金属工艺学培训课程
金属工艺学课程设计
金属工艺学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握金属工艺学的基本概念，包括金属的性质、分类及应用。
2. 使学生了解金属的加工方法，如铸造、锻造、焊接等，并理解其工艺特点及适用范围。
3. 帮助学生掌握金属材料的检测与评定方法，了解金属材料在使用过程中的性能变化。
技能目标：1. 培养学生运用金属工艺学知识解决实际问题的能力，提高动手实践能力。
2. 培养学生运用金属加工方法制作简单金属制品的技能，提高创新意识和创造力。
3. 培养学生进行金属材料检测与评定的能力，提高实验操作技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对金属工艺学的兴趣，激发学习热情，形成主动学习的态度。
2. 培养学生尊重工匠精神，认识到金属工艺在国民经济中的重要作用，增强民族自豪感。
3. 培养学生关注金属材料在生活中的应用，提高环保意识，形成绿色发展的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实践操作，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的年级，具备一定的物理、化学基础知识，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，提高学生的实际操作能力。
通过课程学习，使学生能够掌握金属工艺学的基本知识，具备制作简单金属制品的技能，并培养学生的创新意识和环保意识。
在教学过程中，关注学生的学习成果，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 金属工艺学基本概念：包括金属的晶体结构、物理性能、化学性能等，涉及教材第一章内容。
- 金属的性质与分类- 金属的晶体结构与性能关系2. 金属加工方法：介绍铸造、锻造、焊接、热处理等加工工艺，涉及教材第二章内容。
- 铸造工艺及其特点- 锻造工艺及其特点- 焊接工艺及其特点- 热处理工艺及其作用3. 金属材料的检测与评定：学习金属材料的力学性能、化学成分、金相组织等方面的检测方法，涉及教材第三章内容。
- 力学性能测试方法- 化学成分分析方法- 金相组织观察技术4. 实践操作：结合理论教学内容，安排以下实践项目，涉及教材第四章内容。
《金属工艺学》教学大纲-40学时
金属工艺学教学大纲课程编号：180501课程名称：金属工艺学/ Technology of Metals〔尝试4学时〕先修课程：工程材料、材料力学、工程制图、化学、物理、公差与配合、金工实习适用专业：机械工程及其自动化、机械设计及其自动化、工业工程、过程装备与控制工程、测控技术、车辆工程、材料工程、材料成型、材料加工、交通运输、工商办理、企业办理、热能与动力工程、国贸、船舶与海洋工程、轮机工程、能源与动力、油气储运、物流工程、给排水等机械类和近机械类各专业。
开课学院、系或教研室：物流工程学院机械制造系、机电学院金工学部。
一、课程的性质与任务本课程是高等工科院校机械类和近机械类专业必修的学科根底课程，本课程是研究机械零件毛坯的制造方法及毛坯设计时的布局工艺性问题，同时还研究机械加工方法的特点及各种加工方法对机械零件的工艺性要求。
通过本课程的学习了解和掌握各毛坯制造方法的底子道理和工艺特点，而且对各种外表加工的方法选择和机械零件的加工工艺规程的编制有较全面的了解，使学生具有初步的选择毛坯、制造毛坯及零件加工的工艺阐发能力。
二、课程的教学内容、底子要求及学时分配〔一〕教学内容1.绪论金属工艺学的目的，任务和内容；机器出产过程概念；机器制造工业在国民经济中的作用；学习金属工艺学的方法与要求。
根底砂型锻造底子工艺；锻造工艺方案的制定；锻造工艺图的绘制及工艺阐发举例。
3.合金的锻造性能液态合金的充型能力；锻造合金的凝固与收缩；铸件中常见的缺陷及防止。
4.铸件布局设计的工艺性锻造工艺对铸件布局的要求；锻造合金性能对铸件布局的要求。
5.常用合金铸件的出产铸铁件的出产；铸钢件的出产；铝、铜合金铸件的出产。
