金属加工工艺学 第一篇 金属材料的基础知识

适用专业：机械设计制造及其自动化学时：45学分：3一、内容简介本课程主要教学内容为热加工工艺基础，包括金属材料的主要性能，常用工程材料的选择，铸、锻、焊及切削加工的基本原理与工艺特点，毛坯的选择与结构工艺性分析，新材料、新技术、新工艺简介等。

二、本课程的目的和任务本课程是机械设计制造专业的一门重要技术基础课。

在金工实习的基础上，通过本课程的学习，使学生获得常用工程材料及材料成形的基础知识，培养工艺分析的初步能力，并为学习其它有关课程及以后从事机械设计和加工制造工作奠定必要的基础。

本课程的任务（1）熟悉常用工程材料的种类、牌号和性能，具有选用工程材料的初步能力；（2）掌握主要加工方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯及工艺分析的初步能力；（3）了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及发展趋势。

三、本课程与其它课程的关系学生在学习本课程之前应学过下列课程：（1）大学化学概论；（2）大学物理；（3）机械制图；并必须先完成金工实习。

本课程学习结束后，才能进入下列课程的学习阶段；（1）机械工程材料：（2）机械设计；（3）机械制造技术基础等。

本课程在培养学生综合素质、实践能力、创新意识和创新精神等方面发挥着其它课程不可替代的作用，学生应对本课程予以足够的重视。

四、本课程的基本要求通过对本课程的学习，使学生掌握金属工艺学的基本理论及基本知识，初步具备应用金属工艺学基本知识的能力，初步具备应用所学知识分析和解决实际问题的能力，并具有创新意识。

五、课程内容及学时安排理论教学内容绪论（2学时）第一篇金属材料基本知识（10学时）熟悉金属材料的主要性能；了解金属和合金的晶体结构和结晶；熟悉铁碳合金相图；熟悉钢的热处理工艺；熟悉常用机械工程材料的种类、性能、特点及应用。

第二篇铸造(8学时)熟悉合金的铸造性能及对铸件质量影响；了解常用铸造合金的熔炼及铸造特点；掌握砂型铸造和常用特种铸造方法的特点和应用；具有铸件结构设计的初步能力，了解铸造新工艺、新技术及其发展趋势。

第一章金属学基础知识1．什么是强度什么是塑性衡量这两种性能的指标有哪些各用什么符号表示金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，称为强度。

常用的强度指标有弹性极限σe、屈服点σs、抗拉强度σb。

塑性是指金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力。

常用的塑性指标有断后伸长率δ和断面收缩率Ψ。

2．什么是硬度HBS、HBW、HRA、HRB、HRC各代表用什么方法测出的硬度各种硬度测试方法的特点有何不同硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。

HBS：用淬火钢球作压头时的布氏硬度。

不能测试太硬的材料，一般在450HBS以上的就不能使用。

通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。

HBW：用硬质合金球作压头的布氏硬度。

用于测试硬度在650HBW以下的材料。

HRA：洛氏硬度，表示试验载荷（60KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥压头试压。

用于硬度极高的材料，例如硬质合金。

HRB：洛氏硬度，表示试验载荷（100KG），使用直径的淬火钢球试压。

用于硬度较低的材料，例如退火钢、铸铁等。

HRC：洛氏硬度，表示试验载荷（150KG），使用顶角为120度的金刚石圆锥头试压。

用于硬度很高的材料，例如淬火钢等。

3．简述各力学性能指标是在什么载荷作用下测试的。

静载荷作用下测试：强度、塑性、硬度。

动载荷作用下测试：冲击韧度、疲劳强度。

4．试对晶体、晶格、晶胞、单晶体和多晶体作简要解释。

晶体：物质的原子都是按一定几何形状有规则地排列的称为晶体。

晶格：用于描述原子在晶体中排列规律的空间架格称为晶格。

晶胞：能够完整地反映晶格结构特征的最小几何单元，称为晶胞。

单晶体：如果一块晶体内部的晶格位向（即原子排列的方向）完全一致，称这块晶体为单晶体。

多晶体：由许多晶格位向不同的晶粒集合组成的晶体称为多晶体。

5．常见金属晶格类型有哪几种试绘图说明。

①体心立方晶格②面心立方晶格③密排六方晶格6．晶体的各向异性是如何产生的为何实际晶体一般都显示不出各向异性在相同晶格中，由于不同晶面和晶向上的原子排列情况不同，因而原子间距不同，原子间相互作用的强弱不同，从而导致晶体的宏观性能在不同方向上具有不同数值，此现象称为晶体的各向异性。

