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金屬材料的工藝性能有哪些?(一)

時間:2024/12/2閱讀:38
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金屬材料的工藝性能有哪些?(一)

     在鑄造、鍛壓、焊接、熱加工等加工前后過程中,一般還要進行不同類型的熱處理,因此一個由金屬材料制得的零件其加工過程十分復雜。工藝性能直接影響零件加工后的質量,是選材和制定零件加工工藝路線時應當考慮的因素之一。

1. 鑄造性能
將熔煉好的金屬澆注到與零件形狀相適應的鑄型空腔中,冷卻凝固后獲得鑄件的方法
稱為鑄造。常用的鑄造合金有鑄鐵、鑄鋼和鑄造有色金屬。金屬材料鑄造成形獲得優良鑄件的能力,即合金鑄造時的工藝性能稱為鑄造性能,通常是指流動性、收縮性、鑄造應力、偏析和吸氣傾向以及冷熱裂紋傾向等。

1) 流動性
熔融金屬的流動能力稱為流動性。流動性好的金屬容易充滿鑄型,從而獲得外形完整、
尺寸精確、輪廓清晰的鑄件。液態合金具有良好的流動性,不僅易于獲得形態復雜、輪廊清晰的薄壁鑄件,而且有利于氣體和夾雜物在凝固過程中向液面上浮和排除,有利于補縮,從而能有效地防止鑄件出現冷隔、澆不足、氣孔、夾渣和縮孔等鑄造缺陷。影響合金流動性的因素很多,其中主要是合金的化學成分、澆注溫度和鑄型填充條件。

2) 收縮性
鑄件在凝固和冷卻過程中,其體積和尺寸減少的現象稱為收縮性。鑄件收縮不僅影響
尺寸,還會使鑄件產生縮孔、疏松、內應力、變形和開裂等缺陷。故鑄造用金屬材料的收縮率越小越好。由于鑄件在凝固過程中的收縮作用而導致鑄件產生縮孔和疏松,從而使鑄件的承載能力和氣密性下降,因此必須設法防止。當鑄件內應力超過合金的強度極,鑄件就會產生裂紋。根據產生裂紋的不同溫度,可把裂紋分為熱裂和冷裂兩種。

硫和磷在碳鋼中都是十分有害的雜質元素。隨著含量增加,鑄鋼的抗裂性能明顯下降。
鑄件中硅、錳的存在(含硅量在0.1%~0.6%之間,含錳量在0.1%以下)皆使鑄鋼的抗裂性能提高。而氧、氮、氫則使鋼的抗裂性能下降。對碳鋼及合金鋼進行微合金化和變質處理,可以大大提高鑄鋼件的抗裂強度。常用的元素有釩、鈦、鈮、鋯、鈰、鈣、硼等。尤其是稀土元素對提高鑄鋼的抗裂性能有良好的作用。鋼中的碳、鉻、鎳等元素雖可提高鋼的強度,但卻降低了鋼的導熱系數,因而增大鋼的冷裂傾向。

3) 偏析
金屬凝固后,鑄錠或鑄件化學成分和組織的不均勻現象稱為偏析。各部分的力學性能
有很大的差異,降低鑄件的質量。

2. 鍛造性能
金屬材料用鍛壓加工方法成形的適應能力稱鍛造性。鍛造性能主要取決于金屬材料的
塑性和變形抗力。塑性越好,變形抗力越小,金屬的鍛造性能越好。銅合金和鋁合金在室溫狀態下就有良好的鍛造性能。碳鋼在加熱狀態下鍛造性能較好。其中低碳鋼*好,中碳鋼次之,高碳鋼較差。低合金鋼的鍛造性能接近于中碳鋼,高合金鋼的較差。鑄鐵鍛造性能差,不能鍛造。

待續

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