热加工工艺复习课28页PPT
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华北理工大学2016年热加工工艺复习重点章节部分铸造3部分部分课件
压实式造型
震机压实式造型 微震压实式造型 高压式造型 空气冲击式造型
射压式造型
抛砂式造型 23
1. 震压造型： 砂箱放在震动台上，工作台（震击活塞）由 气缸推动上升一定高度后自由下落，多次震击，靠惯性力将 型砂初步紧实，上部较松散型砂再用压型机
以压缩空气为动 力，在高频率 （700～1000次／ min）、低振幅(5～ l0mm) 微振下，利 用型砂的惯性紧实 作用，同时或随后 加压紧实型砂的方 法。常采用两台造 型机配对使用，分 别在上型和下型。 这种造型机噪音较 小，型砂紧实度均 匀，生产率高。
3.2.1 铸件图：
反应铸件的实际形状、尺寸、和技术要求的图样，是生产、检验 、验收的依据。
1.铸件图内容：
切削余量 工艺余量 不铸出来的孔槽 尺寸公差 加工基准 铸件金属等级 热处理规范 铸件验收技术条件等
2.符号
公差、起模斜度、圆角只标特殊位置，其余写在技术要求里面； 加工定位符号、加紧符号； 双点划线表示零件轮廓形状； 双点划线和粗实线之间标注加工余量尺寸 加工余量和不铸出的孔槽等被切除的部分在剖视图中用网格线表示
1. 浇注系统 1）浇注系统的组成及作用 2）浇注系统的常见类型 ① 封闭式浇注系统 ΣF直>ΣF横>ΣF内 ΣF直∶ΣF横∶ΣF内=1.15∶1.1∶1 ② 开放式浇注系统 ΣF直<ΣF横<ΣF内 ΣF直∶ΣF横：ΣF内=1∶2∶4
2. 冒口
冒口是在铸型中设置的一个储存金属液的空腔。
明冒口
普通冒口
6. 为便于造型、下芯、合箱及检验铸件壁厚，应尽量使型腔及主要型芯 位于下箱。 ② 上 下 上 下 ①
7.铸件的非加工表面尽量避免有披缝
8. 分型面的选择尽量与浇注位置一致
热加工工艺基础知识(PPT 187页)
（1）侵入性气孔 侵入性气孔是由于铸型表面聚集 的气体侵入金属液中而形成的孔洞。多位于铸件的 上表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形，孔壁光 滑，表面有光泽或有轻微氧化色。
（2）析出性气孔 析出性气孔是溶解在金属液中的 气体，在凝固时由金属液中析出而未能逸出铸件所 产生的气孔。其特征是尺寸细小，多而分散，形状 多为圆形、椭圆形或针状，往往分布于整个铸件断 面内。
c）铸件结构 铸件壁厚过小，壁厚急剧变 化，结构复杂，有大的水平面时，都将会影 响合金的充型能力。
二 合金的凝固与收缩
（一）铸件的凝固方式及影响因素
1. 铸件的凝固方式
（1）逐层凝固方式 合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线 清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。常见合 金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶 铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。
2. 充型能力的影响因素
（1）铸型填充条件
a）铸型的蓄热能力 铸型从金属液中吸收和储存 热量的能力。铸型的热导率和质量热容越大，对 液态合金的激冷作用越强，合金的充型能力就越 差。
b）铸型温度 提高铸型温度，可以降低铸型和 金属液之间的温差，进而减缓了冷却速度，可 提高合金液的充型能力。
c）铸型中的气体 铸型中气体越多，合金的充型 能力就越差。
（一） 铸铁的分类
1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类
（1）白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁形式出现 的铸铁，断口呈银白色。
