工藝技術金屬工藝學二版練習與思考題參考答案

1、金屬工藝學（二版）練習與思考題參考答案緒論 第120章，共309題。36頁，約5。4萬字金屬工藝學 （二版）練習與思考題參考答案緒論0-1性質(zhì)是一門以機械制造工藝為主的綜合性技術基礎課。主要內(nèi)容是：（1）金屬的力學性能、金屬學基本知識、鋼的熱處理、金屬材料、非金屬材料、金屬 表面處理技術、工程材料的選用等。（2）鑄造、鍛壓、焊接、毛坯生產(chǎn)方法的選擇等。（3）金屬切削基礎知識、金屬切削機床及其加工、精密加工與特種加工、零件生產(chǎn)的 基本知識及加工方法的綜合分析等。0-2教育目標是：（1）了解常用機械工程材料的類別和用途，初步具有正確使用金屬材料的能力。（2）了解金屬的常用熱處理， 主要冷、 熱加工

2、方法的基本原理， 工藝特點和應用范圍， 金屬毛坯和零件的常用加工方法， 初步具有選用熱處理、 使用毛坯和確定機械加工工藝路線 的能力。（3）了解機械產(chǎn)品制造過程、加工設備及工藝過程。（4）了解與本課程有關的新材料、新工藝、新技術、新設備及其發(fā)展趨勢。0-3一般過程是根據(jù)設計圖，進行工藝準備、材料、毛坯準備、進行熱處理和切削加 工、制得零件，經(jīng)裝配、檢驗、得合格機械產(chǎn)品。毛坯制造方法有鑄造、鍛造、沖壓、焊接和型材下料。 切削加工主要方法有車削、鉆削、銑削、創(chuàng)削、磨削等。0-4（1）把課堂教學與實驗、金工實習結合起來，聯(lián)系生產(chǎn)實踐，突出重點與應用； （2）學習工程材料要突出材料的類別與用途，學會正

3、確使用材料；（3）學習冷、熱加工基礎要突出金屬加工工藝特點和應用范圍， 學會正確選用毛坯和加工工藝路線； （4）利用金工 實習、現(xiàn)場參觀、電化教學、網(wǎng)絡課程等條件，增加感性知識，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析問 題，解決問題的能力。第一章 金屬的力學性能1-1力學性能是材料在力作用下所顯示的性能（又指金屬在力作用下所顯示的與彈性 和非彈性反應相關或涉及應力-應變關系的性能） ，主要有強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強 度等。 常用強度根據(jù)是屈服點和抗拉強度； 塑性判據(jù)是斷后伸長率和斷面收縮率； 硬度判據(jù) 是布氏硬度、 洛氏硬度和維氏硬度等；韌性判據(jù)是沖擊吸收功； 金屬疲勞的判據(jù)是疲勞強度。1-2不正確。零

4、件受到外力會否變形取決于外力大?。▏栏裰v為外力/零件受力橫截面積，稱應力）與零件材料力學性能高低， 當應力小于該零件材料彈性極限時，則產(chǎn)生彈性變 形；當應力超過屈服點時，則發(fā)行塑性變形（永久變形） 。1-31-4短試樣：長試樣：長試樣塑性好。因為同一材料的斷后伸長率大小與試樣尺寸有關，同一材料的;現(xiàn)兩種材料的，則長試樣的塑性應比短試樣好。1- 5屈服點沒有達到要求1-6因為低碳鋼塑性、韌性好，這些承載零件一旦超載即發(fā)生塑性變形，引起操作者 注意， 及時降載或更換零件， 且低碳鋼冷塑性變形后還產(chǎn)生加工硬化， 可降低超載引起突然 斷裂的危險性。1-7硬度是指材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或

5、劃痕的能力。常用的硬度 試驗方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度試驗法。1-8布氏硬度原理：用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球作壓頭， 以相應用的試驗力F壓入試件表面， 經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，得到一直徑為d的壓痕。用試驗力除以壓痕表面積， 即得布氏硬度值。優(yōu)點：試驗數(shù)據(jù)準確、穩(wěn)定。 缺點：測試較麻煩；壓痕大，不宜測薄件或成品件；球形壓頭會變形或損壞，不宜硬 度高的材料。應用HBS測試硬度值小于450的材料；HBW測試硬度值在450650范圍的材料。布 氏硬度常用來測定鑄鐵、 有色金屬、 經(jīng)退火、 正火和調(diào)質(zhì)處理的鋼材等硬度，如半成品和原 材料。洛氏硬度原理：在初試驗力和總試驗力的先后作用下

6、，將壓頭（頂角120的金剛石圓錐或1.588mm的淬火鋼球）壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后，卸除主試驗力，測量出殘余壓痕深 度增量，用以計算硬度。優(yōu)點：操作簡便，迅速、壓痕小，可測試成品表面及較硬、較薄的工件。 缺點：因壓痕小，對組織、硬度不均勻的材料，硬度值波動較大，準確性不如布氏硬 度高。應用：主要應用于測定鋼鐵、有色金屬、硬質(zhì)合金等的硬度。1-9查教材附錄附表2（b）22HRC換算成234HBS，符合220250HBS圖紙要求。1-10（1）不正確，HBS適用于測量硬度值小于450的材料；（2）不正確，HBW用于測量硬度值在450650的材料，且硬度值一般不標單位；（3）不正確，HRG在用

7、于測量硬度值2070的材料；（4）不正確，HRC用于測量硬度值2070的材料；（5）不正確，應寫成4550HRC（6）不正確，HRC不應有單位，且應寫成數(shù)字在前，硬度符號在后。1-11（1）布氏硬度，HBS；（2）布氏硬度，HBS；（3）洛氏硬度，HRC；（4）洛氏硬度，HRA；（5）維氏硬度，HV。1-12吸收AK是指試樣在沖擊試驗力一次作用下折斷時所吸收的功。AK越大，材料韌性越好。1- 13零件在循環(huán)壓力作用下， 在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷， 經(jīng)一事實上循 環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程，稱為金屬疲勞。在零件的尖角、孔、槽、微 裂紋、夾雜物、表面劃痕、刀痕、局部應力集中

8、處，在循環(huán)應力作用下易產(chǎn)生疲勞裂紋，裂 紋不斷擴展， 減小了零件的有效承載面積， 最后與截面減小至不能承受外力時，零件即發(fā)生 突然斷裂。提高零件疲勞強度的方法是合理設計零件結構，避免應力集中、 降低表面粗糙度 值、進行表面滾壓、噴水處理、表面熱處理等。第二章 金屬的結構與結晶2- 1晶體：是原子按一定幾何形狀作有規(guī)律排列的固體。如金剛石、石墨、金屬與合晶格： 用于描述原子在晶體中規(guī)律排列方式的空間格子稱為結晶格子，簡稱晶格。晶格中直線交點稱為結點。單晶體：是晶體內(nèi)部原子排列方向（稱晶格位向）完全一致的晶體。多晶體：由許多小晶體（單晶體）組成的晶體。 晶粒：多晶體材料內(nèi)以晶界分開、晶格排列方向基

