热加工
热加工工艺及设备
热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
热加工
• 熔焊又包括电弧焊、电渣焊、电子束焊、激光焊、气 焊、铝热焊。
• 电弧焊又包括药皮焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电 弧焊、药芯焊丝电弧焊、等离子弧焊。 • 压焊包括锻焊、摩擦焊、冷压焊、电阻焊、高频焊、 爆炸焊、超声波焊、扩散焊。
• 钎焊包括火焰钎焊、烙铁钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、 盐浴钎焊、炉中钎焊、真空钎焊。
• 的致密度就越差。反之，这个区域越小越容易 形成柱状晶。铸件的致密度就越好。
• 从图中可以清楚地看出：从金属液浇入铸型后开始冷 却（从4——2）。铸型被加热；当铸件已初形成（2— —1）时，继续冷却，就在散去大量热量后凝固成铸件。
此过程也是晶粒成长的过程。
• 凝固时间和速度是形成铸件的关键。砂型造型
(Ceq) 0.4% ~ 0.6% 时
淬硬倾向较大，焊接性能较差。一般需要预热。 (Ceq) 0.6% 时 淬硬倾向严重，焊接性能差。需要较高的预热温度 和严格的工艺措施。 。
冷裂纹敏感系数（％）
cm (C )
( Mn )
20
( Si )
30
(接冷裂纹敏感性系 数指标衡量。
国际焊接学会(IIW)推荐的碳当量公式
(Ceq ) (C )
( Mn )
6
(Cr ) ( Mo ) (V )
5
( Ni ) (Cu )
15
当碳当量 (Ceq) 0.4% 淬硬倾向小，焊接性能良好。
• （2）浇注速度： 浇得太慢，金属液降温过多， 易产生浇不到、冷隔、夹渣等缺陷；浇得太快， 型腔中气体来不及逸出易产生气孔，金属液的 动压力增大易造成冲砂、抬箱、跑火等缺陷。 浇注速度应根据铸件的形状、大小决定。
热加工
一、名词解释1. 铸造：是液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，等待冷却凝固后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的热加工工艺，又称作金属一成液态型。
2. 冷铁：为增加铸件局部冷却速度，在型腔内部及工作表面安放的金属块。
3. 补贴：为增加冒口补缩效果，沿冒口补缩距离，向着冒口方向铸件断面逐渐增厚的多余金属。
4. 铸肋：是保证铸件质量的一种工艺措施，根据其作用不同，铸肋可分为两类：一类为割肋（也称之为收缩肋），用于防止铸件热裂；另一类为拉肋（又称为加强肋），主要防止铸件产生变形。
5. 离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下充填铸型而凝固成型的一种铸造方法。
6. 分型面：是指两半型或多个铸型相互接触配合的表面。
浇铸位置：是指浇铸时铸件在铸型内所处的状态和位置。
7. 拉伸变形：具有残留内应力的铸件，厚的部位受拉应力、薄的部位受压应力。
处于这种状态的铸件是不稳定的，将自发地变形以减小其内应力，以趋于稳定状态。
变形的结果是受拉应力的部位趋于缩短变形、受压应力的部位趋于伸长变形，以使铸件中的残余应力减小或消除。
1、热应力铸造热应力是由于铸件壁厚有厚薄，冷却有先后，造成铸件的厚壁或心部受拉伸，薄壁或表层受压缩。
铸件的壁厚差别愈大，合金的线收缩率就愈高，弹性模量愈大，热应力也就愈大。
8. 开放式浇注系统：指直浇道出口、横浇道截面积总和及内浇道出口面积总和依次扩大的浇注系统，也称为扩张式浇注系统。
