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金属工艺学第五版cp(5)课件
金属材料在建筑行业中具有良好的耐久 性、美观性和经济性等特点，能够满足
建筑物的长期使用和安全性能要求。
在建筑行业中，金属材料的加工工艺也 是多种多样的，如切割、弯曲、钻孔等 ，这些工艺能够保证建筑物的质量和美
观性。
04
金属工艺发展
新材料的发展
01
02
03
高强度轻质材料
如钛合金、铝合金等，广 泛应用于航空、汽车和体 育器材等领域。
将淬火后的金属加热到适当温度并保温一 段时间，然后缓慢冷却至室温，以稳定组 织、降低内应力和脆性。
03
金属工艺应用
机械制造中的应用
金属材料在机械制造中占据着重要的地位，如钢铁、铜、铝等。它们被广泛用于制 造各种机械设备、机床、工具等。
金属材料具有良好的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特点，能够满足机械制造中的 各种需求。
在机械制造中，金属材料的加工工艺也是非常重要的，如铸造、锻造、焊接、切削 加工等，这些工艺直接影响到机械产品的质量和性能。
航空航天中的应用
航空航天工业对材料的要求非常高，需要具备轻质、高强度、耐高温等 特点。金属材料，如钛合金、铝合金、镍合金等，在航空航天领域中得 到了广泛应用。
这些金属材料能够满足航空航天领域中的各种极端条件，如高真空、高 温度、强辐射等，同时还能够保证机械设备的可靠性和安全性。
05
金属工艺实践
实验操作指导
实验目的
通过实验操作，掌握金属工艺的基本原理和技能，培养实践能力和创新思维。
实验设备
金属材料、工具、测量仪器等。
实验步骤
介绍实验前的准备、实验过程的方法和注意事项，以及实验后的整理和总结。
实验安全
强调实验过程中的安全注意事项，确保实验过程的安全可控。
金属工艺学课件(PPT49页).pptx
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、适应性广。铸件重 量可由几克到几百吨，壁厚可由0.5mm 到1m左右；铸件材料可用铸铁、铸钢、 碳钢和有色金属等。
（3）铸件成本低。 （4）有铸造缺陷，机械性能不如锻件等。
二、砂型铸造生产工艺流程
三、铸造方法分类
Clasfication of foundry Methods
Pouring Melt in the Mold→Solidification→Casting
优点：complex in shape adaptability in technology cheap in production
缺点：lower mechanical properties unstable quality worse work condition
在铸件上从远离冒口或 浇口到冒口或浇口之 间建立一个递增的温 度梯度，从而实现由 远离冒口的部分向冒 口的方向顺序地凝固。
同时凝固原则：
Simultaneously Solidification
是采取工艺措施保 证铸件结构上各部 分之间没有温差或 温差尽量小，使各 部分同时凝固。如 图所示。
二、金属和合金的铸造性能
体收缩率rate of ＝v0_-v1/v0*100％
volume
Contraction:εv
线收缩率 rate of linear Contraction：
εl=l0-l1/l0*100％
⑵ 收缩的阶段 Contraction Stages
液态收缩 Liquid Contraction 凝固收缩 Solidification Contraction 固态收缩 Solid Contraction 前两个阶段的收缩使合金体积减少，
金属工艺学课件(PPT45页).pptx
。2020年11月27日星期五下午3时1分51秒15:01:5120.11.27
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年11月下午3时1分20.11.2715:01November 27, 2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年11月27日星期五3时1分51秒15:01:5127 November 2020
（三）型材 型材主要有板材、棒材、线材 等。常用截面形状有圆形、方形、六角形和 特殊截面形状。就其制造方法，又可分为热 轧和冷拉两大类。热轧型材尺寸较大，精度 较低，用于一般的机械零件。冷拉型材尺寸 较小，精度较高，主要用于毛坯精度要求较 高的中小型零件。
• （四）焊接件 焊接件主要用于单件小批 生产和大型零件及样机试制。其优点是制 造简单、生产周期短、节省材料、减轻重 量。但其抗振性较差，变形大，需经时效 处理后才能进行机械加工。
