哈工大金属工艺学补充教材 第四章
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重庆交通大学2020年攻读硕士学位研究生入学考试复试《金属工艺学》考试大纲一、考试要求及主要内容第一章铸造总体要求:主要考核砂型铸造中手工造型的特点及其应用、铸造工艺设计、合金的铸造性能和铸件结构工艺性,目前几种较为普遍的特种铸造方法的特点和应用。
重点:铸造工艺设计图的制定及实例,合金的流动性和收缩性及其影响因素,铸件结构设计。
难点:浇注位置和分型面的合理选择、铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求。
内容要求:1.了解手工造型的特点和应用2.掌握浇注位置和分型面的选择原则3.了解合金的流动性及其影响因素4.了解合金的收缩和收缩的三个阶段以及影响收缩的因素5.了解铸造内应力的概念,产生变形和裂纹的原因及其防止措施6.掌握铸件结构工艺性(铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求)7.基本术语:分型面、起模斜度(拔模斜度、铸造斜度)、浇注系统、冒口、合金的流动性、合金的收缩、缩松、铸造内应力第二章金属压力加工总体要求:主要考核金属塑性变形的实质,锻造和板料冲压的工艺特点、应用及其结构工艺性。
重点:金属塑性变形的实质,自由锻基本工序及其结构工艺性,模锻工艺规程、板料冲压的基本工序。
难点:金属塑性变形的实质,自由锻件结构工艺性内容要求:1.掌握金属塑性变形及其实质2.掌握产生加工硬化的原因、冷变形与热变形的区别3.了解金属的可锻性及其影响因素4.掌握自由锻的特点及自由锻件的结构工艺性5.了解模锻的特点及模锻件的结构工艺性6.了解板料冲压的基本工序7.基本术语:加工硬化、再结晶、纤维组织、可锻性、分模面、模锻斜度第三章焊接总体要求:主要考核熔化焊的理论基础、常用金属材料的焊接和焊接结构设计,常用焊接方法的工艺特点及应用。
重点:熔化焊的理论基础;焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊的工艺过程、特点及其应用;焊接结构设计。
难点:熔化焊的理论基础和焊接结构设计。
内容要求:1.了解焊接的实质和分类2.了解电焊条的组成、种类及应用3.掌握焊接的热影响区及各区段的组织变化4.掌握焊接应力与变形产生的原因及预防措施5.了解焊条电弧焊、埋弧焊和气体保护焊的工艺过程、特点及应用6.了解碳钢、合金钢的焊接特点及铸铁的补焊7.掌握焊接结构设计8.基本术语:焊接电弧、酸性焊条、碱性焊条、焊接性、坡口第四章切削加工总体要求:主要考核金属切削加工和金属切削机床的基础知识,五种常用金属切削加工方法(车削、钻削、刨削、铣削、磨削)的工艺特点、应用及其对零件结构工艺性的要求。
金属工艺学(山东理工大学)知到章节测试答案智慧树2023年最新第一章测试1.伸长率的数值与试样尺寸有关,因而试验时应对所选定的试样尺寸作出规定,以便进行比较。
参考答案:对2.布氏硬度测试简单、压痕小。
参考答案:错3.疲劳断口由两部分组成,疲劳裂纹的产生及扩展区和最后断裂区。
参考答案:对4.冲击韧度在判别金属材料抵抗大能量冲击能力方面有一定的作用,但对小能量多次冲击不够准确。
参考答案:对5.判断韧性的依据是参考答案:冲击韧6.在金属的力学性能中,σb代表金属的参考答案:抗拉强度7.在金属的力学性能中,50HRC代表金属的参考答案:洛氏硬度8.引起疲劳断裂的应力很低,常常低于参考答案:屈服极限9.下列属于金属材料工艺性能的是参考答案:焊接;可锻性10.金属材料常用的塑性指标是参考答案:断面收缩率;伸长率第二章测试1.一般来说,同一成分的金属,晶粒愈细,其强度、硬度愈高,而且塑性和韧性也愈好。
参考答案:对2.共析钢等温转变时,等温温度越低,则珠光体层片间距越粗大参考答案:错3.完全退火主要用于过共析钢。
