金属工艺学学习包模板.doc

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1、金属工艺学学习包目 录课程任务和学习方法2第一章 金属材料性能1习题 2第二章 金属和合金晶体结构和结晶3习题 5第三章 铁碳合金6习题 7第四章 钢热处理8习题 10第五章 钢铁材料表面热处理习题 第六章 常见工程材料11习题 13第七章 铸造成形14习题 15第八章 锻压成形16习题 17第九章 焊接和胶结成形18习题 21第十章 机械零件材料及毛坯选择和质量检验22习题 24第十一章 金属切削加工基础知识25习题 28第十二章 切削加工方法29习题 31第十三章 机械加工工艺过程基础知识32习题 34第十四章 零件结构工艺性35习题 35第十五章 优异制造技术习题 习题答案 36课程任务

2、和学习方法一、本课程特点1、本课程是一门相关机械零件制造方法及其用材综合性技术基础课。2、本课程实践性很强，学生应主动认真地参与生产实习和实践，才能更有效地掌握本门课程知识，方便为后续专业课程学习和以后生产实践打下很好基础。二、本课程任务1、了解常见工程材料种类、性能及改性方法，初步掌握其应用范围和选择标准。2、掌握关键毛坯成形方法基础原理和工艺特点，含有选择毛坯及工艺分析初步能力。3、掌握多种关键加工方法实质、工艺特点、基础原理和设备；了解零件加工工艺过程，能制订简单制造工艺过程。4、了解零件结构工艺性。三、本课程学习方法1、每章学习时，首先阅读自学指导书，了解本章学习目标中关键内容，和关键

3、、难点所在，以后阅读教材和自学指导书中本章基础内容阅读指导。阅读时要重视对基础概念、基础理论了解，同时要主动开展理论和实践结合。2、每章阅读了解后，要结合复习思索题进行自检，看是否初步掌握基础内容，并要立即完成习题作业，以求达成较牢靠掌握基础内容。3、每章学完后，要闭书回想，循序总结，自测自验。依据记忆和熟练周期，阶段性安排复习，恢复和唤起所学过内容，以求达成深入、全方面、牢靠地掌握所学内容；并加强实践训练，多干、多看、勤思索、多积累。这么才能够良好地完成本课程学习任务。四、阅读教材选择和删减内容1、本课程采取中国机械工业教育协会组编，刘会霞主编金属工艺学教材。2、教材中带第五章钢铁材料表面热

4、处理、第十五章优异制造技术为加宽内容，为非必读内容，读者可依据需要学习，但不计入要求课时内和考试范围。第1章 金属材料性能一、学习目标1、清楚金属材料性能包含哪些内容。2、掌握金属材料力学性能各项指标概念，符号及表示方法，应用条件和范围。3、了解金属材料物理、化学性能及应用。二、基础内容1、金属材料性能1）使用性能包含：力学性能、物理性能、化学性能。2）工艺性能包含：铸造性能、铸造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。2、载荷概念1）静载荷：大小不变或变动很慢载荷。2）冲击载荷：忽然增加或消失载荷。3）疲惫载荷：周期性动载荷。3、金属材料力学性能各项指标概念 符号及表示方法 应用条件和范围

5、1）强度概念：金属材料在载荷作用下抵御塑性变形或断裂能力。符号表示：屈服强度s材料产生屈服时最小应力。单位为Mpa。 抗拉强度b材料拉断前所承受最大应力。单位为Mpa。应用条件和范围：设计机械零件和选材关键依据。2）塑性概念：金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不停裂能力。符号表示：断后伸长率 试样拉断后，标距长度相对伸长率。 断面收缩率试样拉断后，试样截面积相对收缩率。应用条件和范围：材料进行压力加工时选材关键依据。3）硬度概念：材料表面局部体积内抵御另一物体压入时变形能力。符号表示：布氏硬度HB 洛氏硬度HR 应用条件和范围：布氏硬度关键用于测量灰铸铁、有色金属和经过退火、正火和调质钢材等材

