自学考试工程材料与成型工艺复习资料.pdf

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1、晶体晶体原子（或离子）在三维空间有规律重复排列的物质晶格晶格表示晶体中原子排列形式的空间格架晶胞晶胞组成晶格的基本几何单元晶粒晶粒由许多外形不规则的颗粒状小晶体组成，其中每个小晶体都称为晶粒同素异构转变同素异构转变同一金属在一定温度下发生晶体结构变化的现象回复回复金属加热到某一温度以上时，通过原子的少量扩散而消除晶粒的晶格扭曲，可显著降低金属的内应力（强度塑性变化不大）再结晶再结晶金属加热温度较高时，金属原子开始以某些碎晶或杂质为核心生长成新的晶粒，从而完全消除加工硬化（强度硬度下降，塑性提高）加工硬化加工硬化金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象液态金属结晶

2、的必要条件液态金属结晶的必要条件过冷获得细晶粒组织的方法获得细晶粒组织的方法变质处理和振动（或搅动）依据依据变质处理在液态金属中加入一定量的变质剂促进非自发形移或抑制晶体的长大；振动加强液态金属的相对运动，从而促进形移，提高形移率，同时能打碎正在生长的枝晶，破碎的枝晶起晶核作用，从而获得细小晶粒影响结晶后晶粒大小的因素影响结晶后晶粒大小的因素形移率 N 和生长线速度 G。二者又与过冷度、变质处理、振动或搅动晶粒大小对金属的力学性能影响晶粒大小对金属的力学性能影响晶粒愈细，不仅其强度、硬度愈高，而且塑形和韧性也愈好固溶强化固溶强化通过溶质原子的溶入形成固溶体以提高合金的强度、硬度的现象引起固溶强

3、化的原因引起固溶强化的原因固溶体虽保持溶剂的晶格类型，但由于溶质与溶剂原子直径的不同，必将导致溶剂的晶格产生畸变。原子直径之差愈大，溶质原子融入的量愈多，晶格畸变愈严重。晶格畸变增加了位错运动的阻力，使滑移变形难以进行含碳量对碳钢力学性能的影响含碳量对碳钢力学性能的影响随着 C%上升，硬度上升，强度先升后降（0.8%），冲击韧性下降，塑性上升，共析钢的奥氏体化过程分为哪几个阶段共析钢的奥氏体化过程分为哪几个阶段 1 界面形核 2A 核长大 3 未溶渗碳体溶解 4A 均匀化马氏体的本质马氏体的本质马氏体是碳在Fe 中的过饱和固溶体过冷奥氏体在不同温度等温转变时分别获得的产物过冷奥氏体在不同温度等

4、温转变时分别获得的产物 A1650转变得到粗片状珠光体组织；650600索氏体；600550屈氏体；550Ms 转变得到贝氏体；过冷奥氏体迅速冷却到Ms 点得到马氏体指出指出20mm20mm 的的 4545 钢经钢经 700700760760840840等温加热，等温加热，保温后，保温后，水冷各获得什么组织，水冷各获得什么组织，力学性能差别力学性能差别 700出现自由铁素体，会使钢的硬度降低；760得到马氏体组织，硬度和耐磨性提高；840得到粗大的马氏体，力学性能恶化同时增加淬火应力使变形和开裂的倾向增大4545 钢经调质处理后硬度为钢经调质处理后硬度为 HB240HB240，若再进行若再进行

5、 200200回火，回火，是否可使其硬度提高？如果是否可使其硬度提高？如果 4545 钢经淬火加低温回火后钢经淬火加低温回火后硬度为硬度为 HRC57HRC57，若再进行若再进行 560560回火，回火，是否可使其硬度降低？为什么？是否可使其硬度降低？为什么？1 硬度不会提高。原因调质过程中已经过了高温回火，温度大约为 600，形成了索氏体，而在 600下索氏体是不能进行组织转变的，但材料的组织应力可进一步减小。2 可以，原因加低温回火温度约为150250，其获得组织为马氏体，回火后马氏体在某一温度下进行转变，可以获得屈氏体，所以其硬度可以降低指出下列工件的淬火及回火温度范围，并说明其淬火组织

