金属工艺学
金属工艺学
判断题1、自由锻是锻造大件的唯一加工方法。
（√）2、在正确控制化学成分的前提下，退火是生产可锻铸铁件的关键，球化处理和孕育处理是制造球墨铸铁件的关键。
（√）3、工程材料包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。
（√）4、由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢（√）5、熔化焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。
（√）6、直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）。
（√）7、电阻点焊是用圆柱电极压紧工件，通电、保压获得焊点的电阻焊方法。
（√）8、铜的电阻极小，不适于电阻焊接。
（√）9、反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。
（√）10、冲裁变形过程可以分为：(1)弹性变形阶段；(2)塑性变形阶段；(3)断裂分离阶段（√）11、板料弯曲时应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向平行。
（×）12、落料时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大的尺寸。
（×）13、粗基准是指粗加工时所使用的基准，精基准是指精加工时所使用的基准。
（×）14、高速钢虽然它的韧性比硬质合金高,但并不是现代高速切削的刀具材料。
（√）15、在一个工序中只可以有一次安装。
（×）16、刃倾角是主切削刃与基面间的夹角，有正、负。
（√）17、逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较大，且影响已加工表面质量。
（√）18、零件在加工、和装配中，所依据的点、线或面称为工艺基准。
（√）19、合金收缩经历三个阶段。
液态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。
（×）20、焊接接头中的融合区和过热区是两个机械性较差的区。
（√）21、氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反应，因此，氩气是一种理想的保护气体。
（√）22、拉深系数越大，变形程度越大；所以后续的拉深系数比前面的拉深系数小。
（×）23、冷热变形是以回复温度为界的。
（×）24、拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，当拉应力超过材料的强度极限时，此处将被“拉裂”。
金属工艺学
1．加工塑性材料时，不会产生积屑瘤。
（× ）2．顺铣法适合于铸件或锻件表面的粗加工。
（× ）3．拉削加工适用于单件小批零件的生产。
（× ）4．单件小批生产条件下，应采用专用机床进行加工。
（× ）5．插齿的生产率低于滚齿而高于铣齿。
（√ ）6．作为定位基准的点或线，总是以具体的表面来体现的。
（√ ）7．轴类零件如果采用顶尖定位装夹，热处理后需要研磨中心孔。
（√ ）8．生产率是单位时间内生产合格零件的数量。
（√ ）9．镗孔主要用于加工箱体类零件上有位置精度要求的孔系。
（√ ）10．剃齿必须在工件淬火之后进行。
（× ）1．钢的质量好坏是按其中的碳含量来区分的。
（× ）2．钢的质量好坏是按其中的合金元素含量来区分的。
（× ）3．钢的质量好坏是按其中的硫、磷含量来区分的。
（√ ）4．沸腾钢不能进行热处理。
（√ ）5．沸腾钢也可以进行热处理。
（× ）6．一般进行热处理的钢都是镇静钢。
（√ ）7．把钢加热成为奥氏体后速冷到Ms线以上等温一段时间再冷却下来的热处理叫分级淬火。
（× ）8．把钢加热成为奥氏体后速冷到Ms线以上等温一段时间再冷却下来的热处理叫等温淬火。
（× ）9．铸件在凝固末期收缩受阻产生的裂纹叫热裂纹。
（√ ）10．铸件在固态收缩过程中，收缩应力超过合金在相应温度下的强度极限，则在应力集中的部位产生冷裂纹。
（√ ）11．铁水的流动性就是充满铸型的能力。
（× ）12．流动性差的金属铸造时易产生缩孔和缩松缺陷。
（√ ）13．含碳量﹪的灰口铸铁铁水的流动性最好。
（× ）14．铁水温度越高，流动性越好，铸件的成品率就越高。