焊接部分1.焊接：通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子或分子间结合力而连接成一体的成型方法。
2.焊接热影响区：收焊接热循环的影响，焊缝附近的母材因焊接热作用发生组织或性能变化的区域。
3.焊接缺陷：指焊接过程中，由于设计、工艺、操作不当所引起的不符合标准要求的弊端。
4.焊接裂缝：在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部区域金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙。
5.埋弧自动焊：电弧埋在焊剂层析燃烧进行焊接的方法称为埋弧焊，其引弧、移动电弧、收弧等动作一般由机械自动完成，故通常又称为埋弧自动焊。
热加工
⏹热加工（T加工>T再）：铸、锻、焊T铁再=451℃热加工工艺的发展历史新石器时代：陶器的烧制青铜时代：青铜器的冶铸铁器时代：钢铁的铸造、锻造、焊接近、现代：塑料制品、现代陶瓷制品的成形、复合材料制品成形1. 铸件裂纹的分类1）热裂在凝固末期高温下形成的裂纹。
裂纹表面被氧化而呈氧化色，裂纹沿晶粒边界产生和发展，外形曲折而不规则；裂纹短，缝隙宽。
⏹产生原因：凝固末期，合金绝大部分已成固体，但强度和塑性很低，当铸件受到机械阻碍产生很小的铸造应力就能引起热裂。
分布在应力集中处或热节处。
2）冷裂是铸件处于弹性状态即在低温时形成的裂纹。
其表面光滑，具有金属光泽或呈微氧化色，裂纹穿过晶粒而发生，外形规则，常是圆滑曲线或直线。
防止方法是尽量减少铸造应力。
2. 铸件裂纹的防止为有效地防止铸件裂纹的发生，应尽可能采取措施减小铸造应力；同时金属在熔炼过程中，应严格控制有可能扩大金属凝固温度范围元素的加入量及钢铁中的硫、磷含量。
起模斜度应根据模样高度及造型方法来确定。
对有加工余量的侧面应加上加工余量再给起模斜度，一般按增加厚度法或加减厚度法。
非加工面用减小厚度法。
为了使模样便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度。
外壁的起模斜度通常为15º～3º，内壁的起模斜度通常为3º～10º。
低压铸造的工艺过程：1）准备合金液和铸型。
合金液倒入保温坩埚，装上密封盖，升液管及铸型。
2）升液，浇注。
合金在较低压力下从升液管平稳上升，注入型腔。
3）增压凝固，型内合金在较高压力下结晶、凝固。
4）减压、降液，坩埚上部与大气连通，升液管内合金液流回坩埚。
5）开型取出铸件。
分型面对铸件质量及铸造工艺有很大影响。
首先应保证铸件质量要求，其次应使操作尽量简化，再考虑具体生产条件。
铸件结构工艺性指铸件结构应符合铸造生产要求，满足铸造性能和铸造工艺对铸件结构的要求。
铸件结构设计，除应满足零件的使用要求外，还应使铸造工艺过程简化，以提高生产和质量。
材料热加工原理
材料热加工原理材料热加工是指通过加热和变形来改善材料的性能和形状的加工方法。
热加工可以使金属材料变得更加柔软，易于加工，同时也可以改变材料的组织结构和性能，使其具有更好的力学性能和耐磨性。
在工程领域中，热加工是一种常见的加工方法，它广泛应用于铸造、锻造、热轧、热挤压等工艺中。
热加工的基本原理是利用高温对金属材料进行加热，使其达到一定的塑性，然后通过外力使其发生塑性变形，从而改变其形状和性能。
热加工的原理主要包括以下几个方面：1. 材料的塑性变形。
在高温下，金属材料的塑性会大大增加，这是因为高温可以使金属晶粒的结构发生变化，使其形成一种较为柔软的状态，从而使得金属材料更容易发生塑性变形。
