第11章_锻压
300
T℃
2)变形速度的影响 •变形速度指单位时间内的变形程度。
变形抗力
•高速锻造利用此原 理改变金属的可锻性。 •但普通锻压设备速 度不可能大于C。对 塑性差的材料或大型 锻件易采用较小的变 形速度，以防锻裂。
塑性 F、 δ
C
变形速度
•低于临界速度C，随变形速度增加，变形抗力增加，塑性减小。 （再结晶过程来不及消除加工硬化） •高于临界速度C，随变形速度增加，变形抗力减小，塑性提高。 （塑性变形的热效应加快了再结晶过程）
• 综上所述，金属的锻造性不仅取决于金属的本质
，还取决于变形的工艺条件。 • 因此，进行压力加工时，要力求创造最有利的变 形条件,充分发挥金属的塑性，降低变形抗力，使 能量消耗最少,用最经济的方法达到加工的目的。
金属锻造工艺
一、坯料的加热 二、锻造成形
坯料的加热
加热的目的：提高金属的塑性和降低变 形抗力，以改善其可锻性和获得良好的 锻后组织。 加热后锻造可以用较小的锻打力量使柸 料产生较大的变形而不破裂。
1) 镦粗 使坯料高度减小、截面积增大的工序，分为完全镦粗、 局部镦粗和垫环镦粗等。 镦粗是自由锻最基本的工序，它常用于锻造齿轮坯、凸 缘、圆盘等高度小而截面积大的锻件。
2）拔长 使坯料的横截面面积减少而长度增加的工序。 拔长主要用于轴杆类和长筒类锻件的成型。
芯轴拔长
3)冲孔 冲孔是在锻件上锻出 通孔或不通孔的锻造 工序。
比如在生产六角螺钉时采用模锻成形就比切削加工效率约 高50倍。
（4）锻压主要生产承受重载荷零件的毛坯，如机器中的 主轴、齿轮等，但不能获得形状复杂的毛坯或零件。
压力加工方法：
上砥铁
坯料 下砥铁
1．轧制 5．模型锻造
2．挤压
3．拉拔
4．自由锻造
6．板料冲压
锻压加工的基本知识
一、金属的塑性变形
单晶体受力后，只有在切应力的作用下金 属晶体才能产生塑性变形。
自由锻常用设备
蒸汽—空气锤
利用一定蒸汽或压缩空气 推动锻锤进行工作。常用 吨位为1—5吨，用于锻造 中型锻件，是模锻的主要 设备。
液压机
利用高压水为动力进 行工作。靠静压力工 作。常用吨位为 5~150吨，用于锻造 大型锻件，是大型锻 件的唯一设备。
空气锤
利用压缩空气推动锻锤进 行工作。以落下部分质量 来表示锻造能力；常用吨 位为65—750千克，用于 锻造小型锻件。
芯轴扩孔
(4) 弯曲。 使坯料轴线产生一定曲率的工序。 (5) 扭转。 使坯料的一部分相对于另一部分绕其轴线旋转一 定角度的工序。 (6) 错移。 使坯料的一部分相对于另一部分平移错开的工序。 (7) 切割。 分割坯料或去除锻件余量的工序。
2) 辅助工序 进行基本工序之前的预变形工序。 如压钳口、倒棱、压肩等。 3) 精整工序 修整锻件的最后形状与尺寸，消除表面的不平整，使 锻件达到要求的工序。 主要有修整、校直、平整端面等。
第11章 锻压
•压力加工是利用金属的塑性变形，改变坯料的尺寸 和形状，并改善其内部组织和力学性能，获得所需 毛坯或零件的成形加工方法。
压力加工方法：
压力加工分类 静压力 冲击力
扎制
挤压
拉拔
自由锻
模锻
冲压
以生产原材料为主
以生产零件毛坯为主
1.轧制
•使金属坯料通过一对回转轧板、无缝钢管及各种型钢。轧制产品 截面形状如图。
性变形的形式：滑移和孪晶 金属常以滑移方式发生塑性变形
塑性变形的实质是：在应 力的作用下，材料内部 原子相邻关系已经发生 改变，故外力去除后， 原子到了另一平衡位置， 物体将留下永久变形。
(二) 金属的加工硬化（冷变形强化） 金属在低温下进行塑性变形时，随 着变形程度的增加，金属的硬度和强度 升高，而塑性、韧性下降，这种现象称 为金属的冷变形强化或加工硬化。
应用：成批、大量生产形状较复杂的中小型锻件。薄板件， 仪器、仪表件，中空零件或汽车覆盖件。
金属锻压的特点
(1)改善金属组织、提高力学性能
锻压的同时可消除铸造缺陷，均匀成分，形成纤维组织，从 而提高锻件的力学性能。
(2)节约金属材料
比如在热轧钻头、齿轮、齿圈及冷轧丝杠时节省了切 削加工设备和材料的消耗。 (3)较高的生产率
锻造温度范围
锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的 一段温度间隔。 确定锻造温度的基本原则是，就能保证金 属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的 变形抗力，并得到所要求的组织和性能。锻造 温度范围应尽可能宽一些，以减少锻造火次， 提高生产率。
