工程材料复习资料

1、.PAGE ：.；PAGE 17工程资料与成形技术根底概念定义原理规律小结 一、资料部分资料在外力作用下抵抗变形和断裂的才干称为资料的强度。资料在外力作用下显现出的塑性变形才干称为资料的塑性。拉伸过程中，载荷不添加而应变仍在增大的景象称为屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力S ，称为资料的屈服点。拉伸曲线上D点的应力b称为资料的抗拉强度，它阐明了试样被拉断前所能承载的最大应力。硬度是指资料抵抗其他硬物压入其外表的才干，它是衡量资料软硬程度的力学性能目的。普通情况下，资料的硬度越高，其耐磨性就越好。韧性是指资料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的才干，它是资料塑性和强度的综合表现。资料在交变应力作

2、用下发生的断裂景象称为疲劳断裂。疲劳断裂可以在低于资料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下忽然断裂，因此疲劳断裂的后果是非常严重的。在晶体中，原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地陈列；晶体表现出各向异性；具有的凝固点或熔点。而在非晶体中，原子(或分子)是无规那么地堆积在一同。常见的有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。体心立方晶格的致密度比面心立方晶格构造的小。金属的结晶都要阅历晶核的构成和晶核的长大两个过程。由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为合金；合金中具有同一化学成分且构造一

3、样的均匀部分称为相。经过溶入溶质元素构成固溶体，使金属资料的变形抗力增大，强度、硬度升高的景象称为固溶强化，它是金属资料强化的重要途径之一。马氏体型转变、合金化金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从陈列不规那么的液态转变为陈列规那么的晶态的过程，称为金属的结晶过程。金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或重结晶。 实验证明，在普通的情况下，晶粒长大对资料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降。晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。因此，晶粒细化是提高金属力学性能的最重要途径之一。相图：是表示合金在缓慢冷却的平衡形状下相或组织与温度、成分间关系的图形，又称为平衡相图或形状图。

4、二元合金系中两组元在液态和固态下均能无限互溶，并由液相结晶出单相固溶体的相图称为二元匀晶相图。在一定温度下，由一定成分的液一样时结晶出成分一定的两个固相的过程称为共晶转变。合金系的两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，并在凝固过程中发生共晶转变的相图称为二元共晶相图。共晶反响：在一定温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程称为包晶转变。两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变的构成的相图，叫二元包晶相图。在恒定的温度下，一个有特定成分的固相分解成另外两个与母相成分不一样的固相的转变称为共析转变，发生共析转变的相图称为共析相图。共析反响：铁

5、碳相图：要掌握铁素体-碳溶于-Fe中的间隙固溶体，以符号F表示。体心立方晶格奥氏体-碳溶于-Fe中的间隙固溶体，以符号A表示。面心立方晶格渗碳体-是一种具有复杂晶格构造的间隙化合物，分子式为Fe3C。珠光体是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号P表示。莱氏体-是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号Ld表示。普通机械零件和建筑构造主要选用低碳钢和中碳钢制造。假设需求塑性、韧性好的资料，就应选用碳质量分数小于025的低碳钢；假设需求强度、塑性及韧性都好的资料，应选用碳质量分数为0.30.55的中碳钢；而普通弹簧应选用碳质量分数为0.60.85的钢。对于各种工具，主要选用高碳钢来制造

6、，其中需求具有足够的硬度和一定的韧性的冲压工具，可选用碳质量分数为0.70.9的钢制造；需求具有很高硬度和耐磨性的切削工具和丈量工具，普通可选用碳质量分数为1.01.3的钢制造。钢在高温时为奥氏体组织，而奥氏体的强度低、塑性好，有利于塑性变形。因此，钢材的轧制或锻压，普通都是选择在奥氏体区的适当温度范围内进展。钢在热处置时，首先要将工件加热，使之转变成奥氏体组织，这一过程也称为奥氏体化。奥氏体晶粒越细，其冷却产物的强度、塑性和韧性越好。随着合金中碳质量分数的添加，合金的熔点越来越低，所以铸钢的熔化温度与浇注温度都要比铸铁高得多。共晶成分的铁碳合金，不仅其结晶温度最低，其结晶温度范围亦最小(为零

7、)。因此，共晶合金有良好的铸造性能。热处置是将金属或合金在固态下经过加热、保温暖冷却等三个步骤，以改动其整体或外表的组织，从而获得所需性能的一种工艺。C曲线等温转变曲线，也称为“TTT曲阐明了过冷奥氏体转变温度、转变时间和转变产物之间的关系。左边一条为转变开场线，右边一条为转变终了线。珠光体型转变高温转变(A1550)：珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T)。贝氏体型转变中温转变(550Ms) 下贝氏体强度和硬度高(5060HRC)，并且具有良好的塑性和韧度。3马氏体型转变低温转变(MsMf) 马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。产生很强的固溶强化效应，使马氏体具有很高的硬度。在c曲线的下面