（× ）15．铸钢由于熔点高，收缩率大，所以铸造性能差。
（√ ）16．铸铁中的碳元素是否能够石墨化，是由含C、Si量多少来决定。
（× ）17．铸造合金的铸造性能主要包括合金的流动性和合金的收缩。
《金属工艺学》课件
金属的加工工艺
金属的铸造工艺
铸造工艺简介：将熔融的金属倒入模具中，冷却后形成所需形状的工艺 铸造方法：砂型铸造、金属型铸造、离心铸造等 铸造材料：铁、钢、铝、铜、锌等 铸造工艺特点：可生产复杂形状的零件，成本低，生产效率高
金属的锻造工艺
锻造方法：自由锻造、模锻、 冲压、挤压等
锻造工艺：将金属加热到一 定温度，通过锤打、挤压等 方式改变其形状和性能
切削工具：包括车刀、铣刀、钻头、 锯片等
切削方法：包括车削、铣削、钻削、 锯削等
切削参数：包括切削速度、进给量、 切削深度等
切削质量：包括表面粗糙度、尺寸精 度、形位精度等
切削效率：包括生产效率、能耗、刀 具寿命等
金属的热处理工艺
热处理的原理和分类
热处理的原理：通过改变金属的微观结构， 提高其力学性能和耐腐蚀性
金属的表面处理技术
表面涂装技术
目的：保护金 属表面，提高 耐腐蚀性、耐
磨性等性能
主要方法：电 镀、喷涂、热
浸镀等
电镀：利用电 解原理，在金 属表面形成一 层金属或合金
镀层
喷涂：利用高 压气流将涂料 喷涂到金属表 面，形成一层
保护层
热浸镀：将金 属加热到一定 温度，使其表 面形成一层金 属或合金镀层
智能化：利用人工智能技术， 实现金属加工的自动化、智 能化
数字化：利用数字化技术， 实现金属加工的精确控制和
优化
绿色化：采用环保技术和材 料，实现金属加工的绿色化
和可持续发展
绿色环保和可持续发展要求
减少能源消耗：提高能源利用效率， 降低生产过程中的能源消耗
循环利用：提高金属材料的回收利 用率，实现资源的循环利用
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金属工艺学课程教学大纲
金属工艺学课程教学大纲一、课程简介金属工艺学是一门研究金属材料加工加工工艺的学科，通过对金属加工的基本原理和方法的学习，使学生全面了解金属材料的特性与金属材料加工技术的基本知识，为学生开展金属材料加工工艺的研究和实践提供基础。
二、课程目标1.使学生掌握金属工艺学的基本理论和基本知识，了解金属材料的基本特性和机械加工加工原理；2.培养学生良好的实验观察、数据处理和问题解决的能力，并树立正确的科学态度；3.引导学生了解金属工业生产及相关材料加工的现状与发展趋势，增强学生立体、创新思维；4.培养学生的工程实践和技术创新能力，为今后从事金属材料加工工艺的工作做好准备。
三、课程内容1.金属工艺学导论1.1 金属工艺学的定义和发展概况1.2 金属工艺学与相关学科的关系1.3 金属材料加工的重要性和应用领域1.4 金属工艺学研究的方法和手段2.金属材料的物理与化学性质2.1 金属材料的常见物理性质2.2 金属材料的组织结构和相变规律 2.3 金属材料的常见化学性质2.4 金属材料的热处理和表面处理3.金属材料的机械加工工艺3.1 金属材料的加工硬化机制3.2 金属材料的塑性变形和损伤3.3 金属材料的切削加工原理3.4 金属材料的压力加工原理4.常见金属加工工艺技术4.1 金属材料的铸造工艺4.2 金属材料的焊接工艺4.3 金属材料的热处理工艺4.4 金属材料的表面处理工艺五、教学方法1.理论授课：通过课堂讲授的方式，介绍金属工艺学的基本原理和知识点，培养学生的理论基础。
2.实验教学：组织学生进行金属工艺实验，让学生亲自操作、观察和记录实验数据，培养学生的实验能力和数据处理能力。
3.案例分析：通过分析实际案例，引导学生应用所学知识解决问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
4.讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论和互动，促进思想交流与碰撞，培养学生的合作与交流能力。
六、考核方式1.平时成绩：包括学生的课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
金属工艺学
金属工艺学1．将含碳质量分数小于2.11%的铁碳合金称为钢，含碳质量分数大于2.11%的铁碳合金称为生铁。
2．从加热状态看，可分为平衡加热和非平衡加热。
3．加热缺陷：①过热和过烧②氧化和脱碳③吸气及蒸发④应力和变形4．冷却分为平衡冷却和非平衡冷却5．缩孔和缩松。
