材料表面工程基礎(chǔ)

1、材料表面工程基礎(chǔ)課后習(xí)題目錄及答案1.材料表面工程技術(shù)為什么能得到社會(huì)的重視獲得迅速發(fā)展?2.表面工程技術(shù)的目的和作用是什么?3.為什么說表面工程是一個(gè)多學(xué)科的邊緣學(xué)科?4.為什么會(huì)造成表面原子的重組？5.什么是實(shí)際表面？什么是清潔表面？什么是理想表面？6.常用的材料表面處理預(yù)處理種類及方法有哪些？7.熱噴涂技術(shù)有什么特點(diǎn)？8.熱噴涂涂層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？其形成過程中經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？9.簡單分析熱噴涂涂層的結(jié)合機(jī)理？10.熱噴涂只要有哪幾種噴涂工藝？各有什么特點(diǎn)？11.熱噴涂材料有哪幾大類？熱噴涂技術(shù)在新型材料開發(fā)方面可以做什么工作？12.鍍層如何分類？怎樣選擇使用？13.金屬電鍍包括哪些基

2、本步驟？說明其物理意義。14.電鍍的基本原理？15.共沉積合金的相特點(diǎn)有幾種類型？16.電刷鍍的原理及特點(diǎn)是什么？17.什么叫化學(xué)鍍？實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍過程有什么方式。18.與電鍍相比，化學(xué)鍍有何特點(diǎn)？19.熱浸鍍的基本過程是什么？控制步驟是什么？其實(shí)質(zhì)是什么？20.形成熱浸鍍層應(yīng)滿足什么條件？21.簡述鋼材熱鍍鋁時(shí)擴(kuò)散層的形成過程。22.熱鍍鋁的優(yōu)缺點(diǎn)怎樣？23.表面淬火與常規(guī)淬火的區(qū)別：臨界溫度上移、奧氏體成分不均勻、晶粒細(xì)化、硬度高、耐磨性好、抗疲勞強(qiáng)度高。24.表面淬火層組成：淬硬區(qū)、過渡區(qū)和心部區(qū)。25.硬化層厚度的測定：金相法和硬度法。26.噴丸強(qiáng)化技術(shù)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用圍。27.感應(yīng)加熱淬

3、火原理、渦流、集膚效應(yīng)。28.工件感應(yīng)加熱淬火的工藝流程。29.各種表面淬火的特點(diǎn)和應(yīng)用圍。30.什么是表面工程？表面工程技術(shù)的作用是什么？31.金屬離子電沉積的熱力學(xué)條件是什么？金屬離子從水溶液中沉積的可能性取決于什么？32.什么是熱噴涂技術(shù)？試簡述熱噴涂的特點(diǎn)。33.熱噴涂的涂層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？其涂層與基體的結(jié)合機(jī)理是什么？一般的等離子噴涂層不可能形成太厚的涂層，為什么？而 HVOF 技術(shù)則可以獲得 10 余毫米厚的超厚涂層，又是為什么？34.化學(xué)鍍的基本原理是什么？有哪些特點(diǎn)？35.材料表面工程技術(shù)是我校材料科學(xué)的學(xué)科優(yōu)勢之一？你對(duì)于我校材料表面技術(shù)的發(fā)展有什么想法和建議？36.材料表面

4、耐腐蝕的技術(shù)有哪些？我國規(guī)定煤礦系統(tǒng)的井筒井架、電力塔架、廣播發(fā)射塔等必須要進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)長效防腐處理。一般的壽命要求3050年。請對(duì)該項(xiàng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)：所需要的材料涂層體系、工藝、涂層厚度等。37.材料表面的耐磨損技術(shù)有哪些？試簡述分析各自的技術(shù)特點(diǎn)和適用圍。38.提高零件表面表面耐蝕性能的涂層技術(shù)主要有哪些？試簡述分析各自的技術(shù)特點(diǎn)和適用圍。39.熱噴涂有哪些主要的噴涂工藝？各有什么技術(shù)特點(diǎn)？熱噴涂工藝選用的基本原則是什么？40.舉例說明對(duì)于耐腐蝕、耐磨損、耐高溫、絕緣導(dǎo)電以及可磨損涂層的各種情況下的選用工藝和材料？1 材料表面工程技術(shù)為什么能得到社會(huì)的重視獲得迅速發(fā)展?1.工業(yè)發(fā)展對(duì)機(jī)電產(chǎn)品提

