材料成形工艺基础要点

第1页共6页《材料成形工艺基础》要点第一章金属的液态成形第一节液态成形理论基础三种凝固方式（逐层、糊状、中间）及其影响因素（结晶温度范围、温度梯度）合金的流动性及其影响因素（合金成分、合金的种类、杂质与含气量）为什么共晶合金的流动性好？（共晶合金，熔点最低，是在恒温下进行结晶的，结晶时从表面向中心逐层凝固，凝固层的表面比较光滑，对尚未凝固的金属的流动阻力小，故流动性好）合金的充型能力对铸件质量的影响（浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂）影响充型能力的主要因素（合金的流动性、浇注条件、铸型条件）合金收缩的三个阶段（液态、凝固、固态）缩孔、缩松产生的原因、规律（逐层：缩孔；糊状：缩松；位置：最后凝固部位）缩孔与缩松防止（定向凝固原则；措施：加冒口、冷铁）铸造应力产生的原因和种类（热应力、机械应力或收缩应力）（铸件在凝固、冷却过程中，由于各部分体积变化不一致、彼此制约而使其固态收缩受到阻碍引起的内应力，称为铸造应力）热应力的分布规律（厚：拉；薄：压）及防止（同时凝固原则）铸造残余应力产生的原因（热应力）及消除措施（时效处理）铸件变形与裂纹产生的原因（故态收缩，残余应力）变形防止办法（同时凝固；反变形；去应力退火）热裂纹与冷裂纹的特征（热裂纹：裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色）（冷裂纹：裂纹细小，呈连续直线状，缝内有金属光泽或轻微氧化色）第二节液态成形方法常用手工造型方法（五种最基本的方法：整模、分模、活块、挖砂、三箱）的特点和应用（重在应用）机器造型：实现造型机械化的两个主要方面（紧砂、起模）熔模铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。为什么熔模铸件精度高，表面光洁？（铸型精密又无分型面）为什么熔模铸造适合于形状复杂的铸件？(无需起模，不需要考虑分型问题)为什么熔模铸造适合于难于加工的合金铸件？金属型铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。为什么金属型铸件精度高，表面光洁？为什么金属型铸造更适合于非铁合金铸件的生产？压力铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。低压铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。离心铸造的原理（理解）、特点（理解）和应用。第三节液态成形件的工艺设计浇注位置的概念及其选择原则（重在理解和应用）分型面的选择原则（重在理解和应用）铸造成形工艺参数（加工余量、拔模或起模斜度、收缩率）铸造工艺图（能用规定的符号和表达方式正确画出）第四节液态成形件的结构设计铸件壁厚设计（大于最小壁厚；小于临界壁厚；壁厚均匀；由薄到厚均匀过渡）为什么要大于最小壁厚？（如果设计铸件的壁厚小于允许的“最小壁厚”，铸件就易产生浇不足、冷隔等缺陷）为什么要小于临界壁厚？（在铸造厚壁铸件时，容易产生缩孔、缩松、结晶组织粗大等缺陷）壁厚不均匀会产生什么问题？(内应力、变形、裂纹、缩孔、缩松、晶粒粗大)铸件壁间连接（圆角；避免锐角）铸件筋条设计（避免十字交叉）铸件外形设计和铸件内腔设计（理解；重在应用）结构斜度的设计（结构斜度与起模斜度的区别；重在应用）（为了起模方便，凡垂直于分型面的非加工表面应设计结构斜度）第二章金属的塑性成形第一节塑性成形工艺基础常用的六类塑性成形方法（轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻、板料冲压）与铸造比较，塑性成形法的最显著的特点（性能好，但形状不能太复杂）塑性变形对金属组织和性能的影响（冷变形条件下和热变形条件下；纤维组织及其性能特点）(在钢锭组织的晶界上存在着一些过剩相和夹杂物，塑性变形时，随金属晶粒的变形方向被拉长或击碎呈链状分布，金属再结晶以后也不会改变，仍然保留下来，使金属组织具有一定方向性，称为纤维组织。