《金属工艺学》上、下册 《材料成型工艺基础》
《机械制造学》 《工程材料与热加工工艺》 《机械加工工艺》 《机械加工工艺基础》
《材料成形学》
高等教育出版社
邓文英
华中理工大学出版社 沈其文
机械工业出版社
王贵成
西北工业大学出版社 裴崇斌
西北工业大学出版社 裴崇斌
清华大学出版社
金问楷
机械工业出版社
李新城
网络资源
课程的特点
• 课程是机类专业应掌握的一门重要的专业
基础课，具有很强的综合性和实践性，是
在掌握了工程制图和金工实习课之后开设 的专业基础课。通过本课程的教学，培养 学生把理论与实践结合起来学习的理念， 提高工程实践的意识，并能用所学的基本 原理和方法分析实际生产技术问题，为学 习后续课程并为以后从事机械设计和制造 方面的工作奠定必要的基础。
金属工艺学全套精品课件
屈服强度与抗拉强度的比值称为屈强比(小于 1）。
l
二、塑性（塑性变形)
金属材料在外力作用下产生不可逆转的永久
变形而不发生断裂的能力称为塑性。常用的塑性 指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ，均通过试验 测定。
1、断后伸长率δ：又称延伸率，是指试件被拉 断后，其标距长度的最大伸长量Δl与原始标距l0
的百分比。
5、金属的塑性变形会导致其 提高， 下降，这种现象称为加工硬化。
二、单项选择题：
1、金属材料表现出力学性能的是
()
A. 导电性 B. 抗氧化性 C. 导热性 D. 硬度
2、试件拉断前承受的最大标称拉应力称为
一、强度：
金属材料在外力作用下抵抗永久变形或 断裂的能力称为强度。
按外力性质不同划分，强度有抗拉强度、 抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强 度等。工程指标一般为屈服强度和抗拉强 度。
F S
金属材料的屈服强度、抗拉强度以及塑性指标是 在万能材料试验机上通过对金属材料进行拉伸试验 测定的。
构件在力的作用下，抵抗永久变形或断裂的能力 （强度），既取决于承受的内力大小，又取决于构 件的横截面的大小和形状，因而用应力值来衡量构 件的强度。一般，把单位面积上的抵抗破坏的内力 称为应力，即：
工艺性能是指金属材料在各种加工工艺 过程中所表现出来的性能，包括铸造、锻 造、焊接、热处理性能及切削加工性能等。
金属材料的力学性能又称机械性能，是 指金属材料在外力（即载荷）作用下所表 现出的抵抗变形和破坏的能力。包括强度、 塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等，是 机械零件和构件设计、选材的主要依据。
冲击韧性，简称韧性。导致冲击的因素主要有载荷或速 度突然变化（惯性）。
2、金属疲劳： 金属材料在指定循环基数的交变载荷作用下，不产
l
二、塑性（塑性变形)
金属材料在外力作用下产生不可逆转的永久
变形而不发生断裂的能力称为塑性。常用的塑性 指标有断后伸长率δ和断面收缩率ψ，均通过试验 测定。
1、断后伸长率δ：又称延伸率，是指试件被拉 断后，其标距长度的最大伸长量Δl与原始标距l0
的百分比。
5、金属的塑性变形会导致其 提高， 下降，这种现象称为加工硬化。
二、单项选择题：
1、金属材料表现出力学性能的是
()
A. 导电性 B. 抗氧化性 C. 导热性 D. 硬度
2、试件拉断前承受的最大标称拉应力称为
一、强度：
金属材料在外力作用下抵抗永久变形或 断裂的能力称为强度。
按外力性质不同划分，强度有抗拉强度、 抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强 度等。工程指标一般为屈服强度和抗拉强 度。
F S
金属材料的屈服强度、抗拉强度以及塑性指标是 在万能材料试验机上通过对金属材料进行拉伸试验 测定的。
构件在力的作用下，抵抗永久变形或断裂的能力 （强度），既取决于承受的内力大小，又取决于构 件的横截面的大小和形状，因而用应力值来衡量构 件的强度。一般，把单位面积上的抵抗破坏的内力 称为应力，即：
工艺性能是指金属材料在各种加工工艺 过程中所表现出来的性能，包括铸造、锻 造、焊接、热处理性能及切削加工性能等。
金属材料的力学性能又称机械性能，是 指金属材料在外力（即载荷）作用下所表 现出的抵抗变形和破坏的能力。包括强度、 塑性、硬度、冲击韧性和疲劳强度等，是 机械零件和构件设计、选材的主要依据。
冲击韧性，简称韧性。导致冲击的因素主要有载荷或速 度突然变化（惯性）。
2、金属疲劳： 金属材料在指定循环基数的交变载荷作用下，不产
金属工艺学第五版第四篇焊接课件
控制噪声和振动