5、出更高要求(高溫、高壓、高速、重載以及腐蝕介質(zhì)等惡劣工況下可靠地工作 )。2.相關(guān)科技的發(fā)展為表面工程注入活力、 提供支撐 :如高分子材料和納米材料的發(fā)展 ,激光束、離子束、電子束三種高能量密度熱源的實(shí)用化等。3.表面工程適合我國國情 ,能大量節(jié)約能源、資源 ,體現(xiàn)了科技盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的要求 ,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。1）社會(huì)生產(chǎn)、生活的需要2）通過表面處理大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量3）節(jié)約貴重材料4）實(shí)現(xiàn)材料表面復(fù)合化，解決單一材料無法解決的問題 5）良好的節(jié)能、節(jié)材效果 6）促進(jìn)了新興工業(yè)的發(fā)展2 表面工程技術(shù)的目的和作用是什么?表面工程技術(shù)的主要目的： 就是在于通過表面處理使材料表面按人們希望的性

6、能進(jìn)行改變。具體說：表面工程技術(shù)是在不改變基體材料的成分、 不削弱基體材料的強(qiáng)度的條件下，通過物理手段或化學(xué)手段賦予材料表面以特殊的性能， 從而滿足工程技術(shù)上對(duì)材料提出的要求的技術(shù)。表面工程技術(shù)的作用就是改善或賦予表面各種作用：提高材料或零件的耐蝕性、抗高溫氧化性及提高抗浸蝕能力；提高耐摩擦磨損、磨蝕、粘結(jié)、咬合、沖刷、減磨及潤滑的能力；提高耐熱、導(dǎo)熱、隔熱、吸熱、與熱反射的作用；賦予材料特定的物理特性， 賦予材料特定的化學(xué)特性， 賦予制件表面裝飾特性， 鮮艷的色彩及圖文；非金屬表面金屬化、光化及抗老化；提高材料制件表面完整性、光潔度、提高抗疲勞和抗腐蝕疲勞的能力；3. 為什么說表面工程是一個(gè)

7、多學(xué)科的邊緣學(xué)科 ?材料表面工程是一門很新的邊緣學(xué)科， 它不但涉及到諸如： 表面物理學(xué)、 表面化學(xué)、金屬學(xué)、瓷學(xué)、高分子學(xué)、傳熱學(xué)、傳質(zhì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的理論，而且其本身也溶入了諸多學(xué)科的新技術(shù)。4. 為什么會(huì)造成表面原子的重組？處于界面上的原子除受到來自部自身原子的作用力外，還受到外部介質(zhì)分子 (或原子）的作用力。 顯然其力是不平衡的，若外部為真空更是如此。這使得表面原子偏離正常的平衡位置， 從而牽動(dòng)著附近的幾層原子， 造成表層產(chǎn)生畸變， 表面的各種缺陷更加重了這種畸變。這樣就使表層原子的能量比部的要高很多。比較大的表面能有剩余吸引力，必然有通過原子遷移或吸附外來物質(zhì)以調(diào)整結(jié)構(gòu)向低能態(tài)演變的趨勢

8、，以晶態(tài)物質(zhì)、表面有眾多微孔和巨大表面積以及活性大的物質(zhì)尤甚。 處于界面上的原子其原子結(jié)構(gòu)與部的也存在區(qū)別， 表面原子周圍的電子無論是能量或是空間分布都不同于部原子，這就在很大程度上決定了材料表面的化學(xué)特性。5.什么是實(shí)際表面？什么是清潔表面？什么是理想表面？實(shí)際表面：一是所謂“表面層”，它包括基體材料和加工硬化層；另一部分是所謂“外表面層”，它包括吸附層、氧化層等。清潔表面：清潔表面是經(jīng)過特殊處理（即保證組成上的確定性）后，保持在超高真空下的表面（即保證表面不隨時(shí)間而改變）理想表面：是一種理論上的結(jié)構(gòu)完整的二維點(diǎn)陣平面。6. 常用的材料表面處理預(yù)處理種類及方法有哪些？1、基體表面平整：磨光滾

