最新机械制造基础复习jd

1、 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第一部分 工程材料材料的力学性能新标准新标准新标准(gb/t 228(gb/t 228(gb/t 2282002)2002)2002)旧标准旧标准旧标准(gb/t (gb/t (gb/t 2282282281987)1987)1987)性能名性能名性能名称称称符符符 号号号性能性能性能名称名称名称符符符 号号号弹性极弹性极弹性极限限限r r re e e弹性弹性弹性极限极限极限 e e e屈服屈服屈服点点点s s s上屈服上屈服上屈服强

2、度强度强度r r reheheh上屈上屈上屈服点服点服点sususu下屈服下屈服下屈服强度强度强度r r relelel下屈下屈下屈服点服点服点slslsl抗拉强抗拉强抗拉强度度度r r rmmm抗拉抗拉抗拉强度强度强度b b b断后伸断后伸断后伸长率长率长率a a a，a a a，a a ax maxx maxx max断后断后断后伸长伸长伸长率率率5 5 5，101010，x maxx maxx max一、静态力学性能一、静态力学性能一、静态力学性能力学性能力学性能力学性能： -曲线曲线曲线硬度：硬度：硬度：hbhbhb、hrchrchrc、hvhvhv二、动态力学

3、性能二、动态力学性能二、动态力学性能 k k k、 -1-1-1 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第一部分 工程材料 结构 外来晶核（变质处理）外来晶核（变质处理）外来晶核（变质处理） 提高冷却速度提高冷却速度提高冷却速度 振荡振荡振荡 结晶过程：形核、长大结晶过程：形核、长大结晶过程：形核、长大晶粒大小控制晶粒大小控制晶粒大小控制细晶强化细晶强化细晶强化 结晶结晶结晶 理想晶体理想晶体理想晶体晶胞、晶面、晶向晶胞、晶面、晶向晶胞、晶面、晶向三种晶格三种晶格三种晶格三种

4、晶格三种晶格三种晶格 （纯）（纯）（纯）金属金属金属金属金属金属晶体晶体晶体组元组元组元 实际晶体实际晶体实际晶体区别：缺陷区别：缺陷区别：缺陷塑变基础塑变基础塑变基础 其它元素其它元素其它元素合金合金合金固溶体（间隙固溶、置换固溶体（间隙固溶、置换固溶体（间隙固溶、置换固溶）固溶）固溶）晶格畸变晶格畸变晶格畸变 碳碳碳 弥散强化（第二弥散强化（第二弥散强化（第二相强化）相强化）相强化） 固溶强化固溶强化固溶强化 铁碳合金铁碳合金铁碳合金 钢钢钢 铸铁铸铁铸铁铁素体（铁素体（铁素体（f f f） 奥氏体（奥氏体（奥氏体（a a a） 珠光体（珠光体（珠光体（p p p） 相图：结晶、溶解度、相

5、图：结晶、溶解度、相图：结晶、溶解度、相图：结晶、溶解度、相图：结晶、溶解度、相图：结晶、溶解度、表象点信息（相、成分、表象点信息（相、成分、表象点信息（相、成分、表象点信息（相、成分、表象点信息（相、成分、表象点信息（相、成分、相对量相对量相对量相对量相对量相对量- - -杠杆定律）、杠杆定律）、杠杆定律）、杠杆定律）、杠杆定律）、杠杆定律）、三相反应三相反应三相反应三相反应三相反应三相反应 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院不同晶格类型中的滑移面体心立方晶格体心立方晶

6、格体心立方晶格体心立方晶格体心立方晶格体心立方晶格 ：六个滑移面：六个滑移面：六个滑移面：六个滑移面：六个滑移面：六个滑移面 、每滑移面上有两个滑移方向共有、每滑移面上有两个滑移方向共有、每滑移面上有两个滑移方向共有、每滑移面上有两个滑移方向共有、每滑移面上有两个滑移方向共有、每滑移面上有两个滑移方向共有十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系面心立方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共面心立方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共面心立方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共面心立方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共面心立

7、方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共面心立方晶格：四个滑移面、每个滑移面上有三个滑移方向共十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系十二个滑移系密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向密排六方晶格：只有一个滑移面，此面上有三个滑移方向 晶体通过位错移动产生滑移晶体通过位错移动产生滑移晶体通过位错移动产生滑移晶体通过位错移动产生滑移晶体通过位错移动产生滑移晶体

8、通过位错移动产生滑移 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院细晶强化 多晶体滑移阻力大，故强度较单晶体高，且晶粒愈细，强度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈细，变形被分散到更多的晶粒内进行，每晶粒变形也较均匀，所以塑性、韧性也愈好。 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院塑性变形对金属组织性能的影响塑性变形对金属组织性能的影响1.冷变形强化冷变形强化属位错强

9、化冷变形强化属位错强化 2. 产生各向异性:纤维组织纤维组织3.产生织构4.残余应力 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院 回复与再结晶回复与再结晶w “回复和再结晶”过程的驱动力驱动力:点阵畸变能 冷塑性变形量 1.回复 :特征：特征：显微组织无明显变化，晶粒仍保持伸长状；点阵畸变能大大降低，内应力显著减小，强度和硬度变化不大。 应用：应用：去应力退火 。如电缆 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习

