工程材料及成型基础知识点.doc

PPT 填空题和简答题1 一、填空题1、金属结晶包括形核与长大两个过程。3、晶粒和晶粒之间的界面称为晶界。4、在结晶过程中，细化晶粒的措施有提高冷却速度、变质处理、振动。5、由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度上升的现象称为固溶强化。6、常见的金属晶格类型体心立方、面心立方和密排立方。7、在晶体缺陷中，点缺陷主要有空位、间隙原子、置换原子，线缺陷主要有刃型位错、螺型位错，面缺陷主要有晶界、亚晶界8、金属结晶时，实际结晶温度必需低于理论结晶温度，结晶过冷度主要受冷却速度影响。9、当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现象称为固溶强化。10.再结晶退火的前提是冷变形足够高的温度，它与重结晶的区分在于无晶体构造转变。1. 奥氏体的晶格类型是面心立方。2. 铁素体的晶格类型是 体心立方。11.亚共析钢的室温组织是 F+P。1.钢的淬透性是指钢淬火时所能到达的最高硬度值。23. 渗碳钢渗碳后的热处理包括 淬火 和低温回火 ，以保证足够的硬度。24. 在光学显微镜下观看，上贝氏体显微组织特征是羽毛状，下贝氏体显微组织特征呈 针状。5.零件失效的根本类型为_外表损伤 、过量变形 、断裂 。2.线型无定型高聚物的三种力学状态为玻璃态、高弹态、 粘流态。1、一个钢制零件，带有简洁外形的内腔，该零件毛坯常用 铸造 方法生产。2、金属的流淌性主要打算于合金的 成分3、流淌性不好的铸件可能产生 冷隔 和浇缺乏缺陷。4、铸造合金充型力气不良易造成冷隔和 浇缺乏 等缺陷，12. 过共析钢的室温组织是P+Fe3C。13. 共晶反响的产物是Ld1. 20 钢齿轮、45 钢小轴、T12 钢锉的正火的目的分别是：提高硬度，满足切削加工的要求、作为最终热处理，满足小轴的使用要求、 消退网状渗碳体。2、在正火态的 20 钢、45 钢、T8 钢；、T13 钢中， T8钢的b 值最高。3、在正火态的 20 钢、45 钢、T8 钢；、T13 钢中， T13 钢 的 HBS 值最高。4、为使钢得到抱负的耐磨性，应进展淬火加低温 回火。5、为使钢获得抱负的弹性，应进展淬火加 中温回火。6、为保证钢的综合性能，淬火后应进展高温回火。7. 为改善低碳钢的切削性能，常承受的热处理为 正火或退火。8. 为改善高碳钢的切削性能，常承受的热处理为 退火 。9. 轴类等重要零件的最终热处理常为 调质 。10. 冷冲模等常用的最终热处理为 淬火加低温回火 。11. 汽车变速齿轮等常用的最终热处理为渗碳、淬火加低温回火 。12. 机床变速齿轮等常用的最终热处理为调质加外表淬火 。13. 钢的常规热处理四把火是指退火、正火、淬火、回火。14. 影响奥氏体晶粒长大的因素有加热温度和碳含量。15. 马氏体是碳在-Fe 中的过饱和固溶体，其力学性能的主要特点是具有高的硬度强度。21.钢的淬硬性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的力气，5、缩松主要消灭在 最终凝固部位。6、一般灰铸铁的碳当量处在共晶点四周，究其缘由是流淌性 好 ，收缩 小 。7、影响合金充型性的因素是成分和浇注条件。8、定向凝固原则主要适用于液态收缩大的合金，其目的是防止缩孔。9、同时凝固原则主要适用于固态收缩大的合金，其目的是削减剩余应力。10、铸铁中缩孔和缩松是在液态收缩和凝固收缩两个阶段形成。11、防止铸件变形的方法有：设计时应使壁厚均匀，工艺上承受同时凝固原则。12、粗大厚实的铸件冷却到室温时，铸件的表层呈压应力，心部呈拉应力。2、浇注位置的选择，主要保证铸件的质量 ；而分型面的选择主要考虑 简化操作。3、铸件上质量要求高的面，在浇铸时应当尽量使其处于铸型的 下 面或侧 面4、制定铸造工艺时，一般从 保证质量 发，确定浇铸位置；从简化操作 动身确定分型面。1、钢锭经适当锻造后，力学性能大为改善，这是由于锻造后使晶粒 细化 ，且使组织 致密 。