工程材料与成形工艺机械期末复习总结 本文关键词：成形，期末，复习，工艺，材料
工程材料与成形工艺机械期末复习总结 本文简介：工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结一、材料部分材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。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。拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力σS，称为材料的屈服点。拉伸曲线上D点的应力σb称为材料的抗拉
工程材料与成形工艺机械期末复习总结 本文内容：
工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结
一、
材料部分
材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的强度。
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。
拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力σS
，称为材料的屈服点。
拉伸曲线上D点的应力σb称为材料的抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。
硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。
韧性是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。
材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为疲劳断裂。疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的后果是十分严重的。
晶体的结构：在晶体中，原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地排列；晶体表现出各向异性；具有的凝固点或熔点。而在非晶体中，原子(或分子)是无规则地堆积在一起。常见的有体心立方晶格、面心立
方晶格和密排六方晶格。体心立方晶格的致密度比
面心立
方晶格结构的小。
晶体的缺陷：1)点缺陷2)线缺陷
3)面缺陷
1）点缺陷
—
空位和间隙原子
在实际晶体结构中，晶格的某些结点，往往未被原子所占据，这种空着的位置称为空位。同时又可能在个别空隙处出现多余的原子，这种不占有正常的晶格位置，而处在晶格空隙之间的原子称为间隙原子。
2）线缺陷
—
位错
晶体中，某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象，称为位错。其特征是在一个方向上的尺寸很长，而另两个方向的尺寸很短。晶体中位错的数量通常用位错密度表示，位错密度是指单位体积内，位错线的总长度。
3）面缺陷——晶界和亚晶界
实际金属材料是多晶体材料，则在晶体内部存在着大量的晶界和亚晶界。晶界和亚晶界实际上是一个原子排列不规则的区域，该处晶体的晶格处于畸变状态，能量高于晶粒内部，在常温下强度和硬度较高，在高温下则较低，晶界容易被腐蚀等。
概念：1、凝固：物质由液态转变成固态的过程；2、结晶：物质由液态转变成固态晶体的过程；3、理论结晶温度与实际结晶温度之差成为过冷度。（实际液态金属的结晶总是在有过冷度的条件下才进行的。）
金属的结晶都要经历晶核的形成和晶核的长大两个过程。
晶粒大小与性能之间的关系：一般情况下，晶粒越小，其强度、塑性、韧度越好。
晶粒大小的控制方法：
1)提高冷却速度，增加过冷度，增加形核的数量，从而细化晶粒；
2)针对大体积的液态金属进行变质处理，加入人工晶核(非自发形核)；
3)采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等，使枝晶破碎。
有些金属(铁、钛等)在固态下，其晶体结构会随温度变化而变化。这种固态金属在一定的温度下，由一种晶体结构转变成另一种晶体结构的过程，称为金属的同素异晶转变。
纯铁的同素异晶转变反应式：
由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为合金；
合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为相。
通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的变形抗力增大，强度、硬度升高的现象称为固溶强化，它是金属材料强化的重要途径之一。（马氏体型转变、合金化）
金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程，称为金属的结晶过程。
金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或重结晶。
实验证明，在一般的情况下，晶粒长大对材料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降。晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。因此，晶粒细化是提高金属力学性能的最重要途径之一。
相图：是表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或组织与温度、成分间关系的图形，又称为平衡相图或状态图。
二元合金系中两组元在液态和固态下均能无限互溶，并由液相结晶出单相固溶体的相图称为二元匀晶相图。
在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的过程称为共晶转变。合金系的两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，并在凝固过程中发生共晶转变的相图称为二元共晶相图。共晶反应：
在一定温度下，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称为包晶转变。两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变的构成的相图，叫二元包晶相图。
在恒定的温度下，一个有特定成分的固相分解成另外两个与母相成分不相同的固相的转变称为
共析转变，发生共析转变的相图称为共析相图。共析反应：
铁碳相图：（要掌握）
铁素体-碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，以符号F表示。体心立方晶格
奥氏体-碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，以符号A表示。面心立
方晶格
渗碳体-是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，分子式为Fe3C。
珠光体—是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号P表示。
莱氏体-是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号Ld表示。
一般机械零件和建筑结构主要选用低碳钢和中碳钢制造。如果需要塑性、韧性好的材料，就应选用碳质量分数小于0．25％的低碳钢；若需要强度、塑性及韧性都好的材料，应选用碳质量分数为0.3％~0.55％的中碳钢；而一般弹簧应选用碳质量分数为0.6％~0.85％的钢。对于各种工具，主要选用高碳钢来制造，其中需要具有足够的硬度和一定的韧性的冲压工具，可选用碳质量分数为0.7％~0.9％的钢制造；需要具有很高硬度和耐磨性的切削工具和测量工具，一般可选用碳质量分数为1.0％~1.3％的钢制造。
钢在高温时为奥氏体组织，而奥氏体的强度低、塑性好，有利于塑性变形。因此，钢材的轧制或锻压，一般都是选择在奥氏体区的适当温度范围内进行。
钢在热处理时，首先要将工件加热，使之转变成奥氏体组织，这一过程也称为奥氏体化。奥氏体晶粒越细，其冷却产物的强度、塑性和韧性越好。
随着合金中碳质量分数的增加，合金的熔点越来越低，所以铸钢的熔化温度与浇注温度都要比铸铁高得多。
共晶成分的铁碳合金，不仅其结晶温度最低，其结晶温度范围亦最小(为零)。因此，共晶合金有良好的铸造性能。
热处理是将金属或合金在固态下经过加热、保温和冷却等三个步骤，以改变其整体或表面的组织，从而获得所需性能的一种工艺。
C曲线（等温转变曲线，也称为“TTT”曲）表明了过冷奥氏体转变温度、转变时间和转变产物之间的关系。左边一条为转变开始线，右边一条为转变终了线。
1．
珠光体型转变——高温转变(A1~550℃)：珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T)。
2．
贝氏体型转变——中温转变(550℃~Ms)
下贝氏体强度和硬度高(50—60HRC)，并且具有良好的塑性和韧度。
3．马氏体型转变——低温转变(Ms~Mf)
马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。产生很强的固溶强化效应，使马氏体具有很高的硬度。
在c曲线的下面还有两条水平线，上面一条为马氏体转变开始的温度线(以Ms表示)，下面一条为马氏体转变终了的温度线(以Mf表示)。
退火：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。降低硬度、改善切削加工性能，消除残余应力。
正火：将钢加热到Ac3(对于亚共析钢)或ACcm(对于过共析钢)点以上30-50℃，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。提高钢的强度和硬度。
淬火是以获得马氏体组织为目的的热处理工艺，最常用的淬火冷却介质是水和油。提高钢的硬度和耐磨性；获得优异综合力学性能。
回火：将淬火钢重新加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。
过冷奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT曲线)
Ps和Pf分别为过冷奥氏体转变为珠光体的开始线和终了线，两线之间为转变的过度区，KK
线为转变的终止线，当冷却到达此线时，过冷奥氏体便终止向珠光体的转变，一直冷到Ms点又开始发生马氏体转变。
v1相当于炉冷(退火)，转变产物为珠光体。v2和v3相当于以不同速度的空冷(正火)，转变产物为索氏体和托氏体。v4相当于油冷，转变产物为托氏体、马氏体和残余奥氏体。V5相当于水冷，转变产物为马氏体和残留奥氏体。
调质处理：淬火后再进行高温回火处理。调质处理得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。
冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到-70—80℃(或更低的温度)保持一段时间，使残余奥氏体转变为马氏体。
时效：将淬火后的金属工件，置于室温或低温加热下保持适当时间，以提高金属强度（和硬度）的热处理工艺。
表面淬火：将工件表面层淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。表面硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。
化学热处理：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，改变其表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性以及疲劳强度，有时也用于提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。
可控气氛热处理：向炉内通人一种或几种一定成分的气体，通过对这些气体成分的控制，使工件在热处理过程中不发生氧化和脱碳。
形变热处理：将形变与相变结合在一起的一种热处理新工艺。能获得形变强化与相变强化的综合作，是一种既可以提高强度，又可以改善塑性和韧性的最有效的方法。
激光热处理：(1)激光加热表面淬火；(2)激光表面合金化。
气相沉积技术：利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。
钢的牌号：普通碳素结构钢如Q235—A。
优质碳素结构钢：两位数字表示平均碳质量分数，单位为万分之一如钢号45。
碳素工具钢：
“T”后跟碳质量分数的千分之几如
“T8”。
铸钢
ZG270--500表示屈服强度为270MPa、抗拉强度为500MPa的铸钢。
合金结构钢
该类钢的钢号由“数字+合金元素+数字”三部分组成。前两位数字表示钢中平均碳质量分数的万分之几；合金元素用化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均质量分数。当其平均质量分数0.60%；CE
>0.60%；焊接性差。
问题：焊缝区易产生热裂纹；热影响区易产生冷裂纹。
措施：焊前预热（250~350
℃
），焊后缓冷。选用低氢型焊条。
焊件开坡口，且采用细焊条、小电流、多层焊。
避免选用高碳钢作为焊接结构件。
金属材料的焊接性
1.