6、和回火组织，以及大致的硬度（指出下列工件的淬火及回火温度范围，并说明其淬火组织和回火组织，以及大致的硬度（1 1）4545 钢轴（钢轴（2 2）6060 钢钢弹簧（弹簧（3 3）T12T12 刚锉刀刚锉刀 1 淬火温度：Ac3 以上 3050 回火温度：高温回火500650 淬火组织：马氏体组织回火产物：回火索氏体 硬度：HB200350 之间 2 淬火温度：Ac3 以上 3050 回火温度：中温回火 350500淬火组织：细晶粒、高强度高硬度的马氏体 回火组织：回火屈氏体 硬度：HRC3545 以上 3 淬火温度：Ac1以上 3050 回火温度：低温回火150250 淬火组织：细晶粒、高强度

7、高硬度马氏体回火组织：回火马氏体 硬度：HRC5864指出下列工件正火的主要目的及正火后获得的组织，指出下列工件正火的主要目的及正火后获得的组织，2020 钢齿轮、钢齿轮、4545 钢小轴、钢小轴、T12T12 钢锉刀钢锉刀 20 钢齿轮：细化晶粒使组织均匀，改善切屑加工性能获得索氏体和铁素体；45 钢小轴：细化晶粒使组织均匀，改善切屑加工性能获得索氏体和铁素体；T12 刚锉刀：消除组织中的网状渗碳体，为球化退火做好组织准备，提高球化效果 获得索氏体拟用拟用 T10T10 钢制造丝锥，钢制造丝锥，其成品硬度要求其成品硬度要求 HRC60HRC60 以上，以上，加工工艺路线为轧制热处理机加工热处

8、理机加工。加工工艺路线为轧制热处理机加工热处理机加工。试问（试问（1 1）两次热处理工序名称和作用（）两次热处理工序名称和作用（2 2）确定最终热处理的工艺参数，并指出获得的显微组织）确定最终热处理的工艺参数，并指出获得的显微组织（1）正火和球化退火降低应力和脆性；淬火加低温回火保持工件具有高的硬度和耐磨性（2）淬火温度加热温度为Ac1 以上 3050，获得组织：马氏体。低温回火温度为150250，获得组织为回火马氏体合金钢分类合金钢分类 1 按合金元素含量分高、中、低合金钢（5%、510%、10%以上）2 按用途分合金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢高速钢在空气中能够淬硬，为什么还要淬火并回火

9、三次？能否用一次长时间回火代替？高速钢在空气中能够淬硬，为什么还要淬火并回火三次？能否用一次长时间回火代替？淬火后获得大量马氏体，保持其有足够高的硬度、耐磨性和热硬性。回火组织是回火马氏体+碳化物（含二次碳化物）+少量残余奥氏体。回火次数越多，残余奥氏体量越少，马氏体量越多。不能一次代替铸铁分类、铸铁分类、最基本区别最基本区别 1 白口铸铁：极少数溶于铁素体，其余都以化合态形式存在，断口面呈银白色 2 灰口铸铁：片状石墨形式存在，断面呈灰色3 球墨铸铁：球状石墨形式存在4 可锻铸铁：团絮状石墨形式存在指出铸铁种类和热处理方式、原因指出铸铁种类和热处理方式、原因1 机床床身：灰铸铁承受高负荷、耐

10、磨和高气密重要铸件2 柴油机曲轴：球墨铸铁弯曲疲劳强度、耐磨性、屈服强度高3 犁铧：可锻铸铁长时间高温退火 有一定塑性和较高韧性、质量稳定、机械性能好 4 汽车后桥壳：可锻铸铁 长时间高温退火有一定塑性和较高韧性、质量稳定、机械性能好5 球磨机衬板：白口铸铁 耐磨固溶处理固溶处理将含 4%铜的铝合金加热到相区中的某一温度，经过一段时间保温，获得单一的固溶体组织。而后投入水中快冷，使次生相（CuAl2）来不及从相中析出。在室温下获得过饱和固溶体时效处理时效处理淬火后铝合金的强度和硬度随时间延续而显著提高的现象紫铜紫铜工业纯铜，为玫瑰红色，表面形成氧化膜后成紫色黄铜黄铜以锌为主要合金元素的铜青铜青

11、铜除锌和镍以外的其他元素作为主要合金元素的铜铝合金强化途径铝合金强化途径时效强化、细化组织强化轴承合金特性轴承合金特性 1 良好的减磨性 2 足够的抗拉强度和疲劳强度3 良好磨合性 4 良好的耐蚀性、导热性和较小的膨胀系数 5 良好的工艺性能组织要求组织要求具有多相结构，软基体上分布着硬质点，或硬基体上镶嵌软颗粒常用巴氏合金的成分、常用巴氏合金的成分、性能和用途性能和用途铅基轴承合金，成分以铅锑为主。但铅锑二元合金存在密度偏析。加入少量锡、铜、镉元素 性能高温强度好，亲油性好，有自润滑性；但硬度、强度、韧性较锡基合金低，且摩擦系数较大用途制造中、低载荷的中速轴承，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承

