工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)課課后習(xí)題習(xí)題與講解4856

工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)課課后習(xí)題參考答案第一章：1-1機(jī)械零件在工作條件下可能承受哪些負(fù)荷？這些負(fù)荷對(duì)零件產(chǎn)生什么作用？答：機(jī)械零件在工作條件下可能承受到力學(xué)負(fù)荷、熱負(fù)荷或環(huán)境介質(zhì)的作用（單負(fù)荷或復(fù)合負(fù)荷的作用）。力學(xué)負(fù)荷可使零件產(chǎn)生變形或斷裂；熱負(fù)荷可使零件產(chǎn)生尺寸和體積的改變，產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱疲勞，高溫蠕變，隨溫度升高強(qiáng)度降低（塑性、韌性升高），承載能力下降；環(huán)境介質(zhì)可使金屬零件產(chǎn)生腐蝕和摩擦磨損兩個(gè)方面、對(duì)高分子材料產(chǎn)生老化作用。1-3σs、σ0.2和σb含義是什么？什么叫比強(qiáng)度？什么叫比剛度？答：σ－Ps∕F0,屈服強(qiáng)度，用于塑性材料。sσ0.2－P0.2∕F0,產(chǎn)生0.2％殘余塑性變形時(shí)的條件屈服強(qiáng)度，用于無(wú)明顯屈服現(xiàn)的象材σb－Pb∕F0,抗拉強(qiáng)度，材料抵抗均勻塑性變形的最大應(yīng)力值。與其密度之比。－材料的彈性模量與其密度之比。思考１－１、１－２.料。比強(qiáng)度－材料的強(qiáng)度比剛度2-3晶體的答：晶體的缺陷有：⑴點(diǎn)缺陷——空位、間隙錯(cuò)，是加工硬化的主要原因。⑶面缺陷——晶界，是強(qiáng)化的主要原因。2-5控制液體結(jié)晶時(shí)晶粒大小的方見(jiàn)P101.3.4.2液態(tài)金屬細(xì)晶方法。⑴增加過(guò)冷度；⑵加入形核劑（變質(zhì)理）；⑶機(jī)械方法（攪拌、振動(dòng)等）。鐵-碳合金中主要的相是哪幾個(gè)？可能產(chǎn)生的么特點(diǎn)？鐵-碳合金中固態(tài)下主要的相有奧氏體、鐵素體和滲碳體?？赡墚a(chǎn)生的織有鐵素體加少量的三次滲碳體（工業(yè)純鐵），強(qiáng)度低塑性好；鐵素體加珠光體（亞共析鋼），珠光體（共析鋼），珠光體加二次滲碳體（過(guò)共析鋼），綜合性能好；萊氏體加珠光體加二次滲碳體（亞共晶白口鑄鐵），萊氏體（共晶白口鑄鐵），萊氏體加一次滲碳體（過(guò)共晶白口鑄鐵），硬度高脆性大。缺陷有哪些？可導(dǎo)致哪些強(qiáng)化？原子和置換原子，是導(dǎo)致固溶強(qiáng)化的主要原因。⑵線(xiàn)缺陷——位導(dǎo)致細(xì)晶法有哪些？答：結(jié)晶時(shí)的處2-8在平衡組織有哪幾種？它們的性能有什答：在室溫平衡組思考題1.鐵-碳合金答：相圖反映了平衡狀態(tài)下鐵-碳合金的成分、溫度、組織三者之間的關(guān)系，試回⑴隨碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，鐵-碳合金的硬度、塑性是增加還是減??？為什么？⑵過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體對(duì)強(qiáng)度、塑性的影響怎樣？⑶鋼有塑性而白口鐵幾乎無(wú)塑性，為什么？⑷哪個(gè)區(qū)域的鐵-碳合金低？哪個(gè)區(qū)域塑性最好？﹡⑸哪個(gè)成分?。磕膫€(gè)成分隔最大？⑴隨碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，硬度增加、塑性減小。因?yàn)殡S碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，滲碳體量增加而硬度增加，鐵素體量減少而塑性減少。即硬度只與滲碳體量多少有關(guān)，塑性與鐵素體量多少有關(guān)。熔點(diǎn)最結(jié)晶間隔最結(jié)晶間答：只

