工程材料及成型基礎(chǔ)知識點整理

1、PPT填空題和簡答題1一、填空題1、金屬結(jié)晶包括形核與長大兩個過程。3、晶粒和晶粒之間的界面稱為晶界。4、在結(jié)晶過程中，細(xì)化晶粒的措施有提高冷卻速度、變質(zhì)處理、振動。5、由于溶質(zhì)原子的溶入，固溶體發(fā)生晶格畸變，變形抗力增大，使金屬的強度、硬度升高的現(xiàn)象稱為固溶強化。6、常見的金屬晶格類型體心立方、面心立方和密排立方。7、在晶體缺陷中，點缺陷主要有空位、間隙原子、置換原子，線缺陷主要有刃型位錯、螺型位錯，面缺陷主要有晶界、亞晶界8、金屬結(jié)晶時，實際結(jié)晶溫度必須低于理論結(jié)晶溫度，結(jié)晶過冷度主要受冷卻速度影響。9、當(dāng)金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時，將使合金的強度、硬度及耐磨性明顯提高，

2、這一現(xiàn)象稱為固溶強化。10.再結(jié)晶退火的前提是冷變形足夠高的溫度，它與重結(jié)晶的區(qū)別在于無晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。1.奧氏體的晶格類型是 面心立方 。2.鐵素體的晶格類型是 體心立方 。11.亞共析鋼的室溫組織是 F+P 。 1.鋼的淬透性是指 鋼淬火時所能達到的最高硬度值 。23滲碳鋼滲碳后的熱處理包括 淬火 和 低溫回火 ，以保證足夠的硬度。24.在光學(xué)顯微鏡下觀察，上貝氏體顯微組織特征是 羽毛狀 ，下貝氏體顯微組織特征呈 針狀。5.零件失效的基本類型為_表面損傷 、過量變形 、斷裂 。2.線型無定型高聚物的三種力學(xué)狀態(tài)為 玻璃態(tài) 、 高彈態(tài) 、 粘流態(tài) 。1、一個鋼制零件，帶有復(fù)雜形狀的內(nèi)腔，該零件

3、毛坯常用 鑄造 方法生產(chǎn)。2、金屬的流動性主要決定于合金的 成分 3、流動性不好的鑄件可能產(chǎn)生 冷隔 和澆不足缺陷。4、鑄造合金充型能力不良易造成冷隔和 澆不足 等缺陷，12.過共析鋼的室溫組織是 P+Fe3C 。13.共晶反應(yīng)的產(chǎn)物是 Ld 1. 20鋼齒輪、45鋼小軸、T12鋼銼的正火的目的分別是：提高硬度，滿足切削加工的要求 、 作為最終熱處理，滿足小軸的使用要求 、 消除網(wǎng)狀滲碳體 。2、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中， T8 鋼的b值最高。3、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中， T13鋼 的HBS值最高。4、為使鋼得到理想的耐磨性，應(yīng)進行淬火加 低溫 回

4、火。5、為使鋼獲得理想的彈性，應(yīng)進行淬火加 中溫 回火。6、為保證鋼的綜合性能，淬火后應(yīng)進行 高溫 回火。7.為改善低碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為 正火或退火。8.為改善高碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為 退火 。9.軸類等重要零件的最終熱處理常為 調(diào)質(zhì) 。10.冷沖模等常用的最終熱處理為 淬火加低溫回火 。11.汽車變速齒輪等常用的最終熱處理為 滲碳、淬火加低溫回火 。12.機床變速齒輪等常用的最終熱處理為調(diào)質(zhì)加表面淬火 。13.鋼的常規(guī)熱處理（四把火）是指 退火、正火、淬火、回火 。14.影響奧氏體晶粒長大的因素有 加熱溫度 和 碳含量 。 15.馬氏體是碳在-Fe中的過飽和固溶體，其

