【正文】 。蠕墨鑄鐵的蠕化率越高，斷面厚度對(duì)蠕化率的敏感性越小。蠕墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度隨壁厚的增加而呈下降趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)比較緩慢，即蠕墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度的斷面敏感性小于灰鑄鐵。鑄造性能：流動(dòng)性：蠕墨鑄鐵碳當(dāng)量高，接近共晶成份，又經(jīng)蠕化劑去硫去氧，因而具有良好的流動(dòng)性。收縮性：蠕墨鑄鐵的線收縮率0．9％～1．1％，與灰鑄鐵的相當(dāng)。蠕墨鑄鐵的體收縮率與蠕化率有關(guān)，蠕化率高，體收縮小，蠕化率低，體收縮大。蠕墨鑄鐵體收縮處于灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間。白口傾向：蠕墨鑄鐵在薄壁及尖角處的白口傾向比灰鑄鐵大，比球墨鑄鐵小。使用性能：耐磨性：蠕蟲(chóng)狀石墨對(duì)機(jī)體的削弱不像片狀石墨那樣嚴(yán)重，而吸油、自潤(rùn)滑、儲(chǔ)油性能又優(yōu)于球墨鑄鐵。一般認(rèn)為，蠕墨鑄鐵具有較好的“減磨”、“耐磨”綜合性能。減震性：若以灰鑄鐵1．0，則蠕墨鑄鐵為0．6，球墨鑄鐵為O．35。切削性能：蠕墨鑄鐵的切削性能介于球墨鑄鐵和灰鐵鐵之間，耐熱疲勞性能：熱疲勞失效形式是開(kāi)裂、龜裂和變形，決定材料耐疲勞性能的主要因素有材料的常溫、高溫強(qiáng)度與變形抗力以及導(dǎo)熱性、組織定性與抗氧化、抗生長(zhǎng)性能。蠕墨鑄鐵的耐變形能力優(yōu)于鐵素體球墨鑄鐵，耐開(kāi)裂能力和耐龜裂能力比球墨鑄鐵差，但優(yōu)于灰鑄鐵。綜合考慮，在多種情況下，鐵素體蠕墨鑄鐵比球墨鑄鐵和灰鑄鐵更適合于制造耐熱疲勞的零件。具有綜合的耐熱疲勞性能是蠕墨鑄鐵的一大特色。（3）蠕墨鑄鐵在汽車制造中的應(yīng)用近幾年，蠕墨鑄鐵的應(yīng)用，特別是在歐洲，得到了長(zhǎng)足的進(jìn)展。這是人們?cè)诎l(fā)現(xiàn)蠕墨鑄鐵后，國(guó)外首次把它作為一種材料在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體等重要鑄件上廣泛使用。應(yīng)用的同時(shí)又掀起了相應(yīng)地進(jìn)一步深入研究的高潮。美國(guó)Ashland公司的M．W．Swartzlander把球鐵、等溫淬火球鐵(ADI)和最近應(yīng)用的蠕墨鑄鐵稱之為形成了“新的鐵時(shí)代”。例如寶馬汽車公司(BMW)的v8柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，戴姆勒．克萊斯勒汽車公司的12升排量8缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，達(dá)夫公司的12．6升排量、功率為390kW的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)缸體都用蠕墨鑄鐵鑄造。愛(ài)森布呂公司在充分對(duì)比的基礎(chǔ)上，已開(kāi)始在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上使用蠕墨鑄鐵。德國(guó)阿烏哥斯特坎潑公司年生產(chǎn)3萬(wàn)6千噸蠕墨鑄鐵件，主要供奧迪、奔馳、大眾、寶馬、司科達(dá)等汽車公司的排氣管與增壓器殼體。美國(guó)福特(Ford)公司與辛特(Sinter)合作，在巴西已生產(chǎn)出10萬(wàn)個(gè)蠕墨鑄鐵V6缸體。瑞典達(dá)勞斯(Daros)活塞環(huán)廠開(kāi)發(fā)了蠕墨鑄鐵活塞環(huán)。