⑵過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體對(duì)強(qiáng)度、塑性均降低。因?yàn)榫W(wǎng)狀滲碳體破壞了基體的連續(xù)性導(dǎo)致強(qiáng)度下降。⑶塑性主要與鐵-碳合金中的鐵素體相含量多少有關(guān)，鐵素體相含量越多塑性越好。鋼含碳量低（ωc＜2.11％）鐵素體相含量多形成綜合力學(xué)性能好的珠光體為基體而有塑性，白口鐵含碳量高（ωc＞2.11％）,滲碳體相含量高形成硬而脆的萊氏體為基體而幾乎沒(méi)有塑性。⑷共晶點(diǎn)成分合金（ωc﹦4.3％）的熔點(diǎn)最低，奧氏體區(qū)（GSEJNG）塑性最好（面心立方晶格）。﹡⑸C點(diǎn)共晶成分（ωc＝4.3％）、組元純鐵Fe（ωc﹦0％）及滲碳體Fe3C（ωc﹦6.69％）的結(jié)晶間隔最?。榱悖珽點(diǎn)（ωc＝2.11％）成分結(jié)晶間隔最大。2.簡(jiǎn)述ωc﹦0.4％的鋼從液態(tài)冷卻到室溫時(shí)的結(jié)晶過(guò)程及組織。答：ωc﹦０.４％的鋼屬于亞共析鋼，結(jié)晶過(guò)程為：Ｌ→Ｌ﹢Ａ→Ａ→Ａ﹢Ｆ→﹢ＰＦ思考２－２２－４２－６第二章：3-1什么是珠光體、貝氏體、馬氏體？它們的組織及性能有何特點(diǎn)？答：珠光體（P）—鐵碳合金平衡狀態(tài)下，在PSK線(xiàn)（727℃）發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，即鐵素體片和滲碳體片交替排列的機(jī)械混合物組織。強(qiáng)度比鐵素體和滲碳體都高，塑性、韌性和硬度介于鐵素體和滲碳體之間。熱處理后可得到在鐵素體基體上分布著粒狀滲碳體的粒狀珠光體，綜合性能更好。貝氏體（B）—從550℃到Ms范圍內(nèi)中溫轉(zhuǎn)變、半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變的非平衡組織，即含過(guò)飽和碳的鐵素體和滲碳體的非片層狀混合物組織。按組織形態(tài)不同分羽毛狀的上貝氏體（B）和針片狀的下貝氏體（B）。上貝氏體脆性大無(wú)實(shí)用價(jià)值，下貝氏體的鐵素體針細(xì)小，上下過(guò)飽和度大，碳化物彌散度大，綜合性能好。馬氏體（M）—Ms-Mf之間低溫轉(zhuǎn)變、非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變的非平衡組織，即過(guò)飽和碳的α固溶體。體心正方晶格，分板條馬氏體（低碳馬氏體ωc＜0.20％,位錯(cuò)馬氏體），強(qiáng)韌性較好；針狀馬氏體（高碳馬氏體ωc＞1.0％，孿晶馬氏體），大多硬而脆；ωc在0.2％～1.0％之間為兩者的混合組織。馬氏體的含碳量越多，硬度越高，馬氏體有弱磁性。A→M,體積要膨脹，產(chǎn)生3-８什么是淬火？淬火的目的是什么？?jī)?yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。答：淬火－將鋼加熱到高溫奧氏體化后體的工藝。淬火的目的是使鋼獲得高硬度的組織。常用的淬火方法有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火。單介質(zhì)淬火操作簡(jiǎn)單但淬火應(yīng)力大，雙介質(zhì)淬火可降低淬火應(yīng)力，較大的內(nèi)應(yīng)力。常用的淬火方法有哪幾種？說(shuō)明各種淬火方法的以大于臨界冷卻速度ＶＫ冷卻獲得馬氏體或貝氏但經(jīng)驗(yàn)要求高，分級(jí)淬火操作易控制且能有效降低淬火應(yīng)力，但受尺寸限制只宜小件，等溫淬火獲得下貝氏體組織，強(qiáng)韌性好且變形小，同樣受尺寸限制。適用于處理形狀復(fù)雜、要求變形小或韌性高的合金鋼零件。3-1０鋼淬火后為什么一定要回火？說(shuō)明回火的種類(lèi)及主要應(yīng)用范圍。答：鋼淬火后一般不能直接使用，因?yàn)椋孩倭慵幱诟邞?yīng)力狀態(tài)（＞300～500MPa），放置或使用時(shí)很容易變形和開(kāi)裂；②淬火態(tài)的組織（M＋A）是極端非平衡的亞穩(wěn)定狀態(tài)，有向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的自發(fā)趨向，放置或使用中組織轉(zhuǎn)變，引起性能和尺寸變化；③淬火狀態(tài)一般是同種鋼最硬狀態(tài)，但不一定是使用所要求的狀態(tài)。回火的目的：①降低或消除淬火應(yīng)力；②