6.特种锻造熔模锻造；金属型锻造；压力锻造；低压锻造；离心锻造；其他特种锻造方法；各种锻造方法的比拟。
7.金属的塑性变形金属塑性变形的本色；塑性变形后的金属组织和性能；金属的可锻性。
8.金属的加热和锻件冷却金属的锻前加热；锻造温度范围及加热尺度；锻件的冷却方法；加热设备简介。
(精)金属行业金属加工与金属材料技术培训ppt课程
无损检测技术在金属材料中的应用
无损检测技术概述
介绍无损检测技术的定义、原理、分类及应用范围。
常见无损检测方法
详细介绍X射线检测、超声波检测、涡流检测、磁粉检测等常见无 损检测方法及其在金属材料检测中的应用。
无损检测技术应用案例
通过案例分析，展示无损检测技术在金属材料缺陷检测、质量评估 等方面的实际应用。
金属基复合材料
以金属为基体，添加增强 相形成的复合材料，具有 优异的力学性能和功能特 性。
纳米金属材料
晶粒尺寸在纳米级别的金 属材料，具有优异的力学 性能和物理性能。
材料表面处理属表面形成保护层，提 高金属的耐腐蚀性和美观 性。
表面改性技术
采用物理或化学方法改变 金属表面的结构和性质， 提高其耐磨性、耐蚀性等 性能。
化学成分分析方法
介绍常见的化学成分分析方法，如光 谱分析、质谱分析、色谱分析等，以 及各种方法的优缺点和适用范围。
化学成分分析仪器介绍
详细介绍原子吸收光谱仪、电感耦合 等离子体发射光谱仪、X射线荧光光谱 仪等化学成分分析仪器的工作原理、 操作方法及维护保养。
微观组织观察和分析手段
金相显微镜观察
介绍金相显微镜的构造、工作原 理及操作方法，以及如何利用金 相显微镜观察金属材料的微观组
金属成形工艺及装备
01
塑性成形工艺
利用金属的塑性变形能力，通过外力作用使其产生塑性变形，从而获得
所需形状和性能的工艺方法。塑性成形工艺包括锻造、轧制、挤压等。
02 03
刚性成形工艺
在金属加工过程中，通过刚性模具或工装对金属施加压力或冲击力，使 其产生变形并达到所需形状和尺寸的工艺方法。刚性成形工艺包括冲裁 、弯曲、拉深等。
金属工艺学课件(PPT 49页)
(2) 非金属夹杂物
作业：
一、问答题
1、可采用哪些措施提高合金的流 动性？
2、缩孔和缩松是怎样形成的？可 采用什么措施防止？
3、什么是顺序凝固原则和同时凝 固原则？
9、静夜四无邻，荒居旧业贫。。21.3.321.3.3Wednesday, March 03, 2021
10、雨中黄叶树，灯下白头人。。11:40:0211:40:0211:403/3/2021 11:40:02 AM
铸造性能：Foundry Technological Properties
是表示合金铸造成形获得优质铸件的能力， 是一个极其重要的工艺性能。通常用流 动性和收缩性等来衡量。
1. 合金的充型能力
mold filling capacity
⑴ 充型能力的概念（流动性）
液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、 形状正确的优质铸件的能力。
1杆：拉应力 Tensile Stress
2杆：压应力： Compression Stress
⑵ 机械应力 Contraction Stress ：铸 件冷到弹性状态后，由于受到铸型、 型芯和浇冒口等的 阻碍而产生的应 力为机械应力。
机械应力为 拉应力，如 图：
Tensile Stress
⑶ 减小和消除铸造应力的方法
通过两个途径发生作用：
影响金属与铸型之间的热交换条件， 改变金属液的流动时间；
影响金属液在铸型中的水动力学条 件，改变金属液的流动速度。
2. 合金的收缩性
The Contraction of Alloys
⑴ 收缩的概念： 合金从液态冷却到常温的
过程中，尺寸和体积缩小的现象称为收 缩。
The Conception of the Contraction
金属工艺学教学培训金属材料基础ppt课件
➢ 拉伸曲线最高点C点对应的载荷为材料的强度载荷，用b表示，此时对应的应力称为强 度极限或抗拉极限。
[4]颈缩阶段：拉伸曲线中的CD段表示材料的颈缩阶段。 ➢ 载荷达到最大值后，变形多集中在局部，此处伸长和横向收缩的速度比其他地方要快，
工艺学 184729980|
规格严格、功;. 夫到家
1
课程体系