12、常用工程塑料的种类常用工程塑料的种类 1 热塑性塑料 2 热固性塑料塑料的组成塑料的组成 1 树脂塑料的主要成分，联系着或胶黏着塑料中的其他一切组成部分，并使其有成型性能 2 添加剂改善塑料的某些性能橡胶的组成橡胶的组成 1 生胶橡胶制品的主要组分，对其他配合剂来说起着粘结剂的作用2 橡胶配合剂提高橡胶制品的使用性能或改善加工工艺性能塑料与橡胶成型工艺塑料与橡胶成型工艺塑料：1 注塑成型 2 挤塑成型 3 吹塑成型 4 压制成型 5 浇铸成型 6 传递模塑成型；橡胶：1压延成型 2 压出成型常见的造型方法常见的造型方法手工造型、机器造型合金的流动性合金的流动性液态金属本身的流动性能。合金的化学

13、成分（C、Si 含量）越接近共晶成分的，合金的流动性越好影响流动性因素影响流动性因素化学成分、浇注温度、浇注条件合金收缩合金收缩 1 液态收缩产生缩孔的基本原因之一2 凝固收缩产生缩孔、缩松 3 固态收缩产生铸造内应力、变形、裂纹的基本原因金属的锻造性能金属的锻造性能锻造金属材料时获得合格制品的难易程度影响因素影响因素 1 金属的本质（化学成分、内部组织）2 加工条件（加热温度、变形速度、应力状态）自由锻的基本工序自由锻的基本工序镦粗、拔长、冲孔、弯曲、切割、锻接、扭转、错移。最常见的是镦粗、拔长、冲孔。（只能锻造简单零件）焊接热影响区焊接热影响区材料因受热的影响而发生金相组织和力学性能变化的

14、区域低碳钢热影响区区分及组织性能、对焊接接头性能的影响低碳钢热影响区区分及组织性能、对焊接接头性能的影响 1 熔合区：焊缝与热影响区的过渡区，组织不均匀、晶粒粗大、强度下降，塑性和冲击韧性很差 2 过热区：生成过热组织，晶粒粗大，使材料的塑性、韧性下降 3正火区：金属组织发生重结晶，组织细化，金属的力学性能良好4 部分相变区：部分组织发生相变，产生晶粒大小不一，力学性能不均匀防止或减小焊接变形措施防止或减小焊接变形措施设计方面1合理地选择焊缝的尺寸和形式2尽可能减少不必要的焊缝3合理地安排焊缝位置；工艺方面 1 下料时在尺寸上要有一定的余量 2 采用反变形法 3 采用刚性固定法 4 采用合理的

15、焊接规范 5选用合理的焊接顺序 6 对变形进行矫正防止或减小焊接应力措施防止或减小焊接应力措施 1 合理选择焊接顺序 2 锤击或碾压焊缝 3 加热“减应区”法 4 焊前预热 5 焊后热处理金属晶格结构金属晶格结构体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格共析反应共析反应由一定成分的固相，在一定温度下同时析出的两种成分和结构不相同的固相共晶反应共晶反应一定成分的液相在一定温度下同时析出两种成分结构均不相同的固相合金合金两种或两种以上的金属或金属与非金属元素组成的共有金属特性的物质组元组元组成合金的最基本的独立物质相相合金中化学成分相同，晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀组成部分组织组织用金相

16、观察法看到的由形态尺寸不同和分布方式不同的一种或多种相构成的总体，以及各种材料的缺陷和损伤组织组成物组织组成物组成合金显微组织的具有特点形态的独立组成部分固溶体固溶体合金的组元之间以不同比例相互混合，混合后形成的固相晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种相就称为固溶体置换固溶体置换固溶体溶质原子取代溶剂晶格某些结点上的原子所形成的固溶体间隙固溶体间隙固溶体溶质原子处于溶剂晶格的间隙中所形成固溶体金属化合物金属化合物组元相互作用，各元素按一定比例形成的具有金属特性的新相机械化合物机械化合物两种固溶体或固溶体加金属化合物所组成的合金匀晶相图匀晶相图两组元在液态和固态均无限互溶时所形成的相图共晶相图