10、江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院2. 再结晶再结晶w 再结晶通常是指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶核的形成及长大，以无畸变的新晶粒逐渐取代变形晶粒的过程。 w过程：形核及长大条件：冷变形+足够高的温度特征：晶体缺陷基本消失，形成无畸变的新等轴晶粒；冷变形强化现象完全消除与重结晶区别：无晶体结构转变（不是重结晶） 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院晶粒长大 冷塑性变形金属材料经再结晶后，一般可得到细而均匀的等轴状晶粒。如加热温度过高或时间过长

11、，会出现晶粒长大或二次再结晶二次再结晶造成晶粒粗化，力学性能相应变坏。 晶粒长大：靠晶界推移，晶粒相互吞并（大晶粒吞吃小晶粒）。晶粒越均匀，晶粒长大的倾向越小。 影响再结晶后晶粒大小的因素影响再结晶后晶粒大小的因素退火加热温度加热温度; ;冷变形量冷变形量; ; 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院热加工与冷加工的区别热加工与冷加工的区别w热加工与冷加工的区别是以金属材料的再结晶再结晶温度为分界温度为分界。再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷加工。再结晶温度以上进行的塑性变形

12、加工称为热加工，热加工的下限温度一般应在再结晶温度以上一定范围。w金属材料热加工时，在塑性变形的同时再结晶也随之发生，冷变形强化现象随即消除。w热加工对材料的组织和性能的影响改善改善铸锭和坯料的组织和性能组织和性能;产生流线组织产生流线组织 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院基本相：基本相：基本相： f f f、 a a a、 fefefe3 3 3c c c（室温相？）（室温相？）（室温相？）基本组织：基本组织：基本组织： f f f、 a a a、 fefefe3 3

13、 3c c c、 p p p、l l ld d d 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢在加热时的转变钢在加热时的转变钢在加热时的转变钢在加热时的转变钢在加热时的转变钢在加热时的转变非平衡冷却非平衡冷却非平衡冷却非平衡冷却非平衡冷却非平衡冷却奥氏体奥氏体奥氏体 化：化：化： a a a形核形核形核- a- a- a长大、残余长大、残余长大、残余fefefe3 3 3c c c溶解溶解溶解- - -a a a均匀化

14、均匀化均匀化俗称俗称俗称c c c曲线曲线曲线 横向：横向：横向：a a a过冷区（反应物区）过冷区（反应物区）过冷区（反应物区）过渡区（转变区）过渡区（转变区）过渡区（转变区）产物区（产物区（产物区（p p p？、？、？、b b b？）？）？）纵向：纵向：纵向：高温区（扩散转变高温区（扩散转变高温区（扩散转变p p p）中温区（半扩散中温区（半扩散中温区（半扩散b b b）低温区（非扩散低温区（非扩散低温区（非扩散mmm？）？）？）影响影响影响影响影响影响c c c c c c曲线的因素：曲线的因素：曲线的因素：曲线的因素：曲线的因素：曲线的因素：含碳量的影响、含碳量的影响、含碳量的影响、含

15、碳量的影响、含碳量的影响、含碳量的影响、合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响合金元素的影响 （合金元素只有固溶于奥合金元素只有固溶于奥合金元素只有固溶于奥 氏体中时才能起上述作用）氏体中时才能起上述作用）氏体中时才能起上述作用）原始组织的影响、原始组织的影响、原始组织的影响、原始组织的影响、原始组织的影响、原始组织的影响、加热温度和保温时间的影响加热温度和保温时间的影响加热温度和保温时间的影响加热温度和保温时间的影响加热温度和保温时间的影响加热温度和保温时间的影响总之，总之，总之，总之，总之，总之，a a a越稳定，越稳定，越稳定，越稳定，越稳定，越稳定，c

16、c c曲线越右曲线越右曲线越右曲线越右曲线越右曲线越右 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院珠光体、贝氏体、马氏体转变的异同点珠光体、贝氏体、马氏体转变的异同点 相变类型相变类型相变类型主要异同主要异同主要异同珠光体转变珠光体转变珠光体转变贝氏体转变贝氏体转变贝氏体转变马氏体转变马氏体转变马氏体转变转变温度范转变温度范转变温度范围围围a1550a1550a1550550550550msmsmsmsmfmsmfmsmf扩散性扩散性扩散性具有铁原子和具有铁原子和具有铁原子和碳原

17、子的扩散碳原子的扩散碳原子的扩散碳原子扩散碳原子扩散碳原子扩散铁原子不扩散铁原子不扩散铁原子不扩散无扩散无扩散无扩散组成相组成相组成相两相组织两相组织两相组织af+fe3caf+fe3caf+fe3c两相组织两相组织两相组织a-fea-fea-fe（c c c）+fe3c+fe3c+fe3c（约（约（约350350350以上）以上）以上）a-fea-fea-fe（c c c）+fexc+fexc+fexc（约（约（约350350350以下）以下）以下）单相组织单相组织单相组织 a-fe(c) a-fe(c) a-fe(c)合金元素的合金元素的合金元素的分布分布分布合金元素扩合金元素扩合金元素扩

