第一章 材料及基础知识
强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。工程材料上常用的金属材料的强度指标有屈服点（或强度）（σs）和抗拉强度（σb）等。
塑性：材料在外力作用下产生永久变形而不破外的性能。
表示材料的塑性指标是：伸长率σ和断面收缩率φ
塑性意义：1、使材料具有良好的成形性。
2、受到外力变形时，有强化作用。
硬度：金属材料抵抗局部变的能力。常用的硬度指标有：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）
硬度是衡量金属材料软硬程度的一种性能指标，直接影响到材料的耐磨性。
硬度测试方法：压入法、划痕法、回弹高度等。
1、布氏硬度适用于测定硬度较低的材料。如经退火、正火、高温回火后的工件。布氏硬度一般只适用于测定硬度小于450HBS的金属材料。
2、洛氏硬度的应用：
HRA-主要测定硬度较高的薄壁零件，表面淬火件等。
HRB-一般用于测定硬度较低的金属材料，如有金属。
HRC-一般经淬火后的零件和工具的硬度测定，应用最广。
冲击韧度：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。常用一次摆锤冲击试验来测定 金属材料的冲击韧度（大能量，一次冲断），用ak来表示
冲击韧度:ak=Ak/A(J.C㎡)
Ak:折断试样所消耗的冲击功（J)。
A：试样断口处的原始截面积（mm2）。
疲劳：工程上一些机件工作时受交变应力或循环应力作用，即使工作应力低于材料的屈服强度，但经过一定循环周次后，仍会发生断裂，这样的断裂现象称为疲劳。零件的疲劳断 裂过程可分为：裂纹产生、裂纹扩展、瞬间断裂三个阶段。
疲劳强度：金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不至于断裂的最大应力叫做疲劳强度，用σ表示。材料的疲劳强度通常在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定。
金属的工艺性能：按工艺方法不同，可分为铸造性、可锻性、焊接性和切削交工性等。 纯金属铸锭的宏观组织通常由三个晶区所组成，即外表层的细晶区、中间的柱状晶区和心部的等轴晶区。
合金是指两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结，或用其他方法组合而成的具有金属特性的物质。、 相是指合金中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。
冷塑性变形对性能的影响1、形成纤维组织；2、亚结构细化。塑性变形前，铸态金属的亚结构直径约为10-2 cm，冷塑性变形后，亚结构直径将细化至10-4~10-6 cm；3、形变织构。
在塑性变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降，这一现象即为加工硬化或形变强化。
热处理是金属或合金在固态之下加热、冷却或保温到预定的温度，并在该温度下保持一段时间，然后以一定速度冷却到室温的一种加工工艺，其目的是改变金属或合金内部或表层的组织结构，以改善其性能。
●两种冷却方式：等温冷却和连续冷却。
●马氏体就是碳在α-Fe 中过饱和和间隙固溶体。
●马氏体的硬度主要取决于其含碳量。
●马氏体的强化机制主要包括碳原子的固溶强化相变强化以及时效强化。
●贝氏体是铁素体和碳化物组成的双向组织，其中各项的形态、大小和分布都影响贝氏体的性能。
●退火工艺种类很多，如下：1、完全退火 2、不完全退火 3、球化退火 4、均匀化退火 5、去应力退火和在结晶退火。
●根据钢材的用途可以分为三类： 1、结构钢 2、工具钢 3、特殊性能钢
●按化学成分分类：
碳素钢：①低碳钢，wc≤0.25%；②中碳钢，wc = 0.25% ~ 0.6%；③高碳钢， wc ＞ 0.6%。
合金钢：①低合金钢，合金元素总含量w≤5%;②中合金钢，合金元素总含量w=5% ~ 10%; ③高合金钢，合金元素总含量w＞10%。循环水旁滤器
●渗碳钢20CrMnTi
●调质钢（40Cr 中碳合金钢）自攻丝
●弹簧钢的代表钢型：60Si2Mn
●高碳铬轴承钢的代表钢型： GCr15SiMn
●刃具钢的工作条件及性能要求，1）很高的硬度与耐磨性；2）足够的红硬性；3）足够的塑形和韧性。
●高速钢W6Mo5Cr4V2
●模具钢的代表钢型： ①Cr12MoV ②热模具钢 5CrNiMo
●金属腐蚀的形式有两种，一种是化学腐蚀；另一种是电化学腐蚀。
●防腐措施：1、使金属表面形成保护膜；2、提高金属机体的电极电位；3、形成单相组织。
第二章 铸造
铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属浇入铸型，待冷却凝固后获得一定形状和性能铸件的毛坯或零件的工艺过程。 泄漏率
铸造工艺过程：金属熔炼、铸型制造、浇注凝固和落砂清理等。铸件的材质有碳素钢、合金钢、铸铁、铸造有合金等。