金属工艺学知识点总结资料讲解1.金属材料的分类和特性：-金属材料的分类：金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。

黑色金属包括铁、钢和铸铁等，有色金属包括铜、铝、镁、锌、铅等。

-金属材料的特性：金属材料具有导电性、导热性、延展性、可塑性、机械性能好等特点，适用于各种加工工艺。

2.金属加工方法：-切削加工：包括车削、铣削、钻削、刨削等，通过切削废料的去除改变工件形状和尺寸。

-成形加工：包括锻造、拉伸、锤压、挤压等，通过对金属材料的塑性变形改变工件形状。

-组合加工：包括焊接、铆接、螺纹连接等，通过将多个部件组合在一起形成复杂的工件。

-热处理加工：包括淬火、回火、退火等，通过控制材料的结构和性能来改变其力学性能和使用性能。

3.金属成形工艺：-钣金工艺：包括剪切、冲裁、弯曲等，用于制造薄板金属构件。

-铸造工艺：包括砂铸、压铸、精密铸造等，通过将熔融金属注入模具中，得到所需形状的铸件。

-高温成形工艺：包括真空热压、粉末冶金等，通过在高温条件下对金属进行成形，得到复杂形状的工件。

-冷镦工艺：通过在室温下使用特殊的冷镦机械设备，将金属材料进行快速塑性变形，得到各种螺纹、螺栓等小尺寸工件。

4.金属热处理工艺：-淬火：通过将加热至临界温度的金属材料迅速冷却，使其得到高硬度和高强度。

-回火：在淬火后，将金属加热至适当温度，然后冷却，以减轻淬火后的脆性和应力。

-退火：将金属材料加热至一定温度，保持一段时间后缓慢冷却，以改善其组织和性能。

-焊后热处理：焊接后的金属材料会产生应力和变形，通过热处理可以消除这些问题，提高焊接接头的强度和耐腐蚀性。

5.金属表面处理工艺：-镀层：通过在金属表面镀上一层金属或非金属涂层，增加其耐腐蚀性、装饰性和机械性能。

-涂装：通过在金属表面涂上油漆、涂料等防护层，保护金属不受氧化、腐蚀等损害。

-喷砂：通过在金属表面喷射高压喷砂颗粒，清除污物和氧化层，改善表面质量和光泽度。

-抛光：通过机械或化学方法对金属表面进行抛光，使其光洁度达到要求，提高外观质量。

绪论金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科. 主要内容:1 常用金属材料性能2 各种工艺方法本身的规律性及应用.3 金属机件的加工工艺过程、结构工艺性。

热加工：金属材料、铸造、压力加工、焊接目的、任务：使学生了解常用金属材料的性质及其加工工艺的基础知识，为学习其它相关课程及以后从事机械设计和制造方面的工作奠定必要的金属工艺学的基础。

[以综合为基础，通过综合形成能力]第一篇金属材料第一章金属材料的主要性能两大类：1 使用性能：机械零件在正常工作情况下应具备的性能。

包括：机械性能、物理、化学性能2 工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等。

第一节金属材料的机械性能指力学性能---受外力作用反映出来的性能。

一弹性和塑性：1弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。

力和变形同时存在、同时消失。

如弹簧：弹簧靠弹性工作。

2 塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。

（金属之间的连续性没破坏）塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。

塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。

3 拉伸图金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。

以低碳钢为例ζbζkζsζeε（Δl）将金属材料制成标准式样。

在材料试验机上对试件轴向施加静压力P，为消除试件尺寸对材料性能的影响，分别以应力ζ（即单位面积上的拉力4P/πd2）和应变（单位长度上的伸长量Δl/l0）来代替P和Δl，得到应力——应变图1）弹性阶段oeζe——弹性极限2）屈服阶段：过e点至水平段右端ζs——塑性极限，s——屈服点过s点水平段——说明载荷不增加，式样仍继续伸长。

（P一定，ζ=P/F一定，但真实应力P/F1↑ 因为变形，F1↓）发生永久变形3）强化阶段：水平线右断至b点P↑变形↑ζb——强度极限，材料能承受的最大载荷时的应力。