讲授金属零件工艺方法的技术基础课。 热加工，是在较高的温度下将金属软化或熔化处理后再冷却至常温的成形技术 （再结晶温度） 对金属进行加热和冷却的过程可人为干预或控制，称为热处理。热加工常 见的分类有：凝固成形（铸造）、连接技术（焊接）、塑性成形（锻造和 冲压）。 热加工成形过程中，模具起着极其重要的作用，从而又衍生出了模具设计 和加工技术。 冷加工，通常指金属的切削加工： 即用切削工具从金属材料（毛坯）或工件上切除多余的金属层，从而使工 件获得一定形状、尺寸精度和表面粗糙度的加工方法。 车削、铣削、刨削、磨削、镗削、拉削、钻削和插削等加工方法。
一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度。 ➢ 根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度来表示：
✓ HRA采用60Kg载荷和钻石锥，用于硬度较高的材料。例如：硬质合金。 ✓ HRB采用100Kg载荷1.58mm钢球用于硬度较低的材料。例如：退火钢、 铸铁等。 ✓ HRC 是采用150Kg载荷和钻石锥，用于硬度很高的材料。例如：淬火钢等
又称 Young 's Modulus（杨氏模量）
材料在弹性变形阶段，其应力和应变 成正比例关系（即符合胡克定律），
(完整版)金属工艺学课程
《金属工艺学》课程标准宿州二职高机电专业组一、课程性质本课程是机加工专业的一门专业必修课，是一门实践性、应用性和综合性很强的课程,使学生通过理论和实践教学，获得常用机械工程材料、金属加工和热处理的基本知识，初步具有金属加工的操作技能，为学习后续课程及形成综合职业能力打下必要的基础。
二、设计思路本课程的总体设计思路是以职业能力分析为依据,以就业为导向，以学生发展为本位，设计课程内容。
让学生在了解金属材料特性,各种加工方法的基础上，初步形成合理选择零件材料的能力，培养学生解决实际问题的能力。
在课程实施过程中，充分利用课程特征，加大学生工程体验的教学设计，激发学生的主体意识和学习兴趣。
三、课程目标(一)知识目标1．系统介绍机械制造过程，强化学生的工程意识、质量意识、效益意识和环境保护意识,培养和造就素质高、知识面宽的应用型人才。
2．以铁碳合金的成分—组织-温度-性能为主线，了解四者的相互关系和变化规律的基础知识，初步具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力。
3．了解钢材在实际加热和冷却时内部组织的变化及其对钢材性能的影响，了解各种热处理方法的目的、工艺和应用，初步具有选择钢材热处理方法的能力。
（二）能力目标1。
具有根据零件的使用要求选择零件材料的能力。
2．初步具有选择钢材热处理方法的能力。
3. 培养综合应用能力，引导学生学会应用所学的理论知识解决一些实际问题,使学生具有一定的解决实际问题的感性认识和经验，做到触类旁通，融会贯通。
4。
适应未来的就业形势，积极培养学生的创业意识和创业能力,为其自谋职业奠定良好的基础知识和实践经验。
(三)情感目标1. 通过本课程的学习培养学生实事求是的精神和理论联系实际的工作方法。
2. 引导学生深入社会，了解企业状况,善于发现实际问题，探索解决问题的途径，培养不断创新和积极进取的企业精神。
3。
培养学生团结协作、相互交流、相互学习、勇于探索问题的学习风气。
四、课程教学内容和要求五、实施建议1．教材编写（1）必须依据本课程标准编写教材，将本专业职业活动，分解成若干典型项目，按完成项目的需要组织教材内容。
《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
添加标题
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金属工艺学课件(PPT172页).pptx
概念：强度是指金属抵抗永久变形（塑性变形） 和断裂 的能力。通过拉伸试验测得大小。
强度判据：屈服点 （屈服强度）、 抗拉强度
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11
说明： 试样按GB6397—86制取，
