材料成型工艺基础9622.docx

《材料成型工艺基础9622.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料成型工艺基础9622.docx（70页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、绪 论材料成形形： 所所有利用用物理、化化学、冶冶金原理理使材料料成形的的方法，称称之为材材料成形形加工工工艺。一、材料料与材料料科学 材料是是用来制制作有用用器件的的物质，是是人类生生产和生生活所必必须的物物质基础础。 历史学学家把人人类社会会的发展展按其使使用的材材料类型型划分为为石器时时代、青铜时时代、铁器时时代，而而今正处处于人工工合成材材料的新新时代。材料科学学的研究究内容材料科学学是研究究各种固固体材料料的成分分、组织织、性能能和应用用之间关关系及其其变化规规律的科科学，它它包括四四个基本本要素：材料的合合成与制制备，成成分与组组织结构构，材料料性能和和使用性性能。材料的分分类按化

2、学成成分：金属材料料：钢、铸铸铁、铜铜、铝等等高分子材材料：塑塑料、橡橡胶、胶胶粘剂、纤纤维材料料等陶瓷材料料复合材料料金属材料料是怎么么得到的的呢 ？冶炼 - 把金金属从矿矿石中提提炼出来来，这个个过程就就叫金属属的冶炼炼。 材料新技技术芯片光纤超导材料料二、材料料成形技技术1、课程程性质材料成形形基础是是一门研研究常用用工程材材料坯件件及机器器零件成成型工艺艺原理的的综合性性技术基基础学科科。2、材料料成形加加工在国国民经济济中的地地位 材料成成形加工工在工业业生产的的各个部部门和行行业都有有应用，尤尤其对于于制造业业来说更更是具有有举足轻轻重的作作用。制制造业是是指所有有生产和和装配制制

3、成品的的企业群群体的总总称，包包括机械械制造、运运输工具具制造、电电气设备备、仪器器仪表、食食品工业业、服装装、家具具、化工工、建材材、冶金金等，它它在整个个国民经经济中占占有很大大的比重重。统计资料料显示，在在我国，近近年来制制造业占占国民生生产总值值GDPP的比例例已超过过35%。同时时，制造造业的产产品还广广泛地应应用于国国民经济济的诸多多其他行行业，对对这些行行业的运运行产生生着不可可忽视的的影响。因因此，作作为制造造业的一一项基础础的和主主要的生生产技术术，材料料成形加加工在国国民经济济中占有有十分重重要的地地位，并并且在一一定程度度上代表表着一个个国家的的工业和和科技发发展水平平。

4、 通过下下面列举举的数据据，可以以帮助我我们真切切、具体体地了解解到成形形加工对对制造业业和国民民经济的的影响。据据统计，占占全世界界总产量量将近一一半的钢钢材是通通过焊接接制成构构件或产产品后投投入使用用的；在在机床和和通用机机械中铸铸件质量量占700800%，农农业机械械中铸件件质量占占4070%；汽车车中铸件件质量占占约200%，锻锻压件质质量约占占70%；飞机机上的锻锻压件质质量约占占85%；发电电设备中中的主要要零件如如主轴、叶叶轮、转转子等均均为锻件件制成；家用电电器和通通信产品品中600800%的零零部件是是冲压件件和塑料料成形件件。再从我们们熟悉的的交通工工具轿车的的构成来来看

5、，发发动机中中的缸体体、缸盖盖、活塞塞等一般般都是铸铸造而成成，连杆杆、传动动轴、车车轮轴等等是锻造造而成，车车身、车车门、车车架、油油箱等是是经冲压压和焊接接制成，车车内饰件件、仪表表盘、车车灯罩、保保险杠等等是塑料料成形制制件，轮轮胎等是是橡胶成成形制品品。因此此，可以以毫不夸夸张地说说，没有有先进的的材料热热加工工工艺，就就没有现现代制造造业。我国是世世界上少少数的几几个拥有有运载火火箭、人人造卫星星和载人人飞船发发射实力力的国家家，这些些航天飞飞行器的的建造离离不开先先进的加加工成形形工艺，其其中，火火箭和飞飞船的壳壳体都是是采用了了高强轻轻质的材材料，通通过先进进的特种种焊接和和胶接

