金属工艺学知识总结

第八章铸造
1、铸造特点（优缺点）？
答：优点：（1）适用范围广。

①可通过铸造成形的材料选材广泛；②铸造能够制造各种尺寸和形状复杂的铸件
（2）铸造是生产复合铸件最经济的成形方法。

（3）成本低廉。

铸造设备投资少，所用原材料来源广泛而且价格较低。

缺点：（1）铸造组织疏松，晶粒粗大，内部易产生缩孔、缩松、气孔等缺陷，因此，铸件的力学性能，特别是冲击韧度低于同种材料的锻件。

（2）铸造工序多，难以精准控制，铸件质量不够稳定，废品率较高，劳动条件较差，劳动强度较大。

2、铸造充型能力影响因素？
答：影响铸造充型能力的主要因素有金属或合金液的流动性、浇注条件、铸型填充条件和铸造结构等。

（1）金属或合金液的流动性。

流动性差的金属，铸件易出现冷隔、浇不足、气孔、夹渣等缺陷。

影响金属流动性的因素有：①合金的种
类；②合金的化学成分和结晶特征。

③杂质和含气量（2）浇注条件。

①浇注温度：一般为保证充型能力的前提下浇注温度尽量低。

②铸型温度；③充型压力
（3）铸型填充条件
（4）逐铸件结构
3、金属的收缩及影响因素和对铸件质量的影响？
答：金属收缩包括：液态收缩、凝固收缩、固态收缩三个阶段。

液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因；固态收缩是铸件产生应力、变形和裂纹等缺陷的基本原因。

影响收缩的因素：①化学成分。

铸钢收缩最大，灰口铸铁收缩最小。

因为灰口铸铁中大部分的碳是以石墨状态存在，石墨比体积大，在结晶过程中，石墨析出所产生的体积膨胀抵消了合金的部分收缩。

②浇注温度。

③铸件结构和铸型条件。

收缩对铸件的影响：收缩可以使铸件中缩孔、缩松、热裂、应力和变形等许多缺陷。

防止缩孔和缩松的工艺措施：采取顺序凝固的原则:采用各种工艺措施，使铸件上从远离冒口的部分到冒口之间建立一个铸件递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序的凝固。

防止或减少铸造应力的主要途径是使铸件冷却均匀，减少各部分温度差，改善铸型及型芯退让性，减少铸件收缩时的阻力：采用同时凝固的工艺
4、砂型铸造工艺过程。

答：主要包括以下几个工序：模样和芯盒准备；型砂和芯砂配置；造型、造
芯；合箱、浇注；落砂、清理；检验入库。

5、铸造工艺方案确定（浇注位置、分型面、工艺参数等的选择）。

（特别注
意书上的图）
6、浇注系统的组成和作用？
答：浇注系统主要有下列作用：（1）能平稳地将金属液导入并充满型腔，避免冲坏型壁和型芯；（2）防止熔渣、砂粒或其他杂质进入型腔；（3）能调节铸件的凝固顺序。

浇注系统有四部分组成：浇口杯、直浇道、横浇道、内浇道。

7、铸件结构工艺性。

第九章锻压
1、塑性加工特点（优缺点）？
答：优点：（1）锻压过程中，金属经塑形变形和再结晶后，压合了铸造组织的内部缺陷，使组织致密、晶粒细化，内部杂质呈锻造流线状分布，改善和显著提高了力学性能。

（2）板料冲压件具有质量轻、精度高、刚度好的特点。

（3）现代化的锻压生产具有很高的生产率。

缺点：因为锻压件是在固态下成形，所以锻件形状（特别是内腔形状）所能达到的复杂程度不如铸件，一般锻件的尺寸精度不高，锻压加工需要重型的机械设备和较复杂的模具，对厂房基地要求高，劳动强度较大，劳动条件较差。

2、金属锻造性能影响因素？
答 1.化学成分
不同化学成分的金属其锻造性能不同。

纯金属的锻造性能较合金的好。

钢的含碳量对钢的可锻性影响很大，对于碳含量分数小于0.15%的低碳钢，主要以铁素体为主(含珠光体量很少)，其塑性较好。

随着碳含量的增加，钢中的珠光体量也逐渐增多，甚至出现硬而脆的网状渗碳体，使钢的塑性下降，塑性成形性也越来越差。

合金元素会形成合金碳化物，形成硬化相，使钢的塑性变形抗力增大，塑性下降，通常合金元素含量越高，钢的塑性成形性能也越差。

杂质元素磷会使钢出现冷脆性，硫使钢出现热脆性，降低钢的塑性成形性能。

2.金属组织
金属内部的组织不同，其可锻性有很大差别。

纯金属及单相固溶体的合金具有良好的塑性，其锻造性能较好；钢中有碳化物和多相组织时，锻造性能变差；
具有均匀细小等轴晶粒的金属，其锻造性能比晶粒粗大的铸态柱状晶组织好；钢中有网状二次渗碳体时，钢的塑性将大大下降。