金属加工基础知识一、金属加工的概述金属加工是将金属材料经过一系列的加工工艺，包括切削、成形、焊接等，将其加工成所需形状和尺寸的工件。

金属加工工艺广泛应用于制造业的各个领域，是现代工业生产的重要组成部分。

二、金属加工的分类根据加工方法的不同，金属加工可分为切削加工和非切削加工两大类。

1. 切削加工切削加工是指通过金属切削工具将所加工金属材料剪切、切削、刮削、抛光等加工方法，以达到所需要的形状、尺寸和表面质量。

切削加工常见的工艺包括铣削、车削、钻削、磨削等。

2. 非切削加工非切削加工是指通过应用机械力、热力、化学力、电力等手段将金属材料进行塑性变形、热处理、喷涂等加工方法。

非切削加工常见的工艺包括锻造、挤压、模锻、焊接等。

三、常见的金属加工工艺1. 铣削铣削是将旋转的铣刀放置在工件上，通过切削运动将工件的表面削除，从而得到所需的形状。

铣削加工可以用于制作平面、曲线、斜面、孔等各种形状的零件。

2. 车削车削是将工件固定在旋转的主轴上，然后用刀具与工件相对旋转，通过切削去除工件上的材料以得到所需的形状。

车削加工常用于制造圆柱体、圆锥体、球面等形状的零件。

3. 钻削钻削是通过旋转的钻头将工件上的材料削除，以制造孔或加工螺纹等形状。

钻削可以用于各类金属材料的孔加工，是制造业中非常常见的一种加工方式。

4. 锻造锻造是将金属材料置于锻压机中，通过机械力使其受到压力和变形，从而达到所需尺寸和形状的加工方式。

锻造加工适用于制造各种大型零部件，具有良好的机械性能和表面质量。

5. 挤压挤压是将金属材料放置在挤压机中，通过施加压力使其通过模具的缝隙挤压，从而获得所需截面形状的加工方式。

挤压加工常用于铝合金门窗、铜管等的生产制造。

6. 焊接焊接是将两个或两个以上的金属材料通过加热或施加压力使其产生熔融，然后冷却固化以实现连接的加工方式。

焊接广泛应用于制造业中的工件连接，如钢结构、汽车零部件等。

四、金属加工中的注意事项金属加工过程中需要注意以下几点，以确保加工质量和安全性：1. 材料选择：根据加工零件的要求，选择合适的金属材料，包括其性能、热处理能力等。

第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用所表现出来的性能.零件的受力情况有静载荷，动载荷和交变载荷之分。

用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度,塑性和硬度等;在动载荷和作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。

金属材料的强度和塑性是通过拉伸试验测定的。

P6低碳钢的拉伸曲线图1，强度强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力.强度有多种指标,工程上以屈服点和强度最为常用。

屈服点:δs是拉伸产生屈服时的应力。

产生屈服时的应力=屈服时所承受的最大载荷/原始截面积对于没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以席位产生0.2％变形时的应力，作为该材料的屈服点。

抗拉强度：δb是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。

拉断前所能承受的最大应力=拉断前所承受的最大载荷/原始截面积2，塑性塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。

常用的塑性指标是伸长率和断面收缩率。

伸长率:δ试样拉断后,其标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。

伸长率=(原始标距长度－拉断后的标距长度）÷拉断后的标距长度×100%伸长率的数值与试样尺寸有关，因而试验时应对所选定的试样尺寸作出规定,以便进行比较。

同一种材料的δ5 比δ10要大一些.断面收缩率:试样拉断后，缩颈处截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率,以ψ表示。

收缩率=（原始横截面积－断口处横截面积)÷原始横截面积×100％伸长率和断面收缩率的数值愈大,表示材料的塑性愈好.3，硬度金属材料表面抵抗局部变形（特别是塑性变形、压痕、划痕)的能力称为硬度.金属材料的硬度是在硬度计上测出的。

常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法。

1，布氏硬度（HB)是以直径为D的淬火钢球HBS或硬质合金球HBW为压头,在载荷的静压力下,将压头压入被测材料的表面，停留若干秒后卸去载荷，然后采用带刻度的专用放大镜测出压痕直径d，并依据d的数值从专门的表格中查出相应的HB值.布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。