6、技技术制造造的。3、课程程内容作为高等等工科学学校机械械类专业业学生的的一门技技术基本本课，本本课程主主要涉及及的是与与机械制制造有关关的材料料成形加加工工艺艺的基础础知识。它主要研研究：各种成型型工艺方方法本身身的规律律性及其其在机械械制造中中的应用用和相互互联系；零件的的成型工工艺过程程和结构构工艺性性；常用用工程材材料性能能对成型型工艺的的影响；工艺方方法的综综合比较较等。它它几乎涉涉及机器器制造中中所有工工程材料料的成型型工艺。机械制造造是将原原材料制制造成机机械零件件，再由由零件装装配成机机器的过过程。其其中，机机械零件件的制造造在整个个机械制制造的过过程中占占据了很很大的比比重，而

7、而成形加加工又是是机械零零件制造造的主要要工作。传传统上的的机械大大都是用用金属材材料加工工制造的的，随着着科学和和生产技技术的发发展，机机械制造造所用的的材料已已扩展到到包括金金属、非非金属和和复合材材料在内内的各种种工程材材料，因因此机械械产品的的成形加加工工艺艺也就不不再局限限于传统统意义上上的金属属加工的的范畴，而而是将非非金属和和复合材材料等的的成形加加工也包包含进来来了。金属材料料的成形形一般有有铸造、塑塑性成形形、焊接接、粘接接和机械械加工（包包括切削削加工和和特种加加工）等等常用方方法，非非金属和和复合材材料则另另有各自自的特殊殊成形方方法。4、基本本要求本课程是是机械类类专业

8、的的主干课课程之一一，也是是部分非非机械类类专业通通常开设设的一门门课程。学生在学完本课程之后，应达到以下基本要求： （1）掌掌握各种种热加工工方法的的基本原原理、工工艺特点点和应用用场合，了了解各种种常用的的成形设设备的结结构和用用途，具具有进行行材料热热加工工工艺分析析和合理理选择毛毛坯（或或零件）成成形方法法的初步步能力。 （2）具具有综合合运用工工艺知识识，分析析零件结结构工艺艺性的初初步能力力。 （3）了了解与材材料成形形技术有有关的新新材料、新新工艺及及其发展展趋势。第一章 金属材材料导论论第一节 金属属材料的的性能一、材料料的性能能二、材料料在载荷荷作用下下的力学学行为材料在在载

9、荷(外力)作用下下的表现现(反应应)，人人们习惯惯称之为为力学行行为。材材料在载载荷作用用下，对对于塑性性材料来来说会产产生弹性性变形，塑塑性变形形，直至至断裂。1.弹性性变形当物体体受外力力作用时时产生了了变形，若若除去外外力，物物体发生生的变形形会完全全消失，恢恢复到原原始状态态，这种种变形称称之为弹弹性变形形。2. 塑塑性变形形 当外力力增加到到一定程程度时，物物体发生生的变形形不能完完全消失失而一部部分被保保留下来来，所保保留的变变形称之之为塑性性变形或或永久变变形。3. 断断裂断裂裂前出现现明显宏宏观塑性性变形的的断裂称称为韧性性断裂；在断裂裂前没有有宏观塑塑性变形形的断裂裂行为称称

10、之为脆脆性断裂裂。三、材料料在静载载荷作用用下的 主要力力学性能能指标静载荷是是指加载载方式不不影响材材料的变变形行为为，加载载速率较较为缓和和的载荷荷。 材料在在静载荷荷作用下下的主要要力学性性能指标标有弹性性，刚度度,强度度，塑性性，硬度度等性能能指标可可通过拉拉伸试验验和硬度度试验测测得。.弹性性极限e：材料料产生完完全弹性性变形时时所能承承受的最最大应力力值，以以e表示,单位为为aa。.弹性性模量(E)：材料在在弹性变变形的阶阶段内，直直线的斜斜率，即即产生单单位弹性性应变所所需要的的应力值值，以表示，单单位a。其其大小反反映材料料刚度大大小。材料在外外力作用用下抵抗抗弹性变变形的能能

11、力称为为刚度。强度：材材料在外外力作用用下，抵抵抗塑性性变形和和断裂的的能力。3.屈服服强度（点点）s: 材料产产生屈服服时的最最低应力力值称为为屈服点点，以s表示，单单位为a。它表征了材料抵抗微量塑性变形的能力。4.抗拉拉强度b 材料料在拉断断前所承承受的最最大应力力值，称称为抗拉拉强度，通通常用b表示，单单位a 。它表征了了材料在在拉伸条条件下所所能承受受的最大大应力。抗拉强度度 是脆脆性材料料选材的的依据。5. 塑塑性材料在外外力作用用下，产产生永久久变形而而不引起起破坏的的能力。常用 和 作为为衡量塑塑性的指指标。伸长率：断面收缩缩率:良好的塑塑性是金金属材料料进行塑塑性加工工的必要要