9、光 拋光 刷光 振動(dòng)磨光2、基體表面清潔：除油（有機(jī)溶劑除油 化學(xué)除油 電化學(xué)除油 超聲除油） 除銹 除銹除油聯(lián)合處理3、基體表面拋光處理：化學(xué)拋光 電化學(xué)拋光 4、基體表面噴砂與噴丸處理：噴砂 噴丸7. 熱噴涂技術(shù)有什么特點(diǎn)？涂層的基體材料幾乎不受限制涂層材料的種類選擇圍廣泛噴涂施工對(duì)象的尺寸大小和形狀不受限制母材性能不變化涂層厚度可在較大圍變化可噴涂成形節(jié)能高效，但涂層面積小時(shí)經(jīng)濟(jì)性差 環(huán)保性好，對(duì)環(huán)境污染小8. 熱噴涂涂層的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？其形成過程中經(jīng)歷了哪幾個(gè)階段？噴涂層是由無數(shù)變形粒子互相交錯(cuò)呈波浪式堆疊在一起的層狀組織結(jié)構(gòu)。 顆粒與顆粒之間存在一定量的空隙和孔洞。 其孔隙率一般在

10、 115%之間。涂層中還伴有氧化物和夾雜。從噴涂材料進(jìn)入熱源到形成涂層，噴涂過程一般經(jīng)歷四個(gè)階段： 1）噴涂材料被加熱 (heating)、熔化 (melting)； 2）熔化的噴涂材料被霧化 (atomizing)；3）熔融或軟化的微細(xì)顆粒的噴射飛行(accelerated)；4） 粒子在基體表面發(fā)生碰撞、變形、凝固和堆積(impacting & flatten) 。9.簡單分析熱噴涂涂層的結(jié)合機(jī)理？涂層的結(jié)合包括涂層與基體表面的結(jié)合和涂層部的結(jié)合。 涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度稱為結(jié)合力；涂層部的結(jié)合強(qiáng)度稱為聚力。 涂層中顆粒與基體表面之間的結(jié)合以及顆粒之間的結(jié)合機(jī)理目前尚無定論：1）機(jī)械

11、結(jié)合 拋錨效應(yīng)2）擴(kuò)散 -冶金結(jié)合3）化學(xué)物理結(jié)合 -德華力等10. 熱噴涂只要有哪幾種噴涂工藝？各有什么特點(diǎn)？火焰噴涂火焰噴涂技術(shù)的基本特點(diǎn)是： 一般金屬、 非金屬基體均可噴涂， 對(duì)基體的形狀和尺寸通常也不受限制， 但小孔目前尚不能噴涂； 涂層材料廣泛， 金屬、合金、瓷、復(fù)合材料均可為涂層材料，可使表面具有各種性能，如耐腐蝕、耐磨；耐高溫、隔熱等： 涂層的多孔性組織有儲(chǔ)油潤滑和減摩性能， 含有硬質(zhì)相的噴涂層宏觀硬度可達(dá) 450HB，噴焊層可達(dá) 65HRC；火焰噴涂對(duì)基體影響小，基體表面受熱溫度為 200 250，整體溫度約 70 80，故基體變形小，材料組織不發(fā)生變化。火焰噴涂技術(shù)的缺點(diǎn)：

12、噴涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度較低， 不能承受交變載荷和沖擊載荷；基體表面制備要求高； 火焰噴涂工藝受多種條件影響， 涂層質(zhì)量尚無有效檢測方法。絲材火焰噴涂、粉末火焰噴涂、粉末火焰噴焊、棒材火焰噴涂、超音速火焰噴涂（ HVOF） 爆炸噴涂、普通、高速、超音速絲材電弧噴涂、真空電弧噴涂、惰性氣氛電弧噴涂 、高頻噴涂 、線材電爆噴涂 大氣等離子噴涂、低壓真空等離子噴涂、保護(hù)氣氛等離子噴涂 、水穩(wěn)等離子噴涂 、超音速等離子噴涂 激光噴涂 - 激光噴涂、激光噴焊 電弧噴涂的特點(diǎn)(1)熱效率高(2)生產(chǎn)率高(3)噴涂成本低(4)涂層結(jié)合強(qiáng)度高(5)可方便地制備偽合金涂層等離子噴涂： 超高溫特性， 便于進(jìn)行高熔點(diǎn)材