9、本相同的小晶體，稱為晶粒。晶界：多晶體材料中相鄰晶粒的界面稱為晶界。合金：是指兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性 的物質(zhì)。組織：指用金相法看到的形態(tài)、尺寸和分布方式不同的一種或多種相構成的總體。顯微組織：指用光學顯微鏡或電子顯微鏡觀察到的組織。固溶體：是指合金在固態(tài)下，組元間能互相溶解而形成的均勻相。金屬化合物：是指合金組元間相互作用而生成的具有金屬特性的一種新相。固溶強化：指溶質(zhì)原子溶入溶劑晶格中導致固溶體晶格畸度，使合金強度、硬度升 高的現(xiàn)象。彌散強化：指金屬合化物細小均勻分布在固溶體基體上時，能顯著提高合金的強度、硬度和耐磨性的現(xiàn)象。2-2體個/的體方、V在#

10、,方立個是B-晶心立方晶格子個面?zhèn)€/的體方、V在#,方立個是B-晶心有各的面?zhèn)€六的體方立和角頂立方晶格子個密各的體柱方六#,柱方六個是B-晶-三在個個六方晶格子個二2-3有點缺陷 （晶格空位、間隙原子）、線缺陷（位錯）和面缺陷（晶界）。通常，晶體缺陷造成晶格畸度，使金屬的強度、硬度有所提高。2-4生產(chǎn)中，金屬的實際結晶溫度t1要低于理論結晶溫度tO,tO與t1之差（tO- t1）稱為過冷度t。通常情況下，增加過冷度，使晶粒細化；使金屬的強度增加，塑性、韌性也 好。2-5細晶粒金屬的強度比粗晶粒高，塑性、韌性也好。細化晶粒的方法有增加過冷度、 度質(zhì)處理、附加振動。2-6在固態(tài)下，金屬晶格類型隨溫

11、度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同素異晶轉度。Fe的相度濕度有三個：液相1538固相（Fe）,，。:體心站，:面心立方。2-7在液態(tài)金屬中加入少量變質(zhì)劑（唯熔的固體微粒）充當人工晶核，使晶粒細化的 處理方法稱為變質(zhì)處理。它的作用是細化晶粒。2-8（1）金屬模澆注鑄件晶粒細；（2）澆注時采用振動晶粒細。2-9（1）2; （2）1。2-10合金是指兩種或兩種以上的金屬元素，或金屬與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。與純金屬相比，合金的強度、硬度較高，制造成本較低，種類繁多、性能各異，可 滿足不同的需要，應用廣泛。因為合金中的固溶體有固溶強化作用，細小均勻分布的金屬化合物有彌散強化作用，不像純金屬要求較高的純

12、凈度，固而制造成本較低。2-11因為單晶體由原子是按一定幾何形狀作有規(guī)律排列的，不同方向上原子排列密度不同，因而性能不同，即各向異性。生產(chǎn)中使用的金屬大多為多晶體，雖然多晶體中每個晶粒和單晶體一樣具有各向異性，但一塊金屬包含有大量彼此位向不同的晶粒，不同方向的金屬性能卻是許多晶粒性能的平均值，故一般金屬（多晶體）表現(xiàn)為各向同性。2-12合金的結構因其他組元的加入，形成固溶體、金屬化合物基本相，不同于純金屬 的單一晶體結構。由于固溶體會產(chǎn)生固溶強化，金屬化合物細小的均勻分布在固溶體上產(chǎn)生 彌散強化，因而是強度、硬度比純金屬高。2-13（1）有相的改變；（2）無邪惡的改變。2- 14純金屬液在一定

13、過冷變下，開始形成結晶核心， 晶核依靠吸附周圍液體中的原子長中。與此同時，在液態(tài)金屬中又有新晶核產(chǎn)生、長大，直到全部結晶成固態(tài)金屬。合金的結晶與純金屬相似處是都遵循生核與長大的規(guī)律，結晶過程都有潛熱放出。不同處是純金屬結晶在某一恒溫下進行，合金通常在某一溫度范圍內(nèi)進行，且各相成分還發(fā)生變化，結晶比純金屬復雜。第三章鐵碳合金狀態(tài)圖3-1鐵碳合金狀態(tài)圖是表示平衡狀態(tài)下，不同成分的鐵碳合金，在不同溫度時所具有 的狀態(tài)或組織的圖形。3-2在固態(tài)下，金屬晶格類型隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為同素異晶轉變。鐵的同素異 晶轉變是鋼鐵能進行熱處理的基礎，也是鋼鐵材料品種多樣、應用廣泛的重要原因。3-3隨碳質(zhì)量分數(shù)增

14、加，鐵碳合金室溫組織中，F(xiàn)減少；Fe3C增多，且形態(tài)、分布有所不同，形成不同組織。0.77V4.34.34.3室溫組織FF+PPP+P+3-4鐵素體：碳溶于a-Fe的間隙固溶體；F;體心立方晶格，溶碳量很少，顯微組織 與純鐵相似，呈明亮的多邊形晶粒；性能與純鐵相似，即強度、硬度低，塑性、韌性好。臭 氐體：碳溶于丫-Fe的間隙固溶體；A;面心立方晶格，晶粒呈多邊形，晶界較鐵素體平直； 強度和硬度比鐵素體高，塑性、韌性也好，鋼材多數(shù)加熱到臭氏體狀態(tài)進行鍛造。滲碳體： 鐵與碳形成的金屬化合物；Fe3C;具有復雜的晶體結構，wC=6.69%它是鋼中的主要強化相， 它的形態(tài)、大小、數(shù)量和分布對鋼及鑄鐵的

15、性能有很大影響，滲碳體硬度很高，塑性、韌性 很差，3、Ak接近于零，脆性很大。珠光體：由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物；P;由鐵素體與滲碳體片層狀交替排列的共轉變組織，碳合量平均為wC=0.77%性能介于鐵素體和滲碳體之間，強度較高，硬度適中，有一定的塑性。萊氏體：由臭氏體和滲碳體組成的機 械混合物；Ld（高溫萊氏體），Ld（變態(tài)萊氏體）；變態(tài)萊氏體由滲碳體與珠光體相近，硬 度很高，塑性很差。3-5一定成分的液相，在恒溫下同時轉變成兩個固相稱為共晶轉變，, 一 定成分的固相，在恒溫下同時轉變成兩個固相稱為共折轉變，。3-63-7碳鋼可以鍛造，因處于A區(qū)，塑性好；白口鑄鐵不能鍛造，因存在硬脆的L

16、d相 和液相。3-8打洛氏硬度HRC,wC=0.20%,太軟測不出HRC;wC=0.40%,HRC低；wC=1.2%,HRC中；wC=3.5%，HRC高。3-9亞共折鋼：0.021 8VwCV0.77%的鋼，F(xiàn)+P;共折鋼；wC=0.77%的鋼，P;過共 折鋼：0.77%VwC2.11%的鋼，P+Fe3Cn。3-10(1)鋼鉚釘使用時頭部要被砸扁，不能太硬； (2)鐵絲綁扎物件要纏繞，要軟 一點；鋼絲繩吊重物要承受很大的拉伸力，要有高的強度；(3)wC=1.0%的鋼硬度高，wC=0.1%的鋼硬度低。Fe-Fe3C狀態(tài)圖(局部)及鋼的組織轉變示意圖合金n(wC=0.45%):t1以上，全部為LT

