冷镦工艺对金属材料的要求
1、冷镦用金属材料的机械性能要求
根据冷镦工艺特点，对钢材机械性能提出如下要求：
1）屈服强度Re以及变形抗力尽可能低，这样可使单位变形力相应减小，以延长模具寿命；
2）材料的冷变形性能要好，既材料应有较好的塑性，较低的硬度，在大的变形程度下不致引起开裂。如冷镦高强度螺栓时，即可使用含碳量较高的碳素钢，又可使用含碳量较低的低合金钢。如果增加含碳量，就会使硬度提高,塑性降低，使冷变形性能变坏。但是在含碳量较低的钢中加入少量合金元素
（如添加少量硼10B21、10B33钢），即可显著提高钢材强度，从而满足产品的使用性能要求，同时又不损害其冷变形性能；
3）材料的加工硬化敏感性能越低越好，这样不致使变形过程中的变形力太大。材料的加工硬化敏感性可用变形抗力--应变
曲线的斜率来反映。斜率越大，则加工硬化敏感性越高。如不锈钢0Cr18Ni9（SUS304）的曲线斜率最大。这种材料的加工硬化敏感性就比较剧烈，随着变形程度的增加，变形抗力急剧上升。
钢材的机械性能不但表现原始坯料的Rm、Re、A、Z 及硬度等指标，不但受原材料的化学成分、宏观组织、微观组织
等方面的影响，还受到材料准备过程中的拉拔及各道工序之间的热处理影响。
2、化学成分的要求
⑴碳（C）碳是影响钢材冷塑性变形的最主要元素。含碳量越高，钢的强度越高，而塑性越低。含碳量每提高0.1%，其屈服强度Re提高27.4MPa，抗拉强度Rm提高（58.8-7 8.4MPa），而伸长率A则降低4.3%,断面收缩率Z降低7. 3%。当钢的含碳量＜0.5%、含锰量＜1.2%、断面收缩率Z =80%时，单位冷变形力P与钢材含C、Mn量之间的近似关系如下：
P=1950C+500Mn+1860（MPa） (1)
可见，钢中含碳量对于钢材的冷塑性变形性能的影响是很大的。在实际工艺过程中，冷镦挤压用钢的含碳量大于0. 25%时，要求钢退火成具有最好的塑性组织——球状珠光体组织。对于变形程度为65%-85%的冷镦紧固件不经过中间热处理而进行三次镦锻变形，其含碳量不应超过0.4%。对当含碳量超过0.3%-0.5%的碳钢进行镦锻时，就要增加中间完全退火工序或者采用温镦。
⑵锰（Mn）锰在钢的冶炼中与氧化铁作用（Mn+FeO +MnO+Fe）主要为对钢脱氧而加入。锰在钢中与硫化铁作用（Mn+FeS+MnS+Fe），能减少硫对钢的有害性。所形成的硫化锰可改善钢的切削性能。锰使钢的强度有所提高，塑
性有所降低，对于钢的冷塑性变形性能是不利的，但是锰对变形力的影响仅为碳的四分之一左右。由于成品的特殊性能要求，允许锰的含量为硫的五倍。除了成品的特殊要求外，不宜超过0.9%。
⑶硅（Si）硅是钢在冶炼中脱氧剂的残留物。当钢中含硅量增加0.1%时，会增加13.7mpa。经验表明，含硅量超过0.17%且含碳量较大时，对钢的塑性的降低有很大影响。在钢中适当增加硅的含量，对钢的综合机械性能，特别是弹性极限有利，还可以增强钢的耐蚀性。但是当钢中含硅量超过0.15%时，使钢急剧形成非金属夹杂物，高硅钢即使退火也不会软化，急剧降低钢的冷塑性变形性能。如果硅以硅酸类形式存在于钢中，分散在钢中的细小颗粒会过快地磨损模具。因此，除了产品高强度的性能要求外，冷镦用钢总是尽量减少硅的含量。
⑷硫（S）硫是有害杂质。钢中的硫在冷镦时会使金属的结晶颗粒彼此分离引起裂纹。硫的存在还促使钢产生热脆和生锈。因此含硫量应小于0.06%。镦制高强度紧固件时，应控制在0.04%以下。由于硫、磷和锰的化合物能改善切削性能，冷镦螺母用钢的含硫量可放宽到0.08%-0.12%，以利于攻丝。
⑸磷（P）磷的固溶强化及加工硬化作用极强，在钢中偏析严重，增加钢的冷脆性及回火脆性，使钢易受酸的侵蚀。
钢中的磷会恶化冷塑性变形性能，在拉拔中使线材断裂，在冷镦中使工件开裂。钢中含磷量要求控制在0.045%以下。
⑹其他合金元素铬（Cr）、钼（Mo）、镍（Ni）、钒（V）、钨（W）等合金元素对钢的冷变形性能的影响远不及碳那样大。一般来讲，随着钢中合金元素的增加，钢的机械强度指标、淬透性随之增加，冷变形性能随之降低。
3、金相组织要求
为使钢材能更好地适应冷镦工艺，对于钢的结构、晶粒大小与形式、非金属夹杂物的分布都有一定的要求。
⑴钢的组织结构
钢中除了铁素体外，还有珠光体。含碳量越高，珠光体数量越多。铁素体是软的基体，在软的基体中嵌有硬的珠光体颗粒。成堆的珠光体分布对于冷变形是不利的，会形成裂纹。钢材的组织要紧密均匀，因此。冷镦用钢要用尽可能均匀分布、球状的晶粒结构。
⑵晶粒度
金属的变形是由于晶粒的滑移和晶粒本身的变形而发生的。在一定的体积内，细晶粒金属的晶粒数必然比粗晶粒金属的多，塑性变形时位向有利于滑移的晶粒也较多，变形能够较均匀地分散到各个晶粒。相应地细晶粒金属的变形不均匀性和由于变形不均匀性所引起的应力集中均较小，使开裂的机会也小，出现开裂前可承受的塑性变形量增加，对外
反映出塑性较好。晶粒越小，所产生的激发相邻晶粒滑移的
应力也越小。为使变形继续进行，必须增大外加的应力，对
外反映出变形抗力较大。因此冷镦不宜采用过细晶粒的钢材。
晶粒太大，又会使工件表面粗糙，产生明显的伤痕和裂纹。
粗晶粒钢的加工硬化敏感性比细晶粒钢大，塑性较差，冷变
形性能也差。冷镦用钢的晶粒度要求为4-6级，晶粒的大小
规范如下：晶粒平均直径约（0.02-0.06）mm；每mm2晶粒
数约为250-2300个；晶粒的平均面积约（400-4000）μm2。
⑶非金属夹杂物
不管用什么方法冶炼钢材，总会有或多或少的非金属夹杂物。
氧化物或硫化物等夹杂物，会使金属紧密的晶体结构发生间
断。夹杂物的形式、数量和分布情况不同，对于钢材的冷变
形性能的影响也各异。冷镦用线材是热轧钢材经冷拔后使用
的，在轧制和冷拔过程中，这些夹杂物已沿着变形方向被拉
长。一般说来，细微、均匀分布的夹杂物为害不大。细小且
分散的硫化物夹杂物可以较好地随着变形方向变形，因而较
其他一些随之变形的夹杂物为害稍小。特别有害的是氧化铝
夹杂物。氧化铝微小颗粒不仅极硬，会损伤模具；而且很难
与钢的基体结合在一起，常常在剧烈的冷变形中使工件产生
撕裂。粗的或者细而局部集中的夹杂物，对钢的冷镦性能影