18、散重新分布散重新分布散重新分布合金元素不扩散合金元素不扩散合金元素不扩散合金元素不扩散合金元素不扩散合金元素不扩散相变的完全相变的完全相变的完全性性性相变可在恒温相变可在恒温相变可在恒温下进行到底下进行到底下进行到底相变温度可在恒温下充分进行，相变温度可在恒温下充分进行，相变温度可在恒温下充分进行，相变的完全程度与转变温度有相变的完全程度与转变温度有相变的完全程度与转变温度有关，温度越低，转变越不充分，关，温度越低，转变越不充分，关，温度越低，转变越不充分，有残余奥氏体存在。有残余奥氏体存在。有残余奥氏体存在。主要在连续冷却过程主要在连续冷却过程主要在连续冷却过程中进行，相变具有不中进行，相变

19、具有不中进行，相变具有不完全性。完全性。完全性。 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第一部分 工程材料 热处理（四把火）热处理（四把火）1 1 1 钢的普通钢的普通钢的普通钢的普通钢的普通钢的普通热处理：热处理：热处理：热处理：热处理：热处理：退火和正火、退火和正火、退火和正火、淬火与回火淬火与回火淬火与回火名称、工艺名称、工艺名称、工艺( ( (温度温度温度) ) )、组织、性能、应用、举例、组织、性能、应用、举例、组织、性能、应用、举例目的及必要条件目的及必要条件目的

20、及必要条件退火退火退火 软化软化软化正火正火正火 常化（以正代退、以正火代调质、常化（以正代退、以正火代调质、常化（以正代退、以正火代调质、 先正后退）先正后退）先正后退）淬火淬火淬火 强硬化强硬化强硬化 回火回火回火 韧化（淬火后）韧化（淬火后）韧化（淬火后） 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院淬火淬火淬火+ + +低温回火：低温回火：低温回火： 目的：目的：目的：降低组织应力，保留较高硬度，降低组织应力，保留较高硬度，降低组织应力，保留较高硬度，组织：回火马氏体组织：

21、回火马氏体组织：回火马氏体应用：耐磨件应用：耐磨件应用：耐磨件淬火淬火淬火+ + +中温回火中温回火中温回火目的：目的：目的：高弹、韧、疲劳性，高弹、韧、疲劳性，高弹、韧、疲劳性， 组织：回火托氏体组织：回火托氏体组织：回火托氏体 应用：弹性元件、热锻模应用：弹性元件、热锻模应用：弹性元件、热锻模淬火淬火淬火+ + +高温回火（调质）高温回火（调质）高温回火（调质） 目的：目的：目的：综合力学性能综合力学性能综合力学性能 组织：回火索氏体组织：回火索氏体组织：回火索氏体 应用：重要零件应用：重要零件应用：重要零件 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础

22、础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院钢的淬硬性：主要取决于钢的含碳量钢的淬透性：主要取决于合金元素含量耐回火性： 尤以si、cr、mo等作用较显著回火脆性： 第一类回火脆性：各种钢和冷却方 法， 不可修复，避开 第二类回火脆性：含mn、si、ni等合金钢，快冷不出现，可修复。二次硬化：含mo、w、v、cr等较多的钢 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第一部分 工程材料 常用工程材料1. 1. 1. 钢钢钢结构钢结构钢结构钢普通结构

23、钢普通结构钢普通结构钢 渗碳钢渗碳钢渗碳钢 优质结构钢优质结构钢优质结构钢调质钢调质钢调质钢 弹簧钢弹簧钢弹簧钢 碳素工具钢碳素工具钢碳素工具钢 滚动轴承钢滚动轴承钢滚动轴承钢 工具钢工具钢工具钢普通低合金工具钢普通低合金工具钢普通低合金工具钢 刃具钢刃具钢刃具钢 高速钢高速钢高速钢 冷作模具钢冷作模具钢冷作模具钢 模具钢模具钢模具钢 热作模具钢热作模具钢热作模具钢低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢：塑、韧，适用于各种冷、热加工与焊接；：塑、韧，适用于各种冷、热加工与焊接；：塑、韧，适用于各种冷、热加工与焊接；中碳钢：中碳钢：中碳钢：中碳钢：中碳钢：中碳钢：可得到各种性能的较佳配合，淬火效果

24、也显著优于低碳钢，可得到各种性能的较佳配合，淬火效果也显著优于低碳钢，可得到各种性能的较佳配合，淬火效果也显著优于低碳钢， 在制造齿轮、轴、弹簧等机械结构零件等方面得到广泛的应用；在制造齿轮、轴、弹簧等机械结构零件等方面得到广泛的应用；在制造齿轮、轴、弹簧等机械结构零件等方面得到广泛的应用；高碳钢：高碳钢：高碳钢：高碳钢：高碳钢：高碳钢：硬度、耐磨性较高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具硬度、耐磨性较高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具硬度、耐磨性较高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复

