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零件的生产工艺过程:选材，选毛胚，预先热处理，机械加工，最终热处理，检验金属材料的主要性能A金属材料的力学性能：⑴强度：是指金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力⑵塑性：是指金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形而不被破坏的能力。伸长率和断面收缩率⑶硬度：是指金属材料受压时抗局部变形，特别是塑性变形、压痕划痕的能力。洛氏硬度标尺为HRA、HRB、HRC三种⑷韧性：金属在冲击力作用下，断裂前吸收变形能量的能力。韧性愈好，代表金属的抗冲击能力愈强。⑸金属的疲劳：在多次交变应力作用，金属会在远小于抗拉强度σb，甚至小于屈服点σs。的应力下失效（出现裂纹或完全断裂）。金属材料的物理：⑴密度：表示某种材料单位体积的质量。⑵熔点：材料由固态转变为液态时的熔化温度。⑶导热性：材料传导热量的能力。⑷导电性：材料传导电流的能力。5热膨胀性：材料随温度变化体积发生膨胀或缩小的特性。化学及工艺性能：耐腐蚀性：金属材料在常温下抵抗氧、水蒸汽等化学介质腐蚀破坏作用的能力。抗氧化性：几乎所有的金属能与空气中的氧作用形成氧化物，这称为氧化。合金——由两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素熔合在一起，构成具有金属特性的物质称“合金”。（2）组元——组成合金的基本元素称为“组元”。组元可以是纯元素，也可以是稳定的化合物。（3）合金系——由给定组元可按不同比例配制出一系列不同成分的合金，（4）相——在合金组织中，凡化学成分、晶格构造和物理性能相同的均匀组成部分称为相。⑸同素异构转变：金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构随之改变的现象。晶粒粗细对材料力学性能的影响:对同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也越好。细化晶粒的方法:提高冷却速度，增大过冷度，以增加晶核的数目；在金属浇注之前，向金属液内加入变质剂（孕育剂）进行变质处理，以增加外来晶核;采用机械、超声波振动、电磁搅拌等；采用热处理或塑性加工的方法，使固态金属晶粒细化；固溶体;合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体。固溶强化:通过形成固溶体使金属强度、硬度提高的现象称为固溶强化。金属化合物:是合金组元相互作用形成的晶格类型和晶格特征完全不同于任一组元的新相即为金属化合物，属于单相组织。铁素体：碳溶解在α—Fe中的间隙固溶体(F）奥氏体：碳溶解在γ—Fe中的间隙固溶体（A）渗碳体：铁与碳形成的金属化合物（Fe3C）珠光体：是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体（P）莱氏体：是液态铁碳合金发生共晶转变所形成的奥氏体与渗碳体的共晶体（Ld）钢的热处理是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以获得预期组织和性能的工艺。退火将钢加热、保温，然后随炉冷却或埋入灰中使其缓慢冷却1、完全退火：又称重结晶退火，是将亚共析钢加热到Ac3线以上20—30℃，保温后缓慢冷却(随炉冷却或砂中冷却)，以获得接近平衡组织。2、球化退火:主要用于过共析钢。3、低温退火（去应力退火）:将钢加热到Ac1线以下（500—650℃），保温后缓慢冷却。退火的目的：（１）降低硬度，以利于切削加工或其它种类加工；（２）细化晶粒，提高钢的塑性和韧性（３）消除内应力，为淬火工序做好组织准备为什么将退火（正火）安排在铸造（锻造）之后，切削加工之前呢？（1）铸造或锻造后，钢件有铸造或锻造残余应力，而且还往往存在着成分和组织上的不均匀性，因而机械性能较低，还会导致以后淬火时的变形和开裂。（2）铸造或锻造后，钢件硬度经常偏高或偏低，严重影响切削加工。（3）如果工件的性能要求不高时，如铸件、锻件或焊接件等，退火或正火常作为最终热处理。正火将钢加热到Ac3线以上30—50℃（亚共析钢）或Accm以上30—50℃（过共析钢），保温后在空气中冷却，得到的是细珠光体组织（索氏体）。