6、料。HBS适于测量硬度值小于450材料，HBW适于测量硬度值小于650材料。洛氏硬度计可测定软金属材料，也可测定硬金属材料。HRA关键用于测量硬质合金、表面淬火钢；HRB关键用于测量软钢、退火钢、铜合金等；HRC关键用于测量通常淬火钢。4）冲击韧度概念：金属材料抵御冲击载荷载荷作用而不破坏能力。符号表示：冲击吸收功Ak。 冲击韧度ak。应用条件和范围：冲击韧度值通常只作为选材时参考，不能作为计算依据。材料数次冲击抗力关键取决于塑性；冲击能量地时，关键取决于强度。5）疲惫强度概念：金属材料在数次反复交变载荷作用下而不发生断裂最大应力。符号表示：疲惫强度-1应用条件和范围：黑色金属循环周次107次

7、方，有色金属和一些高强钢循环周次108次方。三、本章关键金属材料力学性能各项指标概念，符号及表示方法，应用条件和范围。四、习题一、填空题1、金属性能包含（ ）性能和( )性能。2、材料工艺性能包含（ ）、（ ）、( )、( )和（ ）。3、填写下列力学性能指标符号：屈服点（ ）、洛氏硬度A标尺（ ）、抗拉强度（ ）、断后伸长率( )。二、判定题1、塑性变形随载荷去除而消失。（ ）2、当布氏硬度试验条件相同时，压痕直径愈小，金属硬度愈低。（ ）三、选择题1、做疲惫试验时，试样承受载荷是（ ）A 静载荷 B 冲击载荷 C 循环载荷2、金属( )愈好，则其铸造性能愈好。A 强度 B 塑性 C 硬度四

8、、名词解释强度 硬度 塑性 冲击韧性 疲惫强度五、简答题1、为何疲惫断裂对机械零件危害最大？怎样提升零件疲惫强度？第2章 金属和合金晶体结构和结晶一、学习目标1、了解晶格、晶胞、实际金属多晶体结构、结晶等概念。2、掌握金属晶体三种常见晶格类型：面心立方、体心立方和密排六方晶格。3、掌握实际金属点、线、面缺点和金属力学性能关系。4、掌握纯金属结晶过程，过冷度和晶粒大小对力学性能影响，细化晶粒措施。5、掌握合金基础概念，了解固溶体和金属间化合物概念。6、了解二元合金相图建立，了解合金结晶过程。二、基础内容1、金属晶体结构基础知识1）晶格、晶胞概念：晶格一：用来描述原子在晶体中排列形式假想空间格架。

9、晶胞：晶格中能代表晶体结构特征最小组成几何单元。2）金属晶体结构常见三种晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。3）金属实际晶体结构：实际金属晶体结构是多晶体结构；实际金属晶体结构内部存在晶体缺点。晶体缺点包含：点缺点、线缺点、面缺点。点缺点即空位、间隙原子和置换原子；线缺点即位错；面缺点即晶界和亚晶界。晶体缺点会使金属内部晶格发生晶格畸变，产生内应力；金属性能发生改变，强度、硬度增加。晶体缺点是强化金属手段之一2、金属结晶：1）纯金属结晶过程。结晶概念：凝固时原子在物质内部做有规则排列。过冷度：金属实际结晶温度低于理论结晶温度差值。结晶过程：液态金属结晶是不停生成晶核和晶核不停长

10、大，直至完全结晶成固态过程。2）金属结晶后晶粒大小。晶粒大小对金属力学性能影响：细晶粒金属含有较高强度和韧性。细化晶粒方法：增大形核率，抑制长大速率。常见方法有：增加过冷度；变质处理；振动等。3、合金晶体结构1）合金基础概念：合金：一个金属元素和其它金属元素和非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法结合成含有金属特征物质。组元：组成合金最基础独立物质。能够是金属、非金属元素或稳定化合物。相：合金中含有同一聚集状态，同一个结构和性质均匀组成部分。组织：用肉眼或借助显微镜观察到材料晶粒内部组成相数量、形态、大小和分布状态。2）合金组织：固溶体：合金由液态结晶成固态时，一组元溶解在另一组元中，形成均匀固相