25、复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院2.铸铁铸铁铸铁铸铁灰口铸铁灰口铸铁灰口铸铁（c gc gc g、 g +feg +feg +fe3 3 3c c c ）c c c存在形式存在形式存在形式白口铸铁白口铸铁白口铸铁（c fec fec fe3 3 3c c c）g g g的形貌的形貌的形貌灰铸铁灰铸铁灰铸铁（片状（片状（片状g g g）蠕墨铸铁蠕墨铸铁蠕墨铸铁（虫状（虫状（虫状g g g）球墨铸铁球墨铸铁球墨铸铁（球状（球状（球状g g g）可锻铸铁可锻铸铁可锻铸铁（团状（团状（团状g g g）孕育铸铁孕育铸铁孕育铸铁（细片状（细片状（细片状g g g）普通灰

26、铸铁普通灰铸铁普通灰铸铁（厚片状（厚片状（厚片状g g g）影响铸铁组织和性能的因素影响铸铁组织和性能的因素影响铸铁组织和性能的因素化学成分、冷却速度、化学成分、冷却速度、化学成分、冷却速度、提高灰铸铁强度有两个基本途径：提高灰铸铁强度有两个基本途径：提高灰铸铁强度有两个基本途径：1.1.1.改变石墨的数量、形状、大小和分布；改变石墨的数量、形状、大小和分布；改变石墨的数量、形状、大小和分布；2.2.2.改善基体组织，在石墨的影响减少之后，以期充分改善基体组织，在石墨的影响减少之后，以期充分改善基体组织，在石墨的影响减少之后，以期充分 发挥金属基体的作用。发挥金属基体的作用。发挥金属基体的作用

27、。 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院钢钢钢种种种渗渗渗碳碳碳钢钢钢调调调质质质钢钢钢弹弹弹簧簧簧钢钢钢轴轴轴承承承钢钢钢成分成分成分c%c%c%1.01.01.050.550.550.550.600.600.600.900.900.900.450.450.450.700.700.700.950.950.90（淬硬（淬硬（淬硬性）性）性）me%me%me%淬透性：淬透性：淬透性：mnmnmn、ninin

28、i、crcrcr、b b b（sisisi脱碳）脱碳）脱碳）细晶：细晶：细晶：v v v、tititi、momomo淬透性（强淬透性（强淬透性（强f f f）：）：）：mnmnmn、ninini、crcrcr、sisisi、b b b防二回脆：防二回脆：防二回脆：momomo、www；细晶：；细晶：；细晶：v v v、tititi淬透性：淬透性：淬透性：mnmnmn、crcrcr、sisisi( ( ( b b b) ) )防防防mnmnmn过热、过热、过热、sisisi脱脱脱碳：碳：碳：momomo、www、v v v热处理热处理热处理渗碳钢渗碳钢渗碳钢+ + +淬火淬火淬火+ + +低温回

29、火低温回火低温回火调质调质调质/ / /正火正火正火（+ + +表淬表淬表淬+ + +低回低回低回/+/+/+氮氮氮化）化）化）热成型：热成型：热成型：淬火淬火淬火+ + +中回中回中回冷成型：冷成型：冷成型：去应力去应力去应力/ / /淬火淬火淬火+ + +中回中回中回组织组织组织表：表：表：mmm回高回高回高心：心：心：s/ms/ms/m回低回低回低s s s回回回/s/s/s( ( (表：表：表：mmm回回回; ; ;心：心：心：s s s回回回/s)/s)/s)t t t回回回冷硬冷硬冷硬/ t/ t/ t回回回/b/b/b下下下性能性能性能外强内韧外强内韧外强内韧综合（表综合（表综合

30、（表硬硬硬+ + +综合）综合）综合）高弹性高弹性高弹性（韧、疲（韧、疲（韧、疲劳）劳）劳）应用举例应用举例应用举例冲击冲击冲击+ + +耐耐耐磨件；汽磨件；汽磨件；汽车、拖拉车、拖拉车、拖拉机调速齿机调速齿机调速齿轮轮轮重要零件；重要零件；重要零件；机床主轴、机床主轴、机床主轴、变速齿轮变速齿轮变速齿轮弹性元件、弹性元件、弹性元件、热锻模热锻模热锻模常用钢号常用钢号常用钢号20cr20cr20cr、20mn2b20mn2b20mn2b、20crmnti20crmnti20crmnti454545、40cr40cr40cr 42crmo42crmo42crmo656565、t8t8t8、65m

31、n65mn65mn、60si2mn60si2mn60si2mn 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院钢种钢种钢种刃刃刃具具具钢钢钢冷冷冷模模模热热热模模模碳素工碳素工碳素工具钢具钢具钢低合金低合金低合金工具钢工具钢工具钢高速钢高速钢高速钢cr12cr12cr12系系系列列列热锻模热锻模热锻模热压模热压模热压模成分成分成分c%c%c%0.751.0.751.0.751.5 5 50.701.0.701.0.701.2525251.02.01.02.01.02

32、.0（k+k+k+mmm）me%me%me%mnmnmn、crcrcr、sisisi、momomo、www、v v vcrcrcr（淬）；淬）；淬）；momomo、www、v v v（二次硬化（二次硬化（二次硬化+ + +细晶）细晶）细晶）高达高达高达12%cr12%cr12%cr：淬淬淬+ + +难溶难溶难溶k k kmomomo、www、v v v（crcrcr）：二次硬）：二次硬）：二次硬化化化淬：淬：淬：mnmnmn、ninini、crcrcr二硬（回脆）二硬（回脆）二硬（回脆）：momomo、www、v v v热处理热处理热处理工艺热处理工艺热处理

