金属工艺学教案全 联系客服

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过程中转变为马氏体。

(是用干冰-78.5℃或-103℃的液化乙烯、-192℃的液态氮成本很高,易产生应力、变形,很少应用。)

应用:游标卡尺、螺旋尺、钢尺、砝码等。

V1-单液淬火、V2-双液淬火、V3-分级淬火、V4-等温淬火。 二、回火:

定义:将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度,保温一定时间(1~5小时),然后冷却的一种工艺。

目的:①降低材料的脆性、消除内应力; ②获得要求的力学性能; ③稳定工件尺寸;

④降低合金钢的硬度,使之易被切削。 (1)低温回火(150~250℃):组织:回火马氏体 HRC58~64。

应用于需要高硬度,高耐磨的材料零件。例如:刃具、量具、模具、滚动轴承等。 (2)中温回火(350~500℃):组织:回火屈氏体 HRC35~45。

应用于需要较高弹性、韧性的材料零件等。例如:弹簧、板簧、发条、冲击工具等。 (3)高温回火(500~650℃)组织:回火索氏体HRC15~25 (HB200~250)。 应用于受交变载荷作用的材料零件等。例如:轴、丝杠、齿轮、连杆等。 淬火+高温回火:调质处理。 时效处理:(尺寸稳定处理)某些量具等精密工具为了保持淬火后的高硬度和耐磨性及稳定的尺寸,需在100~180℃进行长时间的低温加热,保温(10~50小时),随炉冷却的工艺。 第四节 表面淬火和化学热处理 复习旧课:淬火和回火的应用。

普通热处理:材料的内外力学性能均匀一致:外硬内硬、外韧内韧,但是,特殊情况下,需要内外力学性能不一致的材料:外硬内韧。 一、表面淬火(中碳钢): 定义:

1.火焰加热表面淬火: 氧炔焰: M:2~6mm。 2.感应加热表面淬火:(需经正火、调质处理) 高频(10~500KHz) M:0.5~2mm;

感应器 中频(500~10000Hz)M: 2~8mm; 中频 (50Hz) M:10~15mm; 二、化学热处理: 定义:

1.渗碳:气体渗碳、固体渗碳:

低碳钢 : 10.5~2mm 后:渗碳+淬火+低温回火。 2.渗氮:气体渗氮。 前:调质处理+渗氮。 合金钢: (0.001~0.8mm)。

3.碳氮二元共渗:气体、固体、液体共渗。 低碳钢 低碳合金钢

4.辉光离子氮化(离子氮化): 第一章 铸造工艺基础 第一节 液态合金的充型

复习旧课:表面热处理的特点及其应用。 液态合金填充铸型的过程,简称充型。 影响充型能力的主要因素如下: 一、合金的流动性

流动性:4.3%C、高温、P、铸型特点。 二、浇注条件 1. 浇注温度

在保证充型能力足够的前提下,浇注温度不易太高。 2. 充型压力

液态合金所受的压力越大,充型能力越好 三、铸型填充条件

如下因素对充型能力均有影响:

1. 铸型材料:导热系数和比热容越大,激冷越大,充型能力越差。 2. 铸型温度:

3. 铸型中的气体:开设出气口,增加透气性。 第二节 铸件的凝固与收缩 一、铸件的凝固方式 1. 逐层凝固: 2. 糊状凝固:

3. 中间凝固:大多数的凝固均是这样。 二、铸造合金的收缩 合金的收缩经历三阶段: (1) 液态收缩 (2) 凝固收缩 (3) 固态收缩

收缩率与化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件有关。铸铁的最好。 三、铸件中的缩孔与缩松 1. 缩孔与缩松的形成

(1) 缩孔 它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。 (2) 缩松 分散在铸件某区域内的细小缩孔。 2. 缩孔和疏松的防止

(1) 定向凝固:设置冒口。 (2) 安放冷铁。

第三节 铸造内应力、变形和裂纹 复习旧课:铸件的凝固与收缩。 一、内应力的形成 1.热应力

减少热应力的基本途径是尽量减少各个部位间的温度差,使其均匀地冷却。 3. 机械应力

它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。 二、铸件的变形与防止

具有残余内应力的铸件是不稳定的,它将自发地通过变形来减缓其内应力,以便趋于稳定状态。

防止铸件变形的措施:

使铸件壁厚均匀、形状对称,采用同时凝固和反变形。 也可采用时效处理:自然时效和人工时效。 一、铸件的裂纹与防止

当铸造内应力超过金属的强度极限时,便会产生裂纹。 两种:

1. 热烈:

是高温下形成的裂纹。 影响因素:

(1) 合金性质。 (2) 铸型阻力。 2. 冷裂:

是低温下形成的裂纹。 二、合金性质和含磷量。

第四节 铸件的质量控制

应从如下几个方面来控制铸件质量: (1) 合理选定铸造合金和铸件结构。 (2) 合理制定铸件的技术要求。 (3) 模样质量检查。 (4) 铸件质量检验。 (5) 铸件热处理。

第二章 常用合金铸铁的生产 第一节 铸铁件生产

复习旧课:铸件的质量控制。

铸铁的分类:定义:含碳量6.69%>C>2.11%的铁碳合金。 ①白口铸铁:C以Fe3C形式存在。

②灰口铸铁:C以片状石墨形式存在,G片。 ③可锻铸铁:C以团絮石墨状形式存在,G絮。 ④球墨铸铁:C以球状石墨形式存在,G球。 ⑤蠕墨铸铁: ⑥麻口铸铁: 一、灰铸铁 灰铸铁的性能: (1)铸造性能好; (2)减摩性能好; (3)减震性能好; (4)切削加工性能好; (5)缺口敏感性较低:(举例:麻子脸;黑白衣服,标准好学生) (6)抗拉强度、塑性、韧性比相应的基体的钢低。 2. 影响铸铁组织和性能的因素(G=石墨) (1)化学成分:

C 、Si→G , Mn、S、P→Fe3C 。 (2)冷却速度:

V↑→ Fe3C、 V↓→G 。

3.灰铸铁的孕育处理(变质处理):变质剂:硅铁75%。

在铸铁未浇注前,向铁水中加入少量变质剂(Si+Fe)、(Si+Ca),形成非自发晶核,细化晶粒,从而提高其力学性能。 4.灰铸铁的牌号及其生产特点

(1)灰铸铁的牌号 HTab: ab为材料的最低抗拉强度。 (2)灰铸铁的生产特点 二、可锻铸铁

(马铁、玛钢、展性铸铁、韧性铸铁) C→G絮状。 成分:

组织特点: G絮状+基体。

① G絮状+F:铁素体可锻铸铁。 ② G絮状+F:珠光体可锻铸铁。

牌号:KTHab-c: ab为最低抗拉强度。 c为最低延伸率。

黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁。 三、 球墨铸铁】

1950年,我国开始球铁的研究,1959年无锡柴油机厂利用球铁代替45、40Cr钢,寿命、机械性能相近,成本降低50~80%,工时减少30~50%。1964年广州柴油机厂利用球铁代替合金钢,成本降低85%。 1.球墨铸铁的组织和性能: 2.球墨铸铁的生产特点 (1)铁水

(2)球化处理和孕育处理:球化剂和变质剂。 (3)铸型工艺 (4)热处理 四、蠕墨铸铁 1.蠕墨铸铁的性能 2.蠕墨铸铁的制取 3.蠕墨铸铁的应用

第三节 铜、铝合金铸件生产 复习旧课:铸铁件的生产特点。 一、铸造铜合金 铜及铜合金

1.铜:99.95%Cu(紫铜)

面心立方晶格,比重大,塑性好,强度低,σb=200~250MPa、δ=45~50%,耐蚀性强,主要用于制造电线、电缆、配置铜合金。

工业纯铜:T1~T5,数字越大,铜纯度越低。

T1:99.95%、T2:99.90%、T3:99.70%、T4:99.50%。 2.铜合金:

加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。 ①黄铜:(Cu+Zn)

A.压力加工黄铜H: H96、H68、HSn62-1。 B.铸造黄铜ZH:ZHSi80-3、ZHAl67-25。 ②青铜:(Cu+Sn)、(Cu+Cr)、(Cu+Pb)、(Cu+Al)。