1、第六章 金属材料及加工工艺M M M6.1 金属材料的固有特性6.2 金属材料的工艺特性6.3 金属材料的热处理6.4 钢铁材料的生产6.5 铝及铝合金6.6 其它非铁金属材料非铁金属（有色）铜铝铅锡锌镁钛铸铁钢含碳量 0.04 2.1%含碳量2.1 6.7%M M M钢铁（黑色）（铁碳合金）M M M钢铁（黑色）（铁碳合金）非铁金属（有色）铜铝铅锡锌镁钛钢金属材料铸铁碳素钢合金钢M M M铸钢碳素钢低碳钢 15 20中碳钢 35 45高碳钢 55 普通碳素钢 Q235 Q255优质碳素钢 20 35 45 55M M M含碳量的万分数屈服强度塑性好,冲压件、焊接件用具有一定的强度和韧性，综合
2、机械性能好,常用性硬而脆,工具、量具、模具合金钢 提高材料的综合性能 有些可以改善特殊性能：不锈钢、抗磨钢等熔入多种元素M M M碳素铸钢 ZG230450合金铸钢 ZG35SiMn常用合金钢的表示方法 2位数字 + 合金元素符号 + 数字含碳量的万分数主要合金元素含量的百分数35SiMn 40Cr 20Cr 60Si2Mn 65Mn铸钢M M M铸铁 生产工艺简单，成本低廉 强度低 韧性和塑性较差 切削性能、耐磨性能、减振性好 铸造性能好含碳量高，当碳量超出铁对碳的溶解度时，碳呈现自由游离状态-石墨，游离的石墨有切割作用在冶炼过程中，凝固温度区间小，流动性好，不易产生缩口，所以铸造性能好，常
3、用于形状复杂的零件M M M灰口铸铁可锻铸铁球墨铸铁合金铸铁石墨呈片状，常用 HT250 HT300石墨呈团絮状，性能好于灰口铸铁 KT石墨呈球状，性能优于灰口铸铁和可锻铸铁 QT5007具有特殊性能，高强度、耐热、耐磨、耐酸铸铁M M M1.晶格结构的固体2.由于自由电子的存在，金属材料是电与热的良导体3.表面特有的色彩与光泽4.良好的延展性5.可以制成金属间化合物6.除贵金属外，化学性能均较为活泼，易于氧化而生锈7.比重差别大，分轻金属和重金属8.热膨胀性常温下不予考虑 测量工具、精密 零件要考虑9.磁性磁性材料 顺磁性材料 抗磁性材料6.1金属材料的固有特性M M M机械性能铸造塑性加工
4、焊接切削加工热处理6.2 金属材料的工艺特性金属材料成型加工M M M压力加工 焊接 时效处理切削加工 （热处理）或 金属零件成型过程简介与坯料有关 时效处理 粗加工（热处理） 精加工 （热处理）或铸造坯料 切削加工 （热处理）或型材坯料型材坯料 压力加工 （热处理） 切削加工（锻造或冲压）焊接件（多由型材焊接而成）M M M布氏硬度 HB铬氏硬度 HR维氏硬度 HV机械性能延性材料产生缩颈，出现塑性变形，最后断裂脆性材料不产生缩颈，弹性阶段直至断裂铸铁陶瓷玻璃钢混凝土等脆性材料延性材料弹性刚度强度塑性（加工板材）硬度M M M铸造将熔炼的金属液体浇注入铸型内，经冷却凝固获得所需形状和性能的零
5、件的制造过程金属熔炼模型制造浇注凝固脱模清理主要工艺过程M M M铸铁 HT250 HT300铸钢 ZG230450铸造有色合金(铜铝锌铅)常用的铸造金属砂型铸造 金属型熔模陶瓷型石膏型压力离心连续 铸造方法M M M 生产成本低 工艺灵活性大 生产率高 生产周期短 易于实现生产过程的机械化和自动化 公差较大 容易产生内部缺陷铸造工艺特点M M M砂型铸造 型砂由原砂、粘土、附加物及水按一定配比组成 使用最广泛、最方便的造型方法M M M 铸型用金属制成，可以反复使用多次（几百次到几千次） 金属型生产的铸件，其机械性能比砂型铸件高 铸件的精度和表面光洁度比砂型铸件高，而且质量和尺寸稳定 金属型