33、工艺热处理球化退火球化退火球化退火（先正后退）（先正后退）（先正后退）球化退火球化退火球化退火（先正后退）（先正后退）（先正后退）球化退火球化退火球化退火（先正后退）（先正后退）（先正后退）锻透锻透锻透球化退火球化退火球化退火（先正后退）（先正后退）（先正后退）锻透锻透锻透完全退火完全退火完全退火最终热处理最终热处理最终热处理淬火淬火淬火+ + +低温回火低温回火低温回火淬火淬火淬火+ + +低温回火低温回火低温回火120013001200130012001300淬火淬火淬火+3+3+3560560560回火回火回火980980980淬淬淬+180+180+180回回回110011001100

34、淬淬淬+2+2+2520520520回回回淬火淬火淬火+ + +中、高回火中、高回火中、高回火105011501050115010501150淬淬淬+23+23+23560600560600560600回回回火（二硬）火（二硬）火（二硬）组织组织组织mmm回回回+fe+fe+fe3 3 3c c c粒粒粒+ + +a a a残残残mmm回回回+k+k+k粒粒粒+ + +a a a残残残mmm回回回+k+k+k粒粒粒+ + +a a a残残残mmm回回回+k+k+k粒粒粒+ + +a a a残残残mmm回回回+k+k+k粒粒粒mmm回回回+k+k+k粒粒粒性能性能性能高硬高硬高硬低红硬低红硬低红

35、硬高硬高硬高硬较高红硬较高红硬较高红硬250300250300250300高硬、高高硬、高高硬、高红硬红硬红硬（600600600）高硬高硬高硬较高硬较高硬较高硬较高红硬较高红硬较高红硬较高硬较高硬较高硬高红硬高红硬高红硬应用举例应用举例应用举例手动工具手动工具手动工具200200200低速工具低速工具低速工具较复杂工较复杂工较复杂工具具具高速、大高速、大高速、大载复杂刀载复杂刀载复杂刀具具具重载、复重载、复重载、复杂冷冲模杂冷冲模杂冷冲模热锻模热锻模热锻模压铸模压铸模压铸模常用钢号常用钢号常用钢号t7t7t7、t8t8t8、t10t10t10、t12t12t129crsi9crsi9crsi

36、、9mn2v9mn2v9mn2v、crwmncrwmncrwmnw18cr4vw18cr4vw18cr4v、w6mo5cw6mo5cw6mo5cr4v2r4v2r4v2cr12cr12cr12cr12movcr12movcr12mov5crmnm5crmnm5crmnmo o o5crnimo5crnimo5crnimo3cr2w8v3cr2w8v3cr2w8v 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第二部分 铸造-工艺基础 流动性流动性流动性三种凝固：三种凝固：三种凝固：三

37、种凝固：三种凝固：三种凝固：逐层凝固、糊状凝固逐层凝固、糊状凝固逐层凝固、糊状凝固 、中间凝固、中间凝固、中间凝固 充型能力充型能力充型能力充型能力充型能力充型能力 浇注条件浇注条件浇注条件（浇注温度和充型压力）（浇注温度和充型压力）（浇注温度和充型压力） 铸型条件铸型条件铸型条件（简化浇注系统、铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体）（简化浇注系统、铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体）（简化浇注系统、铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体） 铸件结构铸件结构铸件结构工艺基础：工艺基础：工艺基础：工艺基础：工艺基础：工艺基础： 三个阶段：液态收缩（体收缩）、凝固收缩、固态收缩三个阶段：液态收缩（

38、体收缩）、凝固收缩、固态收缩三个阶段：液态收缩（体收缩）、凝固收缩、固态收缩 第一、二阶段第一、二阶段第一、二阶段是产生缩孔和缩松的主要原因是产生缩孔和缩松的主要原因是产生缩孔和缩松的主要原因 第三阶段是产生铸造应力和变形开裂的主要原因第三阶段是产生铸造应力和变形开裂的主要原因第三阶段是产生铸造应力和变形开裂的主要原因 收缩收缩收缩收缩收缩收缩 影响因素：影响因素：影响因素：过热度、凝固收缩和凝固温度范围过热度、凝固收缩和凝固温度范围过热度、凝固收缩和凝固温度范围 收缩缺陷：缩孔和缩松收缩缺陷：缩孔和缩松收缩缺陷：缩孔和缩松（热节）（热节）（热节） 、变形和裂纹、变形和裂纹、变形和裂纹 （应力

39、的形成、分布、变形及其防止）（应力的形成、分布、变形及其防止）（应力的形成、分布、变形及其防止） 相关缺陷：相关缺陷：相关缺陷：相关缺陷：相关缺陷：相关缺陷：浇不足、冷隔；补缩不良浇不足、冷隔；补缩不良浇不足、冷隔；补缩不良缩孔、缩孔、缩孔、缩松；粘度增加缩松；粘度增加缩松；粘度增加气孔、渣孔。气孔、渣孔。气孔、渣孔。缩孔、缩松的措施：缩孔、缩松的措施：缩孔、缩松的措施：缩孔、缩松的措施：缩孔、缩松的措施：缩孔、缩松的措施：定向（顺序）凝固、减小热节定向（顺序）凝固、减小热节定向（顺序）凝固、减小热节防止铸造防止铸造防止铸造防止铸造防止铸造防止铸造 应力和变形的措施：应力和变形的措施：应力和变