响很大。
4、表面质量要求
普通热轧钢的表面状态大多数不够好。热轧钢材的表面缺陷经过冷拔（如果压缩比太小）也无法消除，造成冷镦产品的表面缺陷及废品，严重的将无法进行生产。
⑴坯料表面缺陷
钢在冶炼时，钢锭留有的气泡、缩孔等缺陷。经过热轧和冷拔，使线材带有比较严重的贯穿性纵裂，在镦锻时会明显地暴露在产品表面。原材料在轧制中的折叠、耳子、偏析、裂缝等缺陷，在冷镦中会造成严重危害。如：螺栓的断头、螺母的开裂；工件在搓制螺纹时，螺坯被碾压成两半等。原材料在酸洗中处理不当，在钢材表面产生麻点、锈蚀。如果麻点、锈蚀轻微，经过冷拔，凹坑被拉长，在表面基本上显不出痕迹，冷镦中不致于因此而出现裂纹。如果凹坑严重就会形成裂口；裂口多呈现于工件变形量大的棱角处。材料表面裂缝等缺陷越深，冷变形性能就越差。实验表明：无论冷拔还是冷镦，裂纹的形状对于变形程度的影响不大，但是裂纹深度的影响是很大的。对于变形程度较大的冷镦材料，表面缺陷的临界深度是0.04-0.10mm,更深的缺陷必须避免。
钢材在低碳气氛中加热会引起脱碳。虽然脱碳从产品的外观质量看不出什么，但是工件表面含碳量的任何变化都会对工件的机械性能产生重大影响。特别对含碳量0.30%以上的钢材，表面脱碳对工件的疲劳强度和耐磨性明显有害。为防止脱碳材料在退火时，应使用保护气体。
和脱碳相反的是渗碳。钢在高温高碳环境中会产生渗碳。尽管渗碳对于成品是相当于在软核上产生硬壳是可以接受的，有时是需要采用的方法，但是对于冷镦工艺来说是相当有害的。有渗碳层的钢材表面象蛋壳那样又薄又硬。在材料改制或者冷镦时，材料表面会产生裂口或者剥离，降低钢材的冷变形性能。因此，冷镦用钢材应当完全避免脱碳和渗碳。钢材的脱碳和渗碳情况可采用金相显微镜检查。
⑵尺寸精度要求
线材的尺寸精度对于冷镦产品质量及工艺过程有很大
影响。冷镦用线材和模具通常是专业化分别加工的。若线材直径超出最大允许值，则镦锻时工件头部的金属就过多，将产生不良飞边或者使工件杆部弯曲。或者因线材直径大于凹模模孔直径而使进料困难。以及工件杆部被凹模孔拉毛，在模孔内急剧形成金属瘤。若线材直径小于最小允许值，则在镦锻时金属不能完全充满模腔，造成工件棱角不清。所以冷镦用材料要充分接近真圆，直径均匀。冷镦用线材的直径允差一般为0.20-0.35mm，不圆度允差为直径允差的1/2。
金属加工工艺 第一篇变形加工第二篇切削加工第三篇磨削加工第四篇焊接第五篇热处理第六篇表面处理 第一篇变形加工 一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金 一、塑性成型加工 塑性(成型) 塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金属在应力下塑性变形。 分类： 锻造： 锻造：在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型，是最简单最古老的金属造型工方式给金属造型，艺之一。艺之一。 扎制： 扎制：高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 挤压：用于连续加工的，具有相同横截面形状的实心或者空心金属造型的工艺，状的实心或者空心金属造型的工艺，既可以高温作业又可
以进行冷加工。 冲击挤压：用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷，可以加工各种壁厚的零件，加工成本低。 拉制钢丝： 拉制钢丝：利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 二、固体成型加工 固体成型加工：是指所使用的原料是一些在常温条件下可以进行造型的金属条、片以及其他固体形态。加工成本投入可以相对低廉一些。 固体成型加工分类：旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金属板推近同样高速旋转的，固定的车床上的模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 冲压成型： 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。 冲孔： 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺，小批量生产都可以适用。冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 切屑成型：当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑
《金属材料与热处理》导学案主备人：栾义审核人：栾义编号：002 §1.2 金属材料的工艺性能 【使用说明】 1、依据学习目标，全体同学积极主动的根据教材内容认真预习并完成导学案， 小组长做好监督与检查，确保每位同学都能认真及时的预习相关知识。 2、结合导学案中的问题提示，认真研读教材，回答相关问题。 3、要求每位同学认真预习、研读课本，找出不明白的问题，用红笔做好标记。【学习目标】 1、知识与技能：掌握工艺性能的定义，并熟知金属材料工艺性能的分类。 2、学习与方法：通过研读课本，积极讨论，踊跃展示，牢记各种工艺性能。 3、情感态度价值观：激情投入，大胆质疑，快乐学习。 【重点难点】 工艺性能的定义 工艺性能的分类 【自主学习】 铸造性重要级别：★★★★★ 可锻性重要级别：★★★ 焊接性重要级别：★★★ 冷弯性重要级别：★★★ 切削加工性重要级别：★★★ 【合作探究】 1、工艺性能的定义： 2、工艺性能的内容： ①铸造性——定义及内容：
班级：姓名：使用时间：年月日②可锻性——定义及内容： ③焊接性——定义及影响因素： ④冷弯性——定义及如何测定： ⑤切削加工性——定义及衡量因素： 【当堂巩固】 1、低碳钢的焊接性较差，高碳钢、铸铁的焊接性较好。（） 2、碳钢的铸造性比铸铁好，故常用来铸造形状复杂的工件。（） 3、一般认为金属材料的硬度为 HBW时，具有良好的切削加工性。 4、可锻性的好坏主要与金属材料的塑性有关，塑性越好，可锻性越好。（） 5、流动性是指液态金属充满铸模的能力，其影响因素主要是、 和。 【课后作业】(自己默写，组长监督) 1、理解掌握本导学案内容，并完成习题册第一章第二节相关题目。 【学后反思】