采取措施降低焊接过程中产生的噪声和振动，如使用消音器、减 震装置等，以减轻对周围环境和人员的影响。
减少辐射污染
对于焊接过程中产生的辐射污染，应采取措施进行防护和控制， 如设置防护屏障、限制操作时间等。
THANKS
感谢观看
焊接技术的发展
随着工业革命的兴起，焊 接技术得到了迅速发展， 出现了多种焊接方法和设 备。
现代焊接技术
现代焊接技术已经实现了 自动化、数字化和智能化， 如激光焊接、电子束焊接 等。
02
焊接基本原理
焊接热源
电弧热 利用电弧产生的热量来熔化金属， 是焊接中最常用的热源之一。
激光束 利用高能激光束聚焦后照射到金 属表面，使金属迅速熔化并连接 起来，是近年来发展迅速的一种 新型焊接热源。
气体火焰 利用可燃气体（如乙炔、丙烷等） 燃烧产生的热量来熔化金属，常 用于金属的钎焊和气焊。
电阻热 利用电流通过导体产生的电阻热 来熔化金属，常用于金属的接触 焊和压焊。
熔化与连接机制
熔化焊
通过加热使接头处的金属熔化，然后冷却凝固形成接 头。
压焊
通过施加压力使接头处的金属相互结合，不需要加热 熔化。
焊接结构断裂
焊接结构的断裂会导致结构失效，造成严重后果。在设计时，应充分考虑母材的断裂韧性、焊缝的裂纹敏感性以 及焊接工艺对焊缝质量的影响等因素，采取有效措施防止断裂的发生。
0
1 2
焊接操作安全规定
确保在焊接过程中遵守安全规定，如穿戴防护服、 佩戴护目镜等，以减少事故发生。
03
钎料
钎料是焊接过程中用于填充间隙的金属材料，熔点低于母材。常见的钎
料包括铜基钎料、锡基钎料和铝基钎料等。
焊接辅助材料
采取措施降低焊接过程中产生的噪声和振动，如使用消音器、减 震装置等，以减轻对周围环境和人员的影响。
减少辐射污染
对于焊接过程中产生的辐射污染，应采取措施进行防护和控制， 如设置防护屏障、限制操作时间等。
THANKS
感谢观看
焊接技术的发展
随着工业革命的兴起，焊 接技术得到了迅速发展， 出现了多种焊接方法和设 备。
现代焊接技术
现代焊接技术已经实现了 自动化、数字化和智能化， 如激光焊接、电子束焊接 等。
02
焊接基本原理
焊接热源
电弧热 利用电弧产生的热量来熔化金属， 是焊接中最常用的热源之一。
激光束 利用高能激光束聚焦后照射到金 属表面，使金属迅速熔化并连接 起来，是近年来发展迅速的一种 新型焊接热源。
气体火焰 利用可燃气体（如乙炔、丙烷等） 燃烧产生的热量来熔化金属，常 用于金属的钎焊和气焊。
电阻热 利用电流通过导体产生的电阻热 来熔化金属，常用于金属的接触 焊和压焊。
熔化与连接机制
熔化焊
通过加热使接头处的金属熔化，然后冷却凝固形成接 头。
压焊
通过施加压力使接头处的金属相互结合，不需要加热 熔化。
焊接结构断裂
焊接结构的断裂会导致结构失效，造成严重后果。在设计时，应充分考虑母材的断裂韧性、焊缝的裂纹敏感性以 及焊接工艺对焊缝质量的影响等因素，采取有效措施防止断裂的发生。
0
1 2
焊接操作安全规定
确保在焊接过程中遵守安全规定，如穿戴防护服、 佩戴护目镜等，以减少事故发生。
03
钎料
钎料是焊接过程中用于填充间隙的金属材料，熔点低于母材。常见的钎
料包括铜基钎料、锡基钎料和铝基钎料等。
焊接辅助材料
金属工艺学课件(PPT172页).pptx
一、强度 strength
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
9
10
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。
13
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。
16
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
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
9
10
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。
13
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。
16
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
金属工艺学ppt课件
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
第二节 金属型铸造
• 二、金属型的铸造工艺 • 1. 必需喷刷涂料；衬料和外表涂料 • 2. 金属型应坚持一定的任务温度；铸铁件250-350，非
