材料工程基礎總結2363

+時效強化、細晶強化答：固溶強化、時效強化、過剩相強化l金和Al-10wt%Ti中間合金；2)不考慮鋁、硅和銅元素的燒損；3)鎂元素的燒損率為15wt%，鈦元素的燒1000g×8.0%=XAl-30Si×30%介XAl-30Si=266.7g1000g×0.5%=XAl-30Mg×30%×(1-15%)介XAl-30Mg=19.6g1000g×0.15%=XAl-10Ti×10%×(1-5%)介XAl-10Ti=15.8g1000×(1-0.08-0.028-0.005-0.0015)=XAl+266.7×(1-0.3)-112×(1-0.25)-19.6×(1-0.3)-15.8×(1-0.1)介XAl=9ggX4.為了獲得高質量的合金，在合金熔煉時一般要進行哪些工藝處理？答：變質處理，細化處理，精煉處理。6.根據(jù)石墨存在形態(tài)不同，灰口鑄鐵可分為哪幾種？答：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵、球墨鑄鐵。完整、輪廓清晰的鑄件的能力稱為金屬的充型能力液態(tài)金屬的充型能力主要取決于金屬自身的流動能力，還受外部條件，如鑄型性質、澆注條件、鑄件結構等因素的影響，是各種因素的綜合反映。8.鑄造合金流動性的衡量，測試方法：澆注流動性試樣。答：液態(tài)金屬自身的流動能力稱為“流動性”，是金屬的液態(tài)鑄造成形的性能之一。液態(tài)金屬流動性樣的方法來衡量。9.常用合金中哪些合金流動性最好，哪些流動性最差？答：純金屬和共晶成分的合金流動性最好，合金的結晶溫度區(qū)間越寬，流動性越差?；诣T鐵，硅黃銅的流動性最好;合金的結晶、鑄鋼的流動性最差。10.在鑄件成形過程中，一般要做哪三個收縮階段答：液態(tài)收縮、凝固收縮、固態(tài)收縮。態(tài)收縮是鑄造應力，變形和裂紋等缺陷產生的基本原因。11.什么是同時凝固原則和順序凝固原則？這兩種原則分別適用哪些場合？各需采用什么工藝措施來實現(xiàn)？答：順序凝固原則是指采取一定的工藝措施，使鑄件上從遠離冒口的部分到冒口之間建立一個逐漸遞溫度梯度，從而實現(xiàn)由遠離冒口的部分向冒口的方向定向地凝固。同時凝固是指采取一些工藝措施，使鑄件各部分溫差很小，幾乎同時進行凝固。順序凝固主要用于消除鑄造工藝中的縮理運用冒口或冷鐵等工藝措施實同時凝固主要用于降低鑄件產生應力、變形和裂紋的傾向，主要通過合理設置內澆口位置及安12.分析鑄件的熱應力分布(拉壓應力)和變形趨勢②厚壁、粗大部位：冷得慢，受拉應力(凹進)。14.什么是鑄件的偏析？答：鑄件截面上不同部位產生化學成分、金相組織不一致、不均勻的現(xiàn)象,稱為偏析答：澆注位置是指澆注時鑄件在鑄型中所處的位置。鑄件的寬大平面朝下或傾斜澆注；大面積薄壁置于鑄型下鑄件的厚大部分應放在分型面附近的上部或側面，便于補縮17.衡量金屬的塑性成形性能，一般從材料的哪兩個方面來考慮18.金屬的塑性成形性能主要取決于哪兩個方面的因素：答：金屬的本質、變形加工條件(變形溫度、變形速度、應力狀態(tài))⑴金屬的本質：①化學成分—鋼的含碳量越小，塑性成形性越好;鋼的合金元素含量越高，塑性成形性優(yōu)于粗晶組織，鋼中存在網狀二次滲碳體時塑性成形性下降。②變形速度(單位時間內的變形程度)：一方面變形速度增大硬化速度隨之增大，塑性指標下降，變形抗力增大，可鍛性變壞；另一方面變形速度越大，熱效應越明顯，使塑性指標提高、變形抗力下降，可鍛性變好。