淬火将钢加热到Ac3或Ac1线以上30—50℃，保温后在淬火介质中快速冷却（γ—Fe向a—Fe同素异晶转变），以获得马氏体（M)组织（碳在a—Fe中的严重过饱和固溶体马氏体具有高的硬度和耐磨性，但塑性和韧性很差回火将淬火钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。（1）低温回火（150—250℃），目的是降低淬火钢的内应力和脆性，并保持高硬度（56—64HRC)和高耐磨性。淬火后低温回火可用于各种模具、刀具、滚动轴承和耐磨件等。（2）中温回火（350—500℃），目的是使钢获得高弹性，并保持较高硬度（35—50HRC)和一定的韧性。主要用于如弹簧、锻模发条等。（3）高温回火（500—650℃），淬火并高温回火称为调质处理。调质后的硬度20—35HRC，强度及韧性等综合性能较好。如连杆、曲轴、齿轮等。充型能力——液态金属充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力。合金的流动性化学成分：结晶特性浇注条件a浇注温度越高，液态金属的粘度越小，过热度高，金属液内含热量多，保持液态的时间长，充型能力强。b充型压力越大,充型能力越强c浇注系统的结构越复杂，则流动阻力越大，充型能力越差。铸型填充条件1）铸型的蓄热能力（2）铸型温度（3）铸型中的气体（4）铸件结构凝固方式a逐层凝固b中间凝固c糊状凝固因素是合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度。合金的收缩a液态收缩和凝固收缩【体收缩】b固态收缩【线收缩】缩孔纯金属、共晶成分和凝固温度范围窄的合金,浇注后在型腔内是由表及里的逐层凝固。在凝固过程中，如得不到合金液的补充，在铸件最后凝固的地方就会产生缩孔.缩松的形成铸件最后凝固的收缩未能得到补充，或者结晶温度范围宽的合金呈糊状凝固，凝固区域较宽，液、固两相共存，树枝晶发达，枝晶骨架将合金液分割开的小液体区难以得到补缩所致缩孔和缩松的防止方法：一、控制铸件的凝固过程二、合理应用冒口、冷铁等工艺措施三合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺内应力a热b机械1、工艺方面：尽量采用合理的铸造工艺，使铸件的凝固过程符合同时凝固原则2、造型工艺上：采取相应措施以减小铸造应力，如改善铸型、型芯的退让性(型芯、砂内加入木屑、焦碳沫等附加物，控制舂砂松紧度)，合理设置浇、冒口等。3、铸件结构上：尽量避免牵制收缩的结构，使铸件各部分能自由收缩（铸件的结构尽可能对称、铸件的壁厚尽可能均匀）4、去应力退火；人工时效；自然时效。防止铸件变形方法：采用反变形法、进行去应力退火、时效处理：自然时效和人工时效、结构设计：尽量避免牵制收缩的结构，使铸件壁厚均匀、形状对称裂纹防止：减小铸造应力；金属在熔炼过程中，应严格控制有可能扩大金属凝固温度范围元素的加入量及钢铁中的硫、磷含量。碳在铁碳合金中的存在形式有：渗碳体和石墨。白口麻口（1灰口铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕虫铸铁（2灰铸铁的抗拉强度低，塑形、韧性差，不能锻造和冲压，焊接性能很差，裂纹倾向较大，但具有优良的减振性，耐磨性好，缺口敏感度小，铸造性能优良，切削加工性好。（3影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。简述影响石墨化的主要因素。（1）化学成分：碳形成石墨，又促进石墨化。Si强烈促进石墨化，S阻碍石墨化，P、Mn影响不显著。（2）冷却速度：缓冷时，石墨可顺利析出。反之，则易产生白口。出现白口组织的原因是金属型导热能力强，铸件冷却速度快。浇注位置一、铸件的重要工作面、主要的加工面应朝下或侧立放置二、铸件的大平面应朝下，以免形成夹渣和夹砂等缺陷。三、应将铸件薄而大的平面放在下部、侧面或倾斜位置，以利于合金液填充铸型四、若铸件周围表面质量要求高，应进行立铸，以便于补缩。应将厚的部分放在铸型上部，以便安置冒口，实现顺序凝固。