d0
分长试样L0=10d0来自FF短试样 L0=5d0
L0
拉断前试样
Lk L0 100%
L0
LK
◆抗拉强度
概念：试样拉断前所承受的最大拉应力。用符号：b表示
b
Fb A0
MPa
补充：bb 表示抗弯强度
注：s 、 b 是设计与选材的重要依据
另：e 表示弹性极限。在外力作用下产生弹性变形时所承受的最大拉应力。
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补充资料： GB/T228—2002《金属材料 室温拉伸试
验方法》 规定：断后伸长率 A 表示； 断面收缩率 Z 表示； 屈服强度 Re 表示； 抗拉强度 Rm 表示；
4、不宜测量薄件、成品件。因压痕大。
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二、洛氏硬度 Rockwell Hardness
原理是用120°的金刚石圆锥或尺寸很小的淬火钢球作为压 头，在一定的压力作用下，压入材料表面，在指示盘上显示出 硬度值大小。 常用的是用符号 HRC 表示。没有单位。
注：GB/T230—91规定 有九种表示硬度方法，常见的有A、B、 C三种，如HRA、HRB、HRC、HRD、HRE等，因施加压力 和压头材料不同而出现了不同的标尺A、B、C、D、E等
料。
★现在新材料----纳米材料、智能材料 ★世界四大材料： 钢铁、木材、塑料、水泥
(如生产一根“轴”)
3
★ 材料按物质结构不同分：
金属材料、非金属材料（有机高分子材料和陶瓷 料)、复合材料
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化学成分：C是形成石墨的元素，Si是促进形成石墨 的元素，通常C%、 Si%越高，越容易石墨化。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
影响石墨化的因素—冷却速度
冷却速度： 减小冷却速度可以促进石
墨化，易得到粗大的石墨片和 铁素体基体；
增大冷却速度则阻碍石墨化， 此时只有部分碳以细石墨片析 出，而另一部分碳则以渗碳体 析出， 得到珠光体基体。
球墨铸铁件 主要特点
石墨成球状，对基体的割裂作用已降到 最低，力学性能比灰铸铁有显著提高。
可通过热处理改善金属基体，进一步提 高性能。这一点与灰铸铁不同。
球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔、缩松、 皮下气孔、夹渣等缺陷。
石墨析出时，发生膨胀，应适当提高铸 型刚度。
球墨铸铁件生产 中应注意的问题
控制原铁液的化学成分，与一般灰铸铁基本 相同；具有高C高Si,中Mn,低S、P特点。
较高的铁液温度，以防止球化处理、孕育处 理后铁液温度过低，产生浇不足等缺陷
球化处理、孕育处理。
（1）铸铁件的生产：蠕墨铸铁
蠕墨铸铁的制造过程和球墨铸铁相同。
(1)铁水的化学成分 蠕墨铸铁铁水的化学
性能在孕育铸铁和球墨铸铁之间
成分和球墨铸铁基本相似： (2)蠕化处理和孕育处理
高C、Si，低Mn、P、S。
硅类合金②铝铜类合金③铝镁合金④铝锌合金
低的缺口敏感性能
石墨片越圆整、越细小、分布越均匀对基体割裂作用越小。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
石墨形态对铸铁性能的影响
铸铁的石墨化： 碳以石墨的形式析出的过程。 通常视 石墨化过程充分与否，会得到不同基体的铸铁组织。 灰铸铁的基体通常有： *铁素体灰铸铁 *铁素体—珠光体灰铸铁 *珠光体灰铸铁
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁：石墨呈片状 球墨铸铁：石墨呈球状 可锻铸铁：石墨呈团絮状 蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的性能
铸铁之所以用得如此广泛,是因为石墨的存在，石墨 的存在，使铸铁具有铸钢所不具备的性能。
良好的铸造性能，如流动性好、收缩小
良好的切削加工性能
铸铁的优点
高的耐磨性 良好的吸振缓冲性能
