中南大学制造工程训练实习报告

一、工程材料实习报告一、填空1．热处理工艺过程通常由加热、保温、冷却三个阶段组成。热处理的目的是改变金属内部的组织结构，改善力学性能。2.退火处理有如下作用：消除中碳钢铸件缺陷；改善高碳钢切削加工性能；去除大型铸件、锻件应力。3.常用的表面热处理方法有表面淬火与化学热处理等几种，表面热处理的目的是改善零件的表面性能，表面处理后零件的心部性能一般影响不大。4.工具（刀具、量具和模具）需要高硬度和高耐磨性，淬火之后，应在150-250℃温度范围内进行低温回火；弹簧和弹性零件需要高强度、高弹性和一定的韧性，淬火之后应在300-500℃温度范围进行中温回火；齿轮和轴类等零件需要获得良好的综合力学性能，淬火之后，应在500-650℃温度范围内进行高温回火。5．钢与铸铁的基本区别之一是含碳量不同，钢的含碳量在2.11%以下，铸铁的含碳量在2.11%以上。而钢的含碳量在0.25%以下时称为低碳钢，含碳量为0.25-0.60%为中碳钢，含碳量在大于0.6%时为高碳钢。6．调质是淬火与高温回火相结合的热处理工艺。二、名词解释退火：金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却的过程；正火：将工件加热至Ac3或Acm以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺；淬火：钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上某一温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体1化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺；强度：表征金属材料抵抗断裂和变形的能力；塑性：金属材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力；冲击韧度：反应材料在冲击载荷的作用下抵抗断裂破坏的能力。三、将下列各种牌号的材料，填入合适的类别，并举例说明可以制造何种零件Q23545QT600-2HT200KTB350-0660Si2MnW18Cr4V35CrMoT10T12A1Cr18Ni99SiCrQ２３５碳素结构钢，可以制造螺栓键轴W18Cr4V高速钢，可以制造切削刀具模具４５碳素结构钢，可以制造轴齿轮1Cr18Ni9不锈钢，可以制造医疗工具量具T10碳素工具钢，可以制造锯条冲头HT200灰口铸铁，可以制造底座泵体阀体T12A高级优质碳素工具钢，可以制造量规KTB350-06可锻铸铁,可以制造扳手犁刀35CrMo合金调质钢，可以制造齿轮主轴QT600-2球墨铸铁，可以制造连杆曲轴60Si2Mn合金弹簧钢，可以制造减震弹簧9SiCr合金工具钢，可以制造丝锥四、问答：1．碳钢的力学性能与含碳量有何关系？低碳钢、中碳钢、高碳钢的力学性能有何特点？答：碳含量对碳钢力学性能的影响：随着碳含量的增加，钢的硬度始终上升，塑性、韧性始终下降；当碳含量小于0.9%时，随着碳含量的增加强度增加，反之，强度下降。低碳钢的强度和硬度较低，而塑性和韧性较高；中碳钢的综合性能比较好；高碳钢的强度和硬度较高，而塑性和韧性较低。2．如何区别白口铸铁、灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁，它们的力学性能有何特点？答：白口铸铁(whitecastiron)碳以渗碳体形态存在的铸铁，其断面为灰白色，是一种良好抗磨材料，在磨料磨损条件下工作。较高的硬度，但很脆，适用于制造冲击载荷小的零件。具有很大的硬度和脆性。不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态。灰口铸铁(grayiron)全部或大部分碳以片状石墨形态存在，断口呈灰暗色。灰铸铁有一定的强度，但塑性和韧性很低，不能压力加工，成本低。