17、共晶相图两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生共晶反应时所构成的相图相图相图用来表示合金系中合金状态，温度和成分之间平衡关系的图形过冷度过冷度金属结晶理论温度或平衡结晶温度To与金属结晶实际进行的温度Tn 之差，T=To-Tn过冷奥氏体过冷奥氏体当冷却速度加快时，奥氏体转变温度就会下降，即在A 温度以下，奥氏体尚未转变残余奥氏体残余奥氏体奥氏体被迅速冷却到Ms 一下，未转变为马氏体的奥氏体索氏体索氏体过冷奥氏体在 650600区间转变，得到较细片状珠光体组织屈氏体屈氏体过冷奥氏体在 600550区间转变，得到最细片状珠光体组织上贝氏体上贝氏体过冷奥氏体在 550350区间转变，羽毛状

18、组织，强度与塑性都较低，脆性很高下贝氏体下贝氏体过冷奥氏体在 350Ms（马氏体转变开始温度）区间转变，针片状组织，综合性能好回火马氏体回火马氏体在 200以下回火后，钢的组织是由过饱和的固溶体和碳化物组成回火屈氏体回火屈氏体在铁素体基体上弥散的分布着球状渗碳体的组织回火索氏体回火索氏体在铁素体基体上分布着球状渗碳体的组织淬透性淬透性钢在淬火后能获得淬硬层厚度的一种性质淬硬性淬硬性钢在淬火后所能达到的最高硬度起始晶粒度起始晶粒度珠光体刚刚转变为奥氏体的晶粒大小实际晶粒度实际晶粒度实际加热条件下得到奥氏体的晶粒大小本质晶粒度本质晶粒度钢加热 93010保温 3-8 小时，冷却后 A 晶粒倾向性退

19、火退火将钢加热至适当温度保温，然后缓慢冷却，获得接近平衡组织P 的热处理工艺退火目的退火目的细化晶粒，降低硬度，改善钢的成形和切削加工性能，消除内应力完全退火完全退火将亚共析钢加热到 Ac3 线以上 30-50，保温一定时间然后随炉缓冷 室温组织 F+P不完全退火不完全退火将共析钢和过共析钢加热到Ac1 以上 30-50，保温一定时间，然后随炉缓冷 室温组织 P+Fe3C等温退火等温退火将加热到 Ac1 以上 20-50，保温一定时间，迅速冷却到 Ar1 以下某一温度，待 A 全部转变为 P 组织后出炉空冷 室温组织 P 类组织 优点退火时间短，组织均匀球化退火球化退火将钢加热到 Ac3 以上

20、 20-30，保温一定时间后以适当的方式冷却使钢中的渗碳体变成球形 室温组织球状珠光体正火正火将工件加热到 Ac3 或 Accm 以上 3050，保温后从炉中取出空气中冷却的热处理工艺退火与正火的选择退火与正火的选择低碳钢宜采用正火；中碳钢皆可；过共析钢在消除网状渗碳体后采用球化退火。受力不大的工件，性能要求不高，可用正火作为最终热处理。形状复杂、尺寸大或重要零件采用退火。在满足钢的使用性能和工艺性能的前提下，应尽可能用正火代替退火退火的主要目的退火的主要目的均匀钢的化学成分及组织，细化晶粒，调整硬度，并消除内应力和加工硬化，改善钢的切削加工性能并为随后的淬火作好组织准备淬火淬火将钢加热到 A

21、c3 或 Ac1 以上 3050，保温一定时间后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺淬火目的淬火目的使奥氏体化后的工件获得尽量多的马氏体并配以不同温度回火获得各种需要的性能淬火方法淬火方法 1 单液淬火法 2 双液淬火法 3 等温淬火法 4 分级淬火法回火回火淬火后的工件，再加热到A1 以下某一温度、保温一定时间，然后冷却到室温的工艺回火对力学性能影响回火对力学性能影响随回火温度提高，钢的强度、硬度下降，塑性、韧性提高回火分类回火分类低温回火（150250）回火马氏体；中温回火（350500）回火屈氏体；高温回火（500650）回火索氏体回火的组织变化回火的组织变化100回火时，钢的组织无变化

