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第1章 基础知识及通用资料3

1．1 常用金属材料分类及其牌号3

1．1．1 铸铁和钢3

1．分类3

2．牌号3

第1篇 热加工工艺3

3．化学成分5

1．1．2 非铁金属15

1．概述15

2．铝及铝合金16

3．铜及铜合金20

5．镁合金23

4．钛及钛合金23

6．锌、铅、锡合金25

1．2 合金相图25

1．2．1 常用铁基二元合金相图27

1．2．2 常用铝基二元合金相图27

1．2．3 常用铜基二元合金相图27

1．3 常用金属的显微组织30

1．3．1 钢和铸铁的显微组织30

1．碳钢和白口铸铁的平衡组织30

2．非白口铸铁的显微组织30

3．钢的不平衡相变和不平衡组织32

4．TTT曲线与CCT曲线32

3．5 模锻后续工序33

1．3．2 铝合金及铜合金的显微组织34

5．合金元素在钢铁材料中的作用34

1．铝合金的显微组织34

2．常用铜、铝及其合金的物理性能46

1．铸造性能46

1．4．3 金属材料热加工工艺性能的涵义46

2．铜合金的显微组织46

1．常用钢材的物理性能46

1．4．2 常用金属材料的物理性能46

1．4．1 元素的物理性能46

1．4 常用材料数据及热加工工程术语46

2．可锻性63

3．可焊性63

4．热处理工艺性能67

1．5 金属热加工常用标准索引67

1．5．1 常用铸造标准索引67

1．5．2 常用锻压标准索引69

1．5．3 常用焊接标准索引75

1．5．4 常用热处理标准索引77

参考文献78

第2章 铸造工艺80

2．1 造型（芯）用型（芯）砂的配制80

2．1．1 粘土砂80

1．铸铁件用粘土砂80

2．铸钢件用粘土砂80

3．非铁合金用粘土砂82

2．1．2 水玻璃系砂82

1．水玻璃砂82

2．1．4 石灰石砂83

2．1．5 油砂及合脂砂83

2．1．3 双快水泥自硬砂83

2．硅酸二钙-水玻璃自硬砂83

2．1．7 涂料及型芯修补材料85

1．涂料的分类及分级85

1．壳芯用砂85

2．1．6 树脂砂85

2．热芯盒砂85

3．冷硬呋喃树脂砂85

2．涂料的配比86

3．型（芯）修补膏和胶合材料86

2．1．8 型（芯）砂及涂料的混制方法87

1．一般型（芯）砂的混制方法87

1．对冲天炉操作的总要求88

2．2．1 冲天炉的基本操作88

2．2 铸铁的熔炼88

2．1．9 型（芯）砂的烘干规范88

2．涂料的混制88

2．冲天炉熔炼的基本操作89

2．2．2 炉况判断90

1．风口观察90

2．加料口观察90

3．出渣口观察90

4．炉渣颜色观察90

5．铁液温度观察90

6．铁液氧化程度观察90

7．铁液成分观察90

2．2．3 铁液温度的控制91

1．焦炭91

3．供风92

2．2．4 常见元素在冲天炉内的变化92

2．金属炉料和熔剂92

3．计算实例93

2．2．5 配料计算93

1．配料原则93

2．配料计算步骤93

2．2．6 炉前合金加入量计算94

2．2．7 灰铸铁的熔制94

1．化学成分的控制94

2．孕育处理95

2．2．8 可锻铸铁的熔制96

1．化学成分的控制96

2．孕育处理96

3．国内铁素体可锻铸铁生产实例97

2．2．9 球墨铸铁的熔制97

1．球墨铸铁对原铁液的要求97

2．球化处理与孕育处理97

3．蠕化处理与孕育处理100

2．2．10 蠕墨铸铁件的生产100

2．蠕化剂100

1．蠕铁的化学成分100

4．我国蠕墨铸铁的牌号和力学性能102

2．2．11 耐热铸铁102

2．2．12 耐腐蚀铸铁103

2．2．13 抗磨白口铸铁103

2．3 铸钢的熔炼104

2．3．1 电弧炉炼钢工艺104

3．感应电炉炼钢时合金元素的加入106

1．炉料的组成及准备106

2．4 非铁合金的熔炼106

2．4．1 炉料106

2．碱性感应电炉炼钢工艺106

2．3．2 感应电炉炼钢工艺106

1．酸性电炉炼钢工艺106

2．中间合金的熔制107

2．4．2 铸造铝合金的熔炼108

1．铝合金的熔炼工艺过程108

2．铝合金常用熔剂108

3．铝合金常用的除气精炼方法108

4．铝硅合金常用的变质剂及处理工艺109

5．铝合金熔炼工艺举例110

2．4．3 铜合金熔炼110

1．铜合金的精炼110

2．铜合金熔炼工艺举例111

2．5．1 铸造工艺方案的确定112

1．造型、造芯方法的选择112

2．5 铸造工艺设计112

2．浇注位置的选择114

3．分型面的确定115

4．砂箱中铸件数目的确定115

2．5．2 铸造工艺图及工艺卡123

1．铸造工艺图123

2．工艺卡举例123

2．5．3 主要工艺参数的选择124

1．铸件精度等级、尺寸与重量允许误差的确定124

2．铸造收缩率124

3．机械加工余量和铸孔与非铸孔的确定126

4．起模斜度的确定129

5．工艺补正量的确定129

6．分型负数的确定130

7．铸件畸变补偿量130

8．砂芯负数131

9．非加工面壁厚的负余量132

2．5．4 砂芯设计132

1．砂芯数量的确定132

2．芯头设计133

2．5．5 浇注系统的设计135

1．浇注系统的选择135

2．金属液引注位置的确定139

3．浇注系统各部分尺寸的确定139

3．冒口的位置144

4．铸钢件冒口尺寸的确定144

1．冒口的种类144

2．5．6 冒口冷铁的设计144

2．冒口的形状144

5．铸铁件冒口尺寸的确定148

6．冷铁148

7．铸肋148

2．6 特种铸造工艺154

2．6．1 熔模铸造154

1．压型制造154

2．熔模（易熔模样）制造156

3．模壳的制造156

1．准备模样157

3．陶瓷浆的制备157

2．砂型制备157

4．失蜡工艺157

6．浇注157