铸造性能：金属在铸造成形过程中获得外形准确，内部完整铸件的能力。包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性等性能的综合体现。
流动性：指熔融金属的流动能力，它是影响熔融金属的流动能力。它是影响熔融金属充型能力的因素之一。
流动性的影响因素主要包括合金的种类、成分、结晶特征及其它物理性能。
充型能力:考虑铸型及工艺因素影响的熔融金属流动性叫合金的充型能力，即液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。
充型能力的影响因素：合金自身流动性、浇铸条件、铸型的充型条件、铸件结构。
铸造合金的收缩：铸造合金从液态冷却到室温的过程中，其体积和尺寸缩减的现象称为收缩。收缩是铸造合金的性能，是多种铸造缺陷（缩孔、缩松、残余内应力、变形、裂纹）产生的基本原因。
其收缩经历如下三个阶段：
1、液态收缩
2、凝固收缩
3、固态收缩
影响收缩的因素：合金的化学成分、浇注温度、铸型结构和铸型条件等。
缩孔超滤器总是出现在铸件上部或最后凝固的部位，其外形特征是：内表面粗糙，形状不规则，多近于倒圆锥形。
缩孔、疏松的防止措施：
1、采用定向凝固的原则
2、合理确定铸件的浇注位置、内浇道位置及浇注工艺
铸造应力的产生:铸造应力按其产生的原因可分为三种：热应力、固态相变应力、收缩应力。
铸造应力它们的矢量和。铸造应力的防止和消除措施：
1、采用同时凝固的原则
2、提高铸型温度
3、改善铸型和型芯的退让性
4、进行去应力退火
热裂：热裂纹是在凝固末期固相线附近的高温下行成的，裂纹沿晶界产生和发展，故其外形曲折短小，裂纹缝内表面呈氧化。
冷裂：冷裂是铸件处于弹性状态时，铸造应力超过合金的强度极限而产生的。冷裂纹常常是穿过晶体而不是沿晶界断裂，裂纹细小，外形呈连续直线状或圆滑曲线状，且裂纹缝内干净，有时呈轻微氧化。
防止热裂的方法：
1、选择结晶温度范围窄的合金生产铸件
2、减少铸造合金中的有害杂质
3、改善铸型和型芯的退让性
4、减少浇冒口对铸件收缩的阻碍，内浇口的设置应符合同时凝固原则
5、设法减少铸造应力和降低铸造合金的脆性
6、铸件在浇铸后，勿过早落砂
偏析：铸件中出现化学成分不均匀的现象称为偏析。铸件的偏析可分为晶内偏析、区域偏析和体积质量偏析三类。
晶内偏析的产生可采用扩散退火将其消除；区域偏析采用控制浇注温度、快速冷却等措施。
皮下气孔是球墨铸铁的主要铸造缺陷之一，其产生原因是铁液中逸出的镁和铁液表面的硫化镁，与铸件中的水蒸气发生化学反应，生成了氢和硫化氢等气体，这些气体侵入铸件表面，而形成了气孔缺陷。
根据碳在铸铁中的存在形式可分：白口铸铁、灰铸铁、麻口铸铁
根据铸铁中石墨形态可分：灰铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁
灰铸铁具有如下的有点：
1、铸造性能好
2、切削加工性能好
3、良好的减振性
4、耐磨性比钢好
5、缺口敏感性低
砂型铸造主要工序包括：制造模样，制备造型材料、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。
铸造工艺设计是根据铸件结构特点、技术要求、生产批量、生产条件等，确定铸造方案和
工艺参数，绘制图样和标注符号，编制工艺卡和工艺规程等。
消声室制作铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样。
铸造方法的确定：
1、浇注位置的选择
2、分型面的选择
起模斜度（拔模斜度）为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度称为起模斜度。
熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、密封铸造、连续铸造等，人们把这些铸造方法统称为“特种铸造”。
熔模铸造的工艺过程包括：蜡模制造、结壳、脱蜡、焙烧和浇注等。
金属型铸造的工艺特点：
1、金属型预热
2、刷涂料
3、浇注
4、开型时间的控制
金属型铸造有如下优点：
1、金属型铸件冷却快，组织致密，力学性能高
2、铸件的精度和表面质量较高
3、浇冒口尺寸较小，液体金属耗量较少
4、节约造型材料
金属型铸造的主要缺点是金属型无透气和退让性、铸件冷却度大、容易产生浇不到、冷隔、裂纹等缺陷。
压力铸造有以下优点：
1、铸件的尺寸精度最高，表面粗糙度Ra值最小
2、铸件强度和表面硬度都较高
3、生产效率很高，生产过程易于机械化和自动化
压铸的主要缺点是：
1、铸造缺陷多，压铸件也不能进行热处理
2、压铸型寿命很低
3、设备投资大，生产准备周期长
所谓铸造工艺性，是指铸造成形的可行性和经济性。良好的铸件结构应与相应材料的铸造性能及铸造工艺相适应。
铸件结构的铸造工艺性包括：
1、铸件结构的合理性
2、铸件结构的工艺性
3、铸件结构对铸造方法的适应性
抗裂抹面砂浆第三章 锻压
锻压是对坯料施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善功能，是锻造和冲压的总称，包括轧制、挤压、拉拔等。
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