11、。占关键地位元素叫溶剂，被溶解元素叫溶质。固溶体晶格类型保持溶剂晶格类型。因为溶质原子融入，容剂晶格发生畸变，使塑性变形阻力增加，造成金属强度、硬度提升，塑性、韧性有所下降，这种现象称为固溶强化。金属间化合物：合金组员间发生相互作用而形成含有金属特征新相，它晶格类型和性能不一样于任一组元。金属间化合物含有高熔点、高硬度、脆性大特点，在合金中关键作为强化相，用以提升材料强度、硬度和耐磨性，但塑性、韧性有所降低。机械混合物：两种或两种以上相按一定质量分数组合成物质。经过调整固溶体中容质含量和金属间化合物数量、大小、形态和分布情况，能够改变合金力学性能。3）合金结晶：二元合金相图建立：相图是表示在极

12、其缓慢冷却条件下合金系中多种合金状态和温度、成份之间关系简明图解。它是经过试验方法建立。二元合金相图分析：相图横坐标表示二元合金成份分数，纵坐标表示温度；特征点：纯金属熔点；特征线：液相线、固相线。二元合金结晶过程：液相线以上温度，合金为液相抵达液相线，合金开始结晶液相线、固相线之间，合金液相、固相共存抵达固相线及一下，合金为固相。三、本章关键1、 金属晶体结构。2、合金晶体结构。四、习题一、填空题1、晶体和非晶体根本区分在于（ ）。2、金属晶格常见基础类型有（ ）、（ ）、（ ）三种。3、实际金属晶体缺点有（ ）、（ ）、（ ）三种。4、金属晶粒愈细小，其强度（ ），塑性、韧性（ ）。二、判

13、定题1、不管是纯金属，还是合金，其结晶过程全部是恒温过程。（ ）2、金属结晶过程是晶核形成和晶核长大过程。（ ）3、一个金属元素和其它金属元素或非金属元素，经熔炼、烧结或其它方法结合成物质叫合金。（ ）三、选择题1、通常来说，细晶粒金属含有（ ）强度和韧性。A 较高 B 较低 C 中等2、实际金属结晶温度通常全部（ ）理论结晶温度。A 高于 B 低于 C 等于四、名词解释晶体 晶体缺点 结晶 合金 固溶体 金属间化合物五、简答题1、实际金属中存在晶体缺点对金属力学性能有何影响？2、为何期望得到细小晶粒组织？怎样细化晶粒？第3章 铁碳合金一、 学习目标1、熟悉铁碳合金基础组织特点。2、熟悉铁碳相

14、图中相、特征点和特征线。3、熟悉经典铁碳合金结晶过程和组织转变。4、掌握含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能影响。二、基础内容1、铁碳合金基础组织1）纯铁同素异构转变：-Fe：1394以上固态铁，体心立方晶格。-Fe：1394912固态铁，面心立方晶格，。-Fe：912 以下固态铁，体心立方晶格。2）铁碳合金基础组织：铁素体：碳溶于-Fe中所形成间隙固溶体，用符号F表示。力学性能：塑性、韧性很好，强度、硬度低。奥氏体：碳溶于-Fe中所形成间隙固溶体，用符号A表示。力学性能：有良好塑性，强度、硬度较低。渗碳体：是铁和碳组成含有复杂晶格结构间隙化合物，用符号Fe3C表示。力学性能：塑性、韧性几乎为零

15、，硬度很高。珠光体：是铁素体和渗碳体机械混合物，用符号P表示。力学性能：介于铁素体和渗碳体之间，即综合性能良好。莱氏体：1148727时为奥氏体和渗碳体机械混合物，用符号Ld表示；727 及以下时为珠光体和渗碳体机械混合物，用符号Ld表示。力学性能：和渗碳体相同，即硬度高、塑性差。2、铁碳合金相图1）相图分析：铁碳合金相图中相：液相、铁素体、铁素体、奥氏体和渗碳体。铁碳合金相图中特征点：C、E、P、S。铁碳合金相图中特征线：ECF线、ES线、PSK线、GS线。2）经典铁碳合金结晶过程和组织转变：工业纯铁：含碳量0.0218%，室温平衡组织F。亚共析钢：含碳量0.0218%0.77%2.11%，