金属材料的焊接性能 （2014.2.27） 摘要：对各种常用金属材料的焊接性能进行研究，通过参考各类焊接丛书及焊接前辈多年的经验总结，对常用金属材料的焊接工艺可行性起指导作用。 关键词：碳当量；焊接性；焊接工艺参数；焊接接头 1 前言 随着中国特种设备制造业的不断发展，我们在制造产品时所用到的金属材料种类也在不断增加，相应地所必须掌握的各种金属材料的焊接性能也在不断研究和更新中，为了实际产品制造的焊接质量，熟悉金属材料的焊接性能，以制定正确的焊接工艺参数，从而获得优良的焊接接头起到至关重要的指导作用。 2 金属材料的焊接性能 2.1 金属材料焊接性的定义及其影响因素 2.1.1 金属材料焊接性的定义 金属材料的焊接性是指金属材料在采用一定的焊接工艺包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等条件下，获得优良焊接接头的能力。一种金属，如果能用较多普通又简便的焊接工艺获得优良的焊接接头，则认为这种金属具有良好的焊接性能金属材料焊接性一般分为工艺焊接性和使用焊接性两个方面。 工艺焊接性是指在一定焊接工艺条件下，获得优良，无缺陷焊接接头的能力。它不是金属固有的性质，而是根据某种焊接方法和所采用的具体工艺措施来进行的评定。所以金属材料的工艺焊接性与焊接过程密切相关。 使用焊接性是指焊接接头或整个结构满足产品技术条件规定的使用性能的程度。使用性能取决于焊接结构的工作条件和设计上提出的技术要求。通常包括力学性能、抗低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度、耐蚀性能和耐磨性能等。例如我们常用的S30403，S31603不锈钢就具有优良的耐蚀性能，16MnDR，09MnNiDR低温钢也有具备良好的抗低温韧性性能。
各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷（水转印）水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定； h. 喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面； i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披
覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌
1金属材料的性能 金属材料的性能分为使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中反映出来的特性，它决定金属材料的应用范围、安全可靠性和使用寿命。使用性能又分为机械性能、物理性能和化学性能。工艺性能是指金属材料在制造加工过程中反映出来的各种特性，是决定它是否易于加工或如何进行加工的重要因素。 在选用金属材料和制造机械零件时，主要考虑机械性能和工艺性能。在某些特定条件下工作的零件，还要考虑物理性能和化学性能。 1.1金属材料的机械性能 各种机械零件或者工具，在使用时都将承受不同的外力，如拉力、压力、弯曲、扭转、冲击或摩擦等等的作用。为了保证零件能长期正常的使用，金属材料必须具备抵抗外力而不破坏或变形的性能，这种性能称为机械性能。即金属材料在外力作用下所反映出来的力学性能。金属材料的机械性能是零件设计计算、选择材料、工艺评定以及材料检验的主要依据。 不同的金属材料表现出来的机械性能是不一样的。衡量金属材料机械性能的主要指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 1.1.1强度 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。按外力作用的方式不同，可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗扭强度等。一般所说的强度是指抗拉强度。它是用金属拉伸试验方法测出来的。 1.1.2刚性与弹性 金属材料在外力作用下，抵抗弹性变形的能力称为刚性。刚性的大小可用材料的弹性模量（E）表示。弹性模量是金属材料在弹性变形范围内的规定非比例伸长应力（ζρ）与规定非比例伸长率（ερ）的比值。所以材料的弹性模量（E）愈大，刚性愈大，材料愈不易发生弹性变形。但必须注意的是：材料的刚性与零件的刚度是不同的，零件的刚度除与材料的弹性模量有关外，还与零件的断面形状和尺寸有关。例如，同一种材料的两个零件，弹性模量E虽然相同，但断面尺寸大的零件不易发生弹性变形，而断面尺寸小的零件则易发生弹性变形。 零件在使用过程中，一般处于弹性变形状态。对于要求弹性变形小的零件，如泵类主轴、往复机的曲轴等，应选用刚性较大的金属材料。对于要求弹性好的零件，如弹簧则可通过热处理和合金化的方法，达到提高弹性的目的。 1.1.3硬度 金属材料抵抗集中负荷作用的性能称为硬度。换句话说，硬度是金属材料抵抗硬物压入的能力。材料的硬度是强度、塑性和加工硬化倾向的综合反映。硬度与强度之间往往有一定的概略比例关系，并在很大程度上反映出材料的耐磨性能。此外，硬度测定方法简便，不需制备特殊的试样，可以直接在零件上进行测定，而不损坏工件。所以硬度通常在生产上作为热处理质量检验的主要方法。 1.1.4冲击韧性 有些机器零件在工作时，如齿轮换挡、设备起动、刹车等，往往受到冲击负荷的作用；还有