福特汽車公司率先在其2．6升的V61ino柴油機(jī)上使用由蠕墨鑄鐵鑄造的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體，福特汽車公司采用蠕墨鑄鐵工藝后，在發(fā)動(dòng)機(jī)性能、尺寸、重量和成本方面將占有優(yōu)勢(shì)。歐寶公司對(duì)2升直列4缸氣缸體采用原灰鑄鐵工裝生產(chǎn)，并在原灰鑄鐵生產(chǎn)線上加工，對(duì)兩種材質(zhì)的成品氣缸體進(jìn)行噪音和震動(dòng)性評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，采用蠕墨鑄鐵氣缸體裝的發(fā)動(dòng)機(jī)較灰鑄鐵氣缸體發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)大的降低了噪音，而減震性得到了提高。東風(fēng)汽車公司對(duì)蠕墨鑄鐵的研究和實(shí)踐始于1979年。于1984年5月正式在流水線上生產(chǎn)，成為我國(guó)第一家大量流水生產(chǎn)蠕墨排氣管鑄鐵件的工廠。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)蠕墨鑄鐵作為鑄造合金增長(zhǎng)幅度較大，其主要原因是蠕墨鑄鐵在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上的大規(guī)模應(yīng)用。我國(guó)山東汶上精良機(jī)械有限公司、戚墅堰機(jī)車工藝研究所等單位生產(chǎn)的火車用內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋，一汽無(wú)錫柴油機(jī)廠生產(chǎn)的汽車用內(nèi)燃機(jī)氣缸蓋已廣泛應(yīng)用蠕墨鑄鐵。球墨鑄鐵是如何獲得的？球墨鑄鐵有何組織和性能特點(diǎn)？說(shuō)明球墨鑄鐵在汽車制造中的應(yīng)用。答：（1）球墨鑄鐵生產(chǎn)：通過(guò)在澆注之前，往鐵液中加入少量球化劑（通常為鎂、稀土鎂合金或含鈰的稀土合金）和孕育劑（通常為硅鐵），使鐵水凝固后形成球狀石墨而獲得的。（2）球墨鑄鐵組織和性能特點(diǎn)組織：珠光體+球狀石墨 性能：強(qiáng)度較高，具有一定疲勞強(qiáng)度和耐磨性能鐵素體+球狀石墨 性能：具有一定強(qiáng)度、良好的沖擊韌性和塑性?shī)W氏體貝氏體+球墨 性能：具有高強(qiáng)度、高韌性（3）說(shuō)明球墨鑄鐵在汽車制造中的應(yīng)用球鐵應(yīng)用于汽車中的三個(gè)主要地方：(1)動(dòng)力源一發(fā)動(dòng)機(jī)部件；(2)動(dòng)力傳遞一一齒輪系、齒輪和軸套；(3)車物懸置、制動(dòng)器和轉(zhuǎn)向裝置。動(dòng)力源曲軸是承受連續(xù)變化的彎曲、扭轉(zhuǎn)和剪切載荷的零件，福特汽車公司的幾乎所有曲軸都用這種材料來(lái)制造。世界上大多數(shù)汽油機(jī)汽車都裝上球鐵曲軸來(lái)代替鍛鋼曲軸，這種應(yīng)用被認(rèn)為是價(jià)值工程的典型例子。東風(fēng)汽車公司采用鑄態(tài)珠光體球鐵制造曲軸，東風(fēng)汽車公司與南京汽車廠分別用鑄態(tài)鐵素體球鐵大量制造汽車底盤(pán)零件。裝有渦輪增壓器的排氣管的溫度提高到500一700℃，在這種條件下，氧化和蠕變強(qiáng)度變得重要了。具有優(yōu)良性能的球鐵正在取代灰鑄鐵應(yīng)用于排氣管，隨著溫度的提高，將更進(jìn)一步使用硅鋁合金球鐵。汽車動(dòng)力傳遞方面，有將球鐵應(yīng)用于圓片離合器、分速器箱、后軸和輪殼等的強(qiáng)烈的趨勢(shì)。，他們把鑄鋼件、鍛鋼件以及可鍛鑄鐵件轉(zhuǎn)變?yōu)榍蚰T鐵件。