金属工艺学基础知识
金属工艺学(全部)
• 晶胞 从晶格中选取一个能反映晶粒排列特点的
最小几何单元称为晶胞
3.金属晶格的类型 • 体心立方晶格
• 面心立方晶格
• 密排六方晶格
4.金属的实际晶体结构 • 单晶体 晶体内部的原子排列方向完全一致 • 多晶体 各小晶格的排列方向不尽相同; 多晶体材料内部以晶界分开、晶体排列方
钢的热处理
（2）球化退火
1、定义：将钢加热到Ac1以上20~30 ºC, 保温后随炉缓冷至600 ºC，出炉空冷。 2、目的：降低硬度、提高塑性、改善切 削加工性能。 3、适用范围：主要用于过共析钢及合金 工具钢。
钢的热处理
（3）去应力退火
1、定义：将钢加热到500--600 ºC,保 温后随炉缓冷至200--300 ºC出炉空冷。 又称低温退火。 2、目的：消除铸件、锻件和焊接件的 内应力 。（没有发生组织变化） 3、适用范围：用于所有的钢。
结构皆不相同的固相组织 • 共析反应 自某种均匀一致的固相中同时析出两种化
学成分和晶格结构完全不同的新固相的 转变
第二节 铁碳合金状的组织 结构及其性能
一、工业纯铁
1.纯铁的同素异构转变
δ-Fe
β-Fe
γ-Fe
体心立方 面心立方 体心立方
2.晶粒越细，强度越高
二、铁碳合金的基本组织
• 铁素体（F） 碳溶解在α－Fe中的间隙固溶体，常用符
绪论
• 金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的 工艺方法的综合性技术科学。
• 我国在商代就大量使用青铜器，当时青铜冶 炼和铸造技术已经相当精湛。
• 在春秋末期我国就出现了铁器，也比欧洲早 一千八百多年左右。
• 解放后，我国在金属材料、非金属材料及其 加工技术方面有了突飞猛进的发展，推动了 我国机械制造工业的发展
金属工艺基础知识
1、钢：含碳量小于2.11%的铁碳合金。
2、铸铁：含碳量大于2.11%的铁碳合金。
3、铁素体：碳溶于α-Fe（体心立方晶格）,用F表示，由于其含碳
量低，近似于纯铁，所以其塑性以及韧性较好，而强度和硬度较低。
4、奥氏体：碳溶于γ-Fe(面心立方晶格)，用A表示，由于奥氏体
溶碳量高于铁素体，所以其强度和硬度都比铁素体要高；塑性较好，但是变形抗力较低。
绝大数的钢进行压力加工以及热处理时都会加热到奥氏体区域。
5、渗碳体：当碳的含量超过在铁中的溶解度时，多余的碳和铁以
一定的比例化合，形成Fe3C,含碳量为6.69%,硬度高，塑性韧性差，脆性也很大。
6、珠光体：铁素体与渗碳体组成的机械混合物，用P表示。
含碳
量为0.77%。
强度较高，硬度适中，有一定塑性。
7、莱氏体：奥氏体与渗碳体组成的混合物，Ld表示。
含碳量4.3%,
硬度高，塑性差。
大一金属工艺学知识点
大一金属工艺学知识点金属工艺学是研究金属材料在加工制造过程中的工艺规律和技术手段的学科。
作为机械工程的基础学科，金属工艺学的学习对于培养大一学生的工程实践能力和创新思维至关重要。
以下是大一金属工艺学的一些重要知识点：一、金属材料的分类1. 金属材料的基本概念金属材料是指以金属元素为主要成分，并具有金属性的晶体材料。
常见的金属材料包括钢、铝、铜等。
2. 金属材料的分类根据金属的化学成分和物理性质，金属材料可以分为铁基金属、有色金属和特种金属等几类。
不同类型的金属材料具有不同的特点和应用领域。
二、金属的热处理1. 金属热处理的目的和作用金属热处理是通过控制金属材料的加热、保温和冷却过程，使得金属材料的组织和性能发生变化，从而满足特定的使用要求。
常见的金属热处理过程包括退火、淬火和回火等。
2. 金属的退火处理退火是指将金属材料加热到一定温度，然后缓慢冷却至室温的过程。
退火可以改善金属的塑性、韧性和抗切削性能，同时消除金属材料中的应力和组织缺陷。
三、金属的塑性加工1. 金属的塑性变形金属材料具有良好的塑性，可以通过外力作用下的塑性变形改变材料的形状和尺寸。
常见的塑性加工方式包括锻造、拉伸、压缩和挤压等。
2. 金属的锻造加工锻造是指利用压力将金属材料压制成所需形状的加工方法。
锻造可以提高金属材料的密实性和力学性能，是制造零件的常用工艺方法之一。
四、金属的焊接1. 焊接的基本原理焊接是通过将两个金属材料加热至熔化状态，并在熔融材料中加入填充材料，使两个金属材料连接成为一个整体的加工方法。
2. 常见的金属焊接方法常见的金属焊接方法包括电弧焊、气体焊、激光焊和电阻焊等。
不同的焊接方法适用于不同的金属材料和工作需求。
五、金属的腐蚀与防护1. 金属的腐蚀现象金属在一定环境下会发生腐蚀现象，导致金属材料的性能下降甚至损坏。
常见的金属腐蚀形式包括氧化腐蚀、电化学腐蚀和化学腐蚀等。
2. 金属的防腐方法为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，可以采用防护涂层、电镀、合金化和防腐剂等方法对金属进行防腐处理。
金属工艺学知识点
金属工艺学知识点第二篇铸造第一章铸造工艺基础1、铸造：将液态合金浇铸到与要生产的零件尺寸、结构相仿的铸型空腔，待冷却后得到零件的方法。
