材料成形工艺基础.pptx

材料成形工艺基础

绪论工程材料毛坯机械（切削）加工零件机械产品铸造锻造焊接粉末冶金预先热处理最终热处理热处理装配（退火、正火）（淬火、回火）毛坯成形方法

铸造

凝固（结晶）形核和长大影响铸件组织的因素：原始炉料冷却速度孕育处理铸件的凝固方式：逐层凝固；糊状凝固；中间凝固一、金属凝固原理

逐层凝固中间凝固糊状凝固铸件的凝固方式

定义：合金在铸造成形的整个工艺过程中，获得外形正确、内部健全铸件的性能衡量因素：充型能力、收缩性合金的充型能力影响因素：内部条件：金属的流动能力－螺旋形流动性试样外部条件：铸型条件、浇注条件、铸件结构010302二、金属与合金的铸造性能

螺旋形流动性试样

合金的收缩定义：从液态到常温下，体积和尺寸缩小的现象表示方法：体收缩率?v、线收缩率?l二、金属与合金的铸造性能

二、金属与合金的铸造性能缩孔缩松应力、变形、裂纹（2）合金的收缩(C)收缩的三个阶段：液态收缩：从浇注温度到液相线温度体收缩凝固收缩：从液相线到固相线温度体收缩固态收缩：固相线温度到室温线收缩(d)影响收缩的因素：合金收缩性(成分、温度、组织转变）、浇注条件、铸型结构、铸件结构、外界阻力

1定义：铸件凝固结束后在某些部位出现的大而集中的孔洞2形成原因：液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩3形成条件:(1)金属恒温或很窄范围内结晶逐层凝固方式缩孔三、铸造性能对铸件质量的影响

缩孔的形成过程

定义：铸件凝固后在某些部位出现的细小而分散的01孔洞02形成原因：液态收缩和凝固收缩远大于固态收缩03形成条件:(1)金属很宽范围内结晶04糊状凝固方式05缩松三、铸造性能对铸件质量的影响

工艺措施合理确定内浇口位置及浇注工艺合理应用冒口、冷铁等工艺措施基本原则使缩松转化为缩孔顺序凝固安置冒口缩松和缩孔的防止三、铸造性能对铸件质量的影响

铸造应力三、铸造性能对铸件质量的影响4.铸造应力（1）定义：铸件在冷却凝固过程中，各部分体积变化不一致，彼此制约形成内应力（2）分类：临时应力、残留应力（3）形成原因热应力：铸件壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时间内铸件各部分收缩不一致引起-残留应力机械阻碍应力：铸件冷却到弹性状态后，受到机械阻碍产生应力，拉应力-临时应力

三、铸造性能对铸件质量的影响4.铸造应力(4)减小和消除铸造应力的方法尽量选择弹性模量和收缩系数小的合金材料减小砂型的紧实度，或在型芯、型砂内加入木屑、焦炭末等附加物合理设置内浇口和冒口使铸件各部分温度分布均匀尽量避免阻碍收缩的结构去应力退火

铸件的热裂三、铸造性能对铸件质量的影响出现时期：出现在凝固末期高温下形成原因：凝固受到阻碍防止措施减少收缩阻力凝固方式：宽凝固温度范围、糊状凝固结构合理，壁厚均匀减少有害元素123456

6.铸件的冷裂和变形三、铸造性能对铸件质量的影响铸件的冷裂－低温下的裂纹铸件的变形

气孔气孔和金属夹杂物减少铸件的有效截面积；产生局部应力集中；降低铸件的强度和塑性；弥散性气孔使铸件组织疏松，降低铸件的气密性危害减少金属液的原始含气量；熔炼时使金属液与气体隔开；除气处理；提高冷却速度或增加外压防止气孔的方法三、铸造性能对铸件质量的影响

三、铸造性能对铸件质量的影响7.气孔和金属夹杂物（2）非金属夹杂物1）危害降低疲劳强度；冲击韧性下降；降低合金的铸造性能：降低流动性、热裂纹、微观缩孔和气缩孔2）防止非金属夹杂物的工艺措施控制易氧化元素含量；加入溶剂吸收或捕捉杂物；真空或保护气体下浇注；冲型平稳；型砂配方

缩松的形成过程