5、力學(xué)性能的主要特點是具有高的硬度強度。21.鋼的淬硬性是指 鋼在淬火時獲得淬硬層深度的能力 ， 5、縮松主要出現(xiàn)在 最后凝固部位。6、一般灰鑄鐵的碳當(dāng)量處在共晶點附近，究其原因是流動性 好 ，收縮 小 。7、影響合金充型性的因素是成分和澆注條件。8、定向凝固原則主要適用于液態(tài)收縮大的合金，其目的是防止縮孔。9、同時凝固原則主要適用于固態(tài)收縮大的合金，其目的是減少殘余應(yīng)力。10、鑄鐵中縮孔和縮松是在液態(tài)收縮和凝固收縮兩個階段形成。11、防止鑄件變形的方法有：設(shè)計時應(yīng)使壁厚均勻，工藝上采用同時凝固原則。12、粗大厚實的鑄件冷卻到室溫時，鑄件的表層呈壓應(yīng)力，心部呈拉應(yīng)力。2、澆注位置的選擇，主要保證

6、鑄件的質(zhì)量 ；而分型面的選擇主要考慮 簡化操作。3、鑄件上質(zhì)量要求高的面，在澆鑄時應(yīng)該盡量使其處于鑄型的 下 面或側(cè) 面4、制定鑄造工藝時，一般從 保證質(zhì)量 發(fā)，確定澆鑄位置；從 簡化操作 出發(fā)確定分型面。1、鋼錠經(jīng)適當(dāng)鍛造后，力學(xué)性能大為改善，這是由于鍛造后使晶粒 細(xì)化 ，且使組織 致密 。2、實際晶體的點缺陷表現(xiàn)為 空位和間隙原子 。3、金屬塑性變形后 強度 增加，塑性 下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化。4、鍛造前金屬加熱的目的是 提高塑性 、降低變形抗力。5、鍛造流線的存在，使得材料的力學(xué)性能具有方向性，因此設(shè)計和制造零件時，應(yīng)使零件工作時最大的 正 應(yīng)力方向與流線方向一致，最大 剪 應(yīng)力方向與

7、流線方向垂直。6、合金材料的鍛造性常采用材料的 變形抗力(s ) 和 塑性 兩個指標(biāo)來衡量。7.鍛造流線的明顯程度與變形量有關(guān)，鍛造流線使鍛件的力學(xué)性能出現(xiàn)各向異性。1、鍛造高度小、截面積大的工件一般采用 鐓粗 工序，而鍛造長而截面積小的工件如軸時常采用 拔長 工序。 2.模膛根據(jù)其功能不同可分為制坯模膛和模鍛模膛。3.在繪制工件鍛件圖時，除了考慮鍛件的余量以外，還要考慮鍛件的公差 及 余塊 。1、拉深時，為防止起皺及拉穿應(yīng)控制 壓邊力 及 拉深系數(shù) 2、拉深時通常用 拉伸系數(shù) 控制變形程度，此值越小，變形程度越 大 。3.沖孔工序中，凸模刃口尺寸取決于孔的 尺寸，落料模凹模刃口尺寸取決于落料

8、件的 尺寸。4.彎曲變形程度受最小內(nèi)彎半徑的限制，一般 塑 性好的材料最小內(nèi)彎半徑可以小些；變形方向與流線方向平行時，最小內(nèi)彎半徑可以小些。5.拉深時通常用拉深系數(shù)來控制變形程度，此值越小，變形程度越 大 。1、焊接接頭中 熔合 區(qū)和 過熱 區(qū)對焊接接頭質(zhì)量影響最大。2、焊接電弧中陽極區(qū)產(chǎn)生的熱量最多，而 弧柱 區(qū)溫度最高。3、消除焊接應(yīng)力的有效方法是焊后進行去應(yīng)力退火處理。消除焊接熱影響區(qū)粗晶的有效方法是焊后進行退火或正火。4、在生產(chǎn)中減少焊接應(yīng)力和變形的有效方法是焊前預(yù)熱 焊后緩冷(或去應(yīng)力退火)5、評價鋼焊接性常用 碳當(dāng)量 公式估算，45鋼、20鋼及T8鋼中以20鋼焊接性最好。6、估計碳