16、室温平衡组织F+Fe3C。亚共晶白口铸铁：含碳量2.11%4.3%，室温平衡组织P+ Fe3C+ Ld。共晶白口铸铁：含碳量4.3%，室温平衡组织Ld。过共晶白口铸铁：含碳量4.3%6.69%，室温平衡组织Fe3C+ Ld。3）含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能影响：对平衡组织影响：伴随含碳量增加，铁素体不停降低，渗碳体不停增加，渗碳体形态和分布有所改变。对钢力学性能影响：伴随钢中含碳量增加，钢强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，但当含碳量超出0.9%时，强度显著下降。三、本章关键含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能影响。四、习题一、填空题1、写出铁碳合金组织符号：铁素体（ ）、奥氏体（ ）、渗碳

17、体（ ）、珠光体（ ）。2、铁碳合金能够分为（ ）、（ ）、（ ）三种。3、写出三种钢含碳量：亚共析钢（ ）、共析钢（ ）、过共析钢（ ）。二、判定题1、碳溶于-Fe中形成间隙固溶体，称为奥氏体。（ ）2、渗碳体含碳量是6.69%。（ ）3、碳在- Fe中最大溶解度为2.11%。（ ）三、选择题1、铁素体为（ ）晶格。A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方2、奥氏体为（ ）晶格。A 体心立方 B 面心立方 C 密排六方3、渗碳体为（ ）晶格。A 复杂 B 面心立方 C 密排六方四、名词解释同素异构转变 铁素体 奥氏体 渗碳体五、简答题1、简述含碳量对钢组织和力学性能影响。第4章 钢热处理一、

18、 学习目标1、了解钢在加热和冷却时组织转变；2、掌握钢退火、正火、淬火、回火工艺特点、关键目标和用途；3、了解钢表面热处理。二、基础内容1、钢在加热和冷却时组织转变1）钢在加热时组织转变：钢奥氏体化：把钢加热到临界温度以上，由室温下组织转变为奥氏体。其过程是：奥氏体晶核生成、晶核长大、残余渗碳体溶解和奥氏体均匀化。奥氏体晶粒长大及其控制：加热温度愈高和保温度时间愈长，奥氏体晶粒长愈粗大，冷却后钢性能愈差，所以要控制奥氏体晶粒大小。在加热温度相同时，加热速度愈快，保温时间愈短，奥氏体晶粒愈小。2）钢在冷却时组织转变：等温冷却转变：将奥氏体化钢快速冷却到临界温度以下给定温度等温保持，使过冷奥氏体发

19、生组织转变，待转变完成后再冷却到室温。共析钢等温冷却转变产物：在A1550之间温度等温冷却，转变产物为珠光体组织，内部铁素体和渗碳体呈片状，间距愈小，性能愈好；在550Ms之间温度等温冷却，转变产物为贝氏体组织，下贝氏体组织含有较高强度和硬度、塑性和韧性；在Ms以下温度等温冷却，转变产物为马氏体组织，低碳板条状马氏体含有较高硬度和强度、很好塑性和韧性，高碳针片状马氏体含有很高硬度、但塑性和韧性很差，脆性大。 连续冷却转变：将奥氏体化钢在温度连续下降过程中使过冷奥氏体发生组织转变，冷却速度不一样，转变产物也不一样。2、钢退火和正火:1）钢退火：将钢加热到合适温度，保温一定时间，随即缓慢冷却取得靠

20、近平衡组状态组织。退火目标：消除偏析、细化组织、降低硬度、提升塑性、消除残余应力。应用：完全退火用于铸、锻、焊、轧件及中碳钢和中碳合金钢；球化退火用于高碳钢锻轧件；去应力退火用于铸、锻、焊、轧件。2）钢正火：将钢加热到Ac3或Acm以上3050温度，保温一定时间，随即在静止空气中冷却热处理工艺。正火目标：消除网状渗碳体、细化组织、改善切削加工性能、降低应力。应用：用于中、低碳钢提升硬度，改善切削加工性能；用于高碳钢消除网状渗碳体、为球化退火做准备。3、钢淬火和回火1）钢淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上3050温度，保温一定时间，随即以大于临界冷却速度进行冷却热处理工艺。淬火目标：取得马氏体或