5．熔烧工艺157

2．6．2 陶瓷型铸造157

4．陶瓷浆的浇灌158

5．脱模与焙烧158

2．6．3 金属型铸造158

1．金属型的设计158

2．金属型铸造工艺160

2．6．4 压力铸造161

1．压铸机161

2．压铸型162

3．压铸工艺162

2．6．5 低压铸造165

1．低压铸造设备165

2．低压铸造工艺165

2．挤压铸型设计166

2．6．6 挤压铸造166

1．挤压铸造分类166

3．挤压铸造工艺实例168

4．复合材料的挤压铸造171

5．半固态挤压铸造171

2．6．7 离心铸造171

1．离心机的种类171

2．转速的稳定173

3．离心铸造用金属型173

4．离心铸造用涂料173

5．双金属离心铸造173

6．离心铸管175

2．6．8 连续铸造176

1．半连续铸管176

3．连续铸钢178

2．连铸铝杆178

2．7 铸造工艺材料180

2．7．1 造型材料180

1．铸造用原砂180

2．粘结剂183

3．型（芯）砂辅助材料184

2．7．2 冲天炉熔炼用原辅材料185

1．焦炭185

2．牛铁185

3．铁合金185

4．非铁合金金属材料187

1．铝合金用熔剂188

2．7．4 非铁合金添加剂188

2．蠕化剂188

1．球化剂188

2．7．3 铸铁添加剂188

3．孕育剂188

2．铜合金用熔剂189

参考文献189

1．常见下料方法及特点191

2．材料工艺消耗定额（Gc）191

第3章 锻压工艺191

3．1．1 坯料的准备191

3．1 锻前准备191

3．剪切坯料的相关因素194

3．1．2 坯料的加热195

1．术语及说明195

2．常见金属材料的锻造温度范围195

3．加热时间195

4．加热规范202

3．2 自由锻202

3．2．1 自由锻的分类及作用202

3．2．2 中小型自由锻件常用锻造成形工序202

3．2．3 自由锻工艺规程的制定211

1．锻件图设计211

2．确定毛坯的重量与尺寸221

3．制订变形工艺与锻比222

4．选择锻造设备规格223

5．锻件图格式224

6．锻件的质量224

7．高合金钢的常见锻造方法227

8．中小型水压机所需的基本工具233

3．3 模锻234

3．3．1 术语234

3．3．2 常见模锻件的设计234

1．钢质热模锻件的工艺结构要素235

2．工艺结构要素的确定原则235

3．锻件尺寸标准及测量240

4．模锻件的公差及机械加工余量240

5．锻件图（冷锻件图）的制订250

6．锻件图实例250

3．3．3 模锻工艺过程设计与计算261

3．制坯模膛设计269

1．终锻模膛设计269

2．预锻模膛设计269

3．3．4 锤模锻锻模的设计269

4．模膛布置276

5．锁扣的设计276

6．模块尺寸与重量的确定282

7．模块规格及验收282

8．锻模的其他结构及加工282

9．模锻锤用镶块模结构特点285

10．其他要求289

3．3．5 常见胎模锻锻件的设计289

1．胎模锻锻件设计特点289

2．钢质胎模锻锻件的加工余量及公差289

4．变形方式的选择295

6．自由锻锤上固定模模锻295

5．常见胎模锻造成形工艺过程295

3．胎模锻设备规格（吨位）的选择295

3．3．6 胎模设计300

1．摔模设计300

2．扣模设计300

3．套模设计300

4．合模设计304

5．漏模设计308

6．实例310

7．固定模模具设计312

3．4 螺旋压力机上模锻工艺及模具设计特点317

3．4．1 锻件的分类及特点317

3．4．2 螺旋压力机模锻锻件成形工艺特点319

1．螺旋压力机规格的选择原则319

2．顶镦件成形工艺特点319

1．点焊机及凸焊机320

3．无飞边模锻锻件成形工艺特点320

4．开式模锻件成形工艺特点321

5．组合凹模锻造成形工艺特点321

6．精锻件成形工艺特点321

1．螺旋压力机常见开式锻模及模座设计特点322

2．模座—模块的紧固方式及零件331

3．无飞边闭式模锻锻模设计特点332

4．模具设计实例333

3．5．1 切边与冲孔337

1．切边、冲孔工艺及模具类型选择原则337

2．切边与冲孔模具设计337

3．4．3 螺旋压力机模锻模具设计特点342

1．校正的分类与用途354

2．校正模结构特点354

3．5．2 校正354

3．凸、凹模材料及热处理硬度354

1．精压件图与精压毛坯图的设计356

3．5．3 精压356

2．精压变形工艺特点357

3．精压模具设计特点358

4．精压模结构示例360

3．6 挤压工艺与模具设计362

3．6．1 挤压用材料及备料特点362

3．6．2 挤压件设计要点364

1．常见挤压件的工艺结构要素364

2．挤压件精度364

3．6．3 冷挤压工艺特点368

1．冷挤压的变形程度与许用变形程度368

2．冷挤压压力的估算368

3．冷挤压成形工艺实例369

3．6．4 挤压模具设计特点371

2．挤压模的卸料装置371

1．挤压模工作部分结构及尺寸设计371

3．挤压模的导向装置376

3．6．5 冷挤压模具结构示例376

3．7 冲裁382

3．7．1 概述382

3．7．2 冲裁件的工艺件383

1．冲裁件的精度和表面粗糙度383

2．冲裁件的结构工艺性383

3．7．3 冲裁件排样与搭边385

1．材料利用率385

2．排样方法386

3．搭边386

3．7．4 冲裁间隙388

1．凸、凹模刃口尺寸计算原则390

2．凸、凹模刃口尺寸计算390

3．7．5 冲裁模凸、凹模刃口尺寸计算390

5．红外线分析仪390

3．7．6 冲裁力、卸料力、推（顶）料力计算392

1．冲裁力的计算392

2．推料力、顶料力、卸料力的计算393

3．压力机吨位的选择394

3．7．7 冲裁模的基本形式与结构394

1．单工序冲裁模394