可锻铸铁(malleablecastiron)，由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，石墨团絮状，对基体的割裂作用较小，较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。球墨铸铁：其中C以球状存在于铸铁基件中，具有很高的拉伸强度、屈服强度、塑性、冲击韧度，耐磨减震，工艺性较好，成本低。二、热处理实习报告一、记录热处理实验数据，并认真填写下表：热处理实验记录表材料内容热处理状态原始状态正火淬火低温回火中温回火高温回火45工艺规范热轧空冷加热温度：保温时间：冷却方式：加热温度：840℃保温时间：10min冷却方式：水冷加热温度：200℃保温时间：30min冷却方式：空冷加热温度：400℃保温时间：30min冷却方式：空冷加热温度：600℃保温时间：30min冷却方式：空冷硬度HRC55504025T10工艺规范热轧空冷加热温度：保温时间：冷却方式：加热温度：780℃保温时间：10min冷却方式：水冷加热温度：200℃保温时间：30min冷却方式：空冷加热温度：400℃保温时间：30min冷却方式：空冷加热温度：600℃保温时间：30min冷却方式：空冷硬度HRC65605030二、各实验小组之间交换热处理实验与硬度检测的数据，在图1中画出回火温度与回火后硬度的关系曲线,分析钢淬火后随着回火温度升高的硬度变化趋势。答：钢淬火后，随回火温度升高，硬度减小。三、铸造实习报告一、图示砂型铸造的主要工艺过程图2222砂型铸造工艺过程二、填空：1．型（芯）砂主要是由石英砂、粘结剂、水、附属物等组成。2．型（芯）砂应具备强度、透气性、耐水性、退让性等基本性能；芯子一般处于熔融金属的包围之中，工作条件更差，故芯砂的性能要求更高。3．型砂中有时需要加入煤粉，目的是增加耐水性，芯砂中有时加入木屑，目的是增加其退让性。三、解释下列名词：透气性：透过气体的能力；耐火性：工件在一定时间内满足标准耐火试验中规定的稳定性、完事性、隔热性和其他预期功能的能力；退让性：随铸件收缩而被压缩的性能。四、图3333是铸型装配图，写出图上各部分的名称1.外浇口，2.直浇道，3.内浇道，4.型腔，5.芯子，6.芯座，7.下型，8.下型腔，9.分型面，10.上型，11.上砂箱，12.通气孔，13.出气孔，14.型芯通气孔。图3333铸型装配图图4444落砂后带有浇注系统的铸件五、图4444是落砂后未清理的铸件，写出各部分的名称：1.外浇口，2.出气口，3.直浇道，4.横浇道，5.内浇口，6.铸件。六、回答下述问题什么叫铸造？铸造生产有哪些特点？答：铸造是将熔融金属浇注到具有与零件形状相适应的铸型中，经过凝固、冷却后，获得毛坯或零件的方法。铸造生产有以下特点：1.可以生产出形状十分复杂，特别是具有复杂内腔的零件或毛坯；2.铸件生产适应性强，工艺灵活性大；3.铸件的形状、尺寸比较接近零件的形状尺寸，可以实现少或无切削加工，节约切削加工工时和金属；4.铸造成本低，设备简单，生产周期短；5.铸件的力学性能较差，废品率较高。6.生产条件差，劳动强度大，铸造生产过程中的废气、粉尘等对周围环境造成污染。四、铸造实习报告一、填空1．制定铸造工艺图时，应考虑铸件的浇注位置、分型面的选择、加工余量、起模斜度、铸造圆角等内容，在下芯处应制出芯座。2．手工造型时，灰口铸铁件不铸出的孔径为L25mm，而铸钢件不铸出的孔径为L30mm。3．浇注系统的作用是：平稳的将熔融金属导入并充满型腔，避免金属冲击芯子并阻止熔渣和其他夹杂物进入型腔且浇注时不卷入气体，并尽可能使铸件冷却时符合顺序凝固的原则。典型浇注系统由外浇口、直浇口、横浇道和内浇道组成。冒口的作用是补缩、集渣、出气、和观察。4．芯子的主要作用是用来形成铸件内腔；5．起模斜度的作用是使铸件能从型砂中顺利取出；6．浇注温度对铸件质量有显著影响，浇注温度过高，铸件可能产生毛孔和缩孔缺陷；过低可能产生冷隔缺陷；7．分型面应尽量选择在铸件的最大截面部位；8．熔融金属的流动性差，容易使铸件产生浇不足、冷隔、加渣、气孔的缺陷。二、图5555是内浇道开设的两种方案，哪一种合理，哪一种不合理，请说明理由。图5555内浇道开设方案a不合理，内浇道正对芯子，将会将其冲毁；b合理，无此现象。