工程材料及机械制造基础加工部分.ppt
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1、顾伟生 副教授,绪论,绪论,铸造,定义:将液态金属浇注到铸型中,待其冷却凝固,以获得一定形状、尺寸和性能的毛坯或零件的成形方法。,液态合金的充型,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,获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力。(若充型能力不足,铸件将产生浇不到可冷隔等缺陷。)影响充型能力的主要因素:(1)合金的流动性;(2)浇注温度;(3)铸型填充条件。,收缩,合金收缩的三个阶段 液态收缩(T液T凝开)无影响,但若堵塞则产生缩孔。凝固收缩(T凝开 T凝终)产生缩孔缩松的主要环节。固态收缩(T凝终 T室)总尺寸缩小,产生内应力,导致裂纹,变形等。,提问,为什么共晶成分的合金流动性较好
2、?,常用合金铸造生产,常用合金铸造生产,可锻铸铁低C低Si的铁水 白口铸铁 KT,浇注,长时间 40-70或100小时,高温退火920-980度,常用合金铸造生产,球化剂用纯镁或稀土镁合金,作用是使石墨成球状析出孕育剂用75%硅铁,作用是促使铸铁石墨化,防止产生白口,加球化剂进行球化处理,加孕育剂进行孕育处理,提问,孕育铸铁和球墨铸铁(或可锻铸铁)是通过什么方式来提高其强度?,铸件结构设计工艺性,铸造合金性能最小壁厚壁厚太小,易产生浇不足,冷隔,或白口等缺陷壁厚太大,冷却速度慢,晶粒粗大,易产生缩孔等,使机械性能下降合理截面形状,用加强筋等(壁厚均匀,减轻重量,增加刚度)可提高刚度,减少重量抗
3、弯强度的相对值%金属重量的相对值%,铸件结构设计工艺性,铸造合金性能铸造圆角热量大,易产生缩孔柱状晶结合处,结合力弱应力集中美观,避免外角伤人,防型腔尖角冲坏等,提问,为什么说铸造圆角是铸件的特征?铸造采用加强筋有何作用?,塑性变形对组织和性能的影响,金属在常温下经过塑性变形后,其组织和性能会发生显著的变化:组织变化晶粒沿最大变形方向伸长在晶间产生碎晶,使变形困难晶格发生歪扭,产生内应力 性能变化、HB,、ak,加工硬化好处:是一种硬化手段坏处:进一步加工不利,再结晶,T再0.4 T熔;回复:T回(0.25-0.3)T熔可以消除加工硬化,形成等轴晶粒再结晶退火,碳钢为600700,小于T临冷热
4、变形冷变形:金属在再结晶温度以下的变形,有加工硬化现象热变形:金属在再结晶温度以上的变形,有再结晶组织而无加工硬化现象,纤维组织,纤维组织使金属性能具有方向性平行于纤维组织的方向,其抗拉强度高垂直于纤维组织的方向,其抗剪强度高为了获得更好性能的零件,设计加工工艺时要注意:使零件在工作中受最大正应力与纤维方向一致使零件在工作中受最大切应力与纤维方向垂直最好使纤维组织沿零件轮廓分布面而不被切断,合金的锻造性能,定义:是衡量金属材料经受压力加工时难易程度的一个工艺性能金属的s大,小,则容易变形,不易开裂,省力金属的锻造性能取决于金属的本质和加工条件金属的本质加工条件应力状态的影响,加工条件,变形温度
5、的影响T变越大,使得增加,s下降,则锻造性能好,这是提高金属锻压性能的主要方法,但温度过高将产生过热,过烧,脱碳,严重氧化等缺陷,甚至使锻件报废,金属的加热,目的:提高金属的塑性,降低变形抗力.,变形速度的影响,变形速度的影响:0a)V,s a)V,s 再结晶来不及完全消除金属变形引起的加工硬化,使之逐渐积累。,应力状态的影响,塑性变形对组织和性能的影响拉应力能使得,s压应力,s,提问,金属材料在室温下经过塑性变形后,其组织和性能会发生什么变化?冷热变形的区别是什么?如何考虑材料中的纤维组织?在一般情况下,为什么随变形速度提高,金属的锻压性能变差?,锻造分类,自由锻工序:墩粗,拔长,冲孔,弯曲
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