9、鋼焊接性的主要依據(jù)是碳當(dāng)量 。另外，工件厚度也有一定的影響，厚度越大，焊接性越 差 。7.按焊接過程特點，焊接方法可分為熔焊、壓焊和釬焊三大類。1、埋弧焊適于批量焊接、 平直焊縫 及 大環(huán)形 焊縫。2.按焊條藥皮性質(zhì)可分為 酸性 焊條和 堿性 焊條。3.CO2氣體保護焊適用于碳鋼和普通低合金鋼焊接。4.焊接碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼時應(yīng)選用結(jié)構(gòu)鋼焊條，焊接耐熱鋼和不銹鋼等特殊性能鋼時，為保證接頭的特殊性能，應(yīng)使焊縫和焊件具有相同或相近的成分 。二、簡答題1.金屬晶體的常見晶格有哪幾種？體心立方、面心立方、密排立方2.固溶體有幾種類型?鐵素體屬何種固溶體？固溶體：有間隙固溶體和置換固溶體兩類，鐵素體屬于

10、間隙固溶體。3.什么是細(xì)晶強化？給出三種細(xì)化晶粒的措施。通過細(xì)化晶粒來提高材料力學(xué)性能的方法稱為細(xì)晶強化。細(xì)化措施：1）變質(zhì)處理；2）提高冷卻速度3）振蕩6.為什么過冷度越大，結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小?過冷度越大，形核越迅速，晶粒越多，自然就越細(xì)小1.試用多晶體塑性變形的過程說明細(xì)晶強化的機理。多晶體滑移阻力大，故強度比單晶體高，且晶粒越細(xì)，強度越高，硬度越大。另一方面，因晶粒越細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進行，每個晶粒的變形也較均勻，所以塑性、韌性也較好。2.在一定范圍內(nèi)，為什么冷變形度越大，再結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小?過冷度對鑄件晶粒大小影響是通過冷卻速度實現(xiàn)的。因為過冷度的大小與冷卻

11、速度密切相關(guān)，冷卻速度越快，實際結(jié)晶溫度就越低，過冷度就越大；反之冷卻速度越慢，過冷度就越小，實際結(jié)晶溫度就更接近理論結(jié)晶溫度。當(dāng)冷卻速度大時，鑄件的晶粒較細(xì)；當(dāng)冷卻速度較慢時，鑄件晶粒容易長大，表現(xiàn)為粗大的柱狀晶。由此可知，過冷度大，晶粒就細(xì)??；過冷度小，晶粒就粗大。但是，過冷度過于大的話，有可能激冷來不及凝固成晶體，形成非晶體。3.導(dǎo)線常用冷拔銅絲為材料，試分析冷拔的目的和冷拔后的處理。冷拔的目的：冷變形強化；冷拔后的處理：去應(yīng)力退火。4.簡述金屬材料強化的基本機理？固溶強化：即形成固溶體而強化，也就是合金化。細(xì)晶強化：晶粒細(xì)小，晶界增多，阻止位錯滑移。加工硬化：增加位錯和亞結(jié)構(gòu)細(xì)化。彌散

12、強化：第二相強化，成彌散分布。沉淀硬化：析出第二相強化。5.何謂冷變形強化？有何利弊？金屬進行塑性變形時金屬的強度和硬度升高而其塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化。利弊：材料的強度、硬度增加，但進一步變形困難。1、纖維組織對材料的性能有何影響，舉例說明在零件成形中如何利用這一特性。纖維組織存在各向異性。如齒輪毛坯的鐓粗、軋制齒輪，重要軸類零件毛坯的拔長等。2.室溫下Fe-C合金中基本相有哪些？基本組織有哪些？基本相有：鐵素體、滲碳體?；窘M織有：鐵素體、滲碳體、珠光體、萊氏體。3.根據(jù)鐵碳合金相圖分析說明制造汽車外殼多用低碳鋼（C<0.2%），制造機器零件（如機床主軸）多用中碳鋼，制造工