2．复合模396

3．连续模398

3．7．8 冲裁模主要部件与零件的结构401

1．凸模设计401

2．凹模设计405

3．定位装置409

5．出件装置414

4．卸料装置414

6．导向装置417

7．冲模零件用材料418

3．7．9 压力中心的确定420

3．7．10 硬质合金模具421

1．工艺设计的要求421

2．模具结构特点421

3．7．11 提高冲裁件质量和精度的工艺方法424

1．提高冲裁件质量的冲压工艺方法424

2．整修425

2．最小弯曲半径427

3．弯曲件形状及尺寸要求427

1．弯曲线的方向427

3．8．1 弯曲件的工艺性427

3．8 弯曲427

3．7．12 冲模的闭合高度427

4．弯曲件的精度429

5．弯曲件尺寸标注429

1．中性层位置430

3．8．2 弯曲件坯料尺寸的计算430

2．弯曲件坯料尺寸计算431

3．8．3 弯曲力的计算435

1．自由弯曲力435

2．校正弯曲力435

3．顶件力或压料力436

4．压力机压力的确定436

3．8．4 弯曲件的回弹436

1．相对弯曲半径r/t较大的工件436

2．相对弯曲半径r/t较小的工作436

3．8．5 弯曲模工作部分尺寸计算438

1．弯曲凸、凹模的间隙计算438

2．凸、凹模结构尺寸确定439

1．弯曲工序安排441

2．弯曲模的结构设计441

3．8．6 弯曲模结构设计441

3．8．7 聚氨酯弯曲模445

1．聚氨酯橡胶弯曲模的设计447

3．8．8 斜楔计算448

1．楔块的尺寸、程度计算448

2．聚氨酯弯曲模结构448

3．拉深件的尺寸标注450

1．拉深件的结构工艺性450

1．坯料尺寸的计算450

3．9．2 圆筒形（无凸缘）拉深件的工艺计算450

2．拉深件的尺寸精度450

3．9．1 拉深件的工艺性450

3．9 拉深450

3．斜楔的结构450

2．楔块的受力状态450

2．拉深系数及拉深次数的决定452

3．9．3 带凸缘圆筒形拉深件的工艺计算454

1．坯料尺寸的计算454

2．拉深系数及拉深次数的确定455

1．矩（方）形件的坯料尺寸计算457

3．9．4 矩形（或正方形）件拉深工艺计算457

2．矩（方）形件的拉深系数、拉深次数及工序间尺寸的计算459

3．9．5 复杂旋转体曲面工件的拉深462

1．复杂旋转体拉深件坯料尺寸的计算462

2．阶梯形件的拉深工艺463

3．锥形件的拉深工艺463

4．半球形件的拉深工艺465

5．抛物线形件的拉深工艺465

3．9．6 拉深模的凸、凹模设计465

1．拉深模的凸、凹模圆角半径465

2．拉深模的凸、凹模结构467

3．拉深模的凸、凹模间隙467

4．凸、凹模工作部分尺寸计算468

3．压边圈的类型470

3．9．7 压边圈的应用及其类型470

1．采用压边圈的条件470

2．压边装置的类型470

3．9．8 拉深模结构471

1．首次拉深模471

4．压边力的计算471

2．后续各次拉深模472

3．9．9 其他拉深方法476

1．反拉深476

2．变薄拉深476

3．带料连续拉深478

4．软模拉深478

2．退火481

2．压机吨位的选择482

1．拉深力482

3．9．10 拉深力、拉深功及压机的选择482

3．拉深功483

3．9．11 切边及切边模485

1．切边方法485

2． 切边模485

1．润滑487

3．9．12 拉深的辅助工序487

3．酸洗489

3．10 成形工艺490

3．10．1 翻孔和翻边490

1．翻孔490

2．翻边491

3．变薄翻孔492

3．10．2 胀形493

1．胀形系数494

2．胀形坯料计算496

3．胀形力计算497

4．胀形模497

3．10．3 缩口498

参考文献501

3．T型（十字）接头502

2．搭接接头502

第4篇 焊接工艺502

4．1．1 焊接接头形式502

4．1 接头型式及接头强度502

1．对接接头502

4．角接接头503

5．端接接头503

4．1．2 焊接接头在图纸上的表示方法503

1．焊缝符号与焊接方法代号503

2．焊接接头在图纸上的表示方法508

2．接头强度509

1．焊接接头设计原则509

4．1．3 接头设计509

4．2 装配焊接工艺512

4．2．1 工艺试验512

1．材质复验512

2．焊接工艺评定512

3．焊接方法选择514

3．定位焊516

4．2．2 焊接结构装配-焊接工艺516

2．工艺文件516

1．产品结构工艺性审查516

4．常用的焊接装配胎夹具518

5．装配-焊接工艺518

4．2．3 焊缝施焊方式520

1．焊缝截面上的施焊方式520

2．焊缝长度上的施焊方式520

4．2．4 焊接材料消耗520

4．3 焊接结构的备料工艺522

4．3．1 钢板及型材的矫正522

2．切割523

1．剪切523

4．3．3 钢材的剪切及切割523

1．机械法523

4．3．2 钢材的表面处理523

2．化学法523

4．3．5 封头、弯曲件、弯边、滚圆加工524

1．封头加工524

4．3．4 坡口制备524

2．弯曲件加工525

4．4 焊接畸变控制及矫正525

4．4．1 焊接畸变控制525

1．焊接畸变类型525

2．焊接畸变的估算527

3．控制焊接畸变的措施529

4．4．2 焊接畸变的矫正533

1．机械矫正法533

4．4．3 焊接残余内应力的调节534

1．设计措施534

3．电磁锤法534

2．火焰矫正法534

2．工艺措施535

3．焊后消除残余内应力的方法535

4．5 焊接工艺制度535

4．5．1 焊接材料的选用535

1．焊条535

2．焊丝541

3．焊剂543

4．焊接用气体544

5．钎料和钎剂544

6．焊粉546

4．5．2 焊接工艺参数和工艺要点548

1．手弧焊548