12、条件。（三） 硬度 金属材材料抵抗抗其它更更硬的物物体压入入其内的的能力。 它是衡衡量材料料软硬程程度的力力学性能能指标。材材料的硬硬度越高高其耐磨磨性就越越好，并并且材料料的硬度度与它的的力学性性能和工工艺性能能（如切切削加工工性、焊焊接性能能等）之之间存在在着一定定的对应应关系，所所以硬度度是最常常用的性性能指标标之一。在在一些零零件图中中硬度是是检验产产品质量量的重要要指标。1.布氏氏硬度（HHB）(1)测测试原理理 布氏氏硬度实实验用一一定直径径的钢球球或硬质质合金球球，以相相应的试试验力压压入试样样表面，保保持一定定时间后后，卸除除试验力力，在试试样表面面得到直直径为dd的压痕痕直径

13、，用用试验力力除以压压痕表面面积所得得的值即即为布氏氏硬度值值，用表示示。 计算公公式： (2)测测定条件件 压头为为淬火钢钢球，适适于测定定硬度在在4500以下的的材料，如如结构钢钢、铸铁铁及非铁铁合金等等，以HHBS表表示 ；压头为为硬质合合金，以以HBWW表示，适适于测定定硬度值值在4550以上上的材料料，最高高可测6650HHBW。 (33)表示示方法 例例如：1120HHBS110/110000/300 (44)适用用范围 铸铁、铸铸钢、非非铁金属属材料及及热 处处理后钢钢材毛坯坯或半成成品。.洛氏氏硬度(HR)n (1)测试原原理 n 洛氏硬硬度值用用主载荷荷作用下下试样产产生塑性

14、性变形压压痕深度度BD来来确定 n (2)表示方方法 n 硬度度标尺：HRAA、HRRB、 HHRC，CC标尺最最常用。n 如2550HRRCn (3)适用范范围 n 在批批量的成成品或半半成品质质量检验验中广泛泛使用，也也可测定定较薄工工件或表表面有较较薄硬化化层的硬硬度。常用洛氏氏硬度标标尺的实实验条件件和应用用 前面面为硬度度数值，后后面为使使用的标标尺。最最常用的的是：，三三种。其其中标标尺用的的最多。.维氏氏硬度(HV)(1)测测试原理理 维维氏硬度度试验原原理和布布氏硬度度试验原原理基本本相同。将将顶角为为1366的正四四棱锥金金刚石压压头，在在载荷的的作用下下，压头头进入试试件表

15、面面，保持持一定的的时间后后，卸除除载荷，测测量压痕痕两对角角线长度度d1和d2，求其其平均值值，用于于计算压压痕表面面积。(2)表表示方法法 n 例如如：6440HVV30/20 (3)适适用范围围 n 用用于测量量金属镀镀层薄片片材料n 和化学学热处理理后的表表面硬度度。 n * 各各硬度值值之间大大致有以以下关n 系：布氏氏硬度值值在2000-4450范范围n 内，HBBS(HHBW)=100HRCC；布氏氏硬n 度值小于于4500HBSS，HBBSHV。 四、材料料在动载载荷作用用下的 主要力力学性能能指标动载荷是是指突加加的、冲冲击性的的大小、方方向随时时间而变变化的载载荷。材料在动

16、动载荷作作用下的的力学性性能，包包括冲击击韧性和和疲劳强强度。1冲击击韧性 :材料抵抵抗冲击击载荷作作用下断断裂的能能力。 2疲劳劳强度:指材料料经无数数次交变变载荷作作用而不不断裂的的最大应应力值，用用-1表示示，单位位为Mppa。 它表现现了材料料抵抗疲疲劳断裂裂的能力力。疲劳断裂裂： 零零件在循循环应力力作用下下，在一一处或几几处产生生局部永永久性累累积损伤伤，经一一定循环环次数后后突然产产生断裂裂的过程程。 是由疲疲劳裂纹纹产生扩展展瞬瞬时断裂裂三个阶阶段组成成的。特点：断裂前前无明显显的塑性性变形，很很难事先先察觉到到，断裂裂突然发发生。断裂时时应力很很低，大大多低于于s，属属于低应

