机械加工过程中的材料理论作业整理
第一次课
1. 如何划分切削过程的三个变形区?
解答:
对塑性金属进行切削时,切屑的形成过程就是切削层金属的变形过程。塑形金属切削过程中切屑的形成过程有三个变形区: 1、第一变形区(剪切滑移); 2、第二变形区(纤维化); 3、第三变形区(纤维化与加工硬化)。
第一变形区:变形量最大。第二变形区:切屑形成后与前刀面之间存在压力,所以沿前刀面流出时有很大摩擦,所以切屑底层又一次塑性变形。第三变形区:已加工表面与后刀面的接触区域。
这三个变形区汇集在切削刃附近,应力比较集中,而且复杂,金属的被切削层在此处于工件基体分离,变成切屑,一小部分留在加工表面上。
第一变形区(近切削刃处切削层内产生的塑性变形区)金属的剪切滑移变形 切削层受刀具的作用,经过第一变形区的塑性变形后形成切屑。切削层受刀具前刀面与切削刃的挤压作用,使近切削刃处的金属先产生弹性变形,继而塑性变形,并同时使金属晶格产生滑移。
第二变形区(与前刀面接触的切屑层产生的变形区)内金属的挤压磨擦变形 经过第一变形区后,形成的切屑要沿前刀面方向排出,还必须克服刀具前刀面对切屑挤压而产生的摩擦力。此时将产生挤压摩擦变形。
第三变形区(近切削刃处已加工表面内产生的变形区)金属的挤压磨擦变形 已加工表面受到切削刃钝圆部分和后刀面的挤压摩擦,造成纤维化和加工硬化。 ? 2. 切削过程中加工表面热过程的特点?
解答:切削金属时,被切削的金属在刀具的作用下,发生弹性和塑性变形而耗功,以及由于切屑剪切变形所作的功和刀具前面、后面摩擦所作的功都转变为热,这种热叫切削热。使用切削液时,刀具、工件和切屑上的切削热主要由切削液带走;不用切削液时,切削热主要由切屑、工件和刀具带走或传出。切削热的来源又三个变形区产生弹性变形功、塑性变形功所转化的热量Q变;切削与刀具摩擦功、工件与刀具摩擦功所转化的热量Q摩所组成。产生的热量再传散到切屑Q屑、工件Q工、刀具Q刀、和介质Q介中。
3. 结合本人所从事的机械加工方面的研究和生产工作,分析加工过程中的力、热、塑变,以及组织、性能变化。
第二次课
? 1. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。
解答:晶带轴[uvw]与该晶带的晶面(hkl)之间存在以下关系:hu+kv+lw=0;
将晶带轴[001]带入,h*0+k*0+l*1=0,当l=0时对任何h,k取值均能满足上式故晶带轴[001]的所有晶带面的晶面指数一般形式为(hk0)。
2. 归纳总结三种典型的晶体结构的晶体学特征。(材料科学基础课本和笔记)
3. 若将一位错线的正向定义为原来的反向,此位错的柏氏矢量是否改变?位错的类型性质是否变化?
4. 位错一般分为哪两种,各有何特征?
5. 位错的运动形式有哪些?
解答:位错的运动方式有两种最基本形式,即滑移和攀移。
一 位错的滑移 位错沿着滑移面的移动称为滑移。位错在滑移面上滑动引起滑移面上下的晶体发生相对运动,而晶体本身不发生体积变化称为保守运动。这又包括刃位错的滑移、螺位错的滑移、混合型位错的滑移。
二 位错的攀移 刃型位错除可以在滑移面上滑移外,还可在垂直滑移面的方向上运动即发生攀移。攀移的实质是多余半原子面的伸长或缩短。攀移与滑移不同,攀移时伴随物质的迁移,需要空位的扩散,需要热激话,比滑移需要更大能量。低温攀移较困难,高温时易攀移。攀移通常会引起体积的变化,故属非保守运动。
6. 试述大角度晶界和小角度晶界的区别。(材料科学基础课本和笔记)
解答:小角度晶界取向差θ小于10~15度,可以看作由一系列位错所组成。大角度晶界两侧晶粒的取向差较大,但过渡区很窄,原子排列不规则,很难用位错模型来描述。
第三次课
? 1. 什么是滑移带?