13、具（如銼刀）多用高碳鋼，而C>1.3%的鐵碳合金工業(yè)上很少應(yīng)用的原因低碳鋼組織以F為主，塑性好。中碳鋼組織以P為主，終合性能好。高碳鋼組織為P+滲碳體，硬度高。C>1.3%時，滲碳體成網(wǎng)嚴(yán)重，性能變變脆。4. 為什么T12鋼比T8鋼硬度高，但強度低？T12組織中滲碳體含量比T8高，故硬度高；但滲碳體成網(wǎng)，強度低。1. 現(xiàn)有形狀相同的三塊平衡態(tài)鐵碳合金，分別為20，T12，HT200請設(shè)法將它們區(qū)分開。首先敲擊，聲音低沉的是HT200，然后剩下兩個對劃，有劃痕的是20。1. 根據(jù)鐵碳合金退火后室溫下的顯微組織，說明T8鋼比40鋼的強度、硬度高，但塑性、韌性差的原因。T8鋼組織為P，F(xiàn)

14、e3C比40鋼多，且分布合理，、HB高，但、ak低2. 何謂調(diào)質(zhì)處理？淬火后高溫回火的熱處理方法為調(diào)質(zhì)處理 3.簡要說明鋼為什么能通過熱處理改變其性能？鋼鐵材料能夠進行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構(gòu)現(xiàn)象4.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述索氏體與回火索氏體有何不同？工藝：索氏體正火，回火索氏體調(diào)質(zhì)。組織形貌：索氏體中碳化物為片狀，回火索氏體中碳化物為粒狀。性能：回火索氏體的塑性和韌性優(yōu)于索氏體。5.試從工藝、組織形貌和性能等方面簡述托氏體與回火托氏體的區(qū)別。工藝：托氏體風(fēng)冷，回火托氏體調(diào)質(zhì)淬火+中溫回火。組織形貌：托氏體中碳化物為片狀，回火托氏體中碳化物為粒狀。性能：回火托氏體的塑性和韌性優(yōu)

15、于托氏體。6.為什麼滲氮處理和表面淬火前應(yīng)進行調(diào)質(zhì)處理，而滲碳前不進行調(diào)質(zhì)處理？滲氮處理和表面淬火后心部組織不變，而滲碳后心部組織發(fā)生了改變。8.淬火的目的是什么？淬火方法有幾種？淬火的目的是獲得M或B下組織，從而獲得較高的強度和硬度。淬火方法有：單液淬火、雙液淬火、分級淬火、等溫淬火。9.試述C%對鋼C曲線的影響。亞共析鋼隨C%增加，C曲線左移；過共析鋼隨C%增加，C曲線右移。10.回火工藝的分類、目的、組織與應(yīng)用?；鼗鸸に嚪譃椋旱蜏鼗鼗?、中溫回火、高溫回火。目的：淬火+低溫回火為獲得高硬度和耐磨性，組織為M回+Cm+A殘。淬火+中溫回火為獲得高硬度彈性和韌性，組織為T回。淬火+高溫回火為獲

16、得良好的綜合性能，組織為S回。1、試述灰鑄鐵、可鍛鑄鐵及球墨鑄鐵主要區(qū)別。主要區(qū)別在石墨形貌，灰鑄鐵中石墨為片狀、可鍛鑄鐵中石墨為團絮狀及球墨鑄鐵中石墨為球狀。6、分別確定獲得如下性能的鋼件常用強化熱處理方法及組織1.為使鋼得到理想的耐磨性。淬火+低溫回火。2. 為使鋼獲得理想的彈性。 淬火+中溫回火。 3. 為保證鋼的綜合性能淬火+高溫回火。8.銼刀要求6264HRC，問應(yīng)在下列材料中選擇哪種材料？應(yīng)選何種最終熱處理。Q195、45、20CrMnTi、QT600-1、T12A、60Si2Mn答：T12A、淬火+低溫回火。9.為什么常選灰鑄鐵制造機床床身？灰鑄鐵具有良好的抗