17、应力脆断断。第二节 金金属及合合金的结结晶一 金属属的结构构1 金属键 :由金金属正离离子和自自由电子子之间相相互作用用而结合合的方式式称为金金属键。根据金属属键的结结合特点点可以解解释金属属晶体的的一般性性能。 由于于自由电电子的存存在，容容易形成成电流，显显示出良良好的导导电性。 自由由电子的的易动性性和正离离子的振振动使金金属有良良好的导导热性。金属原子子移动一一定位置置后，金金属键不不会遭到到破坏，使使金属具具有很好好的形变变能力和和强度。 自由电电子可以以吸收光光的能量量，因而而金属不不透明。 自由电电子所吸吸收的能能量在电电子回复复到原来来状态时时产生辐辐射，使使金属具具有光泽泽。

18、2. 金金属的晶晶体结构构所有的金金属和合合金都是是晶体晶格原原子排列列形成的的空间格格子晶胞组组成晶格格最基本本的单元元金属的典典型晶体体结构3、晶面面与晶向向晶面：各各个方位位上一系系列原子子组成的的平面。晶向：各各个方向向上的原原子列。1）晶面面指数(hkll)标定过程程2）晶向向指数uvww4金属属的实际际晶体结结构（1）多多晶体结结构 晶晶格位向向（即原原子排列列方向）完完全一致致的晶体体为单晶晶体。实实际使用用的金属属材料包包含有许许多外型型不规则则的小晶晶体，每每个小晶晶体内部部的晶格格位向都都是一致致的，而而各小晶晶体之间间位向却却不相同同，称多多晶体。外形不规规则、呈呈颗粒状

19、状的小晶晶体称为为晶粒。 晶粒粒与晶粒粒之间的的界面称称为晶界界。 （2）晶晶体缺陷陷 在在晶体内内部及边边界存在在原子排排列的不不完整性性，称为为晶体缺缺陷。 按按其几何何形状的的特点，晶晶体缺陷陷可分为为以下三三类： 1)点缺陷陷：是指指三维尺尺寸都很很小，不不超过几几个原子子直径的的缺陷。主主要有空空位和间间隙原子子。2)线缺缺陷： 指指三维空空间中在在二维方方向上尺尺寸较小小，在另另一维方方面上尺尺寸较大大的缺陷陷。属于于这类缺缺陷主要要是位错错。 位位错是晶晶体中的的某处有有一列或或若干列列原子发发生了某某种有规规律的错错排现象象。 它它又分为为刃型位位错、螺型位位错 3)面缺缺陷

20、指指二维尺尺寸很大大而第三三维尺寸寸很小的的缺陷。 通通常是指指晶界和和亚晶界界。 晶 界界：晶粒粒之间的的边界称称为晶界界。 亚晶界：亚晶粒粒之间的的边界叫叫亚晶界界。 亚亚晶粒：尺寸很很小、位位向差也也很小的的小晶块块 。二、 金金属的结结晶过程程1. 金金属的结结晶过程程(1) 金属结结晶的过过冷现象象 (2) 金属的的结晶过过程2铸件件晶粒组组织 铸件的的晶粒组组织是指指铸件的的晶粒形形状和大大小。 一般铸铸件的典典型晶粒粒组织分分为三个个区域。(1)表表层细晶晶粒区 液液态金属属强烈的的过冷，形形成大量量自发晶晶核。 (2)柱柱状晶粒粒区 晶晶轴垂直直于模壁壁的晶粒粒，沿着着枝晶轴轴

21、向模壁壁传热有有利，这这些晶粒粒优先长长大，从从而形成成柱状晶晶粒。 (3)中中心等轴轴晶粒区区 在在锭模心心部的剩剩余液态态金属内内部温差差愈来愈愈小，散散热方向向已不明明显，因因而形成成较粗大大的等轴轴晶粒区区。 细晶强化化的方法法： 1)增加加液态金金属结晶晶时的过过冷度 增大大过冷度度可以使使铸件晶晶粒变小小。2)变质质处理 在在金属液液结晶前前，向金金属液中中加入某某些物质质（称变变质剂），形形成大量量分散的的固态微微粒作为为非自发发形核界界面，或或起阻碍碍晶体长长大的作作用，从从而获得得细小晶晶粒，这这种细化化晶粒的的方法，称称为变质质处理。3)附加加振动 金金属液结结晶时，可可采

