工程材料及成型基礎(chǔ)知識點(diǎn)整理

1、PPT填空題和簡答題1一、填空題1、金屬結(jié)晶包括形核與長大兩個(gè)過程。3、晶粒和晶粒之間的界面稱為晶界。4、在結(jié)晶過程中，細(xì)化晶粒的措施有提高冷卻速度、變質(zhì)處理、振動(dòng)。5、由于溶質(zhì)原子的溶入，固溶體發(fā)生晶格畸變，變形抗力增大，使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。6、常見的金屬晶格類型體心立方、面心立方和密排立方。7、在晶體缺陷中，點(diǎn)缺陷主要有空位、間隙原子、置換原子，線缺陷主要有刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò),面缺陷主要有晶界、亞晶界8、金屬結(jié)晶時(shí)，實(shí)際結(jié)晶溫度必須低于理論結(jié)晶溫度,結(jié)晶過冷度主要受冷卻速度影響。9、當(dāng)金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，將使合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性明顯提高，

2、這一現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。10.再結(jié)晶退火的前提是冷變形十足夠高的溫度，它與重結(jié)晶的區(qū)別在于無晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。1 .奧氏體的晶格類型是面心立方。2 .鐵素體的晶格類型是體心立方。11.亞共析鋼的室溫組織是F+P。1.鋼的淬透性是指鋼淬火時(shí)所能達(dá)到的最高硬度值。23 .滲碳鋼滲碳后的熱處理包括淬火和低溫回火.以保證足夠的硬度。24 .在光學(xué)顯微鏡下觀察，上貝氏體顯微組織特征是羽毛狀，下貝氏體顯微組織特征呈針狀。5.零件失效的基本類型為表面損傷、過量變形、斷裂。2.線型無定型高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)為玻璃態(tài)、高彈丸、粘流態(tài)。1、一個(gè)鋼制零件，帶有復(fù)雜形狀的內(nèi)腔，該零件毛坯常用鑄造方法生產(chǎn)。2、金屬的流動(dòng)性主

3、要決定于合金的成分3、流動(dòng)性不好的鑄件可能產(chǎn)生冷隔和澆不足缺陷。4、鑄造合金充型能力不良易造成冷隔和澆不足等缺陷,12 .過共析鋼的室溫組織是P+Fe3c。13 .共晶反應(yīng)的產(chǎn)物是Ld1.20鋼齒輪、45鋼小軸、T12鋼鋰的正火的目的分別是：提高硬度，滿足切削加工的要求、作為最終熱處理，滿足小軸的使用要求、消除網(wǎng)狀滲碳體。2、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，T8樞I的bb值最高。3、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，T13州I的HBS值最高。4、為使鋼得到理想的耐磨性，應(yīng)進(jìn)行淬火加低溫回火。5、為使鋼獲得理想的彈性，應(yīng)進(jìn)行淬火加中溫回火。6、為保證鋼的綜合性能，淬

4、火后應(yīng)進(jìn)行_溫一回火。7 .為改善低碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為正火或退火。8 .為改善高碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為退火。9 .軸類等重要零件的最終熱處理常為調(diào)質(zhì)。10 .冷沖模等常用的最終熱處理為淬火加低溫回火。11 .汽車變速齒輪等常用的最終熱處理為滲碳、淬火加低溫回火。12 .機(jī)床變速齒輪等常用的最終熱處理為調(diào)質(zhì)加表面淬火。13 .鋼的常規(guī)熱處理（四把火）是指退火、正火、淬火、回火。14 .影響奧氏體晶粒長大的因素有加熱溫度和碳含量。15 .馬氏體是碳在a-Fe中的過飽和固溶體，其力學(xué)性能的主要特點(diǎn)是具有高的硬度強(qiáng)度21.鋼的淬硬性是指鋼在淬火時(shí)獲得淬硬層深度的能力,5、縮松主

5、要出現(xiàn)在最后凝固部位。6、一般灰鑄鐵的碳當(dāng)量處在共晶點(diǎn)附近，究其原因是流動(dòng)性上，收縮小。7、影響合金充型性的因素是成分和澆注條件。8、定向凝固原則主要適用于液態(tài)收縮大的合金,其目的是防止縮孔9、同時(shí)凝固原則主要適用于固態(tài)收縮大的合金,其目的是減少殘余應(yīng)力。10、鑄鐵中縮孔和縮松是在液態(tài)收縮和凝固收縮兩個(gè)階段形成。11、防止鑄件變形的方法有：設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使壁厚均勻，工藝上采用同時(shí)凝固原則。12、粗大厚實(shí)的鑄件冷卻到室溫時(shí)，鑄件的表層呈壓應(yīng)人心部呈拉應(yīng)力。2、澆注位置的選擇，主要保證鑄件的質(zhì)量;而分型面的選擇主要考慮簡化操作。3、鑄件上質(zhì)量要求高的面，在澆鑄時(shí)應(yīng)該盡量使其處于鑄型的下面或側(cè)面4、制定鑄