2．埋弧焊549

3．二氧化碳气体保护焊550

4．氩弧焊550

6．电阻焊553

5．气焊553

7．钎焊554

4．5．3 焊前预热温度和加热方法的选择555

4．5．4 层间温度的控制555

4．5．5 后热和焊后热处理555

4．5．6 焊接裂纹及气孔控制555

4．6 常用金属材料的焊接工艺555

4．6．1 低碳钢的焊接555

1．低碳钢的焊接性555

2．低碳钢焊接工艺要点555

4．6．2 中碳钢和高碳钢的焊接556

1．中碳钢焊接工艺要点556

2．普通低合金结构钢的焊接工艺要点557

1．普通低合金结构钢的焊接性557

4．6．3 普通低合金结构钢的焊接557

2．高碳钢的焊接557

4．6．4 低碳合金结构钢的焊接560

1．低碳合金结构钢的焊接性560

2．低碳合金结构钢焊接工艺要点560

4．6．5 中碳合金结构钢的焊接561

1．中碳合金结构钢的焊接性561

2．中碳合金结构钢的焊接工艺要点561

4．6．6 铬钼耐热钢的焊接562

1．低合金珠光体耐热钢的焊接562

2．中合金耐热钢的焊接563

4．6．7 马氏体不锈钢的焊接564

1．马氏体不锈钢的焊接性564

2．马氏体不锈钢焊接工艺要点564

2．奥氏体不锈钢焊接工艺要点565

1．奥氏体不锈钢的焊接性565

4．6．9 奥氏体不锈钢的焊接565

2．铁素体不锈钢的焊接工艺要点565

4．6．8 铁素体不锈钢的焊接565

1．铁素体不锈钢的焊接性565

4．6．10 异种钢的焊接566

1．珠光体钢与奥氏体钢的焊接566

2．不锈钢复合板的焊接567

4．6．11 铸铁的焊接569

1．灰铸铁的焊接569

2．球墨铸铁的焊接571

4．6．12 铝及其合金的焊接571

1．铝及铝合金的焊接性571

2．铝及铝合金焊接工艺要点571

4．6．13 铜及铜合金的焊接574

1．铜及铜合金的焊接性574

2．铜及铜合金焊接工艺要点574

3．堆焊工艺要点577

1．堆焊材料的选择577

4．6．14 堆焊577

2．堆焊方法的选择577

参考文献578

第5章 热处理工艺579

5．1 钢和铸铁的退火与正火579

5．1．1 钢制工件退火与正火的目的与应用579

1．退火579

2．正火579

1．加热温度581

2．加热速度及透烧保温时间581

5．1．2 钢的退火和正火工艺581

5．1．3 铸铁的退火与正火582

1．可锻铸铁件的退火582

2．球墨铸铁的退火582

3．灰铸铁及球墨铸铁的正火582

3．临界直径测定法586

2．端淬法及端淬曲线586

1．淬透性的含义586

4．铸铁件的去应力退火586

5．2．1 钢的淬透性586

5．2 钢的淬火586

5．2．2 淬火介质587

5．2．3 淬火加热590

1．加热前的准备590

2．加热温度590

3．保温时间590

5．2．4 淬火方法598

1．单介质淬火598

2．双介质淬火598

3．马氏体分级淬火598

4．贝氏体等温淬火599

5．深冷处理599

5．2．6 球墨铸铁的等温淬火600

5．锻造余热淬火600

1．完全奥氏体化等温淬火600

2．亚共析钢高温加热淬火600

5．2．5 其他淬火方法600

1．亚共析钢亚温淬火600

4．循环快速加热淬火600

3．高碳钢低温、快速、短时加热淬火600

3．注意事项601

5．3 钢的回火601

5．3．1 回火温度与钢回火后的力学性能601

5．3．2 回火工艺601

1．加热温度601

2．部分奥氏体化等温淬火的工艺参数601

3．注意事项601

2．回火时间601

5．4 化学热处理608

5．4．1 渗碳608

1．固体渗碳608

2．液体渗碳610

3．气体渗碳611

4．真空渗碳615

5．离子渗碳615

7．渗碳后的淬火与回火616

6．非渗碳面的防护616

5．4．2 渗氮617

1．特点617

2．气体渗氮617

3．离子渗氮621

4．抗蚀渗氮622

5．4．3 碳氮共渗623

1．气体碳氮共渗623

2．液体碳氮共渗623

4．渗层厚度624

3．液体（熔盐）渗硼渗剂及工艺624

2．固体（粉末）渗硼（装箱渗）渗剂与工艺624

1．特点624

2．工艺624

5．4．4 氮碳共渗624

5．4．5 渗硼624

1．渗剂624

5．渗后热处理625

5．4．7 TiC沉积626

1．特点626

5．4．6 渗硫及硫氮碳共渗626

2．硫氮碳共渗626

1．渗硫626

2．渗剂与工艺627

3．沉积层的硬度627

5．4．8 化学沉积Ni-P合金627

1．特点627

2．沉积技术627

3．晶化处理627

5．5 表面热处理628

5．5．1 感应加热表面淬火628

1．基础知识628

2．高中频感应器628

3．感应加热表面淬火工艺631

3．加热装置632

4．烧嘴632

2．火焰加热表面淬火工艺632

1．热源632

5．5．2 火焰加热表面淬火632

5．5．3 激光热处理633

5．5．4 电接触加热表面淬火634

5．5．5 电火花表面强化634

5．6 非铁金属的热处理636

1．加工铝合金的热处理636

5．6．1 铝合金的热处理636

2．铸造铝合金的热处理639

5．铜合金的固溶热处理及时效640

4．中间退火与最终再结晶退火640

3．去应力退火640

2．均匀化退火640

1．铜合金热处理类型640

5．6．2 铜合金的热处理640

6．铜合金热处理注意事项643

1．钛合金644

2．钛合金的热处理工艺644

5．6．3 钛合金的热处理644

5．6．4 镁合金的热处理647

1．镁合金的化学成分及力学性能647

2．镁合金热处理类型647

3．镁合金热处理工艺647

4．镁合金热处理注意事项647

5．7．1 淬火回火实例649

5．7 工件热处理实例649