22、用机机械振动动，超声声波或电电磁振动动等措施施，使铸铸型中液液体金属属运动，造造成枝晶晶破碎，碎碎晶块起起晶核作作用，从从而使晶晶粒细化化。3、金属属的同素素异晶转转变同素异晶晶转变在固态态下，随随着温度度的变化化，金属属的晶体体结构从从一种晶晶格类型型转变为为另一种种晶格类类型的过过程。一种金属属能以几几种晶格格类型存存在的性性质 称为为同素异异晶性。金属的同同素异晶晶转变是是金属从从一种晶晶格类型型的固态态转变为为另一种种晶格类类型固态态的转变变。它也也是一个个结晶过过程，只只不过这这个结晶晶是在固固态下进进行的，因因此把这这种固态态转固态态的结晶晶称为重重结晶或或二次结结晶。三、合金金的

23、结构构合金 两种种或两种种以上元元素组成成的具有有金属特特性的物物质。成份相同同、结构构相同，并并与其他他部分有有界面分分开的均均匀组成成部分称称为相。 根据结结构特点点不同可可将合金金中的相相分为 ：1、 固溶体合金中晶晶体结构构与组成成元素之之一的晶晶体结构构相同的的固相。据溶质原原子在溶溶剂晶格格中所占占据位置置的不同同固溶体的的性能特特点：具有良好好的塑性性和韧性性，强度度、硬度度较低。2、金属属化合物物合金中其其晶体结结构与组组成元素素的晶体体结构均均不相同同的固相相。金属化合合物的性性能特点点：脆性大、硬硬度高；强度低低；塑性性、韧性性差；高高的熔点点。三、合金金的结晶晶虽然纯金金

24、属在人人类生活活和生产产中获得得了一定定程度的的应用，但但它们的的性能远远不能满满足多方方面的需需求。在在工业中中更广泛泛地被应应用的是是合金。为为了正确确地对各各种合金金进行熔熔铸、锻锻压和热热处理，必必须了解解它们的的熔点和和发生固固态转变变的温度度，并研研究它们们的凝固固进程和和凝固后后的组织织。目前前已测定定出许多多二元合合金系的的成分与与其熔点点及固态态转变温温度的关关系曲线线，并分分析了不不同成分分的合金金在不同同温度下下的组织织状态。合合金相图图就是以以这些试试验结果果为基础础而建立立起来的的。1. 相相图的基基本知识识(1) 相图 合金相相图是一一种能够够反映给给定合金金系中合

25、合金成分分、温度度与其组组织状态态之间关关系的图图形。二元合金金相图是是一个平平面图形形，它表表示由两两个组元元组成的的合金系系统中的的合金平平衡状态态、温度度和成分分之间的的关系。2. 二二元合金金相图 (1)二二元匀晶晶相图 二组元元在液态态无限溶溶解，在在固态无无限固溶溶，并形形成固溶溶体的二二元合金金系所形形成的相相图，称称为二元元匀晶相相图。 这类合合金在结结晶过程程中都是是从液相相中结晶晶出单相相的固溶溶体，这这种结晶晶过程称称为匀晶晶转变。合金的结结晶过程程以Cu-Ni合合金相图图中Nii的含量量Ni=440%为为例说明明其结晶晶过程，当当液态合合金缓慢慢冷却到到与液相相线相交交

26、温度时时开始结结晶，此此时温度度为t11，结晶晶出的固固相Ni为1，1的含镍镍量（Ni）大大于400%；冷冷却到tt2时，LL的成分分L2，相的成分为2；当合金冷却完毕，全部为固相，此时固相成分3即为合金自身的成分。枝晶偏析析实际金属属结晶过过程中，由由于冷却却速度快快，先后后结晶出出来的固固溶体成成分不同同，扩散散来不及及进行，使使得晶粒粒内部化化学成分分不均匀匀的现象象。危害：材材料的力力学性能能，加工工工艺性性，耐蚀蚀性。措施：扩扩散退火火（均匀匀化退火火）（2）共共晶相图图 两两组元在在液态无无限互溶溶，在固固态有限限溶解（或或不溶），并并在结晶晶时发生生共晶转转变所构构成的相相图称为

27、为二元共共晶相图图。 共晶转变变指具有有一定成成分的液液态合金金，在一一定温度度下，同同时结晶晶出两种种不同的的固相的的转变。其其转变产产物为共共晶组织织，或称称共晶体体。 （3）共共析相图图 一定成成分的固固相，在在一定温温度下，同同时析出出两种化化学成分分和晶格格结构完完全不同同的新固固相，这这个转变变过程称称为共析析反应。（4）包包晶相图图 两两组元在在液态下下无限互互溶，在在固态下下有限溶溶解，并并在结晶晶时发生生包晶转转变的相相图，称称为包晶晶相图。 即即由一定定成分的的液相与与一定成成分的固固相在恒恒温下转转变成另另一种一一定成分分的固相相的转变变。由于于新固相相，首先先在L相相与