回火的種類(lèi)及主要應(yīng)用范圍見(jiàn)下表。類(lèi)別回火溫度/℃組織和硬度/HRC回火目的主要應(yīng)用范圍保持高硬度，高耐磨刃具，冷作模具，低溫回火150～250M回，58～64性，消除應(yīng)力，降低量具，滲碳件，脆性表面淬火件，滾動(dòng)軸承等中溫回火350～500高溫回火500～650思考題T回，35～50獲高的屈服強(qiáng)度和彈彈簧，模鍛錘桿，性極限熱作模具等S回，25～35獲高的綜合機(jī)械性能連桿，軸等１.試說(shuō)明下列鋼件應(yīng)采用何種退火工藝、退火的目的及退火后的組織：⑴經(jīng)冷軋后的１５鋼鋼板，要求降低硬度；⑵鑄造成形的機(jī)床床身；⑶經(jīng)鍛造過(guò)熱（晶粒粗大）的ωｃ﹦０.６０％的鍛件；⑷具有片狀滲碳正火與退火的主要?jiǎng)e區(qū)有哪些？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇？答：⑴再結(jié)晶退火，消除加工硬化；去應(yīng)力退火，消除鑄造應(yīng)力；完全退火，細(xì)化晶粒；⑷球化退火，正火與退火的主要?jiǎng)e區(qū)是：⑴冷卻速度不同，正火冷卻速度比退火退火和不相變退火，正火必須加熱到奧氏體區(qū)；⑶組織性能，正火比退火的析出相（Ｆ、Ｆｅ３Ｃ）少，組織細(xì)，強(qiáng)度硬度高，塑性韌性也好。生產(chǎn)中選擇⑴一般ωｃ＜０.５％的鋼用提高硬度，ωｃ＞０.５％的鋼用退火，降低硬度；⑵消除過(guò)共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體只能用正火；⑶在許可情況下優(yōu)先用正火，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效率。２.在什么情況下采用表面淬火、表面化學(xué)熱處理、表面形體組織的Ｔ１２鋼件。⑵⑶改善切削加工性能和為最終熱處理作組織準(zhǔn)備?？?；⑵退火分相變改善切削加工性能，正火，變強(qiáng)化及其他表面處理？用20（ωc＝0.20％）鋼進(jìn)行表面淬火和用45（ωc＝0.45％）鋼進(jìn)行滲碳處理是否合適？為什么？答：表面淬火是使表面獲而工件內(nèi)部仍保持原有組織與性能。使零件整體獲得“表硬心韌”的性能，用的零件（如齒輪的輪齒，機(jī)床的道軌，軸及花鍵軸等）。表面淬火一般用于中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳低合構(gòu)鋼，有時(shí)也用于沖擊較小的高碳鋼刃具、模具及鑄得高硬度高耐磨性的淬火組織于要求能承受一定沖擊并且表面承受摩擦磨損只能少量提高表面硬度，金結(jié)鐵件。表面化學(xué)熱處理是韌”的性能，化學(xué)熱處理和表面淬火都屬于表面熱于承受沖擊更大，耐磨性要求更高的零件，用低碳結(jié)構(gòu)鋼和低碳合滲氮用于顯著提高表面硬度和耐磨性，疲勞強(qiáng)度和抗蝕性，氮化溫度低，變形小，但周期長(zhǎng)，成本高，只用于對(duì)耐磨性和精度要求更高的零件或要求抗熱、抗蝕的耐磨件，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸、排氣閥、精密機(jī)床絲杠、鏜床主軸等。氮化用中碳合構(gòu)鋼（38CrMoAl是氮化專(zhuān)用鋼）。變強(qiáng)化是通過(guò)對(duì)零件表面塑性變形，產(chǎn)生加工硬化，提高表面性能，較大的殘余應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度，并可清除表面皮，延長(zhǎng)使用壽命。特別適用于有缺口的零件、零件的截面變化處、圓角、溝槽及焊縫區(qū)等部位的強(qiáng)化。廣泛用于彈簧、齒輪、葉飛機(jī)零件等。通過(guò)改變表層化學(xué)成分來(lái)改變表層組織、性能。同樣獲得“表硬學(xué)熱處理能更有效地提高表構(gòu)鋼。心處理，但化層性能。滲碳用金結(jié)金結(jié)表面形產(chǎn)生產(chǎn)生氧化片、其他表面處理有高能束表面改性（激光、電子束）、電鍍及化學(xué)鍍、氣相沉積技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)等。主要目的是對(duì)材料表面進(jìn)行特殊的強(qiáng)化或作某些功能處理，以提高表面硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性，或提高零件的裝飾性，或改變表面的電、磁性能等。表面改性技術(shù)一般不改變基體材料的成分或組織。20鋼進(jìn)行表面淬火不合適，低碳鋼表面淬火后表面硬度并不高（≤50HRC），不耐磨；45鋼進(jìn)行滲碳處理以不合適，中碳鋼滲碳熱處理后心部的韌性不夠，不能承受較大的沖擊。思考３－３３－４３－６３－７３－１１4-2何謂調(diào)質(zhì)鋼？從鋼號(hào)如何判別是否為調(diào)質(zhì)鋼?合金調(diào)質(zhì)鋼中常加入的合金元素有哪些？為達(dá)調(diào)到質(zhì)鋼相近的強(qiáng)韌性能，還可選用哪些鋼種？