参考答案:错4.钢的表面淬火是通过改变表面成分使其表面组织发生变化。
参考答案:错5.莱氏体是一种参考答案:机械混合物6.铁碳合金的共析转变温度是参考答案:727℃7.弹簧钢的热处理为淬火加参考答案:中温回火8.铁碳合金中,过共析钢在平衡条件下冷却,其室温组织为参考答案:珠光体加二次渗碳体9.大部分金属的晶格结构类型为以下三种参考答案:体心立方;密排六方;面心立方10.按照组元间相互作用形式的不同,合金中的基本相有()两种形式。
参考答案:固溶;金属化合物第三章测试1.国家标准GB/T13304-2008《钢分类》中,按照化学成分将钢分为非合金钢、低合金钢、合金钢三大类参考答案:对2.正确的选材,应该是在满足使用性能要求的前提下,具有良好的经济性和加工工艺性能。
参考答案:对3.选材时,零件所要求的力学性能数据,要同手册、书本中所给出的完全相同。
金属工艺学教学大纲课程编号:180501课程名称:金属工艺学/ Technology of Metals〔尝试4学时〕先修课程:工程材料、材料力学、工程制图、化学、物理、公差与配合、金工实习适用专业:机械工程及其自动化、机械设计及其自动化、工业工程、过程装备与控制工程、测控技术、车辆工程、材料工程、材料成型、材料加工、交通运输、工商办理、企业办理、热能与动力工程、国贸、船舶与海洋工程、轮机工程、能源与动力、油气储运、物流工程、给排水等机械类和近机械类各专业。
开课学院、系或教研室:物流工程学院机械制造系、机电学院金工学部。
一、课程的性质与任务本课程是高等工科院校机械类和近机械类专业必修的学科根底课程,本课程是研究机械零件毛坯的制造方法及毛坯设计时的布局工艺性问题,同时还研究机械加工方法的特点及各种加工方法对机械零件的工艺性要求。
通过本课程的学习了解和掌握各毛坯制造方法的底子道理和工艺特点,而且对各种外表加工的方法选择和机械零件的加工工艺规程的编制有较全面的了解,使学生具有初步的选择毛坯、制造毛坯及零件加工的工艺阐发能力。
二、课程的教学内容、底子要求及学时分配〔一〕教学内容1.绪论金属工艺学的目的,任务和内容;机器出产过程概念;机器制造工业在国民经济中的作用;学习金属工艺学的方法与要求。
根底砂型锻造底子工艺;锻造工艺方案的制定;锻造工艺图的绘制及工艺阐发举例。
3.合金的锻造性能液态合金的充型能力;锻造合金的凝固与收缩;铸件中常见的缺陷及防止。
4.铸件布局设计的工艺性锻造工艺对铸件布局的要求;锻造合金性能对铸件布局的要求。
5.常用合金铸件的出产铸铁件的出产;铸钢件的出产;铝、铜合金铸件的出产。
6.特种锻造熔模锻造;金属型锻造;压力锻造;低压锻造;离心锻造;其他特种锻造方法;各种锻造方法的比拟。
7.金属的塑性变形金属塑性变形的本色;塑性变形后的金属组织和性能;金属的可锻性。
8.金属的加热和锻件冷却金属的锻前加热;锻造温度范围及加热尺度;锻件的冷却方法;加热设备简介。
金属工艺学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。
它主要研究:各种工艺方法本身的规律性及其在机械制造中的应用和相互联系;金属机件的加工工艺过程和结构工艺性;常用金属材料性能对加工工艺的影响;工艺方法的综合比较等。
研究在机械制造中金属材料(或坯料、半成品等)的冶炼、铸造、锻压、焊接、金属热处理、切削加工、机械装配等的工艺过程和方法的一门学科。
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目录编辑本段2.金属的晶体结构与结晶,纯金属的晶体结构,纯金属的结晶过程。
冷却曲线和过冷度。
晶粒、晶界、晶格、晶胞、晶面的概念。
晶粒大小对金属力学性能的影响。
金属的同素异构转变。
3.合金的相结构与相图合金的相结构。
二元合金相图的概念。
4.铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。