金属材料的焊接性
①
工艺焊接性：
焊接接头产生工艺缺陷的倾向。
尤其指出现各种裂纹的可能性。
指被焊金属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，获得优质焊接接头的难易程度。
焊接接头在使用中的可靠性。
包括力学性能及其它特殊性能。
焊接性
②
使用焊接性：
2.
影响焊接性的因素
1）焊接方法；2）焊接材料；3）焊件化学成分；4）
工艺参数。
3.
焊接性的评定方法--碳当量估算法
C—
影响最显著—
基本元素
其它元素—
折合成碳的相当含量对焊接性的影响
CE
=
C+Mn/6+Cr+Mo+V/5+Ni+Cu/15
CE0.6%—焊接性差。
三、材料与成形工艺选择部分
机械零件的失效形式
每种机械零件都具有一定的功能，比如承受载荷、传递力或能量等，如果丧失其所规定的功能即发生了失效。
主要有三类：
(1)过量变形失效-是指零件在工作过程中受力产生的变形量超过了允许值，从而使机器设备无法正常工作或虽能正常工作但达不到预期的效果的现象。
(2)断裂失效-零件在工作的过程中发生断裂的现象称断裂失效。
（3表面损伤失效-主要是指零件表面的磨损、接触疲劳和腐蚀。
材料表面处理主要分两类：表面强化和表面防护。
常用的工艺方法有：表面热处理、气相沉积、热喷涂、堆焊、氧化磷化处理、电镀化学镀、涂装等。
预处理-一般包括除油、除锈、粗化、活化和抛光。
除油--目的是去除材料表面的油脂和污物，常用碱性除油工艺。
除锈--目的是去除金属材料表面的氧化物，从而显露出清净金属表面。常用方法有化学法（如酸洗）和机械法（如打磨、切削和喷砂）。
常用表面强化性处理方法
1、热喷涂—将喷涂材料加热熔化，以高速气流雾化成极细颗粒，并以一定速度喷射到事先准备好的工件表面上，形成涂层。
2、堆焊和喷焊
堆焊：将合金丝或焊条熔化堆结在工件表面形成冶金结合层的方法。
喷焊：是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，颗粒熔化生成涂层，使颗粒间和基体表面达到良好结合的方法。
3、电火花表面强化技术
是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，形成合金化的表面强化层，使工件的物理化学和机械性能得到改善的工艺．
4、气相沉积
是利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。
常用表面防护性处理方法
钢铁的氧化处理:将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化三铁(Fe3O4)的过程。因四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝”。发蓝是提高黑色金属防护能力的一种简便而又经济的方法。
钢铁的磷化处理:是将零件浸入磷酸盐溶液中化学处理，在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。简称“磷化”。磷化也是金属氧化方法之一，因此磷酸盐膜也是一种化学转化膜。磷化是钢铁表面防护的常用方法之一，应用愈来愈广泛。有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进行磷化处理。
铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化，其工艺象电镀的逆过程，因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化。
铝及铝合金的化学氧化是不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其表面生成人工氧化膜。一般是将铝件浸在含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中，铝和溶液互相作用。很快便生成Al2O3和Al(OH)3的薄膜.
铝及铝合金氧化膜的着色铝及铝合金经氧化处理后，得到新鲜的氧化膜层，它具有多孔性、吸附能力强，容易染上各种颜色，具有良好的装饰效果。
镀层装饰技术能在制品表面形成具有金属特性的镀层，这是一种较典型的表面装饰技术。金属镀层不仅能提高制品的耐蚀性和耐磨性，而且能够增强制品表面的色彩、光泽和肌理的装饰效果，因此能保护和美化表面，由于有优异的镀层，常常使制品的品位和档次得到提高。
按镀层的表面状态可分成镜面镀层和粗面镀层两类。按镀层装饰技术可分为电镀、化学镀、真空蒸发沉积镀、气相镀等。镀层装饰的金属有Cu、Ni、Cr、Fe、Zn、Sn、Al、Pb、Au、Ag、Pt及其合金。
电镀-是将金属工件浸入要镀金属盐溶液中并作为阴极，通以直流电，在直流电场作用下，金属盐溶液中的阳离子在工件表面上沉积形成电镀层。
化学镀是一种在无外加电流的情况下,利用还原剂在具有催化活性的表面进行氧化还原反应而沉积出镀层的方法。溶液中一般含有主盐，提供形成镀层的主要成分；还原剂，还原主盐中的离子；络合剂，拓宽镀液工作的pH值范围,提高沉积速度,改善镀层光洁致密性,防止镀液中沉淀的析出,增加其稳定性并延长使用寿命；稳定剂，抑制镀液自发分解；和缓冲剂。
涂料及其涂装工艺
涂料旧称油漆。准确的名称应为“有机涂料”，简称涂料。
所谓涂料就是涂敷在物体表面，经过物理变化、化学变化、能够形成具有一定附着力和机械强度的薄膜，起着装饰、保护及其他作用的液体或粉末状的有机高分子胶体混合物的总称。所形成的薄膜称为涂膜或漆膜。
涂料的性质即色彩、光泽、涂膜的硬度、附着性、耐蚀性、耐候性等。
涂料的作用:
对于工业产品来说，涂料具有保护作用、装饰作用、特殊作用三大功能。
1．保护作用:涂料在产品表面所形成的一层硬薄膜能够将物质与空气、水分、阳光、微生物以及其它腐蚀介质隔离开，既可防止产品表面化学性锈蚀或腐朽变质，起到一种屏蔽作用，又可避免产品表面直接受到机械外力的摩擦和冲击碰撞而损坏，起到一定的机械保护作用。
2．装饰作用:涂料的装饰作用主要是通过色彩、光泽、纹理三个方面实现的。
3．特殊作用:在一些特定的场合涂料具有其特殊的作用。如电器的绝缘往往借助于绝缘漆；为了防止海洋微生物的粘附，保护船底的光滑平整，使用船底防污漆；高温条件下的超温报警可用示温涂料；在战场上为了伪装武器设备，则用伪装涂料；其它诸如导电涂料、防红外线涂料、反雷达涂料等的功能，均属涂料的特殊作用。
材料与成形工艺的选择
一般可遵循四条基本原则：使用性能足够、工艺性能良好、经济性合理和环保性原则。
根据使用性能选材：根据工作条件、失效(丧失正常工作能力)形式，提出对使用性能的要求，作为选材的主要依据,保证产品内在质量。金属制品的失效形式有变形、断裂和表面损伤三种基本类型。
根据工艺性能选材：满足零件工艺性能的要求，提高加工成品率；
铸造性能：金属构件中，承载不大，受力简单而结构复杂，尤其有复杂内腔结构的，选择铸造成型。锻造性能：承载较大、受力复杂的构件进行锻造成型。
焊接性能
：一般体积较大，要求气密性好，能承受一定的压力，如容器、输送管道、蒸汽锅炉等产品及工程结构，采用焊接成形。
切削加工:
材料的切削加工性能是指材料进行切削加工时的难易程度。评价材料的切削加工性能可以从切削后工件的表面粗糙度、切削速度、断屑能力及刀具磨损等方面加以考虑。金属的硬度对其切削加工性能有较大的影响。经验证明，当材料硬度处于170—230HBS时切削加工性能最好。硬度低时切削速度低，断屑能力差；硬度高时，对刀具的磨损较严重。
热处理工艺性:
对大多数金属材料来说，热处理是保证材料达到最终使用性能要求的重要工艺手段。如果材料的热处理工艺性能不好，容易产生严重的变形与开裂，使所有的前期加工报废，造成极大的浪费与损失。热处理工艺性包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、回火稳定性、回火脆性等，对于要求截面力学性能均匀的零件，通常考虑淬透性更多一些。一般含Mn、Cr、Ni、B等合金元素的合金钢淬透性比较好，可以用在一些尺寸较大的重要零件上。碳钢的淬透性较差，只适合制作尺寸较小，形状简单、强韧性要求不高的零件。热处理时的变形与开裂是一个比较复杂的问题。除了与热处理工艺有关外，也应从零件的结构设计方面加以考虑，比如零件上应避免尖角或截面突变，应采用封闭、对称式结构等。
选材的经济性原则：满足使用性能和工艺性能要求的条件下，符合造型要求，避稀贵就价廉、避远就近、尽量采用标准化、系列化材料,降低成本，获得大的经济效益。
环保性原则
以无毒无害材料代替有毒有害材料；尽可能循环重复利用，废弃物综合利用；减少材料成形过程及废物对环境的污染。
合理选择毛坯
在机器制造业中常用的毛坯有铸件、锻件、焊接件、各种轧制型材件及粉末坯件。
在满足使用性能要求的前提下，选择零件毛坯的形式时主要考虑零件的外形尺寸特点、加工工艺性及生产批量等方面，使其易于加工效率高、材料与能源消耗少，总的加工成本低等。
一般形状复杂的零件，如箱体等，常用铸件毛坯；
外形相对简单的零件则制成锻件；单件或小批量生产时，采用自由锻件毛坯可以缩短生产周期、节省模具费用；而大批量生产时，多采用模锻件或精密铸件毛坯以减少机械加工工时，提高生产效率。
焊接件常用于要求尺寸大、质量小、刚性大的零件。
材料与成形工艺选择的具体方法和依据
1、依据零件的结构特征选择
轴类--采用锻造成形，中碳钢（如45）或中碳合金钢（如40Cr）。
盘类（齿轮）--中碳钢锻造或铸造，小齿轮可用圆钢或冲压或挤压。
箱体类—铸件。
支架类—小批量用焊接。
2、依据生产批量选择
单件小批量—铸造手工砂型；锻件自由锻或胎膜锻；焊接件手工或半自动；薄板用钣金、钳工。
大批量—分别采用机器造型、模锻、埋弧自动焊及板料冲压。各种批量的工艺方法见表13-4。
3、依据最大经济性选择-多方案比较。
4、依据力学性能要求选择
1）以综合力学性能为主的选材
一般轴类、连杆、重要螺栓和低速轻载齿轮承受循环载荷与冲击载荷，失效主要是过量变形和断裂，需要较高的强度和疲劳极限与良好的塑性和韧性。
一般零件选调质或正火的中碳钢；淬火并低温回火的低碳钢；正火或等温淬火状态的球墨铸铁。
重要零件选合金调质钢或经控制锻造的合金非调质钢或超高强钢。
2）以抗磨损性能为主的选材—磨损为主要失效形式
受力较小、不受大的冲击或振动，摩擦剧烈的零件-如钻套顶尖冷冲模切削刀具等，主要要求高硬度。一般选淬火低温回火的高碳钢或高碳合金钢；铸件可用耐磨铸铁。
同时受磨损与交变应力或冲击载荷的零件—要求较高的耐磨性及较高的强度塑性和韧性，即表硬里韧。优先满足心部强韧性，再用表面硬化方法满足耐磨性。如机床齿轮、凸轮轴，选用中碳钢或中碳合金钢，正火或调质后表面淬火或渗氮。有较高冲击的汽车变速齿轮可选低碳钢或低碳合金钢，渗碳淬火及低温回火。
3）以抗疲劳为主的选材—发动机轴、滚动轴承、弹簧
可选用:低碳钢或低碳合金钢淬火及低温回火;中碳钢或中碳合金钢调质或淬火及中温回火，
超高强钢等温淬火及低温回火，提高抗疲劳性能。
可用表面淬火、渗碳、渗氮、喷丸、滚压等表面强化处理提高疲劳抗力。
4）以防过量变性为主的选材-如机床主轴导轨、镗杆、机座
防止过量弹性变形选用弹性模量高的材料。防止过量塑性变形选用屈服点高的材料。
1）铸造成形
球墨铸铁是铸造曲轴最常用的材料，在轿车发动机中应用很广泛。常用的铸造曲轴用的球墨铸铁有QT600-2、QT700-2、QT900-2等。一般汽车发动机曲轴选用的球墨铸铁强度应不低于600MPa，制造农用柴油发动机曲轴的球墨铸铁强度则不应低于800MPa。
典型轴类零件的选材
1）
铸造成形: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。
某些汽车、拖拉机发动机的曲轴轴颈也有采用氮碳共渗处理，以提高曲轴的疲劳强度和耐磨性。
铸造质量是影响铸造曲轴质量的关键因素，必须保证铸造毛坯球化良好并无铸造缺陷。正火的目的是通过增加组织中珠光体的含量并使其细化来提高其强度、硬度与耐磨性；高温回火的目的在于消除正火过程中造成的内应力。
铸造曲轴的工艺路线为：
铸造一正火（或调质）一矫直一切削加工一去应力退火一轴颈气体渗氮(或氮碳共渗)一矫直一精加工一零件
2）锻造成形:如机床主轴是机床的重要零件之一，在进行切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。
根据机床主轴所选用的材料和热处理方式，可以将其分为四种类型：局部淬火主轴、渗碳主轴、渗氮主轴和调质(正火)主轴，对一般的中等载荷、中等转速，冲击载荷不大的主轴，选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢等即可满足要求，对轴颈、锥孔等有摩擦的部位要进行表面硬化处理。当载荷较大，同时要承受较大的疲劳载荷与冲击载荷的主轴，则应采用20CrMnTi合金渗碳钢或38CrMoAl渗氮钢制造，并进行相应的渗碳或渗氮化学热处理。
一般选用45钢或40Cr钢制造，锻造成形机床主轴加工工艺路线为：
下料一锻造一正火一粗加工一调质一半精加工一局部表面淬火+低温回火一磨削加工一零件
整体的调质处理
可使轴得到较高的综合力学性能与疲劳强度．硬度可达220—250HBS，调质后组织为回火索氏体。
在轴颈和锥孔处进行表面淬火与低温回火处理后，硬度52HBC，可以满足局部高硬度与高耐磨性的要求。
典型齿轮选材举例
对齿轮材料提出的性能要求如下：
1)高的表面硬度和耐磨性；2)足够高的齿心强度和韧性；3)高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。
此外，还要求材料有较好的加工工艺性能，如切削加工性好、淬透性好、热处理变形小等。
例如：机床齿轮的工作条件较好、载荷不大、转速中等、工作平稳、少有强烈的冲击。除了要有高的接触疲劳强度、弯曲强度、表面硬度与耐磨性等要求外，还应能保证高的传动精度和小的工作噪声。一般情况下可以选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢制造，后者的淬透性更好。
机床齿轮的工艺路线一般为：
下料一锻造一正火①一粗加工一调质②或正火一精加工一齿部高频表面淬火+低温回火③一精磨
请回答上述工艺路线中①、②、③的热处理工艺的目的及工艺
?
