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热加工的对象是各种工程材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
将改变制造对象的形状尺寸、相应对象位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程称为工艺过程。
砂型铸造工艺过程包括三个基本阶段：准备铸型、浇注金属、落砂清理。
整模造型是将铸件的最大截面在端部并作为一个平面，即分型面，且模样全部放在一个砂箱内造型。
分模造型是将铸件最大截面在中部或空心轴线上，需以最大截面为分型面，将模样分成两半并分别造型、造芯，然后再合箱成铸型。
挖砂及假箱造型挖砂铸件的最大截面一般在端部并为一个曲面，且模样有不便分成两半，造型时常需要将下半型中阻碍起模的型砂挖掉，以便取出模样。
活块与三箱造型活块造型铸件侧面有小凸台而影响起模，可将凸起部分作成可嵌卸的活块，先取出主模样后取出活块；三箱造型铸件两头大而中间截面小，用一个分型面取不出模样需要从小截面处分开模样，用两个分型面、三个砂箱造型。
铸造成形的质量不仅与铸造成形的方法有关，还与金属熔炼与浇注、金属冷凝、型腔条件及模样等工艺相关，影响铸件质量的关键因素是液态金属的充型能力及凝固收缩性能。
液态金属充满铸型型腔，获得形状完整及轮廓清晰铸件的能力，充型能力的强弱取决于液态金属的自身的流动性、浇注温度及填充条件。
液态金属的流动性是指液态金属自身的流动能力。
灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。
共晶成分的合金和金属铸件，在恒温条件下由表及里、呈依次逐层结晶。
亚共晶成分的合金随含碳量高低有两种形式。
当含碳量降低结晶温度范围大呈糊状结晶，结晶温度适中则介于逐层和糊状结晶之间。
浇注温度过低会出现浇注不足和冷隔等缺陷。
适当提高浇注温度可以改善合金的流动性，温度过高时会使铸件夹杂、缩孔、缩松和粘砂等缺陷。
在保证充型能力足够的前提下，尽可能的降低浇注温度。
湿砂型含水量高，透气性不好，大量水蒸气与液态金属形成对流，阻碍充型并降低流动性，从而使铸件产生大量的气孔、夹杂、冷隔及浇不足等缺陷，故采用烘干铸型和热铸型。
热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
名词解释过冷：温度低于凝固点但仍不凝固或结晶的液体称为过冷液体。
过冷液体是不稳定的，只要投入少许该物质的晶体，便能诱发结晶，并使过冷液体的温度回升到凝固点。
这种在微小扰动下就会很快转变的不稳定状态称为亚稳态。
过冷度：理论结晶温度与实际结晶之差称为过冷度。
形核率：单位时间单位体积液相中形成的晶核数目。
非自发形核：非自发形核:晶核是依附外来杂质而生成的. △T ≈ 20℃。
变质处理：变质处理就是向金属液体中加入一些细小的形核剂（又称为孕育剂或变质剂），使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核，从而获得细小的铸造晶粒，达到提高材料性能的目的。
热处理：热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。
过冷奥氏体：过冷至A1（727C）以下的奥氏体成为不稳定的过冷奥氏体，符号A冷。
马氏体：奥氏体获得极大过冷至Ms以下（对于共析钢为230C以下）时，转变成的组织类型。
贝氏体：过冷奥氏体在550C~Ms温度范围内将转变成贝氏体类型组织，符号B。
C曲线：过冷奥氏体等温转变动力学曲线是表示不同温度下过冷奥氏体转变量与转变时间关系的曲线。
由于通常不需要了解某时刻转变量的多少，而比较注重转变的开始和结束时间，因此常常将这种曲线绘制成温度—时间曲线，简称C曲线。
临界冷却速度：临界冷却速度（critical cooling rate）：Rc合金冷却凝固过程中发生非晶转变所要求的最小冷速称为临界冷却速度.实验表明ΔTx越大,Rc越小,并且随着Trg增大,Rc减小。
（在钢的生产中,只发生马氏体转变的最小冷却速度,称为临界冷却速度。
）完全退火：将亚共析钢加热到Ac3以上30~50℃，保温后随炉冷却到500℃以下在空气中冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。
所谓“完全”是指退火时钢的内部组织全部进行了重结晶。
