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金属工艺学：是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科常用以制造金属机件的基本工艺方法：铸造压力加工，焊接，切削加工，热处理。第一编金属材料导论合金：以一种金属为基础，加入其它金属或非金属，经过熔炼，烧结或其他方法而制成的具有金属特性的材料。金属材料主要机械性能有：弹性塑性刚度强度硬度冲击韧性疲劳度和断裂韧性弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。弹性变形：这种随着外力消失而消失的变形，叫弹性变形，其大小与外力成正比。塑性：金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能。塑性变形：在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫塑性变形，其大小与外力不成正比。σe弹性极限材料所能承爱的不生产永久变形的最大应力σs屈服极限出现明显塑性变形时的应力σ0.2产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限时金属材料的塑性常用延伸率来表示δ=(l-l0)/l*100%也可用断面收缩率来表示ψ=(F0-F)/F0*100%Δψ越大，塑性越好刚度：金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力。弹性模数：在弹性范围内，应力与应变的比值。它相当于引起单位变形时所需要的应力。弹性模数越大，表示在一事实上应力作用下能发生的弹性变形越小。弹性模数的大小主要决定于金属材料本身，同一类材料中弹性模数的差别不大。弹性模数被认为是金属材料最稳定的性质之一。强度：是金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。按作用力的不同，可以分为抗拉强度，抗压强度，抗弯强度和抗扭强度。在工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度σs：金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦抵抗微量塑性变形的应力。σs=PS/F0(Pa帕斯卡)抗拉强度σb：金属材料在拉断前所能随的最大应力。σb=Pb/F0(Pa帕斯卡)硬度：金属材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。布氏：HB圆球压头。一般只用于测定其值小于450的材料。通常用于测定铸铁，有色金属低合金结构等材料的硬度。洛氏：金刚石圆锥压头或钢球。根据压并没有形式和载荷分为HRAHRBHRCHRD几种标度。维氏：金刚石正四棱锥体。HV.冲击违性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力。冲击试验是生产上用来生产上用来检验热加工，热处理工艺质量的有效方法。疲劳强度：金属材料在无数次重者或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。纯弯曲疲劳极限σ-1，拉压疲劳极限σ-1P扭转疲劳极限τ-1当应力降至某值后，疲劳曲线成为水平，即表示该材料可能经受地数次应力循环而仍不发生疲劳断裂，这个应力值叫疲劳强度极限。疲劳曲线无明显水平部分的，钢材料以107为基数，有色金属以108断裂韧性：用来反映材料抵抗裂纹失稳扩张能力的性能指标。K1C物理性能：比重熔点热膨胀性导热性导电性化学性能：耐酸性耐碱性抗化性工艺性能：铸造性可锻性可焊性切削加工性体心立方晶格：每个体心立方晶胞中有1/8*8+1=2个原子面心立方晶格1/8*8+1/2*6=4个原子密排六方晶格1/6*12+1/2*2+3=6个原子液态金属冷却到理论结晶温度以下才开始结晶的现象，叫过冷。理论结晶温度与实际结晶温度之差，叫过冷度。冷却速度越快，过冷度越大。晶柱晶界晶轴金属结晶时，晶粒尺寸随冷却速度的增大而减小。帮可用增加冷却速度的方法来使晶粒细化。液态金属中晶核越多，每个晶核发长大的余地就越小，长成的晶粒也越细。一种金属能以几种晶格类型存在的性质叫同素异构性。金属在固态时改变其晶格类型的过程，叫金属的同素异构转变。