在热加工过程中，金属材料会受到外力的作用，从而发生塑性变形，改变其形状和性能。
2. 材料的组织结构变化。
在热加工过程中，金属材料的组织结构也会发生变化。
在高温下，金属材料的晶粒会发生再结晶，从而使其晶粒尺寸变大，晶界移动，晶粒形状发生变化，这些都会影响材料的性能。
通过控制热加工过程中的温度、变形速率等参数，可以使金属材料的组织结构得到精细化和均匀化，从而提高材料的力学性能和耐磨性。
3. 热加工的应用。
热加工广泛应用于金属材料的加工和制造过程中。
例如，在铸造过程中，通过对金属熔体进行热处理，可以使其达到一定的流动性，从而便于铸造成型；在锻造过程中，通过对金属坯料进行加热，可以使其变得更加柔软，从而便于进行塑性变形；在热轧和热挤压等工艺中，也需要对金属材料进行加热处理，以便于进行变形加工。
总之，材料热加工是一种重要的加工方法，通过控制热加工过程中的温度、变形速率等参数，可以使金属材料的组织结构得到精细化和均匀化，从而提高材料的力学性能和耐磨性。
在工程领域中，热加工被广泛应用于铸造、锻造、热轧、热挤压等工艺中，为材料加工和制造提供了重要的技术支持。
热加工工艺基础
热加工工艺基础热加工工艺是指通过加热材料以改变其物理、化学或机械性质的一种加工方法。
热加工工艺广泛应用于金属、玻璃、塑料等材料的加工过程中，可以实现材料的塑性变形、膨胀、熔化等各种形式的加工目标。
热加工工艺的基础是对材料的加热过程的控制。
在热加工过程中，加热温度、加热时间和加热方式是关键的控制参数。
不同的材料对于这些参数的要求也不同，需要根据具体材料的性质和加工目标来确定最佳的加热条件。
热加工工艺主要包括热压缩、热挤压、热锻造、热拉伸、热压铸等多种方法。
其中，热压缩是将材料置于加热设备中进行加热，然后用模具对材料进行压缩变形的工艺。
热挤压是将加热的材料通过模具挤出，以实现形状的改变。
热锻造是将加热的金属材料放置在压力机上，通过受力变形来改变材料形态和结构的工艺。
热拉伸是将材料在加热的条件下拉伸，使其变形成所需形状。
热压铸是将加热的金属液体注入到模具中，通过压力和冷却来制造零件的工艺。
热加工工艺具有许多优点。
首先，热加工可以改善材料的可变形性能，使其更易于加工。
其次，热加工可以改变材料的组织结构和性能，提高材料的机械强度和耐磨性。
此外，热加工还可以实现对材料的精确控制，使其达到更高的加工精度和表面质量。
然而，热加工工艺也存在一些限制。
首先，由于在加热的过程中会发生材料的晶粒长大和相变等现象，可能会导致材料的变形不均匀性和内部缺陷的产生。
其次，热加工需要大量能源和设备投入，对于环境保护和资源消耗也会带来一定的压力。
因此，在使用热加工工艺时，需要合理设计加热过程，控制加热参数，以避免以上问题的发生。
总之，热加工工艺是一种重要的材料加工方法，可以实现材料形状、性能等多方面的改变。
掌握热加工工艺的基础知识和技术，对于实现高效、精确的材料加工具有重要意义。
热加工工艺是一种重要的材料加工方法，可以通过加热材料来改变其物理、化学或机械性质。
它广泛应用于金属、玻璃、塑料等材料的加工过程中，以实现各种形式的加工目标。
06-热加工
19
二、热 转 化 机 理
3. 石油馏分的热反应
平行－顺序反应
原料油
中间馏分 残油
汽油 焦炭
裂化气
20
二、热 转 化 机 理
3. 石油馏分的热反应
• 以石油馏分及重残油为原料进行热转 化反应，产物复杂，馏分范围极宽，从 气体、液体到固体（焦炭）。
• 依据原料和反应条件（温度、压力 和反应时间）等的不同，产物分布也不 同。首先反应的是对热不稳定的烃类， 稳定性高的芳烃等在反应深度高时才有 大量转化。
412.27～413.91 347.80～354.41