8、还有两条程度线，上面一条为马氏体转变开场的温度线(以Ms表示)，下面一条为马氏体转变终了的温度线(以Mf表示)。退火：将钢加热到一定温度并保温一定时间然后随炉缓慢冷却的热处置工艺。降低硬度、改善切削加工性能，消除剩余应力。正火：将钢加热到Ac3(对于亚共析钢)或ACcm(对于过共析钢)点以上30-50，保温一定时间后，在空气中冷却，从而得到珠光体类组织的热处置工艺。提高钢的强度和硬度。淬火是以获得马氏体组织为目的的热处置工艺，最常用的淬火冷却介质是水和油。提高钢的硬度和耐磨性；获得优良综合力学性能。回火：将淬火钢重新加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处置工艺。过冷奥氏体的延续

9、冷却转变曲线(CCT曲线) Ps和Pf分别为过冷奥氏体转变为珠光体的开场线和终了线，两线之间为转变的过度区，KK线为转变的终止线，当冷却到达此线时，过冷奥氏体便终止向珠光体的转变，不断冷到Ms点又开场发生马氏体转变。v1相当于炉冷(退火)，转变产物为珠光体。v2和v3相当于以不同速度的空冷(正火)，转变产物为索氏体和托氏体。v4相当于油冷，转变产物为托氏体、马氏体和剩余奥氏体。V5相当于水冷，转变产物为马氏体和残留奥氏体。调质处置：淬火后再进展高温回火处置。调质处置得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。冷处置：把淬冷至室温的钢继续

10、冷却到-7080(或更低的温度)坚持一段时间，使剩余奥氏体转变为马氏体。时效：将淬火后的金属工件，置于室温或低温加热下坚持适当时间，以提高金属强度和硬度的热处置工艺。外表淬火：将工件外表层淬硬到一定深度，而心部仍坚持未淬火形状的一种部分淬火法。外表硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。化学热处置：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，改动其外表层的化学成分、组织和性能的热处置工艺。分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。主要目的是提高工件的外表硬度、耐磨性以及疲劳强度，有时也用于提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。可控气氛热处置：向炉内通人一种或几种一定成分的气体，经过对这些气

11、体成分的控制，使工件在热处置过程中不发生氧化和脱碳。形变热处置：将形变与相变结合在一同的一种热处置新工艺。能获得形变强化与相变强化的综协作，是一种既可以提高强度，又可以改善塑性和韧性的最有效的方法。激光热处置：(1)激光加热外表淬火；(2)激光外表合金化。气相堆积技术：利用气相中发生的物理、化学反响，生成的反响物在工件外表构成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。钢的牌号：普通碳素构造钢如Q235A。优质碳素构造钢：两位数字表示平均碳质量分数，单位为万分之一如钢号45。碳素工具钢： “T后跟碳质量分数的千分之几如 “T8。铸钢 ZG270-500表示屈服强度为270MPa、抗拉强度为500MP

12、a的铸钢。合金构造钢 该类钢的钢号由“数字+合金元素+数字三部分组成。前两位数字表示钢中平均碳质量分数的万分之几；合金元素用化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均质量分数。当其平均质量分数1.5时，普通只标出元素符号而不标数字。合金工具钢：编号前用一位数字表示平均碳质量分数的千分数，如9CrSi钢，表示平均碳质量分数为0.9(当平均碳质量分数1%时，不标出其碳质量分数)，合金元素Cr、Si的平均质量分数都小于1.5的合金工具钢。高速钢高合金工具钢的钢号中普通不标出碳质量分数，仅标出合金元素的平均质量分数的百分数，如W6Mo5Cr4V2。滚动轴承钢 高碳铬轴承钢属于公用钢，该类钢在钢

13、号前冠以“G，其后为Cr+数字来表示，数字表示铬质量分数的千分之几。例如GCrl5钢，表示的平均质量分数铬为1.5的滚动轴承钢。特殊性能钢 特殊性能钢的碳质量分数也以千分之几表示。如“9Crl8表示该钢平均碳质量分数为0.9；1Cr18Ni9Ti表示该钢平均碳质量分数为0.左右，铬平均质量分数铬为1，镍平均质量分数铬为，钛平均质量分数铬为1左右。但当钢的碳质量分数0.03及0.08时，钢号前应分别冠以00及0表示。如00Crl8Nil0，0Crl9Ni9等。合金元素在钢中的作用：1强化铁素体-溶于铁素体，产生固溶强化作用；2构成合金碳化物；3妨碍奥氏体晶粒长大；4、提高钢的淬透性；5提高回火稳

14、定性。渗碳钢通常是指经渗碳、淬火、低温回火后运用的钢，碳在0.100.25之间。调质钢普通指经过调质处置后运用的碳素构造钢和合金构造钢，碳0.270.50之间。铸铁是碳质量分数大于2.11的铁碳合金。主要由铁、碳、硅、锰、硫、磷以及其他微量元素组成。铸铁具有优良的铸造性、切削加上性、减摩性、吸震性和低的缺口敏感性，加之其熔炼铸造工艺简单，价钱低廉，所以铸铁是机械制造业中最重要的资料之一。铸铁力学性能标注部分为一组数据时表示其抗拉强度值；为两组数据时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示伸长率值，两组数字之间用“隔开。有色金属及其合金又称非铁资料，是指除铁、铬、锰之外的其他一切金属资料。纯铝为面心立