解答:将一个表面抛光的单晶体进行一定的塑性变形后,在光学显微镜下观察,发现抛光表面有许多平行的线条,成为滑移带。每条滑移带由许多聚集在一起的相互平行的滑移线组成,这些滑移线实际上是晶体表面产生的小台阶。
2. 晶界对室温及高温变形过程有何影响?
解答:晶界----阻碍位错运动----a.强度升高b.位错塞积----应力集中------塑性下降。
由于室温情况下,晶界强而晶粒本身弱,晶界在室温下阻碍位错滑移,而高温情况下,晶界弱而晶粒强,故除了晶粒内滑移,相邻两个晶粒还会沿着晶界发生相对滑移,此称为晶界滑动。
3. 塑性变形对组织、性能有何影响?
解答:一.组织:a.塑性变形---晶粒延形变方向拉长-----纤维组织;b.塑性变形-----位错密度增加-----不均匀分布-----位错胞(胞壁高密度位错、胞内位错很少)c.变形织构:(丝织构和板织构)各向异性
二.残余应力和点阵畸变
三.性能:a加工硬化b.其他物理化学性能变化:密度、热导率下降;化学活性增加,加快腐蚀速度;导磁率、导电率和电阻温度系数下降;电阻率上升。
组织:(1)晶粒发生变形。发生塑性变形后,晶粒沿形变方向被拉长或被压扁。
(2)亚结构形成。发生较大变形时,由于位错的密度增大和发生交互作用,大量位错堆积在局部区域,使晶粒内产生亚晶粒。
(3)形变织构产生。当塑性变形发生到70%以上时,由于晶粒发生转动,使各晶粒的位向趋于一致,形成特殊的择优取向,这种有序化的结构叫做形变织构。
性能:(1)形变强化。发生塑性变形,随着形变的增大,金属的强度和硬度显著提高,塑性和韧性明显下降。
(2)产生各向异性。由于纤维组织和形变织构的形成,使金属的性能产生各向异性。
(3)物理化学性能变化。塑像变形可影响金属的物理化学性能,如使电阻增大,耐腐蚀性降低。
(4)产生残余内应力。由于金属在发生塑性变形时,金属内部变形不均匀,位错,空位等晶体缺陷增多,金属内部会产生残余内应力。
4. 回复过程中,组织、性能有何变化?
解答:将冷变形的金属加热到0.5Tm的温度进行保温,用高温显微镜观察组织随时间的变化,就会发现这种变化基本上可分为三个阶段。
回复阶段:显微组织无明显变化,机械性能变化不大,仅有某些物理性能发生了较为显著的变化(电阻),内应力基本消除。 中温回复:其主要机制是位错滑移导致位错重新组合,以及异号位错会聚而互相抵消。
高温回复:高温回复机制为多边化。 5. 动态再结晶和静态再结晶有何区别?
解答:再结晶指冷变形金属在再结晶温度以上退火时,由新的无畸变的晶粒取代变形晶粒的过程。再结晶不是相变过程,它只有组织变化而没有晶体结构的变化。热变形(再结晶温度以上的变形)过程中发生的再结晶称动态再结晶,热变形后靠金属余温发生的再结晶称静态再结晶。
动态再结晶发生在热变形过程中,即在再结晶温度以上加工。而静态再结晶是冷变形金属在后期的热处理过程中,如退火..晶粒由于应变储能释放发生再结晶。
第四次课 1. 滑移带在分析切削区域塑性变形中的作用?