铁金属件ห้องสมุดไป่ตู้00-250度。减缓激冷。 • 3. 适宜的出型时间；尽早出型，小型铸铁件10-60s，铸
件温度约780-950度。 • 三、金属型铸造的特点和适用范围 • 优点：一型多铸，便于实现机械化和自动化消费，可大
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
合理设计凸台和防 止侧壁具有防碍拔 模的部分凹陷构造
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理 确定构造斜度
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理确定 构造斜度
不合理
大提高消费率。同时铸件的精度和外表质量比砂型铸造 显著提高。组织致密，力学性能得到显著提高。 • 缺陷：金属型的本钱高，消费周期长。同时铸造工艺要 求严厉，容易出现缺陷，灰铸铁件又难以防止白口缺陷 。 • 主要用于铜、铝合金铸件的大批量消费。如铝活塞、气 缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
第三节 压力铸造
• 描画:是在高压下〔比压约为5-150MPa〕将液态 或半液态合金快速地(0.01-0.2s)压入金属铸型中 ，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
金属工艺学第五版cp-资料
如何学好本课程？
即使天上掉馅饼， 也只有早起的人才能得到
2020/5/31
要付出劳动
是否想学好本课程？
• 为了应付考试？
记录老师讲课重点（经常提到）
• 为了工作需要？
认真读懂教材和参考书
• 为了扩大知识面？ 广泛涉及课外书籍、勤于思考
2020/5/31
约
定
❖不迟到
❖字迹工整、按时独立完成作业 ❖课堂内不吃东西 ❖关闭通信等能够发出声音的工具
同学们好
2020/5/31
2020/5/31
绪
论
• 什么叫金属工艺学？
是一门研究有关制造金属零件工艺方法 的综合性技术基础课。
• 它主要研究： （1）各种工艺方法本身的规律性及其在机械制
造中的应用和相互联系；
（2） 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性； （3）常用金属材料性能对加工工艺的影响等。 • 金属工艺学中涉及到的知识点在机械制造工程
2020/5/31
3. 什么是金属材料
金属材料——以金属元素为主要成分、 原子通过金属键结合而成的一 类固体材料。
金属材料
铁合金：钢、铸铁 非铁合金：铜、铝、钛、镁及其合金
2020/5/31
4. 金属材料的发展历史
公元前6000年：人类发明金属冶炼[1] 公元前4000年：古埃及人掌握炼铜技术[1] 公元前2500年：中国人开始使用铁 公元18世纪末：瓦特(JamesWatt,1736～1819，英国)
2020/5/31
第一章 金属材料的主要性能
• 教学重点：金属材料的力学性能（表达方式
、测定方法、单位量纲、物理意义）
• 教学难点：拉伸曲线（F-Δl或б-ε曲线）特 点；硬度实验过程
《金属工艺学》课件
金属工艺学分类
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学可以根据加工对象和应用 领域分为多种分支，如铸造、锻造、 焊接、切削加工、热处理等。
金属工艺学的应用领域
机械制造业
航空航天业
金属工艺学在机械制造业中应用广泛，涉 及各种零件的加工、装配和维修。
航空航天器制造需要高精度和高性能的金 属材料和加工技术，金属工艺学在航空航 天业中发挥着重要作用。
汽车制造业
电子工业
汽车制造业需要大量金属材料和加工技术 ，包括车身、底盘、发动机等部件的制造 和装配。
电子工业中，金属材料广泛应用于电路板 、连接器、散热器等部件的制造。
金属工艺学的历史与发展
01
古代金属工艺
早在公元前，人类就开始使用金属材料，如青铜、铁等，用于制造工具
、武器和饰品。
02
工业革命时期的金属工艺
退火与正火工艺
退火工艺
退火是一种将金属加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却至室温的热 处理工艺。其主要目的是消除金属内部的应力，提高其塑性和韧性，以便于进 一步加工。
正火工艺
正火是将金属加热到适当温度，保持一定时间后，在静止空气中冷却的热处理 工艺。其主要目的是细化金属的晶粒，提高其机械性能，如强度和韧性。
。
焊接缺陷及防止
03
焊接过程中可能出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，需采取相应措
施进行防止。
金属的切削加工工艺