答：調(diào)質(zhì)鋼是指在調(diào)質(zhì)處理（淬火＋高溫回火）狀態(tài)下使用的鋼種。一般為中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。從鋼號(hào)判別調(diào)質(zhì)鋼主要從①含碳量的表示方法，必須用兩位數(shù)表示的，說(shuō)明是結(jié)構(gòu)鋼；②含碳量的高低，必須是中碳鋼范圍，即ωc＝0.25％～0.55％。合金調(diào)質(zhì)鋼中常加入合金元素有:①提高淬透性并產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的主加元素Mn、Si、Cr、Ni、B等；②形成穩(wěn)定碳化物，阻止加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大，起細(xì)晶強(qiáng)韌化作用的輔加元素Ti、V、W、Mo等，Mo、W還能防止產(chǎn)生高溫回火脆性。合金元素可明顯提高鋼的抗回火能力。為達(dá)調(diào)到質(zhì)鋼相近的強(qiáng)韌性，①部分中碳鋼鋼種（如45MnV、35MnS）通過(guò)控制鍛造工藝參數(shù)直接生產(chǎn)零件，可達(dá)調(diào)質(zhì)的性能；②部分低、中碳鋼鋼種（如20CrMnTi、20MnV、15MnVB、27SiMn、20SiMnMoV等）處理成低碳馬氏體（淬火低溫回火）或下貝氏體（等溫淬火），可代替調(diào)質(zhì)鋼。﹡４–４高碳刃具鋼、高碳滾動(dòng)軸承鋼、高碳冷作模具鋼的熱處理方法、使用狀態(tài)組織及性能有何異同處？答：用表分析：鋼種熱處理方法高碳刃具鋼①②淬火低高碳M回＋碳高硬度，高①①碳素工溫回火；化物＋少量殘耐磨性，高為高碳；熱硬性要具鋼；③淬火余奧氏體的熱硬性，②熱處理方求；使用狀態(tài)組織性能相同處不同處含碳量均①刃具鋼有②低合金560℃三適量的強(qiáng)法基本相②滾動(dòng)軸承刃具鋼；次回火（仍是低韌性同；鋼對(duì)抗腐③使用組織蝕性、抗高速鋼。溫回火）相同；壓強(qiáng)度和④高硬度和接觸疲勞③高碳滾動(dòng)軸淬火低溫回極細(xì)的M回＋高的抗壓高耐磨性強(qiáng)度有要承鋼火細(xì)粒狀碳化物強(qiáng)度和接要求相＋少量殘余奧觸疲勞強(qiáng)同。求；③冷作模具氏體度，高的硬鋼對(duì)淬透度和耐磨性，一定的性要求較高；韌性和抗腐蝕性④刃具鋼、冷作模具鋼有優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼之高碳冷作模①溫回火；化物＋少量殘硬度，高耐①碳素工③高溫淬火余奧氏體磨性，一定②淬火低高碳M回＋碳高強(qiáng)度，高具鋼具鋼；510～520℃②低合金多次回火（仍工具鋼；是低溫回③高碳高火）；鉻鋼；④空冷淬火④空冷淬回火；火冷作⑤同高速鋼模具鋼；的韌性和較高的淬透性分，滾動(dòng)軸承鋼只有高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼一種；⑤冷作模具鋼使用的鋼種類(lèi)型多。⑤基體鋼４–７填寫(xiě)表４–２１.說(shuō)明表中鑄鐵牌號(hào)的了類(lèi)別、符號(hào)和數(shù)字的含義、組織特點(diǎn)和用途。表４－２１鑄鐵牌號(hào)的類(lèi)別、符號(hào)和數(shù)字的含義、組織特點(diǎn)和用途鑄鐵牌號(hào)符號(hào)和數(shù)字的含義類(lèi)別組織特點(diǎn)用途HT200HT-灰鐵，200-最低灰口鑄鐵基體（F﹢P、P）﹢G主要用于承壓件抗拉強(qiáng)度為200MPa和受力較小的不重要零件片KTH350-10KTH-黑心可鐵，黑心可鍛基體（F）﹢G用于形狀復(fù)雜、承受一定沖擊的薄壁件團(tuán)絮350-最低抗拉強(qiáng)度鑄鐵為350MPa，10-最低延伸率為10％.RuT300RuT-蠕鑄墨鐵，300-蠕鑄墨鐵基體﹢G蠕蟲(chóng)最低抗力強(qiáng)度為用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承受熱循環(huán)載荷、組織致密、強(qiáng)度要求高的鑄件300MPaQT600-3QT-球鐵，600-最低球墨鑄鐵基體（P﹢F）﹢G球用于受力復(fù)雜、抗力強(qiáng)度為對(duì)強(qiáng)度、韌性和600MPa，3-最低延耐磨性要求高的伸率為3％零件4-8填寫(xiě)表4-22，指出表中金屬材料的類(lèi)別、牌號(hào)或代號(hào)的含義、特性和主要用途。