15、方晶格，无同素异构转变。纯铝不能热处置强化，冷加工是提高纯铝强度的独一手段。 铝合金的强化：固态铝无同素异构转变，因此不能象钢一样借助于热处置相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化和细化织织强化。钛及其合金的主要特点是比强度高、耐腐蚀。钛具有同素异构转变，在8825以下为密排六方晶格的Ti相，在该温度以上为体心立方晶格的Ti相。合金元素可提高钛的强度，也影响到钛的同素异晶转变温度。钛合金的热处置方法有退火、淬火+时效和化学热处置等。铜及其合金按其外表颜色，分为纯铜、黄铜、青铜和白铜，其中后三种为铜合金。黄铜是以锌为主加元素的铜合金，只含锌黄铜称为普通黄铜。白铜是以镍为主加

16、元素的铜合金；青铜是除锌和镍以外的其他元素作为主加元素的铜合金。滑动轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金，应具备以下根本性能：(1)常温下具有足够的强度、硬度、冲击韧性和疲劳极限。(2)耐磨性好，与轴的摩擦系数小，热膨胀系数小，导热性能好(3)有良好的磨合性和抗蚀性能。轴承合金的组织特点应是在软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上分布着软质点。高分子资料是由相对分子质量104以上的有机化合物构成的资料。它是以聚合物为根本组分的资料，所以又称聚合物资料或高聚物资料。线型和支链型聚合物加热能变软、而冷却能变硬的可逆的物理特性，称为“热塑性。网状构造的聚合物不易溶于溶剂，加热时不熔融，具有良好

17、的耐热性和强度，但其弹性差、塑性低、脆性大，只能在构成网状构造之前进展一次成型，不能反复运用。这种性质称为“热固性。高聚物的一些力学性能，如抗拉强度，抗冲击强度、弹性模量、硬度等，都随分子量的添加而添加。结晶度越高，分子链陈列越严密，分子间的作用力就越强，硬度、强度和弹性模量添加，但伸长率相应地减小。塑料制品是指以有机合成树脂为主要成分，添加多种起不同作用的添加剂，然后经过加热、加压而制成的产品。工程塑料的成形 (主要有注塑、挤压、吹塑、压延、浇注等方法) 注塑成形 注塑机的任务原理与打针用的注射器类似，它是借助螺杆或柱塞的推力，将已塑化好的熔融形状即粘流态的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定

18、型后获得制品的工艺过程。合成纤维是由合成高分子为原料经过拉丝工艺而制成的。橡胶的突出特点是在很宽的温度(-40150)范围内具有高弹性，所以又称高弹体，它还有较好的抗撕裂、耐疲劳特性，在运用中经多次弯曲、拉伸、剪切和紧缩不受损伤，并还具有不透水、不透气、耐酸碱和绝缘等性能。胶粘剂(或粘合剂)指能把同种的或不同种的固体资料衔接在一同的媒介物质。是采用合成高分子化合物作为主剂，配合各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填料以及其他助剂等配制而成。涂料属于一种特殊的液态物质，它可以涂覆到物体的外表上，固化后构成一层延续致密的维护膜或特殊功能膜。涂料普通由不挥发成分和稀释剂两大部分组成，涂料经涂覆后，稀释剂逐渐

19、挥发，留下不挥发成分固化成膜。陶瓷资料可定义为：经高温处置工艺所合成的无机非金属资料。消费工艺包括：原料制备坯料成形烧结三大步骤。陶瓷资料具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性、耐高温、绝缘性能及其他一些特殊的功能复合资料是指由两种或两种以上异质、异形、异性的资料，以宏观或微观的方式复合构成的新型资料，它普通由基体组元和加强体或功能组元所组成。在工程上，复合资料主要是为了抑制金属、高聚物及陶瓷等传统的单一资料的某些缺乏，实现资料强度、韧性、质量以及稳定性等方面综合性能的全面改善和提高。如钢筋混凝土、玻璃钢。构造复合资料是指用于构造零件的复合资料，普通是由高强度、高模量的加强体与强度低、韧性好、低模量的

20、基体组成。复合资料的性能：1高的比强度和比模量。2抗疲劳性能和抗断裂性能良好。3减摩与减振性能。4高温性能优良。 二、成形技术部分金属资料成型与工艺性-包括铸造、压力加工、焊接和机械加工等四种成形和加工方法。铸造-是熔炼金属、制造铸型并将熔融金属流入铸型、凝固后获得一定外形和性能的铸件成形方法。将液态金属浇注到与零件外形相顺应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的消费方法。铸造的方法很多，目前运用最为普遍的是砂型铸造。其它铸造方法统称为特种铸造。常用的特种铸造方法有：熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、延续铸造等。铸造消费特点：顺应性强, 本钱低廉. 缺乏之

21、处：铸造组织的晶粒比较粗大，且内部常有缩孔、缩松、气孔、砂眼等铸造缺陷，因此铸件的机械性能普通不如锻件.合金的收缩：体收缩率是铸件产生缩孔或缩松的根本缘由。 线收缩率是铸件产生应力、变形、裂纹的根本缘由。液态合金在冷凝过程中，假设其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，那么在铸件最后凝固的部位构成一些孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。防止铸件变形的方法： 1使铸件壁厚尽能够均匀；2采用同时凝固的原那么；3采用反变形法。铸件的裂纹与防止1、热裂 热裂的外形特征是：裂纹短、缝隙宽、外形曲折、缝内呈氧化色。热裂的防止： 应尽量选择凝固温度范围小，热裂倾向小的合金。 应提高铸型和型