22、；100200马氏体分解；200300残余奥氏体分解；300400渗碳体形成；400以上渗碳体聚集长大；450以上铁素体发生回复和再结晶变质处理变质处理向金属液体中加入一定量的某些物质，以获得细小晶粒的操作调制处理调制处理将淬火加高温回火相结合的热处理工艺冷却方式冷却方式连续冷却、等温冷却细化晶粒方法细化晶粒方法快速加热、短时间保温20CrMnTi20CrMnTi 加工工序加工工序下料锻造正火机加工渗碳，淬火低温回火其它加工影响奥氏体晶粒度因素影响奥氏体晶粒度因素加热温度和保温时间（温度高，保温时间长，晶粒粗大）加热速度（速度快，过冷度大，细化晶粒）钢的组织及成分（原始组织细，利于获得细晶粒组

23、织）合成高分子材料合成高分子材料橡胶、纤维、塑料工程材料分为工程材料分为金属材料、高分子材料、陶瓷材料、复合材料塑料分类塑料分类按受热时行为分热塑性、热固性；按使用范围分通用、工程和特种塑料橡胶分类橡胶分类按原料分天然和合成；按应用范围分通用和特种橡胶常用工程塑料常用工程塑料热塑性塑料：聚乙烯（PE）聚氯乙烯（PVC）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚酰胺（PA）聚甲醛（POM）聚碳酸酯（PC）聚四氟乙烯（PTFE）聚砜（PSF）ABS 材料；热固性塑料：酚醛塑料（PF）环氧塑料（EP）氨基塑料（UF,MF）常用合成纤维常用合成纤维涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶和氯纶（通称六大纶）流动性测试方法流

24、动性测试方法螺旋形式样法机器造型机器造型整模造型、挖沙造型、假箱造型、分模造型、活块造型、刮板造型特种铸造特种铸造金属型铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造压力加工方法压力加工方法锻造、轧制、拉拔、挤压、冲压冷变形冷变形在某一温度（再结晶温度）以下进行的塑性变形（强度硬度增高，塑性韧性下降）铸件结构工艺性要求铸件结构工艺性要求外形设计 1 尽量使分型面少且平 2 外形简单、平直 3 避免活块和凸台 4 铸件要有结构斜度；内腔设计 1 尽量减少型芯 2 有利于砂芯的固定和排气铸件结构铸造性能要求铸件结构铸造性能要求 1 壁厚合理 2 壁厚均匀 3 铸件壁相交一定要用圆角连接，可减少应力集中，使造型

25、简单，减少掉砂等缺陷4不同壁厚连接应逐渐过度5壁避免交叉和锐角连接6铸件收缩受阻7铸件应避免多大的水平面8 应用铸件防裂筋，筋的厚度为铸件厚度的1314锻造工艺规程制定避免锻造工艺规程制定避免 1 尽量避免锥体或斜面结构2 避免圆柱面之间、圆柱面与棱柱面相交 3 避免加强筋、凸台等结构 4 合理采用组合结构自由锻设备自由锻设备 1 空气锤 2 蒸汽-空气锤 3 水压机冲压基本工序冲压基本工序分离工序（剪切、落料、冲孔）变形工序（拉伸、弯曲、翻边、成型）冲模分类冲模分类简单、连续、复合冲模焊接方法分类焊接方法分类熔化焊（电弧焊、电渣焊、等离子焊、电子束焊、激光焊）压力焊（电阻焊、摩擦焊、超声波焊

26、、爆炸焊、扩散焊、高频焊）钎焊（软、硬）钎焊构件接头形式钎焊构件接头形式板料搭接和套件镶装焊接性焊接性金属材料对焊接加工的适应性。主要指被焊材料在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数及结构形式条件下，获得优质焊接接头难易程度影响焊接性因素影响焊接性因素 1 焊接方法 2 材料 3 工艺 4 使用条件焊接应力与变形产生原因焊接应力与变形产生原因焊接过程中，对工件施加局部加热焊接方法的选择焊接方法的选择 1 高合金钢、不锈钢或铜及其合金可用手工电弧焊，若质量要求较高可采用氩弧焊2 铝合金及其应采用氩弧焊，质量要求不高或无氩弧焊设备时，可采用气焊 3 铜与铝异种金属焊接时可采用压力焊4 薄板或细丝