17、t1時，開始從L相折出A,t1t2為L+A宀 當達到t2時，全部變成A,t2t3，為AT當?shù)陀趖3時，為AT中折出F,t3t4為F+AT達 到t4時，F(xiàn)成分為p,A成分為s(0.77),在727C發(fā)生共折轉變，AsFp+Fe3C, t4以 下組織不再變化，室溫組織為F+P；合金1(wC=0.77%):t1以上，全部為LTt1時，開始從L相折出A,t1t2為L+AT當達到t2時，全部變成A,t2t3為AT當達t3(727C)時，成分s(0.77%)的A發(fā)生共 折轉變，AsFp+Fe3C t3以下組織不再變化，室溫組織為P(Fp+Fe3C)；合金川(wC=1.0%):t1以上全部為LTt1時，開始

18、從L相折出A,t1t2為L+AT當達 到t2時，全部變成A,t2t3為AT當?shù)陀趖3時， 從A中折出Fe3CH,t3t4為A+Fe3CnT達到t4,A成分為s(0.77%),在727C發(fā)生共折轉變，AsP(Fp+Fe3C),t4以下直 至室溫，組織為p+Fe3Cn。3-12亞共折鋼顯微組織：F+P,過共折鋼顯微組織：p+Fe3Cn,由于F強度、硬度低， 塑性、韌性好，F(xiàn)e3C硬度很高，塑性、韌性很差，因此亞共折鋼強韌性好，過共折鋼硬度 高，耐磨性好。3-13澆灌鋼筋混凝土用的鋼筋要求有好的塑性、 韌性和一定的強度， 與高碳鋼及鑄件 相比，只有低碳鋼符合性能要求。3- 14不能，因為1148C以

19、上時，該合金處于L相不能鍛造；低于1148C，結晶出Ld, 是硬度很高、塑性很差，脆性很大的組織，不能鍛造。第四章 非合金鋼(碳鋼)4- 1碳鋼是指wC0.25%。(2)中碳鋼wC=0.25%0.60%。(3)高碳鋼wC0.60%。2按質(zhì)量等級分類(1)普通質(zhì)量碳鋼ws0.045%、wp0.045%。一般用碳素結構鋼， 碳素鋼筋鋼等。(2)優(yōu)質(zhì)碳鋼ws、wp比普通質(zhì)量碳鋼少。機械、工程結構用優(yōu)質(zhì)碳鋼等。(3)特質(zhì)質(zhì)量碳鋼ws235Mpa，質(zhì)量等級為A級，F(xiàn)為沸 騰鋼，用于連桿、拉桿、軸、螺栓、齒輪等機械零件及角鋼、槽鋼、圓鋼、工字鋼等型材。20:優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，wC沁0.20%，用于不需熱處理

20、的低負荷零件，如螺栓、螺釘、 螺母、拉桿、法蘭盤等，滲碳后可制作齒輪、軸、凸輪、磨擦片等。45:優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，wC0.45%，主要制作齒輪、連桿、軸類等零件，是應用廣泛 的鋼號。T10:碳素工具鋼，T10表示wC疋1.0%的碳素工具鋼，用于低連刀具，如刨刀、絲 錐、扳牙、鋸條、卡尺、沖模、拉絲模等。4- 4 60:優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼，wC-0.60%,用于彈性零件和易磨損零件，如彈簧、鏡 等。T12A:碳素工具鋼，wC-1.2%,A表示鋼中硫、磷含量比較低，用于需高硬度、不受 振動的低速刀具，如銼刀、刮刀、鉆頭、外科用刀具等。Q195:碳素結構鋼，cs195Mpa，用于載荷較小的鋼絲、墊圈、鉚釘

21、、沖壓件，焊 接件等。ZG310-570:鑄鋼，cs310Mpa、cb570Mpa，用于載荷較大的耐磨件，如輥子、 齒輪、制動輪等。4-5碳是決定鐵碳合金力學性能最主要的元素，當wCV0.9%時，隨wC增加，層片狀Fe3C量不斷增加，鋼的強度、硬度不斷升高，塑性、韌性不斷降低。當wC0.9%時，在晶界形成網(wǎng)狀Fe3Cn，雖然硬度仍在升高，但是強度下降，塑性、韌性繼續(xù)降低。為使 鋼有足夠的強度、一定的塑性和韌性，工業(yè)上應用的碳鋼，wC不超過1.4%。4-6 30，50，T7，T9。4-7主要是碳素結構鋼。成分特點是中、低含碳量(wCw0.60%)。性能特點是低碳鋼(wCV0.25%， 塑性、 韌

22、性好， 有一定的強度， 冷成型性、 焊接性好， 中碳鋼 (wC=0.25%0.60%)強度、塑性、韌性都較好，熱處理后有良的綜合力學性能。4-8(1)彈簧彈不起來， 缺乏彈性或使用中斷裂； (2)強度不足，易變形和斷裂； (3)太軟，太錘變形，且錘擊力減小。第五章 鋼的熱處理5-1熱處理是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜ?以下簡稱工件)進行加熱、保溫和 冷卻以獲得預期的組織結構與性能的工藝。熱處理能顯著提高鋼的力學性能，滿足零件使用要求和延長壽命；還可改善鋼的加工性能，提高加工質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，因此熱處理在機械制造中應用很廣。如汽車、拖拉機中有70%80%的零件要進行熱處理；各種刀具、量具、模具

23、等幾乎100%要進行熱處理。5-2鋼進行熱處理的理論依據(jù)是鐵的同素異晶轉變、熱處理工藝的制訂要依據(jù)鐵碳合 金狀態(tài)圖。常用熱處理方法按目的與作用不同有整體熱處理：退火、正火、淬火、回火等表面熱處理：火焰淬火、感應淬火等化學熱處理：滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲金屬等5-3 A1、A3、Acm是共折鋼、亞共折鋼、過區(qū)折鋼被緩慢加熱時全部獲得A組織，或它們被緩慢冷卻時，開始從A中折出p、F、Fe3Cn組織的平衡溫度點。實際生產(chǎn)中，熱處理的加熱和冷卻不是很緩慢，固態(tài)相變時都有不同程度的過熱度和過冷度，因此將加熱時各相變點用Ac1、Ac3、Accm表示（有過熱度），冷卻時各相變點用Ari、Ar3、Arcm表示