2、实际晶体的点缺陷表现为 空位和间隙原子 。3、金属塑性变形后 强度 增加，塑性 下降的现象称为冷变形强化。4、锻造前金属加热的目的是 提高塑性 、降低变形抗力。5、锻造流线的存在，使得材料的力学性能具有方向性，因此设计和制造零件时，应使零件工作时最大的 正 应力方向与流线方向全都，最大 剪 应力方向与流线方向垂直。6、合金材料的锻造性常承受材料的变形抗力(s )和 塑性 两个指标来衡量。7. 锻造流线的明显程度与变形量有关，锻造流线使锻件的力学性能消灭各向异性。1、锻造高度小、截面积大的工件一般承受 镦粗工序，而锻造长而截面积小的工件如轴时常承受拔长 工序。2. 模膛依据其功能不同可分为制坯模膛和模锻模膛。3. 在绘制工件锻件图时，除了考虑锻件的余量以外，还要考虑锻件的公差 及 余块 。1、拉深时，为防止起皱及拉穿应把握 压边力 及 拉深系数2、拉深时通常用 拉伸系数 把握变形程度，此值越小，变形程度越 大 。3. 冲孔工序中，凸模刃口尺寸取决于孔的 尺寸，落料模凹模刃口尺寸取决于落料件的 尺寸。4. 弯曲变形程度受最小内弯半径的限制，一般 塑 性好的材料最小内弯半径可以小些；变形方向与流线方向平行时，最小内弯半径可以小些。5. 拉深时通常用拉深系数来把握变形程度，此值越小，变形程度越 大 。1、焊接接头中熔合 区和过热 区对焊接接头质量影响最大。2、焊接电弧中阳极区产生的热量最多，而 弧柱 区温度最高。3、消退焊接应力的有效方法是焊后进展去应力退火处理。消退焊接热影响区粗晶的有效方法是焊后进展退火或正火。4、在生产中削减焊接应力和变形的有效方法是焊前预热 焊后缓冷(或去应力退火)5、评价钢焊接性常用 碳当量 公式估算，45 钢、20 钢及 T8 钢中以 20 钢焊接性最好。6、估量碳钢焊接性的主要依据是碳当量 。另外，工件厚度也有确定的影响，厚度越大，焊接性越 差 。7.按焊接过程特点，焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。1、埋弧焊适于批量焊接、 平直焊缝 及 大环形 焊缝。2. 按焊条药皮性质可分为 酸性 焊条和 碱性 焊条。3. CO2 气体保护焊适用于碳钢和一般低合金钢焊接。4. 焊接碳钢和低合金构造钢时应选用构造钢焊条，焊接耐热钢和不锈钢等特别性能钢时，为保证接头的特别性能，应使焊缝和焊件具有一样或相近的成分 。二、简答题1. 金属晶体的常见晶格有哪几种？体心立方、面心立方、密排立方2. 固溶体有几种类型?铁素体属何种固溶体？固溶体：有间隙固溶体和置换固溶体两类，铁素体属于间隙固溶体。3. 什么是细晶强化？给出三种细化晶粒的措施。通过细化晶粒来提高材料力学性能的方法称为细晶强化。细化措施：1变质处理；2提高冷却速度 3振荡6.为什么过冷度越大，结晶后得到的金属晶粒越细小?过冷度越大，形核越快速，晶粒越多， 自然就越细小1. 试用多晶体塑性变形的过程说明细晶强化的机理。多晶体滑移阻力大，故强度比单晶体高， 且晶粒越细，强度越高，硬度越大。另一方面，因晶粒越细，变形被分散到更多的晶粒内进展，每个晶粒的变形也较均匀，所以塑性、韧性也较好。2. 在确定范围内，为什么冷变形度越大，再结晶后得到的金属晶粒越细小?过冷度对铸件晶 粒大小影响是通过冷却速度实现的。由于过冷度的大小与冷却速度亲热相关，冷却速度越快， 实际结晶温度就越低，过冷度就越大；反之冷却速度越慢，过冷度就越小，实际结晶温度就 更接近理论结晶温度。当冷却速度大时，铸件的晶粒较细；当冷却速度较慢时，铸件晶粒容 易长大，表现为粗大的柱状晶。由此可知，过冷度大，晶粒就细小；过冷度小，晶粒就粗大。但是，过冷度过于大的话，有可能激冷来不及凝固成晶体，形成非晶体。3. 导线常用冷拔铜丝为材料，试分析冷拔的目的和冷拔后的处理。冷拔的目的：冷变形强化； 冷拔后的处理：去应力退火。4. 简述金属材料强化的根本机理？固溶强化：即形成固溶体而强化，也就是合金化。细晶强 化：晶粒细小，晶界增多，阻挡位错滑移。加工硬化：增加位错和亚构造细化。弥散强化： 其次相强化，成弥散分布。