球鐵經(jīng)常用作懸置部件如彈簧掛鉤以及制動(dòng)系統(tǒng)主要安全部件(制動(dòng)卡鉗)和轉(zhuǎn)向關(guān)節(jié)。目前常用的液態(tài)成形工藝方法有哪些？各適用什么合金？并舉出各自在汽車零件生產(chǎn)上的應(yīng)用實(shí)例。答：（1）砂型鑄造鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。在汽車零件方面主要用于生產(chǎn)汽缸殼體、汽缸蓋、變速箱殼體、曲軸等毛坯生產(chǎn)。（2）壓力鑄造壓鑄合金主要適合有色金屬的鋅、鋁、鎂和銅。在汽車零件方面主要用于生產(chǎn)鋁合金汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋，變速箱殼體；鎂合金汽車零件，如儀表盤(pán),坐椅框架、變速箱殼、舵桿件、氣缸蓋、吸入分支管、門(mén)框、大的車體外部件、發(fā)動(dòng)機(jī)箱體、支撐柱等。（3）金屬型鑄造金屬型合金主要適合于銅、鋁、鎂等有色合金鑄件。在汽車零件方面主要用于生產(chǎn)鋁合金活塞、鋁合金車輪、鋁合金汽車缸蓋等（4）熔模鑄造可用熔模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有碳素鋼、合金鋼、耐熱合金、不銹鋼、精密合金、永磁合金、軸承合金、銅合金、鋁合金、鈦合金和球墨鑄鐵等。在汽車零件方面主要用于生產(chǎn)汽車保安件、汽車工字前軸等（5）消失模鑄造消失模鑄造法生產(chǎn)的合金種類有鑄鋼、鑄鐵、鋁合金、銅合金等。意大利菲亞特公司在都靈建成歐洲最大規(guī)模的消失模生產(chǎn)車間。德國(guó)寶馬公司建成年產(chǎn)20萬(wàn)只各種規(guī)格鋁合金氣缸蓋的消失模生產(chǎn)線。美國(guó)通用的SMCO建成目前世界上最先進(jìn)、規(guī)模最大的消失模鑄造廠。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)有汽車球鐵輪轂鑄件、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、鋁合金進(jìn)氣管等。作業(yè)10何謂塑性變形？金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)是什么？ 答：材料在外力作用下產(chǎn)生形變而在外力去除后不能恢復(fù)的那部分變形，稱為塑性變形?；虍?dāng)應(yīng)力超過(guò)材料的彈性極限，則產(chǎn)生的變形在外力去除后不能全部恢復(fù)，而殘留一部分變形，材料不能恢復(fù)到原來(lái)的形狀，這種殘留的變形是不可逆的塑性變形。金屬塑性變形的實(shí)質(zhì)是是晶體內(nèi)部產(chǎn)生了滑移。金屬變形時(shí)，晶內(nèi)各部分在切應(yīng)力作用下，沿原子排列最密的晶面（滑移面）和原子排列最密的晶向（滑移方向）發(fā)生相對(duì)滑移，晶體中大量滑移線的滑移量就構(gòu)成了宏觀塑性變形。實(shí)際生產(chǎn)中是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起滑移。鉛在20℃、鎢在1000℃時(shí)變形屬于何種變形？為什么？（鉛的熔點(diǎn)是327℃，鎢的熔點(diǎn),3380℃ ）答：金屬變形溫度在再結(jié)晶溫度以上稱為熱變形，以下稱為冷變形。 鉛的熔點(diǎn)327176。C,鉛的再結(jié)晶溫度=(327+273)=258K = 33176。C。鎢的熔點(diǎn)3380176。C,鎢的再結(jié)晶溫度=(3380+273)=1461K = 1188176。C。