金属材料焊接性知识要点 1. 金属焊接性：指同质材料或异质材料在制造工艺条件下，能够形成完整接头并满足预期使用要求的能力。包括（工艺焊接性和使用焊接性）。 2. 工艺焊接性：金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头能力。 3. 使用焊接性：指焊接接头和整体焊接结构满足各种性能的程度，包括常规的力学性能。 4. 影响金属焊接性的因素：1、材料本因素2、设计因素3、工艺因素4、服役环境 5. 评定焊接性的原则:（1）评定焊接接头中产生工艺缺陷的倾向，为制定合理的焊接工艺提供依据；（2）评定焊接接头能否满足结构使用性能的要求。 6. 实验方法应满足的原则：1可比性 2针对性 3再现性 4经济性 7. 常用焊接性试验方法： A:斜Y坡口焊接裂纹试验法: 此法主要用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。 B:插销试验 C:压板对接焊接裂纹试验法 D:可调拘束裂纹试验法 一问答：1、“小铁研”实验的目的是什么，适用于什么场合？了解其主要实验步骤，分析影响实验结果稳定性的因素有哪些？ 答：1、目的是用于评定用于评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性。评定碳钢和低合金高强钢焊接热影响区对冷裂纹的敏感性时，影响结果稳定因素焊接接头拘束度预热温度角变形和未焊透。（一般认为低合金钢“小铁研实验”表面裂纹率小于20%时。用于一般焊接结构是安全的） 2、影响工艺焊接性的主要因素有哪些？ 答：影响因素：（1）材料因素包括母材本身和使用的焊接材料，如焊条电弧焊的焊条、埋弧焊时的焊丝和焊剂、气体保护焊时的焊丝和保护气体等。 （2）设计因素焊接接头的结构设计会影响应力状态，从而对焊接性产生影响。 （3）工艺因素对于同一种母材，采用不同的焊接方法和工艺措施，所表现出来的焊接性有很大的差异。 （4）服役环境焊接结构的服役环境多种多样，如工作温度高低、工作介质种类、载荷性质等都属于使用条件。 3、举例说明有时工艺焊接性好的金属材料使用焊接性不一定好。 答：金属材料使用焊接性能是指焊接接头或整体焊接结构满足技术条件所规定的各种使用性能主要包括常规的力学性能或特定工作条件下的使用性能，如低温韧性、断裂韧性、高温蠕变强度、持久强度、疲劳性能以及耐蚀性、耐磨性等。而工艺焊接性是指金属或材料在一定的焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷和具有一定使用性能的焊接接头的能力。比如低碳钢焊接性好，但其强度、硬度却没有高碳钢好。 4、为什么可以用热影响区最高硬度来评价钢铁材料的焊接冷裂纹敏感性？焊接工艺条件对热影响区最高硬度有什么影响？ 答：因为（1）.冷裂纹主要产生在热影响区； （2）其直接评定的是冷裂纹产生三要素中最重要的，接头淬硬组织，所以可以近似用来评价冷裂纹。 一般来说，焊接接头包括热影响区，它的硬度值相对于母材硬度值越高，证明焊接接头的
金属材料的工艺性能 金属材料的工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能，即指其铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理工艺性能。 1、铸造性能 金属材料铸造成形获得优良铸件的能力称为铸造性能，用流动性、收缩性和偏析来衡量。 1）流动性熔融金属的流动能力称为流动性。流动性好的金属容易充满铸型，从而获得外形完整和尺寸精确、轮廓清晰的铸件； 2）收缩性铸件在凝固和冷却的过程中，其体积和尺寸减少的现象称为收缩性。铸件用金属材料的收视率越小越好； 3）偏析铸锭或铸件化学成分和组织的不均匀现象称为偏析，偏析大会使铸件各部分的力学性能有很大的差异，降低铸件的质量。 被铸物质多为原为固态，但加热至液态的金属，如铜、铁、锡等，铸模的材料可以是沙，金属甚至陶瓷。南关菜市场东头前两年有两个人把大量的铝易拉罐盒熔化后倒进模子里铸成大大小小的铝锅、铝盆等 2、锻造性 工业革命前锻造是普遍的金属加工工艺，马蹄铁、冷兵器、铠甲均由各国的铁匠手锻造（俗称打铁），金银首饰加工、金属包装材料是锻造与冲压的总和。什么是锻造性能？ 锻造性能：金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。
锻造性主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。高碳钢不易锻造，高速钢更难。 （塑性：断裂前材料产生永久变形的能力。） 3、焊接性 金属材料对焊接加工的适应性成为焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。钢材的含碳量高低是焊接性能好坏的主要因素，含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越差。4、切削加工性能 切削加工性能一般用切削后的表面质量（用表面粗糙程度高低衡量）和道具寿命来表示。金属材料具有适当的硬度和足够的脆性时切削性良好。改变钢的化学成分（如加入少量铅、磷等元素）和进行适当的热处理（如低碳钢进行正火，高碳钢进行球化退火）可以提高刚的切削加工性能。（热处理的四把火：正火、退火、淬火、回火等，后面我们将进一步学习。）铜有良好的切削加工性能。 5、热处理工艺性能 钢的热处理工艺性能主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。（淬火能获得较高的硬度和光洁的表面），含锰、铬、镍等元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性较差。铝合金的热处理要求较严，铜合金只有几种可以熔热处理强化。三国时诸葛亮带兵打仗，请当时的著名工匠蒲元为他造了3000把钢刀，蒲元用了（清水淬其锋）的热处理工艺，经过千锤百炼，使钢刀削铁如泥，从而大败敌军.有关方面的成语：趁热打铁、斩钉截铁等。