13、料的噴涂。 噴射粒子的速度高，涂層致密，粘結(jié)強(qiáng)度高。 由于使用惰性氣體作為工作氣體， 所以噴涂材料不易氧化。11. 熱噴涂材料有哪幾大類？熱噴涂技術(shù)在新型材料開發(fā)方面可以做什么工作？（ 1）根據(jù)熱噴涂材料的不同形狀，可以分為絲材、棒材、軟線和粉末四類（ 2）根據(jù)噴涂材料的成分，可以分為金屬、合金、瓷和塑料噴涂材料四大類（ 3）根據(jù)噴涂材料的性質(zhì)以及獲得的涂層性能，可以分為隔熱材料，抗高溫氧化材料，耐磨材料，耐腐蝕材料，自潤滑減磨材料，導(dǎo)電、絕緣材料，黏結(jié)底層材料和功能材料八類軋鋼輥 767起落架軸 汽車氣缸表面 等離子噴涂瓷 生物人造骨關(guān)節(jié) 航空發(fā)動(dòng)機(jī) 有 3000多處 需要熱噴涂 表面長效防

14、護(hù) 火箭發(fā)射燃燒筒 熱障涂層 造紙輥 水輪機(jī)葉片 汽輪機(jī) 高度集成化和操作簡單化 (智能傻瓜型 ) 節(jié)能、高效（噴涂速率和沉積效率） 新型涂層材料的開發(fā) (非晶態(tài)、準(zhǔn)晶態(tài)、納米材料和金屬間化合物 )清潔生產(chǎn) 非晶態(tài)涂層 準(zhǔn)晶態(tài)涂層 納米涂層 金屬間化合物涂層 超混雜涂層 (金屬、聚合物、瓷層間交替 ) 其它12. 鍍層如何分類？怎樣選擇使用？1）按使用性能可分為：防護(hù)性鍍層防護(hù) -裝飾性鍍層裝飾性鍍層耐磨和減磨鍍層電性能鍍層磁性能鍍層可焊性鍍層 耐熱鍍層修復(fù)用鍍層2）按鍍層與基體金屬之間的電化學(xué)性質(zhì)可分為：陽極性鍍層和陰極性鍍層3）按鍍層的組合形式，可分為：單層鍍層和復(fù)合鍍層4）按鍍層成分分類

15、，可分為：單一金屬鍍層、合金鍍層及復(fù)合鍍層 選擇使用：首先要了解鍍層是否具有所要求的使用性能， 然后按照零件的服役條件及使用性能要求，選用適當(dāng)?shù)腻儗樱€要按基材的種類和性質(zhì)，選用相匹配的鍍層；另外要依據(jù)零件加工工藝選用適當(dāng)?shù)腻儗?；此外，要考慮鍍覆工藝的經(jīng)濟(jì)性。13. 金屬電鍍包括哪些基本步驟？說明其物理意義。1）傳質(zhì)步驟：液相中的反應(yīng)粒子（金屬水化離子或配合離子）向陰極表面?zhèn)鬟f的步驟，有電遷移、擴(kuò)散及對(duì)流三種不同方式。 2）前置化學(xué)步驟：研究表明，直接參加陰極電化學(xué)還原反應(yīng)的金屬離子往往不是金屬離子在電解液中的主要存在形式。 在還原之前， 離子在陰極附近或表面發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)化， 然后才能放電還原為