所以，鉛在20℃時(shí)變形，因其變形溫度在再結(jié)晶溫度以上屬于熱變形；鎢在1000℃時(shí)變形，因其變形溫度在再結(jié)晶溫度以下屬于冷變形。產(chǎn)生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金屬加工中有什么利弊？ 答：原因：隨著變形的增加，晶粒逐漸被拉長(zhǎng)，直至破碎，這樣使各晶粒都破碎成細(xì)碎的亞晶粒，變形愈大，晶粒破碎的程度愈大，這樣使位錯(cuò)密度顯著增加；同時(shí)細(xì)碎的亞晶粒也隨著晶粒的拉長(zhǎng)而被拉長(zhǎng)。因此，隨著變形量的增加，由于晶粒破碎和位錯(cuò)密度的增加，金屬的塑性變形抗力將迅速增大，即強(qiáng)度和硬度顯著提高，而塑性和韌性下降產(chǎn)生所謂“加工硬化”現(xiàn)象。利弊：金屬的加工硬化現(xiàn)象會(huì)給金屬的進(jìn)一步加工帶來(lái)困難，如鋼板在冷軋過(guò)程中會(huì)越軋?jiān)接?，以致最后軋不?dòng)。另一方面人們可以利用加工硬化現(xiàn)象，來(lái)提高金屬?gòu)?qiáng)度和硬度，如冷拔高強(qiáng)度鋼絲就是利用冷加工變形產(chǎn)生的加工硬化來(lái)提高鋼絲的強(qiáng)度的。加工硬化也是某些壓力加工工藝能夠?qū)崿F(xiàn)的重要因素。如冷拉鋼絲拉過(guò)?？椎牟糠?，由于發(fā)生了加工硬化，不再繼續(xù)變形而使變形轉(zhuǎn)移到尚未拉過(guò)?？椎牟糠?，這樣鋼絲才可以繼續(xù)通過(guò)模孔而成形。同種金屬材料分別經(jīng)過(guò)冷、熱變形，其組織和性能有何差異？何謂金屬再結(jié)晶？ 答：（1）冷變形：1）組織變化的特征：①晶粒沿變形最大方向伸長(zhǎng)；②晶粒扭曲，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，變形織構(gòu)；③晶粒間產(chǎn)生碎晶。2）性能變化的特征：隨著變形程度的增加，會(huì)其強(qiáng)度和硬度不斷提高，塑性和韌性不斷下降的現(xiàn)象（加工硬化）。（2）熱變形：1）組織變化的特征：① 細(xì)化晶粒； ② 壓合了鑄造缺陷； ③ 組織致密。2）性能變化的特征：無(wú)加工硬化現(xiàn)象；出現(xiàn)鍛造流線，金屬性能各向異性。金屬再結(jié)晶：，金屬原子獲得更多的熱能，則開(kāi)始以某些碎晶或雜質(zhì)為核心結(jié)晶成新的晶粒，從而消除了全部加工硬化現(xiàn)象。這個(gè)過(guò)程稱為再結(jié)晶。纖維組織是怎么形成的？它有什么性能特點(diǎn)？在設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)應(yīng)如何分布鍛造流線？ 答：通過(guò)熱變形時(shí)材料內(nèi)部的夾雜物及其他非基體物質(zhì)，沿塑性變形方向形成纖維組織。它使材料順纖維方向的強(qiáng)度、塑性和韌性增加，垂直纖維方向的同類性能下降，力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性。設(shè)計(jì)零件時(shí)應(yīng)使纖維組織沿拉最大正應(yīng)力方向，而最大剪應(yīng)力垂直于纖維方向，并盡可能使纖維方向沿零件的輪廓分布而不被切斷。用φ250（為什么）？應(yīng)采取哪些措施才能保證正常生產(chǎn)？答：因?yàn)椋簃=d/D=50/250=（m為拉深系數(shù)）所以此件不能一次拉深成形。應(yīng)采取的措施是：①多次拉深（可安排4～5次）；②多次拉深后，對(duì)工件進(jìn)行退火處理，保證足夠的塑性；③加潤(rùn)滑劑，來(lái)減少摩擦阻力。下圖所示鑄件的結(jié)構(gòu)應(yīng)選哪—種? 為什么?