第1篇一、引言金属工艺是一种以金属为原料，通过物理或化学手段改变金属材料的形状、尺寸、性能等，使其满足特定用途的技术。

金属工艺在国民经济中占有重要地位，广泛应用于机械制造、航空航天、建筑、交通运输等领域。

本文将从金属工艺的基本概念、金属材料的分类、金属工艺的基本过程、金属加工方法等方面进行阐述。

二、金属材料的分类1. 金属材料按化学成分可分为：纯金属、合金。

（1）纯金属：如铁、铜、铝等，具有良好的导电性、导热性、延展性等特点。

（2）合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。

合金的性能优于纯金属，如强度、硬度、耐磨性等。

2. 金属材料按用途可分为：结构材料、功能材料。

（1）结构材料：用于承受载荷、传递力的材料，如钢、铝、钛等。

（2）功能材料：具有特殊功能的材料，如导电、导热、磁性、光学等，如铜、镍、银等。

三、金属工艺的基本过程金属工艺的基本过程包括：材料准备、工艺设计、加工、检验、装配、调试等。

1. 材料准备：根据设计要求，选择合适的金属材料，进行下料、切割、表面处理等。

2. 工艺设计：根据产品结构、性能要求，确定加工工艺、加工方法、加工参数等。

3. 加工：按照工艺设计，对材料进行加工，如切削、锻造、焊接、热处理等。

4. 检验：对加工后的产品进行尺寸、形状、性能等方面的检验，确保产品质量。

5. 装配：将各个零部件按照设计要求进行组装，形成完整的金属制品。

6. 调试：对装配后的产品进行性能调试，确保产品达到设计要求。

四、金属加工方法1. 切削加工：利用刀具与工件之间的相对运动，对工件进行去除材料的过程。

切削加工包括车削、铣削、刨削、磨削等。

2. 锻造加工：利用高温加热和锤击等手段，使金属产生塑性变形，从而改变其形状、尺寸和性能的过程。

锻造加工包括自由锻造、模锻、挤压等。

3. 焊接加工：利用高温熔化金属，使两个或多个金属工件连接在一起的过程。

焊接加工包括气焊、电弧焊、激光焊等。

《金属工艺学》（第一篇）复习要点《金属工艺学》是广播电视中专机械制造工艺专业所开设的一门必修技术基础课程。

学习《金属工艺学》（第一篇）的主要目的是为了帮助学生对常用金属材料的成分、结构、组织和机械性能之间的关系有基本了解，能够初步做到合理选用金属材料和安排机械零件的生产工艺过程。

并为今后学习其它课程和从事生产技术工作打下必要的基础。

一、讲究方法《金属工艺学》（第一篇）是一门技术基础课程，课程中涉及的基础理论多，知识面宽。

它要求学生具备物理、化学、材料力学和机械加工工艺学等方面的基础知识。

电中的学生在学习时普遍感到：书上的名词术语多，抽象复杂难学，学习时无兴趣，面对考试感到心中无底。

因此，讲究学习方法尤为重要。

只要掌握正确的学习方法，就能逐渐培养起学习兴趣，取得较理想的效果。

⒈明确课程特点，掌握内在规律每门课程均有自身内在的规律和特点。

对课程的特点和内在规律进行分析探讨，就能提高和加深对课程的理解和掌握。

本课程是一门主要研究金属材料的宏观性能和材料内部微观结构组织之间关系的学科。

在机械制造工业中，要求我们所选的金属材料必须满足两个方面的要求。

一是所选材料必须满足在服役条件下的使用性能要求（如机械性能、物理性能和化学性能）；二是所选材料还必须具有良好的可加工工艺性能，经过必要的工艺加工，获得所需的尺寸和形状，达到设计的要求。

所谓宏观性能，就是指材料的使用性能和加工工艺性能。

本课程的显著特点是自始至终都在强调和探讨金属材料的宏观性能同金属材料内部的微观结构和显微组织之间的关系，同时还讨论了改变内部结构组织的两个影响因素问题，即材料的成分（内部因素）和加工工艺条件（外界因素）问题。

归纳起来，就是“一个观点，两条线”。

一个观点阐明了材料的宏观性能与它的微观组织结构之间的因果关系。

第一条线是指材料的内在因素成分——宏观性能之间的关系。

从这个观点出发可以研究各种系列合金的配制问题。

例如，共晶白口铁与45号碳钢同是铁碳合金，为什么共晶白口铁的冲击韧性和塑性明显差。