17、壓、減振和減摩性。10.請舉出一個“以鑄代鍛、以鐵代鋼”的應(yīng)用實例。輕型汽車發(fā)動機曲軸用球鐵代鑄鋼。15.舉例說明鋁合金的應(yīng)用？主要應(yīng)用于金屬制品需要輕量化的部分。如門窗、汽車摩托車零部件。1.制造汽車、拖拉機變速箱齒輪，齒面硬度要求58-62HRC，心部要求30-45HRC，Ak：40-50J，從下列材料中選擇合適的材料（35，40，40Cr，20CrMnTi，60Si2Mn，1Cr18Ni9Ti）；根據(jù)所選材料擬訂加工工藝路線；說明每一步熱處理的作用。1. 20CrMnTi。2.下料鍛造正火（退火）粗加工滲碳+淬火+低溫回火精加工3. 正火（退火）：改善切削加工性能；滲碳+淬火+低溫回火：

18、提高表面硬度和耐磨性，保證心部良好的韌性。1、限制鑄件最小壁厚的原因是什么？由于薄壁件中金屬充型性低，易產(chǎn)生冷隔和澆不足。2、灰鑄鐵的體收縮率比鋼小的主要原因是什么？因為灰鑄鐵凝固時的石墨析出膨脹3.鑄件為實現(xiàn)順序凝固，應(yīng)如何設(shè)置冒口和冷鐵，冒口和冷鐵各有什么作用？為實現(xiàn)順序凝固，冒口和冷鐵的設(shè)置應(yīng)保證遠(yuǎn)離冒口部分至冒口形成正的溫度梯度。冒口作用：提供補縮金屬液；冷鐵作用：增加冷卻速度，配合冒口實現(xiàn)順序凝固1、試簡述熔模鑄造工藝過程。制蠟?zāi)Ｔ鞖ば蜐茶T 2、金屬型鑄造為何能改善鑄件的力學(xué)性能？灰鑄鐵用金屬型鑄造時，可能會遇到什么問題？因為冷卻速度快，晶粒細(xì)小、組織致密白口4.簡述金屬型鑄造與砂型

19、鑄造的區(qū)別。從以下三方面回答：鑄型不同；工藝區(qū)別；適應(yīng)性不同1、什么是冷變形強化？說明其對金屬組織及性能的影響。隨著冷變形的增加，其強度、硬度增加，塑性下降的現(xiàn)象稱為冷變形強化。導(dǎo)致材料的強度、硬度增加，但進一步變形困難。2、簡述冷變形和熱變形的區(qū)別？冷熱變形的主要區(qū)別是視金屬變形后是否產(chǎn)生塑變強化。3、吊車大鉤，可用鑄造、鍛造、板料切割制造，問用何種方法制得的大鉤拖重能力大？為什么？鍛造，因為流線分布合理且組織致密、晶粒細(xì)小。4、與相同材料的鑄件相比，鍛件的顯著特點是什么？試舉出兩個采用鍛壓件作毛坯的例子。 鍛件顯著優(yōu)點：強韌好、可靠性好5、試舉出幾種齒輪毛坯的制造方法？汽車變速齒輪應(yīng)選哪一