三、解释下列名词加工余量：在铸件需加工的表面上，应该增加在切削前加工物切去的金属层的厚度，所增加的金属层为加工余量；分型面：上型与下型之间的接合面；流动性：熔融合金重填铸型的流动能力；浇注系统：为填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道，通常由浇口杯、直浇道和内浇道组成。四、图6666、图7777两种铸件，分别采用分模造型与整模造型，在图上分别指出分型面，确定它们的浇注位置。图6666套筒图7777平板五、铸造实习报告一、填空1．铸铁是应用最广泛的铸造合金，常用冲天炉熔炼，冲天炉的大小是以每小时能够融化铁水的量来表示。炉料包括金属炉料、燃料、熔剂。2．手工造型方法可归纳为整模造型、分模造型、挖砂造型、活块造型、三箱造型、假箱造型、刮板造型、地坑造型八种。3．型砂中常用的粘结剂有普通粘土、膨润土和水玻璃等几种。4．影响熔融金属流动性的因素有合金的化学成分、浇注温度和铸件工艺条件等，若流动性差，则铸件容易产生浇不足、冷隔等缺陷。上下分型面分型面上下二、分析产生下列铸造缺陷的的主要原因：缺陷名称缺陷特征产生缺陷的主要原因缩孔孔的内壁粗糙，形状不规则多产生在厚壁处。1.浇冒口位置不对或冒口太小；2.浇注温度过高，铁水成分不对；3.铸件结构不合理。气孔孔的内壁圆滑光洁。1.舂砂太紧或型砂透气性差；2.型砂太紧或起模、修型时刷水过多；3.芯子通气孔堵塞或芯未烘干；4.浇注温度过高，熔融金属收缩过大。砂眼孔内的充塞型砂。1.型砂和浇道内散砂未吹净；2.型砂或芯砂强度不够，被铁水冲坏；3.合型时砂型局部损坏。错箱铸件沿分型面有相对错动1.合型时上、下型未对准；2.分模的上、下模未对准。冷隔铸件有未完全熔合的隙缝，交接处是圆滑的凹坑。1.浇注温度过低；2.浇注时断流或浇注速度太慢；3.浇口位置不对或浇口太小。裂纹铸件上有不规则裂纹或已裂开，裂缝表面有氧化色。1.铸件结构设计不合理，厚薄不均匀；2.型砂或芯砂退让性差；3.落砂过早；合金化学成分不当。三、问答题1．什么叫湿砂型？什么叫干砂型？它们各用于什么情况下？答：湿砂型：造型之后不烘干，分型之后即可浇注，用于一般铸件的铸造。干砂型：造型之后将铸造置于烘房中烘干，使铸件中水分挥发，用于大型铸件或重要的铸件以及铸钢件。2．什么叫涂料？什么叫扑料？如何使用涂料和扑料？答；为提高铸件表面质量和防止铸铁表面粘砂，在铸型型腔和芯子外表刷上一层涂料，铸铁件多用石墨，铸钢件多用石英粉。为提高铸件质量，在湿型砂的型腔撒上一层干墨粉，称为扑料。3．铸铁熔炼应满足什么要求？熔炼过程中铁水成分会产生哪些变化？熔剂在冲天炉熔炼过程中起什么作用？答：铸铁熔炼应满足：1.熔融的金属的温度足够高；2.熔融金属的化学成分符合要求；3.融化率高；4.热能消耗少，成本较低。熔炼过程中铁水含碳量有所增加，硅、猛等合金元素含量有所烧损，杂质磷含量基本不变，硫有较大的增加（约50%）；熔剂可以降低渣的熔点，增加熔渣的流动性，使熔渣与铁水分离，使浮渣从渣口排出。4．铸件结构工艺性应有什么要求？答：1、铸件的外形应力求简化，造型时便于起模：（1）避免铸件的外形有侧凹；（2）尽可能使分型面为平面，去掉不必要的外圆角；（3）铸件上凸台和筋条的设计，应考虑其结构便于造型；2、铸件的外形应尽可能使铸件的分型面数目最少；3、在铸件上设计结构斜度；4、铸件内腔尽量不用或少用型芯，以简化铸造工艺；5、应考虑好型芯的稳固、排气顺畅和清理方便；6、应避免封闭内腔；7、合理设计铸件壁厚，尽可能壁厚均匀；8、铸件壁的连接方式要合理，要有合适的圆角且避免交叉和锐角连接；9、避免铸件收缩阻碍；10、避免大的水平面。六、铸造合金的流动性实验报告六、铸造合金的流动性实验报告六、铸造合金的流动性实验报告六、铸造合金的流动性实验报告一....根据实验情况填写下表。铸造合金流动性实验记录表组别合金种类浇注温度（℃）浇注压头（mm）流动（mm）要求温度实际温度第一组亚共晶铝硅合金71071095800共晶铝硅合金71071095450第二组共晶铝硅合金710710951000共晶铝硅合金780780951000第三组亚共晶铝硅合金780780951000亚共晶铝硅合金7807802851000第四组亚