解答:由一组平行的滑移线构成的带。当晶体在切应力作用下产生滑移时, 在晶体表面形成显微台阶,在显微镜下观察时是一些细线,称滑移线,滑移线常成组出现,形成滑移带 。滑移带是晶体发生塑性变形的重要特征。材料的塑性变形越严重的区域,滑移带越密,扩展越长,而且常出现表征多重滑移引起的滑移带网。一个滑移带中有很多滑移层,变形时,滑移带由无到有,由浅到深(滑移层增多,意味着整个滑移带滑移量增加)由短到长(滑移层的滑移量)数目由少到多,可以看出整个形变过程是不连续的。
2. 分析切削过程中位错的特点?
解答:1)切削是一种特殊的塑性变形和破坏形式。
? 变形速度高 103~106 /s,(静载10-3~10-4 /s )
——与切削速度和切削层厚度相关
? 压力非常大1.96×103MPa
? 位错机理具有与静载条件下不同的规律性。
2)位错运动速度是切削变形速度的函数,即与切削速度和切下层的厚度有关。
3)位错停滞机理与作用应力和位错运动速度有关。
? 低速1~10m/s,热激活特征 流变应力—(位错-障碍)
? 高速 硬化—(位错-晶格)
4) 切削温度-塑性变形热+摩擦热
? 平均温度 0.2~0.4Tm,硬化和回复
? 接触区局部温度 0.5~0.6Tm热激活 软化
5)切削材料-多晶体、杂质、结晶缺陷
? 影响塑性变形和硬化过程
6)位错密度高,生成速度快
7)分析切削位错机理最有前途的方法——统计方法——中和结构特征,用平均值描述
8)由滑移带的取向、长度和密度来描述金属不同晶粒中滑移面的结晶学取向和塑性变形进行的特征。
3. 切削条件对位错密度有何影响?
解答:影响位错运动的重要因素是切削条件, 它与工件材料性能、刀具几何参数及材料、切削用量等有关密切关系。(1)作用在切削区域的载荷愈小和作用时间愈短,则位错密度和硬化深度愈小。(2)随切削速度的增加和切削深度的减小,加工表面位错密度和硬化层深度减小。
4. 切削区域中位错结构如何演化?
解答:当切削金属以速度V 刀具移动时, 受到切削刃及前刀面的挤压, 在剪切区之前主要受到压应力作用, 其值越接近剪切区时越大。应变的加剧使晶体内原子排列和缺陷分布大量改组, 产生广泛的位错增列和运动。此外, 随受压应力的方向逐渐旋转(图3), 其结果使位错发生交截和塞积, 形成位错缠结。随着压缩变形的增大, 使大量的位错聚集在一起发展成为亚晶胞和网络结构。另外, 切削过程中切削层受力的不均匀性也会造成变形后位错密度分布不均,形成网络。
5. 如何用位错理论解释切屑形成过程?
解答:位错是晶体原子排列的一种线缺陷, 这种金属缺陷大量分布在材料内部, 它们在剪应力作用下能够从晶体中移出晶界表面,
在剪切面上产生一个剪切位移, 切削层金属即借这种晶体内部的位错运动而发生剪切滑移现象
这种亚细胞和网络结构与剪切过程中形成剪切阵面和层片结构直接有关。在未产生变形前, 材料中由于压缩变形产生大量位错, 其密度随切削层金属接近刀尖部分而增大。当材料进入到剪切区后, 这些位错就在切削刃所施加的剪应力作用下, 在材料内部扩展、延伸开来, 由刃前区扩展到切削层中, 产生剪切阵面, 使切削层金属发生塑性变形, 最终形成切屑沿前刀面流出。
6. 如何用位错理论说明工件表面层的特征?