20、種毛坯？鍛造、鑄造，受重載的重要齒輪采用鍛造毛坯。1、自由鍛鍛件圖應(yīng)考慮哪些問題？余塊加工余量公差2.簡述預(yù)鍛模膛與終鍛模膛的主要區(qū)別。模鍛圓角和斜度大，可以沒有飛邊槽3.選擇錘上模鍛分型面的原則有那些？1)應(yīng)保證模鍛件能從模膛中取出來。分模面應(yīng)選在模鍛件的最大截面處；2)使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致; 3) 使模腔的深度最小，而寬度最大;4）使零件上所加的余塊最少； 5)分模面最好是一個平面4.簡述模鍛與自由鍛的區(qū)別。模鍛時，金屬在鍛模模膛內(nèi)變形，金屬流動受到模膛壁的限制；而自由鍛時，金屬水平流動不受限制。5.落料模磨損后，能否作為同樣直徑工件的拉深模？為什么？可以，因為落料模的凹凸模間

21、隙小于拉深模的凸凹模間隙。1、熔焊、壓焊、釬焊三者的區(qū)別？熔焊 被焊接接頭處熔化，不施壓。壓焊 加熱（被焊接接頭處達塑性或局部熔化狀態(tài)）或不加熱，必施壓。釬焊 被焊件變化不大，僅釬料熔化2、簡述低碳鋼焊接接頭熱影響區(qū)的組織和性能。過熱區(qū):粗大的過熱組織，韌性差，易產(chǎn)生焊接裂紋。正火區(qū)：細(xì)小而均勻的組織，力學(xué)性能較好。部分相變區(qū)：晶粒大小不均勻，力學(xué)性能稍差3、試舉出五種熔焊方法，并按熱影響區(qū)大小排列。如：氣焊、電渣焊、電弧焊、等離子弧焊、電子束焊4、有很寬和很窄的兩塊鋼板如果用相同規(guī)范在板中心堆焊一條焊縫，問哪塊鋼板焊后產(chǎn)生的變形和內(nèi)應(yīng)力大？很寬的鋼板變形和內(nèi)應(yīng)力大5.為什么說焊接接頭中熔合區(qū)

22、是焊接接頭中最薄弱的環(huán)節(jié)？熔合區(qū)中晶粒粗大且合金化效果不大。6.試列舉三種預(yù)防焊接變形的措施。剛性固定法、反變形法、合理焊接順序、合理焊接工藝規(guī)范1、比較鎢極氬弧焊與熔化極氬弧焊的不同之處。電極材料不同適應(yīng)板厚不同2.焊條藥皮的作用是什么？穩(wěn)弧、保護、滲合金、脫O、S、P3.舉出三種常見焊接接頭的形式。對接接頭、角接接頭、T型接頭、搭接接頭4.熔化焊、壓力焊、釬焊三者的區(qū)別是什么？現(xiàn)要大批焊接：（1）大型油灌環(huán)形焊縫；2）硬質(zhì)合金車刀刀頭與碳素鋼刀體間的焊接；（3）圓管間的焊接A、煤氣包環(huán)形焊縫； B、汽車油箱； C、常見自行車車架的焊接；問：各選用何種焊接方法？熔焊 被焊接接頭處熔化，不施壓

23、。壓焊 加熱（被焊接接頭處達塑性或局部熔化狀態(tài)）或不加熱，必施壓釬焊 被焊件變化不大，僅釬料熔化。大型油灌環(huán)形焊縫用埋弧焊。硬質(zhì)合金車刀刀頭與碳素鋼刀體間的焊接用硬釬焊（銅焊）。圓管間的焊接用摩擦焊。煤氣包環(huán)形焊縫用埋弧焊。汽車油箱用縫焊。自行車車架的焊接用硬釬焊指出下面零件的毛坯制造方法。1) 機床主軸：鍛造。2）汽車覆蓋件：沖壓。3) 批量生產(chǎn)大直徑鑄鐵污水管：離心鑄造。4）壁厚小于30mm鍋爐筒體的批量生產(chǎn)：埋弧焊。5) 大批量生產(chǎn)汽車發(fā)動機鋁活塞：擠壓鑄造 。6）麻花鉆刀體部分和夾持部分的連接：摩擦焊（答焊接也可）。7）齒輪箱體：鑄造。8）45鋼刀體與硬質(zhì)合金刀片的連接：硬釬焊。9）受