27、也可以采用钎焊 5 铝与钢焊接只能用压力焊6 若为棒料或丝材，摩擦焊则是较为理想的焊接方法焊接设计原则焊接设计原则 1 焊缝位置应便于操作 2 自动焊应考虑接头处便于存放焊剂 3 电焊或缝焊应考虑电极深入方便 4焊缝位置有利于减少应力与变形，避免密集或交叉 5 尽量减少焊缝数量 6 焊缝尽量对称布置 7 焊缝端部锐角处应去掉 8 焊缝尽量避开最大应力或应力集中处9 不同厚度焊接时，接头处应平滑过渡10 焊缝应避开加工表面零件失效形式零件失效形式 1 过量变形 2 断裂 3 表面损伤 4 裂纹零件失效原因零件失效原因 1 结构设计不合理 2 材料选取不当 3 加工工艺不当 4 使用和维护不正确材

28、料选择的一般原则材料选择的一般原则 1 使用性能 2 工艺性能 3 经济性毛坯的种类毛坯的种类铸件、锻件、焊接件、冲压件、型材加工硬化在实际生产中利弊加工硬化在实际生产中利弊加工硬化给金属件的进一步加工带来困难但有利的一面是，它可提高金属的强度、硬度和耐磨性，特别是对于那些不能以热处理方法提高强度的纯金属和某些合金尤为重要纤维组织形成纤维组织形成 沿晶粒边界分布的夹杂物会沿着晶粒的变形方向被拉长或压扁，形成化学稳定性很高的纤维组织生产中纤维组织的分布生产中纤维组织的分布 纤维组织难以用热处理或其他加工方法消除，只能用锻造的方法改变其方向和分布。纤维的分布应尽量与零件的轮廓一致，尽量使纤维组织不

29、被切断应尽量使零件所承受的最大正应力方向与纤维一致，最大切应力方向与纤维方向垂直铁碳合金相图在生产中意义铁碳合金相图在生产中意义 1 在钢铁材料选用方面的应用：Fe-Fe3C 相图所表明的成分-组织-性能的规律，为钢铁材料的选用提供了依据2 在铸造工艺方面的应用：根据 Fe-Fe3C 相图可以确定合金的浇注温度3 在热锻、热轧工艺方面的应用：钢处于奥氏体状态时强度较低，塑性较好，因此锻造或轧制选在单相奥氏体区内进行4 在热处理工艺方面的应用：Fe-Fe3C 相图对于制定热处理工艺有着特别总要的意义局限性局限性 1、Fe-Fe3C 相图只反映铁碳二元合金中相的平衡状态，如含有其他元素，相图将发生

30、变化2、Fe-Fe3C 相图反映的是平衡条件下铁碳合金中相得状态，若冷却或加热速度较快时，其组织转变就不能只用相图来分析了ZHSi80-3-3ZHSi80-3-3 含铜 80%硅 3%的铸造黄铜ZHMn58-2ZHMn58-2 含铜 58%含 Mn2%锌 40%的铸造黄铜（锰黄铜）ZQSn6-6-9-3ZQSn6-6-9-3 锡 6%锌 6%铅 3%其余为铜的铸造锡青铜QAl7QAl7 铝青铜，铝 7%QBe2QBe2 铍青铜，铍 2%ZQPb30ZQPb30 铸造铅青铜，铅 30%ZChSnSb11-6ZChSnSb11-6含锑 11%含铜 6%的锡基轴承合金ZChPbSn10-6ZChPb

31、Sn10-6 含锡 10%含铜 6%的铅基轴承合金Q235Q235 普通碳结钢钢 屈服强度数值 235Mpa4545 平均含碳量 0.45%的优质碳素结构钢20Mn20Mn 平均含碳量 0.2%锰含量较高的优质碳素结构钢40Cr40Cr 平均含碳量 0.4%铬含量较高的优质碳素结构钢20CrMnTi20CrMnTi 平均含碳量为 0.2%的合金渗碳钢T10AT10A 平均含碳量为 1%的高级优质碳素工具钢T12T12 平均含碳量为 1.2%的碳素工具钢ZG200400ZG200400 屈服强度值为 200Mpa 抗拉强度值为 400Mpa 的铸钢Y20Y20 含碳量为 0.2%的易切削结构钢Y