典型铁碳合金的组织转变。
铁碳合金相图的应用。
5.钢的热处理热处理的基本概念。
钢在加热和冷却时的组织转变。
钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。
钢的表面淬火和化学热处理。
6.常用钢材含碳量和常存元素对碳钢力学性能的影响。
钢的分类、牌号和用途。
(二)铸造1.铸造的实质、特点及应用范围。
铸造方法分类。
2.合金铸造性能充型能力和流动性的概念。
充型能力和流动性对铸件质量的影响。
影响充型能力和流动性的主要因素,提高充型能力和流动性的主要措施。
收缩的概念。
铸造应力、收缩对铸件质量的影响。
缩孔、缩松、变形、裂纹等铸造缺陷的形成机理和防止措施。
3.常用合金铸件及其生产灰铸铁件:灰铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
铸铁的石墨化。
孕育处理。
灰铸铁件的生产特点。
球墨铸铁件:球墨铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
球墨铸铁件的生产工艺和铸造工艺特点。
可锻铸铁件:可锻铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。
可锻铸铁件的制造过程和铸造工艺特点。
蠕墨铸铁件和合金铸铁件。
铸铁的熔炼:冲天炉的工作原理。
铁水温度和化学成分的控制。
铸钢件、铜合金铸件和铝合金铸件生产。
金属工艺学实习教材第四版课程设计前言金属工艺学是现代机械加工工艺中的重要学科,也是各种机械零件、设备的制造过程中必不可少的技术。
实践中,金属工艺学的应用范围很广,从制造单个零部件到生产更大、更复杂的设备,都需要涉及金属工艺学。
本教材是一份基于金属工艺学实践课程而编写的教材。
本教材将包括金属工艺学实践课程的基本概念、原则和方法,以及工艺过程中的实际应用。
为了确保学生能够更好地理解金属工艺学的基本原理和方法,本教材结合了大量的实用案例和图像,以加强学生的知识运用能力。
为了使本教材更加全面、科学、实用,本教材还包含了金属工艺学的设计分析、操作流程和安全教育,以便学生在实践中更好地掌握金属工艺学实践的基本知识和技能。
目录第一章金属工艺学基本概念1.1 金属工艺学简介 1.2 金属加工的基本原理 1.3 材料的物理特性及其对金属加工的影响第二章金属制件的设计、分析与加工工艺2.1 金属制件的设计与分析 2.2 金属制件加工的基本工艺流程 2.3 切削加工、焊接加工、冷弯加工和热变形加工第三章金属加工设备与工具3.1 金属加工常用工具与设备 3.2 电气控制系统 3.3 机械传动系统第四章金属加工安全教育4.1 金属加工过程中的安全教育 4.2 金属加工设备的安全使用 4.3 工艺流程中的危险性分析与评估第五章金属工艺实验操作5.1 实验前的准备工作 5.2 实验器材的使用与维护 5.3 实验操作的注意事项第一章金属工艺学基本概念本章主要讲述了金属工艺学的基本概念和原理,包括金属工艺学的定义、基本原理以及材料的物理特性及其对金属加工的影响等内容。
具体内容包括:1.金属工艺学简介本节详细的介绍了金属工艺学的基本概念和发展历史,阐述了金属工艺学的重要性,以及在制造领域中的应用及其未来发展趋势等。
2.金属加工的基本原理本节详细介绍了金属加工的基本原理,包括金属材料内部构造和力学性能的特点,以及金属加工中几种基本载荷类型的应力状态和应力变化过程等内容。
上海电子信息职业技术学院级《机械制造技术》教案大纲一、本课程的目的和任务机械制造技术是一门重要技术基础课。
通过本课程的学习,使学生获得常用工程金属材料的基础知识,了解机械制造的一般过程,培养工艺分析的初步能力,并为学习其它有关课程及以后从事机械设备的设计和加工制造工作奠定必要的基础。