5．7．2 表面热处理实例653

5．7．3 化学热处理实例657

参考文献663

7．钢包精炼炉667

5．红外熔炼炉667

6．1．2 冲天炉667

11．真空感应电炉667

10．真空电弧炉667

9．电渣熔炼炉667

8．氩氧脱碳精炼炉（AOD）667

第6章 铸造设备与工装667

6．电弧炉667

第2篇 热加工设备667

4．电阻炉667

3．坩埚炉667

2．感应电炉667

1．冲天炉667

6．1．1 常用熔炼设备667

6．1 熔炼浇注设备667

1．国内常用冲天炉结构及主要参数668

3．电磁配铁秤672

2．冲天炉用鼓风机672

6．1．3 电弧炉677

1．熔炼铸铁用工频感应电炉677

6．1．4 工频感应电炉677

2．熔铜及熔锌用无芯工频感应电炉678

3．熔铝用无芯工频感应电炉678

6．1．5 无芯中频感应电炉680

6．1．6 电阻熔炼炉680

6．1．7 浇注设备681

6．2 砂处理设备682

6．2．2 松砂机683

6．2．1 辗轮式混砂机683

6．2．3 破碎设备684

6．2．4 筛分设备685

6．2．5 磁分离设备686

6．3 造型制芯设备687

6．3．1 震压造型机687

6．3．2 震实造型机688

6．3．5 抛砂机689

6．3．4 射压造型机689

1．多触头高压造型机689

2．水平分型脱箱压实造型机689

6．3．3 压实造型机689

2．热芯盒射芯机690

3．冷芯盒射芯机690

6．3．6 射芯机690

1．普通射芯机主要特点及技术规格690

6．3．7 壳芯机691

6．4 落砂与清理设备691

6．5 特种铸造设备694

6．5．1 压力铸造设备694

1．蜡料制备装置696

2．单工位压蜡机696

6．5．2 熔模铸造设备696

6．5．3 低压铸造设备697

6．5．4 离心铸造设备698

6．6 铸造工装设计699

6．6．1 模样699

1．木模用材699

2．塑料模材料699

3．泡沫塑料模材料700

4．金属模样700

6．6．2 模板705

2．模板本体结构705

1．底板材料705

1．芯盒材料712

2．金属芯盒分盒面的分类712

3．盒体结构712

6．6．3 芯盒712

4．芯盒的定位714

5．芯盒夹紧装置714

6．金属芯盒的尺寸偏差和表面粗糙度717

7．热芯盒717

6．6．4 砂箱设计728

1．砂箱的类别、结构、材料及尺寸728

2．砂箱机械加工技术要求730

3．砂箱排气孔布置及出气孔尺寸731

4．箱带731

5．砂箱的定位结构731

参考文献736

7．1．2 锻压设备型号737

1．通用锻压设备型号的表示方法737

7．1 锻压设备分类及型号737

7．1．1 锻压设备分类737

第7章 锻压车间设备737

2．专用锻压设备型号的表示方法738

7．2 机械压力机738

7．2．1 概述738

1．结构738

1．开式压力机739

2．主要参数739

7．2．2 通用压力机739

2．闭式压力机741

7．2．3 拉深压力机746

1．闭式单点、双点双动拉深压力机746

2．闭式底传动双动拉深压力机746

7．2．4 精压机749

7．2．5 金属挤压机750

1．曲轴式冷挤压机750

2．肘杆式冷挤压机750

7．2．6 开式自动压力机751

7．3 液压机752

7．3．1 概述752

1．类型752

2．主要参数752

7．3．2 锻造液压机755

2．下拉式锻造液压机755

1．单臂式锻造液压机755

3．正装式锻造液压机755

7．3．3 冲压液压机758

7．3．4 通用液压机760

7．4 锻锤763

7．4．1 空气锤763

7．4．2 蒸汽-空气锻锤763

1．蒸汽-空气自由锻锤763

2．蒸汽-空气模锻锤763

7．4．3 液气锤763

7．3．5 金属挤压液压机763

2．CJ83系列液压模锻锤763

7．4．4 螺旋压力机763

1．摩擦压力机763

2．电动螺旋压力机763

1．CDC83系列液气锤763

3．液压螺旋压力机769

7．4．5 锻锤基础771

1．不隔振锻锤基础771

2．隔振基础772

7．5 剪切机773

7．5．1 剪板机773

7．5．2 捧料剪断机775

7．5．3 联合冲剪机776

7．6 弯曲校正机776

7．6．1 板料折弯压力机776

7．6．2 折边机776

7．6．3 卷板机776

1．对称式三辊卷板机776

2．非对称式三辊卷板机776

3．下调式三辊卷板机776

1．型材卷弯机779

7．6．4 弯管机779

7．6．5 其他779

4．四辊卷板机779

2．板料校平机786

3．圆材校直切断机786

7．7 锻造机械化装置787

7．7．1 锻造操作机787

7．7．2 装出料机789

7．7．3 调头转台789

7．8．3 钩式自动送料装置791

7．8 冲压自动送料装置和自动冲模791

7．8．2 夹持式自动送料装置791

7．8．1 滚轴式自动送料装置791

7．8．4 工序件自动送料装置794

参考文献798

第8章 焊接设备799

8．1 弧焊电源799

8．1．1 弧焊电源种类799

1．交流弧焊电源799

2．直流弧焊发电机799

3．硅整流弧焊机799

4．晶闸管弧焊电源801

5．晶体管弧焊电源801

7．矩形波交流弧焊电源803

6．逆变式弧焊电源803

8．脉冲弧焊电源804

8．2．3 面罩、护目镜片805

8．2．2 焊接电缆805

8．2．1 焊钳805

1．根据焊接方法选择805

8．1．2 弧焊电源选择805

8．2 手弧焊辅助设备805

2．弧焊电源电流类型选择805

3．焊缝背面强迫成型装置806

8．3 埋弧焊设备806

8．3．1 自动埋弧焊机806

1．焊接夹具806

