变形速度对金属锻造性有何影响?

如题所述

1. 铸件的温度场是指在凝固和冷却的某一瞬间,铸件横断面上的温度分布状态。凝固方式有三种:逐层凝固、糊状凝固和中间凝固。逐层凝固是指固相区从铸件表面向内部逐层发展的过程;糊状凝固是指凝固区较宽,贯穿整个铸件断面;中间凝固是指凝固区域较宽,并迅速扩展至铸件中心。
2. 合金的充型能力是指液态合金充满型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。合金的流动性是指合金本身的流动能力。充型能力是考虑铸型及其他工艺因素影响的液态合金的流动性。提高合金的充型能力的方法包括选用共晶成分合金或结晶温度范围小的合金,提高金属液的凝固质量等。
3. 顺序凝固原则是采用各种工艺措施,使铸件各部分按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固。该原则适用于收缩大或壁厚差别较大的合金铸件,如铸钢、高强度灰铸铁等。同时凝固原则是采用相应工艺措施使铸件各部分温度均匀,在同一时间内凝固。该原则适用于收缩小的灰铸铁。
4. 热应力是由于铸件上壁厚不均匀的各部分冷却速度和线收缩量不均匀,相互阻碍收缩而引起的应力。机械应力是由于铸件的固态收缩受到铸型、型芯、浇口、冒口等外因的机械阻碍而产生的应力。热应力在铸件冷却至室温后仍残留在铸件内的不同部位,是一种残留应力。
5. 铸件的结构工艺性是指在保证铸件质量的前提下铸造的难易程度。铸件的结构在满足使用要求的前提下应使铸造工艺流程中各工序操作简便,效率提高,成本降低,质量易于保证。具体要求包括铸件外形应尽量避免侧凹、分裂面为平面、减少分型面的数目、凸台、肋等结构应便于起模等。
6. 从合金的铸造性能方面考虑,为避免有关铸造缺陷,对铸件结构的要求包括铸件应有合适的壁厚,壁厚力求均匀,内壁厚度应略小于外壁厚度,壁厚分布应符合顺序凝固原则等。
7. 灰铸铁的力学性能较差,抗拉强度很低,塑性近于零,硬度极低,抗拉强度比碳钢低很多,几乎无韧性,但石墨对基件承受压应力的有害影响较小,故灰铸铁的抗压强度和硬度与基件相近。灰铸铁广泛应用于制造工作在磨擦条件下,要求吸收振动的形状复杂的支座类铸件,如机床床身、导轨、机座及缸盖等。
8. 球墨铸铁的强度和塑性比灰铸铁高,因为球墨铸铁的正常组织是细小圆整的石墨球加金属基件,石墨的利用率可达70%-90%,因此球墨铸铁的力学性能比灰铸铁高得多,抗拉强度甚至可以和钢媲美,塑性和韧性也大大提高。球墨铸铁的制造包括严格控制化学成分、提高铁液出炉温度、进行球化处理、进行孕育处理、球墨铸铁流动性较差,收缩较大,因此需要较高的浇注温度及较大的浇注系统尺寸等。
9. 铸钢的铸造性能较差,因为熔点高而使钢液易氧化,流动性差,收缩大。铸钢的铸造较困难,常出现缩孔、缩松、残留应力、裂纹等缺陷。铸钢的晶粒粗大,韧性低于同成分的锻钢,铸造中需采取比铸铁更复杂的工艺措施。铸钢件铸后一般进行退火和正火处理,以细化晶粒,改善铸态组织,消除铸造应力,提高力学性能。
10. 冷变形是在再结晶温度以下进行的变形,热变形是在再结晶温度以上进行的变形。冷变形金属表现出加工硬化现象,热变形金属的加工硬化随即被再结晶所消除。
11. 冷变形强化对金属的组织和性能的影响是强度和硬度提高,塑性和韧性下降。在生产中,可以通过冷轧、冷挤压、冷拔和冷冲压方法,在变形的同时提高其强度和硬度。
12. 再结晶可以完全消除塑性变形变形所引起的硬化现象,并使晶粒得到硬化,力学性能甚至比塑性变形前更好。