解答:(1)已加工表面滑移带密度的改变。预先硬化层早已具有位错源,有继续运动的能力。当外加载荷作用在具有位错源的金属上时,旧的位错继续运动——位错遗传效果。
(2)切屑外表面的宏观轮廓B=bn.金属层沿着滑移平面相对滑动,产生台阶。
(3)已加工表面的微观轮廓
已加工表面的微观不平度与塑性变形相关
a.切屑分离处的塑性变形及裂纹的分叉
裂纹表面中位错的发射,在表面形成微观台阶
b.后刀面与加工表面的摩擦引起的塑性变形
塑性变形产生的位错在表面的露头形成了剪切台阶
当外加载荷作用在具有位错源的金属上时,旧的位错继续运动——位错遗传效果。金属层沿着滑移平面相对滑动,产生台阶。已加工表面的微观不平度与塑性变形相关:切屑分离处的塑性变形及裂纹的分叉,裂纹表面中位错的发射,在表面形成微观台阶;后刀面与加工表面的摩擦引起的塑性变形,塑性变形产生的位错在表面的露头形成了剪切台阶。
7、如何减小难加工材料内位错运动的障碍?
解答:减少表面粗糙度,使位错在表面露头,增加表面位错源的数量。外表面会阻碍位错在表面上露头,表面层中原子距离与晶内不同,位错在表面上露头会形成新的台阶(表面能增加)氧化膜对表面位错形成产生阻碍。
外表面对位错有明显的栅栏作用,提高了金属的屈服极限,刀具耐用度降低。使用含有表面活性物质的冷却润滑液时,由于活性物质的分子吸附,有增塑作用,使表面易于产生位错露头,提高刀具耐用度。
8、如何通过切下层外表面溶解提高难加工材料的加工性?
解答:由于外表面会阻碍位错在表面上露头,对位错有明显的栅栏作用,所以采用电解切削的方法,减小表面对位错的阻碍作用,促进位错在表面露头,使位错源的数量在接近表面处比试件内部多得多。
9、超声波切削的优点是什么?
解答:切削力小,加工精度高,
第五次课
1. 固态相变的特点?
解答:固态相变:指固体材料的组织、结构在外界条件(如温度、压力等)发生变化时所发生的转变。与气态相变、金属液态结晶发生的相变相比,固态相变具有自身的一些特
点:(1)相变阻力大① 界面能增加② 弹性应变能增加③ 扩散困难;
(2)新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系;
(3)惯习现象:新相沿特定的晶向在母相特定晶面上形成;
(4)母相晶体缺陷促进相变(晶格畸变、自由能升高、促进形核及相变);
(5)易出现过渡相。
2. 相界面、界面能、应变能、取向关系、惯习面含义?
解答:(1)相界面:不同相晶体晶粒之间的界面。(共格界面、半共格界面和非共格界面)
(2)界面能 :由于新相与母相的点阵常数总会存在差异,在共格界面两侧必然存在一定的弹性应力场。
(3)应变能 应变能包括共格应变能和体积应变能。
(4)取向关系:固态相变时,为了降低母相与新相之间的界面能,新相的某些低指数晶
面与母相的某些低指数晶面平行。
(5)固态相变时,为了降低界面能和维持共格关系,新相往往在母相的一
定晶面上开始形核.这个与所生成新相的主平面或主轴平行的母相晶面
称为惯习面,而晶向则称为惯习方向,这种现象叫做惯习现象。
3. 固态相变的分类及主要特征?
解答:
1.按原子迁移特征分类——
① 扩散型相变 依靠原子(或离子)的扩散的相变,例如脱溶沉淀、调幅分解、共析转变等;依靠原子(或离子)的扩散的相变,例如脱溶沉淀、调幅分解、共析转变等;
主要特点:
温度足够高,原子(或离子)活动足够强时,才能发生扩散性相变。
② 非扩散型相变 原子(或离子)只作有规律的迁移使点阵发生改组的相变。例如马氏体相变
原子(或离子)只作有规律的迁移使点阵发生改组的相变。例如马氏体相变
主要特点:
① 迁移时,相邻原子相对移动距离不超过原子间距;
② 相邻原子的相对位置保持不变。
③ 这类相变均在原子或离子不能扩散的低温下进行!
2. 按相变方式分类
① 形核长大型(有核相变) :
通过 形核 - 长大 两个阶段进行的相变。
主要特点:
新相与母相之间有明显的界面,大部分的固态相变属于此类!