28、原固固相的相相界上形形核并包包着原固固相长大大，故称称为包晶晶转变。第三节 铁碳合合金相图图一 铁碳碳合金的的基本组组织1、铁素素体（FF） 铁素体 碳（CC）溶入入-Fee中所形形成的固固溶体。 7227 0.002%CC 力学性能能：b = 2500MPaa = 445550% HB = 880 2、奥氏氏体（AA） 奥氏体碳（CC）溶入入-Fee中所形形成的固固溶体。11477 2.006%CC 、7727 00.777%力学性能能：b = 2500 3500MPaa = 440445% HB = 11602000 3、渗碳碳体（FFe3C） 渗碳体 是金金属化合合物。 6.667%CC

29、 力学性能能： b = 30MMPa = 00 HBB = 8000 四、珠光光体（PP） 珠光体 是铁铁素体和和渗碳体体组成的的机械混混合物。 7727 0.77%力学性能能： b = 7500MPaa =255% HB = 1180-2000 五、莱氏氏体（LLe） 莱氏体 是奥奥氏体和和渗碳体体组成的的机械混混合物。 111477 4.33%C 力学性能能： b = 30MMPa = 00 HB = 7700 二、典型型铁碳合合金的结结晶过程程共析钢钢 c=0.77% 亚共共析钢 0.02118%c00.777% 过共共析钢 0.77%(c)2.111% 共晶晶白口铸铸铁 c=44.3%

30、 亚共共晶白口口铸铁 2.11%c44.3% 过共共晶白口口铸铁 4.3%c66.699% 工业业纯铁第四节 钢铁材材料热处处理原理理定义 以以适当的的方式对对金属材材料或工工件加热热、保温温、冷却却，获得得预期的的组织结结构与性性能的工工艺方法法。机床600-700，汽汽车700-800，量量具、刃刃具、模模具、轴轴承1000。1）整体体热处理理 退火火、正火火、淬火火、回火火2）表面面热处理理 表面面淬火、化化学热处处理一、钢在在加热时时的组织织转变1、加热热转变的的理论依依据Fe-Fe33C相图奥氏体化化 钢加热热形成奥奥氏体的的过程。对于加热热:非平衡衡条件下下的相变变温度高高于平衡衡

31、 条条件下的的相变温温度;对于冷却却:非平衡衡条件下下的相变变温度低低于平衡衡 条条件下的的相变温温度.2、奥氏氏体化过过程包括奥氏氏体的形形核、长长大，残残余渗碳碳体的溶溶解和奥奥氏体成成分的均均匀化。二、奥氏氏体在冷冷却时的的组织转转变奥氏体的的冷却转转变，直直接影响响钢热处处理后的的组织和和性能。 常常见的冷冷却方式式有两种种，等温温冷却和和连续冷冷却。1、过冷冷奥氏体体的等温温冷却转转变曲线线俗称C曲曲线或TTTT曲曲线。过冷奥氏氏体 AA1温度以以下不稳稳定的奥奥氏体。等温冷却却曲线三、钢的的普通热热处理 1、钢的的退火(降降低硬度度、消除除应力，细细化晶粒粒)n 完全退火火：亚共共

32、析钢AAc3+300500，缓冷冷到 6600时空冷冷，得到到 F+P；n 等温退火火：同完完全退火火，可节节省时间间；n 球化退火火：过共共析钢AAc1+200300，消除除网状 碳化物物，使之之成为球球状；n 去应力退退火：5500-6500炉冷至至2000后空冷冷， 消除除应力。2、钢的的正火正火目的的：细化化晶粒，提提高强度度 低碳钢钢-提提高硬度度 高碳钢钢消除网网状渗碳碳体 工艺过程程： AAc3、Acccm+330550,保温温后空冷冷优 点：周期短短、能耗耗少3、钢的的淬火淬火钢钢加热到到AC11或（AAC3）以上上，保温温后以适适当方式式冷却，获获得M或或B组织织的热处处理工