512.30 620.27 842.09
①包括伯、仲、叔、环烷、烯、炔和芳碳原子与氢原子构成的化学键。
②包括直链、侧链和环烷链中碳原子与碳原子构成的饱和键。
6
H
H
H HH
HH
H
H
C
335
C
322 C
314C 310C
314 C
322C 335C
H
394 373 364 360 360 364 373 394 H H H H H H HH
辛烷的各种键能（kJ/mol）
7
烷烃的一些键能
键 CH3-CH3 C2H5-C2H5
键能 360
335
nC3H7nC3H7
318
nC4H9nC4H9
310
iC4H9iC4H9
264
键
CH3-H C2H5-H n-C4H9-H i-C4H9-H t-C4H9-H
及焦化柴油等。
32
四、延迟焦化
• 焦化过程是将渣油经深度热裂化转化为 气体、轻质馏分油、中质馏分油及焦炭 的加工过程。
热加工和冷加工基础知识介绍
热加工和冷加工基础知识介绍热加工是指在金属加工过程中，通过加热工件使其达到高温状态，以便进行塑性变形和形状改变的方法。
热加工主要包括热轧、热挤压、热锻、热拉伸等多种方法。
热加工的主要特点是：加工温度高、材料塑性好、变形均匀、表面质量较好等。
热加工适用于许多金属材料，如钢、铝和铜等。
热轧是指通过加热和塑性变形使金属块材或板材在高温状态下通过压下辊和工作辊的夹紧作用而被塑性改变形状的一种加工方法。
热轧是常见的金属材料制造的过程，如钢材和铝材等。
它可以生产出具有较高尺寸精度和表面质量的产品。
热挤压是指在高温下将金属材料放入容器中，并通过压力将其推入模具中，从而通过变形改变工件形状的一种加工方法。
热挤压适用于制造金属棒材和管材等产品，常用于铝合金的制造。
热锻是一种将金属加热至塑性变形温度，并通过加大力量进行塑性变形以改变形状的方法。
热锻适用于各种金属材料，可以制造出复杂形状的零件和构件。
热拉伸是一种将金属加热至高温状态，并通过应力和变形改变工件长度和截面积的方法。
热拉伸适用于制造拉伸件、钢筋和线材等产品，常用于金属材料的加工和制造。
与热加工相比，冷加工是将金属材料在室温下进行塑性变形和形状改变的一种加工方法。
冷加工主要包括冷轧、冷挤压、冷锻、冷拉伸等多种方法。
冷加工的主要特点是：加工温度低、能量消耗少、加工表面质量高等。
冷加工适用于制造高精度产品，如汽车零部件、航空零件等。
冷轧是指通过固态变形将金属板材或板坯从辊间通过振动力转变成所需要的形状的过程。
冷轧产生的产品具有高精度和良好的表面质量，常用于制造线材、薄板等产品。
冷挤压是指将金属材料置于模具中，并通过施加压力将其挤压成预定形状的一种加工方法。
冷挤压适用于制造复杂形状的零件和构件，如紧固件、螺栓等。
冷锻是指在常温下将金属材料放入模具中，并通过冲击或压力使其变形和改变形状的一种加工方法。
冷锻适用于制造高强度和高精度的零件和构件，如齿轮、凸轮等。
冷拉伸是一种将金属材料置于特定的装置中，并通过施加拉力使其变形的一种加工方法。
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一、名词解释
1.焊接性:是指金属材料对焊接加工的适应能力。
2.可锻性:金属的锻造性能是用来衡量压力加工工艺性好坏的主要工艺性能指标。
3.铸造性：是指金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的性能。
4.珠光体：珠光体是共析反应所形成的铁素体和渗碳体俩相组成的机械混合物，平均碳质量分数为0.77%，用P表示。
5.马氏体：是碳在α-Fe中的过饱和固溶体.