通过完全退火来细化晶粒，均匀组织，消除内应力，降低硬度，便于切削加工，并为加工后零件的淬火作好组织准备。
职高高考机械知识点总结一、机械设计基础知识1. 机械工程基础知识：包括机械工程的定义、发展历史、发展特点、工作内容和方法等方面的基本知识。
2. 机械设计基本原理：包括机械设计的基本原理、设计目标和设计过程等方面的基本概念。
3. 机械设计过程：包括机械设计的概念、设计步骤、设计方法和设计要求等方面的基本概念。
二、机械工程材料1. 金属材料：包括金属材料的种类、性能、用途和加工工艺等方面的基本知识。
2. 非金属材料：包括非金属材料的种类、性能、用途和加工工艺等方面的基本知识。
3. 复合材料：包括复合材料的种类、性能、用途和加工工艺等方面的基本知识。
三、机械元件、机构和机器1. 机械元件：包括机械传动元件、机械连接元件和机械固定元件等方面的基本知识。
2. 机械机构：包括机械传动机构、机械连杆机构和机械凸轮机构等方面的基本知识。
3. 机械机器：包括机械传动机器、机械液压机器和机械气动机器等方面的基本知识。
四、机械设计与制造1. 机械设计：包括机械设计的基本原理、设计方法和设计要求等方面的基本概念。
2. 机械制造：包括机械制造的基本流程、制造工艺和制造要求等方面的基本知识。
3. 机械加工：包括机械加工的基本原理、加工方法和加工要求等方面的基本知识。
五、机械传动1. 机械传动原理：包括机械传动的基本原理、传动模型和传动参数等方面的基本知识。
2. 机械传动构成：包括机械传动的构成要素、传动装置和传动件等方面的基本知识。
3. 机械传动分析：包括机械传动的运动规律、运动参数和运动特性等方面的基本知识。
六、机械设备维护1. 机械设备维护：包括机械设备的维护原理、维护方法和维护要求等方面的基本知识。
2. 机械设备检修：包括机械设备的检修原理、检修方法和检修要求等方面的基本知识。
3. 机械设备保养：包括机械设备的保养原理、保养方法和保养要求等方面的基本知识。
七、机械制造工艺1. 机械加工工艺：包括机械加工的基本原理、加工方法和加工要求等方面的基本知识。
一、名词解释：１、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回四、选择填空（20分）１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理4．制造手用锯条应当选用（a ）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5．高速钢的红硬性取决于（b ）（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8. 二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
工程材料及机械制造基础教材《工程材料与机械制造基础》是一本综合性的教材，主要分为三篇。
第一篇为工程材料，主要介绍了金属材料的主要性能、金属的晶体结构与结晶、铁碳合金、钢的热处理以及常用金属材料等内容。
其中，着重讲述了钢铁材料和热处理的内容。
第二篇为热成形工艺基础，主要介绍铸造成形、锻压成形、焊接成形等内容。
此外，还系统阐述各种热加工工艺方法、特点、规律、应用与结构工艺性等内容。
第三篇为冷成形工艺基础，主要介绍金属切削的基础知识、常用加工方法综述、典型表面加工分析等内容。
本篇综合介绍了各种机加工方法、特点、应用等内容。
第四篇：机械制造工艺与装备这一部分主要介绍了机械制造的基本工艺，包括切削工具、夹具、量具和机床等基础知识。
同时，还会涉及到现代制造技术，如数控加工、柔性制造系统、计算机辅助制造等。
第五篇：工程材料的应用与选择这一部分将从工程应用的角度，介绍如何根据实际需要选择和使用工程材料。
包括材料的选用原则、材料性能与成本的综合考虑、材料的可加工性、耐腐蚀性、耐磨性等方面的内容。
第六篇：质量控制与检测这一部分将介绍质量控制的基本原理和方法，包括统计过程控制、抽样检验等。
同时，还将介绍常用的检测技术和方法，如无损检测、硬度测试、金相分析等。
附录：实验指导与习题这一部分将提供一系列的实验指导和习题，帮助学生巩固和应用所学知识。
实验指导部分将详细介绍实验的步骤、方法和注意事项；习题部分则将涵盖教材中的各个知识点，供学生练习和巩固。
《工程材料与机械制造基础》可以满足教学计划60~90课时的教学需要，可作为高等学校机电类应用型本科教学用书，也可作为高职高专、夜大等学生的教材，并可供工程技术人员参考。