液态金属在冷却中，随着温度的降低体积会减小，即产生收缩现象。
当收缩不能得到充分补充（称补缩）时，就会产生缩孔或缩松缺陷。
6．塑性变形：当外力增大，使金属内部应力超过该金属的屈服强度后，即使外力停止作用，金属的变形也不能消失。
7．热处理性：金属材料在改变温度过程中获得所需组织和性能的能力。
8．铸造性：①充型能力。
液态金属充填铸型型腔的能力。
②收缩。
铸件成形过程中，温度变化量很大，收缩现象必定明显表现出来。
③可锻性。
衡量材料通过塑性加工获得优质零件的难易程度的工艺性能。
9．铸造：将液体金属浇入铸型中，冷却凝固后获得铸件的工艺方法。
10．浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。
11．分型面：铸型间的接触表面，它的存在有利于铸型的分开和合型。
12．分型面的确定应考虑如下几方面因素：①分型面的确定应能方便、顺利地取出模样或铸件，分型面一般选在铸件的最大截面处。
②分型面的确定应尽量与浇注位置一致，并应尽量满足浇注位置的要求。
③分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个且为平面。
④应尽量使型腔全部或大部置于同一个砂型内，最好使型腔或使加工面与基准面位于下型中。
⑤应使型芯数量少，并便于安放和稳定。
13．铸件的孔形和各种内腔大都是靠型芯来成形的，因此型芯的主体轮廓与铸件的孔形或内腔应一致。
14．铸造方法：砂型铸造（普）和特种铸造15．铸造合金主要包括铸铁、铸钢、铸造铝合金、铸造铜合金16．铸铁：①白口铸铁。
大部分碳以化合物形态存在，因其断口呈银白色。
②普通灰口铸铁。
石墨呈片状存在的铸铁。
③可锻铸铁。
石墨呈团絮状存在的铸铁。
17．避免铸造缺陷的合理结构：①铸件壁厚应合理取值。
金属工艺学
结晶的必要条件：具有一定的过冷度过冷度△Ｔ：理论结晶温度(T0) 与实际结晶温度(Tn)之差。
细化晶粒的方法:增大过冷度变质处理（孕育处理）：增加外来晶核细化晶粒的方法振动结晶：将技晶打碎，成为新的晶粒。
同素异晶转变──随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象。
§2.2 铁碳合金的基本组织组元：组成合金的元素，或独立的基本单元。
P15相：合金中具有相同成分和相同结构（相同聚集状态）的均匀部分。
组织：是指合金中一个或多个相的形貌及各相的分布状态。
P15 综合二、合金的结构固溶强化：因形成固溶体而引起合金强度、硬度升高的现象根据溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置，可将固溶体分为：间隙固溶体──B存在A晶格的间隙中。
置换固溶体──B置换了晶格中A的位置。
铁碳合金中的固溶体P16金属化合物：金属化合物是各组元按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质。
金属性质:是指具有良好的导电性和导热性及金属的光泽。
P17珠光体(P)──F和Fe3C组成片层相间的机械混合物共晶反应：一定成分的合金，在一定温度下，从液相中同时析出两种不同固相的过程。
共析反应：一定成分的合金，在一定温度下，同时从一种固相析出两种新固相的过程。
铁素体：含碳量的范围为小于0.020%C。
（工业纯铁）铁素体加珠光体：含碳量的范围为0.020～0.77%C。
（亚共析钢）珠光体：含碳量的范围为0.77%C。
（共析钢）珠光体加渗碳体：含碳量的范围为0.77～2.11%C（过共析钢）珠光体的性能随片间距减小其强度和硬度升高，而塑性和韧性有所降低。
临界冷却速度(VK)为过冷奥氏体获得全部马氏体(包括少量A ‘)的最低冷却速度。
P26完全退火[Ac3＋(30～50)℃] P26 应用：常用于中碳钢和高碳亚共析钢球化退火[Ac1＋(20～30)℃] 应用：主要用于过共析钢及合金工具钢。
去应力退火（低温退火）操作：将钢件随炉缓慢加热(100～150℃／h)至500～650℃(<Ａ1)，经一段时间保温后，随炉缓慢冷却(50～100℃／h) 至300 ～200℃以下出炉。
金属工艺学
一、概念1．弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其本来形状旳性能。
塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏旳性能。
