2022年完整word版,合工大材料成型技术基础复习知识点 .pdf
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1、材料成型技术基础第二章铸造一、铸造的定义、优点、缺点:铸造指熔融金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后,获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法。优点:铸造的工艺适应性强, 铸件的结构形状和尺寸几乎不受限制;工业上常用的合金几乎都能铸造;铸造原材料来源广泛,价格低廉,设备投资少;铸造适于制造形状复杂、 特别是内腔形状复杂的零件或毛坯,尤其是要求承压、 抗振或耐磨的零件。缺点:铸件的质量取决于成形工艺、 铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素,易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷,且往往组织疏松,晶粒粗大。二、充型能力的定义、影响它的三个因素:金属液的 充型能力 指金属液充满铸型型
2、腔, 获得轮廓清晰、 形状准确的铸件的能力。影响因素:金属的流动性;铸型条件;浇注条件。三、影响流动性的因素; 纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动性最好;影响充型能力的铸型的三个条件;浇注温度和压力对充型能力是如何影响的:影响流动性的因素:合金成分: 纯金属和共晶成分的合金, 结晶过程呈逐层凝固方式, 流动性好;非共晶成分的合金,呈中间凝固方式,流动性较差;凝固温度范围过大,铸件断面呈糊状凝固方式,流动性最差。结晶温度范围越窄,合金流动性越好。合金的质量热容、 密度和热导率: 合金质量热容和密度越大、 热导率越小,流动性越好。影响充型能力的铸型的三个条件:铸型的蓄热系数: 铸型从其中金属液吸收
3、并储存热量的能力。蓄热系数越大,金属液保持液态时间短, 充型能力越低。(在型腔喷涂涂料, 减小蓄热系数)铸型温度:铸型温度越高,有利于提高充型能力。铸型中的气体: 铸型的发气量过大且排气能力不足,就会使型腔中气压增大,阻碍充型。浇注温度和压力对充型能力的影响:浇注温度:提高浇注温度,延长保持液态的时间,从而提高流动性。温度不能过高,否则金属液吸气增多,氧化严重,增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向。充型压力(流动方向上的压力):充型压力越大,流动性越好。但充型压力不宜过大,以免金属飞溅,加剧氧化,气体来不及排出产生气孔、浇不到等缺陷。四、铸造时液态和凝固收缩易产生缩孔和缩松;固态收缩易产生应力、
4、变形和裂纹:液态收缩(金属在液态时, 由于温度降低而发生的体积收缩) 和凝固收缩(熔精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页融金属在凝固阶段的体积收缩)易残生缩孔和缩松; 固态收缩(金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩) 是铸件产生铸造应力并进而引起变形、裂纹等缺陷的主要原因。五、何种合金易缩孔,何种合金易缩松;多出现于铸件的哪些部位:缩孔易出现于纯金属、 共晶合金和凝固温度范围窄的合金(凝固时呈逐层凝固方式)。出现于铸件最后凝固的部位。缩松 易出现于凝固温度范围越宽的金属。出现于铸件的轴线附件和热节部位。六、缩孔和
5、缩松的防止措施。顺序凝固的定义和应用场合:防止措施: 采用顺序凝固原则(设置冒口、冷铁);加压补缩;顺序凝固 是使铸件按规定方向从一部分到另一部分依次凝固的原则,经常是向着冒口(设置于铸件厚部)或内浇道(设置于铸件厚部)方向凝固。对于热节部位,可设置冷铁以保证铸件顺序凝固。应用场合: 收缩较大、 凝固温度范围较小的合金, 如铸钢碳硅含量低的灰铸铁、铝青铜等合金、壁厚差别较大的铸件。七、收缩应力的危害和减小措施:危害:铸件上某部位的收缩应力和热应力之和超过其抗拉压强度时,就可能产生裂纹。减小措施:采取提高型芯砂的退让性, 合理设置浇注系统和及时开箱落砂等措施。八、热应力产生的原因。 能正确判断出
6、铸件上何处产生拉应力、何处产生压应力:原因:铸件在凝固和冷却过程中,不同部位由于温差造成不均匀收缩而引起的铸造应力。细杆受压()、粗杆受拉(+)细的部分拉长、粗的部分压短,细的一半在外侧。九、减小和消除热应力的方法。同时凝固的定义和应用场合:减小和消除:合理设计铸型结构,壁厚均匀,减小热节,壁与壁间采用圆弧过度。采用同时凝固原则: 使型腔内各部分金属液温差很小,同时进行凝固的原则。内浇道开于薄部、铸件厚部或热节处设置冷铁。去应力退火。应用场合: 同时凝固适用于收缩较小的合金(碳硅含量高的灰铸铁) 和结晶温度范围宽倾向于糊状凝固的合金, 同时也适用于气密性要求不高的铸件和壁厚均匀的薄壁铸件。十、