6、铸造M M M 在蜡模表面涂上数层耐火材料，待其硬化干燥后，将其中的蜡模熔去而制成型壳，再经过焙烧，然后进行浇注 尺寸精度高，表面光洁 工序繁多，劳动强度大 适宜铸钢和有色合金，小型复杂精密铸件，特别适合铸造艺术品和精密机械零件熔模铸造(精密铸造、失蜡铸造)M M M 在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填 压铸型型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法 产品质量好尺寸精度高，表面光洁度好 生产效率高 可压铸薄壁复杂的铸件 压铸是最先进的金属成型方法之一，是实现少切屑，无切屑的有效途径，应用很广，发展很快压力铸造（简称压铸）M M M有色金属压铸铸造零件的结构设计 外形尽量简单，壁
7、厚均匀，过度平缓，避免出现大量金属局部积聚 壁厚不可太薄，否则可能出现铸件充填不满的缺陷 铸造方法不同，材料不同，要求的最小壁厚也不同 铸造表面相交处有过渡圆角，圆角半径也不应太小 沿拔模方向应有1：20或1：10的拔模斜度 尽可能减少机械加工面，以提高劳动生产率 加工面与非加工面不要处于同一表面，便于加工 加工面可凸起，也可凹下，加工面尽可能处于同一表面上铸造零件的结构设计M M M1、几种主要铸造方法的特点、铸模材料、应用范围，产品特点2、金属材料的主要加工、成型工艺有那些？3、常用的铸造金属4、铸造方法的主要工艺过程思考：图片：铸造件 门扉M M M机械性能铸造塑性加工焊接切削加工热处理
8、金属材料成型加工M M M压力加工压力加工焊接切削加工6.3 金属材料的热处理固态金属加热保温冷却获得所需性能改变内部组织结构 也是一种加工工艺 提高强度和硬度 增加耐磨性 改善塑性和切削加工性能每一阶段温度的高低、时间的长短、温度变化的速度是影响热处理最主要的因素M M M热处理的三个主要阶段热处理普通热处理表面热处理形变热处理退火正火淬火回火表面淬火表面化学热处理M M M退火正火 均匀组织、消除内应力、改善加工性能 去应力退火时效处理 均匀组织、消除内应力、改善加工性能 组织更细密，强度、硬度提高 当在铸造或锻造之后、切削加工之前时，有利于切削加工，也可以作为最终热处理 一般铸件、锻件、
9、焊接件、冷热轧件均应退火或正火处理铸造或锻造之后，内部留有残余应力，成分和组织上也不均匀，易造成机械性能降低，在一定时间过后，或在后续的加工过程中（淬火）出现变形或断裂低、中碳钢：正火高碳钢、合金钢：退火M M M自然时效 淬火 + 高温回火调质提高综合性能 调质后常进行精加工表面快速加热，迅速冷却提高表面硬度和耐磨性多用于中碳钢及中碳合金钢，低碳钢淬火后硬度低，高碳钢易淬裂表面淬火后，芯部具有足够的强度和韧性，表面具有高硬度和耐磨性，用于受冲击载荷或摩擦条件下工作的零件表面淬火淬火M M M渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗铬、渗硫、渗硅、渗铝、渗硼表面化学热处理 提高表面强度、硬度和耐磨性 耐蚀、耐热、耐酸M M M热处理举例： 不重要的零件可将退火或正火作为最终热处理 重要零件应首先用正火和退火作为预先热处理，切削加工后，再选择调质或渗碳淬火或表面淬火 退火需要数十小时甚至数天退火或正火粗加工调质精加工退火或正火粗精加工渗碳淬火或表面淬火铸造、锻造、焊接件、冷热轧件退火或正火M M M铁矿石 高炉冶炼 液态生铁 炼钢 钢锭 轧钢（热轧、冷轧） 各种钢材 6.4 钢铁材料的生产型材板材管材钢丝半成品炼铁M M M热轧型钢