8．3．2 埋弧焊辅助设备806

2．工件变位和焊机变位装置806

4．焊剂回收输送设备807

8．4 钨极氩弧焊设备807

8．4．1 钨极氩弧焊机807

8．4．2 焊枪807

3．供气和冷却水系统808

8．5 熔化极气体保护焊设备808

4．控制系统808

8．5．2 辅助设备808

2．送丝系统808

1．焊枪808

8．5．1 熔化极气体保护焊机808

8．4．3 供气系统和水冷系统808

8．6 等离子弧焊及切割设备811

8．6．1 等离子弧焊机811

1．焊枪812

8．6．2 辅助设备812

2．控制电路812

3．供气系统813

8．6．3 等离子弧切割设备813

1．等离子弧切割机813

2．控制系统813

3．割枪813

5．焊矩与割矩814

4．回火防止器814

3．乙炔发生器及乙炔瓶、液化石油气瓶814

2．减压器814

1．氧气瓶814

8．7．1 一般气焊气割设备814

8．7 气焊及气割设备814

8．7．2 自动和半自动切割机816

8．7．3 火焰喷涂设备816

8．8 电阻焊及摩擦焊设备816

8．8．1 电阻焊设备分类及主要技术要求816

4．电极材料选择820

2．缝焊机820

3．对焊机820

8．8．2 电阻焊设备820

8．8．3 摩擦焊机822

8．9 其他焊接设备823

8．9．1 电渣焊设备823

8．9．2 电子束焊设备823

8．9．3 扩散焊设备824

参考文献824

9．1．1 热处理炉的分类825

9．1 热处理设备分类825

第9章 热处理设备825

9．1．2 热处理加热装置的分类827

9．1．3 热处理冷却设备的分类829

9．1．4 热处理辅助设备的分类830

9．2 热处理炉830

9．2．1 热处理炉的结构类型830

9．2．2 热处理电阻炉833

1．箱式电阻炉833

2．井式电阻炉837

5．输送带式电阻炉838

4．台车式电阻炉838

3．罩式电阻炉838

6．热处理电阻炉功率计算与分配840

7．电阻炉的电热元件844

8．电阻炉的安装、维护与安全操作848

9．2．3 热处理浴炉849

1．内热式浴炉849

2．外热式电热浴炉857

3．盐浴炉使用、维修与安全操作858

2．电子管变频装置859

1．分类859

9．3．1 电磁感应加热装置859

9．3 热处理表面加热装置859

3．机式变频装置860

4．可控硅变频装置860

5．工频感应加热装置860

9．3．2 感应加热淬火机床862

1．轴类通用淬火机床862

2．铀及齿轮类通用淬火机床863

9．3．3 火焰表面加热装置865

4．曲轴淬火机床865

3．齿轮淬火机床865

9．4 冷却装置867

1．淬火槽结构与计算867

2．冷处理设备870

1．清洗设备871

9．5 热处理车间辅助设备871

2．清理设备873

3．矫正与矫直设备874

4．热处理用夹具874

9．6 测温仪表878

1．玻璃液体温度计878

2．热电偶880

3．光学高温计882

4．光电高温计882

5．测温仪表883

6．特种结构的热电偶885

9．7 可控气氛的分析、测量与控制889

1．钢箔法889

2．奥氏体分析法889

6．氧位（氧势）测定法890

4．露点仪法890

3．气相色谱法890

参考文献891

第10章 起重运输设备892

10．1 千斤顶892

10．2 液压升降台893

10．3 钢丝绳电动葫芦894

10．4 电动单梁起重机895

10．5 电动葫芦双梁桥式起重机895

10．6 通用桥式起重机896

10．7 抓斗、电磁桥式起重机897

参考文献899

第3篇 热加工缺陷及质量分析903

第11章 金属材料的试验与检验903

11．1 化学成分检验903

11．1．1 化学分析方法903

1．化学分析方法简介903

2．钢铁材料中常有元素的化学分析方法要点903

3．化学分析的检测标准和误差904

11．1．2 原子光谱分析905

1．原子发射光谱905

1．电子探针906

11．1．3 微区化学成分分析906

2．原子吸收光谱906

3．原子荧光光谱分析906

2．俄歇电子能谱仪907

3．离子探针仪908

4．激光显微光谱分析908

11．1．4 钢的火花鉴别908

1．火花的基本特征908

2．碳素钢的火花909

3．合金元素对火花特征的影响910

1．试样制备911

2．酸蚀方法及酸蚀剂911

11．2 宏观试验911

11．2．1 酸蚀法911

4．火花检验设备及方法911

3．酸蚀法的应用913

11．2．2 印痕法915

1．硫印法915

2．铅印法及铅“汗”法916

11．2．3 断裂试验916

1．钢材冶金质量检验916

3．失效分析917

2．热加工工艺评价917

11．3．1 光学显微镜920

1．主要光学零件的性能920

2．显微镜工作方式920

11．3 微观试验920

11．3．2 金相试样的制备921

1．镶嵌921

2．机械磨光与抛光921

3．显微组织的显示924

1．晶粒大小的测定927

11．3．3 显微组织的定量测定927

2．次生相相对量及相间距的测量931

11．3．4 钢中非金属夹杂物的检验932

1．夹杂物的评级932

2．夹杂物类型及组成的确定932

11．3．5 电子显微分析方法932

1．扫描电子显微镜的工作原理及特点932

2．扫描电镜的应用933

11．4．1 硬度试验934

1．布氏硬度试验934

11．4 力学性能试验934

3．透射电子显微分析简介934

2．洛氏硬度试验936

3．维氏硬度试验938

4．努氏硬度试验939

5．显微硬度试验940

6．肖氏硬度试验940

7．理氏硬度试验940

2．工程应力-应变曲线及性能指标941

1．试样及试验机941

11．4．2 拉伸试验941