24、力復(fù)雜的齒輪：鍛造。10）石油液化氣罐：沖壓+（埋弧）焊。11）汽輪機及燃汽輪機的葉片：熔模鑄造 。12) 減速箱箱體：鑄造 。13）汽車半軸：鍛造。4）中壓容器焊接。 15) 起重吊鉤：鍛造。 16) 壁厚為2mm的汽車油箱的批量生產(chǎn)：沖壓+縫焊。17) 成批生產(chǎn)汽輪機葉片：熔模鑄造 。1-10練習(xí)簡答題1. 簡述金屬鍵的基本結(jié)構(gòu)，說明金屬的性能和其之間的關(guān)系。答：金屬鍵的基本結(jié)構(gòu)為：正離子電子云；金屬是由金屬鍵鍵合而成，因此其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及具有良好塑性均與該結(jié)構(gòu)有關(guān)；如金屬鍵受外力作用時，正離子間發(fā)生相對位置移動，而金屬鍵的結(jié)合形式不被破壞，因此具有良好塑性。2. 何為柔順性，影響柔順性

25、的因素有哪些？答：柔順性是指大分子能由構(gòu)象變化獲得不同卷曲程度的特性。影響大分子柔順性的因素主要有主鏈結(jié)構(gòu)、取代基及交聯(lián)程度等。3. 簡述晶界的結(jié)構(gòu)及特性。答：多晶體中晶粒之間的過渡區(qū)稱作晶界，晶界處原子十分混亂，晶格畸變程度較大；晶界是晶體的一種面缺陷，除增大金屬的塑性變形抗力之外，還使硬度、強度增高，同時能夠協(xié)調(diào)相鄰晶粒間的塑性變形。4. 簡述在那些情況下，零件的工作應(yīng)力低于材料的屈服強度時，材料也會發(fā)生塑性變形甚至斷裂；這種場合中應(yīng)考慮材料的那些性能？答：當(dāng)材料在高溫或者低溫下工作時。高溫應(yīng)考慮材料的蠕變強度、持久強度；低溫應(yīng)考慮材料的冷脆轉(zhuǎn)變溫度等。當(dāng)材料承、受動載荷時，比如交變載荷作

26、用。應(yīng)考慮材料的疲勞強度。 合金元素對回火過程主要有哪些影響？合金元素對回火過程的影響有提高回火穩(wěn)定性，產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象，增大回火脆性。說明剛的種類，大致化學(xué)成分，熱處理方法及主要應(yīng)用場合。該剛屬于工具鋼中低合金刃具鋼，其大致化學(xué)成分為（C）=0.9（Si），（Cr）1.5，熱處理方法為球話退火，猝火+低溫回火，主要用于制造低俗加工刀具如鉸刀，絲錐等。5.3試分析石墨邢臺對鑄鐵性能的影響。石墨強度，韌性極低，相當(dāng)于鋼基體上的裂紋或空洞，他減小集體的有效截面，并引起應(yīng)力集中。普通灰鑄鐵和孕育鑄鐵的石墨呈片狀，對基體的嚴(yán)重割裂作用就使其抗拉強度的塑性都很低。球墨鑄鐵的石墨呈球狀，對基體的割裂作用顯

27、著降低，具有很高的強度，又有良好的塑性和韌性，期綜合機械性能接近于鋼。蠕墨鑄鐵的石墨形態(tài)為蠕蟲狀，雖與灰鑄鐵的片狀石墨類似，但石墨片的長厚比較小。端部較鈍，對基體的割裂作用都減小，它的強度接近于球墨鑄鐵，且具有一定的韌性，較高的耐磨性。可鍛鑄鐵的石墨呈團絮狀，對基體的割裂作用較小，具有較高的強度，一定的延伸率。5.4軸承合金在性能上有何要求？在組織上有何特點？軸承合金的性能要求一般有：一定強度和疲勞抗力，足夠的塑性和韌性，較小的摩擦系數(shù)，良好的磨合能力和儲油能力，良好的導(dǎo)熱性、抗蝕性和低的膨脹系數(shù)；為滿足上述要求，軸承合金的組織特點為軟硬兼有，或者是軟基體上均勻分布著硬質(zhì)點，或者是硬基體上均勻