1．始锻温度 始锻温度应理解为钢或合金在加热炉内允许的 最高加热温度。从加热炉内取出毛坯送到锻压 设备上开妈锻造之前，根据毛坯的大小、运送 毛坯的方法以及加热炉与锻压设备之间距离的 远近，毛坯有几度到几十度的温降。因此，真 正开始锻、造的温度稍低，在始锻之前，应尽 量减小毛坯的温降。
纤维组织的明显程度和锻造比有关。
2.锻造比
•锻造比是锻造时变形程度的一种表示方法。 • 拔长：y锻=A0/A •（A0、A分别表示拔长前后金属坯料的横截面积）； • 镦粗：y锻=H0/H •（H0、H分别表示镦粗前后金属坯料的高度）。 •锻造比对锻件质量和力学性能有很大影响。
•一般情况下，增加锻造比有利于改善组织与性能，但过大 无益。
2.挤压
•使金属坯料从挤压模的模孔中挤出而变形。 凸模 坯料 凸模 坯料
应用：生产低碳钢、非铁金属及其合金的型材、管 件和零件。挤压产品截面形状如图。
3.拉拔
•将金属坯料从拉拔模的模孔中拉出而变形。
锻造：一般是将轧制圆钢、方钢（中、小锻件）或 钢锭（大锻件）加热到高温状态后进行加工。 板料冲压：是在冲床上用冲模使金属或非金属板料 产生分离或变形而获得制件的加工方法。板料冲压 通常在室温下进行，所以又叫冷冲压。（用于冲压 的材料必须具有良好的塑性，常用的有低碳钢、高 塑性合金钢、铝和铝合金、铜和铜合金等金属材料 以及皮革、塑料、胶木等非金属材料。）
回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可 见变化； 再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大， 逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。 晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化， 达到相对稳定的形状和尺寸。
三、冷加工和热加工的界限
从金属学的观点划分冷、热加工的界限 是再结晶温度。
金属塑性变形分为冷变形和热变形两种。 组织变化
4.自由锻
•将金属坯料放在上、下砧间受力而变形。
应用：单件小批生产力学性能高、形状简单的零件 毛坯，是大型锻件唯一制造方法。
5.模锻
•将金属坯料放在模锻模膛内受力而变形。
应用：成批、大量生产形状较复杂的中小型锻件。
6.板料冲压
•利用冲模，使板料产生分离或变形。通常在室温下进 行，所以又叫冷冲压。
(1)冷变形对金属组织和性能的影响 冷变形是再结晶温度以下的变形。
冷变形强化
产生残留应力 改善金属的组织和性能
(2)热变形对金属组织和性能的影响 热变形是再结晶温度以上的变形。 使金属性能各向异性
四、 锻造流线及锻造比
1.锻造流线（纤维组织）
锻造时，金属的脆性杂质被打碎，顺着金属主要伸长方向 呈碎粒状或链状分布，塑性杂质随金属变形沿主要伸长方 向呈带状分布，热锻后的金属组织就具有一定的方向性， 通常称为锻造流线或纤维组织。
•Y=2~5时，流线组织明显，沿流线方向性能提高，但垂直方 向性能下降，应合理选择。
设计制造零件时，应充分发挥其纵向性能高的优势， 限制横向性能差的劣势。 设计原则：使零件工作时承受最大正应力方向与纤维 方向一致，最大切应力方向与其垂直，并尽可能使纤 维方向沿零件轮廓分布。
a） 纤维被切断
b） 纤维完整分布
自由锻锻件结构工艺性 1、零件结构应尽可能简单、对称、平直； 要求锻件外形尽可能由平面和圆柱面组成。一些难以 锻出的形状，小的孔和凹槽可用填加余块的办法简化 锻件形状。 2、应避免零件上的锥形、楔形结构； 3、不允许有小凸台 为便于切削加工和装配而设计的小凸台可用沉头孔代 替。
（二）再结晶
冷变形金属被加热到适当温度时，在变形 组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形 晶粒，而使形变强化效应完全消除的过程。 金属经过再结晶后：晶粒得到了细化；消除了 金属由于塑性变形而产生的冷变形强化现象； 使金属的强度、硬度下降；塑性、韧性升高； 金属的性能基本恢复到塑性变形前的状态。
冷变形强化是强化金属的重要途径 之一，尤其是对一些不能用热处理强化 的金属材料显得特别重要，如低碳钢、 纯铜、防锈铝、镍铬不锈钢等，可通过 冷轧、冷挤、冷拔、冷冲压等方法来提 高金属强度、硬度。
二、回复与再结晶
（一）回复