6、造工藝時(shí)，一般從保證質(zhì)量發(fā),確定澆鑄位置；從簡化操作出發(fā)確定分型面。1、鋼錠經(jīng)適當(dāng)鍛造后，力學(xué)性能大為改善，這是由于鍛造后使晶粒細(xì)化，且使組織致密：2、實(shí)際晶體的點(diǎn)缺陷表現(xiàn)為空位和間隙原子。3、金屬塑性變形后強(qiáng)度增加，塑性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。4、鍛造前金屬加熱的目的是提高津性、降低變形抗力。5、鍛造流線的存在，使得材料的力學(xué)性能具有方向性，因此設(shè)計(jì)和制造零件時(shí)，應(yīng)使零件工作時(shí)最大的正應(yīng)力方向與流線方向一致,最大剪應(yīng)力方向與流線方向垂直。6、合金材料的鍛造性常采用材料的變形抗力Os）和塑性兩個(gè)指標(biāo)來衡量。7.鍛造流線的明顯程度與變形量有關(guān)，鍛造流線使鍛件的力學(xué)性能出現(xiàn)各向異，莊1、鍛造高度

7、小、截面積大的工件一般采用鍛粗工序,而鍛造長而截面積小的工件如軸時(shí)常采用拔長工序。2 .模膛根據(jù)其功能不同可分為制坯模膛和模鍛模膛。3 .在繪制工件鍛件圖時(shí)，除了考慮鍛件的余量以外，還要考慮鍛件的公差及余塊。1、拉深時(shí)，為防止起皺及拉穿應(yīng)控制壓邊力及拉深系數(shù)2、拉深時(shí)通常用拉伸系數(shù)控制變形程度,此值越小，變形程度越大。3 .沖孔工序中，凸模刃口尺寸取決于孔的一尺寸，落料模凹模刃口尺寸取決于落料件的尺寸。4 .彎曲變形程度受最小內(nèi)彎半徑的限制，一般且性好的材料最小內(nèi)彎半徑可以小些；變形方向與流線方向平行時(shí),最小內(nèi)彎半徑可以小些。5.拉深時(shí)通常用拉深系數(shù)來控制變形程度,此值越小，變形程度越大。1、

8、焊接接頭中熔合區(qū)和過熱區(qū)對焊接接頭質(zhì)量影響最大。2、焊接電弧中陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量最多，而弧柱區(qū)溫度最高。3、消除焊接應(yīng)力的有效方法是焊后講行去應(yīng)力退火處理。消除焊接熱影響區(qū)粗晶的有效方法是焊后進(jìn)行退火或正火。4、在生產(chǎn)中減少焊接應(yīng)力和變形的有效方法是焊前預(yù)熱焊后緩冷（或去應(yīng)力I艮火）5、評價(jià)鋼焊接性常用碳當(dāng)量公式估算.45鋼、20鋼及T8鋼中以20鋼焊接性最好。6、估計(jì)碳鋼焊接性的主要依據(jù)是碳當(dāng)量。另外，工件厚度也有一定的影響，厚度越大，焊接性越差。7 .按焊接過程特點(diǎn)，焊接方法可分為熔焊3旱和鋰焊三大類。1、坤弧焊話干批量焊接、平直焊縫及大環(huán)形焊絳。8 .按焊條藥皮性質(zhì)可分為酸件焊條和堿件焊條

9、。9 .CO2氣體保護(hù)焊適用于碳鋼和普通低合金鋼焊接。10 焊接碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼時(shí)應(yīng)選用結(jié)構(gòu)鋼焊條,焊接耐熱鋼和不銹鋼等特殊性能鋼時(shí)，為保證接頭的特殊性能，應(yīng)使焊縫和焊件具有相同或相近的成分。二、簡答題1 .金屬晶體的常見晶格有哪幾種？體心立方、面心立方、密排立方2 .固溶體有幾種類型？鐵素體屬何種固溶體？固溶體：有間隙固溶體和置換固溶體兩類，鐵素體屬于間隙固溶體。3 .什么是細(xì)晶強(qiáng)化？給出三種細(xì)化晶粒的措施。通過細(xì)化晶粒來提高材料力學(xué)性能的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。細(xì)化措施：1）變質(zhì)處理；2）提高冷卻速度3）振蕩6.為什么過冷度越大，結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)??？過冷度越大，形核越迅速，晶粒越多，自

10、然就越細(xì)小1 .試用多晶體塑性變形的過程說明細(xì)晶強(qiáng)化的機(jī)理。多晶體滑移阻力大，故強(qiáng)度比單晶體高，且晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高，硬度越大。另一方面，因晶粒越細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，每個(gè)晶粒的變形也較均勻，所以塑性、韌性也較好。2 .在一定范圍內(nèi)，為什么冷變形度越大，再結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小？過冷度對鑄件晶粒大小影響是通過冷卻速度實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)檫^冷度的大小與冷卻速度密切相關(guān)，冷卻速度越快，實(shí)際結(jié)晶溫度就越低，過冷度就越大；反之冷卻速度越慢，過冷度就越小，實(shí)際結(jié)晶溫度就更接近理論結(jié)晶溫度。當(dāng)冷卻速度大時(shí)，鑄件的晶粒較細(xì)；當(dāng)冷卻速度較慢時(shí)，鑄件晶粒容易長大，表現(xiàn)為粗大的柱狀晶。由此可知，過冷度大，