这一转变与液态金属的结晶过程很相似，也包括晶核发的形成和晶粒的成长两个阶段，故又叫做二次结晶（或重结晶），以区别是于由液态转变为固态的初次结晶。铁的同素异构转化α铁～912体心立方晶格γ铁912-1394面心立方晶格δ铁1394-1538体心立方晶格组元：组成合金的元素叫组元。组元一般指化学元素。但稳定化合物也可以看成是一个组元。相：在金属和合金的晶体组织中，凡化学成份和晶格结构相同，并与其它部分有界面分开的均匀组成部分。固溶体：置换固溶体间隙固溶体溶质原子与溶剂原子之比小于0.59时，才能形成间隙固溶体。固熔强化：溶质原子使固容体的强度和硬度升高的现象。固态合金中基本相结构为固溶体和金属化合物。铁碳合金：铁素体：碳溶解在α铁中形成的固溶体，也叫α固溶体，用F表示。奥式体：碳溶解在γ铁中形成的固溶体，也叫γ固溶体，用A表示。渗碳体：铁与碳形成的稳定倾倒物Fe3C,含碳量6.69%，硬脆。珠光体：铁素体+渗碳体用P表示莱氏体：奥式体+渗碳体用Le表示硬度高，塑性差，在727度以上存在，727度以下为Le`,是珠光体+渗碳体共晶生铁：含碳量4.3%（C点共晶点1148度）莱氏体亚共晶生铁：含碳量2.11-4.3%过共晶生铁：含碳量4.3-6.69%共析钢：含碳量0.77%（S点共析点727度）奥氏体—珠光体）亚共析钢：含碳量0.77%过共析钢：含碳量0.77%GS线：A3奥氏体冷却到GS线时，开始析出铁素体ES线：ACM奥低体冷却到ES线时，开始析出渗碳体PSK线:A1共析线当奥氏体冷却到PSK线时，同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物。S点0.77E点2.11碳素钢：含碳量1.5%以下。低碳钢：含碳量0.25%以下强度低，塑性和可焊性较好中碳钢：含碳量0.25-0.6%有较高的强度，但塑性和可焊性则较差。高碳钢：含碳量0.6%以上，塑性和可焊性很差，但执处理后会有很高的强度和硬度。钢的分灰钢碳素钢碳素结构钢普通碳素结构钢甲类乙类A1…A7抗拉强度增加，延伸率下降优质碳素结构钢101520。。。70含碳量万分比碳素工具钢优质碳素工具钢T7T8…T13含碳量千分比高级优质碳素工具钢T7A..T13APS含量小于0.03%合金钢碳千分比（大于1.0%时不标），合金百分比（合金元素小于1.5%时，不标）低合金钢：合金元素小于5%合金钢合金结构钢普通低合金结构钢机构制造合金结构钢（渗碳钢调质钢弹簧钢）合金工具钢低合金工具钢高合金工具钢特殊性能钢不锈钢耐热钢而磨钢（含碳量一般不标出）PS低温或高温下能加大钢的脆性普通钢：0.045%0.055%优质结构钢0.04%0.045%工具钢0.04%高级优质钢0.03%钢中含碳量越多，则珠光体和渗碳体越多。因而硬度越高，塑性越低。选材原则：1、选用的材料要满足零件工作条件的要求2、材料的工艺性能也是选材的重要依据之一3、选材时必须十分重视材料的经济性。热处理普通热处理（退火正火淬火回火）表面热处理表面淬火（火焰加热感应加热（高频中频工频）化学热处理（渗碳氮化碳氮共渗其它）特殊热处理形变热处理真空热处理其它共析钢过冷奥氏体等温转变的产物大致可分为三个类型：高温转变产物中间转变产物低温转变产物727-550珠光体，过冷度越大，层片越薄，硬度也越高727-650珠光体组织650-600索氏体（细珠光体）S600-550屈氏体（极细珠光体）T550-230贝氏体含碳过量的铁素体和微小的渗碳体混合而成550-350上贝氏体B上350-230下贝氏体下贝氏体较上贝氏体有较高的强度和硬度，塑性和韧性也较好。B下230度以下(MS)过饱合的α固溶体，马氏体M-50度（Mz）全部转变成马氏体。MSMSMz之间的组织为马氏体和残余奥氏体钢的热处理工艺：退火：退火是将钢件加热到高于或低于钢的临界点，保温一定时间，随后在炉中或埋入导热性较差的介质中缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的一种热处理工艺。目的：1、降低硬度以利于切削加工1、细化晶粒，改善组织，提高机械性能3消除内应力，并为下一道淬火工序作好准备4提高钢的塑性和韧性，便于进行冷冲压或冷拉拔加工。完全退火：加热AC3保温后炉冷（降低硬度，便于切削加工）球化退火：加热AC1保温冷至AR1炉冷至600度空冷（改善切削加工性及变形开裂倾向）等温退火：加热AC3保温较快冷至AR1等温转变后空冷。