分型面的确定原则a应保证模样能顺利从铸型中取出b应尽量减少分型面的数量c应尽量使分型面是一个平直的面d应尽量使型芯和活块的数量减少e应使铸件的全部或大部分置入下箱铸造工艺对铸件结构的要求a尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，以便起模b尽量使分型面为平面c凸台和筋条结构应便于起模d垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度e尽量不用或少用型芯；f应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气、清理合金的铸造性能对铸件结构的要求a合理设计设计铸件的壁厚，壁厚尽可能均匀b铸件壁的连接方式要合理c避免铸件上出现大平面，避免铸件收缩受阻加工硬化在冷变形时，随变形程度增大，金属材料的强度和硬度上升而塑性、韧性下降的现象称为冷变形强化，又称加工硬化。回复：指当温度升高时，金属原子获得热能，使冷变形时处于高位能的原子回复到正常排列，消除由于变形而产生的晶格扭曲的过程，可使内应力减少。再结晶：指当温度升高到一定程度时，金属原子获得更高的热能，通过金属原子的扩散，使冷变形强化的结晶构造进行改变，成长出许多正常晶格的新晶粒，新晶粒代替原变形晶粒的过程即为再结晶。只要看概念就行冷变形：指金属在其再结晶温度以下进行塑性变形。如冷冲压、冷弯、冷挤、冷镦、冷轧和冷拔，能获得较高的硬度及表面质量。热变形：指金属在其再结晶温度以上进行塑性变形。如锻造、热挤和轧制等，能消除冷变形强化的痕迹，保持较低的塑性变形抗力和良好的塑性。纤维组织铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状。a使纤维分布与零件的轮廓相符合而不被切断；b使零件所受的最大拉应力与纤维方向一致，最大切应力与纤维方向垂直。金属的可锻性取决于【化学成分，金属组织】金属的本质（内因）和【变形温度，变形速度，应力状态】加工条件（外因）自由锻用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的锻件，这种方法称为自由锻。自由锻的特点优点：1）金属坯料在抵铁间受压变形时，可朝各个方向自由流动，不受限制。2）自由锻使用工具简单，工艺灵活，不需要昂贵的模具，成本低；3）可锻造各种重量的锻件，对大型锻件，它是唯一方法；缺点：1）锻件的形状和尺寸靠锻工的操作技术来保证，故尺寸精度低，加工余量大，金属材料消耗多；2）锻件形状比较简单，生产率低，劳动强度大。故自由锻只适用于单件或小批量生产。自由锻的基本工序镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、错移和扭转分模面的选择原则1)要保证模锻件能从模膛中取出2)使模膛深度最浅3)分模面的上下模膛外形要一致4)使所需的敷料最少。5)分模面要选择平面自由锻件结构设计的要求1.要避免有窄的凹槽、圆锥面等结构设计2.锻件上不允许有肋、小凸台和相贯线等异形结构3.自由锻件的横截面若有急剧变化或形状较复杂时，应设计成由几个简单件构成的几何体。模锻件的结构工艺性(1)必须保证模锻件能从模膛中取出。为此，须有一个合理的分模面，使敷料最少，锻模制造容易。（2）为了使金属容易充满模膛和减少工序，零件外形力求简单、平直和对称，尽量避免零件截面间差别过大，或具有薄壁、高筋、凸起等结构。由于模锻件尺寸精度高、表面粗糙度低，因此，零件上只有与其它机件配合的表面才需要进行机械加工，其它表面应设计为非加工表面。4）在零件结构允许的情况下，应尽量避免设计有深孔或多孔的结构5)采用组合工艺。在可能的条件下，将复杂的锻件设计成锻-焊组合的工件，以减少敷料，简化模锻工艺。锻模的模腔模锻模膛和制坯模膛板料冲压的基本工序分离工序和变形工序落料（凹模）是为了制取工件的外形，故冲下的部分为工件，带孔的为废料。冲孔（凸模）则相反，是要制取工件的内孔，故冲下的部分为废料，带孔的部分为工件。冲裁变形和分离过程可分弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。冲裁件正常的断面特征由圆角带、光亮带、断裂带和毛刺冲裁件断面质量的优劣、与冲模间隙、刃口锋利程度和材料排样方式密切相关。冲压用模具称为冲模简单模、连续模和复合模回弹现象——由于弹性变形的恢复，坯料略微弹回一点，使被弯曲的角度增大。所以，凸、凹模要比所弯的角度小一回弹角。一般回弹角为0～10°。拉深缺陷及预防措施①拉裂②折皱a凸凹模的圆角半径应合适b凸凹模的间隙应合适c合理控制拉深系数焊接方法：熔焊、压焊、钎焊直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）直流负接：焊件接负极，焊条接正极（薄板、碱性低氢焊条、低合金钢和铝合金）熔焊