金屬材料的類(lèi)別、牌號(hào)或代號(hào)的含義、特性和主要用途用途表4-22材料牌號(hào)或代號(hào)類(lèi)別牌號(hào)或代號(hào)含義特性5A05防銹鋁合金5-Al-Mg系合金，良好的耐蝕性、宜作壓力加工、變形件。A-原始合金，05-產(chǎn)塑性、及低溫韌焊接、冷品代號(hào)。代號(hào)LF5性。單相固溶體不能熱處理強(qiáng)化。2A12硬鋁合金2-Al-Cu-Mg系合高強(qiáng)度（σb≥熱處理強(qiáng)化，形金，A-原始合金，300MPa），比強(qiáng)度變強(qiáng)化。12-產(chǎn)品代號(hào)。代號(hào)接近高強(qiáng)鋼。LY12H68黃銅H-黃，加工普通黃單相а黃銅，適形狀復(fù)雜的深沖銅，Cu-Zn合金，合冷、熱變形加零件，散熱器外ωCu﹦68％，余量工。Zn。殼，裝潢件。HPb60-1ZAiSi12特殊黃銅H-同上，Pb-合金元比普通黃銅強(qiáng)度一般機(jī)器結(jié)構(gòu)零素，鉛黃銅，ωCu高，耐蝕性、耐件（襯套、噴嘴）﹦60％，ωPb﹦1％，磨性較好。余量鋅。鑄造鋁硅合Z-鑄，ωSi﹦12％,良好的鑄造性形狀復(fù)雜的零件金余量為鋁。代號(hào)能，密度小，耐（飛機(jī)、儀表的ZL102。蝕、耐熱性及焊零件，抽水機(jī)外接性較好，強(qiáng)度殼）低，不可熱處理強(qiáng)化。變質(zhì)處理細(xì)化晶粒提高強(qiáng)度。﹡ZCuSn10Pb1鑄造青銅Z-鑄，ωSn﹦10％,鉛改善鑄造性、重要軸承、齒輪、ωPb﹦1％,余量銅。切削加工性，提軸套等耐磨零代號(hào)ZQSn10-1。高機(jī)械性能和耐件。磨性。﹡ZCuPb30鑄造鉛青銅Z-鑄，ωPb﹦30％,疲勞強(qiáng)度高，導(dǎo)做承受高載荷、余量銅。代號(hào)熱性好，低的摩高速度及在高溫ZQPb30。擦系數(shù)。下工作的軸承。時(shí)效強(qiáng)化效果極重要的彈簧及彈佳，強(qiáng)度、彈性性元件，耐磨零極高，耐磨、耐件，防爆工具等。QBe2青鈹銅Q-青，ωBe﹦2％，余量銅。蝕、耐低溫性能很好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱好，無(wú)磁性，受沖擊無(wú)火花，冷、熱加工性及鑄造性好。思考題2．不銹鋼耐蝕的原理是什么？試比較1Cr13、1Cr18Ni9及1Cr18Ni9Ti的耐蝕性及強(qiáng)度。實(shí)際使用中該如何選用？答：⑴加ωCr＞12％提高基體的電極電位；⑵形成致密、穩(wěn)定、牢固的Cr2O3氧化膜，減小或阻斷腐蝕電流；⑶在室溫下形成單相鐵素體或奧氏體。含碳量越低或含鉻量越高越耐腐蝕。三者含碳量相同，故耐蝕性1Cr18Ni9Ti＞1Cr18Ni9＞1Cr13，Ti防止晶間腐蝕。強(qiáng)度對(duì)耐蝕1Cr13為馬氏體不銹鋼強(qiáng)度高，后二者為奧氏體不銹鋼強(qiáng)度低。實(shí)際使用中按使用時(shí)性和對(duì)強(qiáng)度的要求選用。思考4-1第三章5-1熱固性與熱塑性塑料的區(qū)別和特點(diǎn)大致有哪些?分別簡(jiǎn)述你常用（或常接觸）的三種熱固性與熱塑性塑料的特性及用途。答：熱固性與熱塑性塑料的區(qū)別大致有：熱塑性塑料①線(xiàn)型（含支鏈型）分子結(jié)構(gòu)；②受熱軟化可再生。熱固性塑料①體網(wǎng)型分子結(jié)構(gòu)；②固化后不溶、不熔，不可再生。特點(diǎn)有：熱塑性塑料具有較高的機(jī)械性能，加工成型簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)為耐熱性和剛性差；熱固性塑料具有耐熱性高，受壓不易變形，結(jié)構(gòu)便宜，缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。常見(jiàn)熱塑性和熱固性塑料的特性及用途見(jiàn)下表：種類(lèi)材料名稱(chēng)主要特性主要用途熱塑性塑料聚乙烯（PE）結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，吸水小，耐蝕性薄膜、甁類(lèi)、電絕緣和電絕緣性能極好，無(wú)毒無(wú)護(hù)套；化工耐蝕管道、味，良好的耐低溫性、化學(xué)穩(wěn)圓珠筆芯定性、加工性；耐熱性低只能人工關(guān)節(jié)、防彈衣在＜80℃下使用。小齒輪等烯酸甲酯透光率比玻璃高，耐紫外線(xiàn)和防彈玻璃、飛機(jī)窗玻高得多璃、風(fēng)擋、透明的裝（7～18倍），成形性很好（可飾面板、儀表板、容切削加工、吹塑、注射、擠壓、器、燈罩、光盤(pán)、光澆鑄成形等），染色性很好；纖、眼鏡、假牙、工但表面硬度較低而耐磨性較藝美術(shù)品等；醫(yī)用軟管；、。