16、金屬。 3）電荷轉(zhuǎn)移步驟：反應(yīng)粒子在陰極表面得到電子形成吸附原子或吸附離子的過程稱為電荷轉(zhuǎn)移步驟， 又稱為電化學(xué)步驟， 這里主要發(fā)生電荷從陰極表面轉(zhuǎn)移到反應(yīng)粒子的過程， 這是電沉積過程的重要步驟。 4）結(jié)晶步驟 : 吸附原子通過表面擴(kuò)散到達(dá)生長點(diǎn)而進(jìn)入晶格， 或吸附原子相互碰撞形成新的晶核并長大成晶體。14. 電鍍的基本原理？是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中， 以被鍍基體金屬為陰極， 通過電解作用， 使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來， 形成鍍層的一種表面加工方法15. 共沉積合金的相特點(diǎn)有幾種類型？（ 1）兩種金屬中至少有一種金屬能從其鹽的水溶液中沉積出來。有些金屬（如 W,Mo等

17、）不能從其鹽的水溶液中沉積出來，但可以借助誘導(dǎo)沉積與鐵族金屬共沉積。（ 2）共沉積的兩金屬的沉積電位須十分接近。如果相差太大，則電位較正的金屬將優(yōu)先鍍出來，甚至完全排斥電位較負(fù)金屬的析出，這樣就不能形成合金鍍層。16. 電刷鍍的原理及特點(diǎn)是什么？原理： 直流電源的正極通過導(dǎo)線與鍍筆相聯(lián)，負(fù)極通過導(dǎo)線和工件相聯(lián)，當(dāng)電流方向由鍍筆流向工件時(shí)為正向電流， 正向電流接通時(shí)發(fā)生電沉積； 電流方向從工件流向鍍筆時(shí)為反向電流，反向電流接通時(shí)工件表面發(fā)生溶解。特點(diǎn)：設(shè)備工藝簡單，操作方便，不需要大的渡槽設(shè)備。合力強(qiáng)，力學(xué)性能好 沉積速度快，生產(chǎn)效率高 鍍層種類多，與基體結(jié) 刷鍍液不含氰化物和劇毒藥品，操作安全

18、污染小。耗陽極包纏材料等缺點(diǎn)。但存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，消17. 什么叫化學(xué)鍍？實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍍過程有什么方式。定 義 ： 化 學(xué) 鍍 也 稱 為 無 電 解 鍍 (Electroless Plating)或 自 身 催 化 電 鍍 (autocatalytic plating)，是一種不使用外電源、 而是利用還原劑使溶液中的金屬離子在基體表面上自催化還原沉積出鍍層的化學(xué)處理方法。三種方式：置換沉積、接觸沉積和還原沉積。18. 與電鍍相比，化學(xué)鍍有何特點(diǎn)？1.鍍覆過程不需外電源驅(qū)動(dòng)；2.均鍍能力好，形狀復(fù)雜、有孔、腔的鍍件均可獲得均勻的鍍層；3.孔隙率底；4.鍍液通過維護(hù)、調(diào)整可反復(fù)使用，但使用周期有限；

19、5.可在金屬、非金屬以及有機(jī)物上沉積鍍層。 突出優(yōu)點(diǎn)：不需要外加直流電源設(shè)備，前處理工藝簡單。 對(duì)幾何形狀復(fù)雜的鍍件，可獲得厚度均勻的鍍層。 可自動(dòng)形成含第二種元素的合金相 。化學(xué)鍍層多為非晶態(tài)金屬鍍層(如 Ni P 合金 )?？稍诮饘?、非金屬、半導(dǎo)體等不同基材上鍍覆。缺點(diǎn)：化學(xué)鍍與電鍍相比，所用的溶液穩(wěn)定性較差，且溶液的維護(hù)、調(diào)整和再生都比較麻煩，材料成本費(fèi)較高。19. 熱浸鍍的基本過程是什么？控制步驟是什么？其實(shí)質(zhì)是什么？熱浸鍍基本過程：（ 1）介質(zhì)中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以提供界面反應(yīng)所需要的反應(yīng)物（ 2）反應(yīng)物通過擴(kuò)散輸運(yùn)至金屬表面，此稱為外擴(kuò)散（ 3）反應(yīng)物中的某些粒子被金屬表面吸附，并發(fā)生