特点：顺纤维方向，强度、塑性、韧性都很高；垂直纤维方向，强度、塑性、韧性较低，但抗剪能力强)金属可锻性的衡量指标（塑性、变形抗力）及影响因素（成分；组织；温度）金属加热缺陷（过热、过烧、脱碳、过渡氧化）与碳钢始锻温度（低于固相线200℃第二节热锻成形工艺自由锻基本工序（镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、扭转）自由锻件结构工艺性（自由锻件结构设计注意一下几点：1、尽量避免椎体和斜面结构；2、几何体的交接处不应形成空间曲线；3、避免特殊和非规则截面和外形，如要避免加强筋、凸台、工字型结构。）模锻的基本原理（理解）及特点胎模锻的概念及特点（理解）第三节板料冲压两大类基本工序（分离工序和变形工序）冲裁的概念；冲裁变形过程（弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段）及冲裁件断面特征（塌角或圆角带；光亮带；断裂带）切断的概念（切断是将板料沿不封闭曲线分离的一种冲压方法）弯曲变形的特点（内：压；外：拉）；弯曲的质量问题（弯裂；回弹）；弯裂的防止办法（限制最小弯曲半径；弯曲线与纤维方向垂直）；回弹的防止办法（模具角度比弯曲件角度小一个回弹角值）拉深的概念；拉深和冲裁工序所使用的凸、凹模之间的区别（间隙大小；圆角）拉深件质量问题（拉裂与起皱）拉深系数的概念及计算三类冲模的概念（简单冲模、连续模、复合模）四种挤压方式（正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压）第三章材料的连接成形第一节焊接成形工艺基础三大类焊接方法（熔化焊；压焊；钎焊）；熔焊的冶金特点（理解）及保证焊接质量的基本措施（保护焊接区；渗加合金元素；脱氧脱硫）；焊接接头的概念（焊缝加热影响区）；焊接热影响区的概念（焊接过程中，焊缝两侧受焊接热作用而发生组织与性能变化的区域）；低碳钢焊接热影响区的组成及其特点（熔合区；粗晶，性能差；过热区：粗晶，性能差；正火区：细晶，性能好；部分相变区：性能稍差）；焊接应力与变形产生的原因（局部加热）；防止和减少焊接应力的措施（焊前预热；焊接次序；焊后缓冷；焊后去应力退火）；焊接变形的形式（收缩变形；角变形；弯曲变形；扭曲变形；波浪变形）；防止和减小焊接变形的措施（刚性固定；反变形；焊接次序；焊前预热；焊后缓冷；矫正）；焊接缺陷的种类及其检验方法（理解）；第二节焊接方法焊条的组成及作用（焊芯和药皮；焊芯：作电极和焊缝的填充金属；药皮：稳定电弧燃烧；保护焊接区；渗加合金元素；脱氧脱硫）；为什么焊条药皮中要加脱氧剂？（降低电弧气氛和熔焊的氧化性，脱除金属中的氧）两种重要的焊条（J422、J507）；焊条选用原则（重在应用）埋弧焊的原理（理解）、特点和应用范围（水平位置焊接长直焊缝；大直径环形焊缝）埋弧焊的生产率为什么高于焊条电弧焊？（埋弧焊的电流可达1000A以上，比焊条电弧焊高6~8倍，同时焊丝连续供给节省了更换焊条的时间）埋弧焊与焊条电弧焊相比，为什么可以节省材料？（电弧能量集中，飞溅小，20~25mm以下的焊接可不开坡口，没有焊接头的浪费，多余焊剂可回收使用）埋弧焊为什么不能实现全位置焊接？氩弧焊的原理、特点及其应用；二氧化碳气体保护焊的原理、特点及其应用（注意与氩弧焊比较理解）二氧化碳保护焊时焊丝的成分有何要求，为什么？（CO2气体氧化性强，合金元素烧损严重，为补偿合金元素的烧损和防止气孔，应采用具有足够脱氧元素（如Mn、Sn）的合金钢焊丝）电渣焊的原理（电阻热）及其应用。电阻焊的种类（点焊、缝焊、对焊）。点焊的原理（电阻焊；柱状电极；断续通电）及其应用（焊件搭接；非密封性）。缝焊的原理（电阻焊；盘状电极；脉冲电源）及其应用。对焊的原理及其应用。摩擦焊的原理及其应用。钎焊的原理及其应用。第三节材料焊接性判断金属材料焊接性能优劣的方法（碳当量法）及其应用（会计算）。中碳钢的焊接特点（热影响区形成马氏体区和部分马氏体区，脆，易裂）及焊接基本工艺（选用碱性低氢型焊条；细焊条、小电流、开坡口、多层焊；缓冷）。为什么中碳钢焊接性不如低碳钢？（热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹，焊缝易热裂）低合金结构钢的焊接特点（强度等级的影响规律）及其焊接基本工艺（预热、大电流）铸铁的补焊特点（熔合区