32、40MnY40Mn 含碳量为 0.4%且锰含量较高的易切削结构钢HT250HT250 抗拉强度不小于 250Mpa 的灰铸铁QT400-10QT400-10 抗拉强度不小于 400Mpa 延伸率不小于 10%的球墨铸铁YG3YG3 含钴 3%的钨钴类硬质合金YT15YT15 含碳化钛 15%的钨钛钴类硬质合金1.失效失效类型及原因1.断裂失效：1).一次性加载断裂：由于载荷超过材料的强度极限而发生2).疲劳断裂：由于交变作用力引起的低应力破坏。3).环境引起的断裂：由于环境介质与应力共同作用引起的低应力脆断。2.过量变形失效：过量弹性变形和过量塑性变形：由于在工作应力下产生过量的变形，零件失去

33、了应有的功能而引起。3.表面损伤失效：1)磨损:零件表面在相互接触并相对运动的过程中造成的材料损失的现象2)腐蚀：由于化学或电化学腐蚀作用而产生3).接触疲劳：由于两个表面间在长期的接触交变应力作用而产生。2.失效的原因失效的原因：设计不合理、选材不合理、加工工艺不当、安装使用不正确。3.选材选材的基本原则原则：满足机械性能、工艺性能良好、来源方便、价格合理。4.一般性能要求的零件一般性能要求的零件：毛坯（铸造或锻造加工）热处理（正火或退火）切削加工零件5.性能要求较高性能要求较高的零件：毛坯预先热处理（正火或退火）粗加工（车、铣、刨等）最终热处理（淬火+回火处理或化学热处理、表面热处理等）精

34、加工（磨削）零件6.要求精密度较高精密度较高的零件：毛坯预先热处理（正火或退火）粗加工最终热处理（淬火+回火处理，渗碳）半精加工（粗磨）稳定化处理或渗氮处理精加工（精磨）稳定化处理零件7.机床齿轮机床齿轮可用 45 钢或 40Cr、40MnB。下料锻造正火粗加工调质滚齿齿部高频加热表面淬火+低温回火。8.汽车、拖拉机齿轮汽车、拖拉机齿轮可用 20Cr、20CrMnTi、20MnVB 等进行渗碳或碳氮共渗。9.汽车后桥圆锥主动齿轮汽车后桥圆锥主动齿轮可用 20CrMnTi。下料锻造正火粗加工局部镀铜渗碳、淬火+低温回火喷丸精磨零件10.轴类零件轴类零件常用优质的碳素结构钢（35 钢、40 钢、4

35、545 钢钢、50 钢）。较重要的截面截面较大的轴用合金钢(35CrMo、40Cr、40CrNi、40CrNiMo、40MnB)。一般在整体调质后进行表面淬火。11.机床主轴机床主轴；中等载荷、中等转速、冲击载荷不大的主轴选用4545 钢钢、40Cr40Cr、40MnB。轴颈、锥孔等摩擦部位，表面要硬化。下料锻造正火粗加工调质半精加工局部表面淬火+低温回火磨削加工零件载荷较大，应用 20CrMnTi、38CrMoAl。并进行渗碳或渗氮。精度要求高时用 38CrMoAlA 渗碳钢，经调质处理后再进行渗氮处理。12.内燃机曲轴内燃机曲轴：1.优质中碳钢和中碳合金钢（4545 钢钢、40Cr、50M

36、n、42CrMo、35CrNiMo）以及非调质刚（45V、48MnV、49MnVS3）。一般在调质或正火后采用中频感应淬火对轴颈进行表面强化处理。2.球墨铸铁（QT600-2、QT700-2、QT900-2）【锻造锻造】下料锻造正火矫直粗加工去应力退火调质半精加工局部表面淬火+低温回火矫直精磨零件【铸造铸造】铸造高温正火高温回火矫直切削加工去应力退火轴颈气体渗氮（或氮碳共渗）矫直精加工零件13.常用的缸套缸套材料有各种耐磨合金铸铁，如高磷铸铁、硼铸铁等。铝合金气缸则常用过共晶合金作衬套。提高缸套表面耐磨性的方法很多，常用的有镀铬、化学镀镍或进行激光表面淬火处理等。14.连杆连杆材料要求有较高的

37、强度和疲劳抗力以及足够的刚度和韧性，一般选用调质 45 刚、40Cr、45CrMo、40MnB 等制造。调质处理后得到细小的回火索氏体组织，经过喷丸强化处理后可使表层处于较大的残余压应力状态，疲劳寿命成倍增加。15.挺杆挺杆材料可以是钢（15Cr、20 钢、20Cr 经渗碳处理，或 45 钢、45Cr 经氮碳共渗），也可以是铸铁。16.半轴半轴材料应有足够的强度、韧性和良好的抗疲劳性能，一般选用中、低碳合金调质钢来制造。小型汽车、拖拉机半轴多用 40Cr、40MnB 制造，大型载重车则选40CrMo、40CrNi、40CrMnMo 等淬透性较高的钢种。17.强度：材料在外力作用下抵抗变形和断裂