22、芯的退让性，以减小机械应力。 对于铸钢件和铸铁件，必需严厉控制硫的含量，防止热脆性。 2、冷裂 冷裂的特征是：裂纹细小，呈延续直线状，缝内有金属光泽或细微氧化色。冷裂的防止： 1使铸件壁厚尽能够均匀； 2采用同时凝固的原那么； 3对于铸钢件和铸铁件，必需严厉控制磷的含量，防止冷脆性。 金属型铸造-将液态金属浇入金属型，获得铸件的消费方法。获得熔模铸造-在易熔容貌外表包覆假设干层耐火资料，待其硬化枯燥后，将容貌熔去制成中空型壳，经浇注而获得铸件的一种成形工艺方法。 低压铸造-是在0.20.7大气压的低压下将金属液注入型腔，并在压力下凝固成形，以获得铸件的方法。压力铸造-液态金属在高压作用下快速压

23、入金属铸型中，并在压力下结晶，以获得铸件的成形工艺方法。连铸-是将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固结壳了的铸件延续不断地从结晶器的另一端拉出，以获得恣意长或特定的长度的铸件。冒口-是在铸型中设置的一个储存补缩用金属液的空腔。浇注系统-引导金属液进入铸型型腔的一系列通道的总称。型芯-功用是构成铸件的内腔、孔洞和外形复杂妨碍起模部分的外形。 芯头的作用：1定位作用；2固定作用；3排气作用。分型面是指铸件组元间的结合面，即分开铸型便于起模的结合面。分型面的选择 1. 分型面应选在铸件的最大截面处。2. 应尽量使铸件的全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的尺寸精度。 3. 应尽量减

24、少分型面的数量，并尽能够选择平面分型。 4. 为便于外型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。 铸件构造设计一、铸件壁厚的设计 1 合理设计铸件壁厚-在砂型铸造条件下，临界壁厚3最小壁厚 在最小壁厚和临界壁厚之间就是适宜的铸件壁厚。2 铸件壁厚应均匀、防止厚大截面二、铸件壁的衔接 1 铸件的构造圆角；2 防止锐角衔接3 厚壁与薄壁间的联接要逐渐过渡；4 减缓筋、辐收缩的妨碍。三、铸件外形的设计 1 防止外部侧凹、凸起；2 分型面应尽量为平直面；3 凸台、筋条的设计应便于起模。四、铸件内腔的设计1 应尽量减少型芯的数量，防止不用要的型芯。2 便于型芯的固定、排气和清理。压力

25、加工:是在外力作用下，使金属坯料产生塑性变形，从而获得具有一定外形、尺寸和机械性能的原资料、毛坯或零件的加工方法。工业消费中所用不同截面的型材、板材、线材等原资料大多是经过轧制、挤压、拉拔等方法消费的；而各种机器零件的毛坯或废品，如轴、齿轮、连杆、汽车大梁、油箱等多数是采用自在锻、模锻和冲压方法消费出来的。金属的可锻性-是金属资料在压力加工时成形的难易程度。用金属资料的塑性和变形抗力来衡量，塑性愈大，变形抗力愈小，金属资料的可塑性愈好。1 . 可锻性的衡量目的 1塑性：资料的塑性越好，其可锻性越好。2变形抗力：资料的变形抗力越小，其可锻性越好。2 . 影响可锻性的要素1金属的本质-化学成分：M

26、e越低，资料的可锻性越好。组织形状：纯金属和固溶体具有良好的可锻性。2变形条件变形温度：T温越高，资料的可锻性越好。变形速度：V变越小，资料的可锻性越好。应力形状：三向压应力 塑性最好、变形抗力最大。 三向拉应力 塑性最差、变形抗力最大。消费中常以改动变形条件(变形温度, 变形速度, 应力形状)做为手段，来提高金属资料的可锻性，以利于金属坯料的压力加工成形。力学性能高1组织致密；2晶粒细化；3压合铸造缺陷；4使纤维组织合理分布。金属资料的冷加工硬化景象就是在加工过程中，金属内部位错密度增大而引起的金属资料硬化。金属在塑性变形过程中，钢的组织和性能都会发生变化。其中最重要的是加工硬化。加工硬化也

27、称形变强化或冷作硬化。它是金属在塑性变形过程中，随着亚晶粒的增多和位错密度的添加，位错间的交互作用加强，位错滑移发生困难，使金属塑性变形的抗力增大，其强度和硬度显著升高，塑性和韧性下降。金属的加工硬化景象是工业消费中用以提高金属强度、硬度和耐磨性的重要手段之一。冷变形金属假设要在消除剩余内应力的同时仍坚持冷变形强化形状的话，就可以采取回复处置，进展一次250300C的低温退火。当冷变形金属加热温度高于回复阶段温度后，原子的分散才干进一步加强，塑性变形时被破碎、拉长的晶粒全部被转变成均匀细小的等轴晶粒，位错密度降低，内应力完全消除，使冷变形呵斥的加工硬化消逝，金属的性能又恢复到金属变形前的性能。

