材料的工艺性能.pptx

1.3.1 1.3.1 切削加工性能切削加工性能反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削反映用切削工具（例如车削、铣削、刨削、磨削等）对金属材料进行切削加工的难易程度。等）对金属材料进行切削加工的难易程度。切削加工性能一般用切削后的表面质量切削加工性能一般用切削后的表面质量(以表面以表面粗糙度高低衡量粗糙度高低衡量)和刀具寿命来表示。和刀具寿命来表示。影响切削加工性的因素很多：影响切削加工性的因素很多：主要有材料的化学成分、组织、硬度、韧性、导主要有材料的化学成分、组织、硬度、韧性、导热性和形变硬化等。热性和形变硬化等。此外，切削刀具的几何形状、耐磨性、切削速度此外，切削刀具的几何形状、耐磨性、切削速度等因素也影响切削加工性。等因素也影响切削加工性。金属材料具有适当的硬度金属材料具有适当的硬度(170HBS-230HBS)(170HBS-230HBS)和足和足够的脆性时切削性良好。够的脆性时切削性良好。改变钢的化学成分改变钢的化学成分(如加入少量铅、磷等元素如加入少量铅、磷等元素)和和进行适当的热处理进行适当的热处理(如低碳钢进行退火，高碳钢如低碳钢进行退火，高碳钢进行球化退火进行球化退火)可提高钢的切削加工性能。可提高钢的切削加工性能。如切削铜、铝等有色金属时，切削力小，切削很如切削铜、铝等有色金属时，切削力小，切削很轻快；轻快；切削碳钢就比合金钢容易些；切削碳钢就比合金钢容易些；切削不锈钢和耐热合金等困难就很大，刀具磨损切削不锈钢和耐热合金等困难就很大，刀具磨损也比较严重。也比较严重。1.3.2 1.3.2 锻造性能锻造性能金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻金属材料用锻压加工方法成形的适应能力称锻造性。造性。锻造性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗锻造性能主要取决于金属材料的塑性和变形抗力。力。塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越塑性越好，变形抗力越小，金属的锻造性能越好。反之则差。好。反之则差。金属的锻造性能取决于金属的本质和加工条金属的锻造性能取决于金属的本质和加工条件。件。碳钢的含碳量越低，锻造性能越好；随温度碳钢的含碳量越低，锻造性能越好；随温度的升高，金属的锻造性能提高。的升高，金属的锻造性能提高。1.3.3 1.3.3 铸造性能铸造性能铸造性能是指铸造成形过程中获得外形准铸造性能是指铸造成形过程中获得外形准确、内部健全铸件的能力，反映金属材料确、内部健全铸件的能力，反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度。熔化浇铸成为铸件的难易程度。用流动性、收缩性和偏析来衡量。用流动性、收缩性和偏析来衡量。流动性是指熔融材料的流动能力。流动性是指熔融材料的流动能力。主要受化学成分和浇注温度的影响，流动主要受化学成分和浇注温度的影响，流动性好的材料容易充满铸型型腔，从而获得性好的材料容易充满铸型型腔，从而获得外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件；外形完整、尺寸精确、轮廓清晰的铸件；收缩性是指铸件在冷却凝固过程中其体积收缩性是指铸件在冷却凝固过程中其体积和尺寸减少的现象，铸件收缩不仅影响其和尺寸减少的现象，铸件收缩不仅影响其尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应尺寸，还会使铸件产生缩孔、疏松、内应力、变形和开裂等缺陷；力、变形和开裂等缺陷；偏析是指铸件内部化学成分和显微组织的偏析是指铸件内部化学成分和显微组织的部均匀现象，偏析严重的铸件其各部分的部均匀现象，偏析严重的铸件其各部分的力学性能会有很大差异，降低产品质量。力学性能会有很大差异，降低产品质量。常用金属中灰铸铁的铸造性能好。常用金属中灰铸铁的铸造性能好。1.3.4 1.3.4 焊接性能焊接性能金属材料对焊接加工的适应性称焊接性。也就是金属材料对焊接加工的适应性称焊接性。也就是在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的在一定的焊接工艺条件下，获得优质焊接接头的难易程度。难易程度。评价焊接性的指标：评价焊接性的指标：一是焊接接头产生缺陷的倾向性；一是焊接接头产生缺陷的倾向性；二是焊接接头的使用可靠性。