变变形(有有的伴随随有熔化化结晶过过程)而而使金属属连接成成整体的的工艺称称为压焊焊。有电电阻焊、摩摩擦焊、冷冷压焊、超超声波焊焊、爆炸炸焊、高高频焊、扩扩散焊等等。3钎焊焊：熔点点低于被被焊金属属的钎料料熔化后后，填充充到被焊焊金属结结合面的的空隙之之中，钎钎料凝固固而将两两部分金属连连接成整整体的焊焊接工艺艺称为钎钎焊。有有软钎焊焊、硬钎钎焊（钎钎料的熔熔点在4450 以上）。焊接技术术的优点点：一是是相同结结构采采用焊接接工艺与与铆接相相比，可可以节省省金属材材料、节节省制造造工时，接接头密封封性好。以以焊代铆铆，不钻钻孔，不不用辅助助材料，节节省划线线、钻孔孔等工序序。二是是对某些些结构可可以来用用铸焊或或锻焊联联合结构构，取代代整铸或或整锻结结构，从从而做到到以小拼拼大，以以简拼繁繁，它不不仅节省省金属材材料，还还简化了了坯料准准备工艺艺，从而而降低了了制造成成本。三三是便于于制造双双金属结结构，如如切削刀刀具的切切削部分分(刀片片)与夹夹固部分分(刀柄柄与刀体体)可用用不同材材料制造造后焊接接成整体体。也可可用此法法制造电电气工程程中使用用的过渡渡接头(如铝和和铜)等等。重量量轻、加加工装配配简单。焊接应力力变形大大，接头头易产生生裂纹、夹夹渣、气气孔等缺缺陷。焊接接头头金属组组织与性性能1. 焊接热热循环2. 焊接接接头金属属组织与与性能的的变化1） 焊焊缝区 熔池池金属冷冷却结晶晶所形成成的铸态态组织。2） 焊焊接热影影响区焊缝两侧侧的母材材，由于于焊接热热的作用用，其组组织和性性能发生生变化的的区域。 熔合合区：是是焊缝和和母材金金属 的的交界区区。（00.1-1mmm） 加加热温度度：T液T固强度、塑塑性、韧韧性极差差，是裂裂纹和局局部脆断断的发源源地。 过热热区：在在热影响响区内具具有过热热组织或或晶粒显显著粗大大的区域域。（11-3mmm） 加热热温度：T固11000 塑塑性和韧韧性很低低，是裂裂纹的发发源地。 正火火区：在在热影响响区内相相当于受受到正火火处理的的区域。（11.2-4mmm）加热温度度：11100 AC33； 力学性性能优于于母材。 部分分相变区区：在热热影响区区内发生生部分相相变的区区域。加热温度度：AC3AAC1；力学学性能较较母材稍稍差。力力学性能能最差的的区域：熔合区区和过热热区。3）减小小和消除除焊接热热影响区区的方法法： 小电电流、快快速焊接接； 采用用先进的的焊接方方法； 焊前前预热、焊焊后热处处理（正正火）。碳钢的焊焊接1. 低低碳钢的的焊接 CC<0.25%；CEE <00.4%；焊接接性良好好。2. 中中碳钢的的焊接CC<0.250.660%；CE <00.4% CE =0.4%0.660%焊接性由由良好 较差。问题：焊焊缝区易易产生热热裂纹；热影响响区易产产生冷裂裂纹。措施：焊焊前预热热（15502250 ），焊焊后缓冷冷。 选选用低氢氢型焊条条。焊件开坡坡口，且且采用细细焊条、小小电流、多多层焊。3. 高高碳钢的的焊接 C>>0.660%；CE >0.60%；焊接接性差。问题：焊焊缝区易易产生热热裂纹；热影响响区易产产生冷裂裂纹。措施：焊焊前预热热（25503350 ），焊焊后缓冷冷。选用用低氢型型焊条。焊件开坡坡口，且且采用细细焊条、小小电流、多多层焊。避免选用用高碳钢钢作为焊焊接结构构件。金属材料料的焊接接性1. 金金属材料料的焊接接性 工艺焊接性：焊接接头产生工艺缺陷的倾向。尤其指出现各种裂纹的可能性。指被焊金金属采用用一定的的焊接方方法、焊焊接材料料、工艺艺参数及及结构形形式条件件下，获获得优质质焊接接接头的难难易程度度。焊接接头在使用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能。焊接性 使用焊接性：2. 影影响焊接接性的因因素1）焊接接方法；2）焊焊接材料料；3）焊焊件化学学成分；4） 工艺参参数。3. 焊焊接性的的评定方方法-碳当量量估算法法 C 影响响最显著著 基基本元素素 其它它元素 折合合成碳的的相当含含量对焊焊接性的的影响CE = C+Mn/6+CCr+MMo+VV/5+Ni+Cu/15CE<00.4%具有良良好的焊焊接性；CE=0.4%0.66%焊接性性较差；CE>0.6%焊接性性差。三、材料料与成形形工艺选选择部分分机械零件件的失效效形式每种机械械零件都都具有一一定的功功能，比比如承受受载荷、传传递力或或能量等等，如果果丧失其其所规定定的功能能即发生生了失效效。主要有三三类：(1)过过量变形形失效-是指零零件在工工作过程程中受力力产生的的变形量量超过了了允许值值，从而而使机器器设备无无法正常常工作或或虽能正正常工作作但达不不到预期期的效果果的现象象。(2)断断裂失效效-零件件在工作作的过程程中发生生断裂的的现象称称断裂失失效。（3表面面损伤失失效-主主要是指指零件表表面的磨磨损、接接触疲劳劳和腐蚀蚀。材料表面面处理主主要分两两类：表表面强化化和表面防防护。常用的工工艺方法法有：表表面热处处理、气气相沉积积、热喷喷涂、堆堆焊、氧氧化磷化化处理、电电镀化学学镀、涂涂装等。预处理-一般包包括除油油、除锈锈、粗化化、活化化和抛光光。除油-目的是是去除材材料表面面的油脂脂和污物物，常用用碱性除除油工艺艺。除锈-目的是是去除金金属材料料表面的的氧化物物，从而而显露出出清净金金属表面面。常用用方法有有化学法法（如酸酸洗）和和机械法法（如打打磨、切切削和喷喷砂）。常用表面面强化性性处理方方法1、热喷喷涂将喷涂涂材料加加热熔化化，以高高速气流流雾化成成极细颗颗粒，并并以一定定速度喷喷射到事事先准备备好的工工件表面面上，形形成涂层