沉淀硬化：析出其次相强化。5. 何谓冷变形强化？有何利弊？金属进展塑性变形时金属的强度和硬度上升而其塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化。利弊：材料的强度、硬度增加，但进一步变形困难。1、纤维组织对材料的性能有何影响，举例说明在零件成形中如何利用这一特性。纤维组织存在各向异性。如齿轮毛坯的镦粗、轧制齿轮，重要轴类零件毛坯的拔长等。3.依据铁碳合金相图分析说明制造汽车外壳多用低碳钢C<0.2%，制造机器零件如机床主轴多用中碳钢，制造工具如锉刀多用高碳钢，而 C>1.3%的铁碳合金工业上很少应用的缘由低碳钢组织以F 为主，塑性好。中碳钢组织以P 为主，终合性能好。高碳钢组织为2.室温下 Fe-C 合金中根本相有哪些？根本组织有哪些？根本相有：铁素体、渗碳体。根本组织有：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体。P+渗碳体，硬度高。C>1.3%时，渗碳体成网严峻，性能变变脆。1. 现有外形一样的三块平衡态铁碳合金，分别为20，T12，HT200 请设法将它们区分开。首4. 为什么 T12 钢比 T8 钢硬度高，但强度低？T12 组织中渗碳体含量比 T8 高，故硬度高；但渗碳体成网，强度低。先敲击，声音消沉的是 HT200，然后剩下两个对划，有划痕的是20。1. 依据铁碳合金退火后室温下的显微组织，说明 T8 钢比 40 钢的强度、硬度高，但塑性、韧性差的缘由。T8 钢组织为P，Fe3C 比 40 钢多，且分布合理，、HB 高，但、ak 低2. 何谓调质处理？淬火后高温回火的热处理方法为调质处理3. 简要说明钢为什么能通过热处理转变其性能？钢铁材料能够进展热处理的依据是纯铁具有同素异构现象4. 试从工艺、组织形貌和性能等方面简述索氏体与回火索氏体有何不同？工艺：索氏体正火，回火索氏体调质。组织形貌：索氏体中碳化物为片状，回火索氏体中碳化物为粒状。性能： 回火索氏体的塑性和韧性优于索氏体。5. 试从工艺、组织形貌和性能等方面简述托氏体与回火托氏体的区分。工艺：托氏体风冷， 回火托氏体调质淬火+中温回火。组织形貌：托氏体中碳化物为片状，回火托氏体中碳化物 为粒状。性能：回火托氏体的塑性和韧性优于托氏体。6. 为什麽渗氮处理和外表淬火前应进展调质处理，而渗碳前不进展调质处理？渗氮处理和外表淬火后心部组织不变，而渗碳后心部组织发生了转变。8. 淬火的目的是什么？淬火方法有几种？淬火的目的是获得 M 或 B 下组织，从而获得较高的强度和硬度。淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火。9. 试述 C%对钢 C 曲线的影响。亚共析钢随C%增加，C 曲线左移；过共析钢随C%增加，C 曲线右移。10. 回火工艺的分类、目的、组织与应用。回火工艺分为：低温回火、中温回火、高温回火。目的：淬火+低温回火为获得高硬度和耐磨性，组织为M 回+Cm+A 残。淬火+中温回火为获得高硬度弹性和韧性，组织为T 回。淬火+高温回火为获得良好的综合性能，组织为S 回。1、试述灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁主要区分。主要区分在石墨形貌，灰铸铁中石墨为片 状、可锻铸铁中石墨为团絮状及球墨铸铁中石墨为球状。6、分别确定获得如下性能的钢件常用强化热处理方法及组织 1.为使钢得到抱负的耐磨性。淬火+低温回火。2. 为使钢获得抱负的弹性。淬火+中温回火。3. 为保证钢的综合性能淬火+高温回火。8.锉刀要求 6264HRC，问应在以下材料中选择哪种材料？应选何种最终热处理。Q195、45、20CrMnTi、QT600-1、T12A、60Si2Mn答：T12A、淬火+低温回火。9. 为什么常选灰铸铁制造机床床身？灰铸铁具有良好的抗压、减振和减摩性。10. 请举出一个“以铸代锻、以铁代钢”的应用实例。轻型汽车发动机曲轴用球铁代铸钢。1.