去应力退火：加热小于AR1（一般为500-600）保温后缓冷再结晶退火：加热到再结晶温度以上150-250度，即650-750度，保温后空冷（使钢材塑性恢复到冷变形前）正火：加热到AC3ACCM以上30-50度，保温后空冷。淬火：加热到AC3或AC1以上30-50度，经过保温，然后在冷却介质中迅速冷却，以获得高硬度组织。回火：将淬火加热到AC1以下温度，保温，空冷或水冷。目的是为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低淬火钢的脆性，使它具有一定的韧性。低温回火：加热温度为150-200度左右。组织变为回火马氏体。不会降低硬度，但会消除一定内应力。中温回火：350-500充。极细的球状渗碳体和铁素体。提高弹性，硬度则有所降低。高温回火：500-650度。较细的球状渗碳体和铁素体。获得高韧性低硬度。表面淬火：表面淬透到一定的深度，而中心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火方法。化学热处理：将工件放在一定的介质中加热和保温，介质中的活性原子渗入工件表层，以改变表层化学成份和组织，从而达到使工件表面具有某些特殊的机械性能或物理化学性能的一种热处理工艺。第二篇：铸造铸造：将液态合金浇铸到与零件的形状尺寸相适应的铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，。常见缺陷：浇不足，缩孔，夹渣，气孔，裂纹。充型：液态合金填充铸型的过程。充型能力：液态合金充满铸型型腔，、获得形状完整轮廓清晰铸件的能力。充型能力不足的常见缺陷：浇不足和冷隔。影响充型能力的主要因素：合金的流动性/浇铸条件/铸型填充条件。液态合金流动能力：越好充型能力越强，越便于漠然出轮廓清晰薄而复杂的铸件。有利于非金属和气体的上浮与排除。还有利于对合金将信将疑过程所产生的收缩进行补缩。液态合金的流动性通常以“螺旋形试样”长度来衡量。常用铸造合金中，灰口铸铁硅黄铜的流动性最好，铸钢的流动性最差。影响铸钢流动性的因素很多，但以化学成分的影响最为显著。合金成份远离共晶，结晶温度范围越宽，流动性越差。（亚共晶铸铁随含碳量增加，结晶间隔减小，流动性提高。越接近共晶成分，越容易铸造。浇铸条件：（浇铸温度充型压力）充型条件：铸型的蓄热能力铸型温度铸型中气体。铸件的凝固方式：在铸件凝固过程中，断面上一般存在三个区域，即，凝固区和液相区。铸件的凝固方式就是依据凝固区的宽窄来划分的。逐层凝固：纯金共晶成份合金在凝固过程中因不存在液固并存的凝固区，故断面上外层的固体和内层的液体由一条界限（凝固前沿）清楚的分开，随着温度的下降，固体层加厚液体层减少，直达铸件的中心，这种凝固方式称为逐层凝固。糊状凝固：如果合金结晶温度范围很宽，且铸件的的温度分布较为平坦，则在凝固的某段时间内，铸件表面并不存在固体层，而液固并存的凝固区贯穿整个断面。中间凝固：大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。影响铸件凝固方式的主要因素是合金的结晶温度范围和铸件的温度梯度。合金的结晶温度范围：合金的结晶温度范围越小，凝固区域越窄，越倾向于逐层凝固。铸件的温度梯度：结晶温度范围已定的前提下，凝固区域的宽窄取决于铸件内外层间的温度梯度。若铸件的温度梯度由小变大，，则对应的凝固区由宽变窄。温度梯度取决于：合金的性质，铸型的蓄热能力浇铸温度。铸造的合金的收缩：三个阶段为液态收缩凝固收缩固态收缩顺序凝固：就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件上远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后是冒口本身的凝固。内应力的形成：热应力和机械应力后冷（厚壁）受拉先冷（薄壁）受压时效处理：自然时效和人工时效。人工时效是是将铸件加热到550-650进行去应力退火。时效处理宜在粗加工之后进行。热裂：铸件在高温下产生的裂纹。裂纹短，缝隙宽，形状曲折，缝内呈氧化色。冷裂：低温下形成的裂纹，裂纹细小，呈连续直线状，有时缝内呈轻微氧化色。铸件气孔：按气体来源可分为侵入气孔析出气孔反应气孔。侵入气孔：砂型表面层聚集的气体侵入金属液中形成的气孔。多位于上表面附近，尺寸较大，呈椭圆形或梨形，孔的内表面被氧化。析出气孔：溶解于金属溶剂化物中的气体在过程中，因气体熔解度下降而析出，铸件因此而形成的气孔