11、晶粒就細(xì)?。贿^冷度小，晶粒就粗大。但是，過冷度過于大的話，有可能激冷來不及凝固成晶體，形成非晶體。3 .導(dǎo)線常用冷拔銅絲為材料，試分析冷拔的目的和冷拔后的處理。冷拔的目的：冷變形強(qiáng)化；冷拔后的處理：去應(yīng)力退火。4 .簡述金屬材料強(qiáng)化的基本機(jī)理？固溶強(qiáng)化：即形成固溶體而強(qiáng)化，也就是合金化。細(xì)晶強(qiáng)化：晶粒細(xì)小，晶界增多，阻止位錯(cuò)滑移。加工硬化：增加位錯(cuò)和亞結(jié)構(gòu)細(xì)化。彌散強(qiáng)化：第二相強(qiáng)化，成彌散分布。沉淀硬化：析出第二相強(qiáng)化。5 .何謂冷變形強(qiáng)化？有何利弊？金屬進(jìn)行塑性變形時(shí)金屬的強(qiáng)度和硬度升高而其塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。利弊：材料的強(qiáng)度、硬度增加，但進(jìn)一步變形困難。1、纖維組織對材料的

12、性能有何影響，舉例說明在零件成形中如何利用這一特性。纖維組織存在各向異性。如齒輪毛坯的徽粗、軋制齒輪，重要軸類零件毛坯的拔長等。2 .室溫下Fe-C合金中基本相有哪些？基本組織有哪些？基本相有：鐵素體、滲碳體?；窘M織有：鐵素體、滲碳體、珠光體、萊氏體。3 .根據(jù)鐵碳合金相圖分析說明制造汽車外殼多用低碳鋼（C<0.2%）,制造機(jī)器零件（如機(jī)床主軸）多用中碳鋼，制造工具（如鋰刀）多用高碳鋼，而C>1.3%勺鐵碳合金工業(yè)上很少應(yīng)用的原因低碳鋼組織以F為主，塑性好。中碳鋼組織以P為主，終合性能好。高碳鋼組織為P+滲碳體，硬度高。C>1.3%M,滲碳體成網(wǎng)嚴(yán)重，性能變變脆。4 .為什

13、么T12鋼比T8鋼硬度高，但強(qiáng)度低？T12組織中滲碳體含量比T8高，故硬度高；但滲碳體成網(wǎng)，強(qiáng)度低。1.現(xiàn)有形狀相同的三塊平衡態(tài)鐵碳合金，分別為20,T12,HT200請?jiān)O(shè)法將它們區(qū)分開。首先敲擊，聲音低沉的是HT200,然后剩下兩個(gè)對劃，有劃痕的是20。1.根據(jù)鐵碳合金退火后室溫下的顯微組織，說明T8鋼比40鋼的強(qiáng)度、硬度高，但塑性、韌性差的原因。T8鋼組織為P,Fe3c比40鋼多，且分布合理，、HB高，但8、ak低2.何謂調(diào)質(zhì)處理？淬火后高溫回火的熱處理方法為調(diào)質(zhì)處理3 .簡要說明鋼為什么能通過熱處理改變其性能？鋼鐵材料能夠進(jìn)行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構(gòu)現(xiàn)象4 .試從工藝、組織形貌和性

14、能等方面簡述索氏體與回火索氏體有何不同？工藝：索氏體正火，回火索氏體調(diào)質(zhì)。組織形貌：索氏體中碳化物為片狀，回火索氏體中碳化物為粒狀。性能：回火索氏體的塑性和韌性優(yōu)于索氏體。5 .試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述托氏體與回火托氏體的區(qū)別。工藝：托氏體風(fēng)冷，回火托氏體調(diào)質(zhì)淬火+中溫回火。組織形貌：托氏體中碳化物為片狀，回火托氏體中碳化物為粒狀。性能：回火托氏體的塑性和韌性優(yōu)于托氏體。6 .為什麼滲氮處理和表面淬火前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，而滲碳前不進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理？滲氮處理和表面淬火后心部組織不變，而滲碳后心部組織發(fā)生了改變。8 .淬火的目的是什么？淬火方法有幾種？淬火的目的是獲得M或B下組織，從而獲得較高

15、的強(qiáng)度和硬度。淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火。9 .試述C%M鋼C曲線的影響。亞共析鋼隨C%曾加，C曲線左移；過共析鋼隨C%曾加，C曲線右移。10 .回火工藝的分類、目的、組織與應(yīng)用?；鼗鸸に嚪譃椋旱蜏鼗鼗?、中溫回火、高溫回火。目的：淬火+低溫回火為獲得高硬度和耐磨性，組織為M回+Cm+A殘。淬火+中溫回火為獲得高硬度彈性和韌性，組織為T回。淬火+高溫回火為獲得良好的綜合性能，組織為S回。1、試述灰鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵主要區(qū)別。主要區(qū)別在石墨形貌，灰鑄鐵中石墨為片狀、可鍛鑄鐵中石墨為團(tuán)絮狀及球墨鑄鐵中石墨為球狀。6、分別確定獲得如下性能的鋼件常用強(qiáng)化熱處理方法及組織1.