本课程的任务:()熟悉常用工程材料的种类、牌号和性能,具有选用工程材料的初步能力;()掌握主要加工方法的基本原理和工艺特点,具有选择毛坯及工艺分析的初步能力;()了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及发展趋势。
二、内容简介本课程主要教案内容为“金属切削原理与刀具”、“金属加工机床”、“机械制造工艺”和“机床夹具设计”以及补充内容“金属材料与热处理”。
金属材料与热处理包括:金属材料的主要性能;常用工程材料的选择;热处理的概念及应用方法。
金属切削原理与刀具包括:金属切削运动、切削参数、切削过程分析;刀具材料、刀具几何参数、刀具几何参数的合理选择、常用刀具特点及应用。
金属加工机床包括:机床分类、组成、型号、传动系统;卧式车床与数控车床;普通铣床与数控铣床;其他机床(如磨床、钻床等);机床设备的选择、调试与维护。
机械制造工艺包括:各种机械制造方法的工艺特点及应用;机械制造企业的生产过程、工艺过程及其组成;生产纲领与生产类型;零件的工艺分析;机械加工工艺卡片的制订。
机床夹具设计包括:夹具的功用、组成与分类;定位原理;常见的定位方式与定位元件;各种夹紧装置的设计分析。
三、本课程的基本要求通过对本课程的学习,使学生掌握机械制造技术的基本理论及基本知识,初步具备应用机械制造技术基本知识的能力,初步具备应用所学知识分析和解决实际问题的能力,并具有创新意识。
四、课程内容:第一单元绪论第一章机械制造工艺基础补充章节金属材料及热处理了解机械制造技术在国民经济中的作用,现状与发展;掌握机械制造企业的生产过程,工艺过程及其组成;了解生产纲领与生产类型,各种机械制造方法;熟悉常用机械工程金属材料的种类、性能、特点及应用;熟悉钢的热处理工艺。
金属工艺学期未复习提要重庆广播电视大学《金属工艺学》期未复习指导机械及机械制造专业用责任教师胡敬佩一、教学目的及要求《金属工艺学》是一门传授铸造、锻压、焊接和切削加工等常用机械零件制造方法与过程的综合性课程,是电大机械类备专业学生必修阶专业技术基础课。
它为学生后续课程的学习和将来从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的工艺基础。
二、各章节教学重、难点《上册》第一章金属材料的基本知识掌握内客:1.铁碳合金基本组织的实质、合碳量、结构及性能特点(教材《金属工艺学学习指导》,以下简称《学习指导》,P79表2II一3的内容)。
2.简化的铁碳相图:(1)教材《上册))P18图1-22应能默画出。
(2)C、E、G及S点的温度、含碳量和含义。
(3)ECF、A1、A3、Acm线的物理意义。
(4)液相L、F、A及Fe3C相在相图中的相应位置。
(5)不同含碳量的铁碳合金在727°以下的组织(尤其是室温平衡组织)。
3.钢的退火、正火、淬火及回火的目的、工艺特点和应用(《学习指导》P39表II一5的内容)。
熟悉内容:1.金属材料力学性能主要指标—一屈服强度、抗拉强度、硬度、伸长率、断面收缩率、冲击韧度和疲劳强度的物理意义、符号及单位(其中硬度的常用试验方法、标注与应用应掌握)。
2.铁的同素异构转变。
3.化学成分(主要是碳)对碳钢力学性能的影响。
4.常用钢材的牌号、大致化学成分、常用热处理方法、力学性能特点和主要用途(如:Q215—A、20、45、65、T8、TIOA、T12、16Mn、65Mn、20GrMnTi、60Si2Mn、9SiCr、W18Cr4V、1Cr13、1Cr18NigTi等)。
了解表面淬火和渗碳的简单原理与应用。
第二章铸造1.灰铸铁件的种类、牌号、组织、性能特点和应用范围。
灰铸铁件的铸造工艺特点。
2.几种常用手工造型方法(整模、分模、挖砂、活块、三箱等造型方法)的适用范围。
3.铸件结构工艺性分析方法,对不合理的结构应能进行修正(重点是铸件的结构应使造型、造芯、下芯等操作简便;铸件的壁厚应恰当且应力求均匀;壁转角处应圆角过渡;壁的连接应避免交叉和锐角,以及垂直于分型面的壁应设计结构斜度等。