锻造：细化晶粒、改善组织，提高力学性能；压合铸造缺陷；使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。
正火作为预备热处理工艺可以消除锻造毛坯的应力，细化组织，调整毛坯的硬度到适合切削加工。
调质处理的目的是为齿轮提供较高的综合力学性能，保证齿的心部具有足够的强度和韧性以承受较大的交变弯曲应力和冲击载荷。同时还可以减少淬火后的变形。（对于性能要求不高的齿轮可以不进行调质处理。）
高频表面淬火+低温回火处理可以使齿面的硬度超过50HRC，有利于提高齿轮的耐磨性和接触疲劳抗力。特别是在高频表面淬火处理后，齿面存在残余压应力，有利于提高齿轮的疲劳抗力，防止表面发生麻点剥落。
箱体、支架类零件选材
各种机械的机身、底座、支架、主轴箱、进给箱、溜板箱、内燃机的缸体等，都可视为箱体、支架类零件。一般多用铸造：
受力大强度韧性高的用铸钢；正火或完全退火。
受力不大、不受冲击的用灰铸铁；去应力退火。
受力不大、要自重轻或导热好的选铸造铝合金；退火或淬火时效。
受力很小、要自重轻的可选工程塑料；
受力较大，但形状简单批量小，可选型钢焊接。
16
篇2：工程材料及成形技术题库
工程材料及成形技术题库 本文关键词：题库，成形，材料，工程，技术
工程材料及成形技术题库 本文简介：《工程材料与成形技术》课复习提纲一、工程材料部分1.常见金属晶格类型。2.三种晶体缺陷。3.相的概念。4.固态合金有哪些相。5.过冷度的概念。6.过冷度与晶粒度的关系。7.结晶过程的普遍规律。8.控制晶粒度的方法。9.同素异构转变的概念。10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。
工程材料及成形技术题库 本文内容：
《工程材料与成形技术》课复习提纲
一、工程材料部分
1.常见金属晶格类型。
2.
三种晶体缺陷。
3.
相的概念。
4.固态合金有哪些相。
5.过冷度的概念。
6.过冷度与晶粒度的关系。
7.结晶过程的普遍规律。
8.控制晶粒度的方法。
9.同素异构转变的概念。
10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。
11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程，画出典型铁碳合金（钢）显微组织示意图。
12.共晶反应式和共析反应式。
13.金属塑性变形的两种方式。
14.加工硬化的概念。
15再结晶温度的计算。
16热加工与冷加工的区别。
17.钢的热处理概念。
18.热处理工艺分类。
19.过冷奥氏体转变的产物。
20.决定奥氏体转变产物的因素。
21.马氏体的概念。
22会分析过冷奥氏体转变曲线。知道淬透性与C曲线的关系。
23.退火和正火的目的。
24.淬火的概念。
25.一般怎样确定碳钢的淬火温度？
26.影响淬透性的因素。
27.回火的目的。
28.何为回火脆性？
29.回火的种类。
30.一般表面淬火的预备热处理方法和表面淬火后的组织。
31渗碳的主要目的。
32.钢按化学成分分类。
33.钢按质量分类。
34
钢按用途分类。
35.
机器结构钢的分类。
36
钢中S、P杂质的影响。
37合金元素在钢中的作用。
38.结构钢牌号表示的含义。
39.能区别渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处理方法。
40按刃具钢的工作条件，提出哪些性能要求？
41.根据碳钢在铸铁中存在形式及石墨形态，铸铁的分类。
二、材料成形技术部分
1、
铸造工艺参数主要包括哪些内容？
2、
流动性对铸件质量的影响。
3、
什么合金易于形成缩孔、什么合金易于形成缩松？。
4、
铸造应力分为哪几类？
5、
减小和消除铸造应力的主要方法。
6、
绘制自由锻件图主要考虑哪些问题？。
7、
何谓拉深系数？有何意义？
8.焊接的实质。
9.
碱性焊条的最主要优点。
10.焊接接头由哪几部分组成？
11.低碳钢焊接热影响区的划分。
12.焊接变形的基本形式。
13.防止和消除焊接应力的措施。
14.如何根据碳当量的高低评估钢的焊接性？为什么？
15.工程材料及成形工艺选用的基本原则。
题型：
题
库
一、名词解释
1．固溶强化；2．结晶；3．加工硬化；4．回火脆性；
5、再结晶；6．钢的热处理；7．结晶；8、马氏体；9、钢的淬火……10、相……11.
淬透性；
12铸造
13.
同素异构转。。
14.
淬硬性
三、填空题：（每空0.5分，共15分）
6．20CrMnTi钢中Ti元素的主要作用是。
A.强化铁素体B.提高淬透性C.细化晶粒Ｄ.
提高回火稳定性
7．铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为。
A.变质处理B.石墨化C.球化过程Ｄ.
孕育处理
8．体心立方晶格的晶胞中独立原子数为。
A.9B.2C.1Ｄ.
4
9．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为。
A．共晶线B.共析线
C.
Acm线D.
A3线
10．40钢中，珠光体的含量大约。
A.20％B.35％C.50％D.70％
11．35钢淬火加热温度为。
A.730℃B.780℃C.820℃D.880℃
1、固溶体可分为（
）和（
）。
2、普通热处理是指（
）、（
）、（
）、（
）。
3、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（
）和（
）。
。
5、铸铁具有良好的耐磨性和消振性,是因为其组织中有(
)存在。
6、共析钢过冷奥氏体等温转变所产生的三种类型产物是（
织
）、（
）、（
），在较高温度转变产物是（
）。
7、要使钢材的焊接性能良好，其碳当量值应（
）。
8、过共析钢的含碳量范围是（
）%。
9、T12按成分分类是属于（
）析钢，其平均碳含量为（
）%。
10．奥氏体和渗碳体组成的共晶组织称为
，其含碳量为
，当温度低于727℃，转变为珠光体加渗碳体，又称为
。
11．钢的热处理是通过钢在固态下
、
和
的操作来改变
，从而获得所需要的
的工艺方法。
12．马氏体的转变温度范围是
，马氏体的显微组织与含碳量有关，含碳量高的马氏体呈
状，含碳量低的马氏体呈
状。
13．常用淬火冷却介质有
、
、
、和
。
14．常用淬火方法有
淬火、
淬火、
淬火和
淬火。
15．共析钢的等温转变曲线中，高温转变温度在
，转变产物为
；中温转变温度为贝氏体组织，转变产物为
贝氏体组织和
贝氏体组织。
16．化学热处理都是通过
、
和
三个基本过程完成的。
17．选材的一般原则是在满足
的前提下，再应考虑
、
等
18．铸件常见的缺陷有、、等。
19．金属材料冷热加工的区别是加热温度是否高于再结晶温度；
钨在1
1
0
0
℃加工属于冷加工。(
其中钨的熔点是3
4
1
0
℃)
。
20．砂型铸造造型方法分为和两大类。
21．工业用钢按用途分为钢、钢、钢。
22．结晶时,细化晶粒的途径有
、、。
23．金属的可锻性常用和
来综合衡量。
24．固溶体根据溶质原子在晶格中位置的不同可分为
和
两类。
25．冷变形后的金属被加热，当温度不太高时，金属内部的晶格畸变程度
，内应力
，这个阶段称为
；当加热到较高温度，不但晶格畸变减少
，金属的位错密度
，使变形的晶粒逐步变成等轴晶粒，这一过程为
。
26．含碳量小于
%的铁碳合金称为钢，根据钢的组织不同将钢分为
钢、共析钢、
钢，其相应的组织为、珠光体、
。
27.