16、為使鋼得到理想的耐磨性。淬火+低溫回火。2.為使鋼獲得理想的彈性。淬火+中溫回火。3.為保證鋼的綜合性能淬火+高溫回火。8 .錘刀要求6264HRC,問應(yīng)在下列材料中選擇哪種材料？應(yīng)選何種最終熱處理。Q195、45、20CrMnTi、QT600-1、T12A、60Si2Mn答：T12A、淬火+低溫回火。9 .為什么常選灰鑄鐵制造機(jī)床床身？灰鑄鐵具有良好的抗壓、減振和減摩性。10 .請舉出一個(gè)“以鑄代鍛、以鐵代鋼”的應(yīng)用實(shí)例。輕型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用球鐵代鑄鋼。15.舉例說明鋁合金的應(yīng)用？主要應(yīng)用于金屬制品需要輕量化的部分。如門窗、汽車摩托車零部件。1.制造汽車、拖拉機(jī)變速箱齒輪，齒面硬度要求58-

17、62HRC,心部要求30-45HRC,Ak:40-50J,從下列材料中選擇合適的材料（35,40,40Cr,20CrMnTi,60Si2Mn,1Cr18Ni9Ti）;根據(jù)所選材料擬訂加工工藝路線；說明每一步熱處理的作用。1.20CrMnTi。2.下料一鍛造一正火（退火）一粗加工一滲碳+淬火+低溫回火一精加工3.正火（退火）：改善切削加工性能；滲碳+淬火+低溫回火：提高表面硬度和耐磨性，保證心部良好的韌性。1、限制鑄件最小壁厚的原因是什么？由于薄壁件中金屬充型性低，易產(chǎn)生冷隔和澆不足。2、灰鑄鐵的體收縮率比鋼小的主要原因是什么？因?yàn)榛诣T鐵凝固時(shí)的石墨析出膨脹3 .鑄件為實(shí)現(xiàn)順序凝固，應(yīng)如何設(shè)置冒

18、口和冷鐵，冒口和冷鐵各有什么作用？為實(shí)現(xiàn)順序凝固，冒口和冷鐵的設(shè)置應(yīng)保證遠(yuǎn)離冒口部分至冒口形成正的溫度梯度。冒口作用：提供補(bǔ)縮金屬液；冷鐵作用：增加冷卻速度，配合冒口實(shí)現(xiàn)順序凝固1、試簡述熔模鑄造工藝過程。制蠟?zāi)Ｒ辉鞖ば鸵粷茶T2、金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學(xué)性能？灰鑄鐵用金屬型鑄造時(shí)，可能會(huì)遇到什么問題？因?yàn)槔鋮s速度快，晶粒細(xì)小、組織致密白口4 .簡述金屬型鑄造與砂型鑄造的區(qū)別。從以下三方面回答：鑄型不同；工藝區(qū)別；適應(yīng)性不同1、什么是冷變形強(qiáng)化？說明其對金屬組織及性能的影響。隨著冷變形的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，塑性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強(qiáng)化。導(dǎo)致材料的強(qiáng)度、硬度增加，但進(jìn)一步變形困難。2、簡

19、述冷變形和熱變形的區(qū)別？冷熱變形的主要區(qū)別是視金屬變形后是否產(chǎn)生塑變強(qiáng)化。3、吊車大鉤，可用鑄造、鍛造、板料切割制造，問用何種方法制得的大鉤拖重能力大？為什么？鍛造，因?yàn)榱骶€分布合理且組織致密、晶粒細(xì)小。4、與相同材料的鑄件相比，鍛件的顯著特點(diǎn)是什么？試舉出兩個(gè)采用鍛壓件作毛坯的例子。鍛件顯著優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)韌好、可靠性好5、試舉出幾種齒輪毛坯的制造方法？汽車變速齒輪應(yīng)選哪一種毛坯？鍛造、鑄造，受重載的重要齒輪采用鍛造毛坯。1、自由鍛鍛件圖應(yīng)考慮哪些問題？余塊加工余量公差2 .簡述預(yù)鍛模膛與終鍛模膛的主要區(qū)別。模鍛圓角和斜度大，可以沒有飛邊槽3 .選擇錘上模鍛分型面的原則有那些？11）應(yīng)保證模鍛件能從

20、模膛中取出來。分模面應(yīng)選在模鍛件的最大截面處；2）使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致；3）使模腔的深度最小，而寬度最大;4）使零件上所加的余塊最少；5）分模面最好是一個(gè)平面4 .簡述模鍛與自由鍛的區(qū)別。模鍛時(shí)，金屬在鍛模模膛內(nèi)變形，金屬流動(dòng)受到模膛壁的限制；而自由鍛時(shí)，金屬水平流動(dòng)不受限制。5 .落料模磨損后，能否作為同樣直徑工件的拉深模？為什么？可以，因?yàn)槁淞夏５陌纪鼓ｉg隙小于拉深模的凸凹模間隙。1、熔焊、壓焊、釬焊三者的區(qū)別？熔焊被焊接接頭處熔化，不施壓。壓焊加熱（被焊接接頭處達(dá)塑性或局部熔化狀態(tài)）或不加熱，必施壓。釬焊被焊件變化不大，僅釬料熔化2、簡述低碳鋼焊接接頭熱影響區(qū)的組織和性能。過