聚甲基丙（有機(jī)玻璃，PMMA）大氣老化，強(qiáng)度比玻璃。差。聚四氟乙烯最優(yōu)良的耐高、低溫性能（－不粘鍋、不粘油的抽260℃～250℃長(zhǎng)期使用），耐油煙機(jī)涂層，密封“生蝕性強(qiáng)（耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧料帶”，減摩密封（PTFE或F4）零化劑），化學(xué)穩(wěn)定性高，摩擦件，耐高頻絕緣零件，系數(shù)最小、介電損耗最小、吸耐強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合設(shè)備襯水最小。無(wú)毒、無(wú)味、不燃，里及零件，人造血管，塑料中密度最大（2.18g／人工心臟，人工食道cm3）。等。熱固性塑料酚醛樹(shù)脂（PF）原料價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)燈頭、開(kāi)關(guān)、插座、單，成形加工容易，制品尺寸鍋勺手把，粘接劑，穩(wěn)定，電絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定涂料，火箭、宇宙飛性好（耐酸不太耐堿），耐熱船外性突出，有阻燃性及低煙釋放層材料。和低燃燒毒性，制品硬而磨，但性能較脆，顏色單調(diào)。殼的耐燒蝕保護(hù)耐環(huán)氧塑料（EP）較強(qiáng)韌，固化收縮率低，耐水、膠粘劑，配制防腐材耐化學(xué)腐蝕（特別是堿），耐料，制模具等。溶劑，粘接牢固，介電性能優(yōu)良。有機(jī)硅塑料（SI）不燃，優(yōu)良的電絕緣性，耐高用于高頻絕緣件，耐低溫性（－100～300℃），耐熱件，防潮零件等。臭氧，突出的憎水防潮性，良好的耐大氣老化性及生理惰性。思考5-35-46-7根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件，試選擇熱處理工藝方法并說(shuō)明理由。①用45鋼制作的某機(jī)床主軸，其軸頸部分與軸承接觸，要求耐磨，52～56HRC,硬化層深1mm。②用20CrMnTi制作的某汽車(chē)傳動(dòng)齒輪，要求表面具有高硬度及高耐磨性，58～63HRC,硬化層深0.8mm。③用65Mn制作直徑為5mm的某彈簧，要求具有高彈性，38～40HRC，回火屈氏體組織。④用HT200制作減速器殼，要求具有良好的剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性。答：①預(yù)先熱處理正火，最終熱處理調(diào)質(zhì)加軸頸部分表面淬火低溫回火。調(diào)質(zhì)使整體獲得良好的綜合機(jī)械性能，高頻感應(yīng)加熱表面淬火低溫回火使軸頸部分獲得高硬度、高耐磨性。②預(yù)先熱處理正火，最終熱處理滲碳淬火低溫回火。滲碳使表面為高碳鋼，淬火低溫回火獲得高硬度，高耐磨性。③淬火中溫回火，獲得回火屈氏體，具有高彈性。④去應(yīng)力退火，消除鑄造應(yīng)力。6-8汽車(chē)、拖拉機(jī)變速箱齒輪多用滲碳鋼制造，而機(jī)床變速箱齒輪又多采用調(diào)質(zhì)鋼制造，原因何在？答：汽車(chē)、拖拉機(jī)變速箱齒輪承受沖擊力較大，多用滲碳鋼制造經(jīng)滲碳淬火低溫回火后使用；而機(jī)床變速箱齒輪受力平穩(wěn)沖擊載荷小，多采用調(diào)質(zhì)鋼制造經(jīng)調(diào)質(zhì)表面淬火低溫回火后使用。思考題﹡1.指出下列零件在選材和制定熱處理技術(shù)條件中的錯(cuò)誤，并說(shuō)明理由及改進(jìn)意見(jiàn)。①直徑30mm、要求良好綜合力學(xué)性能的傳動(dòng)軸，材料用20鋼，熱處理技術(shù)條件：調(diào)質(zhì)40～45HRC。②轉(zhuǎn)速低、表面耐磨及心部強(qiáng)度要求不高的齒輪，材料用45鋼，熱處理技術(shù)條件：滲碳＋淬火，58～62HRC。③彈簧（直徑Φ15mm），材料用45鋼，熱處理技術(shù)條件：淬火＋回火，55～60HRC。④機(jī)床床身，材料用QT400-15，采用正火熱處理。⑤表面要求耐磨的凸輪，選用45鋼，熱處理技術(shù)條件：淬火、回火，60～63HRC。答：①分析：要求良好綜合力學(xué)性能的傳動(dòng)軸，應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼（或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼）調(diào)質(zhì)熱處理。