8．硬度与强度换算及硬度之间的换算941

3．拉伸试样的断口948

11．4．3 压缩、弯曲、扭转试验948

1．压缩试验948

2．弯曲试验948

3．扭转试验949

11．4．4 冲击试验950

1．冲击试验方法及试样950

2．系列冲击试验951

2．疲劳曲线及疲劳极限952

11．4．5 疲劳试验952

1．疲劳现象分类952

3．疲劳试验方法及试验机953

11．4．6 磨损试验953

1．磨损的分类953

2．磨损试验机类型953

3．磨损的评定方法955

11．5 无损检测955

11．5．1 超声检测957

1．超声检测的基本原则957

2．超声检测设备958

3．超声检测技术959

4．超声检测的标准962

5．超声检测的应用963

6．常用超声检测方法的比较964

11．5．2 射线检测964

1．射线检测的基本原理964

2．射线检测的设备及器材964

3．射线检测技术967

4．射线检测标准968

6．常用射线检测方法的比较969

5．射线检测应用969

1．磁粉检测的基本原理970

2．磁粉检测设备及附件970

11．5．3磁粉检测970

3．磁粉检测技术971

4．磁粉检测的标准972

5．磁粉检测应用972

2．渗透检测技术974

3．渗透检测的标准974

1．渗透检测的基本原理974

11．5．4 渗透检测974

4．渗透检测应用977

11．5．5 涡流检测978

1．涡流检测的基本原理978

2．涡流检测设备及检测线圈979

3．涡流检测技术980

4．涡流检测应用981

11．5．6 材料硬度无损检测981

参考文献982

12．1 铸铁件的冶金质量983

1．灰铸铁冶金质量指标983

第12章 铸造缺陷及质量控制983

2．提高灰铸铁质量与性能途径984

12．2 铸铁件砂型铸造时产生的缺陷及防止方法987

12．2．1 灰铸铁件的缺陷及防止方法987

1．气孔，针孔987

2．缩孔、缩松、疏松988

3．裂纹989

4．冷隔990

5．夹砂990

7．化学粘砂991

6．机械粘砂991

8．型砂紧实度的影响992

9．组织不合格992

12．2．2 球墨铸铁件的缺陷及防止方法993

1．缩孔、缩松、缩陷993

2．夹渣993

3．皮下气孔994

4．石墨漂浮994

5．球化不良994

2．缩松及枝状缩松995

12．2．3 可锻铸铁件的缺陷及防止方法995

1．灰点995

6．球化衰退995

7．关于基体组织995

1．蠕墨铸铁的特征996

12．2．5 耐磨铸铁件的缺陷及防止方法996

2．在质量控制方面应注意的问题996

1．减磨铸铁996

12．2．4 蠕墨铸铁件的缺陷及防止措施996

5．回火脆性996

4．铸件表面氧化皮996

3．裂纹996

2．抗磨铸铁997

12．3 铸钢件砂型铸造的缺陷及质量控制999

12．3．1 碳钢及低合金钢铸造缺陷及防止方法999

1．气孔999

2．缩孔及缩松1003

3．夹渣与夹砂1006

4．热裂纹1007

5．冷裂纹1009

7．皱纹1010

8．冷隔和浇注不足1010

6．粘砂1010

9．偏析1011

10．晶粒粗大1011

11．其他缺陷1012

12．3．2 高合金钢铸件的缺陷及防止方法1012

1．概述1012

2．铸造不锈钢1012

12．4 非铁合金的铸造缺陷及防止措施1013

12．4．1 铝合金的铸造缺陷及防止方法1013

4．铸造高锰钢1013

3．铸造耐热钢1013

1．气孔1014

2．针孔1014

3．疏松1014

4．夹杂1014

5．夹渣1015

6．裂纹1015

7．偏析1015

12．4．2 铜合金的铸造缺陷及防止方法1015

6．偏析1016

5．夹渣1016

4．锡汗和铅汗1016

3．铸件表面出现虫蛀状或局部发黑1016

2．针孔1016

1．气孔1016

7．缩孔、缩松1017

8．说明1017

12．5 特种铸造方法产生的缺陷及防止方法1017

12．5．1 熔模铸造1017

1．熔模的缺陷1017

2．型壳的缺陷1018

3．熔模铸件的缺陷1019

12．5．2 陶瓷型铸造1021

1．型裂1021

2．气孔1022

12．5．3 金属型铸造1022

1．气孔1022

2．夹渣1022

3．裂纹1022

3．表面凸起1023

2．冷隔1023

12．5．4 压力铸造1023

1．孔洞1023

6．龟裂1023

5．披缝1023

4．浇注不足1023

参考文献1024

第18章 锻压缺陷及质量控制1025

13．1 锻造生产过程中的主要缺陷及质量控制1025

13．1．1 锻造过程中的常见缺陷1025

13．1．2 下料过程中的缺陷分析1032

1．剪切下料的缺陷分析1032

2．提高剪切质量的措施1034

1．晶粒粗大1042

13．1．4 锻造工艺过程中的缺陷分析1042

13．1．3 加热过程中的缺陷分析1042

2．纤维组织1043

3．折迭1045

4．裂纹1048

13．1．5 锻模寿命1052

1．锻模的损伤形式和模具寿命1052

2．影响锻模寿命的因素1053

3．提高锻模寿命的措施1053

4．锻模修理1053

4．齿轮锻件表层的增碳缺陷1057

3．过热对碳氮共渗后马氏体的影响1057

2．气割下料引起的裂纹1057

13．2 锻件缺陷分析实例1057

1．原材料折迭1057

5．锻件端面裂纹1058

6．铜脆1058

7．锻件的对称性折迭1058

8．柴油机连杆断裂1058

9．打标记引起的裂纹1059

10．W18Cr4V锻件中心轴向裂纹1059

14．滚齿刀崩刃1060

15．冷冲模工作时压裂1060

12．W18Cr4V车刀锻后冷却裂纹1060

13．齿轮铣刀热处理时内孔淬裂1060

11．键槽拉刀表面纵向裂纹1060

16．冷冲凹模断裂1061

