浙江XX学院6.3金属材料的工艺性能

page§6-3金属材料的工艺性能1浙江XX学院汽车机械基础教案NO.6-3授课班级授课日期编制人日期检查人日期抽查人日期王增乐教学内容分析课题§6-3金属材料的工艺性能重点难点金属材料的工艺性能基本概念学情分析大专技师同学对于金属材料的基础知识有着深切的渴望，在金属材料学习中，金属材料的工艺性能是决定金属是否适合广泛应用的基本特性。教学目标设计了解金属材料的工艺性能的基本概念；掌握根据材料性能选择相应材料的基本能力教学准备教案，教本，教师手册教学方法讲授、学生练习相结合。教学过程设计摘要占用时间教学组织师生问候、考勤复习金属的物理化学性能导入金属在当今社会的广泛应用讲授新课1、金属材料的铸造性能。2、金属材料的压力加工性能。3、金属材料的焊接性能。4、金属材料的热处理性能课堂练习P15T3回答P15T4回答布置作业P15T5小结回顾金属材料的热处理性能。page§6-3金属材料的工艺性能2讲授内容以及师生活动课堂常规一、组织教学检查学生出勤，并记录二、复习提问金属材料的机械性能三、导入新课金属材料的相关转化四、讲授新课§6-3金属材料的工艺性能金属材料的工艺性能指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。铸造性能焊接性能冷弯性能冲压性能锻造性能等一铸造性能将熔炼好的液态金属浇注到与零件形状相适应的铸造空腔中，冷却后获得铸造件的方法称为铸造。铸造性能通常包括流动性、收缩、疏松、成分偏析、吸气性、铸造应力及冷裂纹倾向等（1）流动性。影响到液态金属的充性能力。如浇不足。冷隔等问题（2）收缩特性。液态金属的凝固是按照同时凝固还是顺序凝固，是易于形成缩松还是易于形成缩孔。（3）凝固组织。如铸铁是易于形成白口还是灰口。（4）热裂倾向。（5）偏析是指金属在冷却凝固过程中，因结晶先后差异而造成金属内部化学成分和组织的不均匀性。影响金属铸造性能的因素：1.合金的充型能力，充型能力的决定因数合金的流动性、型性质、浇注条件、铸件结构。2.液态金属的凝固与收缩，凝固方式有：逐层凝固,糊状凝固,中间凝固.。影响凝固的主要因素：合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度。影响收缩的因素：化学成分(c含量)、铸型条件、铸件结构、浇注温度。3.液态成形内应力、变形与裂纹,防止变形的方法与防止应力的方法基本相同。带有残余应力的铸件，变形使残余应力减小而趋于稳定。二压力加工性能所谓金属压力加工其实是指塑性加工，就是用不同的设备、工具对金属施加外力，使之产生塑性变形，制成具有预期的尺寸、形状和性能的产品的加工方法，又称金属压力加工。塑性加工方法很多，有热压延加工法和冷压延加工法。热压延加工是将坯料加热到金属再结晶温度以上进行的塑性加工，其中热轧法是最主要的生产方法，约有90％的钢是采用热轧法直接成材，或先经热轧然后再采用其它加工方法成材的。三焊接性能焊接性能是一个电子词汇，是金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。如何提高材料的焊接性能1：预热：可改变焊接接头各区的冷却速度，减小焊接区温度梯度，扩大焊接区的温度场。有利于减小和遏制淬硬组织的形成，减低焊接接头内应力，延长焊接区在100摄氏度以上温度的停留时间，有利于氢从焊缝金属中逸出。2：控制焊接能力参数3:多层焊和多道焊4：紧急后热5：焊条烘干和坡口清理碳当量碳当量：碳和硅是铸铁的主要组成元素，又都是强烈促进石墨化的元素，一般情况下碳和硅含量越高，越有利于石墨化。为了简化和避免使用多元合金相图，可以将碳、硅等元素，按照其影响石墨化的程度，以一定的比例近似换算成相应的碳含量，这就是碳当量。