第四章常用工程材料4.1 钢铁材料4.1.1 工业用钢在铁碳合金中,碳质量分数小于2.11%的合金称为钢。
碳钢冶炼简便,加工容易,价格便宜,而且在一般情况下能满足使用性能的要求,是应用最多的工程金属材料。
一、钢的分类按化学成分分类,可分为碳素钢和合金钢两大类;按用途分类,可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢三类;按质量分类,主要分为普通钢、优质钢和高级优质钢三类。
按照脱氧程度可分为镇静钢和沸腾钢等。
二、碳素钢碳素钢(简称碳钢)的含碳量在1.5%以下,并含有硅、锰、磷、硫等杂质。
碳素钢分如下三类:(1)碳素结构钢w c<0.38%,而以<0.25%的最为常用,即以低碳钢为主。
尽管S、P等有害杂质的含量较高,但性能上扔能满足一般工程结构、建筑结构及一些机件的使用要求,且价格低廉,因此得到了广泛的应用。
常见碳素结构钢的牌号用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服强度的数值。
例如,Q275表示屈服强度为275MPa的碳素结构钢。
若牌号后面标注字母A、B、C、D,则表示钢材质量等级不同,即硫、磷含量不同。
其中A级钢含硫、磷量最高,D级钢含硫、磷量最低,即A、B、C、D表示钢材质量依次提高。
Q235是用途最广的碳素结构钢,属于低碳钢,通常热轧成钢板、型钢、钢管、钢筋等。
因其铁素体含量较多,故其塑性、韧性优良。
常用来制造建筑构件,车辆,不重要的轴类、螺钉、螺母,冲压件,锻件,焊接件等。
(2)优质碳素结构钢S、P的含量较低(≤0.035%),主要用来制造较为重要的机件。
牌号用两位数字表示,即是钢中平均含碳量的万分数。
例如20钢表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。
08、10、15、20、25等牌号属于低碳钢,其塑性好,易于拉拔、冲压、挤压、锻造和焊接。
其中20钢用途最广,常用来制造螺钉、螺母、垫圈、小轴以及冲压件、焊接件,有时也用于制造渗碳件。
30、35、40、45、50、55等牌号属于中碳钢,因钢中珠光体含量增多,其强度和硬度较前提高,淬火后的硬度可显著增高。
其中,以45钢最为典型,它不仅强度、硬度较高,且兼有较好的塑性和韧性,即综合性能优良。
45钢在机械结构中用途最广,常用来制造轴、丝杠、齿轮、连杆、套筒、键、重要螺钉和螺母等。
60、65、70、75等牌号属于高碳钢。
它们经过淬火、回火后,不仅强度、硬度提高,且弹性优良,常用来制造小弹簧、发条、钢丝绳、轧辊等。
(3)碳素工具钢碳素工具钢的含碳量高达0.7%~1.35%,大多属于共析和过共析钢,它们淬火后有高的硬度(>60HRC)和良好的耐磨性,常用来制造锻工、木工、钳工工具和小型模具。
碳素工具钢的牌号是以符号“T”起首,其后面的一位或两位数字表示钢中平均含碳量的千分数。
例如,T7表示平均含碳量为0.7%的碳素工具钢(属优质钢)。
对于S、P含量更低的高级优质碳素工具钢,则在数字后面增加符号“A”表示,如T7A。
常用的碳素工具钢为T8、T10、T10A和T12等牌号。
其中,T8属于共析钢,在上述牌号中韧性最好,多用于制造承受冲击的工具。
如錾子、锻工工具等;T10、T10A硬度较高,且仍有一定韧性,常用来制造钢锯条、小冲模等;T12硬度最高,耐磨性好,但脆性大,适用于制造不承受冲击的耐磨工具,如钢锉、刮刀等。
三、合金钢合金钢是为改善钢的某些性能、特意加入一种或几种合金元素所炼成的钢。
如果钢中的含硅量大于0.5%,或者含锰量大于1.0%,也属于合金钢。
1、合金结构钢合金结构钢比碳素钢有更好的力学性能,特别是热处理性能优良,因此便于制造尺寸较大、形状复杂或要求淬火变形小的零件。
合金结构钢的牌号通常是以“数字+元素符号+数字”的方法来表示。