零件的失效形式有
、
和表面磨损失效三种形式
。
28.
拉深过程中常见的缺陷是破裂和
29.
焊接接头包括焊缝区和热影响区。热影响区又分为融合区、过热区、正火区和部分相变区；其中
的性能最差。
30;
是指钢在淬火时所能得到的淬硬层
(马氏体组织占50%处)
的深度分布特性
37．合金的相结构通常可分为和化合物。
38．金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的和。
39．金属的晶体缺陷主要有
、
和
。
40.
铸铁根据石墨的形态，可以分为
、
、
和
。
42．单晶体的塑性变形主要以
的方式进行，它是在
作用下，使晶体的一部分沿一定的
相对于另一部分发生滑动.
单晶体塑性变形的主要方式是
和
孪生
43．碳在奥氏体中的溶解度随温度而变化，在1148℃时溶解度为
％，在727℃时达
％。
44．填写下列组织的符号：奥氏体
、铁素体
、渗碳体
、珠光体
、高温莱氏体
、低温莱氏体
。
45．T10钢加热到900℃时为
组织；加热到780℃时为
组织；室温下为
组织。
46．过冷奥氏体转变为马氏体仅仅是
改变，而无
的改变，所以马氏体是碳在
铁中的
。
47.钢中常存杂质元素中，有益元素是有害元素是
49、钢按用质量可分为：（
）、（
）、（
）、（
）。
50、45调质钢要求有较高的综合机械性能，所以这种钢常采用（
）的热处理工艺方法进行热处理，使用状态下的组织为（
）。
51铸铁中碳的存在形式有：渗碳体和
两种形式
55.常用的硬度测试方法有、及维氏硬度测试法等。
56.
过冷奥氏体的转变方式有和两种方式。
5711.
钢材焊接性的估算方法是（
）。
58.
手工电弧焊焊条按药皮组成分为酸性焊条和
焊条两种；其中焊芯的主要作用是充当电极和
；药皮的主要作用是
、
和起机械保护作用。
59.机器零件选材的三个基本原则是
（
）、（
）、（
）。
60.机床轻载主轴（载荷小，冲击不大，磨损较轻）用（
）钢制造并进行（
）热处理；机床中载主轴（载荷中等，磨损较严重）用（
）钢制造并进行（
）热处理；机床重载主轴（载荷大，磨损和冲击严重）用（
）钢制造并进行（
）热处理。
61.连杆材料一般选用（
），采用（
）成形方法。
62常用活塞材料是（
），并对该材料进行（
）处理，采用（
）成形方法。
63.缸体一般用材为（
），也可以用（
），采用（
）成形方法。
64.汽车变速齿轮一般选用（
）材料，并对该材料进行（
）热处理，采用（
）成形方法。
1）
汽车油箱生产时常采用的焊接方法是：
A．CO2保护焊
B．手工电弧焊
C．缝焊
D．埋弧自动焊
2）
车刀刀头一般采用的焊接方法是：
A．手工电弧焊
B．自动埋弧焊
C．氩弧焊
D．铜钎焊
3）
焊接时刚性夹持可以减少工件的：
A．应力
B．变形
C．气孔
D．答案A和B
4）
结构钢件选用焊条时，必须考虑的是：
A．钢板厚度
B．母材强度
C．工件工作环境
D．工人技术水平
5）
点焊属于：
A．熔化焊
B．压力焊
C．钎焊
D．手工电弧焊
6）
铝合金板最佳焊接方法是：
A．手工电弧焊
B．氩弧焊
C．自动埋弧焊
D．钎焊
7）
厚度为0.5mm的结构钢焊件一般采用：
A．手工电弧焊
B．气焊
C．钎焊
D．点焊
8）
可焊性最好的材料是：
A．T8钢
B．20钢
C．40Cr
D．HT200
9）
减少焊接变形的措施是：
A．减小构件刚度
B．增加焊缝长度
C．减小构件壁厚
D．焊前预热
10）
结构钢焊条的选择原则是：
A．焊缝强度不低于母材强度
B．焊缝塑性不低于母材塑性
C．焊缝耐腐蚀性不低于母材耐腐蚀性
D．焊缝刚度不低于母材刚度
11）
J422焊条可焊接的母材是（
），数字42表示（
）。
12）
焊接熔池的冶金特点是（
）和（
）。
13）
按照药皮类型可将电焊条分为（
）两类，常用的是（
）性焊条。
14）
常用的电阻焊方法除点焊外，还有（
）和（
）。
15）
有20钢、40钢、T8钢三种材料，可焊性最好的是（
），最差的是（
）。
16）
改善合金结构钢的可焊性可采用（
）和（
）工艺措施。
17）
酸性焊条的稳弧性（
）碱性焊条，其焊接工艺性（
）碱性焊条但是焊缝的塑韧性（
）碱性焊条。
18）
结构钢工件焊接时焊条的选用原则是（
），不锈钢工件则为（
）原则。
19）
球墨铸铁牌号的数字表示：
A．抗拉强度和韧性的最低值
B．屈服强度和塑性最低值
C．抗拉强度和塑性的最低值
D．屈服强度和硬度的最低值
20）
一般情况，铸件的加工余量大小的排列顺序是：
A．铸钢＞有色金属＞铸铁
B．铸铁＞有色金属＞铸钢
C．铸钢＞铸铁＞有色金属
D．有色金属＞铸铁＞铸钢
21）
选择毛坯时优先选用铸件是因为：
A．成本低
B．抗拉强度高
C．伸长率高
D．重量轻
22）
卡车的后桥桥壳的铸造材料是：
A．QT400-18
B．HT200
C．HT300
D．RuT420
23）
铁路道叉采用铸造成形，可以使用的材料为：
A．铝合金
B．灰口铸铁
C．可锻铸铁
D．铸钢
24）
下列材料中，液态流动性能最好的合金是：
A．铸钢
B．灰口铸铁
C．共晶白口铸铁
D．麻口铸铁
25）
与结晶温度范围宽的合金相比，纯金属和共晶合金铸件倾向于产生：
A．缩孔缺陷
B．缩松缺陷
C．气孔
D．成分偏析
26）
合金液体的浇注温度越高，则合金的充型能力就越：
A．依赖化学成分
B．差
C．好
D．无确定的关系
但是体收缩则越：
A．依赖化学成分
B．大
C．小
D．无确定的关系
27）
大批量生产双联齿轮坯，最合理的锻造方法为：
A．自由锻
B．胎模锻
C．曲柄压力机上模锻
D．平锻机上模锻
28)薄壁套管类中空铸件适于采用
铸造工艺
29)
焊接变形的基本方式主要有（
）
（
）
（
）
（
）。
三填空题
1、用20钢制造在工作中受冲击载荷和表面耐磨的齿轮零件，应采用（）。
A、调质加表面淬火处理；B、渗碳处理加淬火加低温回火；C、调质处理；D、正火处理。
2.铁素体是（
）。
A、碳在γ-Fe的间隙固溶体；
B、碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体；C、碳在α-Fe中的间隙固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
3.为使高碳钢便于切削加工和为最终热处理作组准备，常预先进行（
）。
A、淬火；B、完全退火；C、球化退火；D、回火
4、下列材料中，（
）的铸造性能最好。
A、普通灰铸铁；B、45钢；C、T12；D、铸造铜合金。
5、亚共析钢进行淬火处理，其加热温度应在（
）以上30~50℃。
A、Ac3；B、Ac1；C、Accm；D、A2。
6、要消除焊件的焊接应力，应采用（
）处理
A、完全退火；B、正火；
C、去应力退火；D、高温回火。
7、过冷奥氏体是指冷却到
温度下，尚未转变的奥氏体。
A、
Mf
B、
Ms
C、
A1
D
、A3
8.下列材料中，（
）锻造性能最好。
A、30钢；B、50钢；C、HT200、D、T12A。
9.下列材料中，（
）的焊接性能最差。
A、T8；B、20钢；C、45钢；C、HT250。
10.