21、贝氏体组织，以提升钢硬度和耐磨性。应用：用于中、高碳钢及中、高碳合金钢提升硬度和耐磨性。2）淬火钢回火：将钢加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后冷却到室温热处理工艺。回火种类和应用：（1）低温回火(150250）目标是消除淬火应力，保持硬度和耐磨性，常见于刃、量、冷模具，轴承、表面淬火件。（2）中温回火(350500）目标是提升韧性和弹性，保持一定硬度，常见于弹簧、热模具等件。（1）高温回火(500650）目标是取得良好综协力学性能，常见于关键构件，如传动轴、齿轮、曲轴、连杆等件。淬火及高温回火复合热处理工艺称为调质。4、钢表面热处理1）钢表面淬火：仅对工件表层进行淬火工艺，称为表面淬火。

22、它是利用快速加热使钢件表层快速达成淬火温度，不等热量传到心部就立即淬火冷却，从而使表层取得马氏体组织，心部仍为原始组织。常见有感应加热表面淬火和火焰加热表面淬火。感应加热表面淬火通常见于中碳钢或中碳合金钢。火焰加热表面淬火是用于单件或小批生产大型零件和需要局部淬火工具和零件。2）钢化学热处理：钢表面热处理是将工件至于一定温度活性介质中保温，是一个或多个元素渗透它表层，以海边其化学成份，组织和性能工艺。常见有渗碳、渗氮和碳氮共渗。钢渗碳：目标是提升表层碳含量，经过淬火和低温回火，提升工件表面硬度、耐磨性和疲惫强度。常见材料为低碳钢或低碳合金钢。钢渗氮：目标是提升工件表面硬度、耐磨性和疲惫强度、耐

23、蚀性及热硬性。常见材料为含有Al、Cr、Mo合金钢。三、本章关键 钢退火、正火、淬火、回火工艺特点和应用。 四、习题一、填空题1、钢整体热处理分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。2、热处理工艺过程由（ ）、（ ）、（ ）三个阶段组成。3、常见冷却淬火方法有（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火、（ ）淬火。4、按回火温度不一样可将回火分为（ ）回火、（ ）回火、（ ）回火。5、表面淬火方法有（ ）表面淬火、（ ）表面淬火。二、判定题1、淬火后钢，伴随回火温度增高，其强度和硬度也增高。（ ）2、钢中碳质量分数越高，其淬火加热温度越高。（ ）3、钢晶粒因过热而粗化时，就有变脆倾向。（ ）4、低碳钢可用

24、正火替换淬火，以改善其切削加工性能。（ ）5、钢化学热处理种类很多，通常以渗透元素来命名。（ ）三、选择题1、调制处理就是（ ）热处理。A 淬火+高温回火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火2、球化退火用于（ ）锻轧件。A 亚共析钢 B 过共析钢 C 合金钢3、低温回火目标是（ ），中温回火目标是（ ），高温回火目标是（ ）。A 保持淬火钢高硬度和耐磨性 B 提升钢弹性和韧性 C 是钢含有良好综协力学性能4、零件渗碳后，通常需经（ ）处理，才能达成表面高硬度计耐磨性目标。A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质5、低温回火常见于（ ），中温回火常见于（ ），高温回火常见于（ ）热处理。A 刃

25、、量、模具等 B 弹簧等 C 关键传动件等6、化学热处理和其它热处理方法根本区分是（ ）。A 加热温度 B 组织改变 C 改变表面化学成份四、名词解释热处理 淬硬性 淬透性 化学热处理五、简答题1、退火目标是什么？2、工件淬火后为何要立即回火？3、什么是表面淬火？其目标是什么？4、渗碳目标是什么？为何渗碳后一定要淬火和低温回火？第6章 常见工程材料二、 学习目标1、 了解钢分类、牌号和用途。2、 了解铸铁分类、牌号和用途。3、 了解铜及铜合金、铝及铝合金分类、牌号和用途。三、 基础内容1、 工业用钢1）常存元素对钢性能影响：锰和硅存在钢中，大部分溶于铁素体中，能提升钢强度和硬度，是有益元素。硫