40、形的措施：应力和变形的措施：应力和变形的措施：应力和变形的措施：壁厚均匀、结构对称、同时凝固、反变形、时效处理壁厚均匀、结构对称、同时凝固、反变形、时效处理壁厚均匀、结构对称、同时凝固、反变形、时效处理 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院比较项目比较项目比较项目砂型铸砂型铸砂型铸造造造金属型金属型金属型铸造铸造铸造熔模铸熔模铸熔模铸造造造压力铸压力铸压力铸造造造低压铸低压铸低压铸造造造离心铸离心铸离心铸造造造适合金属适合金属适合金属任意任意任意不限不限不限, , ,以以以

41、有色为主有色为主有色为主不限不限不限, , ,多多多为铸钢为铸钢为铸钢有色合有色合有色合金金金有色合有色合有色合金金金铸钢、铸铸钢、铸铸钢、铸铁、铜合铁、铜合铁、铜合金金金铸件大小铸件大小铸件大小不限不限不限中、小中、小中、小铸件铸件铸件25kg, 25kg, 25kg, 小铸件小铸件小铸件10 kg10 kg111化学成分化学成分化学成分化学成分化学成分化学成分组织和性能组织和性能组织和性能组织和性能组织和性能组织和性能变形温度变形温度变形温度变形温度变形温度变形温度变形速度变形速度变形速度变形速度变形速度变形速度应力状态应力状态应力状态应力状态应力状态应力状态 机机机机机机 械械械械械械

42、制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院常用模锻方法常用模锻方法常用模锻方法常用模锻方法常用模锻方法常用模锻方法 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计工艺设计自由锻自由锻自由锻自由锻自由锻自由锻工序工序工序盘类（如盘类（如盘类（如齿轮坯齿轮坯齿轮坯）: : :镦粗镦粗镦粗冲孔冲孔冲孔扩孔扩孔扩孔滚圆。滚圆。滚圆。轴类（如轴类（如轴类（如传动轴传动

43、轴传动轴）: : :坯料坯料坯料（镦粗）（镦粗）（镦粗）拔长拔长拔长滚压滚压滚压 （弯曲）（弯曲）（弯曲）预锻预锻预锻终锻终锻终锻终锻终锻终锻模锻模锻模锻模锻模锻模锻锻件图：余块（敷料）、余量、锻件图：余块（敷料）、余量、锻件图：余块（敷料）、余量、锻件图：余块（敷料）、余量、锻件图：余块（敷料）、余量、锻件图：余块（敷料）、余量、公差公差公差公差公差公差锻件图锻件图锻件图锻件图锻件图锻件图分模面的选择分模面的选择分模面的选择分模面的选择分模面的选择分模面的选择分模面最好是一个平面分模面最好是一个平面分模面最好是一个平面应选在模锻件的最大截面处应选在模锻件的最大截面处应选在模锻件的最大截面处使

44、上下两模沿分模面的模使上下两模沿分模面的模使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致膛轮廓一致膛轮廓一致使模腔浅而宽、使零件使模腔浅而宽、使零件使模腔浅而宽、使零件上所加的敷料最少上所加的敷料最少上所加的敷料最少工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数工艺参数: : :锻公差、模锻斜度、模锻圆角、连皮厚度锻公差、模锻斜度、模锻圆角、连皮厚度锻公差、模锻斜度、模锻圆角、连皮厚度工序工序工序盘类（如如齿轮、法兰盘等）盘类（如如齿轮、法兰盘等）盘类（如如齿轮、法兰盘等）: : :镦粗镦粗镦粗冲孔冲孔冲孔预锻预锻预锻 终锻终锻终锻终锻终锻终锻轴类（如轴类（如轴类（如传动轴传动轴传动轴）: : :坯料坯料坯料拔成

45、圆棒拔成圆棒拔成圆棒压肩压肩压肩拔出一端拔出一端拔出一端再调头拔出另一端再调头拔出另一端再调头拔出另一端修正修正修正 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院板料冲压板料冲压板料冲压板料冲压板料冲压板料冲压分离工序分离工序分离工序分离工序分离工序分离工序冲孔冲孔冲孔：冲下的冲下的冲下的是废料是废料是废料落料落料落料：冲下的冲下的冲下的是零件是零件是零件落料模：按落料件确定凹模刃口尺落料模：按落料件确定凹模刃口尺落料模：按落料件确定凹模刃口尺寸，根据间隙确定凸模尺寸，即用寸，根据

46、间隙确定凸模尺寸，即用寸，根据间隙确定凸模尺寸，即用缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。缩小凸模刃口尺寸来保证间隙值。冲孔模：按冲孔件确定凸模刃口尺冲孔模：按冲孔件确定凸模刃口尺冲孔模：按冲孔件确定凸模刃口尺寸，根据间隙确定凹模尺寸，即用寸，根据间隙确定凹模尺寸，即用寸，根据间隙确定凹模尺寸，即用扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。扩大凹模刃口尺寸来保证间隙值。变形工序变形工序变形工序变形工序变形工序变形工序受受受受受受力特点：力特点：力特点：力特点：力特点：力特点：内层的金属受压、外层受拉内层的金属受压、外层受拉内层的金属受压、外层受拉最小内弯

