机械制造基础-期末复习资料.doc

机械制造基础第一部分 工程材料与热处理第二章 金属的组织结构第一节 金属的晶体结构与结晶常见金属的晶体结构： 1、体心立方晶格； 2、面心立方晶格； 3、密排立方晶格 金属的结晶过程就是由晶核的形成和晶粒的长大两个基本过程组成的 晶粒越细小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好 在不同的温度区间，金属的晶体结构具有不同的晶格类型，称为同素异晶转变 同素异晶转变，是金属的一个重要性能凡是具有同素异晶转变的金属及其合金都可以 用热处理的方法改变其性能合金—是由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的 合金在固态时，合金组元互相溶解，即在某组元的晶格中含有其它组元的原子，这种新相 称为固溶体 金属化合物一般具有较复杂的晶体结构，熔点高，性能硬而脆塑性、韧性几乎为零，所 以很少单独使用当合金中含有金属化合物时，将使合金强度、硬度和耐磨性提高 ，而塑性降低 因此，化合物是许多合金材料的重要强化相，与固溶体适当配合，可提高金属的综合力学 性能在合金中，由两或两种以上的相按一定的质量分数组成的物质叫做机械混合物 铁碳合金的基本组织： 1 ．铁素体（ F） 2 ．奥氏体（ A） 3 ．渗碳体（ Fe3C）4．珠光体（ P）1. 工业纯铁3 c< 0.0218%2. 钢3 c<（ 0.0218〜2.11 ） % （亚共析、共析、过共析钢）3. 白口铁3 c= （2.11〜6.69 ） % （亚共晶、共晶、过共晶白口铁）如图300240200s co H1000LId2001601208040ak(JWc/%3 2-20含碳■对碳钢力学性能的影响第四节 碳钢、铸铁杂质对碳钢性能的影响：锰，硅，硫，磷的影响 ，1. 按钢中含碳量分有：1）低碳钢 ；2）中碳钢；3 ）高碳钢。

2. 按冶金性质分有：3. 按用途分有：1）碳素结构钢；2） 碳素工具钢属高碳钢）1. 碳素结构钢；①牌号 女口： Q235AF低碳钢和中碳钢2. 优质碳素结构钢08、10、45等数字，表示钢中含碳质量份数的万倍 上面牌号即表示钢中含碳量分别为 0.08%、0.10%、0.45%等，3.碳素工具钢；① 牌号 用字母“ T” （ “碳”的汉语拼音首字母 ）+数字（数字表示钢中含碳量的千倍 ）如T8,表示含碳质量分数为 0.8%的“碳”素工具钢② 用途：主要用于制造各种低速的刀具、工具、量具和模具4. 铸造碳钢 在生产中有的零件形状复杂、力学性能要求高，难以用锻压或切削加工方法来制成通常 采用碳钢铸造①牌号 女口： ZG270-500由于铸钢中含碳量在（0. 15~0.6 ）%范围内铸铁是指由铁、碳、硅组成的合金系的总称铸铁分三类：灰口铸铁：是工业上最常用的铸铁，按石黑存在的形式又分灰铸铁；球墨铸铁；可锻铸和 里蠕墨铸铁白口铸铁 碳主要以渗体存在3 •白口铸铁，另一部分以渗碳体存在 灰铸铁的牌号 女口： HT2006. 球墨铸铁球墨铸铁的牌号 如QT600-37. 可锻铸铁3）可锻铸铁的牌号及应用女口：“ KTH'表示“黑”心“可”锻铸“铁”；“ KTZ'表示“珠”光体“可”锻铸“铁”；“ KTZ550- 4”蠕墨铸铁的牌号 如RUT420團2-21 Ft-Fe, C相屬与热加工工艺規范的关系铸跌温区DL一铸鉄成分2,113热处理 *温区727纟铸钢成分 0勰轧温 一1218wc/%ffi 2-21 F^Fe.C相图与热加工工艺规范的关系第三章钢的热处理热处理的定义：将固态金属采用适当的方式进行加热 、保温和冷却以获得所需组织结构与性能的工艺。