② 连续型(无核相变) :
通过 扩散偏聚 进行的相变,相变以固溶体中的 成分起伏 为开始,通过上坡扩散上坡扩散 ,使浓度差越来越大。
主要特点:
新相与母相之间没有明显的相界面。(如 调幅分解 )
4. 固态相变的形核和长大及控制因素?
解答:形核
在固态相变中,当—个或几个新相由母相中形成时,其过程大体分为成核和长大两个阶段,核往往是以经典成核的方式靠热激活使核胚达到临界尺寸。无扩散型相变为非热激活成核,称为非热成核或变温成核,即在过冷度不大时那些尺寸较小达不到临界值的核胚,在快冷时由于过冷度突然增大,而使它们超过临界值成为晶核。也有不需要成核的固态相变,如调幅分解,它在整个固溶体内均匀地发展成为结构相同而成分不同又无明确界限的两相,只有溶质的贫化和富化,并无成核过程。 研究指出,固态相变与液态金属结晶过程类似,很少发生均匀成核,新相核心主要是在母相的晶界、层错、位错等晶体缺陷处形成。因此称为非均匀成核
均匀成核应变能和表面能增大时,临界核胚增大,成核功升高。因此具有低的界面能但有高的应变能的的共格核胚,倾向于呈盘状或片状。而具有高的界面能但有低的应变能的非共格核胚,则易成等轴状。如因体积胀大而引起的应变能较大或界面能的异向性很显著时,也可呈片状或针状。
非均匀成核金属固态相变多为非均匀成核,各种晶体缺陷均可作为成核位置,缺陷储存的能量可使成核功降低,因而比均匀成核要容易得多。(一)空位 空位通过影响扩散或利用本身能量提供成核驱动力而促进成核。此外空位群可凝聚成位错而促进成核。空位对成核的第一章 金属固态相变特征促进作用已为很多实验所证实。二)位错 当晶体中存在较高的位错密度时,固态相变很难以均匀成核进行。(三)晶界 大角晶界具有较高的界面能,在晶界上成核可利用晶界能量,使成核功降低,因此固态相变易在晶界上成核。 晶界成核时,新相与母相的—个晶粒形成共格或半共格界面,以降低界面能,减少成核功。共格一侧具有平直界面,和母相具有一定的位向关系。由于大角晶界两侧的晶粒通常没有对称关系,故晶核一般不可能同时与两侧晶粒共格,而是一侧共格,另一侧非共格。
长大
新相的长大机制与晶核的界面结构有关,具有共格、半共格或非共格界面的的晶核,长大机制各不相同。
1)、半共格界面的迁移
因为半共格界面具有较低的界面能,故长大过程中往往继续保持为平面。晶核长大时,界面作法向迁移,半共格界面上的界面位错亦随之移动
2)、非共格界面的迁移
非共格界面处原子排列混乱,为不规则排列的过渡薄层
3)、扩散型相变与无扩散型相变
5. 如何解释等温转变动力学曲线图?
解答:C曲线上部的水平线A1是奥氏体和珠光体的平衡温度。
下部的两条水平线分别表示奥氏体向马氏体转变的开始温度Ms和终了温度Mf。
上述的两条曲线和三条水平线将整个图形划分成六个区域。在A1点以上为稳定奥氏体区;在等温转变开始线与纵坐标轴之间,A1线以下,Ms以上区间为过冷奥氏体区;在等温转变终了线以右为过冷奥氏体的转变产物区;在两条曲线之间为过冷奥氏体加转变产物的共存区;在Ms线~Mf线之间为马氏体与过冷奥氏体共存区;Mf线以下为马氏体区。
共析钢的C曲线由上至下可分为三个转变区:在A1~550℃之间的珠光体转变区(高温转变);在550℃~Ms之间的贝氏体转变区(中温转变);在Ms~Mf之间的马氏体转变区(低温转变)。
从纵坐标至过冷奥氏体转变开始线之间的水平距离称为孕育期。随着等温温度的不同,孕育期的长短也不同。在曲线的“鼻尖”处(约550℃)孕育期最短,过冷奥氏体的稳定性最小。
第六次课
? 2. 钢加热过程中,影响奥氏体化过程的因素有哪些?