47、半径最小内弯半径最小内弯半径: : :板板板 料厚度的料厚度的料厚度的1/41/41/4；回弹回弹回弹坯料尺寸坯料尺寸坯料尺寸坯料尺寸坯料尺寸坯料尺寸受力特点：受力特点：受力特点：受力特点：受力特点：受力特点：周向受压、径向受拉；周向受压、径向受拉；周向受压、径向受拉；防止起皱：采用压边圈；防止起皱：采用压边圈；防止起皱：采用压边圈；防止防止防止防止防止防止拉裂拉裂拉裂：合理选择凸、凹模间隙、工作圆角半：合理选择凸、凹模间隙、工作圆角半：合理选择凸、凹模间隙、工作圆角半 径及拉深系径及拉深系径及拉深系m=d/dm=d/dm=d/d （ 0.5-0.80.5-0.80.5-0.8）弯曲弯曲弯曲弯

48、曲弯曲弯曲拉拉拉拉拉拉 深深深深深深翻边：翻边：翻边：翻边：翻边：翻边：翻边系数翻边系数翻边系数= = =翻边前的直径翻边前的直径翻边前的直径/ / /翻边后的直翻边后的直翻边后的直径径径，一般要大于，一般要大于，一般要大于0.65-0.720.65-0.720.65-0.72 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院结构工艺性结构工艺性结构工艺性结构工艺性结构工艺性结构工艺性自由锻锻件自由锻锻件自由锻锻件自由锻锻件自由锻锻件自由锻锻件尽量避免锥体和斜面尽量避免锥体和斜面尽量避

49、免锥体和斜面尽量避免空间曲线尽量避免空间曲线尽量避免空间曲线尽量避免空间曲线尽量避免空间曲线尽量避免空间曲线尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免椭圆形、工字形等复杂表面尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免凸台、筋等凸起结构尽量避免横截面突变尽量避免横截面突变尽量避免横截面突变尽量避免横截面突变尽量避免横截面突变尽量避免横截面突变模锻件模锻件模锻件模锻件模锻件模锻件

50、模锻件必须具有一个合理的分模面，模锻件必须具有一个合理的分模面，模锻件必须具有一个合理的分模面，余块最少，锻模容易制造余块最少，锻模容易制造余块最少，锻模容易制造模锻件外形应力求简单、平直和对称，模锻件外形应力求简单、平直和对称，模锻件外形应力求简单、平直和对称，尽量避免模锻件尽量避免模锻件尽量避免模锻件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、高台等结构锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度锻件上与分模面垂直

51、的非加工表面，应设计出模锻斜度锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度锻件上与分模面垂直的非加工表面，应设计出模锻斜度两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计两个非加工表面形成的角都应按模锻圆角设计模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构模锻件的结构中应避免深孔或多孔结构冲压件冲压件冲压件冲压件冲压件冲压件落料和冲孔件落料和冲孔件落料和冲孔件孔及有关尺寸孔及有关尺寸孔及有关尺寸孔及有关尺寸孔及有关尺寸

52、孔及有关尺寸外形要求外形要求外形要求外形要求外形要求外形要求直线与直线、曲线与直线的交接直线与直线、曲线与直线的交接直线与直线、曲线与直线的交接弯曲件弯曲件弯曲件弯曲件弯曲件弯曲件弯曲边的高度要大于弯曲边的高度要大于弯曲边的高度要大于2 2 2倍的板厚倍的板厚倍的板厚孔的位置如图以免弯曲变形引起孔的变形孔的位置如图以免弯曲变形引起孔的变形孔的位置如图以免弯曲变形引起孔的变形弯曲半径应大于材料的最小内弯半径弯曲半径应大于材料的最小内弯半径弯曲半径应大于材料的最小内弯半径拉深件拉深件拉深件合理的拉深圆角，要大于合理的拉深圆角，要大于合理的拉深圆角，要大于2 2 2倍的板厚倍的板厚倍的板厚组合结构组

53、合结构组合结构 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院第四部分 焊接-工艺基础焊焊焊焊焊焊 接接接接接接熔焊：熔焊：熔焊：熔焊：熔焊：熔焊：焊接过程中，焊接过程中，焊接过程中，将焊件接头加热至熔化状态，将焊件接头加热至熔化状态，将焊件接头加热至熔化状态，不加压完成焊接的方法不加压完成焊接的方法不加压完成焊接的方法。如电弧焊、气焊等。如电弧焊、气焊等。如电弧焊、气焊等。压焊：压焊：压焊：压焊：压焊：压焊：焊接过程中，必须焊接过程中，必须焊接过程中，必须对焊件施加压力（加热或不对