制造汽车、拖拉机变速箱齿轮，齿面硬度要求 58-62HRC，心部要求 30-45HRC，Ak：40-50J，从以下材料中选择适宜的材料35，40，40Cr，20CrMnTi，60Si2Mn，1Cr18Ni9Ti；依据所选材料拟订加工工艺路线；说明每一步热处理的作用。1. 20CrMnTi。2.下料锻造正火退15.举例说明铝合金的应用？主要应用于金属制品需要轻量化的局部。如门窗、汽车摩托车零部件。火粗加工渗碳+淬火+低温回火精加工 3. 正火退火：改善切削加工性能；渗碳+淬火+低温回火：提高外表硬度和耐磨性，保证心部良好的韧性。1、限制铸件最小壁厚的缘由是什么？由于薄壁件中金属充型性低，易产生冷隔和浇缺乏。2、灰铸铁的体收缩率比钢小的主要缘由是什么？由于灰铸铁凝固时的石墨析出膨胀1、试简述熔模铸造工艺过程。制蜡模造壳型浇铸2、金属型铸造为何能改善铸件的力学性能？灰铸铁用金属型铸造时，可能会遇到什么问题？3. 铸件为实现挨次凝固，应如何设置冒口和冷铁，冒口和冷铁各有什么作用？为实现挨次凝固，冒口和冷铁的设置应保证远离冒口局部至冒口形成正的温度梯度。冒口作用：供给补缩金属液；冷铁作用：增加冷却速度，协作冒口实现挨次凝固由于冷却速度快，晶粒细小、组织致密白口4. 简述金属型铸造与砂型铸造的区分。从以下三方面答复：铸型不同；工艺区分；适应性不同1、什么是冷变形强化？说明其对金属组织及性能的影响。随着冷变形的增加，其强度、硬 度增加，塑性下降的现象称为冷变形强化。导致材料的强度、硬度增加，但进一步变形困难。 2、简述冷变形和热变形的区分？冷热变形的主要区分是视金属变形后是否产生塑变强化。3、吊车大钩，可用铸造、锻造、板料切割制造，问用何种方法制得的大钩拖重力气大？为什么？锻造，由于流线分布合理且组织致密、晶粒细小。4、与一样材料的铸件相比，锻件的显著特点是什么？试举出两个承受锻压件作毛坯的例子。锻件显著优点：强韧好、牢靠性好5、试举出几种齿轮毛坯的制造方法？汽车变速齿轮应选哪一种毛坯？锻造、铸造，受重载的重要齿轮承受锻造毛坯。1、自由锻锻件图应考虑哪些问题？余块加工余量公差2. 简述预锻模膛与终锻模膛的主要区分。模锻圆角和斜度大，可以没有飞边槽3. 选择锤上模锻分型面的原则有那些？1)应保证模锻件能从模膛中取出来。分模面应选在模锻件的最大截面处；2)使上下两模沿分模面的模膛轮廓全都; 3) 使模腔的深度最小，而宽度最大;4使零件上所加的余块最少； 5)分模面最好是一个平面4. 简述模锻与自由锻的区分。模锻时，金属在锻模模膛内变形，金属流淌受到模膛壁的限制； 而自由锻时，金属水平流淌不受限制。5. 落料模磨损后，能否作为同样直径工件的拉深模？为什么？可以，由于落料模的凹凸模间隙小于拉深模的凸凹模间隙。1、熔焊、压焊、钎焊三者的区分？熔焊 被焊接接头处熔化，不施压。压焊 加热被焊接接头处达塑性或局部熔化状态或不加热，必施压。钎焊 被焊件变化不大，仅钎料熔化2、简述低碳钢焊接接头热影响区的组织和性能。过热区:粗大的过热组织，韧性差，易产生 焊接裂纹。正火区：细小而均匀的组织，力学性能较好。局部相变区：晶粒大小不均匀，力学性能稍差4、有很宽和很窄的两块钢板假设用一样标准在板中心堆焊一条焊缝，问哪块钢板焊后产生的变形和内应力大？很宽的钢板变形和内应力大5.为什么说焊接接头中熔合区是焊接接头中最薄弱的环节？熔合区中晶粒粗大且合金化效3、试举出五种熔焊方法，并按热影响区大小排列。如：气焊、电渣焊、电弧焊、等离子弧焊、电子束焊果不大。1、比较钨极氩弧焊与熔化极氩弧焊的不同之处。电极材料不同适应板厚不同2. 焊条药皮的作用是什么？稳弧、保护、渗合金、脱O、S、P3. 举出三种常见焊接接头的形式。对接接头、角接接头、T 型接头、搭接接头4. 熔化焊、压力焊、钎焊三者的区分是什么？现要大批焊接：1大型油灌环形焊缝；2硬质合金车刀刀头与碳素钢刀体间的焊接；3圆管间的焊接A、煤气包环形焊缝； B、汽车油箱； C、常见自行车车架的焊接；问：各选用何种焊接方法？熔焊 被焊接接头处熔6. 试列举三种预防焊接变形的措施。刚性固定法、反变形法、合理焊接挨次、合理焊接工艺标准化，不施压。