20、界面反應(yīng)（ 4）界面反應(yīng)產(chǎn)生的活性原子為金屬表面層吸收并向縱深遷移，達(dá)到一定的深度，此稱擴(kuò)散熱浸鍍的工藝預(yù)鍍件前處理熱浸鍍后處理制品定義：熱浸鍍是將一種基體金屬浸在熔融狀態(tài)的另一種低熔點(diǎn)金屬中， 在其表面形成一層金屬鍍層的方法。20. 形成熱浸鍍層應(yīng)滿足什么條件？a 滲入金屬必須能與基體金屬 形成固溶體或者金屬間化合物 b 滲入元素與基體金屬必須保持緊密的接觸，即滲入元素可以在界面被吸附c 必須保持一定的溫度，使原子具有一定的擴(kuò)散動(dòng)力d 生成的活性原子的化學(xué)反應(yīng)必須滿足一定的熱力學(xué)條件21. 簡述鋼材熱鍍鋁時(shí)擴(kuò)散層的形成過程。(a)當(dāng)鐵浸于熔融鋁時(shí)，表面發(fā)生浸潤、溶解和相互擴(kuò)散形成擴(kuò)散層。(b

21、)鋁中鐵濃度增大，形成金屬間化合物FeAl3(c)隨著兩種金屬原子的相互擴(kuò)散，層的厚度達(dá)到一定值，并出現(xiàn)Fe2A15相(d) 柱狀晶生長， Fe2A15轉(zhuǎn)變?yōu)?FeAl3(e)由于 Fe2A15的生長和鐵向鋁中擴(kuò)散速度的增大， 使鋁在鐵中的固溶區(qū)消失 (f) 在整個(gè)擴(kuò)散層中，除相外幾乎無其他相存在22. 熱鍍鋁的優(yōu)缺點(diǎn)怎樣？鍍鋁鋼的優(yōu)點(diǎn)：a 良好的耐熱性（抗高溫氧化性）鍍鋁鋼材在大氣中在 450 以下可長期使用，且不改變其顏色，在 500 以上開始出現(xiàn)氧化增重和變色。鍍鋁鋼材的耐熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未鍍鋁的鋼材b 良好的耐腐蝕性特別耐含有 S02、H2S、NO2 、C02，等工業(yè)大氣的腐蝕性。此外還耐

22、海洋大氣和潮濕環(huán)境的腐蝕。 鍍鋁鋼耐海洋大氣的腐蝕性也優(yōu)于鍍鋅鋼。 表列出美國鋼鐵公司對(duì)鍍鋁鋼板在不同地區(qū)不同環(huán)境下腐蝕結(jié)果c 對(duì)光和熱的良好反應(yīng)性鍍鋁鋼材具有優(yōu)良的對(duì)光和熱的反射能力。這與鍍鋁層表面形成致巒而光澤的 Al2O3 膜有關(guān)。鍍鋁鋼的缺點(diǎn)：鍍層含有金屬間化合物脆性相，使其加工性變壞，鋼材表面被鋁液侵蝕并溶解在鋁液中，而使鋁層含有雜質(zhì)鐵， 從而影響其耐腐蝕性； 鍍鋁的溫度仍然偏高，而影響鋁鍋的使用壽命；鍍層表面易粘服鋁渣而影響其外觀等23. 表面淬火與常規(guī)淬火的區(qū)別： 臨界溫度上移、 奧氏體成分不均勻、 晶粒細(xì)化、硬度高、耐磨性好、抗疲勞強(qiáng)度高。24. 表面淬火層組成：淬硬區(qū)、過渡區(qū)

23、和心部區(qū)。25. 硬化層厚度的測定：金相法和硬度法。26. 噴丸強(qiáng)化技術(shù)原理、特點(diǎn)、應(yīng)用圍。利用高速彈丸強(qiáng)烈沖擊零部件表面，使之產(chǎn)生形變硬化層并引進(jìn)殘余壓應(yīng)力。噴丸強(qiáng)化已廣泛用于彈簧、齒輪、鏈條、軸、葉片、火車輪等零部件；可顯著提高抗彎曲疲勞、 抗腐蝕疲勞、抗應(yīng)力腐蝕疲勞。 抗微動(dòng)磨損、耐點(diǎn)蝕（孔蝕）能力。27. 感應(yīng)加熱淬火原理、渦流、集膚效應(yīng)。鐵制零件在高頻交變磁場中， 鐵的部將產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。 電流在金屬體自行閉合，稱為渦流。由于工件阻抗很小，渦流很大。受集膚效應(yīng)的影響，越靠近工件表面電流越大。感應(yīng)電流快速將零件的表面加熱到 Ac3 或 Acm 以上，快速冷卻后即可在零件表層獲得馬氏