（2）灰铸铁 指碳主要以片状石墨形式出现的铸 铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。
（3）麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁形式出现 ，部分以石墨形式出现，断口灰白相间。
2. 根据铸铁中石墨形态分类
晶内偏析（又称枝晶偏析）是指晶粒内各部分化学 成分不均匀的现象，这种偏析出现在具有一定凝固 温度范围的合金铸件中。为防止和减少晶内偏析的 产生，在生产中常采取缓慢冷却或孕育处理的方法 。
（2）析出性气孔 析出性气孔是溶解在金属液中的 气体，在凝固时由金属液中析出而未能逸出铸件所 产生的气孔。其特征是尺寸细小，多而分散，形状 多为圆形、椭圆形或针状，往往分布于整个铸件断 面内。
c）铸件结构 铸件壁厚过小，壁厚急剧变 化，结构复杂，有大的水平面时，都将会影 响合金的充型能力。
二 合金的凝固与收缩
（一）铸件的凝固方式及影响因素
1. 铸件的凝固方式
（1）逐层凝固方式 合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线 清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固。常见合 金如灰铸铁、低碳钢、工业纯铜、工业纯铝、共晶 铝硅合金及某些黄铜都属于逐层凝固的合金。
2. 充型能力的影响因素
（1）铸型填充条件
a）铸型的蓄热能力 铸型从金属液中吸收和储存 热量的能力。铸型的热导率和质量热容越大，对 液态合金的激冷作用越强，合金的充型能力就越 差。
b）铸型温度 提高铸型温度，可以降低铸型和 金属液之间的温差，进而减缓了冷却速度，可 提高合金液的充型能力。
c）铸型中的气体 铸型中气体越多，合金的充型 能力就越差。
（一） 铸铁的分类
1. 根据碳在铸铁中的存在形式分类
（1）白口铸铁 指碳主要以游离碳化铁形式出现 的铸铁，断口呈银白色。
（2）灰铸铁 指碳主要以片状石墨形式出现的铸 铁，断口呈灰色。它是工业中应用最广的铸铁。
（3）麻口铸铁 指碳部分以游离碳化铁形式出现 ，部分以石墨形式出现，断口灰白相间。
2. 根据铸铁中石墨形态分类
晶内偏析（又称枝晶偏析）是指晶粒内各部分化学 成分不均匀的现象，这种偏析出现在具有一定凝固 温度范围的合金铸件中。为防止和减少晶内偏析的 产生，在生产中常采取缓慢冷却或孕育处理的方法 。
工程材料及热加工工艺基础课件
拉伸试样的颈缩现象
指标
塑性—断裂前材料发生不可逆永久变形的能力
断后延伸率 d (L-L0)/ L0 断面收缩率y (A0-A)/A0
d 和y越高 材料的塑性越好
说明：
① 用断面缩率表示塑性比伸长率更接近真 实变形。
② 直径d0 相同时，l0，d。只有当l0/d0
为常数时，塑性值才有可比性。
当l0=10d0 时，伸长率用d 表示； 当l0=5d0 时，伸长率用d5 表示。显然d5>
刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能 力。指标为弹性模量E。 E tg （MPa） 材料的E越大，刚度越大；
弹性模量的大小主要取决于材料的本性，除随温度升高而逐渐 降低外，其他强化材料的手段如热处理、冷热加工、合金化等 对弹性模量的影响很小。可以通过增加横截面积或改变截面形 状来提高零件的刚度。
二、强度与塑性
强度: 材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。
当承受拉力时，主要是屈服强度和抗拉强度。
屈服强度s：材料发生微量塑性变 形时的应力值。即在拉伸试验过程 中，载荷不增加，试样仍能继续伸 长时的应力。
条件屈服强度0.2：高碳钢等无屈服 点，国家标准规定以残余变形量为 0.2%时的应力值作为它的条件屈服 强度，以σ0.2来表示。 抗拉强度σb：试样在断裂前所能承受的最大应力，表示材 料抵抗断裂的能力。
▪金属基复合材料 ▪陶瓷基复合材料 ▪树脂基复合材料
Space
复合材料的应用领域
Commercial