3.变形温度
随着温度升高，原子动能升高，削弱了原子之间的吸引力，减少了滑移所需要的力，因此塑性增大，变形抗力减小，提高了金属的锻造性能。

变形温度升高到再结晶温度以上时，加工硬化不断被再结晶软化消除，金属的锻造性能进一步提高。

但加热温度过高，会使晶粒急剧长大，导致金属塑性减小，锻造性能下降，这种现象称为“过热”。

如果加热温度接近熔点，会使晶界氧化甚至熔化，导致金属的塑性变形能力完全消失，这种现象称为“过烧”，坯料如果过烧将报废。

因此加热要控制在一定范围内，金属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度，停止锻造的温度称为终锻温度。

4.变形速度
变形速度即单位时间内变形程度的大小。

它对可锻性的影响是矛盾的。

一方面，随着变形速度的增大，金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重，表现出金属塑性下降，变形抗力增大；另一方面，金属在变形过程中，消耗于塑性变形的能量一部分转化为热能，当变形速度很大时，热能来不及散发，会使变形金属的温度升高，这种现象称为“热效应”。

变形速度越大，热效应现象越明显，有利于金属的塑性提高，变形抗力下降，锻造性能变好(图中C点以右)。

但除高速锤锻造外，在一般的压力加工中变形速度不能超过C点的变形速度，因此热效应现象对可锻性并不影响。

故塑性差的材料(如高速钢)或大型锻件，还是应采用较小的变形速度为宜。

若变形速度过快会出现变形不均匀，造成局部变形过大而产生裂纹。

5.应力状态
不同的压力加工方法在材料内部所产生的应力大小和性质(压应力和拉应力)是不同的。

在三向应力状态下，压应力的数目越多，则其塑性越好；拉应力的数目越多，则其塑性越差。

其原因是在金属材料内部或多或少总是存在着微小的气孔或裂纹等缺陷，在拉应力作用下，缺陷处会产生应力集中，使缺陷扩展甚至达到破坏，从而金属丧失塑性；而压应力使金属内部原子间距减小，又不易使缺陷扩展，因此金属的塑性会提高。

3、自由锻基本工序？
答:基本工序是指改变坯料的形状和尺寸以达到锻件基本成形的工序。

基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、错移、切割和锻接等几种。

4、模锻结构工艺性？
答：
第十章 焊接
1、电弧组成及形成原理？
答：焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区3部分组成。

电弧形成原理：先将电极（焊条）和焊件接触形成短路，此时在某些接触点上产生很大的短路电流，温度迅速升高，为电子的溢出和气体电离提供能量条件，而后将电极提起一定距离。

在电场力作用下，被加热的阴极有电子高速溢出，撞击空气中的中性分子和原子，使空气电离成阳离子、阴离子和自由电子。

这些带电粒子在外电场作用下定向运动，阳离子奔向阴极，阴离子和自由电子奔向阳极。

在它们的运动过程中，不断碰撞和结合，产生大量的光和热，形成电弧。

2、焊条组成和作用，种类，各适用于什么场合？
答：焊条由焊芯和药皮两部分组成。

焊芯作用：焊芯作为填充材料，与熔化的母材共同组成焊缝金属。

焊芯作为电极起导电作用，产生电弧。

药皮作用：（1）机械保护作用。

利用药皮熔化时产生的熔渣和一些气体造成气—渣联合保护，机械的隔绝空气，防止其侵入焊缝。

（2）冶金作用。

通过药皮的冶金作用（脱氧、脱磷等作用），最大限度的除去有害杂质，并保护或添加有益的合金元素，使焊缝具有一定的力学性能、抗气孔和抗裂纹能力等。

（3）改善焊接工艺性。

通过往药皮中加入某些成分，使电弧燃烧稳定、飞溅小、脱渣易、成形美观和适用于各种空间位置焊接。

3、焊件结构工艺性？
4、常见的焊接方法？
答：手工电弧焊、2CO ⎧⎨⎩
气体保护焊气体保护焊氩弧焊、埋弧焊、电渣焊、⎧⎪⎨⎪⎩
点焊电阻焊缝焊对焊、⎧⎨⎩软钎焊钎焊硬钎焊 等常见的焊接方法。

第十三章 金属切削加工基础知识 1、
切削运动、切削要素？
答：
2、 刀具结构？
答：
3、切削种类？
答：
第十四章零件表面加工
1、外圆面加工方法？
答：外圆面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加工方法。

车削加工一般适于作为外圆面粗加工和半精加工方法；磨削加工是外圆表明主要精加工方法，特别适用于高硬度和淬火后零件的精加工；光整加工是精加工之后进行的超精密加工方法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面质量要求很高的零件。

2、内圆面加工方法？
答：内圆表面的加工方法有：钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、拉孔和磨孔等，选择加工方法时，应考虑孔径大小、深度、精度、工件形状、尺寸、重量、材料、生产批量和设备等具体条件。

对于精度要求较高的孔，最后还必须经研磨及滚压等精密加工。

3、平面加工方法？
答：平面的加工方法有车削、铣削、刨削、磨削、拉削、研磨、刮研等。

其中刨削、铣削、磨削是平面的主要加工方法。

第十五章机械加工工艺过程的基本知识
1、零件的结构工艺性？
答：
2、典型零件机械加工工艺过程（轴类）？
答：。