切削加工原理
通过刀具对金属工件进行切削，以去除多余的金属材料，实现工 件形状和尺寸的加工。
切削加工方法分类
根据切削加工的特点和应用，可分为车削、铣削、钻削、磨削等 。
切削加工技术要求
切削加工过程中需要考虑刀具材料、切削液、切削参数等因素， 以确保加工质量和效率。
金属工艺学(全套课件512P)
Wc> 0.60%
Ws,Wp ≤ 0.020%
18
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
1.2 碳钢的分类、编号、性能和用途 （2）编号
碳素结构钢：以钢材厚度（或直径）不大于 16mm钢的屈服强度数值表示。
Q+屈服强度数值+质量等级符号+脱氧方法
Q---钢的屈服强度； A,B,C,D---质量等级； F---沸腾钢； Z---镇静钢；b---半镇静钢；TZ---特殊镇静钢。
19
第一章 钢铁材料及热处理
第二节 铁碳合金及其状态图
沸腾钢（F）为脱氧不完全的钢。 浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出），钢 锭凝固后，蜂窝气泡分布在钢锭中，在轧制过程中这种 气泡空腔会被粘合起来。这类钢的特点是钢中含硅量很 低，通常注成不带保温帽的上小下大的钢锭。
金属工艺学
绪论
• 金属工艺学:
研究金属材料性质及其加工工艺为 主的综合性技术基础课程。 • 主要研究内容：
– 各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系； – 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性； – 常用金属材料性能对加工工艺的影响；
– 工艺方法的综合比较等.
2
绪论
在机械制造中需要了解以下内容：
条件。
11
第一章 钢铁材料及热处理
抗其他更硬的物体压入其内的能力。
表示金属材料在一个小的体积范围内抵抗弹性变形、塑性变 形或破断的能力。
布氏硬度
HBS或HBW
洛氏硬度
HRC、HRB、HRA
12
第一章 钢铁材料及热处理
第一节 金属及合金的性能
1.4 冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力。
金属工艺学第五版答案(3篇)
第1篇第一章绪论一、填空题1. 金属工艺学是研究金属材料的加工、成形和性能的科学。
2. 金属工艺学的研究对象包括金属材料的加工、成形和性能。
3. 金属工艺学的研究内容包括金属材料的制备、加工、成形和性能评价。
二、选择题1. 金属工艺学的研究对象是（）。
A. 金属材料的制备B. 金属材料的加工C. 金属材料的成形D. 以上都是答案：D2. 金属工艺学的研究内容包括（）。
A. 金属材料的制备B. 金属材料的加工C. 金属材料的成形D. 金属材料的性能评价答案：D三、简答题1. 简述金属工艺学的研究内容。
答：金属工艺学的研究内容包括金属材料的制备、加工、成形和性能评价。
具体如下：（1）金属材料的制备：研究金属材料的冶炼、铸造和粉末冶金等制备方法。
（2）金属材料的加工：研究金属材料的切割、变形、热处理等加工方法。
（3）金属材料的成形：研究金属材料的冲压、弯曲、拉伸等成形方法。
（4）金属材料的性能评价：研究金属材料的力学性能、物理性能、化学性能等。
2. 简述金属工艺学的研究意义。
答：金属工艺学的研究意义如下：（1）提高金属材料的加工效率和质量，降低生产成本。
（2）拓宽金属材料的加工领域，满足不同行业的需求。
（3）推动金属工艺技术的发展，提高金属材料的性能和寿命。
（4）促进金属加工行业的科技进步和产业升级。
第二章金属材料的制备一、填空题1. 金属材料的制备主要包括冶炼、铸造和粉末冶金等。
2. 冶炼是将金属从矿石中提取出来的过程。
3. 铸造是将金属熔化后浇注成一定形状的过程。
二、选择题1. 金属材料的制备方法中，属于热加工工艺的是（）。
A. 冶炼B. 铸造C. 粉末冶金D. 以上都是答案：D2. 下列哪种金属材料的制备方法属于热加工工艺（）。
A. 钢铁冶炼B. 铝合金铸造C. 钛合金粉末冶金D. 铜合金挤压答案：B三、简答题1. 简述冶炼的过程。
答：冶炼是将金属从矿石中提取出来的过程，主要包括以下几个步骤：（1）选矿：从矿石中分离出有价值的金属矿物。
金属工艺学第五版cp24特种铸造
母模
压型
熔蜡
充满压型
一个蜡模
蜡模组
结壳、倒出熔蜡
填砂浇注
与砂型铸造方法对比，熔模精密铸造具有如下优点： 1. 铸件尺寸精度高（IT11~IT13），表面粗糙度值低 （12.5~1.6um）。减少切削加工量，甚至无须切削加工 （涡轮发动机的叶片）。
2.可以铸造薄壁件及重量很小的铸件。