Military
Helicopters
根据材料的性能分类
结构材料 是指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构
不变的优良力学性能（强度和韧性等），用于结构目的的材 料。这种材料通常用来制造工具、机械、车辆和修建房屋、 桥梁、铁路等。是人们熟悉的机械制造材料、建筑材料，包 括结构钢、工具钢、铸铁、普通陶瓷、耐火材料、工程塑料 等传统的结构材料（一般结构材料）以及高温合金、结构陶 瓷等高级结构材料。
热加工工艺复习课共30页
热加工工艺复习课
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
Thank you
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
ห้องสมุดไป่ตู้
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
Thank you
华北理工大学2016年热加工工艺复习重点章节部分-焊接部分部分课件
进行焊后热处理
焊后退火或正火，可改善热影响区尤其是过热区危害。
第二十七页，编辑于星期二：四点 十四分。
2.7 焊接应力与变形
1.焊接应力与变形产生的原因 与铸造过程产生热应力相似，焊接过程中由于热作用也 将产生焊接应力和变形。焊接应力与变形产生的原因是焊
接过程中对焊件的不均匀加热和冷却。
第二十八页，编辑于星期二：四点 十四分。
2.6 焊缝区的金属组织与性能
2.6.1 焊缝区 = 焊缝金属 +熔合区+热影响区
越靠近焊缝，加热温度越高 第二十二页，编辑于星期二：四点 十四分。
1) 焊缝区
焊缝：由熔池金属结晶形成的焊
件结合部分。
过程：由熔池底壁开始，逐 次向中心成长。
组织：柱状晶。
特点：低熔点的杂质和氧化物等易偏析物集中在焊缝中 心区。
改善：焊接材料添加细化晶粒的合金元素，改善一次结晶； 焊后热处理，改善二次结晶(固态相变)，使焊缝金属性能不低
于母材性能
第二十三页，编辑于星期二：四点 十四分。
2) 熔合区
✓ 熔合区：焊缝与热影响区之间的过渡区域， 特点：处 于固、液相线之间，区域较窄；母材部分熔化。
组织：熔化金属凝固成铸态组织，未熔化金属形成过热 粗晶。
性能：此处断面变化大，易
引起应力集中，是焊接接头中的
薄弱地带，很大程度上决定着 焊接接头的性能。
第二十四页，编辑于星期二：四点 十四分。
3) 热影响区
热影响区：在焊接热循环的影响下，焊缝两侧处于固 态的母材金相组织和力学性能发生变化的区域。
第二十五页，编辑于星期二：四点 十四分。
✓ 过热区：1100℃至固相线，A晶粒
力学性能比正火区稍差。
✓再结晶区： Ac1至500~450 ℃。冷变形加工的焊件
焊后退火或正火，可改善热影响区尤其是过热区危害。
第二十七页，编辑于星期二：四点 十四分。
2.7 焊接应力与变形
1.焊接应力与变形产生的原因 与铸造过程产生热应力相似，焊接过程中由于热作用也 将产生焊接应力和变形。焊接应力与变形产生的原因是焊
接过程中对焊件的不均匀加热和冷却。
第二十八页，编辑于星期二：四点 十四分。
2.6 焊缝区的金属组织与性能
2.6.1 焊缝区 = 焊缝金属 +熔合区+热影响区
越靠近焊缝，加热温度越高 第二十二页，编辑于星期二：四点 十四分。
1) 焊缝区
焊缝：由熔池金属结晶形成的焊
件结合部分。
过程：由熔池底壁开始，逐 次向中心成长。
组织：柱状晶。
特点：低熔点的杂质和氧化物等易偏析物集中在焊缝中 心区。
改善：焊接材料添加细化晶粒的合金元素，改善一次结晶； 焊后热处理，改善二次结晶(固态相变)，使焊缝金属性能不低
于母材性能
第二十三页，编辑于星期二：四点 十四分。
2) 熔合区
✓ 熔合区：焊缝与热影响区之间的过渡区域， 特点：处 于固、液相线之间，区域较窄；母材部分熔化。
组织：熔化金属凝固成铸态组织，未熔化金属形成过热 粗晶。
性能：此处断面变化大，易
引起应力集中，是焊接接头中的
薄弱地带，很大程度上决定着 焊接接头的性能。