冷变形金属在低温加热时，其显微组织无 可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到 冷变形以前的过程。 在生产中利用回复处理来保持金属有较高 强度和硬度的同时，还适当提高其韧性，降低 内应力。如冷拔钢丝卷制成弹簧后，进行 一次250～300 ℃的低温退火。
自由锻常用工具
1.自由锻的工艺特点与应用
设备简单、通用性好、成本低、工艺灵活。 锻件范围：百克级------百吨级，尤其对大型锻 件，自由锻是唯一的锻造方法。 精度低、生产率低，只适合锻造简单形状的锻件
2.自由锻的工序
自由锻工序：基本工序、辅助工序和修整工序。
•自由锻的基本工序是指锻造过程中直接改变坯料形 状和尺寸的工艺过程。 •主要包括镦粗、拔长、弯曲、冲孔、扭转、错移等， 其中最常用的是镦粗、拔长和冲孔。
2.变形条件
1）变形温度 • 一般而言，随着温度的升高，塑性提高、变形抗力减小， 改善了可锻性。
热加工基础总复习题+答案
第一章铸造一、名词解释铸造：将热态金属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的方法。
热应力：在凝固冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。
收缩：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积缩小现象，合金的收缩一般用体收缩率和线收缩率表示。
金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇人金属铸型而获得铸件的方法。
流动性：熔融金属的流动能力，仅与金属本身的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关，是熔融金属本身固有的性质。
二、填空题1.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）和（离心铸造）。
2.铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固方式。
纯金属和共晶成分的合金易按（逐层凝固）方式凝固。
3.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态收缩）收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。
4.按照气体的来源，铸件中的气孔分为（侵入性气孔）、（析出性气孔）和（反应性气孔）三类。
因铝合金液体除气效果不好等原因，铝合金铸件中常见的“针孔”属于（析出性气孔）。
5.铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高，流动性差）和（收缩大）。
6.影响合金流动性的内因有（液态合金的化学成分）外因包括（液态合金的导热系数）和（黏度和液态合金的温度）。
7，铸造生产的优点是（成形方便）、（适应性强）和（成本较低）。
缺点是（铸件力学性能较低）、（铸件质量不够稳定）和（废品率高）。
三、综合分析题1.何谓合金的充型能力？影响充型能力的主要因素有哪些？P3答：液态合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。
影响充型能力的主要因素为：(1)合金的流动性；(2)铸型的充型条件；(3)浇注条件；(4)铸件结构等。
2.合金的充型能力不好时，易产生哪些缺陷？设计铸件时应如何考虑充型能力？答：合金的充型能力不好时(1)在浇注过程中铸件内部易存在气体和非金属夹杂物；（2)容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；(3)流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。
《材料力学 第2版》_顾晓勤第11章第1节 惯性力问题
21.9
MPa
d max Kd st max 26.3 MPa
OB
al
A m
第 1 节 惯性力问题
第十一章 动载荷和疲劳
二、杆件作匀速转动时的应力计算
在设计飞轮时，要求用料少而惯性大，所以常把 飞轮设计成轮缘厚、中间薄的样式。若不考虑轮辐的 影响，可以近似地认为飞轮的质量绝大部分集中在轮 缘上，将飞轮简化为一个绕中心旋转的圆环。
16
第 1 节 惯性力问题
第十一章 动载荷和疲劳