总的来说，《工程材料与机械制造基础》是一本综合性的教材，旨在为学生提供全面的工程材料和机械制造基础知识。
通过学习和实践，学生可以掌握基本的工程材料和机械制造技术，为未来的学习和工作打下坚实的基础。
工程材料及机械制造基础热加工工艺基础教学设计一、教学目标本次教学旨在让学生了解热加工工艺及其在工程材料及机械制造中的应用基础，学生应当能够：1.熟悉热加工工艺的基本概念及原理。
2.掌握金属热加工的基本方法、步骤及原理。
3.能够了解不同工艺条件下的金属组织变化规律。
4.可以熟练掌握对常用金属材料的热处理操作。
5.具备应用热处理工艺处理不同金属材料的能力。
二、教学内容1.热加工工艺概述：（1）热加工工艺的定义及作用；（2）热加工工艺的分类；（3）热加工过程中的物理、化学及热学特性。
2.金属热加工原理：（1）金属热加工的基本方法；（2）金属热加工的步骤及相关工艺参数；（3）热加工过程中的组织变化及其原理；（4）金属热处理原理及分类。
3.常用金属材料的热处理操作：（1）铁素体变换；（2）退火；（3）淬火；（4）调质；（5）正火；（6）淬火回火。
三、教学方法1.课堂讲授法：通过讲解，解释和演示的形式授课，使学生理解热加工工艺基础知识，明确热加工原理及相关操作。
2.实验教学法：通过模拟实验教学，让学生熟悉常用金属材料的热处理操作，掌握热处理过程中的关键参数及操作技巧。
3.案例分析法：通过案例分析，详细讲解实际热加工工程中遇到的问题及解决方法，增强学生的实际操作能力。
四、教学评估1.课堂测试：通过课堂测试了解学生对教学内容的掌握情况和理解程度。
2.实验测评：课后进行实验测评，了解学生的实际操作能力及掌握情况。
3.作业评估：教师布置与本次教学相关的练习和作业，通过作业批改了解学生的作业完成情况和学习成果。
本次教学的评估，将综合以上三个方面的评估结果，全面了解学生的学习情况及教学效果。
机械工程材料与热加工工艺
摘要：本文主要阐述了机械工程材料的主要性能及其应用，同时说明机械工
程材料热加工工艺，其中包括钢铁生产与质量、钢的热处理、低合金钢和合金钢、铸铁以及有色金属及其合金等。
关键词：机械工程；工程材料；热加工工艺
引言：机械工程材料种类繁多，其中最为常见就是有色金属材料，要根据有
色金属材料特点，采用正确的制造技术和加热工艺，有效增强有色金属强度和耐
腐蚀性等，确保所制作出的零部件，其质量和性能都有显著增强。
1机械工程材料的主要性能及其应用
机械工程各类产品多数都是由种类繁多、性能各异的金属材料和非金属，通
过正确加工所制作出的零部件共同构成的。
金属材料的机械性能主要是指金属材
料在各种形式的外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，判断金属机械性指标包括
金属材料强度、塑性和硬度等。
金属材料在受力时抵抗产生弹性的能力则称为刚度。
金属材料的硬度主要是指材料抵抗外物压力的能力，硬度越高，金属材料抵
抗局部塑性变形的能力就越大。
通常材料的硬度越高，其耐磨性就越强，强度和
硬度间存在着内部联系。
金属冲击韧性是材料在冲击荷载作用下，抵抗断裂的能力，现阶段机械工程技术常用一次摆锤冲击弯曲试验，测定材料受冲击荷载能力。
机械工程所用零件种类较多，如发动机设备中的曲轴、连轴等，该类零件常在交
变荷载下工作。
此外，转动轴等零件虽然受到的荷载无法随时间交替变化，但零
件本身是能够旋转的。
以该两种情况为背景，零部件中都会产生随时间变化的应力，该种应力即称为“交变应力”。
此外，以此种情况为背景工作的零部件，其
最大应力要低于材料在静荷载小的极限，但经过长期工作的磨损，难免会出现断
裂等情况，引发断裂事故。
所以，要采取有效措施避免断裂事故发生。
制造零部
件和选用工艺时，要充分考虑所选材料的工艺性能，如低碳钢有着较强的塑性成
形性能和可焊性，所以常被用作制造量器和刀具等[1]。
2机械工程材料表面处理方法
机械工程材料表面处理方法主要包括强化处理法、表面防护处理法、涂料涂
装法和氧化处理法，其中，强化处理法即可分为表面覆盖层强化法、表面表型强
化法两种，表面覆盖层强化法指的是在材料表面，获得特殊性能的覆盖膜，以此
增强材料表面的刚度、硬度和耐疲劳性，增强材料质量。
常见金属表面覆盖层强
化法有金属热喷涂、表面气相沉积等方法，热喷涂法主要指的是将涂层材料进行
熔化处理，经过高速气流将雾化成的颗粒，迅速喷射到零件表面，借此构成喷涂
覆盖层。
