金属工艺学知识点涵盖多个方面，包括金属材料的性能，如力学性能、物理性能和化学性能等，金属的结晶过程，涉及晶核的形成与长大，金属的塑性变形，讲解变形机制与加工硬化，热处理是重点，有退火、正火、淬火、回火等工艺及其作用，铸造是将液态金属浇入铸型获得铸件，要了解各种铸造方法的特点，锻造能改善金属组织和性能，焊接包括焊接方法、焊接接头及焊接缺陷等，还有金属切削加工，涉及刀具材料、切削用量等，这些知识点是理解和掌握金属加工工艺的基础。

金属工艺学是一门研究金属材料及其加工工艺的学科,它涉及到金属的性能、加工方法、成型原理以及热处理等多个方面，对于机械工程、材料科学等相关专业的学生来说，掌握金属工艺学的知识点是至关重要的，本文将对金属工艺学的主要知识点进行总结，以便于学生更好地理解和掌握这门课程。

金属材料的性能

（一）力学性能

1. 强度：金属材料抵抗外力永久变形和断裂的能力，包括屈服强度、抗拉强度等指标。
2. 硬度：金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力，常用的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
3. 塑性：金属材料在断裂前发生塑性变形的能力，常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
4. 韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，它包括冲击韧性和断裂韧性等。
5. 疲劳强度：金属材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。

（二）物理性能

1. 密度：金属材料单位体积的质量。
2. 熔点：金属材料由固态转变为液态的温度。
3. 热膨胀性：金属材料在加热或冷却时体积发生变化的特性。
4. 导电性和导热性：金属材料传导电流和热量的能力。
5. 磁性：金属材料对磁场的响应特性。

（三）化学性能

1. 耐腐蚀性：金属材料抵抗周围介质腐蚀的能力。
2. 抗氧化性：金属材料在高温下抵抗氧化的能力。

金属的结晶与相图

（一）金属的结晶

1. 结晶的基本概念：金属从液态转变为固态的过程称为结晶。
2. 结晶的过程：包括形核和长大两个过程。
3. 结晶的驱动力和阻力：结晶的驱动力是过冷度，阻力包括表面能和弹性应变能等。
4. 细化晶粒的方法：包括增加过冷度、变质处理、振动和搅拌等。

（二）相图

1. 相图的基本概念：相图是表示合金在平衡状态下，其成分、温度和组织之间关系的图形。
2. 相图的分析方法：包括分析相图的组成相、相区、相界线和平衡转变等。
3. 典型相图：如铁碳相图，它是研究钢铁材料的重要基础。

金属的塑性加工

（一）锻造

1. 锻造的基本概念：锻造是利用冲击力或压力使金属坯料产生塑性变形，以获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的加工方法。
2. 锻造的设备：包括空气锤、摩擦压力机和水压机等。
3. 锻造的工艺过程：包括下料、加热、锻造、冷却和检验等。
4. 锻造的优点和缺点：优点是可以改善金属的组织和性能，提高零件的强度和韧性；缺点是生产效率较低，成本较高。

（二）轧制

1. 轧制的基本概念：轧制是将金属坯料通过旋转的轧辊之间，使其产生塑性变形，以获得所需形状和尺寸的板材或型材的加工方法。
2. 轧制的设备：包括轧机、轧辊和辅助设备等。
3. 轧制的工艺过程：包括坯料准备、加热、轧制、冷却和检验等。
4. 轧制的优点和缺点：优点是生产效率高，成本低；缺点是只能生产板材和型材等扁平形状的零件。

（三）拉拔

1. 拉拔的基本概念：拉拔是将金属坯料通过模孔，使其产生塑性变形，以获得所需形状和尺寸的线材或管材的加工方法。
2. 拉拔的设备：包括拉丝机、拉丝模和辅助设备等。
3. 拉拔的工艺过程：包括坯料准备、加热、拉拔、冷却和检验等。
4. 拉拔的优点和缺点：优点是生产效率高，成本低；缺点是只能生产线材和管材等细长形状的零件。

（四）挤压

1. 挤压的基本概念：挤压是将金属坯料放在挤压筒内，通过挤压杆的作用，使其从模孔中挤出，以获得所需形状和尺寸的零件的加工方法。
2. 挤压的设备：包括挤压机、挤压筒和挤压模等。
3. 挤压的工艺过程：包括坯料准备、加热、挤压、冷却和检验等。
4. 挤压的优点和缺点：优点是可以生产形状复杂的零件，生产效率高，成本低；缺点是设备投资大，模具寿命低。