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以 制造的形状，复杂、不便分型的零件。如带有精细的 图案、文字、细槽和弯曲细孔的铸件
❖金属型成本高，生产周期长 ❖铸造工艺严格， ❖易出现浇不足、冷隔、裂纹 ❖铸件的形状和尺寸受一定的限制
组合金属型结构
金属型和砂型，在性能上有显著的区别
1.透气性差 2.导热性好 3.没有退让性
金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有自 己的规律。
离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心 力作用下充填铸型并结晶。
工艺过程
❖金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)
金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现 冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。
❖ 涂料（耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)
❖利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度； ❖保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和
热击； ❖利用涂料层蓄气排气。
消失模铸造
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，造
型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样气化消失而 得到铸件。
消失模铸造的工艺过程
（1）制造泡沫塑料模
a.制备消失模材料 需经预发泡—将珠粒密度大（ 1.05g/cm3)的原材料及发泡剂，经过蒸汽加热、抽真 空，获得符合要求的低密度珠粒、残留发泡剂含量及适当 粒度的珠粒的处理过程。（主要的消失模材料有：可发性 聚苯乙烯（EPS），适用于灰铸铁、球墨铸铁和有色合金 铸件等；可发性聚甲基丙烯甲酯（EPMMA），适用于球 墨铸铁和铸钢件等。这类泡沫塑料的特点：密度小（ 0.015~0.025g/cm3)，发气量小、导热系数小、产生 气体及残留物少、资源丰富、价格不高。
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离心铸造
将液态合金浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力作用下 充填铸型并结晶。
立式离心铸造
铸型绕垂直轴旋转。铸件内表面呈抛物线形。用来铸造高度 小于直径的盘、环类或成形铸件。
❖卧式离心铸造
铸型绕水平轴旋转，铸件壁厚均匀，应用广泛，主要用来生产 圆环类铸件，也用于浇注成形铸件。
离心式实型铸造
离心铸造的生产过程
b.制造单个泡沫塑料模 C.组装模样束 （2）上涂料 泡沫塑料模样束表面应上
压型
熔蜡
充满压型
一个蜡模
蜡模组
结壳、倒出熔蜡
填砂浇注
与砂型铸造方法对比，熔模精密铸造具有：
1. 铸件尺寸精度高（IT11~IT13），表面粗糙度值低 （12.5~1.6um）。减少切削加工量，甚至无须切削加工（涡轮发动 机的叶片）。
2.可以铸造薄壁件及重量很小的铸件。
3.擅长制造用砂型铸造、锻压、切削加工等方法难以制造的形状 复杂、不便分型的零件。如带有精细的图案、文字、细槽和弯 曲细孔的铸件
金属型铸造的特点
❖可承受多次浇注，便于实现机械化生产 ❖铸件精度和表面质量高（铝合金铸件的尺寸公 差等级可达IT7~IT9，表面粗糙度可达 Ra3.2~12.5um) ❖铸件的结晶组织致密，机械性能高
❖金属型成本高，生产周期长 ❖铸造工艺严格， ❖易出现浇不足、冷隔、裂纹 ❖铸件的形状和尺寸受一定的限制
等级可达CT4~CT7，表面粗糙度一般可达 Ra1.6~12.5um) ❖ 可压铸出形状复杂的薄壁件、和镶嵌件（铸件最小壁厚 为：锌合金为0.3mm,铝合金为0.5mm) ❖ 铸件强度和硬度高（抗拉强度可比砂型铸件提高 25%~30%，但伸长率有所降低） ❖ 生产率高(一般冷压式压铸机平均每小时压铸600-700次）
（1）将金属型型腔清理干净，喷涂料 （2）旋转铸型，浇入定量金属液 （3）凝固后，停止旋转，取出铸件
优点
• 利用回转表面生产圆筒形铸件，省去型芯和浇注系统， 大大简化了生产过程，节约了金属