EN288金属材料焊接程序的技术规范和鉴定电弧焊的焊接程 序技术规范 （包括修正A1：1997） 本欧洲标准由CEN在1991年2月21日批准而于1996年12月11日作出修正A1。 CEN的成员有义务遵从CEN/CENELEC的内部规程，此规程规定了给这个欧洲标准不需任何修改而成为一个国家标准的地位的各项条件。 有关这些国家标准的最新清单及参考文献可向中央秘书处或任何CEN成员申请获得。 欧洲标准存在有三个正式版本（英文，法文，德文）。 由一个CEN成员负责翻译成他自己的语言并通知中央秘书处的任何其它语言的版本和正式版本一样具有同样的地位。 CEN成员是下列各国的国家标准团体：奥地利，比利时，捷克共和国，丹麦，芬兰，法国，德国，希腊，冰岛，爱尔兰，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，葡萄牙，西班牙，瑞典，瑞士和联合王国。 CEN欧洲标准化委员会 中央秘书处：卢德大街36号，B-1050布鲁塞尔 目录 EN 288-2：1992的前言 (17) EN 288-2：1992/A1：1997的前言 (17) 1 范围 (17) 2 标准参考 (17) 3 定义 (18) 4 焊接程序规范（WPS）的技术内容 (18) 4.1 概述 (18) 4.2 涉及制造厂 (18) 4.3 涉及母材金属 (18) 4.4 为所有焊接程序共用 (19)
4.5 为某一焊接工艺组专用 (20) 附件A（信息）制造厂的焊接程序技术规范（WPS） (21)
EN 288-2：1992年前言 本标准是由CEN/TC 121“焊接”的“金属材料焊接程序的技术规范和鉴定”第一工作组制订的。 对此标准，作为基础曾考虑并使用了ISO/TC 44 SC10 N176的文件。但是，基于经验和现代流行的知识，一些修改也是必须的。 根据CEN/CENELEC内部规则，下列各国家均须履行这个欧洲标准： 奥地利，比利时，丹麦，芬兰，法国，德国，希腊，冰岛，爱尔兰，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，葡萄牙，西班牙，瑞典，瑞士和联合王国。 EN 288-2：1992/A1： 1997的前言 这个修正是由CEN/TC 121“焊接”技术委员会准备的，其秘书处是由DS掌握的。 本修正应被给予一个国家标准的地位，或者是通过出版一个等同的文本，或者是通过签名赞同，而且最迟要在1997年12月之前撤销其与本修正有冲突的国家标准。 根据CEN/CENELEC的内部规则，下列各国的国家标准组织有义务履行此欧洲标准：奥地利，比利时，捷克共和国，丹麦，芬兰，法国，德国，希腊，冰岛，爱尔兰，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，葡萄牙，西班牙，瑞典，瑞士和联合王国。 1 范围 这个标准规定了金属材料电弧焊接工艺的焊接程序技术规范内容的各项要求。只要合同双方同意，本标准的原理也可用于其他的熔焊工艺。 本标准中列出的各种参数是那些影响焊接组件的冶金学，机械性能和几何形状的参数。 2 标准参考文献 通过定期的或无定期的参考资料，本标准编入了其它出版物的条款。这些标准参考文献用在了本文本的适合的地方，其出版物列于此后。对于定期的参考文献，对任何这些应用于本标准的出版物以后的修正或修订只在修正或修订时将其并入。对于无定期的参考文献，则只用最近的版本。 EN 288-1 金属材料焊接程序的技术规范和鉴定——第1部份：熔焊的通则。 EN 439 焊接消耗材料——电弧焊和切割的保护气体。 EN 24063 金属的焊接铜焊，钎焊——工艺术语和在图纸上用符合表示的参考号（ISO 4063：1990） EN 26848 惰性气体保护电弧焊和等离子切割的钨极焊条——编集成典（ISO 6848：
第一章 1、焊接：是通过加热或加压，或两者并用，并且添加或不添加材料，使工件达到永久性连接的一种方法 2、焊接成形技术有如下特点：（1）焊接可以将不同类型、不同形状尺寸的材料连接起来，可使金属结构中材料的分布更合理。（2）焊接接头是通过原子间的结合力实现连接的，刚度好、整体性好，在外力作用下不像机械连接那样产生较大的变形；而且，焊接结构具有良好的气密性、水密性，这是其它连接方法无法比拟的。（3）焊接加工一般不需要大型、贵重的设备。因此，是一种投资少、见效快的方法。同时，焊接是一种“柔性”加工工艺，既适用于大批量、又适用于小批量生产。（4）焊接连接工艺特别适用于几何尺寸大而材料较分散的制品，焊接还可以将大型、复杂的结构件分解为许多小型零部件分别加工，然后通过焊接连接整体结构。 3、焊接可分为熔焊、压焊、钎焊。 4、熔焊有：电弧焊{熔化极电弧焊【焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊（GMAW）、 焊、螺柱焊、】非熔化极电弧焊【钨极氩弧焊（GTAW）、等离子弧焊、氢原子焊】}；CO 2 气焊{氧-氢火焰、氧-乙炔火焰、空气-乙炔火焰、氧-丙烷火焰、空气-丙烷火焰}；铝热焊；电渣焊；电子束焊{高真空电子束焊、低真空电子束焊、非真空电子束焊}；激光焊{CO 激 2 光焊、Y AG激光焊}；电阻点焊；电阻缝。 5、压焊有：闪光对焊、电阻对焊、冷压焊、超声波焊、爆炸焊、锻焊、扩散焊、摩擦焊。 6、钎焊有：火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊{空气炉钎焊、气体保护钎焊、真空炉钎焊}、盐浴钎焊、超声波钎焊、电阻钎焊、摩擦钎焊、金属熔钎焊、放热反应钎焊、红外线钎焊、电子束钎焊。 7、熔焊：利用一定的热源，使构件的被连接位居部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体的方法 8、压焊：利用摩擦、扩散和加压等物理作用，克服两个连接面的不平度，除去氧化物及其他污染物，使两个连接表面上的原子相互接近到晶格距离，从而在固态条件下实现连接的方法 9、钎焊：采用熔点比母材低的材料作为钎料，将焊件和钎料加热至高于钎料熔点的温度，利用毛细作用使液态钎料充满接头间隙，融化钎料润湿母材表面，冷却后结晶形成冶金结合的方法。 第二章 1.电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。 2.电弧是一种气体导电现象，电弧稳定燃烧时，参与导电的带电粒子主要是电子和正离子。这些带电离子是通过电弧中气体介质的电离和电极的电子发射这两个物理过程而产生的。 3.气体电离主要有：热电离、电场电离、光电离，而且在电弧温度下是以一次电离为主。 4.电极的电子发射有：热发射、电场发射、光发射、碰撞发射。 5.电弧对外界呈现电中性。 6.电弧是由阴极区、弧柱区、阳极区三部分构成。 7.阴极斑点：阴极斑点是指阴极表面局部出现的发光强、电流密度很高的区域。形成条件： ①该点具有可能发射电子的条件②电弧通过该点时能量消耗较小。特点：自动跳向温度高、热发射能力强的物质上；自动寻找氧化膜的倾向。 8.弧柱的电离以热点里为主，电弧放电具有小电压、大电流的特点。 9.阳极斑点：阳极斑点是指阳极表面局部出现的发光强、电流密度大的区域。形成条件：首