温度:形核率与线长大速度随温度升高而增加
碳含量:A形成速度随C%增加而增加
原始组织:P中Fe3C片厚度和颗粒大小影响A形成过程及速度
片状大于颗粒状;片层越小,速度越大
合金元素:改变临界点位置、影响C扩散速度;形成各种碳化物(K)
3. 亚共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线包括哪几个区?
解答:包括过冷奥氏体区、转变产物区、转变产物共存区。(详见工程材料课本)
4. 珠光体分为哪几种类型?
解答:据珠光体片间距的大小,可将珠光体分为三类。一般所谓的片状珠光体是指在A1~650℃温度范围内形成的,在光学显微镜下能明显分辨出铁素体和渗碳体层片状组织形态的珠光体,其片间距大约为150~450nm。在650~600℃温度范围内形成的珠光体,其片间距较小,约为80~150n m,只有在高倍的光学显微镜下(放大800~1500倍时)才能分辨出铁素体和渗碳体的片层形态,这种片状珠光体称为索氏体。在600~550℃温度范围内形成的珠光体,其片间距极细,约为30~80nm,在光学显微镜下根本无法分辨其层片状特征,只有在电子显微镜下才能区分,这种极细的珠光体称为屈氏体。片状珠光体的力学性能主要取决于片间距。随片间距减小,钢的强度越高,塑性韧性越好。
? 5. 什么是马氏体?它分为几种类型?马氏体转变特点?
解答:马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。马氏体是将钢加热到一定温度后经迅速冷却,得到能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
钢从奥氏体化状态快速冷却,在较低温度下(低于Ms点)发生的转变称为马氏体转变。
目前已观察到的钢中马氏体的形态有:板条状马氏体、蝴蝶状马氏体、透镜片状马氏体、薄板状马氏体及薄片状马氏体,其中以板条状马氏体及透镜片状马氏体最为常见。
片状马氏体Wc>=1.0%(高碳),板条状马氏体Wc<=0.20%。
马氏体的转变特点
(1)无扩散性
珠光体、贝氏体转变都是扩散型相变,马氏体转变是在极大的过冷度下进行的,转变时,只发生晶格改组,铁、碳原子都不能进行扩散,所以是无扩散型相变。
(2)高速度
马氏体形成时一般不需要孕育期,马氏体量的增加不是靠已形成的马氏体片的不断长大,而是靠新的马氏体片的不断形成。瞬间形核,瞬间长大。
(3非恒温性
当过冷奥氏体以大于临界淬火速度过冷到Ms时,立即开始向马氏体的转变。随着温度的下降,马氏体的量增多,当温度下降到Mf时,奥氏体向马氏体的转变结束。若在Ms~Mf之间等温,马氏体的量并不明显增加,只有继续降温,马氏体才继续形成。
(4) 转变的不完全性
由于奥氏体中的含碳量大于0.5%时,Mf己低于室温,所以淬火到室温时,必然有一部分奥氏体残留下来,称为残余奥氏体(A,)。随奥氏体中碳的含量上升,Ms和Mf点下降,残余奥氏体的量上升。但即使把奥氏体过冷到Mf以下,仍不能得到100%的马氏体,总有少量的残余奥氏体存在,这就是马氏体转变的不完全性。
? 6. 回火过程中马氏体组织如何转变?
解答:(1)马氏体中碳的偏聚(回火前期阶段---时效阶段)
(2)马氏体分解(回火第一阶段)
(3)残余奥氏体的转变(回火第二阶段转变)
(4)碳化物的转变(回火第三阶段转变)
(5)碳化物的聚集长大及α相的回复和再结晶。
1. 难加工材料有哪些特点?