牌号中起首的两位数字表示钢的平均含碳量的万分数,元素符号及其后的数字表示所含合金元素及其平均含量的百分数。
若合金元素含量小于1.5%,则不标其含量。
高级优质钢在牌号尾部增加符号“A”。
例如,16Mn、20Cr、40Mn2、30CrMnSi、38CrMoAlA等。
2、合金工具钢合金工具钢主要用来制造刃具、模具和量具。
其合金元素的主要作用是增加钢的淬透性、耐磨性及红硬性。
与碳素工具钢相比,它适合制造形状复杂、尺寸较大、切削速度较高或工作温度较高的工具和模具。
合金工具钢的牌号与合金结构钢类似,不同的是以一位数字表示平均含碳量的千分数,当含碳量超过1%时,则不标出。
如9Cr2的平均含碳量为0.9%,CrWMn的平均含碳量为1.0%。
9SiCr、9Mn2V是常用的低合金刃具钢,主要用来制造丝锥、板牙等切削速度不高的工具和小的模具。
W18Cr4V是典型的高速工具钢,其合金元素含量甚高。
用这种钢制成的钻头、铣刀或拉刀,在切削温度高达600℃时,仍可保持高硬度,故可采用较高的切削速度进行切削。
4.1.2 铸铁铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,其主要组成元素为铁、碳、硅和一定量的锰,而硫磷等杂质的含量也比普通碳钢要高。
根据碳在铸铁中的存在形式及石墨的形态,可将铸铁分为白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁等五大类。
其中碳在白口铸铁中完全以碳化物的形式存在,极硬且脆,难以机械加工,很少使用。
在工业中大量应用的是灰口铸铁,因全部或大部分碳以石墨形式存在,断口呈浅灰色,故称为灰口铸铁(灰铁),其产量占铸铁总产量80%以上。
一、灰口铸铁普通灰口铸铁的组织由片状石墨和钢的基体组成,其片状石墨形态或直或弯且不连续。
钢的基体根据石墨化进程不同可以是铁素体,铁素体+珠光体或珠光体三种。
灰铸铁的牌号以其力学性能来表示,以“HT”起首,表示灰铸铁,其后以三位数字表示其最低抗拉强度。
例如HT200表示以φ30mm单个铸出的试棒测出的抗拉强度值大于200MPa(但小于300 MPa)。
与普通钢材相比,灰铸铁具有如下性能特征:力学性能差;优良的减振性和耐磨性;缺口敏感性小;工艺性能好。
二、可锻铸铁可锻铸铁又称马铁,是将白口铸铁经石墨化退火而成的一种铸铁。
由于其石墨呈团絮状,大大减轻了对金属基体的割裂作用,故其力学性能比灰铸铁高,抗拉强度得到显著提高,如σb一般达到300~400MPa,最高可达700 MPa,塑性、韧性也较高,(δ≤12%,αK≤30J/cm2),可锻铸铁就是因此而得名,其实它并不能真的用于锻造。
可锻铸铁的牌号中,“KTH”和“KTZ”分别表示铁素体基体可锻铸铁和珠光体基体可锻铸铁的代号,代号后的第一组数字表示铸铁的最低抗拉强度,第二组数字表示其最低延伸率。
如KTH350-10表示铁素体可锻铸铁,其最低抗拉强度为350MPa,最低延伸率为10%。
铁素体可锻铸铁具有较高的塑性和韧性,且铸造性能好,常用于制造形状复杂、承受冲击和振动的薄壁零件,如汽车、拖拉机的后桥壳、轮壳、转向机构及管接头等;珠光体可锻铸铁强度和耐磨性较好,可用于制造曲轴、连杆、凸轮、活塞等强度和耐磨性要求较高的零件。
三、球墨铸铁石墨呈球状的即为球墨铸铁,,因此对金属基体的割裂作用进一步减轻,基体比较连续,且在拉伸时引起应力集中的效应明显减弱,从而使基体的作用可以从灰铸铁的(30~50%)提高到(70~90)%。
与灰铸铁相比,球墨铸铁具有较高的抗拉强度和弯曲疲劳极限,也具有相当良好的塑性、韧性及耐磨性,是力学性能最好的铸铁。
另外其刚性也比灰铸铁好,但球铁的减振性比灰铸铁低很多。
球墨铸铁的牌号中QT表示“球铁”,后面两组是自的含义与可锻铸铁相同。
如QT400-17等。
优异的力学性能使球铁可用于制造承载较大,受力复杂的机器零件,如汽车曲轴,机床主轴,蜗轮蜗杆等。