38、的能力称为材料的强度（屈服强度s，抗拉强度b）18.塑性：材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的塑性。19.硬度：材料抵抗其它硬物压入其表面的能力称为硬度。（布氏硬度 HBW，洛氏硬度 HRC）20.韧性：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力。21.疲劳断裂：材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂22.晶体缺陷主要分为点缺陷、线缺陷和面缺陷23.合金：由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其它方式组合而成并具有金属特征的物质。24.相：合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分。25.金属化合物：合金中溶质含量超过其在溶剂中的溶解度时将出现新相，这个新相

39、可能是一种晶格类型和性能完全不同于任意合金组元的化合物，这种化合物叫做金属化合物。26.金属化合物的种类：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。27.理论结晶温度与实际结晶温度的差T叫做过冷度（T T0Tn）28.自发形核：从液体内部自发生成的结晶核心。29.非自发形核：液态金属依附在一些未熔微粒表面所形成的晶核。30.二元相图的基本类型：二元均晶相图、二元共晶相图、二元包晶相图、共析转变相图。31.包晶转变：已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程。32.二元包晶相图：两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变构成的相图。33.纯铁在 912以下为具

40、有体心立方晶格的-Fe。34.铁素体：碳溶于-Fe 中形成的间隙固溶体。（F）35.奥氏体：碳溶于-Fe 中形成的间隙固溶体。（A）36.渗碳体的分子式为Fe3C，是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。37.Fe3C的硬度很高，而塑性和冲击韧度几乎等于零，脆性极大。38.珠光体：是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物（P）39.莱氏体：是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物（Ld）塑性、韧性很差，是硬而脆的组织40.各种钢的含碳质量分数【共析钢：0.77%】【亚共析钢：0.4%】【过共析钢：0.77%2.11%】【共晶白口铸铁：4.3%】【亚共晶白口铸铁：2.11%4.3%】【过共晶白口铸铁：4.3

41、%6.69%】41.不同的晶粒或是同一晶粒内的不同部位变形的先后顺序和变形量都是不相同的。42.冷塑性变形对金属组织结构的影响：晶粒变形、亚结构的形成、形变织构43.冷塑性变形对金属性能的影响：加工硬化；物理、化学性能的变化；变形引起的内应力变形引起的内应力（宏观内应力、微观内应力、晶格畸变）44.热加工对金属组织和性能的影响：改善钢锭的组织和性能、细化晶粒、形成纤维组织、形成带状组织。45.退火：是将钢加热到一定温度并保温一定时间，然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。46.退火的分类：完全退火、等温退火、球化退火、去应力退火。47.正火：将钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）点

42、以上3050，保温一定时间后，在空气中冷却，从而得到珠光体类组织的热处理工艺。48.亚共析钢亚共析钢正火的主要目的是细化晶粒，消除组织中的缺陷。由于冷却较快，正火组织中珠光体片层较细，提高了钢的强度和硬度。过共析钢过共析钢正火的主要目的是抑制或消除网状渗碳体。49.淬火：是以获得马氏体组织为目的的热处理工艺。最常用的冷却介质是水和油。50.淬火的目的：提高钢的硬度和耐磨性、获得优异的综合力学性能、获得某些特殊的物理和化学性能51.回火：将淬火钢加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。52.回火的分类：低温回火（150250）、中温回火（350500）、高温回火（50065

43、0）53.调质处理：淬火后再进行高温回火处理54.钢的表面淬火：火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、激光加热表面淬火。55.合金元素在刚中的作用：强化铁素体、形成合金碳化物、阻碍奥氏体晶粒长大、提高钢的淬透性、提高回火稳定性。56.结构钢：【碳素结构钢（Q195/215/235/255/275）】【优质碳素结构钢（45#）】【普通低合金结构钢（16Mn）】【渗碳钢钢号：1020（20GrMnTi）】【调质刚钢号：3545（40Cr）】【弹簧钢钢号：50 以上（60Si2Mn）】【滚动轴承钢（GCr15）】57.工具钢：【碳素工具钢（T8、T10）】【合金刃具钢（9Mn2V、9CrSi、9Cr2）】