材料用20鋼（低碳鋼）不對(duì)，強(qiáng)度不夠，要求40～45HRC指標(biāo)高了（25～35HRC），調(diào)質(zhì)達(dá)不到。改進(jìn)：根據(jù)題目要求結(jié)合本題條件，材料選40Cr鋼（D0油＝20～40mm），850℃油淬＋520℃回火，30～35HRC。②轉(zhuǎn)速低，表面耐磨及心部強(qiáng)度要求不高的齒輪，應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼（或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼），正火或調(diào)質(zhì)，表面淬火＋低溫回火。正火心部硬度為160～200HBS，調(diào)質(zhì)心部硬度為200～280HBS，表面淬火低溫回火后表面硬度為50～55HRC。材料選用是可以的，但滲碳＋淬火不對(duì)，成本太高。改進(jìn)：材料用45鋼，正火＋表面淬火＋低溫回火，心部硬度160～200HBS，表面硬度為50～55HRC。③分析：彈簧應(yīng)選高碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼及高碳合金結(jié)構(gòu)鋼，淬火＋中溫回火，35～50HRC。選45鋼（中碳結(jié)構(gòu)鋼）不對(duì)，彈性極限低，55～60HRC只能淬火＋低溫回火才能達(dá)到且太脆。改進(jìn)：材料選65Mn鋼（截面≤15mm），830℃油淬＋540℃回火，45～50HRC。

④機(jī)床床身，受壓且要求消振性好，鑄鐵受壓性能都好，但消振性灰鑄鐵最好，灰鑄鐵是機(jī)床床身的首選材料。材料用QT400-15不對(duì)。材料用HT200即可。⑤表面要求耐磨的凸輪，應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，正火或調(diào)質(zhì)，表面淬火＋低改進(jìn)：材料用45鋼，正火＋表面淬火＋低溫回火，58～62HRC。改進(jìn)：溫回火。第四章7-1﹡鑄造的成形原理是什么？這種成形原理有什么特點(diǎn)？鑄造的成形原理是“液態(tài)成形”—即將金屬液注入鑄答：型型腔中，冷卻凝固后獲得所需的鑄件。特點(diǎn)有：①適應(yīng)性很廣，工藝靈活性大（合金種類(lèi)、形狀、大小、生產(chǎn)批量等幾乎不受限制）。②成本較低，原材輔料廣泛（鑄件與零件形狀相似、尺寸相近，降低成形和加工成本）。缺點(diǎn)是：鑄造工藝過(guò)程較繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，易產(chǎn)生鑄造缺陷（縮孔、縮松、氣孔、夾渣、變形等）；鑄件品質(zhì)不夠穩(wěn)定，性能比鍛造低得多，對(duì)環(huán)境有污染，勞動(dòng)環(huán)境較差。7-3何謂合金的鑄造性能？合金的鑄造性能—是指合金材料對(duì)一定鑄造工藝的適應(yīng)程度即獲得形狀完整、輪力。若合金的鑄造性能不好，會(huì)帶來(lái)鑄造生產(chǎn)成本提高或無(wú)法得若合金的鑄造性能不好，會(huì)引起哪些鑄造缺陷？答：廓清晰、品質(zhì)合格的鑄件的能到合格鑄件的后果。7-6鑄造應(yīng)變形和裂紋？答：鑄造應(yīng)力主要有熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩類(lèi)。力，防止鑄件變形的措施有：⑴對(duì)體收縮小的合金，鑄造工藝上采用“同時(shí)凝固原則”減小各部位間的溫差減小熱應(yīng)力；⑵對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)盡可能減小壁厚差異，增加鑄件剛度；⑶采用反變形法減小變形；⑷去應(yīng)力退火。防止裂紋的措施：⑴良好的型砂（芯砂）的讓性；⑵限制S、P含量防止冷、熱脆性。⑶降低內(nèi)應(yīng)力防止變形的措施。比較熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造與砂型鑄造，它們各有何特點(diǎn)？其應(yīng)用的局限性為何？答：熔模鑄造與砂型鑄造相比：①鑄件精度高，表面質(zhì)量好；②可制造形狀復(fù)雜鑄件；③鑄造合金種類(lèi)不受限制；④生產(chǎn)批量基本不受限制。缺點(diǎn)是工序繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本較高，鑄件不宜太大、太長(zhǎng)，一般＜25Kg。