21、熱區(qū)：粗大的過熱組織，韌性差，易產(chǎn)生焊接裂紋。正火區(qū)：細(xì)小而均勻的組織，力學(xué)性能較好。部分相變區(qū)：晶粒大小不均勻，力學(xué)性能稍差3、試舉出五種熔焊方法，并按熱影響區(qū)大一小排列。如：氣焊、電渣焊、電弧焊、等離子弧焊、電子束焊4、有很寬和很窄的兩塊鋼板如果用相同規(guī)范在板中心堆焊一條焊縫，問哪塊鋼板焊后產(chǎn)生的變形和內(nèi)應(yīng)力大？很寬的鋼板變形和內(nèi)應(yīng)力大5 .為什么說焊接接頭中熔合區(qū)是焊接接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)？熔合區(qū)中晶粒粗大且合金化效果不大。6 .試列舉三種預(yù)防焊接變形的措施。剛性固定法、反變形法、合理焊接順序、合理焊接工藝規(guī)范1、比較鴇極僦弧焊與熔化極僦弧焊的不同之處。電極材料不同適應(yīng)板厚不同2 .焊條藥

22、皮的作用是什么？穩(wěn)弧、保護(hù)、滲合金、脫O、SP3 .舉出三種常見焊接接頭的形式。對接接頭、角接接頭、T型接頭、搭接接頭4 .熔化焊、壓力焊、釬焊三者的區(qū)別是什么？現(xiàn)要大批焊接：（1）大型油灌環(huán)形焊縫；2）硬質(zhì)合金車刀刀頭與碳素鋼刀體間的焊接；（3）圓管間的焊接A、煤氣包環(huán)形焊縫；B、汽車油箱；C、常見自行車車架的焊接；問：各選用何種焊接方法？熔焊被焊接接頭處熔化，不施壓。壓焊加熱（被焊接接頭處達(dá)塑性或局部熔化狀態(tài)）或不加熱，必施壓釬焊被焊件變化不大，僅釬料熔化。大型油灌環(huán)形焊縫用埋弧焊。硬質(zhì)合金車刀刀頭與碳素鋼刀體間的焊接用硬釬焊（銅焊）。圓管間的焊接用摩擦焊。煤氣包環(huán)形焊縫用埋弧焊。汽車油箱

23、用縫焊。自行車車架的焊接用硬釬焊指出下面零件的毛坯制造方法。1）機(jī)床主軸：鍛造。2）汽車覆蓋件：沖壓。3）批量生產(chǎn)大直徑鑄鐵污水管：離心鑄造。4）壁厚小于30mm鍋爐筒體的批量生產(chǎn)：埋弧焊。5）大批量生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞：擠壓鑄造。6）麻花鉆刀體部分和夾持部分的連接：摩擦焊（答焊接也可）。7）齒輪箱體：鑄造。8）45鋼刀體與硬質(zhì)合金刀片的連接：硬釬焊。9）受力復(fù)雜的齒輪：鍛造。10）石油液化氣罐：沖壓+（埋弧）焊。11）汽輪機(jī)及燃汽輪機(jī)的葉片：熔模鑄造。12）減速箱箱體：鑄造。13）汽車半軸：鍛造。4）中壓容器焊接。15）起重吊鉤：鍛造。16)壁厚為2mm的汽車油箱的批量生產(chǎn)：沖壓+縫焊。17

24、)成批生產(chǎn)汽輪機(jī)葉片：熔模鑄造。1-10練習(xí)簡答題1 .簡述金屬鍵的基本結(jié)構(gòu)，說明金屬的性能和其之間的關(guān)系。|答：金屬鍵的基本結(jié)構(gòu)為：正離子+電子云；金屬是由金屬鍵鍵合而成，因此其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及具有良好塑性均與該結(jié)構(gòu)有關(guān)；如金屬鍵受外力作用時(shí)，正離子間發(fā)生相對位置移動(dòng)，而金屬鍵的結(jié)合形式不被破壞，因此具有良好塑性。2 .何為柔順性，影響柔順性的因素有哪些？答：柔順性是指大分子能由構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性。影響大分子柔順性的因素主要有主鏈結(jié)構(gòu)、取代基及交聯(lián)程度等。3 .簡述晶界的結(jié)構(gòu)及特性。答：多晶體中晶粒之間的過渡區(qū)稱作晶界，晶界處原子十分混亂，晶格畸變程度較大；晶界是晶體的一種面缺陷

25、，除增大金屬的塑性變形抗力之外，還使硬度、強(qiáng)度增高，同時(shí)能夠協(xié)調(diào)相鄰晶粒間的塑性變形。4 .簡述在那些情況下，零件的工作應(yīng)力低于材料的屈服強(qiáng)度時(shí)，材料也會(huì)發(fā)生塑性變形甚至斷裂；這種場合中應(yīng)考慮材料的那些性能？答：當(dāng)材料在高溫或者低溫下工作時(shí)。高溫應(yīng)考慮材料的蠕變強(qiáng)度、持久強(qiáng)度；低溫應(yīng)考慮材料的冷脆轉(zhuǎn)變溫度等。當(dāng)材料承、受動(dòng)載荷時(shí)，比如交變載荷作用。應(yīng)考慮材料的疲勞強(qiáng)度。5 .1合金元素對回火過程主要有哪些影響？合金元素對回火過程的影響有提高回火穩(wěn)定性，產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，增大回火脆性。5.2說明9sler剛的種類，大致化學(xué)成分，熱處理方法及主要應(yīng)用場合。該剛屬于工具鋼中低合金刃具鋼，其大致化學(xué)成