24、（有過冷度）。5-4共折鋼加熱目的是獲得全部A組織。加熱時，在F和Fe3C交界面上形成A晶核, 依靠Fe、c原子擴散，A晶核長大，同時，又有新的A晶核形成與長大，直至F全部消失。 其后是殘余Fe3C的溶解。最后是A成分（C濃度）均勻化。5-5轉變類型轉變溫度轉變產(chǎn)物符號組織形態(tài)硬度珠 光體 轉變A1650C珠光體P粗片狀160250HBS約650600C索氏體（細珠光體）S細片狀2535HBS約600550C托氏體（極細珠光體）T極細片狀3540HBS貝 氏體 轉變約550350C上貝氏體B上羽毛狀4045HBS約350M下貝氏體B下黑片（針）狀4555HBS5-6工件淬火時可抑制非馬氏體轉變

25、的最低冷卻速度稱為馬氏體臨界冷卻速度。它越 小，鋼的淬透性越好，可以在較低的冷卻速度小獲得M， 減少淬火應力、淬火變形與淬火裂紋。5-7退火是將工件加熱到適應溫度，保持一定時間，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。根 據(jù)鋼的成分和退火目的不同，退火有以下種類：完全退火：用于亞共折碳鋼和合金鋼的鑄件、鍛件、熱軋型材，焊件等。等溫退火：用于亞共折碳鋼、合金鋼、過共折碳鋼、合金 工具鋼、軸承鋼。球化退火：用于過共折鋼和合金工具鋼、軸承鋼等。去應力退火：于 鑄件、鍛壓件、焊件、切削加工件等。均勻化退火：用于質(zhì)量要求高的合金鋼鑄錠、鑄件 和鍛坯等。5-8正火與退火的目的基本相同， 如均勻鋼的成分，細化晶粒，消除殘

26、余應力，降低 鋼的硬度，提高塑性，改善切削加工和壓力加工性能等。一般用作預備熱處理，被安排在毛坯生產(chǎn)之后，粗加（或半精加工）之前。區(qū)別在于正火冷卻速度較快，得到的珠光體晶粒較 細，硬度和強度較退火的高；操作簡便，生產(chǎn)周期短，成本較低。為改善切削加工性，高碳 鋼應選用退火，低、中碳鋼應選用正火；過共折鋼珠化退火前，應進行正火消除網(wǎng)狀滲碳體,做好組織準備。對性能要求不高的零件， 以及一些大型或形狀復雜的零件， 淬火容易開裂時， 也可用正火作最終熱處理，而退火做不到。生產(chǎn)中達到正火、退火兩可情況時，盡量選用正火。5-9淬火是將工件加熱臭氏體化后以適應方式冷卻得馬氏體或（和）貝氏體組織的熱 處理工藝。

27、淬火的目的是為了得到馬氏體 （或貝氏體）組織，提高鋼的硬度、強度和耐磨性。 例如用T10A制造的手鋸條、淬火，低于回火后，HRC62,它就可以鋸削退火狀態(tài)的T10A材料（HBS0.045%,wp0.045%） 一般用途低合金鋼等。2優(yōu)質(zhì)低合金鋼（w、wp比普通質(zhì)量低合金鋼低）如可焊接高強度結構鋼等。3特殊質(zhì)量低合金鋼（wsw0.020%,wp390 Mpa的低合金高強度結構鋼。6-7性能：強度高，塑性、韌性好，焊接性好，冷成形性好，較好的耐蝕性，較低的 韌脆轉變溫度。用途：用于制造各種強度較高的工程結構件， 大型鋼結構， 一般在熱軋后經(jīng) 退火或正火狀態(tài)下供應，使用時不再進行熱處理。如Q345用

28、于制造各種大型船舶、鐵路車 輛、橋梁、管道、壓力容器、石油儲罐、水輪機殼、起重及礦山機械、電站設備、廠房構架 等承受動載荷的各種焊接結構件，一般金屬構件、零件等。6-8（1）按主要質(zhì)量等級分類：1優(yōu)質(zhì)合金鋼生產(chǎn)中要特別控制質(zhì)量和性能，如一般工程結構用合金鋼、硅錳彈簧鋼等。2特殊質(zhì)量合金鋼生產(chǎn)中要特別嚴格控制質(zhì)量和性能，如合金結構鋼、合金工具鋼等。（2）按主要性能和使用特性分類：工程結構用合金鋼、機械結構用合金鋼，軸承鋼、 工具鋼等。6-9調(diào)質(zhì)處理合金結構鋼，表面硬化合金結構鋼和合金彈簧鋼編號為兩位數(shù)字+元素符號+數(shù)字（+A）碳含量的百分數(shù)所含合金元素 該元素含量百分數(shù) 硫磷含量少，質(zhì)量高如：6

29、0Si2CrA。6-10合金工具鋼 量具刃具鋼、 冷作模具鋼和熱作模具鋼的編號表示方法與合金彈簧 鋼相似，差別在于：當鋼中wCv1%時，牌號前的數(shù)字表示含碳量的千分數(shù)；當wC=1%時, 牌號前不標出含碳量。如9SiCr（若不與6-9題連在一起，則要復述合金彈簧鋼的編號方法。）高速工具鋼編號表示方法與合金工具鋼相似，差別是高速工具鋼的wCv1%時，也不標出數(shù)字如W18Cr4V，其wC=0.7%0.8%不標出。6-11 Q235A:bS235Mpa的碳素結構鋼，Q表示屈服噗，A表示質(zhì)量等級，Ws345 Mpa的低合金高強度結構鋼，B表示質(zhì)量等級，Ws1%、wCr=12%、wMo、wV均v1.5%的

30、冷作模具鋼， 沖孔模、 切邊模等；5CrNiMo:wC=0.5%、wCr、wNi、wMo均v1.5%的熱作模具鋼、 大中型熱鍛模；1Cr18Ni9:wC=0.1%,wCr=18%,wNi=9%的不銹鋼，生產(chǎn)硝酸、化肥的設備零件，1Cr17:wC=0.1%,wCr=17%的不銹鋼，食品加工設備、家庭用具；1Cr13:wc=0.1%、wCr=13%的 不銹鋼，汽輪和葉片，閥；0Cr17Ni7A1:wC0.08%、wCr=17%、wNi=7%、wA1v1.5%的 不銹鋼、彈簧、勢圈等；00Cr18Ni10N:wC250 Mpa;QT500-7;球墨鑄鐵，500 Mpa,7%;KTH370-12:黑心

31、可鍛鑄鐵，db370 Mpa,12%;RuT340:蠕墨鑄鐵，db340 Mpa;KTZ 550-04:db550 Mpa ,2 4%。7-11可鍛鑄鐵適宜制造 壁鑄件， 因為可鍛鑄鐵流動性比球墨鑄鐵好， 最主要的是將 壁鑄件容易得到白口鑄鐵組織,是球墨鑄鐵要避免的,卻是可鍛鑄鐵需要的白口鑄鐵坯件, 再經(jīng)石墨化退火可鍛鐵件。7-12設法用于錘它們敲斷, 白口鑄鐵斷口呈白色; 灰鑄鐵斷口呈灰色; 低碳鋼韌性好, 敲不斷。7-13車床床身:灰鑄鐵;加熱爐底板:耐熱鑄鐵;柴油機曲軸:球墨鑄鐵;軋輥:球 墨鑄鐵;污水管:球墨鑄鐵;化工容器:耐蝕鑄鐵;手輪:灰鑄鐵。7-14（1）床身鑄造后應進行去應力退

