工程材料实训报告.doc

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1、工程材料实训报告热加工工艺专用周教学计划本周实习内容主要是铸造、锻压、焊接。先说铸造吧！铸造：1.将液态金属浇注到与零件的形状和尺寸相适应的铸型空腔中,待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法。2.用于铸造的金属统称为铸造合金。铸造方法包括两大类：砂型铸造（最常用的方法）和特种铸造。铸造的优点：1•可以制成形状复杂、特别是具冇复杂内腔的毛坯，如箱体、汽缸体、床身、机座等，而且铸件的重量可轻仅几克，重达几百吨（铸件在液态下成型，因而可以制成各种形状复杂的铸件）。2.适应性强。工业中常用的金属材料（碳钢、合金钢、铸铁、铜合金、铝合金、镁合

2、金等），都可以用于铸造，其中应用最广的是铸铁；1•铸造所用的原材料来源广泛，价格低廉，设备投资小，铸件成本较低。因此，铸造方法是最常用的毛坯生产手段乙一，广泛应用于机器制造业屮。铸造生产存在的主要问题：2.生产过程较复杂，工序多，影响铸件质量的因素较多，所以废品率较高。特别是手工造型，劳动强度大，生产率低，铸件质量不够稳定；2•铸件质量问题不仅涉及铸型工艺，还与铸型材料、模具、合金种类、合金熔炼及浇注等因素密切相关，而这些因素在生产过程中较难综合、精确地控制,所以，铸件一般较容易出现成分和组织不太均匀、晶粒较粗、缩孔、缩松、气孔、夹渣

3、、砂眼等缺陷，使铸件的力学性能一般不如锻件高。合金的铸造性能铸造合金除具有符合耍求的物理、化学和力学性能外，还耍考虑它的铸造性能。合金的铸造性能是指在铸造生产中表现出来的工艺性能，它对获得合格铸件具有极大的影响。一、1.流动性及其对铸件质量的影响金属液充满铸型的能力称为流动性。合金的流动性好，容易充满铸型，能获得外形完整、轮廓清晰、尺寸精确、薄而复杂的铸件；合金凝固收缩时能得到补缩;此外还冇利于非金属合金的流动性杂质及气体的上浮和排除，使铸件的质量提高。相反，流动性差的合金,由于充型不好，可使铸件产生浇不足、冷隔、气孔和夹渣等缺陷。2

4、温度及铸型条件等。（2）化学成分位于共晶成分附近的合金，凝固温度低，凝固范围窄，流动性好；离开共晶点越远，凝固范围越宽，其流动性越差。这是由于枝晶发达，会嘛磕属液的流动。铸铁中的硅和磷可提高铁水的流动性，而硫则使铁液的流动性降低。在常用的铸造合金中，铸铁和有色合金的流动性较好，铸钢较差。（2）浇注温度提高浇注温度可使金属液的粘度下降，同吋因过热度大，金属液含热量增加，传给铸型的热量也增多，减慢了金属液的冷却速度，使合金的流动性提高。所以高温浇注是防止铸件产生浇不足、冷隔和某些气孔、夹渣等铸造缺陷的主要工艺措施。但过大地提高浇注温度，会

5、使合金的总收缩量增加，吸气增多，氧化严重，晶粒粗大，又会使铸件产生缩孔、缩松、粘砂和气孔等缺陷。（3）铸型条件含水量过高，导热性好，型腔薄而复杂，浇口截面小，直浇口过低，铸型排气不畅或透气性不好，都要降低合金的流动性。二、合金的收缩1・合金的收缩及其影响因素铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩。收缩能使铸件产生缩孔、缩松、内应力、变形和裂纹等缺陷，严重地影响铸件的质量。金属从浇注温度冷却到室温，要经历三个互相联系的收缩阶段：（1）液态收缩从浇铸温度冷却到凝固开始温度（液相线温度）的收缩（2）凝固收缩从凝固开始温度冷却

6、到凝固终止温度（固相线温度）的收缩（3）固态收缩从凝固终止温度冷却到室温的收缩。液态收缩和凝固收缩表现为合金的体积缩小，通常用体收缩率来表示，它们是使铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。固态收缩只引起铸件外部尺寸的变化,通常用线收缩率来表示，它是铸件产生内应力、变形和裂纹等缺陷的主要原因。铸件的收缩与合金的种类、化学成分、浇注温度和铸型条件等有关。（1）化学成分不同的铸造合金冇不同的收缩率。在常用合金中，铸钢收缩最大，灰铸铁最小。碳素钢随，C的增加，凝固收缩要增加，固态收缩略冇减少。灰铸铁由于大部分的碳是以石墨状态存在，因石墨比热容大，

7、在结晶过程中，析出石墨所产生的体积膨胀，抵消了一部分收缩。硅是促进石墨化的元素，所以碳硅含量越多，收缩就越小。硫能阻碍石墨的析出，使铸件的收缩率增大，若适当提高含猛量，可减小硫对石墨化的阻碍作用，使收缩率减小。但含猛量过高，也有阻碍石墨化的作用，又使铸铁的收缩率冇所增加。（2）浇注温度浇注温度越高，过热度越大，液态收缩增加。（3）铸型结构与铸型条件合金在铸型中并不是自由收缩，而是受阻收缩。其阻力来自两个方面：①铸件各部分冷速不同，相互制约而对收缩产生阻力；②铸型和型芯对收缩的机械阻力。显然，铸件的实际线收缩率比合金的自由线收缩率小。因

8、此，在设计模型时，应根据合金的材质，铸件的形状、尺寸等，选用适当的收缩率。2・缩孔和缩松（1）缩孔和缩松的形成液态金属在铸型内凝固时，如果收缩得不到补充，在铸件最后凝固的部位将形成孔洞，这种孔洞称为缩孔。缩孔可分为集中缩