26、分為co(C)=0.9%co(Si),co(Cr)<1.5%,熱處理方法為球話退火，猝火+低溫回火，主要用于制造低俗加工刀具如鍍刀，絲錐等。5.3 試分析石墨邢臺對鑄鐵性能的影響。石墨強(qiáng)度，韌性極低，相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，他減小集體的有效截面，并引起應(yīng)力集中。普通灰鑄鐵和孕育鑄鐵的石墨呈片狀，對基體的嚴(yán)重割裂作用就使其抗拉強(qiáng)度的塑性都很低。球墨鑄鐵的石墨呈球狀，對基體的割裂作用顯著降低，具有很高的強(qiáng)度，又有良好的塑性和韌性，期綜合機(jī)械性能接近于鋼。蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)為蠕蟲狀，雖與灰鑄鐵的片狀石墨類似，但石墨片的長厚比較小。端部較鈍，對基體的割裂作用都減小，它的強(qiáng)度接近于球墨鑄鐵，且

27、具有一定的韌性，較高的耐磨性?？慑戣T鐵的石墨呈團(tuán)絮狀，對基體的割裂作用較小，具有較高的強(qiáng)度，一定的延伸率。5.4 軸承合金在性能上有何要求？在組織上有何特點(diǎn)？軸承合金的性能要求一般有：一定強(qiáng)度和疲勞抗力，足夠的塑性和韌性，較小的摩擦系數(shù)，良好的磨合能力和儲油能力，良好的導(dǎo)熱性、抗蝕性和低的膨脹系數(shù)；為滿足上述要求，軸承合金的組織特點(diǎn)為軟硬兼有，或者是軟基體上均勻分布著硬質(zhì)點(diǎn)，或者是硬基體上均勻分布著軟質(zhì)點(diǎn)。6.1 簡評作為工程材料的高分子材料的優(yōu)缺點(diǎn)(與金屬材料比較)。優(yōu)點(diǎn)：相對密度小，耐腐蝕性能較好，優(yōu)良的電絕緣性能，優(yōu)良的減振隔聲性能，耐電弧性和極小，易老化，熱膨脹系數(shù)大，高溫下易發(fā)生蠕變

28、且最高使用溫度不超過300C,導(dǎo)熱性差，易燃等。6.2 什么是橡膠的硫化處理？其意義何在？橡膠的主要原料為生膠。生橡膠是由線性大分子或者帶支鏈的線形大分子構(gòu)成，其力學(xué)性能差，基本無使用價(jià)值。對生膠進(jìn)行加工處理使其成為有用橡膠制品的必要過程為硫化，硫化是指線性高分子通過錢鏈作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程，其作用在于一定的溫度和壓力條件下促使橡膠內(nèi)的鏈狀分子較鏈成網(wǎng)狀分子，從而加強(qiáng)其拉力，硬度，老化，彈性等性能，使其具有實(shí)用價(jià)值。因最初的天然橡膠制品僅用于硫磺作交聯(lián)劑處理，因此，稱橡膠的錢鏈過程為硫化6.3 陶瓷材料有哪些性能？簡述原因。陶瓷材料的彈性模量，剛度，硬度，耐磨性，抗壓強(qiáng)度等性能較好

29、，但塑性，韌性和抗拉強(qiáng)度較差。其原因可以從性能特征主要取決于其組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的角度進(jìn)行分析。6.4 簡述熱塑性和熱固性塑料的異同點(diǎn)。熱塑性塑料的結(jié)構(gòu)特征：分子鏈質(zhì)檢僅互相纏繞，而沒有通過化學(xué)鍵相連，其分子鏈結(jié)構(gòu)通常是線型和支鏈線型結(jié)構(gòu)。性能特征：受熱時(shí)軟化、熔融，冷卻時(shí)硬化，此過程可逆且可多次重復(fù)，為可回收塑料。柔韌性好、阻尼性能好。強(qiáng)度差，剛度低、耐熱性差，最高使用溫度一般只有120c左右，否則就會(huì)變形。應(yīng)用：主要用于包裝材料等日常生活用品。熱固性塑料：分子鏈之間發(fā)生了化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，通過化學(xué)交聯(lián)點(diǎn)互相連接，從而形成三維網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)。性能特征：受熱時(shí)軟化但不能熔融，強(qiáng)熱是發(fā)生分解，冷卻時(shí)硬化