32、火,再切削加工;（2）進行消除白口、降低硬度退火,改善切削加工性。7-15不正確。因為灰鑄鐵牌號標示的性能，是用$30mm的單鑄試樣棒加工成試樣測定的，因此壁厚為5 mm、20mm的鑄件，選用HT150制造，能達到db=150 Mpa的力學性 能要求。而壁厚52 mm的鑄件，固尺寸大，力學性能下降，仍選用HT150制造，達不到db=150 Mpa,要選用HT200等性能較高的灰鑄鐵，才有可能達到db=150 Mpa的力學性能要求。第八章 有色金屬及其合金8-1鋁合金按其成分和工藝特點不同分為變形鋁合金（其成分在冷卻過程不發(fā)生其晶 轉變） 和鑄造鋁合金 （其成分在冷卻過程發(fā)生其晶反應） 兩類。變

33、形鋁合金又分為不能熱處 理強化鋁合金（室溫平衡組織單相a）和能熱處理強化鋁合金（室溫平衡組織為a+B相） 。8-2 Al-Si系鑄造鋁合金應用最廣。常用變質(zhì)處理提高其機械性能。通過變質(zhì)處理使原 先粗大針狀硅晶體與a固溶體組成的共晶體鑄造組織，轉變成塑性好的初晶a固溶體加細粒狀共晶體組織,力學性能（又稱機械性能）顯著提高。8-3可分為四類：防銹鋁合金，耐蝕性好，強度適中，塑性優(yōu)良，可通過冷變形進行強化，屬于不能熱處理強化合金。 以下三類屬于能熱處理強化合金， 硬鋁合金，經(jīng)固溶 和時效后，強度，硬度較高。超硬鋁合金，固溶時效后，強度高達600 Mpa，是強度最高的鋁合金。鍛鋁合金，力學性能與硬鋁相

34、近，熱塑性較好，適于鍛造。8-4固溶處理+時效。與鋼的熱處理強化（淬火得馬氏體或F氏體）不同 飽和固溶體的熱處理工藝。固溶處理后,鋁合金的強度和硬度并不立即升高,且塑性較好。時效是經(jīng)固溶處理的合金在室溫或高于室溫的適當溫度,保持一段時間后, 強度會有所 提高的現(xiàn)象。在室溫下進行的時效稱自然時效,在高于室溫下進行的時效稱人工時效。固溶時效強化原因是固溶處理后所得的過飽和固溶體是不穩(wěn)定的,在隨后的時效過程中,形成溶質(zhì)原子偏聚區(qū)或脫溶出微粒彌散分布在基體中導致硬化,稱彌散強化或沉淀硬化。鋼熱處理淬火強化原因是鐵的同素異晶轉變，ATM（或B）,導致強化。8-5分為黃銅 （以鋅為主要添加元素的合金） 、

35、青銅（除黃銅、白銅以外的其他銅合金） 、 白銅（以鎳為主要添加元素的銅合金） 。錫青銅耐磨性高，對大氣、水、海水有良好的耐蝕 性。壓力加工錫青銅用于制造耐磨、 耐蝕零件及彈性零件。 鑄造錫青銅用于致密性要求不高， 尺寸要求嚴格的耐磨、耐蝕零件。8-6黃銅是以鋅為主要添加元素的銅合金。當工業(yè)用黃銅，鋅含量大于45%時，組織中全部為,相，因,相硬而脆，黃銅強度急劇下降，沒有使用價值。8-7鈦合金重量輕、比強度高、耐高溫、耐腐蝕、有良好的低溫韌性。由于它的上述 突出優(yōu)點，且資源豐富，特別是比強度高，是航空、航天等部門的重要結構材料。由于它重 量輕， 耐腐蝕， 用鈦合金制造的人工關節(jié)勝過不銹鋼制人造關

36、節(jié)， 因此是很有發(fā)展前途的新 型材料。8-8較高的抗壓強度、疲勞強度；磨擦系數(shù)小，表面能儲存潤滑油，耐磨性好；良好 的抗蝕性， 熱導性和較小的膨脹系數(shù)； 良好的磨合性； 加工性能好， 原料來源廣， 價格便宜。8-9軟基件+硬質(zhì)點或硬基件+軟質(zhì)點。工作時，硬組織起支承抗磨作用，軟組織被磨 損或小坑，可儲存潤滑油，減小摩擦，承受振動。因為它們的顯微組織是符全軸承合金要求 的理想組織。8-10 1A50:工業(yè)純鋁，1A代表純鋁，50表WA1=99.50%的純鋁；2A11（LY11）:硬鋁合金，2A表示以銅為主加元素，11為順序號，ZalSi12（ZL102）:鋁硅鑄造鋁合金，Z代 表鑄，Si12表示

37、Wsi=12%；T3:工業(yè)純銅，T代表銅，3表示順序號；HPb59-1:鉛黃銅，H代表黃銅，Wcu=59%，Wpb=1%， 其余為鋅；H68:表示W(wǎng)cn=68%的壓力加工普通黃銅；ZcuZn16Si4:表示W(wǎng)zn=16%、Wsi=1%的鑄造特殊黃銅；QSn4-4-2.5:表示W(wǎng)Sn=4%、其他 元素Wzn=4%、Wpb=2.5%的壓力加工錫青銅；Qbe2：表示W(wǎng)be=2%的鈹青銅；ZcuAI10Fe3Mn2:表示W(wǎng)A仁10%、Wfe=3%、WMn=2%的鑄造鋁青銅；TA5:順序號為5的a鈦合金；TC4:順序號為4的（a+B）鈦合金；ZSn Sb11Cu6:表示W(wǎng)Sb=11%、Wcu=6%、 其

38、余為錫的錫基軸承合金；ZPbSb10Sn6:表示W(wǎng)Sb=10%、WSn=6%的鉛基軸承合金，Z代表鑄造。8-11焊接油箱：防銹鋁合金5A05（LF-5）或3A21（LF21）；氣缸體：鑄造鋁硅合金ZalSi9Mg（2L104）;散熱器：普通黃銅H68或H62;儀表彈簧：鈹青銅Qbe2；工作溫度400C以下的發(fā)動機零件：（a+B）鈦合金TC1或Tc4;機床的主軸軸承：錫基軸承合金ZS nS1012Pb10Cu4;重型汽車軸承：錫基軸承合金ZS nSb8Cu4。第九章 粉末冶金材料9-1將金屬或非金屬粉末混合后壓制成形，并在低于金屬熔點的溫度下進行燒結，利 用粉末間原子擴散來使其結合的過程被稱為粉