因此一般生產條件下⑶應力狀態(tài)：三個方向中的壓應力數(shù)目越多，塑性越好，變形抗力增大；拉應力數(shù)目多，則金屬的塑19.什么事冷變形、熱變形，兩者的特點是什么答：冷變形：是指金屬在進行塑性變結晶溫度。象，強度、硬度升高，塑性和韌度下降.熱變形：指金屬材料在其再結晶溫度以上進行的塑性變形。②熱變形使內部組織結構致密細小，力學性能特別是韌度明顯改善和提高。因為金屬材料內部的縮松、氣孔或空隙被壓實，粗大(樹枝狀)的晶粒組織結構被再結晶細化。③形成纖維組織，力學性能具有方向性20.什么是金屬最小阻力定律答：金屬在塑性變形過程中，其質點都將沿著阻力最小的方向移動。因為質點沿這個方向移動時路徑最短而阻力最小，所需做的功也最小。因此，金屬有可能向各個方向變形時，則最大的變形將向著大多數(shù)質點遇到的最小阻力的方向。22.板料沖壓的基本工序分為哪兩類：分離工序和變形工序分離工序：分離工序是使坯料一部分相對于另一落料、修邊等落料、沖孔的差別：落料是從板料上沖出一定外形的零件或坯料，沖下部分是成品。沖孔是在板料上沖出孔，沖下部分是廢料。變形工序主要：拉伸和彎曲(拉深、彎曲、翻邊、成形、收口)24.如何確定落料模，沖孔模模具刃口尺寸，其設計的基準分別是什么寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減小最小合理間隙值即得到凸模尺寸。使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凸模尺寸。①在設計彎曲模時必須使模具的角度比成品件的角度笑一個回彈角②應盡可能使彎曲線與胚料纖維方向垂直26.確定模鍛分模面位置的原則答：a)要保證模鍛件易于從模膛中取出，故通常分模面選擇在模鍛件最大截面上b)所選定的分模面應能使模膛的深度最淺，這樣有利于金屬充滿模膛，便于鍛件的取出和鍛模的c)選定的分模面應能使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致，這樣在安裝鍛模和生產中發(fā)現(xiàn)錯?，F(xiàn)象d)分模面最好是平面，且上下鍛模的模膛深度盡可能一致，便于鍛模制造。e27.繪制自由鍛件圖要考慮哪些問題？敷料、加工余量、鍛件公差②自由鍛件上應避免加強筋、凸臺等結構。③當鍛件的橫截面有急劇變化或形狀較復雜時，可將其設計成幾個簡單件構成的組合件，用焊接或復雜件結構a成形性差的結構b成形性好的結構些極區(qū)。答：直流正接：工件接陽極，焊條接陰極。適用于工件受熱較大，焊接厚大工件。直流反接：焊條接陽極，工件接陰極。適用于工件受熱較小，焊接薄小工件。②熔池體積小，冷去速度快，各種冶金反應難以達到平衡狀態(tài)，不利于焊縫金屬化學成分①采取保護措施，限制有害氣體進入焊接區(qū)；③對焊接熔池進行脫氧、脫硫和脫磷。33.焊條藥皮及焊芯的作用？答：焊芯的作用：作為電極，產生電弧，傳導焊接電藥皮：改善焊接工藝,保證電弧穩(wěn)定燃燒；造氣、造渣以隔絕空氣，保護熔化金屬；對熔化金屬進行脫氧、去硫、滲合金元素等。35.焊條的選取原則焊接結構鋼：等強焊接不銹鋼、耐熱鋼：等成分焊接異種鋼：低匹配38.什么是焊接熱影響區(qū)？答：熱影響區(qū)是焊縫兩側處于固態(tài)的母材金屬由于受焊接過程的加熱和冷卻作用而產生組織及性能變化的區(qū)域。39.焊接應力和變形的根本原因？答：焊接應力與變形產生的原因是焊接過程中對焊件的不均勻加熱和冷卻。41.