4.2 有色金属通常人们将所有的非铁金属及其合金通称为有色金属材料。
4.2.1 铝合金纯铝的强度和硬度都很低,故一般不宜作结构材料使用。
向铝中加入适量的某些合金元素,并进行冷变形加工或热处理,可大大提高其力学性能。
根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常将工业用铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金。
一、变形铝合金变形铝合金包括防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝四大类。
除防锈铝外,变形铝合金都是可热处理强化的铝合金。
根据国标,变形铝合金的牌号采用汉语拼音加顺序号表示,如防锈铝为LF,后跟顺序号(如LF2);而硬铝,超硬铝和锻铝则分别表示为LY、LC和LD,后跟顺序号,如LY12、LC4和LD5等。
变形铝合金一般具有较好的塑性和强度,因此可以用来制造结构件和零件,甚至一些受力较大的重要结构,如飞机大梁、起落架等,在航空航天等领域有广泛应用。
二、铸造铝合金用来制作铸件的铝合金称为铸造铝合金,其力学性能不如变形铝合金,但铸造性能好。
为使合金具有良好的铸造性能和足够的强度,加入合金元素的量比在变形铝合金中的要多,总量约为8%~25%。
铸造铝合金主要有铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金及铝锌合金四类。
铝硅合金又称为硅铝明,其流动性好、线收缩率低、热裂倾向小、气密性好,又有足够的强度,所以应用最广,约占铸造铝合金总产量的50%以上。
适用于形状复杂的薄壁件或气密性要求较高的铸件,如内燃机汽缸体、化油器、仪表外壳等。
铸造铝合金的代号用“铸铝”的汉语拼音字首“ZL”及其后面的3位数字组成。
其中第一位数字表示合金类别(1-铝硅合金;2-铝铜合金;3-铝镁合金;4-铝锌合金),后两位数字表示合金顺序号。
常用的铸造铝合金有ZL102,ZL201等。
4.2.2 铜及铜合金纯铜又称紫铜,其导电性、导热性、耐蚀性及塑性均优,但强度、硬度低,且价格贵,不宜作结构材料。
工业纯铜有T1、T2、T3、T4四个牌号。
“T”为铜的汉语拼音字首,其后的数字越大,纯度越低。
纯铜主要用于制作电导体及配制合金。
一、黄铜以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜。
按照化学成分,黄铜分普通黄铜和复杂黄铜两种。
普通黄铜是铜锌二元合金。
普通黄铜其锌含量小于50%,牌号以“H”加数字表示,数字代表铜的百分含量。
如H62表示含Cu62%和Zn38%的普通黄铜,若为铸造黄铜,则在其牌号前加“Z”,如ZH62。
在复杂黄铜中,除主加元素Zn外,还加入Pb、Sn、Al、Si、Mn、Ni等主要的辅加元素,形成铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜、硅黄铜、锰黄铜、镍黄铜等。
其牌号以“H+主要辅加元素的化学符号+铜含量及主要辅加元素的含量”表示。
如HMn58-2表示含Cu58%和Mn2%,其余为Zn的特殊黄铜。
若材料为铸造黄铜,其牌号前加“Z”,如ZHMn58-2。
二、白铜以镍为主要合金元素(含量低于50%)的铜合金称为白铜。
在固态下,铜与镍无限固溶,工业白铜的组织为单相α固溶体。
按成分可将白铜分为简单白铜和特殊白铜。
简单白铜即铜镍二元合金,其牌号以“B+数字”表示,后面的数字表示镍的含量,如B30表示含Ni30%的白铜合金;特殊白铜是在简单白铜的基础上加入了Fe、Zn、Mn、Al等辅助合金元素的铜合金,其牌号以“B+主要辅加元素符号+镍的百分含量+主要辅加元素含量”表示,如Bfe5-1,表示含Ni5%、Fe1%白铜合金。