39、末冶金工藝。9-2主要工序: 粉末制備、 粉末配料、 壓制成形、 燒結、 有的還可進行燒結后處理 （如 整形、浸油、溶滲低熔點合金等） 。9-3例1。粉末冶金生產(chǎn)的硬質(zhì)合金由高硬度難熔金屬化學物粉末作硬化相與粘結劑金屬粉末制成，有很高的硬度，在常溫下硬度可達8693HRA（相當于6981HRC）,高的熱硬性（可達9001000C）和耐磨性，用作高速切削刀具。例2。粉末冶金多孔材料，浸油后成品的孔隙中含有潤滑油， 有很高的耐磨性， 用作含油軸承材料， 制造中速輕載荷的軸承， 尤其適于不能經(jīng)常加油的紡織機械、電影機械、食品機械、家用電器等的軸承。例3。粉末固溶處理是將合金加熱至適當溫度并保溫,使過

40、剩相充分溶解,然后快速冷卻以獲得過冶金摩擦材料，具有摩擦系數(shù)大，耐磨性高、抗咬合性好、合適的強度和良好的熱導性，可 用作飛機、車輛的剎車片，船舶、 機床離合器的摩擦片。例4。對于難熔金屬、耐高溫材料、 金屬陶瓷復合材料、 高性能磁性材料等， 無法用熔煉方法制得，卻可用粉末冶金法 （高溫燒 結溫度也就在14001500C左右）制成，如飛機發(fā)動機上耐熱溫輪盤，火箭、航天器構架等。（學生能舉二、三個例子即可）9-4常用碳質(zhì)合金分類：1.鎢鈷類，牌號由“YG”和平均含鈷量的百分數(shù)組成， 如YG15。2.鎢鈦鈷類，牌號由“YT”和碳化鈦的平均含量百分數(shù)組成，如YT30。3.鎢鈦鉭（銀）類，又稱通用類，石

41、能類硬質(zhì)合金，由“YW”和順序號組成，如YW2。9-5性能特點：硬度高、熱硬性好，耐磨性好，脆性大。應用特點：使用溫度高，可達800C1000C,而合金工具鋼只能用到200300C,高速工具鋼也僅500600C?？捎糜?高速切削， 由于脆性大不能進行切削加工制成形狀復雜的整體刀具， 常制成刀具鋃嵌塊成刀 頭焊在刀柄上使用。9-6鋼結硬質(zhì)合金是以碳化鈦或碳化鎢為硬化相，以碳鋼或合金鋼（如高速鋼、鉻鉬 鋼等） 粉末為粘結劑制成的粉末冶金材料。 性能介于高速工具鋼和硬質(zhì)合金之間。 退火后可 切削加工，淬火回火后有高的硬度和耐磨性，也可鍛造和焊接，制作各種形狀復雜的刀具、 模具和耐磨零件。9-7淬火鋼

42、制工具熱硬性在200300C,500600C,當磨削溫度超過該鋼的熱硬性溫 度后組織發(fā)生變化，硬度降低，耐磨性變差，故要常用水冷卻。硬質(zhì)合金制刀具熱硬性高， 可達8001000C,磨削溫度不會超過此溫度，不必用水冷卻，另外硬質(zhì)合金脆性大，激冷 激熱容易脆裂。9-8因為含油軸承用多孔性粉末冶金材料制成,混合料中含有石墨粉,有減摩作用, 浸油后成品的孔隙中含有潤滑油,有很高的耐磨性。適用于制造中速、輕載荷軸承,適于不能經(jīng)常加油的軸承,如紡織機械、電影機械、食品機械、家用電器等的軸承。9-9 YG6：鎢鈷類硬質(zhì)合金,YG代表“硬、鈷”兩字漢語拼音字首,6表示含鈷6%, 用于切削鑄鐵等脆性材料。YT1

43、5:鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金，Y、T代表“硬、鈦”，15表示含碳 化鈦15%,用切削碳鋼、合金鋼等韌性材料。YW1：萬能類硬質(zhì)合金,YW代表“硬萬” ,1表示順序號,可用于耐熱鋼、高銹鋼、不銹鋼等難加工材料,也可加工一般鋼材、鑄鐵。第十章 非金屬材料10-1高分子材料是以高分子化合物（分子量5000）為主要組分的材料。常用種類有塑料、橡膠和膠粘劑。10-2塑料是以樹脂為主要成分,加入填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑等制 成的高分子材料。它的優(yōu)點是質(zhì)輕、比強度高；化學穩(wěn)定性好,耐腐蝕；電絕緣性優(yōu)異；減 摩,耐磨性好；消聲,吸振性好；成形加工性好,方法簡單,生產(chǎn)率高。它的缺點是強度、 剛度低；耐熱性

44、低（在100C以下使用）；易燃燒和易老化；熱導性差；熱膨脹系數(shù)大；穩(wěn) 定性差,幾何精度保持能力差。10-3能重復加熱成形的塑料稱為熱塑性塑料, 如制造食品包裝袋的聚乙烯, 制造齒輪 的尼龍,制造汽車門、窗透明件的有機玻璃等。不能重復加熱成形的塑料稱為熱固性塑料, 如制造燈頭、插座、開關的電木,制造玻璃的環(huán)氧樹脂和塑料等。10-4橡膠是以生膠為主要原料,加入適量的硫化劑、軟化劑、填充劑、防老劑等制成 的高分子材料。優(yōu)點:彈性好,絕緣,耐磨性好,有隔音、吸振、積儲能量能力、一定的耐 蝕性和強度。缺點:易老化,指在使用、貯存中出現(xiàn)變色、發(fā)粘、發(fā)脆、龜裂等現(xiàn)象,降低 性能及壽命。10-5陶瓷是以天然硅

45、酸鹽或人工合成無機化合物為原料, 用粉末冶金法生產(chǎn)的無機非 金屬材料。它比金屬彈性模量大,硬度高,抗壓強度高；但脆性大,抗拉強度低。陶瓷熔點 高、耐高溫、熱硬性高、熱膨脹系數(shù)和熱導系數(shù)??；化學性質(zhì)很穩(wěn)定,耐腐蝕,不會發(fā)生老 化；大多數(shù)陶瓷絕緣性能好。10-6復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料, 經(jīng)人工組合而形成的新型多相材 料。它的優(yōu)點是比強度，比模量高；高溫性能好；化學穩(wěn)定性好；成形工藝簡單，可整體造 型，用模具一次成形較好的減摩耐磨性、 抗疲勞性、 減振性、 隔熱性等。 缺點是抗沖擊性差， 力學性能各向異性，制造構件手工勞動多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，成本較高。10-7能夠產(chǎn)生粘合力的物質(zhì)稱為

46、膠粘劑。 粘接的優(yōu)點是連接面應力分布均勻、 接頭平 整光滑、質(zhì)量輕、密封性好、工藝簡單、可連接各種材料。缺點是接頭強度較低、使用溫度 低、易老化、使用壽命較短。10-8塑料是以樹脂為主要成分，加入填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、潤滑劑等制 成的高分子材料；尼龍是一種強韌性、耐磨性、耐蝕性、吸振性很好的工程材料，屬于熱塑 性塑料，學名聚甲基丙烯酸甲脂；塑料王是一種耐蝕性極強、 絕緣性、 自潤滑性好的工程塑 料屬于熱塑性塑料， 學名聚四氯乙烯； 電木是一種強度、 硬度高、 脆性大、絕緣性、 耐蝕性、 尺寸穩(wěn)定性好的通用塑料，屬于熱固性塑料， 學名酚醛塑料；電玉是一種性能接近電木、顏 色鮮艷、半透明