要按照实际情况合理选择喷涂材料，保证材料的耐磨性、耐腐蚀性等均
符合基本要求，防止所选材料性能未达到基本要求，降低后续工作质量。
氧化处
理法也属于常见方法，氧化处理主要是采用化学或电化学方法，使工件表面形成
氧化膜，借此改善工件的耐蚀性。
表面防护处理法能分为化学镀和热浸镀，化学
镀需要利用还原剂，确保金属离子能在溶液中，在催化剂的影响下还原材料表面
的金属镀层。
化学镀能在非金属、金属和半导体等材料基体上镀覆，因该方法适
用对象众多，所以应用领域尤为广泛[2]。
3机械工程材料热加工工艺
3.1钢铁生产与质量
钢铁生产主要是指材料从铁矿石炼制成生铁，然后将生铁炼制成钢材料的过程。
所炼制成的钢材料只有少量会浇铸成铸件，其他多数钢材料都是先铸成钢锭，然后将铸成的钢锭经过挤压、拉拔等方式制作成其他类型的钢材料，如线材、板
材等。
钢材料质量要利用化学成分分析法、金相检验、力学性能检验等方法进行
检验与衡量，其中，刚材料的硬度是衡量材料软硬度的重要指标，依照不同检验
方法，材料硬度能分为洛氏硬度和维氏硬度等，每个硬度实验方法和适用范围均
存在差异性，目前常见检验硬度的实验有布氏硬度实验法和洛氏硬度实验法，要
根据实验目的和实际情况科学选择适宜的实验方法。
3.2钢的热处理
钢的热处理是采用适当的工艺对金属材料实施加热处理，或实施保温和冷却
处理，以此获取预期组织结构和性能的方法。
实施钢材料退火处理时，要将钢材
料加热到适当温度时，采取有效措施让材料保持在该温度一定时间后缓慢冷却。
退火处理分为完全退火、等温退火、球化退火和均匀化退火等，退火的目的为降低钢材料硬度，细化晶粒，增强力学性能消除残余应力。
正火处理要将钢材料加热到适当温度后，保持恒温加热，出炉后要在空气中予以冷却处理。
淬火处理要将钢件加热到适当温度后维持一定时间，然后迅速冷却。
淬火处理目的为获取马氏体和贝氏体，现阶段常见冷却介质有水溶液和油等，工艺有双介质淬火、分级淬火等。
钢的表面热处理只会改变工件表面组织，并非改变化学成分，分感应加热表面淬火，火焰加热材料表面淬火，淬火深度通常控制到5mm左右即可，该方法主要适用于大型零件表面处理。
3.3低合金钢和合金钢
合金钢主要是指为增强钢材料的性能，在非合金钢材料中增加多种合金元素的钢材料。
合金钢材料依照元素含量即可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，现阶段常见合金钢有合金调质钢、合金渗碳钢、合金弹簧钢等，合金渗碳钢材料在经过淬火、低温等操作后，可增强材料表面的硬度和耐磨性。
冷成型弹簧钢在成型后，只能实施低温退火处理消除预应力，无法直接实施淬火措施。
3.4铸铁
铸铁有着较强的切削性和铸造性等，影响铸铁石墨化的因素较多，其中包括化学成分、冷却速度等。
合金铸铁主要是指抗磨铸铁，该材料常用作制作在干摩擦和抗磨损条件下工作的零件，而减磨铸铁材料才用于制作在润滑条件下工作的零件，常见零件有活塞环、气缸套等。
3.5有色金属及其合金
有色金属种类繁多，其中工业纯铝分为高纯铝和工业高纯铝等，每个类型的纯铝都有自己的牌号，高纯铝材料牌号数字越大，其纯度就越高，而工业高纯铝牌号数字越大，其纯度就越低。
铝合金强化工艺较多，其中包括固溶强化工艺、实效强化工艺、过剩相强化工艺、变形强化工艺、细化组织强化工艺等。
铝合金连续铸造时，要把控好铸造速度，减少因铸造速度过快或过慢对铸造裂纹、表面质量等方面的影响。
要采用现代化加热工艺，保证有色金属材料质量。
利用现代
化铸造工艺时，要利用诸多辅助技术进和设施，有效控制人工成本，并保证有色金属铸造平面有着较强的平整度。
铸造时，要全面分析铝合金材料的实际铸锭尺寸、界面特征等，然后再判定铸造速度。
此外，要选用低液位结晶器，加强对铸造加工阶段温度的控制，确保在冷却后，气隙区域加热情况能得到有效控制。
要注意将冷却水温维持至20℃左右，并制定规范化曲线，重视充挡水系统对注定表层温度的集中优化，以确保能迅速制造出高质量零构件。
总结：综上所述，现代化机械工程材料热加工工艺，可有效控制人工成本，弥补传统式工艺缺失，增强材料平整度，保证加热处理质量。
要采用正确质量检测试验方法，从多方面角度分析，确保所有零部件质量均符合实际操作要求。
参考文献：
[1]徐磊.机械工程材料的表面处理方法研究[J].中国高新区,2019(16).
[2]张帅帅,张彦敏,宋宇,等.QCr0.5合金的热变形行为及热加工图[J].机械工程材料,2020,v.44;No.388(S2):22-27+32.。