钢的热处理不仅可以改善其组织和性能，还可以改善其加工性能更重要的是赋于零件的 最终性能的关键工序将热处理工艺分为两类整体热处理：包括退火、正火、淬火和回火等 表面热处理：包括表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗任何热处理过程都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的Wc/%3-21R在加煤和冷却时的相变点AEXV/%ffl 3-2 钢在加热和冷却时的相变点SS过冷冥氏侔珠光休开始形战珠光体形城中间珠光休雅成结枣A珠光怵LO -20HRC600P500-——上贝氐#*40 — 45 IIRC400-、200 -100-托氏佯30〜40 HRC下贝氏体—6OHKCO _—50 —-1(+10*丰!时間(对数巴标)9 M共析■过冷鼻氏体第4»沮鬢变曲蜒二、共析钢过冷奥氏体等温转变的产物1高温转变的产物(727 ~ 550 C ) t珠光体2. 中温转变的产物(550 ~ 230 C ) t贝氏体3. 低温转变的产物(W 230 C) t马氏体豪中*转賣严•的坦担靱性倦组規名鶴符号转&g/X：层间距命辫所需放大倍数珠光协PA| TSO粗层挨的0.3<500<25S650-600轴层状:817 31(X)0—1 50025-15FE氏休TW0-S5C扱的0.】lOWO-KXJOOO35—40上貝氏曹H上550^350—>400下氈氏体350宀叭黒色针伏—>40045—55JOC200*U水松~M ^55M5 HRCAt 伽av^- M+T(45^55 ^RC)W)F»(I70-220 HBS)-S(25-35HRO，室 ts t^JCl-10010J JOe.)IO1 10b 10* 1『血皿啊对tfc坐痂SJ-6在第*转变曲诧上债计送捜袴釈时蚂抿殊吏的It邀钢的退火与正火机械零件经过铸造、锻压、焊接等工艺后。

会存在内应力，组织粗大，不均匀， 偏析等缺陷①淬火的加热温度：亚共析钢：加热温度一般为 AC3+（ 30〜50 ）C 过共析钢：加热温度一般为 AC1+ （30〜50）C 加热介质：通常在电炉、燃料炉、盐浴炉和铅浴炉中进行3）钢的淬透性-- 指钢在淬火后得淬硬层深度的能力钢的淬透性取决于其化学成份2. 回火—将淬火后获得马氏体组织的钢重新加热到 AC1以下的某一温度，经保温后缓慢冷却到室温这一热处理过程① 回火马氏体② 回火屈氏体③ 回火索氏体第四节钢的表面热处理 有些零件，采用表面热处理可以获得表面高硬度和心部高韧性一、表面淬火1．火焰加热表面淬火法2 ．感应加热表面淬火法二、化学热处理1．渗碳2．氮化3．碳氮共渗第四章 合金钢在冶炼碳钢时有目的地加入一种或几种合金元素所得到的特定性能的钢称为合金钢合金元素的加入使冶炼、铸造、焊接及热处理工艺变得复杂了，成本也提高了 在合金钢中常加入的合金元素有：锰、硅、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铝、硼和稀土等一、合金钢的分类和编号4）按用途分类 :特殊性能钢① 合金结构钢 ② 合金工具钢 ③2、合金钢的编号编号原则“数字 + 化学元素 + 数字”2 ）合金工具钢： 牌号前面用一位数字表示平均含碳质量分数的千倍，3 ）特殊性能钢： 表示方法与合金工具钢基本相同。