第二十四页，编辑于星期二：四点 十四分。
3) 热影响区
热影响区：在焊接热循环的影响下，焊缝两侧处于固 态的母材金相组织和力学性能发生变化的区域。
第二十五页，编辑于星期二：四点 十四分。
✓ 过热区：1100℃至固相线，A晶粒
力学性能比正火区稍差。
✓再结晶区： Ac1至500~450 ℃。冷变形加工的焊件
金属的热加工PPT资料(正式版)
（1）淬火介质 淬火时的冷却物质称为淬火介 质。由于不同成分的钢所要求的冷却速度不同，故 应使用不同的淬火介质。常用的淬火介质有水、油、 盐溶液和碱溶液及其他合成淬火介质。淬火冷却的 基本要求是：既要使工件淬硬，又要避免产生变形 和开裂。
（2）淬火的操作 工件淬火时浸入淬火介质的 操作是否正确，对减小工件变形和避免工件开裂有 重要影响。淬火时，应保证工件得到均匀冷却，以 减小工件内应力，并要保证工件的重心稳定。 4.回火
消除钢中大部分内应力，并使其具有一定的韧度和高的弹性 渗碳后可获得的高碳表层，再经淬火、低温回火，使工件表面具有高硬度、高耐磨性，而心部具有良好塑性和韧度，使零件既耐磨， 又抗冲击。 其缺点是设备较贵，形状复杂零件的感应器不易制造。
感应加热表面淬火热处理淬火是将钢件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有
退火的主要目的是降低硬度、消除内应力、改善组织和性能，为 后续的机械加工和热处理做准备。
完全退火 球化退火
适用范围
消除中碳钢铸、锻件组织缺陷。
改善高碳钢工件（如刀具、量具、模具等）加工性能
去应力退火 取出大型铸、锻件内应力
正火是将钢加热到适当温度，保温一定时间后在空气中 冷却的热理工艺。
常 适用用的范淬 围火介质有水、油正、盐火溶液的和碱目溶液的及其细他合化成淬晶火介粒质。和消除内应力，这与退火的目的 基本相同。但由于正火的冷却速度比退火的冷却速度快，故 退火的主要目的是降低硬度、消除内应力、改善组织和性能，为后续的机械加工和热处理做准备。
金属的热加工
金属热加工的定义
金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处 理等工艺的总称叫热加工。有时也将热切割、 热喷涂等工艺包括在内。
热加工能使金属零件在成形的同时改善它 的组织，2 或者使已成形的零件改变结晶状态以 改善零件的机械性能。铸造、焊接是将金属熔 化再凝固3 成型。
热加工工艺,课程总结PPT
在不经意间，它悄悄地走进我的学习生活，从此，它开始影响了我。
不经意间的一次翻页，伴随着一阵阵的寻见，走进了这个炙热的世界里。
不经意间，满心欢喜，收获着......对我印象深刻的收获铸造的工艺特性特种铸造中的消失模铸造板料冲压挤压成形焊接结构的工艺性设计埋弧焊爆炸焊铸造是将液态金属浇注到铸型型腔中，待其凝固后，获得一定形状毛坯或零件的成形方法。
铸造的特点：1、可以铸造出内腔、外形很复杂的毛坯2、工艺灵活性大3、铸造成本低1、熔模铸造用易熔材料制造模样，在其表面包裹一个特制的耐火型砂层，熔化脱出模样后，经焙烧制成型壳，然后浇注获得铸件的方法。
2、金属型铸造在重力作用下将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。
3、压力铸造将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。
4、离心铸造将金属液浇入旋转的铸型中，使其在离心作用下成形并凝固的铸造方法。
5、消失模铸造特种铸造1、熔模铸造用易熔材料制造模样，在其表面包裹一个特制的耐火型砂层，熔化脱出模样后，经焙烧制成型壳，然后浇注获得铸件的方法。
2、金属型铸造在重力作用下将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。
3、压力铸造将熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。
4、离心铸造将金属液浇入旋转的铸型中，使其在离心作用下成形并凝固的铸造方法。