2、铸造的优点：具有较强的适应性、铸件成本低、3、缺点：废品率高。
生产过程难以控制；铸件力学性较差；砂型铸造铸件精密度较差。
4、浇不到，冷隔5、铸件凝固方式：逐层凝固、糊状凝固、中间凝固6、铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷。
7、缩孔：它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。
缩孔多呈倒锥形，内表面粗糙，通常隐藏在铸件内层，但有些情况下，可暴露在铸件的上表面，呈明显的凹坑。
8、缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔，成为缩松（在一定范围内分布的一堆孔）。
当缩松与缩孔的容积相同时，缩松的分布面积要比缩孔大的多。
9、冒口作用：储存液体金属，进行补缩10、冷铁作用：加快铸件的冷却作用。
11、收缩经历三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。
12铸件的变形规律：薄凸厚凹看图第二章常用合金铸件的生产1、炉料组成：金属料、燃料、溶剂2、金属料的组成：3、底焦一般距风口0.6~1m4、灰铸铁的优越性能：优良的减震性、耐磨性好、缺口敏感性、铸造性能优良。
切削加工性好5、铸铁：是极其重要的铸造合金，它是含碳超过2.11%的铁碳合金。
6、灰铸铁依照其金属基体显微组织的不同可分为：珠光体灰铸铁、珠光体-铁素体灰铸铁、铁素体灰铸铁7、灰铸铁的排号 P538、按照化学成分铸钢分为：铸造碳钢、铸造合金钢第三章砂型铸造1、造型的难易程度：整模造型、分模造型、假箱造型、活块造型、挖沙造型2、分为两种形式：手工造型主要用于单件、小批生产，有时可以用于较大批量生产。
机器造型大大提高劳动生产效率，改善劳动条件，铸件尺寸精确、表面光洁、加工余量小。
机器造型的工艺特点通常是采用模板进行两箱造型，不可进行三箱造型，因不能紧实中箱。
3、浇注位置的选择原则p67：铸件重要的加工表面应朝下铸件的大平面应朝下为防止铸件薄壁部分产生浇不到或冷隔缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或其处于垂直或倾斜位置若铸件圆周表面质量要求高应进行立铸，以便于补缩。
金属工艺学方面的知识知识
金属工艺学金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科.主要内容:1 常用金属材料性能2 各种工艺方法本身的规律性及应用.3 金属机件的加工工艺过程、结构工艺性。
热加工：金属材料、铸造、压力加工、焊接目的、任务：使学生了解常用金属材料的性质及其加工工艺的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的金属工艺学的基础。
[以综合为基础，通过综合形成能力]第一篇金属材料第一章金属材料的主要性能两大类：1 使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。
包括：机械性能、物理、化学性能2 工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。
第一节金属材料的机械性能指力学性能---受外力作用反映出来的性能。
一弹性和塑性：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原来形状的性能。
力和变形同时存在、同时消失。
如弹簧：弹簧靠弹性工作。
2 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的性能。
（金属之间的连续性没破坏）塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。
塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。
3 拉伸图金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。
以低碳钢为例ζbζkζsζeε（Δl）将金属材料制成标准式样。
在材料试验机上对试件轴向施加静压力P，为消除试件尺寸对材料性能的影响，分别以应力ζ（即单位面积上的拉力4P/πd2）和应变（单位长度上的伸长量Δl/l0）来代替P和Δl，得到应力——应变图1）弹性阶段oeζe——弹性极限2）屈服阶段：过e点至水平段右端ζs——塑性极限，s——屈服点过s点水平段——说明载荷不增加，式样仍继续伸长。
（P一定，ζ=P/F一定，但真实应力P/F1↑ 因为变形，F1↓）发生永久变形3）强化阶段：水平线右断至b点P↑变形↑ζb——强度极限，材料能承受的最大载荷时的应力。
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。