30、，為不可回收塑料。強(qiáng)度好，剛性大、柔韌性差、耐熱耐磨，能在150200c的溫度范圍內(nèi)長期使用，其電絕緣性能優(yōu)良。應(yīng)用：主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓等惡劣環(huán)境中使用，如超過手柄、高壓電器等。8.金屬塑性成形（鍛壓）1）分析比較加工余量和鍛造公差的差別。答：加工余量是指在零件表面上增加的公切削加工去除的余量，零件尺寸和加工余量之和組成鍛件的基本尺寸；鍛造公差則是允許鍛件實(shí)際尺寸的最大變動(dòng)量，一般以鍛件基本尺寸為中心對稱布置。2）如圖所示零件，采用自由鍛制坯，試改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)不合理處。舉例說明鍛壓生產(chǎn)中如何合理地利用鍛造流線。答：肋板和凸臺結(jié)構(gòu)不利于自由鍛造成形。改進(jìn)方案為：在去除肋板的同時(shí)，為保

31、證強(qiáng)度和剛度可適當(dāng)增加圓筒壁厚；此外，將凸臺結(jié)構(gòu)改為沉頭孔結(jié)構(gòu)，在自由鍛中不成形留待切削加工成型。4）舉例說明鍛壓生產(chǎn)中如何合理地利用鍛造流線。答：鍛造流線使金屬性能呈現(xiàn)異向性；沿著流線方向（縱向）抗拉強(qiáng)度較高，而垂直與流線方向（橫向）抗拉強(qiáng)度較低。生產(chǎn)中若能利用流線組織縱向強(qiáng)度高的特點(diǎn)，使鍛件中的流線組織連續(xù)分布并且與其受拉力方向一致，則會(huì)顯著提高零件的承載能力。例如，吊鉤采用彎曲工序成形時(shí)，就能使流線方向與吊鉤受力方向一致，從而可提高吊鉤承受拉伸載荷的能力。4）拉深時(shí)為什么會(huì)起皺和拉裂？如何避免？答：拉深時(shí)起皺和拉裂是由拉深過程中產(chǎn)生的應(yīng)力引起的，當(dāng)法蘭處的切向壓應(yīng)力達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，法蘭部

32、分便會(huì)失穩(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象；當(dāng)筒壁與筒底的過渡部分即“危險(xiǎn)斷面”內(nèi)應(yīng)力達(dá)到該處材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致拉裂現(xiàn)象產(chǎn)生。避免起皺現(xiàn)象，往往可采用增加壓邊圈的方法來解決；避免拉裂現(xiàn)象，可以從圓角半徑，凹凸模間隙，拉深系數(shù)，潤滑等方面加以控制。PPT上知識點(diǎn)細(xì)晶強(qiáng)化：多晶體滑移阻力大，故強(qiáng)度較單晶體高，且晶粒愈細(xì)，強(qiáng)度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，每晶粒變形也較均勻，所以塑性、韌性也愈好。塑性變形對金屬組織性能的影響：1.冷變形強(qiáng)化（冷變形強(qiáng)化屬位錯(cuò)強(qiáng)化）。2.產(chǎn)生各向異性:纖維組織。3.產(chǎn)生織構(gòu)。4.殘余應(yīng)力再結(jié)晶：再結(jié)晶通常是指經(jīng)冷變形的金屬在足夠高的溫度下加

33、熱時(shí)，通過新晶核的形成及長大，以無畸變的新晶粒逐漸取代變形晶粒的過程。過程：形核及長大。條件：冷變形+足夠高的溫度。特征：晶體缺陷基本消失，形成無畸變的新等軸晶粒；冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象完全消除與重結(jié)晶區(qū)別：無晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變（不是重結(jié)晶）熱加工與冷加工的區(qū)別：熱加工與冷加工的區(qū)別是以金屬材料的再結(jié)晶溫度為分界。再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷加工。再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形加工稱為熱加工，熱加工的下限溫度一般應(yīng)在再結(jié)晶溫度以上一定范圍。金屬材料熱加工時(shí)，在塑性變形的同時(shí)再結(jié)晶也隨之發(fā)生，冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象隨即消除。熱加工對材料的組織和性能的影響：改善鑄錠和坯料的組織和性能；產(chǎn)生流線組織1鋼的普通熱處理：

34、退火和正火、淬火與回火。退火：軟化。正火：常化（以正代退、以正火代調(diào)質(zhì)、先正后退）。淬火：強(qiáng)硬化?；鼗穑喉g化（淬火后）鋼的表面淬火：表面淬火是將零件表面層以極快的速度加熱到淬火溫度，當(dāng)熱量還末傳至工件心部，即迅速用淬火介質(zhì)快速冷卻，使表層淬成馬氏體，而內(nèi)部保持原始組織。表面淬火前常進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火以保證心部性能淬火+低溫回火：目的：降低組織應(yīng)力，保留較高硬度。組織：回火馬氏體。應(yīng)用：耐磨件淬火+中溫回火：目的：高彈、韌、疲勞性。組織：回火托氏體。應(yīng)用：彈性元件、熱鍛模淬火+高溫回火：（調(diào)質(zhì)）：目的：綜合力學(xué)性能。組織：回火索氏體。應(yīng)用：重要零件鋼的淬硬性：主要取決于鋼的含碳量鋼的淬透性：主要取決