刚度：金属材料在受力时抵御弹性变形旳能力强度：金属材料在外力作用下抵御塑性变形和断裂旳能力.硬度：是指材料抵御比它更硬物体压入其表面旳能力，即抵御局部变形，尤其是塑性变形、压痕或划痕旳能力。
冲击韧性（韧度、韧性）：材料抵御冲击载荷旳能力疲劳强度：当金属材料在无多次交变载荷作用下而不致于引起断裂旳最大应力。
2.σe——弹性极限σs——塑性极限，s——屈服点σb——强度极限，材料能承受旳最大载荷时旳应力。
延伸率：δ断面收缩率：ψ条件屈服极限：σ0.2抗拉强度σ+ 抗压强度σ- 抗弯强度σw 抗剪强度τb 抗扭强度σn3.常用来表达金属材料强度旳指标:屈服强度: (Pa N/m2) Ps-产生屈服时最大外力, F0-原截面抗拉强度：(Pa N/m2) Pb-断裂前最大外力.4.表达硬度旳指标：布氏硬度（HBS），洛氏硬度 (HR)5.金属晶格旳基本类型：体心立方晶格（2），面心立方晶格（4），密排六方晶格（6）6.同素异构性：多数金属在结晶后旳晶格类型都保持不变，但有些金属旳晶格类型，因温度而异。
一种金属能以几种晶格类型存在旳性质。
金属旳同素异构转变：金属在固态下变化其晶格类型旳过程。
这一转变与液态金属旳结晶过程很相似，也包括晶核旳形成和晶核旳成长两个阶段，又叫做重结晶。
7．四把火退火：将钢件加热到高于或低于钢旳临界点,保温一定期间,随即在炉内或埋入导热性较差旳介质中缓慢冷却,以获得靠近平衡旳组织。
正火：亚共析钢加热至Ac3以上30～50℃，过共析钢加热至Accm以上30～50℃，保温，然后在空气中冷却，得到珠光体类组织旳热处理工艺。
淬火：将钢奥氏体化后迅速冷却获得马氏体组织旳热处理工艺。
回火：将淬火钢加热到临界点(A1)如下旳某一温度，保温，然后冷却旳热处理工艺。
《金属工艺学》课件
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
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机械制造基础 VS 金属工艺学
学习目的
机械类学生， 机械类学生 ， 无论今后从事机械产品的设 设备管理还是从事机械制造， 计 、 设备管理还是从事机械制造 ， 都需 要有一定的机械制造基础（ 金属工艺学） 要有一定的机械制造基础 （ 金属工艺学 ） 知识。 知识。 设计中零件结构的确定； 设计中零件结构的确定； 设计完成，零件的制造； 设计完成，零件的制造；
2012年2月17日星期五
机械制造基础 VS 通运输、 金 、 交通运输、 轻纺、农业、 轻纺 、 农业 、 水电等部门的 应用
2012年2月17日星期五
机械制造基础 VS 金属工艺学
行业应用
机械制造 在化工、 国防、航 天等部门 的应用
2012年2月17日星期五
机械制造基础
绪 论
一． 课程性质 原来叫做金属工艺学, 是讲述金属成型的一些 原来叫做金属工艺学 , 基本的知识,可分为热加工和冷加工两部分。 基本的知识,可分为热加工和冷加工两部分。 为一门研究金属性质、铸造、锻造、焊接、 为一门研究金属性质、铸造、锻造、焊接、切 削加工和热处理的综合性的技术基础课。 削加工和热处理的综合性的技术基础课。 在本门课程中,要研究各种加工方法, 在本门课程中,要研究各种加工方法,自身的规 律性及其在机械制造中的应用和相互关系, 律性及其在机械制造中的应用和相互关系 , 金 属机件的加工工艺过程及结构工艺性, 属机件的加工工艺过程及结构工艺性 , 常用金 属材料的有关性能. 属材料的有关性能.
2012年2月17日星期五
机械制造基础 VS 金属工艺学
参考书
《金属工艺学》 金属工艺学》 铸造工艺学》 《铸造工艺学》 锻造工艺学》 《锻造工艺学》 焊接工艺学》 《焊接工艺学》 机械加工工艺基础》 《机械加工工艺基础》
2012年2月17日星期五
机械制造基础 VS 金属工艺学
2012年2月17日星期五
机械制造基础 VS 金属工艺学
思考
毛坯如何制作？ 毛坯如何制作？
产品如何加工？ 产品如何加工？
2012年2月17日星期五 机械制造基础 VS 金属工艺学
思考
某洗衣机厂想利用国产低碳钢板代替进 口材料拉伸洗衣机桶， 结果产生裂纹， 口材料拉伸洗衣机桶 ， 结果产生裂纹 ， 如何解决？ 如何解决？ 某铸造厂欲铸造一箱体，尺寸为 1000X1000X500， 1000X1000X500，可是造型时木模拔不出 或者虽用力拔出木模， 来 ， 或者虽用力拔出木模 ， 却将砂型弄 原因何在？ 坏。原因何在？