金属工艺学知识点
1.1铸造影响合金流动性的因素：合金的化学成分。
铸造合金在浇注、凝固、直至冷却到室温的过程中，其体积或尺寸缩减的现象称为收缩。
收缩分为：液态收缩，凝固收缩，固态收缩浇注条件：浇注温度、充型压力。
铸型填充条件：铸型的蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体。
铸型的蓄热能力低，铸型温度较高；铸型排气能力较好时则充型能力较好；充型能力低导致的缺陷:冷隔、浇不足。
缩孔（较大的孔洞）和缩松（分散的细小缩孔）形成原因：铸件最后凝固区域的收缩未能得到补足；合金呈糊状凝固，被树枝状晶体分隔的小液体区难以补缩；结果：逐层凝固合金易产生缩孔（如纯金属、共晶合金）；糊状凝固合金易产生缩松，（如锡青铜）。
缩孔和缩松的防止：适当地降低浇注温度和浇注速度。
采用顺序凝固、冒口补缩(顺序凝固原则)。
按冷铁、采用金属型。
应力：按内应力产生的原因分为：机械应力、热应力。
热应力的影响因素：壁厚差，线收缩率，弹性模量(最后冷却收缩的部分受拉伸应力，先冷却收缩的部位受压应力。
铸件的厚壁或心部受拉，薄壁或表层受压)预防措施：Ａ.设计壁厚均匀的铸件；Ｂ.选用线收缩率小的合金；Ｃ.在工艺上采取措施，控制铸件厚处和薄处同时冷却（同时凝固原则）；Ｄ.对已存在应力铸件进行低温去应力退火。
气孔：气体在铸件中形成的孔洞，它是铸件中最常见的缺陷。
分为：析出性气孔，浸入性气孔，反应性气孔危害：破坏金属的连续性，减少承载的有效面积，引起应力集中；降低了机械特性，气密性1.2灰铸铁：工艺性能：不能锻、冲；焊接性能性差；但铸造性能优良；切削加工性能好；减振性好（为钢的5~10倍）；耐磨性较钢好；缺口敏感性低；按HT中金属基体显微组织分类：珠光体灰口铸铁（化合碳0.8%）；珠光体＋铁素体HT （<化合碳0.8%）；铁素体HT （G）可锻铸铁：强度，韧性最好球墨铸铁：性能：机性远超过HT、优于KT，可与钢媲美；具有HT的优良性能，如铸造性能好、减振、切削性好、低的缺口敏感性、疲劳强度与中Ｃ钢近、耐磨性优于表面淬火钢；可通过热处理提高性能蠕墨铸铁1.3砂型铸造：分为手工造型和机器造型手工造型：操作灵活，大小铸件均可适应。
金属工艺学知识点总结
第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的重要性能金属材料的力学性能又称机械性能, 是金属材料在力的作用所表现出来的性能。
零件的受力情况有静载荷, 动载荷和交变载荷之分。
用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度, 塑性和硬度等；在动载荷和作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。
金属材料的强度和塑性是通过拉伸实验测定的。
P6低碳钢的拉伸曲线图1，强度强度是金属材料在力的作用下, 抵抗塑性变形和断裂的能力。
强度有多种指标, 工程上以屈服点和强度最为常用。
屈服点: δs是拉伸产生屈服时的应力。
产生屈服时的应力=屈服时所承受的最大载荷/原始截面积对于没有明显屈服现象的金属材料, 工程上规定以席位产生0.2%变形时的应力, 作为该材料的屈服点。
抗拉强度: δb是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。
拉断前所能承受的最大应力=拉断前所承受的最大载荷/原始截面积2，塑性塑性是金属材料在力的作用下, 产生不可逆永久变形的能力。
常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率: δ试样拉断后, 其标距的伸长与原始标距的比例称为伸长率。
伸长率=（原始标距长度－拉断后的标距长度）÷拉断后的标距长度×100%伸长率的数值与试样尺寸有关, 因而实验时应对所选定的试样尺寸作出规定, 以便进行比较。
同一种材料的δ5 比δ10要大一些。
断面收缩率：试样拉断后, 缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的比例称为断面收缩率, 以ψ表达。
收缩率=（原始横截面积－断口处横截面积）÷原始横截面积×100%3，伸长率和断面收缩率的数值愈大, 表达材料的塑性愈好。
4，硬度金属材料表面抵抗局部变形（特别是塑性变形、压痕、划痕）的能力称为硬度。
金属材料的硬度是在硬度计上测出的。
常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。
1，布氏硬度（HB）2，是以直径为D的淬火钢球HBS或硬质合金球HBW为压头, 在载荷的静压力下, 将压头压入被测材料的表面, 停留若干秒后卸去载荷, 然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d, 并依据d的数值从专门的表格中查出相应的HB值。