7、能正确判断出铸件上何处产生何种变形,防止铸件变形的两种措施:防止变形措施:减小和消除铸造应力;反变形法;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页十一、冷裂纹和热裂纹的特征,何时产生、防止措施:热裂:特征: 断面严重氧化、无金属光泽、裂纹沿晶粒边界产生和发展,外形曲折而不规则。何时产生:铸件在凝固后期或凝固后在较高温度下形成的裂纹。冷裂:特征: 穿过晶粒延伸到整个断面,有金属光泽或微呈氧化色,多为直线或圆滑曲线,常出现在受拉伸的部位,特别是应力集中处。何时产生: 铸件凝固后在较低温度下形成的裂纹。防治措施: 减小和消除铸造
8、应力、严格限制铸铁和铸钢中硫、磷的含量,以降低其脆性。十二、合金的铸造性能的定义, 常用铸铁和钢的铸造性能及用其生产合格铸件需采取的措施:金属的 铸造性能 是指金属在铸造过程中获得外形准确、内部健全的铸件的能力。灰铸铁:灰铸铁铸造性能优良,凝固温度范围窄,铁液流动性好。凝固时有石墨析出,收缩小。灰铸铁产生铸造缺陷的倾向最小。生产时, 采用同时凝固原则,无需设置冒口。球墨铸铁: 铸造性能位于灰铸铁与铸钢之间。铁液流动性较差。收缩量大,易产生缩孔、缩松缺陷。生产时, 设置冒口和冷铁,采用顺序凝固原则。铸钢:铸钢的铸造性能差。流动性差,易产生冷隔、浇不到、夹杂、气孔等缺陷。收缩远大于铸铁,易产生缩孔
9、、裂纹等缺陷。生产时, 设置冒口和冷铁,采用顺序凝固的原则。十三、砂型铸造的造型方法可分为手工造型 和机器造型 两大类,各自的应用场合。十四、铸造工艺图定义和作用、铸件图和铸型装配图的作用。铸造工艺图: 表达铸件分型面、浇冒口系统、浇注位置、工艺参数、型芯结构尺寸、控制凝固措施等的图样。铸件图:又称为毛坯图,反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样,是铸造生产、铸件检验和验收的主要依据。铸型装配图: 表示合型后铸件各组元间装配关系的工艺图。十五、浇注位置和分型面的定义、选择原则,能正确选择:浇注位置 是浇注时铸件在铸型内所处的位置。重要加工面和主要工作面应处于底面或侧面;大平面应尽可能朝下或采用
10、倾斜浇注; 薄壁部分应放在铸型的下部或侧面;收缩大的铸件, 为便于设置冒口,厚实部应位于上方。分型面是 铸型组元间的结合面。铸件的机加工面和基准面; 应尽量减少分型面数量, 采用平面作为分型面;尽量减少型芯、活块的数量;主要型芯应尽量放在下半铸型中。十六、铸造工艺参数 :铸件尺寸公差、要求的机械加工余量(RMA )、铸件线收缩率、起模斜度、最小铸出孔和槽尺寸、芯头和芯座。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页十七、能正确绘制铸造工艺图。十八、合金的铸造性能和铸造工艺对零件结构各有何要求,具有改错能力。铸造性能:1、铸件
11、壁厚:铸件壁厚应适当;铸件壁厚应均匀;内壁厚度应小于外壁;2、铸件壁的连接:转角处应采用圆弧过度;避免壁交叉和锐角连接;应避免壁厚突变;3、防止铸件变形:力求壁厚均匀、结构对称或设置加强肋;4、避免较大的水平面;5、减小轮形铸件的内应力;铸造工艺:1、铸件外形:应利于减少和简化铸型的分型面;侧凹和凸台不应该妨碍起模;垂直于分型面和非加工面应具有起模斜度。2、铸件的内腔: 内腔形状应利于制芯或者省去型芯;利于型芯的固定、排气和清理;大件和形状复杂的可采用组合结构。第三章金属的塑性成形一、塑性成形的定义、优点、缺点:金属的 塑性成形 是利用外力使金属发生塑性变形,使其改变形状、 尺寸和改善性能、获
12、得型材或锻压件的加工方法。优点:塑性成形使金属组织致密、晶粒细小、力学性能提高;材料利用率高切削工作较小;生产效率高;毛坯或零件的精度较高。缺点: 制件形状较简单,模具投资较高。二、单晶体 塑性变形:滑移;多晶体 塑性变形:晶内滑移;晶粒间的相对滑动和转动。三、回复、再结晶定义、再结晶温度:回复:将冷成形后的金属加热至一定温度后,使原子回复到平衡位置, 晶内残余应力大大减小的现象。再结晶:塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶,变为等轴晶粒的现象。回复温度 约为( 0.25-0.30)T 熔(T 单位 K)再结晶温度 约为(0.4)T 熔(T 单位 K)四、冷成形、热成形、温成形的温度界限
13、及应用再结晶温度以上的为热成型, 回复温度以下的为冷成型, 位于回复温度到再结晶温度之间的为温成形。冷成形应用: 冷轧、冷锻、冷冲压、冷拔等,常用于制造半成品或成品。热成形应用: 热轧、热锻、热冲压、热拔等,常用于毛坯或半成品的制造。温成形应用: 温锻、温挤压、温拉拔等,用于尺寸较大、材料强度较高的零件或半成品制造。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页五、镦粗与拔长的锻造比的计算式,锻造流线的形成原因, 设计零件流线如何分布会较合理:拔长:100LLAAy镦粗:100HHAAy塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状
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