從減小應力出發(fā)，為焊接件選擇合理的焊接順序。設法使兩側焊縫的收縮量能互相抵消或減弱。②應盡量使焊縫能比較自由地收縮,先焊收縮量較大的焊縫,從而使焊接殘余應力較小。平板拼焊時,應先焊錯開的橫向焊縫,后焊直通的縱向焊縫③焊接長焊縫時，為了減少焊接變形，常采用“逆向分段焊法”，即：把整個長焊縫分為長度為42.什么是金屬焊接性？估計鋼材可焊性的方法有哪些。矯正焊接變形的方法？。1)C當量＜0.4%時，淬硬及裂紋傾向較小，焊接性良好。在一般的焊接工藝條件下即可獲得優(yōu)質焊接接頭，而無需采取預熱等特殊工藝措施2)C當量=0.4~0.6%時，有一定的淬硬及裂紋傾向，焊接性較差，焊前工件需適當預熱，焊后應緩冷3)C當量＞0.6%時，淬硬傾向大，熱影響區(qū)冷裂傾向大，焊接性差。需采取焊前預熱到較高的溫度，嚴格工藝和焊后熱處理等工藝措施。1)機械矯正變形：2)火焰矯正變形：原理：是利用機械力，如壓力機加壓或錘擊，產生塑性變形來矯正焊接變形。應用:適用于塑性較好、厚度不大的焊件。原理：利用金屬局部受熱后的冷卻收縮來抵消已發(fā)生的焊接變形。應用：主要用于低碳鋼和低淬硬傾向的低合金鋼1).焊縫位置應便于焊接操作，以保證焊接質量a.手工電弧焊應具有足夠的焊條操作空間b.點焊或縫焊應考慮電極引入方便c.氣體保護焊：要考慮氣體的保護作用d.埋弧焊是接頭處有利于熔渣形成封閉空間44.常用的基本焊接接頭形式有哪幾種？受力焊縫的最佳接頭形式是哪種？答：接頭型式T45.低碳鋼和低合金鋼焊條型號各部分的含義。46.分型面的選取(1)應盡可能使全部或大部分鑄件，或者加工基準面與重要的加工面處于同一半型內。以避免因合型不準產生錯型，保證鑄件尺寸精度。(2)應盡量減少分型面的數(shù)目(3)分型面應盡量選用平面平直的分型面可簡化造型工藝過程和模板制造，容易保證鑄件精3、分析下圖鑄件的熱應力分布(拉應力和壓應力)和變形趨勢。答：上圖1受到拉應力，2受到壓應力，下圖1受到壓應力，2受到拉應力，變形趨勢如圖所示。4、繪制自由鍛件圖與模鍛件圖有何不同，分別要考慮哪些問題？答：繪制自由鍛件圖時要考慮敷料、加工余量、鍛件公差問題。繪制模鍛件圖時除了要考慮敷料、加工余量、鍛件公差之外，還要考慮分模面、模鍛斜度、模鍛件圓角半徑問題。5.如用自由鍛的方式生產下列工件，指出結構工藝性差的地方，為什么？并畫出結構工藝性好的工件圖答：錐面(斜面)的結構工藝性差，因為采用自由鍛方式生產有錐面(斜面)、曲線或曲面相交等復雜結構的鍛件，需要專用的工具，鍛件成形也較困難，從而使工藝過程復雜化，不便于操作。應把錐面(斜面)改為柱面(平面)。①②③④①②③零裝鍛模和生產中發(fā)現(xiàn)錯模現(xiàn)象時，便于及時調整鍛模位置。第四種：上下鍛模的模膛深度一致，第一章金屬材料的冶煉利用溶劑，借助化學反應，將原料中的金屬進金：應用電能從礦石或其他原料中提取、回收和精煉金屬的冶金過程取。3、從原料、設備、冶煉目的和原理和過程、冶煉產品上對比煉鐵和煉鋼。煉鋼生鐵和鑄造生鐵成分有什么鐵礦石鐵礦石、焦炭和少量熔劑(石灰)爐把鐵從鐵礦石中還原出來氧化-還原反應還原劑還原出鐵燃料的燃燒、各種元素的還原反應、造渣、出鐵生鐵、爐渣、高爐煤氣設設備冶煉目的原理生鐵，氧氣，生石灰，硅鐵和錳鐵電弧爐、平爐、轉爐降低含碳量;除硫磷等雜質;調節(jié)合金元素的含量還原反應—連鑄”稱為長流程廢鋼—電弧爐冶煉產品—冶煉產品4、爐外精煉：把一般煉鋼爐內要完成的精煉任務移至爐外另一裝置中進行。5、火法煉銅的工藝流程，為什么要進行造锍熔煉？