金属材料的基本知识

第一篇金属材料的基本知识

第一章金属材料的主要性能

1 力学性能又称机械性能，金属材料在里的作用下所表现出来的性能

2零件的受力情况：静载荷动载荷交变载荷

3力学性能指标：强度塑性强度冲击韧度疲劳强度

第二章铁碳合金

1过冷：理论结晶温度与实际结晶温度差的现象

2过冷度：理论结晶温度与实际结晶之差

3细化铸态金属粒的主要途径：提高冷却速度，以增加外来晶核采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化

4金属晶体结构的主要差别：晶格类型晶格常数不同

5铁碳合金组织分为：固溶体金属化合物机械混合物

6纯铁的晶格：体心立方面心立方

7合金：两种或者两种以上金属元素，金属与非金属融合在一起，构成具有金属特性的物质

8元：组成金属的元素成为组元

第三章钢的热处理

1热处理：普通:退火回火淬火正火

表面：表面淬火化学热处理（渗氮渗碳）

2热处理过程：Ar-650°珠光体粗片层珠光体

650-600 索氏体细片层珠光体

600-550 托氏体极细片状珠光体

550-Ms 贝氏体中温区

3加热，保温实现奥氏体化，进行冷却

第二篇铸造

1铸造：将液态金属浇筑到铸型中待其冷却凝固，以获得一定尺寸，形状和性能的毛坯或零件的成形方法

2铸造的特点：可形成形状复杂，有复杂内腔的毛坯试用范围广可直接利用成本低的废机件来切削，费用低3充型：液态合金填充铸型的过程

4充型能力：液态合金充满铸型行腔，获得形状准确，轮廓清晰的铸件能力

5影响充型能力的主要因素:合金的流动性浇注条件铸型填充条件

6铸件断面的三个区域：固相区凝固区液相区

7铸件的实际收缩率与其化学成分浇注温度铸件结构铸型条件有关

8液态合金的流动性的衡量标准：螺旋形式样

9凝固方式：逐层凝固糊状凝固中间凝固

10内应力产生的原因：固态收缩收到阻碍

11内应力分为：热应力机械应力

12冷裂：在低温下形成的裂纹在应力集中拉伸处易产生

13特点：裂纹细小呈连续直线状缝内略微氧化

14热烈：在高温下形成的裂纹

15特点：缝隙宽形状曲折缝内氧化

16石墨形状不同可使铸件获得不同的性能

17优点：优良的减震性耐磨性好缺口敏感性好铸造性能优良切削加工性好

18孕育处理：粗大的石墨片严重的割裂金属基体，使铸铁强度降低，向铁液中加入孕育剂（硅75%的铁轨合剂）

19原理：铁液中均匀悬浮着外来弥散质点，增加石墨结晶核心，使石墨化作用提高，处理后，铸铁石墨细小，分布均匀得到珠光体基体，强度硬度提高

20铜铝合金的熔化特点：金属料不与燃料直接接触，以减少金属的损耗，保证金属纯洁

21以焦炭为原料的坩埚炉或电阻炉来融化

22熔点低，用细沙来造型，凝固收缩率比灰铸铁高，需要安置冒口使其顺序凝固，以便补缩

23手工造型特点：操作灵活大小铸件都可以

24机器造型特点：极大的提高劳动的生产率改善劳动条件铸件尺寸精确表面光滑加工余量小

25机器造芯特点：射沙将填沙和紧沙一起完成

26浇注位置选择原则：重要加工面朝下上表面易产生砂眼，气孔组织不如下表面细致

大平面朝下上表面热辐射强，型砂急剧热膨胀和因强度下降拱起或开裂致上表面开裂

面积大的薄壁部分置于下部或使其垂直或倾斜防止薄壁处洗不到或冷隔缺陷

圆周件应立铸，便于补缩原部分放于铸型上方，顺序凝固

27分型面：应使其平直，数量少避免不必要的型芯和活块，简化造型工艺使其铸件全部或部分位于下箱

28铸造工艺对于铸件的要求：侧面无凹槽的分型面为平面的无阻碍起模部分的有斜面的型芯少或者自带型芯的利于排气的

特种铸造

1方法：熔模铸造金属型铸造压力铸造离心铸造消失模铸造

2熔模铸造特点：一型多铸，便于实现机械化，自动化生产，提高效率

3压力铸造特点：精度，表面质量高强度硬度高效率高，便于镶铸

4离心锻造特点：圆筒形或环形铸件时，省去型芯和浇注气孔，缩松，缩孔，夹渣少便于制造双金属铸件5消失模铸造特点：精度高，工艺简化，工作自由度大，工件清理简单，机械加工少，适应强

第三篇金属的塑性加工

1定义：利用金属的塑形，其实改变形状，尺寸，改善性能，获得型材，棒材，板材，线材或者锻压件的加工方法

2分类：冲压锻造挤压轧制拉拔

3塑变的内部变化：晶粒沿最大变形方向伸长晶粒与晶粒发生扭曲，产生内应力晶粒间产生碎晶

4塑性变形：当外力增大到使金属的内应力超过该金属的屈服点后，即使作用在物体上外力取消，金属变形也不完全改变。而后产生的永久变形

5加工硬化：冷形变时，增加变形程度，金属材料的所有强度和硬度均提高，塑形任性下降

6原因：滑移面上的群晶块和附近的晶格的强烈扭曲，提高了滑移阻力，使继续滑移难以进行

7消除：升温至熔点的0.4倍时，再结晶可完全消除

8纤维组织使金属性能上具有方向性，对金属变形后的质量有影响

9最大正应力与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维防线垂直，纤维方向与零件轮廓符合，使纤维不被切断10金属可锻性：金属材料在锻造过程中经受塑形变形而不开裂的能力

11基本工序：镦粗拔长冲孔扭转错移切割

12冲压：板料经过分离或成形而获得铸件的工艺统称

13特点：可冲压出形状复杂件，且废料少精度高，表面粗糙度低，互换性好不需机械加工可获得重量轻，耗材少，强度刚度高的件操作简单效率高

14基本工序：分离工序变形工序

第四篇焊接

1定义:通过加热或加压，使工作产生原子间结合的一种方法

2焊接电弧原因：局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象

3正解：工件正极焊条负极正极工件温度高

4反接：工件负极焊条正极

5焊缝中心区性能最差

6热影响区：融合区过热区正火区部分相区

7保证焊接质量的条件下，增加焊接速度，减小焊接电流可减小热影响区

8焊前预热，正确的焊接次序，小能量焊接方法，锤击焊缝减少焊接应力

9焊接性：在限定施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力

切削

1切削三要素：切削速度进给量背吃刀量

2切削种类：带屑切削节状切削崩碎切削

3积屑瘤的形成：切屑在刀前流出时，在一定温度压力作用下，与前面的切屑底层收到很大的阻力，致使这层金属流出速度满，形成“滞留层”，当前面对滞留层的阻力超过切屑材料的内部结合力时，就会有一部分金属粘附在切削刃附近，形成积屑瘤

4影响：保护切削刃，粗加工希望产生，影响尺寸精度，细加工避免