主要用于生產(chǎn)汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的葉片，泵的葉輪，切削刀具及中、小型零件屬型鑄造與砂型鑄造相比：①尺寸精度高，表面粗糙度小，機(jī)粒細(xì)，力學(xué)性能好；③可一型多鑄，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料。但缺點(diǎn)有金制造成本高，用于大批量生產(chǎn)，不宜生產(chǎn)大型（尺寸在300mm以?xún)?nèi)，質(zhì)量≤8Kg）、形狀復(fù)雜和薄壁鑄件；冷卻快，鑄鐵件表面易產(chǎn)生白口，切削加工困難；受金屬型材料熔點(diǎn)的限制，熔點(diǎn)高的合金不適用，用于銅合金、鋁合金鑄力鑄造與砂型鑄造相比：①尺寸精度高，表面質(zhì)量好；②可壓鑄薄壁、形狀復(fù)雜及很小孔和螺紋的鑄件；③鑄件強(qiáng)度和表面硬度較高；④生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)易產(chǎn)生皮下氣孔件不能熱處理，也不能在高溫工作；易產(chǎn)生縮孔和縮松；不宜小批量生產(chǎn)。主要用于生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件。離心鑄造與砂型鑄造相比：①不用型芯即可鑄力，可使一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件用離心鑄造生產(chǎn)；③產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的概率較?。虎芄?jié)約金屬（無(wú)澆注系統(tǒng)和冒口）。缺點(diǎn)是鑄件的內(nèi)表面力有哪幾種？從鑄件結(jié)構(gòu)和鑄造技術(shù)兩方面考慮，如何減小鑄造應(yīng)力、防止鑄件從鑄件結(jié)構(gòu)和鑄造技術(shù)兩方面考慮，減小鑄造應(yīng)退7-10﹡金械加工余量小；②晶屬型的件大批量生產(chǎn)。壓，壓鑄出中空鑄件；②離心力提高金屬充填鑄型的能上尺寸

不精確，質(zhì)量較差；易產(chǎn)生成分（密度）偏析。主要用于鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、無(wú)縫管坯、造紙機(jī)滾筒等。思考7-77-108-2為什么金屬材料的固態(tài)塑性成形不像鑄造那樣具有廣泛的適應(yīng)性？答：金屬材料的固態(tài)塑性成形原理是在外力作用下金屬材料通過(guò)塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件。要實(shí)現(xiàn)金屬材料的固態(tài)塑性變形必須金屬材料要具備一定的塑性且有外力作用其上。金屬材料的固態(tài)塑性成形受到內(nèi)、外兩方面因素的制約，內(nèi)因指金屬本身能否進(jìn)行固態(tài)塑性變形和可形變的能力大??；外因指需要多大的外力及外界條件（溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)等）的影響。故金屬材料的固態(tài)塑性變形不如鑄造成形那樣具有廣泛的適應(yīng)性，不能壓力加工脆性材料（鑄鐵、鑄鋁合金等）和形狀特別復(fù)雜（尤其是內(nèi)腔形狀復(fù)雜）或體積特別大的毛坯或零件，此外，壓力加工設(shè)備和模具投資較大。8-5提高金屬材料可鍛性最常用且有效的方法是什么？為何這樣？答：提高金屬材料可鍛性最常用且有效的方法是提高塑性變形溫度。隨溫度升高，金屬材料的塑性（δ、ψ）增加，變形抗力降低。﹡8-9下列圖示零件（圖8.77、圖8.78、圖8.79）2若各自分別按單件小批量、成批量和大批量的鍛造生產(chǎn)毛坯，試解答：⑴根據(jù)生產(chǎn)批量選擇鍛造方法。⑵由選取的鍛造方法繪制出相應(yīng)的鍛造過(guò)程圖（鍛件圖）。⑶確定所選鍛造過(guò)程的工序，并計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸。答：⑴單件小批量鍛造生產(chǎn)均選自由鍛、成批量鍛造生產(chǎn)均選模鍛、大批量鍛造生產(chǎn)分別選輥環(huán)軋制、齒輪齒形軋制和楔橫軋。⑵、⑶略。8-10落料或沖孔與拉深過(guò)程凹、凸模結(jié)構(gòu)及間隙Z有何不同？為什么？答：落料或沖孔與拉深過(guò)程凹、凸模結(jié)構(gòu)在于落料或沖孔的凹、凸模有鋒利的刃口切斷材料而拉深過(guò)程凹、凸模有適當(dāng)?shù)膱A角