選右圖，分型面應(yīng)盡量為平直面選右圖，對(duì)凸臺(tái)、設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)便于起模，避免不必要的型芯和盡量少用活塊選右圖，盡量使鑄件有最少的分型面，砂芯簡(jiǎn)單鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 滿足鑄造性能和鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 合理設(shè)計(jì)鑄件壁厚 鑄件的最小壁厚鑄件壁厚應(yīng)均勻、避免厚大截面2鑄件壁的連接設(shè)鑄件的結(jié)構(gòu)圓角避免銳角連接厚壁與薄壁間的聯(lián)接要逐步過(guò)渡減緩筋、輻收縮的阻礙3鑄件外形的設(shè)計(jì)避免外部側(cè)凹、凸起分型面應(yīng)盡量為平直面起凸臺(tái)、筋條的設(shè)計(jì)應(yīng)便于模。鑄件內(nèi)腔的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少型芯的數(shù)量，避免不必要的型芯便于型芯的固定、排氣和清理。大鑄件或形狀復(fù)雜的鑄件用連接方式將其組合成整體。塑性變形的主要方式——滑移 冷變形及影響金屬在冷變形后晶粒被拉長(zhǎng)或壓扁，晶粒破碎，晶格扭曲、晶體缺陷增多，內(nèi)應(yīng)力升高，因而其內(nèi)部能量較冷變形前高，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有自發(fā)恢復(fù)到變形組織前的穩(wěn)定組織狀態(tài)的傾向。但在低溫或室溫時(shí)，由于原子活動(dòng)能力弱，此過(guò)程不易進(jìn)行。影響鍛造性的因素1/金屬的本質(zhì)① 化學(xué)成分：碳含量越低，材料的鍛造性越好。② 組織狀態(tài)：純金屬和固溶體具有良好的鍛造性2變形條件 （1） 變形溫度的影響 T溫越高，材料的鍛造性越好（2）變形速度的影響 一方面由于變形速度的增大，回復(fù)和再結(jié)晶不能及時(shí)克服加工硬化現(xiàn)象，金屬則表現(xiàn)出塑性下降、變形抗力增大，可鍛性變壞。另一方面，金屬在變形過(guò)程中，消耗于塑性變形的能量有一部分轉(zhuǎn)化為熱能，使金屬溫度升高(稱為熱效應(yīng)現(xiàn)象)。變形速度越大，熱效應(yīng)現(xiàn)象越明顯，使金屬的塑性提高、變形抗力下降(圖中a點(diǎn)以后)，可鍛性變好。（3）應(yīng)力狀態(tài)的影響 擠壓時(shí)為三向受壓狀態(tài)。拉拔時(shí)為兩向受壓一向受拉的狀態(tài)。壓應(yīng)力的數(shù)量愈多，則其塑性愈好；拉應(yīng)力的數(shù)量愈多，則其塑性愈差。自由鍛件結(jié)構(gòu)工藝性1. 避免斜面和錐度2. 避免曲面相交3. 避免加強(qiáng)筋和凸臺(tái)4. 采用組合工藝分模面的選擇① 分模面應(yīng)選在鍛件的最大截面處；② 分模面的選擇應(yīng)使模膛淺而對(duì)稱③ 分模面的選擇應(yīng)使鍛件上所加敷料最少④ 分模面應(yīng)最好是平直面模鍛件結(jié)構(gòu)工藝性易于從鍛模中取出鍛件；零件的外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、對(duì)稱、平直；避免薄壁、高筋、凸起等結(jié)構(gòu)；避免設(shè)計(jì)深孔、多孔結(jié)構(gòu)；采用鍛焊組合工藝?yán)雅c起皺拉裂與起皺是指沖壓時(shí)模具設(shè)計(jì)過(guò)深，拉深系數(shù)選得太小，拉深變形程度太大；應(yīng)采用多次拉深的辦法，并用熱處理進(jìn)行消除每級(jí)沖壓造成的拉伸應(yīng)力，方可避免拉裂與起皺，起皺也可選用壓力圈。