17．切边模刃口崩裂1061

18．1Cr18Ni9Ti管接头裂纹1061

19．进气阀锻件粗晶1062

20．流线切断1062

13．3 板料成形过程中的常见缺陷分析1062

13．3．1 冲裁过程中的工件缺陷分析1062

13．3．2 弯曲过程中的工件缺陷分析1064

13．3．3 拉深过程中的工件缺陷分析1066

13．4 挤压成形过程中的常见缺陷分析1067

13．4．1 挤压件的常见缺陷及其产生原因1067

13．4．2 冷挤压模具寿命分析1067

参考文献1071

14．1．1 熔焊的焊接缺陷特征及分类1073

1．焊接结构及焊接接头的外形缺陷1073

2．焊接结构及焊接接头的性能缺陷1073

14．1 焊接过程中的常见缺陷1073

第14章 焊接缺陷及质量控制1073

3．焊接接头组织结构缺陷1075

4．气体保护焊焊接接头的缺陷1079

14．1．2 电阻焊的焊接缺陷及其产生原因1079

14．1．3 钎焊接头的缺陷及其产生原因1081

14．2 焊接缺陷分析及质量控制1081

14．2．1 焊接裂纹1081

1．结晶裂纹1081

2．液化裂纹1082

3．再热裂纹1083

4．冷裂纹1084

5．层状撕裂1087

6．应力腐蚀开裂1088

14．2．2 气孔1092

1．气孔的类型及分布特征1092

2．气孔的控制1092

14．2．4 未熔合或未焊透1093

1．未熔合或未焊透的特征1093

2．未熔合或未焊透的控制1093

2．夹杂的控制1093

1．夹杂物的类型1093

14．2．3 夹杂1093

14．2．5 电弧擦伤和过量飞溅1094

1．电弧擦伤1094

2．过量飞溅1094

14．3 焊接缺陷的危害与容限1094

14．3．1 焊接结构的断裂事故1094

14．3．2 焊接缺陷的危害1097

1．焊接缺陷对静载强度的影响1097

2．焊接缺陷对动载强度的影响1097

3．焊接缺陷对疲劳强度的影响1097

2．CVDA-1984规范内容简介1100

1．质量评定标准1100

14．3．3 焊接缺陷的容限1100

4．改进措施1102

2．焊接工艺1102

1．结构形式1102

14．4．2 钢桥工字梁的焊接1102

3．失效分析1102

3．失效分析1102

2．焊接工艺1102

1．结构形式1102

14．4．1 汽车大梁焊接1102

14．4 焊接结构失效分析举例1102

4．改进措施1103

14．4．3 公路钢桥工字梁失效分析1103

1．结构形式1103

2．失效分析1103

3．改进措施1103

14．4．4 大型厚壁筒焊接1103

1．结构形式1103

2．焊接工艺1103

3．失效分析1103

1．结构形式1104

14．4．6 锅炉汽包焊接的再热裂纹1104

2．焊接工艺1104

3．失效分析1104

1．结构形式1104

2．失效分析1104

14．4．5 立式油罐的低温脆性断裂1104

4．改进措施1104

3．改进措施1104

4．改进措施1105

14．4．7 铝厂低碳钢设备的应力腐蚀开裂1105

1．结构形式1105

2．失效分析1105

3．改进措施1105

参考文献1106

1．一般过热1107

3．粗大组织的遗传性1107

2．断口遗传1107

第15章 热处理缺陷及质量控制1107

15．1．1 过热1107

15．1 加热缺陷1107

15．1．2 过烧1109

15．1．3 脱碳1109

1．脱碳层的组织特征1109

2．氧化脱碳的控制1110

1．氧化层的结构1110

15．1．4 氧化1110

2．脱碳层的测定方法1110

15．2 退火，正火缺陷1112

15．2．1 硬度偏高1112

15．2．2 球化不完全1112

15．2．3 脱碳1113

15．2．4 球化不均1113

15．2．5 过共析钢正火时出现网状碳化物1113

3．影响畸变的因素1113

15．3 淬火缺陷1114

15．3．1 热处理应力1114

15．2．8 带状组织1114

15．2．7 退火石墨1114

15．2．6 粗大魏氏组织1114

15．3．2 畸变1115

1．淬火畸变类型及形成原因1115

2．淬火畸变的一般趋势1116

4．减少热处理畸变的途径和方法1123

4．防止淬火开裂的措施1123

5．热处理畸变工件的校正1125

3．产生淬火开裂的场合及原因1126

1．淬火裂纹的形成1126

15．3．3 淬火开裂1126

2．常见裂纹类型及其与内应力的关系1126

15．3．4 硬度不足1128

15．3．5 软点1129

15．3．6 表面腐蚀——麻点1130

15．4 回火缺陷1130

15．5 感应加热淬火缺陷1131

15．5．1 硬度不足1131

15．5．2 软点1131

15．5．3 软带1131

15．5．4 淬火裂纹1131

15．5．5 畸变1131

15．5．6 淬硬区分布不合理1132

1．渗层不均1133

3．网状或堆状碳化物1133

2．渗层过浅1133

4．心部铁素体量过多1133

15．6．1 渗碳和碳氮共渗1133

15．6 钢的化学热处理缺陷1133

15．5．7 表面灼伤1133

5．渗层残佘奥氏体量过多1134

6．黑色组织1134

7．黑色孔洞1135

8．表面脱碳1135

9．畸变1135

10．渗碳开裂1136

15．6．2 渗氮1136

2．裂纹1137

1．疏松或孔洞1137

15．6．3 渗硼1137

3．硼化物层与基体之间出现铁素体软带1138

4．渗硼层剥落1138

5．渗硼层太浅1138

6．渗硼层过烧1138

15．7 非铁金属热处理缺陷及控制1138

15．7．1 铝合金热处理1138

15．7．2 镁合金热处理1139

15．7．3 铜合金热处理1139

15．7．4 钛合金热处理1139

参考文献1139