压焊 加热被焊接接头处达塑性或局部熔化状态或不加热，必施压钎焊 被焊件变化不大，仅钎料熔化。大型油灌环形焊缝用埋弧焊。硬质合金车刀刀头与碳素钢刀体间的焊接用硬钎焊铜焊。圆管间的焊接用摩擦焊。煤气包环形焊缝用埋弧焊。汽车油箱用缝焊。自行车车架的焊接用硬钎焊指出下面零件的毛坯制造方法。1) 机床主轴：锻造。2汽车掩盖件：冲压。3) 批量生产大直径铸铁污水管：离心铸造。4壁厚小于30mm 锅炉筒体的批量生产：埋弧焊。5) 大批量生产汽车发动机铝活塞：挤压铸造 。6麻花钻刀体局部和夹持局部的连接：摩擦焊答焊接也可。7齿轮箱体：铸造。845 钢刀体与硬质合金刀片的连接：硬钎焊。9受力简洁的齿轮：锻造。10石油液化气罐：冲压+埋弧焊。11汽轮机及燃汽轮机的叶片： 熔模铸造 。12) 减速箱箱体：铸造 。13汽车半轴：锻造。4中压容器焊接。 15) 起重吊钩：锻造。 16) 壁厚为 2mm 的汽车油箱的批量生产：冲压+缝焊。17) 成批生产汽轮机叶片：熔模铸造 。1-10 练习简答题1.简述金属键的根本构造，说明金属的性能和其之间的关系。答：金属键的根本构造为：正离子电子云；金属是由金属键键合而成，因此其导电性、导热性及具有良好塑性均与该构造有关；如金属键受外力作用时，正离子间发生相对位置移动， 而金属键的结合形式不被破坏，因此具有良好塑性。2.何为柔顺性，影响柔顺性的因素有哪些？3.简述晶界的构造及特性。答：柔顺性是指大分子能由构象变化获得不同卷曲程度的特性。影响大分子柔顺性的因素主要有主链构造、取代基及交联程度等。4.简述在那些状况下，零件的工作应力低于材料的屈服强度时，材料也会发生塑性变形甚至断裂；这种场合中应考虑材料的那些性能？答：多晶体中晶粒之间的过渡区称作晶界，晶界处原子格外混乱，晶格畸变程度较大；晶界 是晶体的一种面缺陷，除增大金属的塑性变形抗力之外，还使硬度、强度增高，同时能够协调相邻晶粒间的塑性变形。答：当材料在高温或者低温下工作时。高温应考虑材料的蠕变强度、长期强度；低温应考虑材料的冷脆转变温度等。当材料承、受动载荷时，比方交变载荷作用。应考虑材料的疲乏强度。合金元素对回火过程主要有哪些影响？合金元素对回火过程的影响有提高回火稳定性，产生二次硬化现象，增大回火脆性。说明刚的种类，大致化学成分，热处理方法及主要应用场合。5.3 试分析石墨邢台对铸铁性能的影响。该刚属于工具钢中低合金刃具钢，其大致化学成分为C=0.9Si，Cr1.5，热处理方法为球话退火，猝火+低温回火，主要用于制造低俗加工刀具如铰刀，丝锥等。5.4 轴承合金在性能上有何要求？在组织上有何特点？石墨强度，韧性极低，相当于钢基体上的裂纹或空洞，他减小集体的有效截面，并引起应力集中。一般灰铸铁和孕育铸铁的石墨呈片状，对基体的严峻割裂作用就使其抗拉强度的塑性 都很低。球墨铸铁的石墨呈球状，对基体的割裂作用显著降低，具有很高的强度，又有良好 的塑性和韧性，期综合机械性能接近于钢。蠕墨铸铁的石墨形态为蠕虫状，虽与灰铸铁的片 状石墨类似，但石墨片的长厚比较小。端部较钝，对基体的割裂作用都减小，它的强度接近 于球墨铸铁，且具有确定的韧性，较高的耐磨性。可锻铸铁的石墨呈团絮状，对基体的割裂 作用较小，具有较高的强度，确定的延长率。6.1 简评作为工程材料的高分子材料的优缺点与金属材料比较。轴承合金的性能要求一般有：确定强度和疲乏抗力，足够的塑性和韧性，较小的摩擦系数， 良好的磨合力气和储油力气，良好的导热性、抗蚀性和低的膨胀系数；为满足上述要求，轴 承合金的组织特点为软硬兼有，或者是软基体上均匀分布着硬质点，或者是硬基体上均匀分 布着软质点。优点：相对密度小，耐腐蚀性能较好，优良的电绝缘性能，优良的减振隔声性能，耐电弧性和微小，易老化，热膨胀系数大，高温下易发生蠕变且最高使用温度不超过300，导热性 差，易燃等。6.2 什么是橡胶的硫化处理？其意义何在？橡胶的主要原料为生胶。生橡胶是由线性大分子或者带支链的线形大分子构成，其力学性能差，根本无使用价值。