例 11-4 钢质飞轮匀角速转动如图所示，轮缘外径
D 1.8 m，内径 d 1.4 m ，材料密度 7.85 103 kg/m3。 要求轮缘内的应力不得超过许用应力 [ ] 60 MPa，轮
辐影响不计。试计算飞轮的极限转速 n 。
解：由强度条件，得到 轮缘允许的线速度
解：由附表 4 查得 32a 工字钢：
10 a
2m
8m
2m
= 52.717kg/m；加速度 a = 0 时，
每根钢绳的拉力 Fst = mg /2，应力 32a 号工字钢
st
Fst πd 2 / 4
39.5106 N/m2
39.5 MPa
动荷系数：
Kd
1
a g
1
6 9.8
1.612
d Kd st 1.612 39.5 MPa 63.6 MPa
第 1 节 惯性力问第题十一章 动载荷和疲第劳十一章 动载荷和疲劳
静载荷：所加载荷的特点是由零缓慢地增加到某一 数值，以后保持不变，即是静载荷。由静载荷产生 的应力，称为静应力。
动载荷：主要是指随时间而变化的载荷，特别是冲 击载荷。 动应力：凡是由动载荷引起的构件的应力。
机械原理第七版西北工业大学课后习题答案(7-11章)
机械原理第7章课后习题参考答案7—1等效转动惯量和等效力矩各自的等效条件是什么?7—2在什么情况下机械才会作周期性速度波动?速度波动有何危害?如何调节?答: 当作用在机械上的驱动力（力矩)周期性变化时，机械的速度会周期性波动。
机械的速度波动不仅影响机械的工作质量，而且会影响机械的效率和寿命。
调节周期性速度波动的方法是在机械中安装一个具有很大转动惯量的飞轮。
7—3飞轮为什么可以调速?能否利用飞轮来调节非周期性速度波动，为什么?答： 飞轮可以凋速的原因是飞轮具有很大的转动惯量，因而要使其转速发生变化．就需要较大的能量，当机械出现盈功时，飞轮轴的角速度只作微小上升，即可将多余的能量吸收储存起来；而当机械出现亏功时，机械运转速度减慢．飞轮又可将其储存的能量释放，以弥补能最的不足，而其角速度只作小幅度的下降。
非周期性速度波动的原因是作用在机械上的驱动力(力矩)和阻力(力矩)的变化是非周期性的。
当长时问内驱动力(力矩)和阻力(力矩)做功不相等，机械就会越转越快或越转越慢．而安装飞轮并不能改变驱动力(力矩)或阻力(力矩)的大小也就不能改变驱动功与阻力功不相等的状况，起不到调速的作用，所以不能利用飞轮来调节非周期陛速度波动。
7—4为什么说在锻压设备等中安装飞轮可以起到节能的作用?解： 因为安装飞轮后，飞轮起到一个能量储存器的作用，它可以用动能的形式把能量储存或释放出来。
对于锻压机械来说，在一个工作周期中，工作时间很短．而峰值载荷很大。
安装飞轮后．可以利用飞轮在机械非工作时间所储存能量来帮助克服其尖峰载荷，从而可以选用较小功率的原动机来拖动，达到节能的目的，因此可以说安装飞轮能起到节能的作用。
7—5由式J F =△W max ／(ωm 2 [δ])，你能总结出哪些重要结论(希望能作较全面的分析)?答：①当△W max 与ωm 一定时，若[δ]下降，则J F 增加。
所以，过分追求机械运转速度的均匀性，将会使飞轮过于笨重。
金属工艺学复习题参考答案
《金属工艺学》复习题一、填空题第一章钢铁材料及热处理1. 机械设计时常用屈服点和抗拉强度两种强度指标。
2．金属材料的力学性能主要有强度、硬度、塑性、冲击韧性等。
3．工程上常用的硬度值有布氏硬度和洛氏硬度。
4．Q235A是碳素结构钢，其中“A”的含义是A级，235表示屈服点。
5．45钢是优质碳素结构钢，45表示含碳量为0.45 %。
6．T8钢是碳素工具钢，8表示含碳量为0.8 %。
7．常见的金属晶胞结构有体心立方晶格和面心立方晶格。
8．铁碳合金在室温时的基本组织有铁素体、渗碳体和珠光体三种。
9．珠光体是铁素体和渗碳体的机械混合物，其含碳量为0.77 %。
10．奥氏体只在高温时存在，其晶格结构为面心立方晶格，最大含碳量可达2.11 %。
11．钢的热处理一般可分为加热、保温、冷却三个步骤。
12，钢的热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火。
13．回火可分为低温回火、中温回火、高温回火三种。
14．生产中常用的调质处理是淬火加高温回火。
15．钢的表面热处理有表面淬火和化学热处理两类。
16． 1Cr18Ni9Ti是不锈钢钢，其碳的质量分数是0.1 %。
17．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为 2.11 %。