• 离心力的作用，铸件由外向内的顺序凝固，而气体和熔 渣因比重轻向内腔移动而排除，铸件组织致密，极少有 缩孔、气孔、夹渣等缺陷
• 合金的充型能力强，便于流动性差的合金及薄件的生产。
• 便于制造双金属铸件
缺点
• 铸件易产生偏析，铸件内表面较粗糙。内表面尺寸不易控制。
压力铸造
将熔融的金属在高压下，快速压入金属型，并在 压力下凝固，以获得铸件的方法。（常用压射压力为 几至几十兆帕，充填速度约为0.5~50m/s，充填时间为 0.01~0.2s)
组合金属型结构
金属型和砂型，在性能上有显著的区别
1.透气性差 2.导热性好 3.没有退让性 4. 金属型的这些特点决定了它在铸件形成过程中有 自己的规律。
金属型铸造工艺
❖金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)
金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现 冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。
也称气化模铸造，国际上称EPC工艺。 真空实型铸造， 用泡沫模型代替金属或木模，造
型后模样不取出，呈实体型腔，浇注时模样气化消失而 得到铸件。
预发泡
模型成型 模型簇组合 浸涂
浇注
消失模铸造的工艺过程
（1）制造泡沫塑料模 a.制备消失模材料 需经预发泡—将珠粒密度
大（1.05g/cm3)的原材料及发泡剂，经过蒸汽 加热、抽真空，获得符合要求的低密度珠粒、 残留发泡剂含量及适当粒度的珠粒的处理过 程。（主要的消失模材料有：可发性聚苯乙 烯（EPS），适用于灰铸铁、球墨铸铁和有色 合金铸件等；可发性聚甲基丙烯甲酯 （EPMMA），适用于球墨铸铁和铸钢件等。 这类泡沫塑料的特点：密度小 （0.015~0.025g/cm3)，发气量小、导热系数小、 产生气体及残留物少、资源丰富、价格不高。
热压室压铸
工艺稳定铸件质量好，压型寿命低
冷压室卧式压铸（目前应用最多)
压铸的工艺过程
（1）预热金属铸型，喷涂料 （2）合型、注入金属液 （3）压射冲头在高压下推动金属液充
满型腔并凝固 （4）打开铸型，用顶杆顶出铸件
压力铸造的特点和适用范围
❖优点 ❖ 铸件的精度和表面质量都较其他铸造方法高（尺寸公差
压力铸造的特点和适用范围
❖缺点
❖ 投资大，生产周期长 ❖ 压铸合金的种类受限制，压铸高熔点合金（铸铁、铸钢）
时，压型寿命低 ❖ 铸件内部常有气孔和缩松，不能进行较多余量的切削加工 ❖ 压铸件不能用热处理的方法提高性能
❖适用范围
❖主要用于有色合金（如铝合金、锌合金）的中、小铸件 的大量生产。
消失模铸造
第四章 特种铸造
本章要点： 了解常用的几种特种铸造的工艺过程，
掌握各自特点及适用范围。
第四章 特种铸造
特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些方 法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能,提 高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各有 优越之处。 ❖ 熔模铸造 ❖ 离心铸造 ❖ 压力铸造 ❖ 金属型铸造 ❖ 消失模铸造
4.可以制造各种合金材质的铸件，尤其适用于高熔点、难切削合金 的小型复杂铸件的生产
金属型铸造
又称硬模铸造，将液体金属浇入金属铸型，获得 铸件的一种铸造方法。铸型是用金属制成，可以反复 使用多次。金属型的结构有多种形式，（a）是水平 分型式金属型，多用于生产薄壁轮状铸件；（b）为 垂直分型式金属型，广泛应用于复杂铝合金铸件。
❖ 涂料（耐火涂料的厚度为0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3~0.4mm)
❖利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度； ❖保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和
热击； ❖利用涂料层蓄气排气。
❖ 浇注
浇注温度比砂型铸造时高。由根据合金种类、铸件大 小和壁厚决定。
❖ 开型、取出铸件、清理
金属型铸造方法主要用于熔点较低的有色
金属或合金铸件的大批量生产。黑色金属类铸 件只限于形状简单的中小零件。
熔模铸造
熔模铸造用易熔材料制成模型，然后在模型上涂挂耐 火材料，经硬化之后，再将模型熔化、排出型外，从 而获得无分型面的铸型
由于熔模广泛采用蜡质材料来制造，故又常把它称为 “失蜡铸造”。由于获得的铸件具有较高的尺寸精度 和表面光洁度，故又称“熔模精密铸造”
❖熔模铸造的生产工艺(动画见软件）
母模