26、和磷是有害杂质，硫会造成钢在热加工时开裂，磷会引发冷脆。2）钢分类、牌号和用途：钢分类：按成份、用途、质量分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢和特殊性能钢。钢编号：（国家标准要求，书中作了介绍，此处不多作赘述。）钢用途：（参看教材，要求基础做到从钢编号能够判定出钢类别、大致成份和关键用途。）2、铸铁铸铁分类、牌号和用途：铸铁分类：依据碳在铸铁中存在形式和石墨形态，可将铸铁分为灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁等。铸铁编号：（国家标准要求，书中作了介绍，此处不多作赘述。）铸铁用途：（参看教材，要求基础做到从铸铁编号能够判定出铸铁类别、大致成份和关键用途。）2、 非

27、铁合金1）铝合金分类、牌号和用途：铝合金分类：按成份和工艺特点分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金有防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝合金；铸造铝合金有铝硅系、铝铜系、铝镁系、铝锌系。 铝合金牌号：（国家标准要求，书中作了介绍，此处不多作赘述。）铝合金用途：（参看教材，要求基础做到从铝合金编号能够判定出铝合金类别、大致成份和关键用途。）2）铜合金分类、牌号和用途：铜合金分类：按加入合金元素分为黄铜、白铜、青铜。 铜合金牌号：（国家标准要求，书中作了介绍，此处不多作赘述。）铝合金用途：（参看教材，要求基础做到从铜合金编号能够判定出铜合金类别、大致成份和关键用途。）三、本章关键1、钢分类、牌号和用途。

28、四、习题一、填空题1、钢中常存杂质元素有硅、锰、硫、磷，其中（ ）、（ ）是有益元素，（ ）、（ ）是有害元素。2、按用途分类，钢能够分为（ ）、（ ）、（ ）三种。3、低碳钢碳质量分数是（ ）、中碳钢碳质量分数是（ ）、高碳钢碳质量分数是（ ）。4、45钢按用途分类属于（ ），T10钢按用途分类属于（ ）。5、依据碳在铸铁中存在形式及石墨形态，铸铁分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。二、判定题1、碳素工具钢全部是优质或高级优质钢。（ ）2、40Cr是最常见合金调质钢。（ ）3、铸铁牌号全部是由HT加一组数字组成。（ ）三、选择题1、在下列三种钢中，（ ）钢弹性最好，（ ）钢硬度最大，（ ）钢

29、塑性最好。A T10 B 20 C 652、选择制造下列零件材料，冷冲压件（ ）；齿轮（ ）；小弹簧（ ）。A 08F B 70 C 453、将下列合金钢牌号归类，合金弹簧钢（ ）；合金模具钢（ ）；轴承钢（ ）。A GGr15 B 60Si2Mn C Cr12MoV4、为下列零件正确选材，机床主轴（ ）；板弹簧（ ）；坦克履带（ ）。A 40Gr B 60Si2MnA C ZGMn13-35、为下列零件正确选材，汽车变速齿轮（ ）；储酸槽（ ）；滚动轴承（ ）。A 1Cr18Ni9Ti B GGr15 C 20CrMnTi6、为下列零件正确选材，机床床身（ ）；汽车后桥外壳（ ）；柴油机曲轴

30、（ ）。A QT700-2 B KTH350-10 C HT300四、简答题1、比较一般钢和灰铸铁在性能上区分和承载用途特点。第7章 铸造成形一、学习目标1、熟悉在铸造应用范围。2、熟悉合金铸造性能。3、掌握手工造型方法特点和应用。4、了解特种铸造。5、了解铸件结构工艺性。二、基础内容1、铸造成形工艺基础1）合金流动性和充型能力：流动性好合金，充型能力强，易取得形状完整、尺寸正确、轮廓清楚、壁薄和形状复杂铸件。灰铸铁流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢最差。2）合金收缩：液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松关键原因，固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹关键原因。3、 铸造成形方法1） 砂型

31、铸造：多种手工造型方法特点和应用，见书中表7-1。铸件常见缺点特征及产生原因，见书中表7-22） 特种铸造：熔模铸造工艺过程：制母模压型制蜡模制壳焙烧浇注清理。熔模铸造特点：铸件尺寸精度及表面质量高，降低切削、节省材料，适于铸熔点高、难切削加工材料。3、铸件结构工艺性1）砂型铸造对铸件结构设计要求：降低和简化分型面；外形努力争取简单对称；有结构斜度；有利于节省型芯及型芯定位、固定、排气和清理。2）合金铸造性能对铸件结构设计要求：铸件壁厚要合理、壁厚应均匀、有铸造圆角和过渡连接、尽可能避免过大平面。三、本章关键手工造型方法特点和应用。四、习题一、填空题1、合金铸造性能关键是指（ ）、（ ）、（