（
）过共析钢加热到
线以上，会转变为单相奥氏体。
A
A1
B
A2
C
A3
D
Acm
11.
共析钢加热奥氏体化后，冷却速度很快，获得的室温组织为（）。
A、马氏体；B、贝氏体；C、珠光体、
D、托氏体。
12.根据铁-碳合金相图，过共析钢室温组织由（
）组成。
A、铁素体+珠光体；
B、珠光体+二次渗碳体；
C、珠光体+莱氏体，D、铁素体+二次渗碳体。
13.消除金属的加工硬化，可用（
）
A、再结晶退火；B、回复；C、球化退火；D、回火。
14、为使低碳钢便于切削加工，可预先进行（
）处理。
A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、回火。
15、45钢要得到回火索氏体，应进行（
）
A、淬火+中温回火；B、淬火+高温回火；C、等温淬火；D、淬火+低温回火。
16、用调质钢制造在工作中受较大冲击载荷和表面有一定耐磨性的零件，应采用（
）
A、表面淬火+高温回火处理；
B、渗碳处理+淬火+低温回火；C、渗碳处理+淬火+中温回火；
D、调质+表面淬火+低温回火处理。
18、下列合金中，铸造性能最好的是（
）。
A、灰口铸铁；
B、铸钢；C、铸造铝合金；D、白口铸铁。
19、下列材料中，锻造性能最好的材料是（
）。
A、低碳钢；B、高碳钢；
C、灰口铸铁；D、可锻铸铁。
20、下列材料中，焊接性能最好的是（
）。
A、
45钢；B、50钢；C、20钢
D、20Cr。
21.共析钢加热奥氏体化后，冷却时转变的组织主要取决于（
）
A、奥氏体化的加热温度；B、奥氏体化后的成分均匀程度；C、奥氏体冷却时的转变温度。
22马氏体是（
）
A、碳在α-Fe的固溶体；
B、碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体；
C、碳在γ-Fe中的置换固溶体，D、碳在γ-Fe中的过饱和间隙固溶体。
23消除金属的加工硬化，可用（）
A、再结晶退火；B、回复；C、球化退火；D、回火。
24
.
（
）根据钢的用途来分，可以分为结构钢、工具钢以及
钢。
A
桥梁
B
特殊
C
不锈
D
模具
25.50钢要得到回火索氏体，应进行（
）
A、淬火+中温回火；B、调质处理；（淬火+高温回火）；C、等温淬火；D退火。
28、下列合金中，铸造性能最好的是（
）。
A、铸钢；B、灰口铸铁；C、铸造铝合金；D、铸造铜合金。
29、下列材料中，最适于制造板料冲压件的是（
）。
A、低碳钢；B、中碳钢；
C、灰口铸铁；D、可锻铸铁。
30、焊接普通的钢结构，一般选用（）。
A、酸性焊条
B、碱性焊条
C、中性焊条
31.
（
）65Mn钢通常用作
钢。
A
调质
B
渗碳
C
工具
D
弹簧
32.
（
）下列哪种工艺不属于塑性加工？
A
旋压
B
挤压
C
注塑
D
轧制
17．铸铁中碳以石墨形态析出的过程称为。
A.变质处理B.石墨化C.球化过程Ｄ.
孕育处理
18.
5.
（
）铁碳平衡相图中，含碳量为1.2％的铁碳合金是
。
A
亚共析钢
B
共析钢
C
过共析钢
D
铸铁
19．在Fe-Fe3C相图中，GS线也称为。
A．共晶线B.共析线
C.A3线
D.Acm线
20．40钢中，珠光体的含量大约。
A.20％B.35％C.50％D.70％
21.
（
）在Fe-Fe3C相图中，钢与铁的分界点的含碳量为（）。
A．2％
B．2.06％
C．2.11％
D．2.2％
22．球化退火一般适用于
A
合金结构钢
B
碳素结构钢
C
碳素工具钢
D
合金刃具钢
23．确定碳钢淬火加热温度的基本依据是
A
C曲线
B
Fe－Fe3C相图
C
钢的Ms
线
D
CCT曲线
24．亚共析钢加热到AC1～AC3之间某温度，水冷后组织为
.
A
马氏体+珠光体；B
马氏体+铁素体；C
马氏体+残余奥氏体；D
铁素体+渗碳体
25．钢的质量等级的分类是按钢的
区分的。
A
力学性能
B
钢的含碳量
C
杂质S、P
D
有益的Mn、Si
26．合金渗碳钢渗碳后必须进行
热处理。
A
淬火+高温回火；
B
淬火+中温回火；
C
淬火+低温回火；D
淬火+退火
27．合金固溶强化的原因是
。
A
晶格类型的改变；B
晶粒细化；C
晶格发生畸变；D
发生了化学反应
28.
晶格中原子偏离平衡位置的现象称为
A
位错
B
间隙原子
C晶格畸变
D
空位原子
29．拉伸试验时，试样断裂前所能承受的最大应力称为材料的
。
A
屈服强度
B
弹性极限
C
抗拉强度
D
疲劳强度
30.化学热处理与其他热处理方法的根本区别是
A
加热温度
B
组织变化
C
钢成分变化
D
性能变化
31．要制造一批锉刀，请选择合适的材料。
A.45B.9Mn2VC.T12D.7Cr17
32.
（
）通常铸锭可由三个不同外形的晶粒区所组成，其晶粒区从表面到中心的排列顺序为（
）。
A．细晶粒区－柱状晶粒区－等轴晶粒区
B．细晶粒区－等轴晶粒区－柱状晶粒区
C．等轴晶粒区－细晶粒区－柱状晶粒区
D．等轴晶粒区－柱状晶粒区－细晶粒区
33.
（
）薄壁套管类中空铸件适于采用
铸造工艺。
A
砂型
B
熔模
C
金属型
D
离心
34.机床床身的制造工艺适于下列那种工序？
A
锻造
B
铸造
C
锻焊
D
冲压
37．纯铁在912℃时由γ－Fe转变为α－Fe的这种转变称为
A
结晶
B
再结晶
C
重结晶
D
同素异构现象
38．在Fe－Fe3C相图上，共析线是
线。
A
ECF线
B
ACD线
C
PSK线
D
ES线
39．过冷奥氏体是指冷却到
温度下尚未转变的奥氏体。
A
A3
B
A1
C
Mf
D
Ms
40.