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 （三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
金属材料焊接及热处理工艺 16.1 总则 1）本工艺适用于汽机范围内管道、容器、承重构架及结构部件的焊接及热处理工作。 2）本工艺适用于低碳钢，普通低合金钢，耐热钢、不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金、铸铁等材料的手工电弧焊，手工钨氩弧焊和O2 C 2H2气焊。 3）有关安全方面，应遵守安全防火等规程的有关规定。 4）焊缝检查和焊工考核及质量验收应遵照有关射线超声检验等规定及焊工考试的规则执行。5）对焊工及热处理工的要求，见电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）。 16.2 焊接工艺 16.2.1焊接材料 16.2.1.1焊条、电丝的选择，具体按工程一览表选择 1）对同种类钢，机械性能及化学性能，化学成分与母材相近，焊条的合金元素的含量应略高于母材，Ar弧焊焊则要求与母材相同，化学类有钢要求抗蚀性同母材相同。 2）对焊接质量要求高，裂纹倾向大的材料和结构，应选用低氢型焊条。 3）对于异种钢，两非“A”体钢同类组织异种钢应选择靠近低合金侧或选其中间合金含量的焊条和焊丝；两非“A”体一同组织异种钢应选择能获得综合性能好的组织的焊条，焊丝，两材料其中之一为“A”体不锈钢时应选用高Ni不透钢焊条，对各异种钢结构，可参考附表16-1选择。 4）对低碳钢，普通碳素结构钢，选用相应强度等级的结构焊丝，焊条。 5）焊条的直径选择，必须是在保证操作工艺性良好，成型美观，保证焊接质量的前提下尽可能选择较大直径的焊条，对于承压管道的多层焊，底层采用?2.5mm焊条，第2-3层选用?3.2mm 焊条，以后各层选用?4.0mm焊条，对应力大，裂纹倾向大的高合金钢，高碳钢，应选用较小的焊条直径。 16.2.1.2钨极的选择：目前市场上有纯钨极，钍钨极和铈钨极三种，纯钨极及钍钨极已趋于淘汰不再被采用。最好选用铈钨极。其直径据所用的电流进行选择，各种规格的钨极所适应的电流范围如表16.1.
1、金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 2、金属材料的使用性能是指材料在使用过程中表现出来的性能，它包括机械性 能、物理性能和化学性能等。 3、金属材料的工艺性能是指材料对各种加工工艺适应的能力，它包括铸造性 能、压力加工性能、焊接性能和切削加工性能等。 4、根据载荷作用性质不同，载荷可分为静载荷、冲击载荷、疲劳载荷等 三种。 5、材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和有机材料四类。 6、材料基本性能包括固有特性和派生特性。 7、材料的工艺性能包括切削加工工艺性能、铸造工艺性能、锻造工艺性能、焊接工艺性能、热处理工艺性能等。 8、工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性、加工成型性、表面工艺性和环境耐候性。 9、钢铁材料按化学组成分为钢材、纯铁和铸铁；其中钢材按化学组成分为碳素钢和合金钢。 10．铸铁材料按照石墨的形态可分为可锻铸铁、灰口铸铁和球墨铸铁三种。 11、变形铝合金主要包括锻铝合金、硬铝合金、超硬铝合金和防锈铝合金。 12、金属制品的常用铸造工艺包括砂型铸造、熔模铸造和金属型铸造等。 13、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 14、塑料按照其重复加工利用性能可以分为热塑性塑料和热固性塑料。 15、塑料制品的成型工艺主要包括吹塑成型、挤塑成型、吸塑成型、注塑成型等。 16、陶瓷材料根据其原料、工艺和用途，可以分为传统陶瓷和近代陶瓷两 大类。 17、陶瓷制品的工艺过程一般包括原配料、坯料成型和窑炉烧结三个主 要工序。 18、陶瓷制品的坯体成型方法主要有压制成型、可塑成型和注浆成型三种。
19、陶瓷制品的旋压成型可以分为覆旋旋压法和仰旋旋压法两种。 20、日用陶瓷制品可以分为陶器、瓷器和炻器。其中陶器的气孔率和吸水率介于炻器和瓷器之间。 21、玻璃按用途可分为日用器皿玻璃、技术用玻璃、建筑用玻璃、和玻璃纤维四大类。 22、玻璃的加工工艺包括原料装配、加热熔融、成型加工、热处理和表面装饰。 23、玻璃成型工艺包括压制、拉制、吹制、压延、浇注和结烧等。 24、锻造是利用手锤锻锤或压力设备上的模具对加热的金属抷料施力，使金属材料在不分离条件下产生变形，以获得形状尺寸和性能符合要求的零件。 25、金属焊接按其过程特点可分为3大类：熔焊、压焊、钎焊 26、金属切削加工可分为钳工和机械加工两部分。 27、木材与其他材料相比，具有多孔性、各向异性、湿涨干缩性、燃烧性和生物降解性等独特性质。 28、木材在横切面上硬度大，耐磨损，但易折断，难刨削，加工后不易获得光洁表面。 29、塑料的基本性能：质轻比强度高，优异的电绝缘性能，减摩耐磨性能好，优良的化学性能，透光及防护性能，减震消音性能好，独特的造型工艺性能，良好的质感和光泽度。 30、塑料的挤出成型也称挤压模塑和挤塑，它是在挤出机中通过加热，加压而使物料以流动状态连续通过挤出模成型的方法。 31、按照陶瓷材料的性能功用可分为普通陶瓷和特种陶瓷两种。 32、玻璃的熔制过程分为：硅酸盐的形成，玻璃的形成，澄清和均化，冷却。 33、金属材料的表面处理技术包括表面改质处理、表面精整加工和表面被覆处理。 34、金属件的连接工艺可以分为机械性连接、金属性连接和化学性连接三种类型。 35、涂料由主要成膜物质、次要成膜物质和辅助材料三部分组成。