碳钢及合金结构钢的碳当量经验公式：C当量=[C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]*100%式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu为钢中该元素含量page§6-3金属材料的工艺性能3四热处理性能同素异构转变------一些金属，在固态下随温度或压力的改变,还会发生晶体结构变化，即由一种晶格转变为另一种晶格的变化，称为同素异构转变钢的淬透性---表示钢在一定条件下淬火时获得淬透层深度的能力影响钢材淬透性的主要因素有；钢材的化学成分、淬火加热温度、冷却介质的特性、冷却的方式方法、零件的形状尺寸以及加热方式等。(1)钢材的化学成分是影响淬透性最重要的因素之一。凡是在钢中引起“c”曲线右移或左移的合金元素，都对淬适性有着极大的影响。使“c”曲线右移的元素将提高钢的淬透性；使“c”曲线左移的元素将降低钢的淬透性。如45钢与40Cr钢，其含碳量差不多，由于前者不含铬元素，后者含铬元素约1％，在同等的热处理条件下，它们的淬透性就显然不同，45钢只能淬远3.5—9.5毫米，而40Cr钢可淬透25-32毫米。(2)热处理冷却介质的冷却特性和冷却速度，对钢的淬透性也有很大影响。冷却速度快的，淬透性就提高，冷却速度慢，淬透性就降低。例如45钢在水中冷却和在油中冷却，其淬透性就不同，在水中冷却时，可淬透11一20毫米，在油中冷却时，可淬透3.5—9.5毫米。(3)零件的形状尺寸、加热温度、冷却方式等，在不同程度上都影响着钢的淬透性。形状尺寸小、加热温度高，连续冷却等都能在一定程度上提高淬透性；而形状尺寸大、加热温度低、等温冷却就能使淬透性下降。(4)加热的方式也会影响淬透性，在实际操作中这是很重要的，我们往往容易忽视这一点。因为加热方式不同，产生的加热效果也不同。例如用箱式电炉就比盐浴炉产生的氧化、脱碳现象严重，就会降低淬透性。晶粒长大倾向在加热条件下，金属晶体粗化程度的大小，一般测得在不同温度下的晶粒度，以晶粒急剧长大时的温度来衡量。本质晶粒度表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。通常采用标准实验的方法，即将钢加热到（930+-10）℃，保温3-8小时后，测定其奥氏体晶粒大小。如晶粒度在1-4级，称为本质粗晶粒钢，如晶粒度在5-8级，则称为本质细晶粒钢。选用930℃，是因为对于一般钢材来讲，不论进行何种热处理，如淬火、正火、退火、渗碳等，加热温度都在930℃以下。回火脆性回火脆性，是指淬火钢回火后出现韧性下降的现象。淬火钢在回火时，随着回火温度的升高，硬度降低，韧性升高，但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷，一个在200~400℃之间，另一个在450~650℃之间。随回火温度的升高，冲击韧性反而下降的现象，回火脆性可分为第一类回火脆性和第二类回火脆性。第一类回火脆性又称不可逆回火脆性，低温回火脆性，主要发生在回火温度为250～400℃时，第二类回火脆性，又称可逆回火脆性，高温回火脆性。发生的温度在400～650℃，淬烈敏感性，脱敏敏感性（学生自学）金属切削加工是用切削刀具将坯料或工件上的多余材料切除，以获得所要求的尺寸、形状、位置精度和表面质量的加工方法，是机械加工的基本方法。在切削加工过程中，刀具同工件之间必须有相对的切削运动，它可以通过人手或金属切削机床的作用来实现。机床、夹具、刀具和工件，构成金属切削加工的工艺系统。切削加工的各种现象和规律都要在机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统中去考察研究，研究这些现象和规律是学习各种金属切削加工方法的共同基础。五、课堂练习P15T3P15T4回答六、课堂小结本节课学习的内容，和大家一起回顾七、作业布置P15T5