二是焊接接头的使用可靠性。在机械工业中，焊接的主要对象是钢材。在机械工业中，焊接的主要对象是钢材。含碳量是焊接性好坏的主要因素。含碳量是焊接性好坏的主要因素。低碳钢和含碳量低于低碳钢和含碳量低于0.18%0.18%的合金钢有较好的焊接的合金钢有较好的焊接性能，含碳量大于性能，含碳量大于0.45%0.45%的碳钢和碳质量分数大于的碳钢和碳质量分数大于0.35%0.35%的合金钢的焊接性能较差。的合金钢的焊接性能较差。含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越含碳量和合金元素含量越高，焊接性能越差。差。低碳钢的焊接性最好，各种焊接方法都可低碳钢的焊接性最好，各种焊接方法都可获得优良的焊接接头。中、高碳钢随含碳获得优良的焊接接头。中、高碳钢随含碳量的增加，焊接性变坏，通常需要采取焊量的增加，焊接性变坏，通常需要采取焊前预热和焊后热处理等措施。前预热和焊后热处理等措施。1.3.5 1.3.5 热处理性能热处理性能热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和产生热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和产生热处理缺陷的倾向热处理缺陷的倾向.主要包括淬透性、回火稳定性、回火脆性及氧化主要包括淬透性、回火稳定性、回火脆性及氧化脱碳倾向性和淬火变形开裂倾向性等。脱碳倾向性和淬火变形开裂倾向性等。其中主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。其中主要考虑其淬透性，即钢接受淬火的能力。含锰、铬、镍等合金元素的合金钢淬透性比较好，含锰、铬、镍等合金元素的合金钢淬透性比较好，碳钢的淬透性较差。碳钢的淬透性较差。铝合金的热处理要求较严，它进行固溶处理时加铝合金的热处理要求较严，它进行固溶处理时加热温度离熔点很近，温度的波动必须保持在热温度离熔点很近，温度的波动必须保持在55以内。铜合金只有几种可以用热处理强化。以内。铜合金只有几种可以用热处理强化。1.4 1.4 材料的经济性能材料的经济性能 材料的经济性能是指在满足使用性能的前材料的经济性能是指在满足使用性能的前提下，选用零件材料时尽量选用价格比较提下，选用零件材料时尽量选用价格比较便宜的材料，注意降低零件的总成本。便宜的材料，注意降低零件的总成本。材料的经济性能主要从以下几个方面考虑：材料的经济性能主要从以下几个方面考虑：1.1.材料本身价格应低材料本身价格应低通常情况下材料的直接成本为产品价格的通常情况下材料的直接成本为产品价格的30%-70%30%-70%。材料的相对价格材料的相对价格材材 料料相对价格相对价格材材 料料相对价格相对价格碳素结构钢碳素结构钢低合金结构钢低合金结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢易切削钢易切削钢合金结构钢合金结构钢铬镍合金结构钢铬镍合金结构钢滚动轴承钢滚动轴承钢弹簧钢弹簧钢1 11.2-1.71.2-1.71.4-1.51.4-1.52 21.7-1.91.7-1.93 32.1-2.92.1-2.91.6-1.91.6-1.9碳素工具钢碳素工具钢低合金工具钢低合金工具钢高合金工具钢高合金工具钢高速钢高速钢铬不锈钢铬不锈钢铬镍不锈钢铬镍不锈钢普通黄铜普通黄铜球墨铸铁球墨铸铁1.4-1.51.4-1.52.4-3.72.4-3.75.4-7.25.4-7.213.5-1513.5-158 8202013132.4-2.92.4-2.92.2.材料加工费用应低材料加工费用应低非金属材料（如塑料）加工性能好于金属材非金属材料（如塑料）加工性能好于金属材料，有色金属的加工性能好于钢，钢的加工料，有色金属的加工性能好于钢，钢的加工性能好于合金钢。性能好于合金钢。材料的加工费用应从以下几个方面考虑：材料的加工费用应从以下几个方面考虑：（1)1)成型方法成型方法 在满足零件性能要求的前提下，能铸代锻，在满足零件性能要求的前提下，能铸代锻，能焊代锻。能焊代锻。（2)2)加工工艺路线加工工艺路线（3)3)现有生产条件现有生产条件在金属材料中，碳钢和铸铁的价格是比较低廉的，在金属材料中，碳钢和铸铁的价格是比较低廉的，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁（尤其是球墨铸铁），不仅具有较好的加工工铁（尤其是球墨铸铁），不仅具有较好的加工工艺性能，而且可降低成本。艺性能，而且可降低成本。