28、这个过程称为“再结晶或再结晶退火。再结晶不发生相变。各种纯金属的最低再结晶温度与其熔点之间存在如下关系：T再=(0.350.40)T熔金属在再结晶温度以下的塑性变形称为冷加工；金属在再结晶温度以上的塑性变形称为热加工。自在锻:将金属坯料放在上、下砥铁之间，施以冲击力和静压力，使其产生变形的加工方法.模锻:将金属坯料放在具有一定外形的锻模模膛内，施以冲击力或静压力而使金属坯料产生变形的加工方法.轧制:金属坯料在一对回转轧辊的孔隙(或孔型)中，靠摩擦力的作用延续进入轧辊而产生变形的加工方法。挤压:将金属坯料放入挤压筒内，用强大的压力使坯料从模孔中挤出而变形的加工方法称为。拉拔:将金属坯料拉过拉拔模

29、的模孔而变形的加工方法。板料冲压:利用冲模使板料产生分别或变形的加工方法. 冲裁-使坯料沿封锁轮廓分别的工序。落料-冲下的为工件，以凹模为设计基准。冲孔-冲下的为废料，以凸模为设计基准。拉深-使坯料在凸模的作用下压入凹模，获得空心体零件的冲压工序。压力加工方法的主要优点在于经过金属资料的塑性变形改善金属的内部组织。金属资料经过塑性变形后，能压合铸坯的内部缺陷(如微裂纹、缩松、气孔等)，使其组织致密，经过再结晶可使晶粒细化，提高金属的机械性能，从而在保证机械零件强度和韧性的前提下，减少零件的截面尺寸和分量，节省金属资料和加工工时。压力加工方法的缺乏之处，是压力加工只适用于加工塑性金属资料，对于脆

30、性资料如铸铁、青铜等那么无能为力；而且不适于加工外形太复杂的零件。自在锻件构造工艺性1. 防止斜面和锥度，2. 防止曲面相交，3. 防止加强筋和凸台，4. 采用组合工艺。金属焊接是借助原子间的结合，使分别的两部分金属构成不可装配的衔接的工艺方法。焊接过程中必需采用加热、加压或同时加热又加压等手段促进金属原子接触、分散、结晶，以到达焊接的目的。 金属焊接按其过程特点可分为三大类。1熔焊：将工件需求焊接的部位加热至熔化形状，普通须填充金属并构成共同的熔池，待冷却凝固后，使分别工件衔接成整体的焊接工艺称为熔焊。有电弧焊手工电弧焊、埋弧自动焊、气体维护焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、等离子弧焊等。2.压

31、焊：在压力(或同时加热)作用下，被焊的分别金属结合面处产生塑性变形(有的伴随有熔化结晶过程)而使金属衔接成整体的工艺称为压焊。有电阻焊、摩擦焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、高频焊、分散焊等。3钎焊：熔点低于被焊金属的钎料熔化后，填充到被焊金属结合面的空隙之中，钎料凝固而将两部分金属衔接成整体的焊接工艺称为钎焊。有软钎焊、硬钎焊钎料的熔点在450 以上。焊接技术的优点：一是一样构造采用焊接工艺与铆接相比，可以节省金属资料、节省制造工时，接头密封性好。以焊代铆，不钻孔，不用辅助资料，节省划线、钻孔等工序。二是对某些构造可以来用铸焊或锻焊结合构造，取代整铸或整锻构造，从而做到以小拼大，以简拼繁，它不仅

32、节省金属资料，还简化了坯料预备工艺，从而降低了制造本钱。三是便于制造双金属构造，如切削刀具的切削部分(刀片)与夹固部分(刀柄与刀体)可用不同资料制造后焊接成整体。也可用此法制造电气工程中运用的过渡接头(如铝和铜)等。分量轻、加工装配简单。焊接应力变形大，接头易产生裂纹、夹渣、气孔等缺陷。焊接接头金属组织与性能1. 焊接热循环2. 焊接接头金属组织与性能的变化1 焊缝区 熔池金属冷却结晶所构成的铸态组织。2 焊接热影响区焊缝两侧的母材，由于焊接热的作用，其组织和性能发生变化的区域。 熔合区：是焊缝和母材金属 的交界区。0.1-1mm 加热温度：T液T固强度、塑性、韧性极差，是裂纹和部分脆断的发源

33、地。 过热区：在热影响区内具有过热组织或晶粒显著粗大的区域。1-3mm 加热温度：T固1100 塑性和韧性很低，是裂纹的发源地。 正火区：在热影响区内相当于遭到正火处置的区域。1.2-4mm加热温度：1100 AC3 ； 力学性能优于母材。 部分相变区：在热影响区内发生部分相变的区域。加热温度：AC3AC1；力学性能较母材稍差。力学性能最差的区域：熔合区和过热区。3减小和消除焊接热影响区的方法： 小电流、快速焊接； 采用先进的焊接方法； 焊前预热、焊后热处置正火。碳钢的焊接1. 低碳钢的焊接 C0.25%；CE 0.4%；焊接性良好。2. 中碳钢的焊接 C0.250.60%；CE 0.60%；