确定碳钢热处理加热温度的基本依据是
A
C曲线
B
Fe－Fe3C相图
C
CCT曲线
D
钢的Ms
线
41．马氏体转变是在
以下进行的。
A
A1
B
Ms
C
Mf
D
A3
43．45钢淬火加热温度为。
A.700℃B.750℃C.790℃D.840℃
44.
（
）HRA是
硬度。
A
布氏
B
洛氏
C
维氏
D
肖氏
45.
（
）确定分型面时，尽量使铸件全部或大部分放在同一砂箱中，其主要目的是
A.
利于金属液充填型腔
B.
利于补缩铸件
C.
防止错箱
D.
操作方便
46.
（
）有色金属的焊接适于下列哪种焊接工艺？
A
手工电弧焊
B
CO2保护焊
C
氩气保护焊
D
埋弧焊
53．确定过冷奥氏体等温冷却产物的基本依据是。
A.C曲线图；B.Fe-Fe3C相图；C.钢的Ms线；D.半马氏体曲线
四、判断题：（每小题1分，共15分）（在括号里正确的划“√”，错误的划“×”；）
1．(
)GCr15SiMn钢是滚动轴承钢，Cr12MoV钢是不锈钢，
HT150是灰口铸铁。
2.
(
)同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
3．(
)金属固态一定是晶体，不存在非晶态金属；同样玻璃也不存在晶态玻璃。
4．(
)锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。
5．(
)去应力退火一般在A1以下（500℃~650℃）,因此退火过程是没有相变的。
6．(
)过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+
Fe3CⅡ。
7．(
)可锻铸铁是可以进行段造的。
8．(
)
加工硬化是指在冷变形加工后的金属，产生碎晶、位错密度增加，提高了其强度的现象。
9金属的抗拉强度越高，金属抗塑性变形的能力也越高。
（
）
10金属都具有相同的晶格类型。
（）
11.（
）模锻件的结构斜度通常设在与开模方向相平行的加工表面上。
12.固溶体都是有限溶解的。
（
）
13.莱氏体的含碳量为6.69。
（
）
14（）金属在回复过程中，其加工硬化现象会减弱。
15
（
）共析钢在常规淬火工艺中，必有残余奥氏体存在。
16.（
）变质处理是一种有效细化晶粒的热处理工艺。
17.
（
）L1表示含铝量为1％的铝合金。
19．淬透性好的钢淬火硬度一定好。
（
）
20淬火钢在回火时无组织变。
（
）
21可锻铸铁可以进行锻造。
（
）
22渗氮零件渗氮后必须经淬火、回火后方可使用。
（）
23（
）铁碳合金中，一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体的成分和晶体结构相同，是同一相。
24.
（
）对钢进行淬火热处理，只能改变材料的组织，不能改变其化学成分。
25.
（
）铸铁的含碳量高，其焊接工艺性能比低碳钢好。
26.（）同一铸件中化学成份不均的现象称为偏析。
27．金属在固态下都是晶体，而非金属都是非晶体。
28．珠光体的含碳量为0.77％。
29．高温下进行的塑性变形加工称为热加工。
30．纯金属的结晶都是在恒温下进行的。
31．金属材料的力学性能都是通过拉伸试验测定的。
32．钢的含碳量愈高，淬火加热温度愈高。
33．渗碳零件经渗碳后就可以加工使用。
34．碳素工具钢都是优质钢或高级优质钢。
35．同一金属，结晶时冷却速度愈大，则过冷度愈大，金属的实际结晶温度愈低。
36．金属固态一定是晶体，不存在非晶态金属；同样玻璃也不存在晶态玻璃。
37．锻造只能改变金属坯料的形状而不能改变金属的力学性能。
38．去应力退火一般在A1以下（500℃~650℃）,因此退火过程是没有相变的。
39．(
)
淬火后的钢在回火时，回火温度越高，其强度和硬度越高。
41．()过共析钢结晶的过程是：L—→L+A—→A—→A+Fe3CⅡ—→P+
Fe3CⅡ。
42.
（
）含磷量增高会使钢冷脆性增加。
43.
（
）一般钢材在600℃左右会产生第一类回火脆性，应避免在此温度区回火。
五、简答题
1.
简述W18Cr4V高速钢锻造、球化退火、1280±10℃淬火+560℃三次回火的作用。
2.
指出下列金属牌号各属于什么材料或钢种？各符号（数字）代表什么？
1、Q325：2、65Mn：3、HT200：4、GCr9：
5、9SiCr：6.Q225
7.
20
8.
GCr15；9、45,10,W18Cr4V;
11.
T12A;
12.
20CrMnSi,13,ZGMn13
14.1Cr13;
15.Cr12
3、试述合金元素在钢中的作用。
4.
试述正火的目的。
5.
有一含碳量为0.45%的铁碳合金,请指出该合金在以下状态的组织：(1)退火；（2）淬火；（3）淬火加高温回火。
6．在T8钢等温转变C曲线上画出常用的几种淬火方法，并说明单液淬火方法的优缺点.
7.
什么是马氏体？马氏体转变有什么特点？
8、绘制铁碳合金（Fe—Fe3C）相图（包晶转变区可以简化）；
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篇3：材料成形复习重点
材料成形复习重点 本文关键词：成形，复习，重点，材料
材料成形复习重点 本文简介：第一章1.金属液态成形优点：1.最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件。2.适应性广，工艺灵活性大3.成本低(是非)流动性概念：熔融合金的流动性指其自身的流动能力充型能力的概念：充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。影响流动性与充型能力的主要因素：1.化学成分成分不
材料成形复习重点 本文内容：
第一章
1.金属液态成形优点：1.最适合铸造形状复杂、特别是复杂内腔的铸件。2.适应性广，工艺灵活性大
3.成本低(是非)
流动性概念：熔融合金的流动性指其自身的流动能力
充型能力的概念：充型能力是指熔融合金充满型腔，获得轮廓清晰、形状完整的优质铸件的能力。
影响流动性与充型能力的主要因素：
1.
化学成分
成分不同的合金具有不同的结晶特性吗，对合金流动性的影响最大
2.
浇注条件
包括浇注温度、浇注速度、充型压力等条件
3.
铸型条件
熔融合金充型时，铸型的阻力及铸型对合金的冷却作用，将影响合金的充型能力
合金收缩阶段：1.液态收缩
2.凝固收缩
3.固态收缩
缩孔的形成：恒温或很窄的温度范围内结晶的和合金，铸件壁以逐层凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩孔。
缩松的形成：结晶温度范围宽的合金，以糊状凝固方式进行凝固的条件下，容易产生缩松。
定向凝固原则：在熔模铸造型壳中建立特定方向的温度梯度，使熔融合金沿着与热流相反的方向按照要求的结晶取向凝固的一种铸造工艺
主要用于体收缩大的合金，如铸钢、球墨铸铁、铝青铜和铝硅合金等
同向凝固原则：是尽量减少铸件间的温度差异，使铸件各部位同时冷却凝固，从而减小因冷却不一、收缩不一引起的热应力。适用于凝固收缩小的合金（灰铸铁），以及壁厚均匀、结晶温度宽（如铸造锡青铜），但对致密性要求不高的铸件等
铸造内应力的形成：由于铸造壁厚不均匀，各部分冷却速度不同，以致在同一时期铸件各部分收缩不一致而相互约束引起是内应力
结论：不均匀冷却使铸件缓冷处受拉应力，使铸件快冷处受压应力。铸件冷却时各处温差愈大，定向凝固越明显，合金固态收缩率愈大。材料弹性模量越大，则热应力也愈大
铸件变形的防止：1.减少铸造内应力或平衡内应力
2.反变形法
3.设变形拉筋
4.去应力退火
P17-22
p26-35
铸件结构工艺性-铸件结构工艺性是指在设计时，不仅要保证其使用性能，还必须考虑铸造工艺和合金铸造性能对铸件结构的要求
一铸造结构应使铸造工艺简化．
1.