24、體組織。感應(yīng)加熱頻率越高，淬硬層越淺，但加熱速度越快。28. 工件感應(yīng)加熱淬火的工藝流程。以齒輪加工為例鍛打毛坯正火處理 (220HB)粗加工調(diào)質(zhì)處理（ 250HB）精加工（滾齒）感應(yīng)加熱淬火回火（ 55HRC）磨削29. 各種表面淬火的特點(diǎn)和應(yīng)用圍。具體參見 PPT30. 什么是表面工程？ 表面工程技術(shù)的作用是什么？概念：是經(jīng)表面預(yù)處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面技術(shù)復(fù)合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態(tài)、 化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀態(tài)， 以獲得所需要表面性能的系統(tǒng)工程。作用：提高材料或零件的耐蝕性、 抗高溫氧化性及提高抗浸蝕能力； 提高耐摩擦磨損、磨蝕、粘結(jié)、咬合、沖刷、減磨

25、及潤滑的能力；提高耐熱、導(dǎo)熱、隔熱、吸熱、與熱反射的作用；賦予材料特定的物理特性， 賦予材料特定的化學(xué)特性， 賦予制件表面裝飾特性，鮮艷的色彩及圖文；非金屬表面金屬化、光化及抗老化；提高材料制件表面完整性、光潔度、提高抗疲勞和抗腐蝕疲勞的能力；31.金屬離子電沉積的熱力學(xué)條件是什么？金屬離子從水溶液中沉積的可能性取決于什么？條件：電極電位足后負(fù) 取決：不僅取決于其本身的電化學(xué)性質(zhì)，還決定于金屬的還原電位與氫還原電位的相對(duì)大小32. 什么是熱噴涂技術(shù)？試簡述熱噴涂的特點(diǎn)。利用熱源將噴涂材料加熱熔化或軟化， 以一定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝方法。 熱噴涂技術(shù)的特點(diǎn)：（ 1）取材圍廣 金屬、合

26、金、瓷、有機(jī)高分子材料均可作為噴涂材料 （2）可用于各種基體（ 3）保持基體較低的溫度（ 4）工效高 （5）被噴涂物件不受大小限制 （6） 涂層厚度較易控制（ 7） 可賦予普通材料以特殊的表面性能33.熱噴涂的涂層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？其涂層與基體的結(jié)合機(jī)理是什么？一般的等離子噴涂層不可能形成太厚的涂層，為什么？而 HVOF 技術(shù)則可以獲得 10 余毫米厚的超厚涂層，又是為什么？（ 1）涂層組成涂層組成與噴涂前的材料不完全相同。（2）噴涂層的結(jié)構(gòu)無數(shù)變形粒子互相交錯(cuò)， 呈波浪式堆疊在一起的層狀組織結(jié)構(gòu)。 噴涂層由變形顆粒、氣孔和氧化物夾雜組成。 （3）涂層殘余應(yīng)力溶融顆粒撞擊基材表面，產(chǎn)生變形同時(shí)受到急冷而凝固； 粒子冷凝收縮產(chǎn)生微觀收縮應(yīng)力； 應(yīng)力積聚造成涂層整體殘余應(yīng)力。（ 4）涂層的硬度 硬度較噴涂前的材料高 （5）熱噴涂層的性能防銹防蝕性能 耐磨性能 耐高溫性能涂層中顆粒與基材表面間，顆粒與顆粒間屬物理一化學(xué)”結(jié)合包括 :1 機(jī)械結(jié)合 撞成扁平狀的顆粒，與凹凸不平的表面互相嵌合，形成機(jī)械的結(jié)合 2冶金一化學(xué)結(jié)合 涂層和基材表面出現(xiàn)擴(kuò)散和合金