34、CE 0.60%；焊接性差。问题：焊缝区易产生热裂纹；热影响区易产生冷裂纹。措施：焊前预热250350 ，焊后缓冷。选用低氢型焊条。焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。防止选用高碳钢作为焊接构造件。金属资料的焊接性1. 金属资料的焊接性 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能够性。指被焊金属采用一定的焊接方法、焊接资料、工艺参数及构造方式条件下，获得优质焊接接头的难易程度。焊接接头在运用中的可靠性。包括力学性能及其它特殊性能。焊接性 运用焊接性：2. 影响焊接性的要素1焊接方法；2焊接资料；3焊件化学成分；4 工艺参数。3. 焊接性的评定方法-碳当量估算法 C 影

35、响最显著 根本元素 其它元素 折合成碳的相当含量对焊接性的影响CE = C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15CE0.6%焊接性差。三、资料与成形工艺选择部分机械零件的失效方式 每种机械零件都具有一定的功能，比如接受载荷、传送力或能量等，假设丧失其所规定的功能即发生了失效。 主要有三类： (1)过量变形失效-是指零件在任务过程中受力产生的变形量超越了允许值，从而使机器设备无法正常任务或虽能正常任务但达不到预期的效果的景象。 (2)断裂失效-零件在任务的过程中发生断裂的景象称断裂失效。 3外表损伤失效-主要是指零件外表的磨损、接触疲劳和腐蚀。 资料外表处置主要分两类：外表强化和外表防

36、护。 常用的工艺方法有：外表热处置、气相堆积、热喷涂、堆焊、氧化磷化处置、电镀化学镀、涂装等。预处置-普通包括除油、除锈、粗化、活化和抛光。除油-目的是去除资料外表的油脂和污物，常用碱性除油工艺。 除锈-目的是去除金属资料外表的氧化物，从而显显露清净金属外表。常用方法有化学法如酸洗和机械法如打磨、切削和喷砂。常用外表强化性处置方法1、热喷涂将喷涂资料加热熔化，以高速气流雾化成极细颗粒，并以一定速度放射到事先预备好的工件外表上，构成涂层。2、堆焊和喷焊 堆焊：将合金丝或焊条熔化堆结在工件外表构成冶金结合层的方法。 喷焊：是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至10001300，颗粒熔化生成涂层，使

37、颗粒间和基体外表到达良好结合的方法。3、电火花外表强化技术 是经过火花放电的作用，把作为电极的导电资料熔渗进金属工件的表层，构成合金化的外表强化层，使工件的物理化学和机械性能得到改善的工艺4、气相堆积 是利用气相中发生的物理、化学反响，生成的反响物在工件外表构成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。常用外表防护性处置方法钢铁的氧化处置:将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属外表生成稳定的四氧化三铁(Fe3O4)的过程。因四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝。发蓝是提高黑色金属防护才干的一种简便而又经济的方法。钢铁的磷化处置:是将零件浸入磷酸盐溶液中化学处置，在金属外表生成难溶于水的磷酸盐

38、膜的过程。简称“磷化。磷化也是金属氧化方法之一，因此磷酸盐膜也是一种化学转化膜。磷化是钢铁外表防护的常用方法之一，运用愈来愈广泛。有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进展磷化处置。铝及铝合金零件在电解液中进展电化学氧化，其工艺象电镀的逆过程，因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化。铝及铝合金的化学氧化是不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其外表生成人工氧化膜。普通是将铝件浸在含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中，铝和溶液相互作用。很快便生成Al2O3和Al(OH)3的薄膜.铝及铝合金氧化膜的着色铝及铝合金经氧化处置后，得到新颖的氧化膜层，它具有多孔性、吸附才干强，容易染上各种颜色，具有良好的装饰效果。镀

39、层装饰技术能在制品外表构成具有金属特性的镀层，这是一种较典型的外表装饰技术。金属镀层不仅能提高制品的耐蚀性和耐磨性，而且可以加强迫品外表的颜色、光泽和肌理的装饰效果，因此能维护和美化外表，由于有优良的镀层，经常使制品的档次和档次得到提高。 按镀层的外表形状可分成镜面镀层和粗面镀层两类。按镀层装饰技术可分为电镀、化学镀、真空蒸发堆积镀、气相镀等。镀层装饰的金属有Cu、Ni、Cr、Fe、Zn、Sn、Al、Pb、Au、Ag、Pt及其合金。 电镀-是将金属工件浸入要镀金属盐溶液中并作为阴极，通以直流电，在直流电场作用下，金属盐溶液中的阳离子在工件外表上堆积构成电镀层。 化学镀是一种在无外加电流的情况下