47、如玉的通用塑料，屬于熱固性塑料，學名氨基塑料；剛玉是成分為Al2O3的礦物，很硬、耐高溫，可用作磨料和耐火材料，又稱氧化鋁陶瓷；玻璃鋼，學名玻璃纖維 增強塑料，屬于纖維增強復合材料，強度高，用于制造齒輪、汽車車身、家電殼體等。10-9非金屬材料來源廣泛，成形工藝簡單、性能優(yōu)良，在某些領域（如高熔點，高硬 度、高耐磨性、耐氧化及某些特殊物理性能）有不可替代的作用，應用前景廣闊。據(jù)統(tǒng)計， 目前高分子材料的年產(chǎn)量，按體積計虎超過鋼鐵材料，并以每年14%的速度增長。今后不能完全取代金屬材料，例如碳鋼以其成分簡單，冶煉容易、價格低廉， 有較好的力學性能和 工藝性能，在工業(yè)上應用廣泛。金屬、非金屬應該相輔

48、相成，相互取長補短，各自成為機械 工程材料，乃至功能材料中的重要組成部分。10-10由納米顆粒（尺寸v10 nm,1 nm=10 -9 m凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜和纖 維等稱為納米固體， 也稱納米結構材料。 由于納米顆粒的尺寸已很接近原子的大小， 它有很 多獨特的物理、化學和力學性能。例如，由6 nm鐵晶體顆粒壓制而成的納米鐵材料，強度 提高16倍，硬度提高100倍；納米顆粒陶瓷可在很低溫度下熔化，制成有很好塑性，耐高 溫的納米陶瓷元件； 納米材料還能制造各種特殊功能的元器件和結構材料， 有廣闊的應用前 景。第十一章 金屬表面處理技術簡介11-1覆蓋層強化：又有金屬熱噴涂（如火焰噴涂、電弧

49、、噴涂、離子噴涂等）、表面氣相沉積（如化學氣相沉積、物理氣相沉積）；化學熱處理強化（如滲碳、滲氮等）：金屬表面冶金強化（如激光合金化）；金屬表面相變強化（如感應淬火、激光表面淬火、電子車表面淬火等）；金屬表面形變強化（如噴丸、滾壓、內(nèi)孔擠壓等）：金屬表面復合強化（如鍍鉻+激光合金化） 。11-2金屬表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而被破壞的現(xiàn)象， 稱為金屬腐蝕。 腐蝕形式按原理 分有化學腐蝕、電化學腐蝕。電化學腐蝕危害最大。11-3鋼窗出現(xiàn)紅褐色鐵銹，屬電化學腐蝕；長期不用的銅鎖表面出現(xiàn)銅綠，屬電化學 腐蝕，家用煤氣灶噴咀出現(xiàn)黑褐色銹斑、氧化皮，屬化學腐蝕。11-4加入某些合金元素使鋼呈單相固溶體，并減

50、少雜質(zhì)含量，降低電化學腐蝕； 加入鉻、鎳等合金元素，提高鐵素體電極電位，使它與滲硫體電極電位接近，降低電化學腐 蝕；鋼中加入鉻、鋁等元素，使其在表面形成致密、連續(xù)、牢固的氧化薄膜、防止腐蝕。11-5在金屬表面覆蓋一層金屬或非金屬耐蝕材料，使金屬與周圍引起腐蝕的環(huán)境隔 開，達到防腐作用。有金屬覆蓋法，如電鍍（鋅、鎢、銅、鉻、鎳等）、熱浸鍍。熱滲鍍、包鍍等。非金屬覆蓋法，如涂油漆、塑料、防銹油、橡膠、搪瓷等。化學方法形成覆蓋層， 如氧化處理、純化處理、磷化處理等。11-6使金屬表面生成穩(wěn)定的保護膜， 使金屬與周圍引起腐蝕的環(huán)境隔開， 防止內(nèi)層金 屬被腐蝕。常用方法有氧化處理、磷化處理、純化處理。1

51、1-7電化學處理選擇電極電位低的金屬（如鋅、鋁、鎂等活潑金屬） ，安裝在被保護 金屬上， 或用導線與被保護的金屬相連。 發(fā)生電化學腐蝕時， 電位低的金屬 （陽極） 被腐蝕， 被保護的金屬（陰極）不會腐蝕，也稱陰極保護法。常用于船體外殼、鍋爐、海底設備和地 下管道的防腐。11-8零件涂防銹油、機床涂油漆非金屬覆蓋法；冬天，煤爐取暖用的鍍 管，一 般鋼制 鍍鉻、鍍鎳金屬覆蓋法（學生能列出三、四個就可以了） 。11-9水表面處，接觸空氣，空氣中含有少量的N、C、S的氧化物，使水表處的電解質(zhì)溶液濃度略高于水中，因此水表面處鐵拉腐蝕最嚴重。11-10鋼管、鐵管兩種材料，電極電位有差異，兩者接觸，在潮濕空

52、氣中會加快電極 電位低的管子腐蝕，兩者之間放置絕緣材料，避免了兩者之間的電化學腐蝕。11-11銅制、銀制、不銹鋼制獎杯，采用表面拋光；燈具、工藝品，采用光亮裝飾鍍； 金相顯微鏡，工具顯微鏡等儀器，采用美術裝飾漆膜。11-12火氣層回收衛(wèi)星，航天器返回艙，它們的表面都有特殊的耐高溫陶瓷涂層，在 衛(wèi)星、 航天器返回艙返回地面經(jīng)過大氣層時， 產(chǎn)生激烈摩擦， 表面溫度高達數(shù)千攝氏度，耐 高溫陶瓷層逐漸被加熱、 揮發(fā)、燒損， 等陶瓷涂層完全燒損完， 衛(wèi)星、 返回艙已落到地面， 保護了衛(wèi)生、返回艙安全差陸。第十二章 零件材料的選用及熱處理12-1零件在工作中喪失或達不到預期的功能稱為失效。常見的失效形式有

53、變形失效 （彈性變形、塑性變形） 、斷裂失效（塑性斷裂、低應力脆性斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂） 和表面損傷失效（磨損、表面疲勞、腐蝕）等。12-2失效原因有：設計問題：如工作條件 （受力性質(zhì)、大小、強度、濕度、環(huán)境等） 估計錯誤、結構形狀或尺寸不合理、計算錯誤等；材料問題：如選材不當、材料質(zhì)量不合 格等；加工問題：如鑄、鍛造缺陷、焊接缺陷、切削加工缺陷、熱處理缺陷等；安裝使 用問題：如操作失誤、過載使用、安裝不良、保養(yǎng)不善等。查出失效原因，對改進設計、修 訂工藝、更換材料等提供可靠依據(jù)。12-3首先要滿足使用性，同時要考慮材料的工藝性和經(jīng)濟性。使用性能有力學性能、 物理性能、對機械零件、主要是力