金属常用焊接设计工艺要求 1.金属常用焊接方法及应用 熔化焊 气焊:原理利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰所产生的高热(3000°C)熔化焊件和焊丝而进行金属焊接. 电弧焊: 涂料焊条焊:以涂料焊条与工件为电极，利用电弧放电产生高热(6000-7000°C)熔化焊条和焊件进行焊接。 埋弧焊：利用焊丝与焊件间产生的电弧将焊剂熔化，使电弧与外界隔绝，电弧继续燃烧，焊丝不断熔化，与被熔化的焊件液态金属混合形成熔池，冷凝固形成焊缝。 气体保护焊：(鎢极氩弧焊、熔化极氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、、)利用保护气体(氩、二氧化碳气体等)将空气和熔化金属机械隔开，防止熔化金属氧化和氮化。 等离子焊：利用气体在电弧内电离后，再经过热收缩效应产生的一束等离子体高温热源进行焊接。能量密度大，电弧温度高(8000-24000°C). 熔化焊：(电弧焊、气体保护焊、窄间隙焊)以很高的熔焊率在窄小间隙内完成焊缝的高效率熔极气体保护焊。 电渣焊：利用电流通过熔渣而产生电阻热，熔化金属进行焊接。 压焊： 对焊、点焊、滚焊利用电流通过焊件产生的电阻热，熔化焊件加热
使焊件连接起耒。 闪光焊：利用焊件接触面电阻，在通电后引起的金属燃烧进行焊接。加压气焊：将金属局部加热到熔化状态，加外力使其焊接。 钎焊、镶焊： (软焊料焊接) (硬焊料焊接，焊料熔点高于400°C，强度大)。 利用熔融钎焊材料的粘着力或熔合力使焊件表面粘合的办 法。焊时焊件本身不熔化。 特种焊接 摩擦焊：利用焊件摩擦产生热量将工件加热到塑性状态，加压焊接。真空电子焊：利用真空高速电子猛击焊件产生的热量进行焊接。 超声波焊：利用超声波机械振荡作用，加速工件接触面上的原子间扩散过程，只加压力不加热，进行焊接。 激光焊：利用激光束聚焦后获的高功率的光斑，投射在工件上使光能变为热能熔化金属焊接。 2.金属的可焊性 钢的可焊性，一般指钢在某种方法下得到优质焊接接头的能力，常把钢在焊接时形成裂纹和在焊缝区产生脆性的倾向作衡量钢 的可焊性的主要指标。钢的可焊性是相对的。一般碳钢以含 碳量，合金钢以或含碳量当量C H%估价钢的可焊性。碳钢含 碳量＜0.25%，合金钢含碳量＜0.18%或C H＜0.45%可焊性良 好。碳钢含碳量＞0.45%，合金钢含碳量0.38%淬裂倾向大可 焊性不好。
2014设计材料及加工工艺期末总结 第一章概论 1.产品造型设计的三个要素及相互关系。 产品设计的三要素：产品的功能、产品的形态、材料与工艺 功能与形态建立在材料与工艺基础上，各种材料的的特性因加工特性不同而体现出不同的材质美，从而影响产品造型设计。 2.材料的特性有哪些？ 固有特性： 物理特性：(1)物理性能：密度、硬度(2)(力学)机械性能：强度、弹性和塑性、脆性和韧性、刚度、耐磨性等(3)热性能：导热性、耐热性、热胀性、耐燃性、耐火性(4)电性能：导电性、电绝缘性(5)磁性能：铁磁性、顺磁性、抗磁性(6)光性能：对光的反射、折射、透射 化学特性：(1)抗氧化性 (2)耐腐蚀性 (3)耐候性 派生特性：（1）加工特性（2）感觉特性（3）环境特性（4）经济性 第二章材料的工艺特性 1 什么是材料的工艺性？ 材料适应各种工艺处理要求的能力。 材料的工艺性包括成型加工工艺、连接工艺、表面处理工艺 2 材料成型加工工艺的选择。 （1）去除成形（减法成形） 在坯料成形过程中，将多余部分去除而获得所需形态，如车削、铣削、刨削、磨削等。（2）堆积成形（加法成形） 通过原料堆积获得所需形态。如铸造、焙烧、压制、注射成型。 （3）塑性成形 坯料在成形过程中不发生重量变化，只有形状的变化，如弯曲、压制、压延等。 3 材料表面处理的目的、工艺类型及选择。 表面处理的目的:（1）保护产品（2) 赋予产品一定的感觉特性 工艺类型及选择 A 表面精加工 工艺技术：研磨、抛光、喷砂、蚀刻效果：平滑、光亮、肌理 B 表面层改质 工艺技术：化学处理、阳极氧化效果：特定的色彩、光泽 C 表面被覆 技术：镀层、涂层（PVD、CVD）、珐琅、表面覆贴 效果：覆盖产品材料，表面呈现覆贴材料的效果。 4 快速成型的原理及特点，了解几种快速成型技术。 快速成型的原理：是基于离散、堆积原理而实现快速加工原型或零件的加工技术。
金属材料表面和热处理工艺 钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。 发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。 A3钢用碱性发黑好一些。 碱性发黑细分出来，又有一次发黑和两次发黑的区别。 发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。 发黑时所需温度的宽容度较大，大概在135摄氏度到155摄氏度之间都可以得到不错的表面，只是所需时间有些长短而已。 实际操作中，需要注意的是工件发黑前除锈和除油的质量，以及发黑后的钝化浸油。发黑质量的好坏往往因这些工序而变化。 金属“发蓝”药液 采用碱性氧化法或酸性氧化法：使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝” 黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。 一、碱性氧化法“发蓝”药液 1.配方：硝酸钠50～100克氢氧化钠600～700克亚硝酸钠100～200克水1000克 2.制法：按配方计量后，在搅拌条件下，依次把各药剂加入其中，溶解，混合均匀即可。 3.说明： （1）金属表面务必洗净和干燥以后，才能进行“发蓝”处理。 （2）金属器件进行“发蓝”处理条件与金属中的含碳量有关，“发蓝”药液温度及金属器件在其中的处理时间可参考下表。 金属中含碳量% 工作温度（℃）处理时间（分）开始终止 >0.7135-13714310-300.5 0.7135- 140-150 30-50