40、,利用复原剂在具有催化活性的外表进展氧化复原反响而堆积出镀层的方法。溶液中普通含有主盐，提供构成镀层的主要成分；复原剂，复原主盐中的离子；络合剂，拓宽镀液任务的pH值范围,提高堆积速度,改善镀层光洁致密性,防止镀液中沉淀的析出,添加其稳定性并延伸运用寿命；稳定剂，抑制镀液自发分解；和缓冲剂。 涂料及其涂装工艺 涂料旧称油漆。准确的称号应为“有机涂料，简称涂料。所谓涂料就是涂敷在物体外表，经过物理变化、化学变化、可以构成具有一定附着力和机械强度的薄膜，起着装饰、维护及其他作用的液体或粉末状的有机高分子胶体混合物的总称。所构成的薄膜称为涂膜或漆膜。涂料的性质即颜色、光泽、涂膜的硬度、附着性、耐蚀性

41、、耐候性等。涂料的作用: 对于工业产品来说，涂料具有维护作用、装饰作用、特殊作用三大功能。1维护作用:涂料在产品外表所构成的一层硬薄膜可以将物质与空气、水分、阳光、微生物以及其它腐蚀介质隔分开，既可防止产品外表化学性锈蚀或腐朽蜕变，起到一种屏蔽作用，又可防止产品外表直接遭到机械外力的摩擦和冲击碰撞而损坏，起到一定的机械维护作用。2装饰作用:涂料的装饰作用主要是经过颜色、光泽、纹理三个方面实现的。 3特殊作用:在一些特定的场所涂料具有其特殊的作用。如电器的绝缘往往借助于绝缘漆；为了防止海洋微生物的粘附，维护船底的光滑平整，运用船底防污漆；高温条件下的超温报警可用示温涂料；在战场上为了伪装武器设备

42、，那么用伪装涂料；其它诸如导电涂料、防红外线涂料、反雷达涂料等的功能，均属涂料的特殊作用。 资料与成形工艺的选择 普通可遵照四条根本原那么：运用性能足够、工艺性能良好、经济性合理和环保性原那么。根据运用性能选材：根据任务条件、失效(丧失正常任务才干)方式，提出对运用性能的要求，作为选材的主要根据,保证产品内在质量。金属制品的失效方式有变形、断裂和外表损伤三种根本类型。根据工艺性能选材：满足零件工艺性能的要求，提高加工废品率；铸造性能：金属构件中，承载不大，受力简单而构造复杂，尤其有复杂内腔构造的，选择铸呵斥型。锻造性能：承载较大、受力复杂的构件进展锻呵斥型。焊接性能 ：普通体积较大，要求气密性

43、好，能接受一定的压力，如容器、保送管道、蒸汽锅炉等产品及工程构造，采用焊接成形。切削加工: 资料的切削加工性能是指资料进展切削加工时的难易程度。评价资料的切削加工性能可以从切削后工件的外表粗糙度、切削速度、断屑才干及刀具磨损等方面加以思索。金属的硬度对其切削加工性能有较大的影响。阅历证明，当资料硬度处于170230HBS时切削加工性能最好。硬度低时切削速度低，断屑才干差；硬度高时，对刀具的磨损较严重。 热处置工艺性: 对大多数金属资料来说，热处置是保证资料到达最终运用性能要求的重要工艺手段。假设资料的热处置工艺性能不好，容易产生严重的变形与开裂，使一切的前期加工报废，呵斥极大的浪费与损失。热处

44、置工艺性包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、回火稳定性、回火脆性等，对于要求截面力学性能均匀的零件，通常思索淬透性更多一些。普通含Mn、Cr、Ni、B等合金元素的合金钢淬透性比较好，可以用在一些尺寸较大的重要零件上。碳钢的淬透性较差，只适宜制造尺寸较小，外形简单、强韧性要求不高的零件。热处置时的变形与开裂是一个比较复杂的问题。除了与热处置工艺有关外，也应从零件的构造设计方面加以思索，比如零件上应防止尖角或截面突变，应采用封锁、对称式构造等。 选材的经济性原那么：满足运用性能和工艺性能要求的条件下，符合外型要求，避稀贵就价廉、避远就近、尽量采用规范化、系列化资料,降低本钱，获得大的经济效益。环保性

45、原那么 以无毒无害资料替代有毒有害资料；尽能够循环反复利用，废弃物综合利用；减少资料成形过程及废物对环境的污染。合理选择毛坯在机器制造业中常用的毛坯有铸件、锻件、焊接件、各种轧制型材件及粉末坯件。在满足运用性能要求的前提下，选择零件毛坯的方式时主要思索零件的外形尺寸特点、加工工艺性及消费批量等方面，使其易于加工效率高、资料与能源耗费少，总的加工本钱低等。普通外形复杂的零件，如箱体等，常用铸件毛坯；外形相对简单的零件那么制成锻件；单件或小批量消费时，采用自在锻件毛坯可以缩短消费周期、节省模具费用；而大批量消费时，多采用模锻件或精细铸件毛坯以减少机械加工工时，提高消费效率。焊接件常用于要求尺寸大、