54、學性能，分析零件的工作條件、失效形式，提出相尖的力 學性能要求，如承受沖擊載荷、循環(huán)載荷的齒輪、軸等，要求綜合力學性良好；對于承載不 大，摩擦較大的量規(guī)等量具，要求高硬度、高耐磨性。工藝性能有鑄造性能、鍛壓性能、焊 接性、切削加工性，熱處理工藝性等。你若選用鑄件毛坯主要考慮總鑄造性能，如流動性、 收縮性等；若用鍛造毛坯，主要考慮鍛壓性能，如塑性、變形抗力等。12-4以軸類零件為例，用于支承傳動零件并傳遞運動和動力。工作時，傳遞扭矩，承 受交變扭轉載荷與彎曲應力， 軸頸與花鍵部位承受較大的摩擦， 承受一定的過載或沖擊載荷。 失效形式主工是疲勞斷裂（扭轉疲勞、彎曲疲勞） 、軸頸與花鍵部位過量磨損、

55、固大載荷或 沖擊載荷、發(fā)生扭斷或折斷。要求良好的綜合力學性能、良好的耐磨性、高的疲勞強度。一 般選用中碳鋼、中碳合金鋼，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。12-5因為測量硬度設備簡單，操作方便、迅速，一般不損壞被測工件，硬度值與抗拉 強度值有一定關系，測出硬度值，通過查表或計算可大致估計抗拉強度值。布氏硬度值為3040，洛氏硬度為5。12-6最終熱處理包括淬火、回火、滲碳、滲氮等。一般安排在半精加工之后，磨削之 前進行。12-7表面淬火零件工藝路線：下料T鍛造T正火（或退火粗加工T調(diào)質(zhì)T半精加 工（為磨量）T表面淬火T低溫回火T磨削。整體滲碳零件工藝路線T下料T鍛造T正火T精加工、半精加工T滲碳T淬火T低溫回火T

56、磨削。12-8機床變速箱齒輪承載不大，受沖擊力不大，轉動平穩(wěn)，工作條件較好，用調(diào)質(zhì) 鋼制造， 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 有良好的綜合力學性能， 能達到機床齒輪的工作要求。 汽車 （拖拉機） 變速齒輪承載和傳遞功率大， 所受沖擊力和摩擦力， 工作條件比機床齒輪復雜， 要求齒輪韌 性更好，表面更耐磨，因此選用滲碳鋼制造，經(jīng)滲碳、淬火、低溫回火后，表面得高碳回火 馬氏體，有高的硬度和耐磨性，心部為低碳鋼組織，有良好的塑性和韌性，滿足工作要求。12-9（1） 灰鑄鐵，HT200， 去應力退火； （2） 鑄鋼，ZG310-570,正火； （3） 鑄造黃 銅，ZcuZn40Pb2，金屬型鑄造，去應力退火； （4）合金

57、滲碳鋼20CrMnTi，滲碳，淬火，低 溫回火。12-10失效原因，30鋼的Wc為0.30%，Wc低導致淬火后硬度不足， 嚴重磨損。 改進： 改用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)，高頻淬火（水冷），低溫回火，能達要求；或改用20鋼，滲碳，淬火（水冷） 、低溫回火，也能達到要求。12-11低碳鋼齒輪：滲碳、淬火、低溫回火，齒面得高碳回火馬氏體，有高的硬度和 耐磨性；心部仍保持原有低碳鋼的成分和組織，具有高的塑性和韌性。中碳鋼齒輪：調(diào)質(zhì)、 高頻淬火，低溫回火，齒面中碳回火馬氏體，較高的硬度和耐磨性；心部為回火索氏體，有 較的綜力力學性能。12-12（1）45鋼，調(diào)質(zhì)T局部淬火（大端與卡盤配合處），低溫回火T花鍵感應

58、淬火，低溫回火；（3）38CrMoAI，調(diào)質(zhì)T滲氮；（3）QT700-2，調(diào)質(zhì)處理。12- 13鉗工鋸條，T10，淬火，低溫回火；銼刀，T12，淬火，低溫回火；鉆頭，W18Cr4V,淬火，三次560C回火；鉗工制作鎢咀錘頭，45鋼，調(diào)質(zhì)；車削轉動小軸，45鋼，調(diào)質(zhì)；銑削臺階墊鐵，HT200，去應力退火。第十三章節(jié) 鑄造13- 1成 原因是鑄造生產(chǎn)適應性強、成本低廉。床身、床腿、尾座、手輪、主軸箱箱體。13-2因為鐵件晶粒粗大，易產(chǎn)生鑄造缺陷，致密度不如鍛件，力學性能不如鍛件，因 此重要零件、受力較復雜的零件不用鑄件毛坯，而用鍛件毛坯。13-3主要有強度、耐火度，此外還有透氣性、流動性、韌性、落

59、砂性、潰散性、讓性等。氣孔、型砂透氣性差；砂眼，型砂強度不夠；粘砂，型砂耐火度不夠，裂紋，型砂退 讓性差。13-4特點：原料來源豐富，生產(chǎn)批量、鑄件尺寸不受限制，成本低廉，應用最廣。生 產(chǎn)率不高，表面粗糙度值大，適于中小批量和單件生產(chǎn)、中小件生產(chǎn)。13-5機器造型生產(chǎn)較高，質(zhì)量穩(wěn)定，勞動條件好，在大批量生產(chǎn)中已代替部分手工造 型，所以是現(xiàn)代砂型鑄造生產(chǎn)的基本方式。13-6確定澆注位置的原則是 （“三下三上”）：主要工作面和重要面應朝下或置于側壁； 寬大平面朝下； 薄壁面朝下，厚壁朝上。 確定分型面的原則： 盡可能使鑄件全部或主要部分 置于同一砂箱中；盡可能使分型面為一磁面；盡量減少分型面。13

60、-713-8主要用流動性、收縮性來衡量。金屬流動性好，能得到輪廓清晰、尺寸精確、薄 壁和形狀復雜的鑄件；金屬流動性差，鑄件易產(chǎn)生冷隔、澆不到、氣孔、夾渣等缺陷。液態(tài) 收縮、凝固收縮、引起體積變化（體收縮） ，是產(chǎn)生縮孔、縮松原因；固態(tài)收縮、引起線收 縮，若線收縮受阻，會產(chǎn)生變形和開裂。13-9澆口杯： 承接并導入熔融金屬， 減輕金屬液對鑄型的沖擊和阻擋熔渣流入型腔；直澆道：共高度使金屬液產(chǎn)生靜壓力，以便迅速充滿型腔； 橫澆道：起擋渣和分配金屬液流進內(nèi)澆道的作用；內(nèi)澆道：控制金屬液流入型腔的速度和方向。冒口：起補縮作用、 胃口應設在鑄件的厚部或上部、 還起排氣和集渣作用， 一般是對尺寸較大的鑄件