6.贝氏体：是由过饱和铁素体和渗碳体组成的混合物。
7.结构钢：是指经过渗碳热处理后使用的低碳合金结构钢。
8.不锈钢：是指在大气和一般介质中具有很高耐腐蚀性的钢种。
9.低温钢：是指用于工作温度在0℃以下的零件和结构件的钢种。
10.有色金属：是指铁及其合金以外的所有金属。
11.球墨铁铸：通过在浇注时向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理而得到的，球化剂可使石墨呈球状结晶。
12.焊接热影响区：焊接热循环的作用下，焊缝俩侧因焊接热而发生金相组织和力学性能变化的区域。
13.再结晶;指经冷塑性变形的金属超过一定温度加热时,通过形核长大形成等轴无畸变新晶粒的过程。
14.热加工：金属在再结晶温度以下的塑性加工。
15.冷加工：金属在再结晶温度以上的塑性加工。
16.胞晶反应：一个液相与一个固相相互作用，生成一个新的固相的过程。
17.共析反应：由一个固相在恒温下转变为另外俩个固相的转变。
18.共晶反应：液相在冷却过程中同时结晶出俩个结构不同的固相过程。
19.热处理强化：
20.细晶强化：是一种极为重要的强化机制，不但可以提高强度，而且还能改善钢的韧性。
21.形变强化：金属材料经塑料形变后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降。
22.缩孔：是集中在铸件上部或最后凝固部位，容积较大的孔洞。
23冷裂纹:是铸件冷却到低温处于弹性状态时，铸造应力超过合金的强度极限而产生的。
24.线缺陷：即原子排列不规则区域在空间一个方向上尺寸很大，而在其余俩个方向上尺寸很小
25.老化：是指高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值的现象。
26失效：主要指零件由于某种原因，导致尺寸、形状或材料的组织与性能变化而丧失其规定功能的现象。
27.脆性断裂：构件未经明显的变形而发生的断裂。
28.复合材料：是指俩种或俩种以上的物理、化学性质不同的物质，经一定方法得到的一种多相固体材料。
29.加聚反应：单体经多次相互加成生成高分子化合物的化学反应
30.塑料：是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料。
二、判断题
1.所有陶瓷材料都是电和热的绝缘体。
（×）
2.马氏体的硬度仅仅和含碳量有关。
（√）
3.体型立方原子的致密度比面心立方小，所以溶解度大。
（×）
4.体型立方原子的致密度比面心立方小，所以易于变形。
（×）
5.复合材料是指俩种或者俩种以上的物理、化学性质不同的物质经一定的方法得到的一种新的多相固体材料。
（√）
6.塑料是一种以生胶为主要组成的高分子材料。
（×）
7.铸铁中的石墨是简单六方晶格，其强度、塑性和韧性极低，几乎为零。
（√）
8.可锻铸铁是可以锻造的铸铁。
（×）
9.同一牌号的普通灰铸铁铸件，薄壁和厚壁的抗拉强度值是相等的。
（×）
10.一般来说，共晶温度是液相线最低的温度。
（√）
11.陶瓷材料的抗拉强度比抗压强度高的多。
（×）
12.温度高于77K的超导材料叫高温超导。
（√）
13.上贝氏体的性能优于下贝氏体。
（×）
14.铝合金热处理也是基于铝具有同素异构转变。
（×）
15.低温钢是指温度低于0℃而使用的钢。
（√）
16.复合材料没有各项异性。
（×）
17.焊接冷裂纹的显著特点是具有延迟性。
（√）
18.合金元素只能改变TTT图的位置，不能改变TTT图的形状。
（×）
19.当铸铁组织是铁素体为基体，其上分布有团絮状或球状石墨时，可获得较高的塑性。
（×）
20.一般来说，共晶温度是液相线最低的温度。
当铸造合金中含有一定数量的共晶成分时，其铸造性能优良。
（）
三、填空题。