各种特种铸造工艺5、消失模铸造熔模铸造展示金属型铸造展示压力铸造展示离心铸造展示板料冲压挤压成形对于这个知识点主要是我们的生活中有许多的冲压件，而且成形方式也很有趣。
板料冲压是利用装在冲床上的冲模对金属板料加压，使之产生变形或分离，从而获得毛坯或零件的加工方法。
其加工基本工序有冲裁、弯曲、拉深及其他成形工序。
挤压成型是使金属坯料在外力作用下，通过模具上的孔或一对模具之间的间隙时产生变形，从而获得具有一定形状和尺寸制件的加工方法。
消失模铸造消失模铸造所用的模样室友泡沫塑料制成的。
主要材料有可发性聚苯乙烯和可发性聚甲基丙烯甲酯。
金属材料及热加工工艺PPT教案
+Fe3C
J N
G
+
L+
L
L+Fe3C
+Fe3C
+Fe3C
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac
线。
m
PQ—碳在-Fe中的固
溶线。
第15页/共33页
⒊ 相区
⑴ 五个单相区：
L、、、、Fe3C ⑵ 七个两相区: L+、
第2页/共33页
1）铁素体 ➢碳溶于a-Fe中形成的间隙固溶体,以F或α表示；
➢铁素体的溶碳能力很低，为体心立方晶格；
➢铁素体的组织为多边形晶粒，其力学性能几乎与
体心立方结构
纯铁相同。
第3页/共33页
铁素体
2）奥氏体:
碳溶于 -Fe中的间隙固溶体；用A或 表示。
面心立方晶格，溶碳能力比铁素体大； 组织为不规则多面体晶粒，晶界较直。强度低、
一、Fe - Fe3C 相图的建立
1.配制不同成分的铁碳合金，加热后缓慢 地冷却，记录数据，绘制它们的冷却曲线 （时间、温度）；
2.从冷却曲线上 找出临界点，并 画到成分—温度 坐标中；
3.相同意义的点 连接起来。
第7页/共33页
Cu-Ni合金相图的建立过程
第8页/共33页
Fe - Fe3C 相图
第5页/共33页
第 二 节 铁碳合金状态图
铁和碳可形成一系列稳定化合物： Fe3C、 Fe2C、 FeC，它们都可以作为纯组元看待。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
金属热加工基础PPT课件
.
4
砂型铸造生产过程
.
5
砂型铸造生产过程包括以下步骤：
绘制零件铸造工艺图——制造模样和芯盒——造 型和造芯——下芯、合箱——浇注——落砂—— 清理——质量检验——获得合格铸件。
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6
基本造型方法
基本术语 基本造型方法 造型方法的选择
.
7
一、基本术语
• 铸 型：用型砂、金属或其他耐火材料制成；包 括形成铸件形状的空腔、型芯和浇冒
为防止烧穿，坡口的根部，留有的2～3mm直边，称为“钝边”。
坡口基本形式： I形坡口、Y形坡口、V形坡口、K型坡口。
②焊缝的空间位置： 平焊、立焊、横焊、仰焊
③焊接规范： 焊接时的各种参数，手弧焊主要有：
焊条直径 ： 主要根据厚度 。
大：咬边、烧穿、飞溅、过热
焊接电流： 据焊条直径和焊缝位置 小：焊不透、夹渣等
经验公式：I=k·d k-经验系数，一般为30-50。平焊时，
焊接速度：
K取较大值，其他位置焊时，K取较小值。
电弧长度：
④操作过程： 引弧、运条、焊缝的连. 接与收尾
41
（3）手弧焊的特点与应用 与气焊相比有如下特点：
①温度高，热量集中，速度快，生产率高，热影响区小，焊接变形小； ②产生气体和熔渣保护，去除有害元素，渗合金元素，化学成分较好。 总之，焊条电弧焊焊接质量好，生产率高，焊接变形小。 与埋弧自动焊相比有如下特点： ①设备简单，操作灵活，适应性强，各种位置、焊接结构中焊机不能到达 的部位以及各种不规则的焊缝都能施焊；
.
21
2、压力铸造 简称压铸：熔融金属在高压下高速充型， 以获得铸件的方法。
压铸的压力（压射比压）一般为30～70MPa （300～700大气压），充型速度可达5～100m/s， 充型时间为0.05～0.2s，最短时间只有千分之几 秒。高压、高速是压铸的两大特点