46、质量小、刚性大的零件。资料与成形工艺选择的详细方法和根据 1、根据零件的构造特征选择 轴类-采用锻呵斥形，中碳钢如45或中碳合金钢如40Cr。 盘类齿轮-中碳钢锻造或铸造，小齿轮可用圆钢或冲压或挤压。 箱体类铸件。 支架类小批量用焊接。 2、根据消费批量选择 单件小批量铸造手工砂型；锻件自在锻或胎膜锻；焊接件手工或半自动；薄板用钣金、钳工。 大批量分别采用机器外型、模锻、埋弧自动焊及板料冲压。各种批量的工艺方法见表13-4。 3、根据最大经济性选择-多方案比较。4、根据力学性能要求选择 1以综合力学性能为主的选材 普通轴类、连杆、重要螺栓和低速轻载齿轮接受循环载荷与冲击载荷，失效主要是过量变形

47、和断裂，需求较高的强度和疲劳极限与良好的塑性和韧性。 普通零件选调质或正火的中碳钢；淬火并低温回火的低碳钢；正火或等温淬火形状的球墨铸铁。 重要零件选合金调质钢或经控制锻造的合金非调质钢或超高强钢。 2以抗磨损性能为主的选材磨损为主要失效方式 受力较小、不受大的冲击或振动，摩擦猛烈的零件-如钻套顶尖冷冲模切削刀具等，主要要求高硬度。普通选淬火低温回火的高碳钢或高碳合金钢；铸件可用耐磨铸铁。 同时受磨损与交变应力或冲击载荷的零件要求较高的耐磨性及较高的强度塑性和韧性，即表硬里韧。优先满足心部强韧性，再用外表硬化方法满足耐磨性。如机床齿轮、凸轮轴，选用中碳钢或中碳合金钢，正火或调质后外表淬火或渗氮

48、。有较高冲击的汽车变速齿轮可选低碳钢或低碳合金钢，渗碳淬火及低温回火。3以抗疲劳为主的选材发动机轴、滚动轴承、弹簧可选用:低碳钢或低碳合金钢淬火及低温回火;中碳钢或中碳合金钢调质或淬火及中温回火， 超高强钢等温淬火及低温回火，提高抗疲劳性能。 可用外表淬火、渗碳、渗氮、喷丸、滚压等外表强化处置提高疲劳抗力。 4以防过量变性为主的选材-如机床主轴导轨、镗杆、机座 防止过量弹性变形选用弹性模量高的资料。防止过量塑性变形选用屈服点高的资料。1铸呵斥形 球墨铸铁是铸造曲轴最常用的资料，在轿车发动机中运用很广泛。常用的铸造曲轴用的球墨铸铁有QT600-2、QT700-2、QT900-2等。普通汽车发动机

49、曲轴选用的球墨铸铁强度应不低于600MPa，制造农用柴油发动机曲轴的球墨铸铁强度那么不应低于800MPa。典型轴类零件的选材铸呵斥形:普通在调质或正火后采用中频感应淬火对轴颈进展外表强化处置。某些汽车、迁延机发动机的曲轴轴颈也有采用氮碳共渗处置，以提高曲轴的疲劳强度和耐磨性。 铸造质量是影响铸造曲轴质量的关键要素，必需保证铸造毛坯球化良好并无铸造缺陷。正火的目的是经过添加组织中珠光体的含量并使其细化来提高其强度、硬度与耐磨性；高温回火的目的在于消除正火过程中呵斥的内应力。 铸造曲轴的工艺道路为： 铸造一正火或调质一矫直一切削加工一去应力退火一轴颈气体渗氮(或氮碳共渗)一矫直一精加工一零件2锻呵

50、斥形:如机床主轴是机床的重要零件之一，在进展切削加工时，高速旋转的主轴接受弯曲、改动和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。 根据机床主轴所选用的资料和热处置方式，可以将其分为四种类型：部分淬火主轴、渗碳主轴、渗氮主轴和调质(正火)主轴，对普通的中等载荷、中等转速，冲击载荷不大的主轴，选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢等即可满足要求，对轴颈、锥孔等有摩擦的部位要进展外表硬化处置。当载荷较大，同时要接受较大的疲劳载荷与冲击载荷的主轴，那么应采用20CrMnTi合金渗碳钢或38CrMoAl渗氮钢制造，并进展相应的渗碳或渗氮化学热处置。 普通选用45钢

51、或40Cr钢制造，锻呵斥形机床主轴加工工艺道路为： 下料一锻造一正火一粗加工一调质一半精加工一部分外表淬火+低温回火一磨削加工一零件整体的调质处置可使轴得到较高的综合力学性能与疲劳强度硬度可达220250HBS，调质后组织为回火索氏体。在轴颈和锥孔处进展外表淬火与低温回火处置后，硬度52HBC，可以满足部分高硬度与高耐磨性的要求。典型齿轮选材举例对齿轮资料提出的性能要求如下：1)高的外表硬度和耐磨性；2)足够高的齿心强度和韧性；3)高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。 此外，还要求资料有较好的加工工艺性能，如切削加工性好、淬透性好、热处置变形小等。 例如：机床齿轮的任务条件较好、载荷不大、转速中等、任务平稳、少有剧烈的冲击。除了要有高的接触疲劳强度、弯曲强度、外表硬度与耐磨性等要求外，还应能保证高的传动精度和小的任务噪声。普通情况下可以选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢制造，后者的淬透性更好。 机床齿轮的工艺道路普通为：下料一锻造一正火一粗加工一调质或正火一精加工一齿部高频外表淬火