18．QT600-03为球墨铸铁，其中的“600”的含义是抗拉强度为600MPa。
19．HT200为灰口铸铁，其中的“200”的含义是抗拉强度为200MPa。
第二章铸造1．通常把铸造方法分为_砂型铸造和特种铸造两类.2．特种铸造是除砂型铸造以外的其他铸造方法的统称, 如金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造等。
3．制造砂型和芯用的材料，分别称为型砂和芯砂，统称为造型材料。
4．为保证铸件质量，造型材料应有足够的_耐火性_，和一定强度、透气性、退让性等性能。
5．用_芯砂和芯盒制造型芯的过程叫造芯。
6．为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道组成。
机械制图(多学时)课件11 第十一章 焊接图
钝边尺寸：2
焊缝在箭 头一侧
焊接方法： 埋弧焊
钝边单边V 形焊缝
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第五节 识读焊接装配图
圆管与支撑板：双面 角焊缝，焊接尺寸4， 周围焊缝
圆管与肋板，肋板与 底板：双面角焊缝， 焊接尺寸4
支撑板 与肋板： 双面角 焊缝， 焊接尺 寸4
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支撑板与底板：箭头 一侧角焊缝，焊接尺 寸4
2、基本符号和基准线的位置 1）基本符号在细实线一侧时，焊缝在箭头侧 2）基本符号在细虚线一侧时，焊缝在非箭头侧 3）标注对称焊缝和双面焊缝或接头时，基准线上的基本符
号可以组合使用，可省略基准细虚线
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第四节 焊缝的标注
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第四节 焊缝的标注
二、焊缝尺寸符号及数据的标注要求
第三节 焊缝的表达方法
3、指引线
箭头线（细实线）
基准线（细实线）
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基准线（细虚线）
第三节 焊缝的表达方法
3、指引线 重要：箭头一侧和非箭头一侧
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第三节 焊缝的表达方法
4、焊缝尺寸
坡口角度 α 根部间隙 b 焊接尺寸 K
坡面角度 β 钝边 P
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第二节 焊接图的概述
▪一、概述 ▪二、焊缝的基本知识
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第二节 焊接图概述
一、概述
焊接图是供焊接加工所用的一种图样，除了把焊接件 的结构表达清楚以外，还必须把焊接的有关内容表示清楚。 为此，国家标准规定了焊缝的画法、符号、尺寸标注方法 和焊接方法的表示代号。
第11章 锻压
第十一章 锻
• •
•
压
c.位错
原子通过晶体内的位错缺陷而移动，从而产生塑性变形。 这样产生塑性变形所需的力最小，与实际情况最吻合。
第十一章 锻
• 二、多晶体的塑性变形 • 实际金属都是多晶体，
• • • • • • • • • • 是由很多位相不同的单晶 体（晶粒）组成。变形时， 与受力方向成45°的晶粒 由于受到的切应力最大， 首先变形，位相变硬，而 原先处于硬位相的晶粒会 发生转动而变软，从而使 得变形不断进行，但总的 趋势是使所有晶粒的位相 变硬，变形越来越困难。
工艺性分析
坯料质量 加热规范
绘制锻件图
确定工序 锻后热处理
参数选择
选择设备
第十一章 锻
压
1) 绘制锻件图 锻件图是锻造加工的主要依据，它以零件图为基础，并考虑以下因素绘制而成的。 (1) 锻件敷料 又称余块，是为了简化锻件形状，便于锻造加工而增加的一部分金属。 由于自由锻只能锻造出形状较为简单的锻件，当零件上带有较小的凹槽、台阶、凸肩、法 兰和孔时，可不予锻出，留待机加工处理。 (2) 机械加工余量 是指锻件在 机械加工时被切除的金属。 (3) 锻件公差 是指锻件尺寸所 允许的偏差范围。其数值大小需根 据锻件的形状、尺寸来确定。 图为台阶轴的典型锻件图。通常 在锻件图上用粗实线画出锻件的最终 轮廓，在锻件尺寸线上方标注出锻件 的主要尺寸和公差；用双点画线画出 零件的主要轮廓形状，并在锻件尺寸 线的下面或右面用圆括号标注出零件 尺寸。