金属的切削加工

（一）切削运动

1. 主运动：切削加工时，刀具与工件之间的相对运动，它是主要的切削运动。
2. 进给运动：切削加工时，刀具与工件之间的附加相对运动，它是次要的切削运动。

（二）切削刀具

1. 切削刀具的组成：切削刀具由刀头和刀柄两部分组成。
2. 切削刀具的材料：常用的切削刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷和立方氮化硼等。
3. 切削刀具的几何参数：切削刀具的几何参数包括前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角等。

（三）切削用量

1. 切削速度：切削加工时，刀具切削刃上选定点相对于工件的主运动速度。
2. 进给量：切削加工时，刀具切削刃上选定点相对于工件的进给运动速度。
3. 背吃刀量：切削加工时，工件上已加工表面与待加工表面之间的垂直距离。

（四）切削过程的物理现象

1. 切削变形：切削加工时，金属材料在刀具的作用下发生塑性变形的过程。
2. 切削力：切削加工时，刀具切削刃上的切削力是由切削变形和摩擦产生的。
3. 切削热：切削加工时，切削力所做的功大部分转化为切削热，切削热会影响切削过程的稳定性和刀具的寿命。
4. 刀具磨损：切削加工时，刀具的磨损是由切削力、切削热和摩擦等因素引起的，刀具磨损会影响切削过程的稳定性和零件的加工质量。
5. 已加工表面质量：切削加工时，已加工表面的质量包括表面粗糙度、表面残余应力和表面层金相组织等。

金属的热处理

（一）热处理的基本概念

1. 热处理的定义：热处理是将金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却等工艺方法，改变其组织和性能，以获得所需性能的一种加工方法。
2. 热处理的目的：热处理的目的是提高金属材料的强度、硬度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性等性能，改善金属材料的加工性能和使用性能。

（二）热处理的工艺过程

1. 加热：热处理的加热过程是将金属材料加热到预定的温度，保温一定的时间，使金属材料的组织发生转变。
2. 保温：热处理的保温过程是将金属材料加热到预定的温度后，保持一定的时间，使金属材料的组织充分转变。
3. 冷却：热处理的冷却过程是将金属材料从加热温度冷却到室温，使金属材料的组织发生转变。

（三）热处理的分类

1. 整体热处理：整体热处理是将金属材料整体加热到预定的温度，保温一定的时间，然后冷却到室温，使金属材料的组织发生转变，整体热处理包括退火、正火、淬火和回火等。
2. 表面热处理：表面热处理是将金属材料的表面加热到预定的温度，保温一定的时间，然后冷却到室温，使金属材料的表面组织发生转变，而心部组织保持不变，表面热处理包括感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火和渗碳等。
3. 化学热处理：化学热处理是将金属材料置于含有活性原子的介质中，加热到预定的温度，保温一定的时间，使活性原子渗入金属材料的表面，从而改变金属材料的表面组织和性能，化学热处理包括渗碳、渗氮、碳氮共渗和渗硼等。

金属材料的选择与设计

（一）金属材料的选择原则

1. 使用性能原则：根据零件的工作条件和要求，选择具有合适使用性能的金属材料。
2. 工艺性能原则：根据零件的加工工艺要求，选择具有合适工艺性能的金属材料。
3. 经济性原则：根据零件的成本要求，选择具有合适经济性的金属材料。

（二）金属材料的设计方法

1. 经验设计法：经验设计法是根据以往的设计经验和实验数据，选择合适的金属材料和工艺参数。
2. 理论设计法：理论设计法是根据金属材料的力学性能和物理性能理论，计算零件的受力情况和变形情况，选择合适的金属材料和工艺参数。
3. 计算机辅助设计法：计算机辅助设计法是利用计算机软件，对零件的受力情况和变形情况进行模拟分析，选择合适的金属材料和工艺参数。

金属工艺学是一门综合性很强的学科,它涉及到金属材料的性能、加工方法、成型原理以及热处理等多个方面，通过对金属工艺学的学习，学生可以掌握金属材料的基本性能和加工工艺，了解金属材料的选择与设计方法，为今后从事机械工程、材料科学等相关领域的工作打下坚实的基础。