4）滚动轴承钢：二、合 金 结 构 钢1、低合金高强度结构钢低碳（ Wc<0.20% ）低合金（一般合金元素总量 WMc<3%）2、合金渗碳钢3、合金调质钢4、合金弹簧钢5、滚动轴承钢三、合金工具钢 用于制造刃具、模具、量具等工具的钢称为工具钢 1、合金刃具钢对刃具钢的性能要求是：1）高硬度 2 ）高耐磨性3）高热硬性 4 ）足够的强度、塑性和韧性刃具钢又分两类：① 低合金工具钢 ② 高速钢2、合金模具钢Cr12 是最常用的冷作模具钢最常用的热压模具钢是 3Cr2W8V四、 特 殊 性 能 钢1、 不锈钢2、 耐热钢第五章 有色金属 第 2 部分 毛坏的成型方法 P113第八章 铸造1．铸造 、锻压和焊接三种基本的毛坯成形方法 2．相同尺寸的锻件比，组织性能较差，承载能力不及锻件 3．铸造的工艺方法很多，一般可将其分为砂型铸造和特种铸造两大类 4．铸造是将液态金属浇入与零件形状相适应的铸型中，待其冷凝后获得合格铸件的方法 5．铸造获得的毛坯或零件称为铸件 6．相同尺寸的锻件比，组织性能较差，承载能力不及锻件 7．砂型铸造——是铸型的原材料主要为型砂 而且液态金属完全靠重力充满铸型的型腔时。

称为砂型铸造8．砂型铸造 一般可分为手工砂型铸造和机器砂型铸造 9．特种铸造——凡是不同于砂型铸造的其它各种铸造方法， 统称为特种铸造如金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造、低压铸造等10．压力铸造：液体金属在高压作用下，以高速压入金属的铸型中，并在压力下冷凝制得 铸件的方法，称为压力铸造简称压铸11．压铸应用：主要用于有色合金薄壁铸件的大批生产不能进行热处理 12．在铸造生产中用易熔化的材料（如蜡料）制成模样（铸型） ，然后将液体金属浇入熔模形成的型壳（铸型）型腔中，待冷凝后获得铸件的方法称为熔模铸造失蜡铸造（精密铸 造）13．灰铸铁的性能特点：灰铸铁在生产中应用是最广的它的抗拉强度不高但具有良好 的吸震性、小的缺口敏感性和良好的自润滑作用及贮油结构因此，应用于：承受不大冲 击载荷、需要减震、耐磨的零件常用灰铸铁制造14：铸造工艺性能好的表现：熔点低，结晶温度范围小流动性好总收缩率小，铸件不 易生产缩孔、裂纹等缺陷15．可锻铸铁又称玛铁，是将白口铸铁作高温长时间退火处理后制得的经处理，使铸铁 中的 Fe3C 发生分解，析出团絮状石墨，铸件力学性能提高，尤其可贵的是它具有一定的塑 性与韧性 ， 故得可锻铸铁的名，并不是真能锻打。

16．铸铁种类：灰铸铁，孕育铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁 17．上述各种铸铁性能比较：力学性能变好铸铁性能变差，适用于不同的铸件 18．哪些材料可以铸造：铸铁，铸钢，铜合金，铝合金 19：铝合金种类：铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金第九章 锻压 P128 1．锻压：是利用金属坯料在力作用下，产生塑性变形，制造具有一定形状，尺寸和性能要 求的毛坯或零件的成形方法2．压力加工方法有：轧制、拉拔、挤压、自由锻、模锻和板料冲压等见图 9— 13．加工硬化也称变形强化或冷作硬化：是指随着金属冷变形程度的增加，金属材料的强度 和硬度不断提高而塑性和韧性不断下降的现象4．冷作硬体化的意义：强化金属的重要手段，适用于不能热处理金属例如：铝能进行热处理吗？通过什么手段增加强度：冷作硬化 5．锻造性又称可锻性，是表征金属适应锻压的能力可用塑性及变形抗力两个方面的性能 指标来衡量金属塑性高，变形抗力低则锻造性能好反之锻造性能就差 6．影响金属塑性变形能力和变形抗力的因素： 1）化。