35、于合金元素含量化學(xué)熱處理：強(qiáng)化表面，提高零件的某些力學(xué)性能，如表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和多次沖擊抗力。保護(hù)零件表面，提高某些零件的物理化學(xué)性質(zhì)，如耐高溫及耐腐蝕等。因此，在某些方面可以代替含有大量貴金屬和稀有合金元素的特殊鋼材。滲碳：（900950C）,目的：提高鋼件表層的硬度和耐磨性，而其內(nèi)部仍保持原來的高塑性和韌性成分。后熱處理：淬火+低溫回火。應(yīng)用：汽車調(diào)速齒輪氮化：（500600C）,目的：提高表面硬度和耐磨性，并提高疲勞強(qiáng)度和抗蝕性。應(yīng)用：1）耐磨性要求很高的精密零件，如精密齒輪、高精度機(jī)床主軸、鎮(zhèn)床鎮(zhèn)桿、精密絲桿等；2）較高溫度下工作的耐磨零件，如汽缸套筒、氣閥及壓鑄模等。為保證

36、心部有足夠的強(qiáng)度，氮化前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)。低碳鋼：塑、韌，適用于各種冷、熱加工與焊接；中碳鋼：可得到各種性能的較佳配合，淬火效果也顯著優(yōu)于低碳鋼，在制造齒輪、軸、彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)零件等方面得到廣泛的應(yīng)用；高碳鋼：硬度、耐磨性較高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具碳化物形成元素（按與碳親合力由弱到強(qiáng)排）：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti滲碳鋼：C%:0.10%0.25%。Me%:Mn、Ni、Cr、B、V、Ti、Mo.耐磨同時(shí)又承受沖擊或交變載荷的零件。下料一鍛造一正火一加工齒形一滲碳一預(yù)冷一淬火一低溫回火一噴丸一精磨。調(diào)質(zhì)鋼：C%:0.25%0.50%。Me%:Mn、Ni、Cr、SkB

37、Mo、W、V、Ti熱處理：調(diào)質(zhì)，S回，綜合力學(xué)性能。正火，S,（厚大件、要求不高件），一般。淬火+中、低回，T回、M回，較高，多沖、耐磨。調(diào)質(zhì)+表淬+低回，心：S回，表：M回。調(diào)質(zhì)+氮化，調(diào)質(zhì)鋼主要用于各種重要的承受沖擊載荷或負(fù)荷較大的機(jī)器零件，如曲軸、連桿、蝸桿、軸類等零件。彈簧鋼：Si,中、高C%。碳素弓t簧鋼0.6%0.9%;合金彈簧鋼0.5%0.7%,Mn、Cr、V。彈簧鋼主要用來制造各種彈性元件，尤其是各種彈簧。熱處理后冷成型：鋼絲直徑。v8mm,板簧厚度h<5mm,先淬火+中溫回火，得T回，成型后<150C去應(yīng)力退火。成型后進(jìn)行熱處理：熱成型后的彈簧，可于830870c

38、油淬，420450c回火，亦得T回。熱成型后的彈簧也可進(jìn)行等溫淬火得到B下滾動(dòng)軸承鋼：C%0.95%1.10%,Cr%:0.4%1.65%。鍛造一球化退火一機(jī)加工一淬火一冰冷處理一低溫回火一磨削一穩(wěn)定化處理。滾動(dòng)軸承鋼大量用來制作滾動(dòng)軸承的滾珠、滾柱和內(nèi)外圈。模具鋼熱作模具鋼：0.25%0.60%CMe：Cr、Ni、Mn一/淬透性，輔以：Mo、W、V一二次硬化。下料一鍛造一完全退火一機(jī)加工一淬火一回火一精磨加工（修型、拋光）。冷作模具鋼：1.0%2.0%C%:一/淬硬性（5060HRC）和耐磨性；Me：Cr、Mo、W、V一難熔碳化物，/耐磨性，Cr一/淬透性。下料一鍛造一球化退火一機(jī)加工一淬火

39、一回火一精磨一成品工具鋼：正確地使用工具鋼，需要在韌性和耐磨性之間，進(jìn)行優(yōu)化處理。這兩個(gè)互相矛盾的基本性能取決于熱處理淬火、回火后馬氏體的成分、形貌、硬度與碳化物的性質(zhì)、類型、數(shù)量、形態(tài)和分布。要求：高的硬度、熱穩(wěn)定性、熱硬性、耐磨性以及足夠的強(qiáng)度和韌性一高C%:0.6%1.3%一淬火后得到過飽和度大M高碳且一足夠的碳化物強(qiáng)化相一提高耐磨性。Me:Cr、W、Mo、V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素一形成多種類型碳化物一/抗回火軟化能力（耐回火性）、二次硬化一熱硬性、熱穩(wěn)定性。Mn、Si一/淬透性、抗回火軟化能力，、熱處理變形，/熱硬性。淬火加熱溫度選擇在Ac1Accm之間。回火溫度的確定，主要是在消除有害應(yīng)力的前提下，盡量保證高硬度來考慮的。量具鋼：熱處理為球化退火、淬火及低溫回火，磨削后進(jìn)行人工時(shí)效，以穩(wěn)定尺寸2.鑄鐵影響鑄鐵組織和性能的因素：化學(xué)成分、冷卻速度、提高灰鑄鐵強(qiáng)度有兩個(gè)基本途徑：1.改變石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布；2.改善基體組織，在石墨的影響減少之后，以期充分發(fā)揮金屬基體的作用。焊件厚度是重要因素，過薄易焊穿，