第十一章 锻
压
锻造比
• 在锻造生产中，金属的变形程度常用锻造比来表示， 即变形前后的截面积之比、长度比或者高度比等。 • 例如：拔长时的锻造比 Y拔=S0/S • Y-- 锻造比 • S0----拔长前截面积 • S----拔长后截面积 • 当Y>2时，变形金属中开始形成纤维组织。 • 当Y>5时，纤维组织已十分明显。
第11章 固相焊连接
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1.摩擦焊原理及特点
对于给定的材料，在足够的摩擦力和足够的运动速度条件下，被焊 材质温度不断上升，伴随着摩擦过程的进行，工件也产生一定的变形量， 在适当的时刻，停止工件间的相对运动，同时施加较大的顶锻力并维持 一定的时间（称为维持时间），部分金属被挤出，焊缝金属产生变形、 扩散以及再结晶，形成结合牢固的接头，实现材质间的固相连接。 摩擦焊具有的优点： 1）接头质量高 2）广泛的工艺适应性 3）焊件尺寸精度高 4）生产效率高 5）焊接过程可靠性高 6）环境清洁 7）低耗节能 摩擦焊的缺点和局限性： 1）对非圆形截面焊接较困难，所需 设备复杂；对盘状薄零件和薄壁管件， 由于装卡困难，施焊也比较困难。 2）焊机的一次性投资较大，大批量 生产时才能降低生产成本。
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3.连续驱动摩擦焊工艺
连续驱动摩擦焊工艺参数有转速、摩擦压力、摩擦时间、摩擦变形 量、停车时间、顶锻延时、顶锻时间、顶锻压力、顶锻变形量等。 (1)转速和摩擦压力 转速和摩擦压力直接影响摩擦扭矩、摩擦加热功率、接头温度场、 塑性层厚度、以及摩擦变形速度等。转速和摩擦压力的选用范围很宽， 它们不同的组合可得到不同的规范，常用的组合有两种：强规范和弱 规范。强规范时，转速较低，摩擦压力较大，摩擦时间短；弱规范时， 转速较高，摩擦压力小，摩擦时间长。 (2)摩擦时间 摩擦时间影响接头的温度、温度场和质量。如果时间短，则界 面加热不充分，接头温度和温度场不能满足焊接要求；如果时间长， 则消耗能量多，热影响区大，高温区金属易过热，变形大，飞边也大， 消耗材料多。碳钢工件的摩擦时间一般在1～40s范围内。
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2.摩擦焊的分类
按焊件相对运动形式分
第十一章自由锻和模锻
第十一章自由锻和模锻第一节自由锻自由锻是利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁之间产生变形，从而获得所需形状及尺寸的锻件。
1.自由锻的优缺点2.自由锻的设备一、自由锻工序自由锻的工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类。
1．基本工序它是使金属坯料实现主要的变形要求，达到或基本达到锻件所需形状和尺寸的工艺过程。
如镦粗、拔长、弯曲、冲孔、切割、扭转和错移等。
实际生产中常采用的是镦粗、拔长和冲孔三个工序。
2．辅助工序是指进行基本工序之前的预变形工序。
如压钳口、倒棱、压肩等． 3．整理工序它是在完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸及位置精度的工序。
二、自由锻工艺规程的制订制订自由锻的工艺规程包括绘制锻件图，确定变形工步，计算坯料的重量和尺寸，选定设备和工具，确定锻造温度范围和加热、冷却及热处理的方法和规范等。
1．绘制锻件图绘制锻件图应考虑以下几个因素．(1)(1)敷料如图1l—1(a)所示(2)加工余量(3)锻件公差锻件图的画法如图11—1(b)所示，2．坯料质量及尺寸计算坯料质量可按下式计算；G坯料=G锻件+G烧损+ G烧损式中 G坯料——坯料质量；G锻件——锻件质量；G烧损——加热时坯料表面氧化而烧损的质量．第一次加热取被加热金属的2～3％，以后各次加热取1.5～2.0％，G烧损——在锻造过程中冲掉或被切掉的那部分金属的质量．如冲孔时坯料中部的料芯．修切端部产生的料头等．当锻造大型锻件采用钢锭作坯料时，还要考虑切掉的钢锭头部和钢锭尾部的质量。
3．选择锻造工序选择自由锻造工序，主要是根据工序特点和锻件形状来确定，对一般锻件的大致分类及所采用的工序如表11-1所示。