33、艺艺。淬火目的的：获得得高硬度度、高耐耐磨性的的马氏体体，提 高钢的的机械性性能。 加热温度度：Acc3、Acc1+300500保温碳 钢：水冷，得得细小MM+A合金钢：油或空空冷，得得M+FFe3C+ A钢经过淬淬火后必必须回火火！回 火火将淬火火钢加热热到A11下某一一温度后后进行冷冷却的热热处理工工艺。回火目的的：消除除应力，防防止工件件开裂回火工艺艺：Acc1以下下保温后后缓冷一、钢的的分类1按化化学成分分分类1）碳素素钢 1）低碳碳钢 C 0.66% 2）合金金钢（1）低低合金钢钢 Me 110% 2. 按按质量分分类 S：使合合金产生生热裂、热热脆缺陷陷P：使合合金产生生冷裂、冷冷

34、脆缺陷陷3）高级级优质钢钢：P、S 0.0300% 3按用用途分类类二、钢的的编号及及应用1结构构钢1）（普普通）碳碳素结构构钢碳素结构构钢的钢钢号用屈屈服强度度表示。这这类钢主主要用于于制造一一般的机机械零件件和工程程构件。Q1955（0.06-0.112%CC）、QQ2155（0.09-0.115%CC）、Q2355（A（00.144-0.22%C）、BB（0.12-0.220%CC）、Q2555（0.18-0.228%CC）、QQ2755（0.28-0.338%CC） 2）优质质碳素结结构钢 这类类钢的有有害杂质质P、SS含量较较低，钢钢的质量量较好，主主要用于于制造各各种较重重要的机机

35、械零件件。钢号号用两位位数字表表示，数数字表示示含碳量量的万分分之几。45 表示示含碳量量是万分分之455（0.45%）08、110、115 冲压压件、焊焊接件。 15、220、225 渗碳碳淬火。 30、335、440、445、550、555 调质质处理。制制造齿轮轮、连杆杆、凸轮轮和轴类类零件。 60、665、770 淬火火+中温温回火，制制造弹簧簧。 3）合金金结构钢钢合金结构构钢种类类繁多，其其钢号的的表示方方法为：两为数数字+元元素符号号+数字字。如：40CCr2MMo4VV、600Si22Mn、338CrrMoAAl 低合金金高强度度结构钢钢低合金高高强度结结构钢是是在低碳碳钢的基

36、基础上加加入少量量合金元元素制得得，其合合金因素素总量不不超过55%，以以Mn为为主要合合金因素素。这类类钢一般般在热轧轧或正火火状态下下使用，不不需再进进行热处处理。广广泛用于于建筑、石石油、化化工、铁铁道、桥桥梁、造造船等工工业部门门。 牌号有有Q2995、QQ3455、Q4460 机械械结构用用合金钢钢用于制造造各种机机械零件件的合金金结构钢钢。又可可分为：合金渗碳碳钢：220Crr、200CrMMnTii、188Cr22Ni44WA合金调质质钢：440Crr、400MnBB、388CrMMoAll合金弹簧簧钢：660Sii2Mnn、500CrVVA 滚动动轴承钢钢滚动轴承承钢是制制造滚

37、动动轴承的的内、外外套圈和和滚珠、滚滚柱的专专用钢种种。常用用牌号有有GCrr9、GGCr115等，含含碳在00.955% - 1.1%，合合金元素素主要是是铬。含0.990-11.255% CCr、11.4-1.665%CCr。 2工具具钢1）碳素素工具碳素工具具钢含碳碳量为00.655-1.35% ，可可制造低低速切削削的刀具具和普通通模具、量量具。常用牌号号有T77、T88、T88Mn、TT9、TT10AA、T111、TT12AA、T113等。2）合金金工具钢钢其牌号表表示方法法是：一一位数字字（或无无数字）+元素符符号+数数字。如如：9SSiCrr、W118Crr4V、55CrNNiM

38、oo等。合金工具具钢又可可分为合合金刃具具钢、合合金模具具钢、和和合金量量具钢。 合金金刃具钢钢指用于于制造各各种刀具具的钢材材。含碳碳量为00.755-1.50%，典型型牌号为为9SiiCr、WW18CCr4VV、W66Mo55Cr44V2。 合金金模具钢钢 模具钢钢是指用用于制造造各种模模具的钢钢材。冷冷做模具具钢如：冲压模模、拉拔拔模等。典典型牌号号为Crr12、CCr122MoVV。热做做模具钢钢如：热热锻模、热热挤压模模、压铸铸模等。典典型牌号号为5CCrMnnMo、55CrNNiMoo。 合金金量具钢钢 在生产产中常用用的量具具有钢板板尺、游游标卡尺尺、卡规规、千分分尺、塞塞规、块