32、）、（ ）。2、合金收缩过程分为（ ）、（ ）、（ ）三个阶段。3、铸件产生缩孔和缩松关键原因是（ ）收缩和（ ）收缩。4、铸件产生内应力、变形和裂纹关键原因是（ ）收缩。二、判定题1、机器造型不能进行三箱造型。（ ）2、铸造造型时，模样尺寸和铸件尺寸一样大。（ ）三、选择题1、下列铸造合金中，铸造性能最好是（ ），铸造性能最差是（ ）。A 铸钢 B 铸铁 C 铸铜2、下列铸件大批量生产时，采取什么方法铸造为宜？车床床身（ ）、汽轮机叶片（ ）、铸铁水管（ ）。A 砂型铸造 B 熔模铸造 C 离心铸造四、简答题1、砂型铸造工艺对铸件结构设计有哪些要求？2、合金铸造性能对铸件结构设计有哪些要求？

33、3、下图中砂型铸造铸件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。第8章 锻压成形一、学习目标1、了解锻压成形基础知识。2、掌握简单轴、盘、环类锻件自由锻工艺规程制订。3、熟悉锤上模锻工艺过程。4、熟悉板料冲压工艺特点。二、基础内容1、锻压成形基础知识1）塑性变形对金属性能影响：伴随变形程度增加，强度和硬度提升而塑性和韧性下降现象称为冷变形强化。经过再结晶退火，可消除冷变形强化。2）铸造流线及铸造比：铸造流线是金属性能呈各项异性：沿着流线方向拉伸时，有较高抗拉强度；沿着流线垂直方向剪切时，有较高抗剪强度。铸造比愈大，热变形程度愈大，金属性能改善愈显著，铸造线愈显著。3）合金铸造性能：内在原因：对钢

34、来讲，含碳量愈低，铸造性能愈好，合金元素和多，铸造性能愈差，含硫量和含磷量愈多，铸造性能愈差。2、自由锻1）自由锻基础工序：包含：敦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转等。 2）自由锻工艺规程制订：包含：绘制锻件图、计算坯料质量及尺寸、选择铸造工序。 3）自由锻锻件结构工艺性要求：避免锥面和斜面；避免加强肋、工字形、椭圆和复杂截面；避免非平面交接结构。3、模锻1）模锻优点：和自由锻相比，断件尺寸和精度比较高，加工余量少，节省工时和材料；铸造流线分布合理，生产率高。2）锤上模锻：锻模：分为模锻模膛和制坯模膛。模锻模膛包含终锻模膛和预锻模膛；制坯模膛包含拔长模膛、滚压模膛、弯曲模膛和切断模膛。模锻工艺

35、规程：包含绘制模锻件图、计算坯料尺寸、确定模锻工步、选择设备和安排修整工序。绘制模锻件图注意分型面、加工余量、模锻斜度、模锻圆角和冲孔连皮等。常见修整工序有切边、冲孔、精压等。模锻件结构设计：要有合理分模面、模锻斜度和圆角半径；配合表面要留有加工余量，非配合表面可不留加工余量；避免截面相差过大，薄壁、高筋、凸起等结构；避免深孔和多孔结构；降低余块，简化模锻工艺。4、板料冲压1）冲压工序：板料冲压工序:分为分离工序和变形工序。分离工序包含落料、冲孔、修整、剪切。变形工序包含弯曲、拉伸、翻边、成形等。2）冲模：按组合方法分为单工序模、级进模、组合模三种。三、本章关键简单经典零件自由锻工艺过程。 四