铸造结构要求外形简单
①尽量铸造表面侧凹，减少分型面
②尽量使铸件分型面平直
③铸件外表加强肋、凸台设计便于起模
④铸件侧壁应具有结构斜度
2.
铸件内腔结构应简单适用，避免不必要的复杂结构
①应尽量少用或不用型腔
②应便于型芯的固定、排气、定位和清理
二，铸件结构应适应合金铸造性能的要求
1.
铸件的壁厚
①铸件的最小壁厚
②铸件壁厚不宜过厚
③应尽可能均匀
④实现定向凝固的壁厚设计
2.
铸件壁之间的连接
①要考虑减少热节和应力集中
②不同壁厚要逐步过渡
③壁间连接避免交叉和锐角
④轮辐设计应避免收缩受阻
3.
尽可能避免铸件上的过大水平面
4.采用对称或强肋结构
熔模铸造特点：1.因铸造精密又无分型面吗，铸造尺寸精度高，表面质量好，是少、无切削加工工艺重要方法之一
2.可铸造形状复杂的铸件
3.铸造合金种类不受限制
4.生产批量不受限制
主要用于生产汽轮机的叶片，泵的叶轮，切削刀具，以及飞机、汽车、拖拉机、风动工具和机床上的小零件。
金属型铸造的不足
1.
金属型制造成本高；
2.金属型不透气，而且无退让性，易造成铸件洗不足、开裂或铸铁件白日等缺陷;
3.
金属型铸造时，铸型的工作温度、合金的浇注温度和浇注速度，铸件在铸型中停留的时间，以及所用的涂料等，对铸件的质量的影响甚为敏感，需要严格控制。
压力铸造广泛用于生产锌合金、铝合金、镁合金和铜合金等铸件
低压铸造广泛用于铝合金铸件的生产
卧式离心铸造机主要用于制造高度小于直径的圆环类铸件
HT100
低负荷
HT150
中等负荷
HT
200
HT
250
较大负荷
HT300
HT350
高负荷
第二章
金属塑性成形是利用金属所具有的塑性变形规律，在外力作用下通过塑性变形，获得具有一定形状、尺寸、精度和力学性能的零件或毛坯的加工方法
通常可分为、自由锻、模锻、板料冲压、挤压、拉拔、扎制等
金属塑性是指金属材料在外力作用下，发生永久变形而不断开裂的能力
伸长率和断面收缩率
加工硬化:金属在常温下随着变形量的增加，强度、硬度增加，塑性和韧度下降
影响塑性成形的内在因素：1.化学成分
2.金属组织
加工条件：1.变形温度
2.变形速度
3.应力状态
锻造比：锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法
拔长时，锻造比为y=S0/S
镦粗时的锻造比H0/H
确定锻造温度范围：钢、Mn1200~800
Cr1180~850
40CrMn
1150~800
铜合金800~900
650~700
铝合金450~500
350~380
自由锻结构工艺性，1.尽量避免椎体或斜面结构
2.避免几何体的交界处形成空间曲线
3.避免加强肋、凸台，工字型、椭圆形或其他非规则及外形
4.合理采用组合结构
结构工艺性图P75
模锻是在高强度锻模上预先制出与零件形状一致的模膛，锻造时使金属坯料在模膛内受压产生塑性变形而获得所需形状、尺寸以及内部质量锻件加工方法
设置飞边槽：锻造时部分金属先压入飞边槽内形成毛边，毛边很薄最先冷却，可以阻碍金属从模膛中流出，促使金属充满整个模膛，同时容纳多余金属，还可以换乘作用，减弱对上下模的打击，防止模锻开裂。飞边在锻后利用压力机上的切边模去除。
分模面的选择原则：1.保证模锻件能从模膛中顺利取出，最基本原则
2.分模面应尽量选在能使模膛深度最浅的位置上，以使金属容易充满模膛，并有利于锻模制造
3.应尽量使上下两模沿分模面的模膛轮廓一致，以便在锻模安装及锻造中容易发现错模现象，及时予以调整，保证锻件质量。
4.分模面尽量采用平面，并使上下锻模模膛深度基本一致，以便均匀充型，并利于锻模制造。5.使锻件上的敷料最少，锻件形状形状尽可能与零件形状一致，以降低材料消耗，并减少切削加工工作量。
利用冲模在压力机上使板料分离或变形，从而获得冲压件的加工方法称为板料冲压。分为分离工序和变形工序。
冲裁是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序
变形工序是使坯料产生塑性变形而不破裂的工序，主要包括弯曲、拉深、翻边、缩孔、压筋、胀形等
其他塑性方法，应用场合：挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法
拉拔是在压力作用下，迫使金属坯料通过拉拔模孔，以获得相应形状与尺寸制品的塑性加工方法
第三章
焊接通常指金属的焊接。是指通过加热或加压，或两者同时并用，使两个分离的物体产生原子间结合力而连接成一体的成形方法。分为
1.
熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法
2.
压焊是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接
3.
钎焊是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。
焊接接头的组织和性能：1.熔合区
2.过热区
3.正火区
4、不完全重结晶区
5.再结晶区
图P123
焊接热影响区的组织和性能：可分为融合区、过热区、正火区、不完全结晶区、再结晶区
焊接应力与变形：收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、波浪变形
选择合理的焊接顺序：1.尽量使焊缝能自由收缩，以减少焊接残余应力
2.对称焊缝采用分散对称焊工艺
焊条的组成与作用：焊条由焊芯及药皮两部分构成
焊芯有两个作用：一是传导焊接电流，产生电弧把电能转换成热能，二是焊芯本身熔化作为填充金属与液体母材金属熔合形成焊缝
药皮在焊接过程中的作用是保证电弧稳定燃烧；造气、造渣以隔绝空气，保护熔化金属：对融化金属进行脱氧、去硫、渗合金元素等
焊条种类选择
p133
焊条选用；1.考虑母材力学性能和化学成分
2.考虑焊接结构使用条件和特点
3.考虑焊条工艺性
4.考虑焊接设备条件
焊接工艺参数
主要包括焊条直径、焊接电流、焊接速度等
钢焊接的评定方法：1.
Wce0.6%,钢的可塑性较低，淬硬和冷冽倾向严重，焊接性差，焊接需预热到较高温度，并采取严格的焊接工艺措施及焊后热处理
焊接工艺性1.焊缝位置便于焊接操作
2.焊缝布置应有利于减少焊接应力和变形①尽量减少焊缝数量
②尽量分散布置焊缝
③尽量对称分布焊缝
3.焊缝应尽量避开最大应力和应力集中位置
4.尽量避开机械加工面
第四章
塑料成型方法：1.注塑成形
2.压塑成形
3.其他方法成形
复合材料成形工艺：复合材料是有两种或两种以上不同性质的材料组合在一起，性能比其组成材料优异的一类新型材料
特点：材料的复合过程与制品的成形过程同时完成，复合材料的生产过程也就是其制品成形过程。
第五章
模压粉末冶金成形工艺过程P215
原料粉末、添加剂-混合-压制呈现-烧结-零件成品
1.原料粉末的制取和准备
2.在常温下，将金属粉末及添加剂均匀混合的松散粉料，按一定量装入封闭的钢制模具型腔内，在压力机上以及一定压力压制成所需形状的坯块及压坯
3.将坯块在物料主要组元熔点以下的温度继续烧结，使制品具有最终物理、化学和力学性能