对生胶进展加工处理使其 成为有用橡胶制品的必要过程为硫化，硫化是指线性高分子通过铰链作用而形成的网状高分 子的工艺过程，其作用在于确定的温度和压力条件下促使橡胶内的链状分子铰链成网状分 子，从而加强其拉力，硬度，老化，弹性等性能，使其具有有用价值。因最初的自然橡胶制品仅用于硫磺作交联剂处理，因此，称橡胶的铰链过程为“硫化”。6.3 陶瓷材料有哪些性能？简述缘由。陶瓷材料的弹性模量，刚度，硬度，耐磨性，抗压强度等性能较好，但塑性，韧性和抗拉强度较差。其缘由可以从性能特征主要取决于其组成、构造特点的角度进展分析。6.4 简述热塑性和热固性塑料的异同点。热塑性塑料的构造特征：分子链质检仅相互缠绕，而没有通过化学键相连，其分子链构造通 常是线型和支链线型构造。性能特征：受热时软化、熔融，冷却时硬化，此过程可逆且可屡次重复，为可回收塑料。柔韧性好、阻尼性能好。强度差，刚度低、耐热性差，最高使用温度一般只有 120左右，否则就会变形。应用：主要用于包装材料等日常生活用品。热固性塑料：分子链之间发生了化学交联反响，通过化学交联点相互连接，从而形成三维网 状的分子构造。性能特征：受热时软化但不能熔融，强热是发生分解，冷却时硬化，为不行回收塑料。强度好，刚性大、柔韧性差、耐热耐磨，能在 150200的温度范围内长期使用，其电绝缘性能优良。应用：主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压等恶劣环境中使用，如超过手柄、高压电器等。8.金属塑性成形锻压1分析比较加工余量和锻造公差的差异。答：加工余量是指在零件外表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组成锻件的根本尺寸；锻造公差则是允许锻件实际尺寸的最大变动量，一般以锻件根本尺寸为 中心对称布置。 2如以下图零件，承受自由锻制坯，试改进零件构造不合理处。举例说明锻压生产中如何合理地利用锻造流线。3答：肋板和凸台构造不利于自由锻造成形。改进方案为：在去除肋板的同时，为保证强度和刚度可适当增加圆筒壁厚；此外，将凸台构造改为沉头孔构造，在自由锻中不成形留待切削 加工成型。4举例说明锻压生产中如何合理地利用锻造流线。答：锻造流线使金属性能呈现异向性；沿着流线方向纵向抗拉强度较高，而垂直与流线方向横向抗拉强度较低。生产中假设能利用流线组织纵向强度高的特点，使锻件中的流线 组织连续分布并且与其受拉力方向全都，则会显著提高零件的承载力气。例如，吊钩承受弯 曲工序成形时，就能使流线方向与吊钩受力方向全都，从而可提高吊钩承受拉伸载荷的力气。 4)拉深时为什么会起皱和拉裂？如何避开？答：拉深时起皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的，当法兰处的切向压应力到达确定数值时，法兰局部便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡局部即“危急断面”内应力到达该处材料的抗拉强度时，就会导致拉裂现象产生。避开起皱现象，往往可承受增加压边圈的方法来解决；避开拉裂现象，可以从圆角半径，凹凸模间隙，拉深系数，润滑等方面加以把握。PPT 上学问点细晶强化：多晶体滑移阻力大，故强度较单晶体高，且晶粒愈细，强度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈细，变形被分散到更多的晶粒内进展，每晶粒变形也较均匀，所以塑性、韧性也愈好。塑性变形对金属组织性能的影响：1.冷变形强化冷变形强化属位错强化 。2. 产生各向异性:纤维组织。3.产生织构。4.剩余应力再结晶:再结晶通常是指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过晶核的形成及长 大，以无畸变的晶粒渐渐取代变形晶粒的过程。 过程：形核及长大。条件：冷变形+足够高的温度。特征：晶体缺陷根本消逝，形成无畸变的等轴晶粒；冷变形强化现象完全消退与重结晶区分：无晶体构造转变不是重结晶热加工与冷加工的区分：热加工与冷加工的区分是以金属材料的再结晶温度为分界。