銅的電解精煉屬于水溶液電解精煉。答：利用銅、鎳、鈷對硫的親和力與鐵相近，而對氧的親和力卻遠小于鐵的物理化學性質，使鐵的硫6、拜耳法生產氧化鋁的原理和過程。為什么鋁的電解精煉要用熔鹽電解法？1)用NaOH溶出鋁土礦得到鋁酸鈉溶液，添加Al(OH)作為晶種，在不斷攪拌下，溶液中析出氫氧化3鋁。(2)將分解得到的母液在高溫下蒸發(fā)濃縮，溶出新一批的鋁土礦。第六章熱處理原理及工藝緩慢的速度冷卻(爐冷)下來，使之獲得接近平衡狀態(tài)的組織的熱處理工藝為Ac3或Accm以上30~50℃，保溫以后的冷卻方式在空氣中進行淬火將淬火后的鋼件加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時間后冷卻至室溫的2．通過熱處理改變材料性能的前提是金屬材料的組織具有可轉變性。的第一道工序。不同的材料，其加熱工藝和加熱溫度都不同。鋼在加熱和冷卻時的相變溫度以相圖為分析依據(jù)。鋼加熱的實質是奧氏體化過程。保溫的目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時間和介質的選擇與工件的尺寸和材質有直接的關系。一般工件越大，導熱性越差，保溫時間就越長。溫溫組火火能不同速度冷卻使奧氏體轉變?yōu)椴煌慕M織，得到鋼的不同性能。4．鋼在冷卻過程中的組織轉變(共析鋼)1)冷卻方式：等溫冷卻和連續(xù)冷卻2)過冷奧氏體的等溫轉變：C曲線分析：高溫轉變(珠光體轉變)、中溫轉變(貝氏體轉變)和低溫轉變(馬氏體轉變)3)過冷奧氏體的連續(xù)轉變：CCT曲線分析5．片狀珠光體的性能主要取決于珠光體的片層間距。片層間距越小，則強度和硬度越高，塑性和韌性也越好。典型上貝氏體組織形態(tài)呈羽毛狀；下貝氏體呈黑色針狀或竹葉狀。上貝氏體的強度和韌性均差；下貝氏體不僅強度高，而且韌性也好，表現(xiàn)為具有較好的綜合力學性能，是一種很有應用價值的組織。馬氏體馬氏體。馬氏體的硬度主要取決于馬氏體的含碳量，6．擴散退火、完全退火、球化退火、再結晶退火、去應力退火的加熱溫度區(qū)間及退火目的。去去應力退火400-500(A以下消除鑄件、鍛件、和焊接件以及冷變形等價，防止工件開再結晶退火再結晶溫度提高塑性、改善切削加工及成形性擴散退火或少鋼錠、鑄件或鍛坯的球化退火AC1+30-50降低硬度，改工性，并為淬火做完全退火Ac3以20℃降低硬度、改7．淬火的主要目的是通過先獲得馬氏體或下貝氏體組織，再為以后獲得各種力學性能的實用回火組織做準備。亞共析鋼和過共析鋼的淬火加熱溫度如何確定。亞共析鋼：Ac以上30~50℃；過共析鋼：Ac以上30~50℃318．鋼的淬硬性和淬透性。淬透性是指鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力淬硬性是指鋼淬火后所能達到的最高硬度，低溫回火中溫回火高溫回火350~500T5350~500TSMS回回低溫回火一般用來處理要求高硬度和高耐磨性的工件，如刀具、量具、滾動軸承和滲回具有高的彈性極限、韌性高溫回火使工件的強度、塑性、韌性有較好地配合，即具有高的綜合力各種彈性元件廣各種彈性元件廣泛用于汽車、拖拉機、機床等機械中的重要構10．調質處理。淬火+高溫回火11．材料表面熱處理改性有感應表面淬火、滲碳、滲氮、碳氮共滲。材料制備與加工工藝學性能或機械性能。2．