《金属材料加工工艺》课件.ppt

金属材料加工工艺

课程介绍与学习目标课程概述金属材料加工工艺是机械制造、汽车制造、航空航天等众多领域的核心技术，掌握金属材料的加工工艺对于提升产品质量、降低生产成本具有重要意义。学习目标

金属材料的基本特性1导电性:金属材料拥有良好的导电性，这是由于金属中存在自由电子，能够自由移动并传递电流。2导热性:金属材料的导热性同样优良，这主要归因于自由电子能够传递热能，使金属材料能够快速传递热量。

金属材料的分类黑色金属以铁为主要成分，如钢铁、铸铁等，具有强度高、价格低廉等特点，应用广泛。有色金属除铁以外的其他金属，如铜、铝、锌、锡等，具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性等特点，广泛应用于电子、航空航天等领域。贵金属稀有且具有高经济价值的金属，如金、银、铂等，常用于珠宝首饰、电子器件等领域。

常见金属材料种类钢铁作为一种重要的黑色金属，钢铁种类繁多，具有强度高、韧性好、易加工等特点，广泛应用于建筑、机械、交通等领域。铝作为一种常见的有色金属，铝具有重量轻、耐腐蚀、易加工等特点，应用于航空航天、汽车、建筑等领域。铜铜具有良好的导电性、导热性，并具有耐腐蚀的特点，应用于电力、电子、建筑等领域。

金属材料的微观结构1金属材料是由金属原子以一定的排列方式组成的，原子之间的相互作用力决定了金属材料的物理、化学和力学性能。2金属材料内部存在着不同的微观结构，例如晶体结构、晶粒、晶界等，这些结构对金属材料的性能具有重要影响。3通过观察和分析金属材料的微观结构，可以更好地理解金属材料的性能，并为材料加工工艺的优化提供参考。

金属晶体结构基础晶格类型金属材料的晶体结构主要有三种：体心立方、面心立方、密排六方。晶格常数晶格常数是指晶胞的边长，它反映了晶体结构的尺度大小，影响着金属材料的物理性能。配位数配位数是指一个原子周围直接接触的原子数目，它反映了原子之间的紧密程度，影响着金属材料的力学性能。

金属晶粒与晶界金属材料是由许多大小不一的晶粒组成的，每个晶粒都具有相同的晶体结构和方向。晶粒之间存在着晶界，晶界是两个晶粒之间的过渡区域，原子排列不规则，具有较高的能量。晶粒的大小和形状会影响金属材料的强度、韧性、硬度等力学性能。

金属组织与性能关系组织结构金属材料的组织结构是指晶粒的形状、大小、分布、排列等特征。1力学性能组织结构会影响金属材料的强度、硬度、韧性、塑性等力学性能。2物理性能组织结构会影响金属材料的导电性、导热性、磁性等物理性能。3化学性能组织结构会影响金属材料的耐腐蚀性、抗氧化性等化学性能。4

金属材料热处理基础1退火目的是降低金属材料的硬度，提高塑性，改善加工性能。2正火目的是获得均匀的组织结构，提高材料的强度和韧性。3淬火目的是提高金属材料的硬度和强度，但会降低其韧性。4回火目的是降低淬火后金属材料的硬度和脆性，提高韧性。

热处理的基本概念1加热将金属材料加热到一定温度，使金属材料内部的原子获得足够的能量，以便发生相应的相变或扩散。2保温将金属材料保持在预定的温度，使金属材料的组织结构发生变化，达到预期的性能。3冷却将金属材料从保温温度降温到室温，使组织结构稳定下来，获得所需的性能。

退火工艺

正火工艺

淬火工艺1加热将金属材料加热到奥氏体相变温度以上。2冷却迅速冷却，使奥氏体转变为马氏体。3硬度提升淬火后，金属材料的硬度和强度大幅提高。

回火工艺消除内应力回火能够降低淬火后金属材料的内应力，提高其稳定性。提高韧性回火能够提高金属材料的韧性，降低其脆性，使其更加耐冲击。

金属成形加工概述

锻造加工技术锻造定义锻造是利用锻锤或压力机对金属坯料进行锤击或挤压，使其产生塑性变形，从而获得所需形状和性能的加工方法。锻造优点锻造产品具有良好的力学性能，如强度高、韧性好、抗疲劳性强等，适用于承受高负荷和冲击载荷的部件。

锻造工艺类型1自由锻造:利用锤击或压力机对金属坯料进行自由锻造，加工形状简单，适用范围广泛。2模锻:在模具中进行锻造，可以获得形状复杂、精度较高的产品，但对模具的制造要求较高。3冷锻:在室温下进行锻造，可以获得高精度和光洁度的产品，但对设备和材料的要求较高。

锻造设备与工艺参数锻锤锤击能量、锤击频率压力机压力大小、压力速度模具模具形状、模具尺寸

铸造加工技术1铸造是将熔融金属浇入预先制备的模具中，待金属冷却凝固后，获得所需形状和尺寸产品的加工方法。2铸造工艺可以加工形状复杂、尺寸较大的产品，具有较高的材料利用率，但铸造产品的力学性能相对较低。3铸造工艺在汽车、机械、航空航天等领域应用广泛，特别适用于形状复杂、尺寸较大的产品。

铸造工艺流程制模根据产品的设计图纸制作模具，模具的材料、精度、尺寸等都会影响铸造产品的质量。熔炼将金属材料加热到熔融状态，熔融金属的温度、成分、纯度等都会影响铸造产品的性能。浇注将熔融金属浇入模具中，浇注速