再结晶温度以下进展的塑性变形称为冷加工。再结晶温度以上进展的塑性变形加工称为热加工，热加工的下限温度一般应在再结晶温度以上确定范围。金属材料热加工时，在塑性变形的同时再结晶也随之发生，冷变形强化现象随即消退。热加工对材料的组织和性能的影响：改善铸锭和坯料的组织和性能;产生流线组织1 钢的一般热处理：退火和正火、淬火与回火。退火： 软化。正火 ：常化以正代退、以正火代调质、先正后退。淬火 ：强硬化。回火 ： 韧化淬火后钢的外表淬火：外表淬火是将零件外表层以极快的速度加热到淬火温度，当热量还末传至工件心部，即快速用淬火介质快速冷却，使表层淬成马氏体，而内部保持原始组织。外表淬火前常进展调质或正火以保证心部性能淬火+低温回火：目的：降低组织应力，保存较高硬度。组织：回火马氏体。应用：耐磨件淬火+中温回火：目的：高弹、韧、疲乏性。组织：回火托氏体。应用：弹性元件、热锻模淬火+高温回火：调质：目的：综合力学性能。组织：回火索氏体。应用：重要零件钢的淬硬性：主要取决于钢的含碳量 钢的淬透性：主要取决于合金元素含量化学热处理: 强化外表，提高零件的某些力学性能，如外表硬度、耐磨性、疲乏强度和屡次冲击抗力。 保护零件外表，提高某些零件的物理化学性质，如耐高温及耐腐蚀等。因此，在某些方面可以代替含有大量贵金属和稀有合金元素的特别钢材。渗碳：900950，目的：提高钢件表层的硬度和耐磨性，而其内部仍保持原来的高塑性和韧性成分。后热处理：淬火+低温回火。应用：汽车调速齿轮氮化： 500600，目的：提高外表硬度和耐磨性，并提高疲乏强度和抗蚀性。应用： 1耐磨性要求很高的周密零件，如周密齿轮、高精度机床主轴、镗床镗杆、周密丝杆等；2 较高温度下工作的耐磨零件，如汽缸套筒、气阀及压铸模等。为保证心部有足够的强度，氮 化前应先进展调质。低碳钢：塑、韧，适用于各种冷、热加工与焊接；中碳钢：可得到各种性能的较佳协作，淬火效果也显著优于低碳钢，在制造齿轮、轴、弹簧等机械构造零件等方面得到广泛的应用；高碳钢：硬度、耐磨性较高，有确定淬火效果，可用于制作刃、模、量具碳化物形成元素按与碳亲合力由弱到强排 ：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti渗碳钢： C%：0.10%0.25%。Me%：Mn、Ni、Cr、B、V、Ti、Mo .耐磨同时又承受冲击或交变载荷的零件。下料锻造正火加工齿形渗碳预冷淬火低温回火喷丸精磨。调质钢： C%：0.25%0.50% 。Me%：Mn、Ni、Cr、Si、BMo、W 、V、Ti弹簧钢：热处理：调质，S 回，综合力学性能。正火，S，厚大件、要求不高件，一般。淬火+中、低回，T 回、 M 回 ，较高，多冲、耐磨。调质+表淬+低回，心：S 回，表： M 回。调质+ 氮化，调质钢主要用于各种重要的承受冲击载荷或负荷较大的机器零件，如曲轴、连杆、蜗杆、轴类等零件。滚动轴承钢：Si，中、高 C%。碳素弹簧钢 0.6%0.9%；合金弹簧钢 0.5%0.7%，Mn、Cr、V。弹簧钢主要用来制造各种弹性元件，尤其是各种弹簧。热处理后冷成型：钢丝直径8mm， 板簧厚度 h5mm，先淬火+中温回火，得 T 回，成型后<150去应力退火。成型后进展热处理：热成型后的弹簧，可于 830870油淬，420450回火，亦得 T 回。热成型后的弹簧也可进展等温淬火得到B 下C%：0.951.10，Cr%：0.41.65。锻造球化退火机加工淬火冰冷处理低温回火磨削稳定化处理。滚动轴承钢大量用来制作滚动轴承的滚珠、滚柱和内外圈。模具钢热作模具钢：0.25%0.60% C、 Me：Cr、Ni、Mn 淬透性，辅以：Mo、W、V 二次硬化。下料锻造完全退火机加工淬火回火精磨加工(修型、抛光)。冷作模具钢：1.0%2.0% C%： 淬硬性5060HRC和耐磨性；Me：Cr、Mo、W、V 难熔碳化物， 耐磨性， Cr 淬透性。下料锻造球化退火机加工淬火回火精磨成品工具钢：正确地使用工具钢，需要在韧性和耐磨性之间，进展优化处理。