<0.4142-145153- 15540-60合金钢142-145153-15560-90 （3）每隔一星期左右按期分析溶液中硝酸钠、亚硝酸钠和氢氧化钠的含量，以便及时补充有关成分。一般使用半年后就应更换全部溶液。 （4）金属“发蓝”处理后，最好用热肥皂水漂洗数分钟，再用冷水冲洗。然后,又用热水冲洗，吹干。 二、酸性氧化法“发蓝”药液 1.配方：磷酸3～10克硝酸钙80～100克过氧化锰10～15克水1000克 2.制法：按配方计量后，在不断搅拌条件下，依次把磷酸、过氧化锰和硝酸钙加入其中，溶解，混合均匀即可。 3.说明： （1）金属器件先经洗净和干燥后才能进行“发蓝”处理。 （2）此法所得保护膜呈黑色，其主要成分是由磷酸钙和铁的氧化物所组成，其耐腐能力和机械强度均超过碱性氧化法所得的保护膜。 4.“发蓝”工作温度为100℃，处理时间为40～45分钟。在处理碳素钢时，药液中磷酸含量控制在3～5克／升；处理合金钢或铸钢时，磷酸含量控制在5～10克／升。应注意定期分析药液磷酸的含量。 5.“发蓝”处理后金属器件的清洗方法同上。 金属材料工艺性能名词简介 1、铸造性（可铸性）：指金属材料能用铸造的方法获得合格铸件的性能。铸造性主要包括流动性，收缩性和偏析。流动性是指液态金属充满铸模的能力，收缩性是指铸件凝固时，体积收缩的程度，偏析是指金属在冷却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。 2、可锻性：指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。它包括在热态或冷态下能够进行锤锻，轧制，拉伸，挤压等加工。可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。 3、切削加工性（可切削性，机械加工性）：指金属材料被刀具切削加工后而成为合格工件的难易程度。切削加工性好坏常用加工后工件的表面粗糙度，允许的切削速
金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。 一.机械性能 （一）应力的概念 物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。 （二）机械性能 金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项： 1.强度 这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有： （1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力，一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa σb=Pb/Fo 式中：Pb–至材料断裂时的最大应力（或者说是试样能承受的最大载荷）；Fo–拉伸试样原来的横截面积。 （2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。 金属材料的拉伸试验曲线 σs=Ps/Fo 单位：兆帕（MPa）式中：Ps –达到屈服点S处的外力（或者说材料发生屈服时的载荷）。 对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用σ0.2表示。 屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs /σb）要小，以提高其安全可靠性，
1.1 1. 锅炉压力容器是生产和生活中广泛使用的（）的承压设备。 A. 固定式 B. 提供电力 C. 换热和贮运 D. 有爆炸危险 2. 工作载荷、温度和介质是锅炉压力容器的（）。 A. 安装质量 B. 制造质量 C. 工作条件 D. 结构特点 3. 凡承受流体介质的（）设备称为压力容器。 A. 耐热 B. 耐磨 C. 耐腐蚀 D. 密封 4. 锅炉铭牌上标出的压力是锅炉（）。 A. 设计工作压力 B. 最高工作压力 C. 平均工作压力 D. 最低工作压力 5. 锅炉铭牌上标出的温度是锅炉输出介质的（）。 A. 设计工作温度 B. 最高工作温度 C. 平均工作温度 D. 最低工作温度 6. 设计压力为0.1MPa≤P＜1.6MPa的压力容器属于（）容器。 A. 低压 B. 中压 C. 高压 D. 超高压 7. 设计压力为1.6MPa≤P＜10MPa的压力容器属于（）容器。 A. 低压 B. 中压 C. 高压 D. 超高压 8. 设计压力为10MPa≤P＜100MPa的压力容器属于（）容器。 A. 低压 B. 中压 C. 高压 D. 超高压 9. 设计压力为P≥100MPa的压力容器属于（）容器。 A. 低压 B. 中压 C. 高压 D. 超高压 10. 低温容器是指容器的工作温度等于或低于（）的容器。 A. -10℃ B.-20℃ C. -30℃ D. -40℃ 11. 高温容器是指容器的操作温度高于（）的容器。 A. -20℃ B. 30℃ C. 100℃ D.室温 12.（）容器受力均匀，在相同壁厚条件下，承载能力最高。 A. 圆筒形 B. 锥形 C. 球形 D.方形 13. 在压力容器中，筒体与封头等重要部件的连接均采用（）接头。 A. 对接 B. 角接 C. 搭接 D. T形 14. 在生产中，最常用的开坡口加工方法是（） A. 机械加工 B. 火焰加工 C. 电弧加工 D. 激光加工 1.2