54、焊件施加压力（加热或不对焊件施加压力（加热或不加热），以完成焊接的方法加热），以完成焊接的方法加热），以完成焊接的方法。如电阻焊、摩擦焊等。如电阻焊、摩擦焊等。如电阻焊、摩擦焊等。钎焊：钎焊：钎焊：钎焊：钎焊：钎焊：采用比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的金采用比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的金采用比母材（被焊接的材料的总称）熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料属材料作钎料，将焊件和钎料属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低加热到高于钎料熔点，低加热到高于钎料熔点，低于母材熔点的温度于母材熔点的温度于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头，利用液态钎料润湿母材，填充接头，

55、利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。软钎焊、间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。软钎焊、间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。软钎焊、硬钎焊都属于这种方法。硬钎焊都属于这种方法。硬钎焊都属于这种方法。分类分类分类分类分类分类焊接电弧焊接电弧焊接电弧焊接电弧焊接电弧焊接电弧构造：构造：构造：构造：构造：构造：焊接电弧可划分为焊接电弧可划分为焊接电弧可划分为阴极区、阳极区和弧柱区。阴极区、阳极区和弧柱区。阴极区、阳极区和弧柱区。本质：本质：本质：本质：本质：本质：气体介质中产生的强烈而持久的放电现象气体介质中产生的强烈而持久的放电现象气体介质中产生的强烈而持

56、久的放电现象2600k 2600k 2600k 2400k 2400k 2400k 8000k 8000k 8000k 极性：极性：极性：极性：极性：极性：正接或反接。正接或反接。正接或反接。正接是工件接正极正接是工件接正极正接是工件接正极正接是工件接正极正接是工件接正极正接是工件接正极焊条焊条焊条( ( (或电极或电极或电极) ) )接负极，接负极，接负极，对工件加热较多；对工件加热较多；对工件加热较多；反接是工件接负极反接是工件接负极反接是工件接负极反接是工件接负极反接是工件接负极反接是工件接负极焊条焊条焊条( ( (或电极或电极或电极) ) )接正极接正极接正极酸性焊条酸性焊条酸性焊条：

57、可：可：可用交流用交流用交流也可采用直流，也可采用直流，也可采用直流，厚板厚板厚板一般采用直流一般采用直流一般采用直流正接正接正接；焊接；焊接；焊接薄板薄板薄板时，采时，采时，采用直流用直流用直流反接反接反接，以防焊穿；，以防焊穿；，以防焊穿；堆焊堆焊堆焊：采用：采用：采用反接反接反接，其目的是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，其目的是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，其目的是增加焊条的熔化速度，减少母材的熔深，有利于降低母材对堆焊层的稀释。有利于降低母材对堆焊层的稀释。有利于降低母材对堆焊层的稀释。碱性焊条碱性焊条碱性焊条( ( (低氢焊条低氢焊条低氢焊条) ) )：直流反接直流反接直流

58、反接，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时声音较平静均匀。声音较平静均匀。声音较平静均匀。钨极氩弧焊钨极氩弧焊钨极氩弧焊一般都采用直流一般都采用直流一般都采用直流正接正接正接，电弧比较稳定，钨极寿命长；采用反接时，钨，电弧比较稳定，钨极寿命长；采用反接时，钨，电弧比较稳定，钨极寿命长；采用反接时，钨极因过热而损失严重，使用寿命短，但可产生极因过热而损失严重，使用寿命短，但可产生极因过热而损失严重，使用寿命短，但可产生“阴极破碎阴极破碎阴极破碎”。熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊熔化极气体保护焊均采用直流均采用直流均采用直流反接反接

59、反接，电弧稳定，焊丝熔化速度快，熔敷效率高。，电弧稳定，焊丝熔化速度快，熔敷效率高。，电弧稳定，焊丝熔化速度快，熔敷效率高。埋弧焊：当焊剂中埋弧焊：当焊剂中埋弧焊：当焊剂中含氟化物含氟化物含氟化物时，采用直流时，采用直流时，采用直流反接反接反接，以稳定电弧。，以稳定电弧。，以稳定电弧。熔焊冶金熔焊冶金熔焊冶金熔焊冶金熔焊冶金熔焊冶金焊接性焊接性焊接性焊接性焊接性焊接性 机机机机机机 械械械械械械 制制制制制制 造造造造造造 基基基基基基 础础础础础础 复复复复复复 习习习习习习江苏大学机械学院江苏大学机械学院江苏大学机械学院熔熔熔熔熔熔焊焊焊焊焊焊冶冶冶冶冶冶金金金金金金焊焊焊焊焊焊接接接接接

60、接性性性性性性冶金措施冶金措施冶金措施冶金措施冶金措施冶金措施: : :机械保护机械保护机械保护，渗，渗，渗合金、脱氧、脱硫、脱磷、稳弧合金、脱氧、脱硫、脱磷、稳弧合金、脱氧、脱硫、脱磷、稳弧焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能焊接接头的组织与性能（再结晶区）（再结晶区）（再结晶区）焊缝区焊缝区焊缝区熔合区熔合区熔合区热影响区热影响区热影响区过热区过热区过热区正火区正火区正火区部分相变区部分相变区部分相变区焊接应力和变形焊接应力和变形焊接应力和变形焊接应力和变形焊接应力和变形焊接应力和变形原因原因原因原因原因原因焊接加热是局部进行