* 要求型砂的耐火度高，有良好的透气性和退让性。
* 应严格控制浇注温度，防止过高或过低。
* 铸钢件须热处理。
（3）铜、铝合金铸件的生产
铝、铜合金具有优良的物理、化学性能，良好的工艺性能和 独特的力学性能，也是铸造生产中常用的合金材料。
铸造铝合金的牌号、成分、性能和应用： 牌号：ZL101～ZL111，ZL201～ZL203，ZL301～ZL302，ZL401～ZL402。①铝
白口铸铁：莱氏体+二次渗碳体＋珠光体 灰口铸铁：基体+石墨 麻口铸铁: 莱氏体+二次渗碳体＋珠光体 +石墨
2.2.1 常用合金铸件的生产
（1）铸铁件的生产
灰口铸铁：可以看成是在钢的基体上分布着不同形态的石 墨。而石墨的形态、大小和分布直接影响着铸铁的性能。
根据铸铁中石墨形态的不同，灰口铸铁可以分为：
铸铁冷速跟铸型材料的导热能力及铸件壁厚等因素有关。 （P52.图2-15）
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的孕育处理：灰铸铁的孕育处理是提高和改善
灰铸铁的性能途径的行之有效的方法。
目 改善基体组织 的 改变石墨形态、数量、
大小和分布
常用的孕育剂是含Si量为75%的硅铁。
灰铸铁的孕育处理方法
将熔炼出的铁水在 浇铸前加入 质量分数为 0.25%~0.60%的孕育剂， 孕育剂在铁水中形成大量弥散的石 墨结晶核心，使石墨化作用显著提 高，从而得到在细珠光体上均匀分 布着细片状石墨的组织。
采用冲入法把蠕化剂加入铁水中。
蠕化剂为镁合金或稀土合金，改变石墨形
状后，和球墨铸铁一样要进行孕育处理。
主要问题：生产中难以控制：蠕化剂少了，
石墨不变形，仍保持片状，由于含碳、硅量高，
铸铁强度很低，铁水只能报废；蠕化剂多了，
石墨又变成球状，原设计的铸型浇、冒口工艺
不适合，也会导致铸件报废。
（1）铸铁件的生产：可锻铸铁
（2）铸钢件的生产
按化学成分：
铸造碳钢：以铸造中碳钢用的最多；而 铸造低碳钢和铸造高碳钢用的少。
铸造合金钢：在碳钢的基础上加入少量的合金元素， 如锰、铬、钼、钒等。ZGMn13为铸造耐磨钢； ZG1Cr18Ni9为铸造不锈钢。
不锈钢
按用途分类： 耐磨钢
……
• 铸钢件的铸造工艺: 铸钢的熔点高，钢液易氧化，吸气，流动性差，收 缩大。因此，铸造困难，易产生浇不足、气孔、缩松缩孔、夹渣和粘砂 等缺陷。
可锻铸铁生产：将白口铸铁件经长时间的高温石墨化退火， 使白口铸铁中的渗碳体分解，获得在铁素体或珠光体的基体 分布着团絮状石墨的铸铁。
种类
黑心可锻铸铁(KTH, 铁素体基体) 珠光体可锻铸铁(KTZ) 白心可锻铸铁(KTB，很少用)
ห้องสมุดไป่ตู้
特点：强度高σb=300-400Mpa， 塑性（δ≤12%）和韧性（αk ≤30J/cm2)好。 石墨化退火周期长，40-70h, 铸件成本高。 适用于制造承受震动和冲击、形状复杂的薄壁小件。
金属工艺学
多媒体课件
华中农业大学《金属工艺学》课程组
2.2 铸造工艺设计
2.2.1 常用合金铸件的生产
主要内容：
重点内容：
（1）铸铁件的生产 （2）铸钢件的生产 （3）铜、铝等有色金属件的生产
灰 特点
口 铸
石墨化
铁 生产工艺
（1）铸铁件的生产（80%铸件）
铸铁通常是C%=2.5%~4.0%的铁碳合金。碳 在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨根 据碳在铁碳合金中的存在形式，铸铁可以分为：
问题
1）灰铸铁牌号为什么不用含碳量多少表
示，而用力学性能表示？
2）铸件当其强度不够时，是否只能通过
增大截面解决？
（1）铸铁件的生产：球墨铸铁
向高温铁水中加入一定 量的球化剂和孕育剂，直接 得到球状石墨的铸造合金。
球化剂：金属镁或稀土镁 孕育剂：含Si量为75%或95%的硅铁
（1）铸铁件的生产：球墨铸铁
条件：选用碳、硅量低的铁水
原铁水含碳量越低，石墨越细小， 铸铁的强度、硬度就越高。
（1）铸铁件的生产：灰铸铁
灰铸铁的牌号
基体：F、P、F+P 生产：铁水熔炼好后直接浇铸 牌号：HTXXX HT: 表示灰铸铁中文拼音的代号 XXX: 三位数字表示最抵抗拉强度(MPa)
石墨形态：粗片状
提高灰铸铁的性能