36、、习题一、填空题1、当沿着铸造流线方向拉伸时，有（ ）抗拉强度；当沿着垂直铸造流线方向剪切时，有（ ）抗剪强度。2、自由锻工序可分为（ ）工序、（ ）工序、（ ）工序三大类。3、模锻按使用设备不一样，可分为（ ）模锻、（ ）模锻、（ ）模锻三种。4、板料冲压工序可分为（ ）工序，（ ）工序两大类。二、判定题1、金属冷塑性变形后，强度和硬度下降，而塑性和韧性提升。（ ）2、铁在400时加工属于热加工。（ ）3、对于钢来讲，含硫量和含磷量愈多，则铸造性能愈好。（ ）三、选择题1、下列材料中，（ ）铸造性能最好，（ ）铸造性能最差。A 铸铁 B 低碳钢 C 合金钢2、板料冲裁时，被分离部分成为成品或

37、坯料，称为（ ）；被分离部分成为废料，称为（ ）。A 冲裁 B 落料 C 冲孔四、名词解释热变形 冷变形五、简答题1、什么叫冷变形强化？2、以圆钢为坯料，自由锻制带孔圆环形、圆筒形锻件，其铸造工序有何异同？3、下图中自由锻锻件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。第9章 焊接和胶接成形一、学习目标1、了解焊接实质、焊接方法分类和特点。2、了解电弧焊焊接接头组织和性能，了解焊接应力和变形。3、掌握常见焊接方法过程、特点和应用。4、掌握结构钢焊条选择。5、了解电渣焊、电阻焊、钎焊特点和应用。6、熟悉常见金属材料焊接性及焊接工艺特点。7、掌握焊接结构工艺性。8、了解胶接基础原理、胶粘剂和胶接工艺特

38、点。二、学习内容1、焊接实质、焊接方法分类和特点1）焊接实质：焊件接头经过加热或加压，或并用，使焊件达成原子间结合工艺方法。2）焊接方法分类：按焊接过程特点可分为熔焊、压焊、钎焊三大类。3）焊接特点：优点有连接性能好，密封性能好，省工料，成本低，可简化工艺等。不足之处有不能拆卸，更换修理不方便，接头组织性能变差，存在焊接应力及缺点，易产生变形等。2、焊接接头1）焊接接头组织和性能：焊接接头有焊缝、熔合区、热影响区组成。焊缝组织是柱状晶体铸造组织，因为合金化作用，性能不低于母材。熔合区组织是粗大晶粒铸态组织，性能是焊接接头中最差区域之一。热影响区分为过热区、正火区和部分相变区。过热区组织是粗大晶

39、粒过热组织，性能是热影响区中最差部位；正火区组织是细小晶粒均匀组织，性能优于母材；部分相变区组织是晶粒大小不均匀组织，性能稍差于母材。2）焊接应力和变形：产生原因：因为焊件在焊接时是不均匀局部加热和冷却，造成焊件热胀冷却速度和组织改变前后不一致，从而造成焊接应力和变形产生，影响焊件质量。焊接变形基础形式：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形。预防变形工艺方法：反变形法、刚性固定法、合理安排焊接次序、焊前预热，焊后处理。焊接变形矫正方法：机械矫正法、火焰矫正法。4、 常见焊接方法1） 手工电弧焊：特点和应用：含有设备简单、操作灵活、对接头要求不高、焊接条件和位置不限、成本低、应用广泛，

40、但有强烈弧光和烟尘、劳动条件差、效率低、对工人技术水平要求高，焊接质量不稳定。通常见于单件小批生产中焊接碳素钢、低合金结构钢、不锈钢及铸铁补焊。焊条：由焊芯和药皮组成，焊芯起导电和填充金属作用，药皮起保护、冶金作用。焊条按溶渣化学性质分为酸性焊条和碱性焊条，按用途分为十一大类。焊接通常碳素结构钢、低合金结构钢结构，选择强度等级相同焊条，焊接特殊性能钢结构，选择成份相同或相近焊条，焊接承受动载、交变载荷、冲击载荷结构，选择碱性焊条，焊接承受静载结构，选择酸性焊条。2） 气体保护焊：氩弧焊特点及应用：氩弧焊含有保护效果好、焊缝成形美观、焊缝质量优良、明弧焊接易于观察、温度轻易控制、焊接变形小、易于实现自动焊接、氩气较贵，成本高。氩弧焊适适用于焊接易氧化有色金属和合金钢。CO2焊特点