三，自由锻锻件结构工艺性1．1．锻件上具有锥体或斜面的结构，从工艺角度衡量是不合理的如图11—2(a)。
因为锻造这种结构，必须制造专用工具，锻件成形也比较困难，使工艺过程复杂化，操作很不方便，影响设备的使用效率，所以要尽量避免。
应改进设汁，如图ll--2(b)。
工程材料与热加工复习资料-学生(含部分答案)
工程材料与热加工复习资料第1章材料的力学性能疲劳断口的三个区域。
疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和最后断裂区三部分组成5．金属塑性的2个主要指标。
伸长率和断面收缩率6．金属的性能包括力学性能、_物理___性能、_化学_性能和__工艺_性能。
7．材料的工艺性能包括哪些？包括铸造性、焊接性、锻压性、切削性以及热处理性。
第2章金属的晶体结构与结晶二、问答题1．金属中常见的晶体结构有哪几种？(α-Fe、γ-Fe是分别是什么晶体结构)。
体心立方体晶格、面心立方体晶格、密排六方晶格。
α-Fe 是体心立方体晶格结构γ-Fe是面心立方体晶格结构晶体和非晶体的特点和区别。
2．实际晶体的晶体缺陷有哪几种类型？点缺陷、线缺陷、面缺陷。
3点缺陷分为：空位、间隙原子、置换原子4．固溶体的类型有哪几种?置换固溶体、间隙固溶体5．纯金属的结晶是由哪两个基本过程组成的?晶体的形成、晶体的长大6．何谓结晶温度、过冷现象和过冷度?纯金属液体在无限缓慢的冷却条件下的结晶温度，称为理论结晶温度金属的实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷现象理论结晶温度与实际结晶温度的差叫做过冷度过冷度与冷却速度有何关系？结晶时冷却的速度越大，过冷度越大，金属的实际结晶温度就越低。
7．晶粒大小对金属的力学性能有何影响?在一般情况下，晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。
细化晶粒的常用方法有哪几种?增加过冷度、变质处理、振动或搅拌8．什么是共析转变？在恒定温度下，有一特定成分的固相同时分解成两种成分和结构均不同的新固相的转变成为共析转变二、填空题1．珠光体是由___铁素体_____和____渗碳体_____组成的机械混合物(共析组织)。
2．莱氏体是由_____奥氏体___和____渗碳体_____组成的机械混合物(共晶组织)。
3．奥氏体在1148℃时碳的质量分数可达____2.11%______，在727℃时碳的质量分数为____0.77%___。
4. 根据室温组织的不同，钢可分为___共_____钢、____亚共____钢和____过共___钢。
第十一章 动量定理
C
A
x
方向为C点速度的方向。
二、 质点系的动量定理
11.1 即质点系的动量对于时间的导数等于作用在该质点 动 上所有外力的矢量和，这就是微分形式的质点系的 动量定理。 量 将上式投影在直角坐标轴上，则得 定 dp z dpy e dp x e e Fz Fx Fy 理 dt dt dt 这就是微分投影形式的质点系的动量定理。 将前式两边同乘以 ，并在时间间隔 (t2 t1 ) 内 积分，得
1
动 量 定 理
p 2m1vC m1vC1 m2vA m2vB
建立如图直角坐标系，则动量的投影为 px 2m1vC sin t m1vC1 sin t m2v A l 2m1l sin t m1 sin t m2 2l sin t 2 l (5m1 4m2 ) sin t 2
（1） （2）
动 y x 45 C FN P sin 45 mgcos30 量 定 从而摩擦力为 FN mg 理 F fFN f (P sin 45 mgcos30 )
0 0 (P sin 45 FN mgcos30 )t 由（2）式，得 B P
p px p y
B
2m1vC
C
C
m1vC1
O
px cos( p, i ) cos sin t p
2
(5m1 4m2ຫໍສະໝຸດ )tC1 m2 v A A
x
动量
y p1 p AB p A pB 解2： p1 B 2(m1 m2 )vC 11.1 C p2 C p2 pOC m1vC1 动 O t 量 p p p p p p p 1 2 AB B OC A 定 vC 理 2(m1 m2 )vC m1 2 1 (5m1 4m2 )vC 2 1 由于vC l ，所以 p (5m1 4m2 )l 2