这两个相互冲突的 根本性能取决于热处理淬火、回火后马氏体的成分、形貌、硬度与碳化物的性质、类型、数量、形态和分布。要求：高的硬度、热稳定性、热硬性、耐磨性以及足够的强度和韧性高C%:0.6%1.3% 淬火后得到过饱和度大M 高碳且足够的碳化物强化相提高耐磨性。Me:Cr、W、Mo、V、Nb、Ti 等强碳化物形成元素 形成多种类型碳化物 抗回火软化力气耐回火性、二次硬化热硬性、热稳定性。Mn、Si 淬透性、抗回火软化力气，热处理变形， 热硬性。淬火加热温度选择在Ac1Accm 之间。回火温度确实定，主要是在消退有害应力的前提下，尽量保证高硬度来考虑的。量具钢：热处理为球化退火、淬火及低温回火，磨削后进展人工时效，以稳定尺寸. 2.铸铁影响铸铁组织和性能的因素:化学成分、冷却速度、焊件厚度是重要因素，过薄易焊穿，过厚明显降低生产率，易造成焊不透、晶粒粗大等缺陷。对于具有良好焊接性的低碳钢：提高灰铸铁强度有两个根本途径：1.转变石墨的数量、外形、大小和分布；2.改善基体组织， 在石墨的影响削减之后，以期充分发挥金属基体的作用。薄板构造，可承受气焊、二氧化碳气保护焊、缝焊，无密封要求时可承受点焊； 中厚板构造壁厚 1020mm的短焊缝或单件小批量生产，可承受手弧焊；长焊缝或大批量生产，可承受埋弧焊、二氧化碳气体保护焊；厚板重型构造，主要承受电渣焊。致于氩弧焊等，因本钱高，一般不用于焊接低碳钢，主要用于焊接不锈钢、耐热钢和有色金属。铸造-工艺根底流淌性三种凝固：逐层凝固、糊状凝固 、中间凝固相关缺陷：浇缺乏、冷隔；补缩不良缩孔、缩松；粘度增加气孔、渣孔。三个阶段：液态收缩体收缩、凝固收缩、固态收缩。第一、二阶段是产生缩孔和缩松的主要缘由。第三阶段是产生铸造应力和变形开裂的主要缘由缩孔、缩松的措施：定向挨次凝固、减小热节防止铸造 应力和变形的措施：壁厚均匀、构造对称、同时凝固、反变形、时效处理分型面：便于起模、大局部一箱、一型内不过高、少用砂芯且便于安放和检验铸造工艺对铸件构造的要求：外形简洁，少用活块和型芯合金铸造性能对铸件构造的要求：壁厚合理、均匀。避开收缩受阻。避开大平面板料冲压：1.分别工序:冲孔：冲下的是废料。落料：冲下的是零件。2.变形工序：弯曲、拉伸、翻边。酸性焊条：可用沟通也可承受直流，厚板一般承受直流正接；焊接薄板时，承受直流反接， 以防焊穿；堆焊：承受反接，其目的是增加焊条的熔化速度，削减母材的熔深，有利于降低母材对堆焊层的稀释。碱性焊条(低氢焊条)：直流反接，电弧燃烧稳定，飞溅少，而且焊接时声音较安静均匀。 钨极氩弧焊：一般都承受直流正接，电弧比较稳定，钨极寿命长；承受反接时，钨极因过热而损失严峻，使用寿命短，但可产生“阴极裂开”。熔化极气体保护焊：均承受直流反接，电弧稳定，焊丝熔化速度快，熔敷效率高。埋弧焊：当焊剂中含氟化物时，承受直流反接，以稳定电弧碳当量：当 Ceq<0.4%时，钢的塑性好，焊接性良好，一般不需要实行特别工艺措施就能获得优质焊接接头。当Ceq0.4%0.6%时，钢的塑性较差，易消灭淬硬组织，产生裂纹，焊接性较差。常要承受预热、缓冷等工艺措施。当 Ceq>0.6%时，钢的塑性较差，淬硬和冷裂倾向严峻，焊接性很差。焊接时需要实行严格的工艺措施。收缩变形：由于焊接区沿纵向焊缝方向和横向垂直于焊缝方向收缩引起的，结果焊件长、宽尺寸减小弯曲变形：焊接区纵向收缩沿焊件高度方向分布不均匀而产生扭曲变形：焊接方向和焊接挨次不合理而引起角变形：焊缝横向收缩沿板厚度方向分布不均匀，波浪变形：由于焊接区的收缩产生的压应力使板件失去稳定性而形成。易发生在薄板焊件中。 预防焊接应力的工艺措施：先焊短焊缝，后焊直通焊缝。焊前对焊件进展预热、焊后缓冷、多层多道施焊，消退焊接应力的工艺措施：使焊接接头产生适量的塑性变形、焊后去应力退火。碳钢的焊接：多为补焊和堆焊，工艺方法常用手弧焊和气焊。其它易淬硬钢的焊接或补焊， 常用手弧焊、埋弧自动焊、CO2 焊、电阻焊、摩擦焊等，当焊接质量难以保证时，还可以承受氩弧焊、等离子弧焊等方法。焊接易淬便钢一般都用抗裂性能好的低氢型焊条，必要时也 可承受奥氏体不锈钢焊条。