13. 锻造流线的存在对金属的力学性能的影响是表现为各向异性,即不同方向上的力学性能有所不同。在机械零件设计中,应考虑流线与工件最大拉应力方向一致、流线与切应力、冲击力方向垂直、沿工件外轮廓连续健分布等。
14. 衡量金属的塑性加工性能的方法是综合考虑金属的塑性和变形抗力。提高金属塑性加工性能的措施包括选用纯金属或杂质较少的金属合金件为锻件、使金属处于单相不纯和固溶体状态、提高锻件的温度、采用挤压加工等。
15. 冲孔和落料的相同点是两个工序的坯料变形分离过程和模具结构都是一样的。冲孔是在板料上冲出洞,以获得带孔的制件;落料是为了获得具有一定的形状和尺寸的落料件。确定冲裁模具的尺寸的方法是冲落件的直径和凹模直径相同,板料上冲出孔的直径与凸模相同,二者直径相差的数值为模具的双面间隙值Z。
16. 弯曲时板料受力和变形的过程包括冲头下降与板料接触后,板料开始弯曲,随着凸模下压,弯曲半径减小,板料外侧与凹模工作表面的接触距离缩短,凸模继续下压,板料内侧开始与凸模的工作表面接触,此后板料向相反方向弯曲,弯曲半径继续减小,最后板料与凸模、凹模完全贴合。易产生的缺陷或废品包括拉裂和弹复现象。防止拉裂的措施是选用强度高而塑性好的材料,限制弯曲半径使实际弯曲半径大于最小弯曲半径。防止弹复的措施包括改变模具尺寸、改变模具的结构、采用拉弯工艺等。
17. 板料弯曲产生弹复现象的原因是外加载荷去除后塑性变形保留下来,而弹性变形要恢复,从而使板料产生与弯曲方向相反的变形。影响弹复值大小的因素有材料的力学性能、弯曲半径、弯曲角等。控制弹复现象的措施包括改变模具尺寸、改变模具的结构、采用拉弯工艺等。
18. 钢材熔焊焊缝中的有害元素有氢、氧、氮、硫、磷等。这些有害元素会使焊缝金属性能脆化,氢、硫、磷会引起裂纹,氢和氮还会导致气孔。控制这些有害元素的方法包括焊接前清除工件待焊处的锈、水、油污,按规定的参数烘干焊条、焊剂,焊接时采取措施保护熔滴、溶池的液体金属和高温的焊缝金属,防止空气进入等。
19. 焊接接头包括焊缝、熔合区和焊热影响区。熔合区化学成分不均匀,组织粗大,往往是粗大的过热组织或粗大的淬硬组织,因此其性能是焊接接头中最差的。
20. 影响焊接接头性能的因素包括焊接材料、焊接方法、焊后热处理等。此外,接头形式、工件厚度、施焊环境温度和预热等均会影响焊后冷却速度,从而影响接头的组织性能。
21. 焊条型号E4303、E5015和焊条牌号J422、J507的含义如下:E表示焊条,数字表示熔敷金属抗拉强度,数字后的字母表示焊条适合于金属位置焊接,数字后的数字表示焊接电流种类及药皮类型。
22. 碱性焊条与酸性焊条的性能不同之处在于:碱性焊条力学性能好、抗裂性能好、工艺性能差、对锈、油、水的敏感性大、易出气孔、产生有毒气体和烟尘。
23. 结构钢焊条的选用方法一般是根据母材的抗拉强度,按“等强”原则选择相同强度等级的焊条。焊接Q235、20、45、16Mn(Q235)应选用J422、J507等牌号的焊条。
24. 埋弧自动焊与焊条电弧焊相比的特点是生产率高、成本低、焊接质量好且质量稳定、劳动条件好、适应性较差、设备较复杂。应用范围不同之处在于埋弧自动焊适用于成批生产的中、厚板结构的长直缝及较大直径的环缝的平焊和平角焊,而焊条电弧焊适用于单件小批生产,用于厚度2mm以上、各种焊接位置短的、不规则的焊缝,以及焊机不能到达部位
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