解答:所谓难加工材料,主要是指切削加工性能差的材料。金属材料切削加工性的好坏,主要是从切削时的刀具耐用度、已加工表面的质量及切屑形成和排除的难易程度3个方面来衡量。只要上述这3个方面有一项明显的差,就可认为是难加工材料。
a车削温度:在切削难加工材料时,切削温度一般都比较高,
b切削变形系数和加工硬化:难加工材料中的高温合金和不锈钢等,这些材料的变形系数都比较大。在较小的切削速度开始,变形系数就随着车削速度的增大而增大,在切削速度大约达到6m/min的情况下,切屑的变形系数将达到最大值。由于车削过程中形成切屑时的塑性变形,金属产生硬化和强化,使切削阻力增大,刀具磨损加快,甚至产生崩刃。
c切削力:难加工材料一般强度较高,尤其是高温强度要比一般钢材大得多,再加上塑性变形大和加工硬化程度严重,因此车削难加工材料的切削力一般都比车削普通碳钢时大得多
d磨损限度与耐用度:由于难加工材料的温度高、热强度高、塑性大、切削温度高和加工硬化严重,有些材料还有较强的化学亲和力和粘刀现象,所以车刀的磨损速度也较快。
2. 如何改善难加工材料切削刀具性能?
解答:1).选择刀具材料
车削难加工材料,应根据材料的特性来选择合理的切削性能好的刀具材料。如对于高温状态下硬度较高的材料的车削应选择硬度和高温硬度均较好的含钻高速钢以及钨钻类及钨钻钦类通用硬质合金。对于钦合金材料及含钦不锈钢材料的车削应避开对钨钻钦类硬质合金的使用。
2).选择合理的车刀几何参数
如对硬度低、塑性好的材料应采用较大的前角和后角;对于高温合金材料应采用较大的刃倾角。
3)选用合适的切削液
用高速钢车削高温合金一般选用水溶性切削液;用硬质合金车刀车削时则应选用油类极压切削液,如极压乳化液、硫化乳化油、氯化煤油等均可作为难加工材料的切削液。
4).选择合理的车削用量
车削速度的选择主要受刀具耐用度的限制,而刀具耐用度又取决于刀具的磨损情况。总的来说,由于难加工材料的切削抗力大、车削时温度易升高和热强度高等特点。车削速度、进给量和走刀量等切削用量的值都应比车削普通钢材适当减小 1. 共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线中为什么没有贝氏体区?
亚共析钢的连续冷却C曲线与共析钢的大不相同,主要是出现了铁素体的析出线和贝氏体转变区,还有Ms线右端降低等。共析钢或者过共析钢连续冷却时不发生贝氏体转变是由于奥氏体的碳浓度高,是贝氏体转变的孕育时间延长,在连续冷却时贝氏体转变来不及进行变冷却到低温。
2. 影响再结晶过程的主要因素和再结晶后的晶粒尺寸
1)变形量当变形度大于临界变形度后,随着变形度的增加,晶粒越细小。
2)退火温度。退火温度对刚完成再结晶时晶粒尺寸的影响比较弱。提高退火温度可使再结晶的速度显著加快,临界变形度数值变小
3)原始晶粒尺寸。金属的原始晶粒越细小,则变形的抗力越大,冷变形后储存的能量较高,再结晶温度则较低。
3. 高温合金切削加工的特点
加工硬化严重 冷作硬化 强化相的析出;切削力大 高温强度高;切削温度高 变形功多,导热系数小;刀具易磨损 机械磨损、黏结磨损、扩散磨损、脆性相;加工生产效率低;表面完整性难以保证。
4. 影响高温合金切削加工的因素
硬度 r″和r?′相 ↑ ,硬度↑,碳化物硬质点↑,刀具磨损↑,切削加工性↓
强度r ″和r?′相 ↑ ,强度↑,切削加工性↓
塑性和韧性好 消耗功↑,发热多,温度高,刀 具磨损↑.塑性大,易产生积屑瘤,影响加工精度
弹性模量低 切削后回弹大,刀具后刀面的摩擦力大,加快后刀面磨损,变质层厚,表面拉应力大
导热率低 切削温度高 切削加工性差。
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