39、块规等。TT10AA、T112A 、CrrWMnn、GCCr155 塑料料模具钢钢3特殊殊性能钢钢1）不锈锈、耐蚀蚀和耐热热钢 不锈锈、耐蚀蚀钢 不锈锈钢是指指在水、空空气、酸酸、碱或或其它介介质中，具具有较强强抵抗腐腐蚀能力力的钢。其其含碳量量低，主主加合金金元素为为Cr、NNi。常常用牌号号有：11Cr113、77Cr117、11Cr117、11Cr118Nii9、00Ci119Nii9、11Cr117Moo等。 耐热热钢 在高高温下具具有良好好的抗氧氧化性和和热强性性钢，耐耐热钢可可分为马马氏体型型、奥氏氏体型和和铁素体体型等几几种，分分别适合合于在6600以以下、7700-7000、接

40、近近10000的高高温状态态下工作作。典型型牌号有有：1CCr133、4CCr9SSi2、44Cr114Nii14WW2Moo、1CCR177。 2）特殊殊物理性性能钢是指在一一定范围围内具有有特殊磁磁、电、弹弹性、膨膨胀等物物理性能能的钢。包包括软磁磁钢、永永磁钢、无无磁钢、特特殊弹性性钢、特特殊膨胀胀钢、高高电阻钢钢和合金金等。材料成形形技术基基础-铸造造金属液态态成型定义：所所谓金属属液态成成型，即即铸造，casting，是将液态金属借助外力充填到型腔中，使其凝固冷却而获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的工艺。注意2个个过程：（1）充充填型腔腔；（22）凝固固冷却实质：液液态金属属（或合合金

41、）充充填铸型型型腔并并在其中中凝固和和冷却。中国古代代三大铸铸造技术术在我国古古代金属属加工工工艺中，铸铸造占着着突出的的地位，具具有广泛泛的社会会影响，像像“模范”、“陶冶”、“熔铸”、“就范”等习语语，就是是沿用了了铸造业业的术语语。劳动动人民通通过世代代相传的的长期生生产实践践，创造造了具有有我国民民族特色色的传统统铸造工工艺。其其中特别别是泥范范、铁范范和熔模模铸造最最重要，称称古代三三大铸造造技术。 泥范范铸造我国自自新石器器晚期，就就进入铜铜石并用用时代。河河北唐山山等地出出土的早早期铜器器，有锻锻打成形形的，也也有熔铸铸成形的的，说明明范铸技技术在我我国源远远流长，很很早就发发展

42、起来来。 熔模铸铸造传传统的熔熔模铸造造一般称称失蜡、出出蜡或捏捏蜡、拨拨蜡。它它和用来来制造汽汽轮机叶叶片、铣铣刀等精精密铸件件的现代代熔模铸铸造，无无论在所所用蜡料料、制模模、造型型材料、工工艺方法法等方面面，都有有很大不不同。但但是，它它们的工工艺原理理是一致致的，并并且现代代的熔模模铸造是是从传统统的熔模模铸造发发展而来来的。青铜：第第一种合合金浇注工具具：浇注注常用工工具有浇浇包、挡挡渣钩等等。手提提浇包和和抬包完完全靠人人力进行行浇注，一一般用于于小铸件件浇注和和生产条条件较差差的车间间。吊包包是由吊吊机来吊吊运，用用人手转转动手轮轮倾转浇浇包进行行浇注工工作。在在盛装金金属液前前

43、，应对对已使用用过的浇浇包进行行清理和和修补，内内表面要要涂覆耐耐火材料料，并对对浇包和和挡渣钩钩等工具具进行烘烘干，以以免降低低铁液温温度及引引起铁水水飞溅。砂型saand mouuld铸铸造工艺艺流程图图型砂mooldiing sannd配制制造型砂型干干燥 工装准备备炉料准准备合金冶冶炼 芯砂coore sannd配制制造芯coore makkingg型芯干干燥合型浇浇注凝固冷冷却落砂sshakkeouut 清清理clleanningg 铸件检检验入库工艺三大大块：冶冶炼，造造型（芯芯）和浇浇注模样是形形成铸型型型腔的的模具，芯芯盒是来来制型芯芯以形成成具有内内腔的铸铸件。为了保证证铸件质质量，在在设计和和制造模模样和芯芯盒时，必必须先设设计出铸铸造工艺艺图，然然后根据据工艺图图的形状状和大小小，制造造模样和和芯盒。在在设计工工艺图时时，要考考虑下列列一些问问题：） 分分型面的的选择