粉末顆粒大小的表征方法(主要有：等體積球相當徑、等表面積球相當徑、斯托克斯徑)；測定粉末粒用與顆粒等表面積球的直徑來(BET平光透儀、X射線沉降儀法)比表面儀顆粒誤差大；重結果取決于分散相的密度，狀態(tài)、表面積，分散介質，寬有一定的精度和重復性用與顆粒等體積球的直激光法米，操作簡便，重復性和真實性好；不宜測描述粒度的方法測試方法和儀器3．為什么不同的方法表征同一種粉體，有時得到的結果會差別很大？2、儀器原理不同3、樣品制備方法造成粉體的團聚狀態(tài)不同。4．粉體粒徑分布表示方法：頻度分布和累積分布。Dm：出現(xiàn)幾率最大的粉體尺寸。D50：該粒徑尺寸兩側的粉體的質量(個數(shù))相等。D平均：所有顆粒尺寸的平均值。6．為何機械粉碎法很難得到粒徑小于1μm的粉體？粉磨時如何避免雜質和提高粉碎效？2、粉碎中粒子間相互滑動或顆粒產生彈性變形、點陣畸變、位錯等缺陷，將外加能量消耗掉，造成粉3、若繼續(xù)粉碎，外力將對粒子起機械化學作用(能量轉化為熱能或其他能量)，使這些粒子的溶解性、率裂裂級配、流動性好的團粒(約20~80目)，有利于陶瓷坯料的壓制成形。噴霧干燥造粒的質量最好。塑化是利用塑化劑使原來無塑性的坯料具有可塑性的過程。懸浮是將粉體分散于液體介質中形成穩(wěn)定、均勻、流動熱熱壓注成形濕等靜壓干式等靜壓擠壓成型軋制成形注射成形設備簡單，操作1)煉泥與成形模生產，成本2)坯體的機壓液之械強度和致密適用于大截面中，每次操動化操作命長，可對蠟坯狀態(tài)下進行過程中必須不斷將坯片作90。復雜，大簡單的長陶瓷產品，如備形狀復雜、型及產量尺寸精密的制小的制品品。主要成形方法則的產品在9．干燥和排膠在坯體燒成前將其中的有機物排除干凈，以保證產品的形狀、尺寸和質量的要求，這個過程①排除坯體中的有機物，為燒成創(chuàng)造條件；②使坯體獲得一定的機械強度；．燒結的概念？燒結的熱力學驅動力是什么？燒結過程中物理性質發(fā)生那些變化？答：粉體原料經過成力是粉體表面能的降低和系統(tǒng)自由能的降低的過程。11．燒結與燒成及區(qū)別？答：燒成：在多相系統(tǒng)內產生一系列物理和化學變化。例如脫水、坯體內氣體分溶解、燒結等。在一定的溫度范圍內燒制成致密體的過程。燒結：指粉料經加熱而致密化的簡單物理過重答：常壓燒結、熱壓燒結、連續(xù)熱壓燒結、氣氛壓力燒結、熱等靜壓燒結、活化燒結、反應燒結、微波施釉是傳統(tǒng)陶瓷生產中一直沿襲使用的涂層方法，是通過高溫在瓷體表面燒附一層極薄的的玻璃狀物質，可使制品表面平滑、光亮、不吸濕和不透水，且可提高力學性能和電性能。施釉的工藝包括釉漿的制備、涂釉、燒釉三個過程。14．玻璃生產常用的原料，各種原料主要提供哪些氧化物，氧化物的作用硅砂和砂巖、純堿和芒硝、白云石、方解石和石灰石、長石和高嶺土等15．玻璃的形成過程可以分為那幾個階段?壓延法(壓花玻璃)浮法(平板玻璃)離心法(玻璃棉)噴吹法(玻璃球)燒結法(泡沫玻璃)澆鑄法 (光學玻璃)拉制法(玻璃纖維、玻璃絲)浮法玻璃生產的成型過程是在通入保護氣體(N2及H2)的錫槽中完成的。熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對密度大的錫液表面上，在重力和表面張力的作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整、硬化、冷卻后被引上過渡輥臺。輥臺的輥子轉動，把玻璃帶拉出錫槽進入退火窯，經退火、切裁，就得到平板玻璃產品。．生產硅酸鹽水泥的主要原料。簡述硅酸鹽水泥的生產過程。目前生產水泥的主要方式為干法生產，設