28、分布著軟質(zhì)點。6.1簡評作為工程材料的高分子材料的優(yōu)缺點（與金屬材料比較）。優(yōu)點：相對密度小，耐腐蝕性能較好，優(yōu)良的電絕緣性能，優(yōu)良的減振隔聲性能，耐電弧性和極小，易老化，熱膨脹系數(shù)大，高溫下易發(fā)生蠕變且最高使用溫度不超過300，導(dǎo)熱性差，易燃等。6.2什么是橡膠的硫化處理？其意義何在？橡膠的主要原料為生膠。生橡膠是由線性大分子或者帶支鏈的線形大分子構(gòu)成，其力學(xué)性能差，基本無使用價值。對生膠進行加工處理使其成為有用橡膠制品的必要過程為硫化，硫化是指線性高分子通過鉸鏈作用而形成的網(wǎng)狀高分子的工藝過程，其作用在于一定的溫度和壓力條件下促使橡膠內(nèi)的鏈狀分子鉸鏈成網(wǎng)狀分子，從而加強其拉力，硬度，老化，

29、彈性等性能，使其具有實用價值。因最初的天然橡膠制品僅用于硫磺作交聯(lián)劑處理，因此，稱橡膠的鉸鏈過程為“硫化”。6.3陶瓷材料有哪些性能？簡述原因。陶瓷材料的彈性模量，剛度，硬度，耐磨性，抗壓強度等性能較好，但塑性，韌性和抗拉強度較差。其原因可以從性能特征主要取決于其組成、結(jié)構(gòu)特點的角度進行分析。6.4簡述熱塑性和熱固性塑料的異同點。熱塑性塑料的結(jié)構(gòu)特征：分子鏈質(zhì)檢僅互相纏繞，而沒有通過化學(xué)鍵相連，其分子鏈結(jié)構(gòu)通常是線型和支鏈線型結(jié)構(gòu)。性能特征：受熱時軟化、熔融，冷卻時硬化，此過程可逆且可多次重復(fù)，為可回收塑料。柔韌性好、阻尼性能好。強度差，剛度低、耐熱性差，最高使用溫度一般只有120左右，否則就

30、會變形。應(yīng)用：主要用于包裝材料等日常生活用品。熱固性塑料：分子鏈之間發(fā)生了化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，通過化學(xué)交聯(lián)點互相連接，從而形成三維網(wǎng)狀的分子結(jié)構(gòu)。性能特征：受熱時軟化但不能熔融，強熱是發(fā)生分解，冷卻時硬化，為不可回收塑料。強度好，剛性大、柔韌性差、耐熱耐磨，能在150200的溫度范圍內(nèi)長期使用，其電絕緣性能優(yōu)良。應(yīng)用：主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓等惡劣環(huán)境中使用，如超過手柄、高壓電器等。8. 金屬塑性成形（鍛壓）1） 分析比較加工余量和鍛造公差的差別。答：加工余量是指在零件表面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組成鍛件的基本尺寸；鍛造公差則是允許鍛件實際尺寸的最大變動量，一般以

31、鍛件基本尺寸為中心對稱布置。2） 如圖所示零件，采用自由鍛制坯，試改進零件結(jié)構(gòu)不合理處。舉例說明鍛壓生產(chǎn)中如何合理地利用鍛造流線。3）答：肋板和凸臺結(jié)構(gòu)不利于自由鍛造成形。改進方案為：在去除肋板的同時，為保證強度和剛度可適當(dāng)增加圓筒壁厚；此外，將凸臺結(jié)構(gòu)改為沉頭孔結(jié)構(gòu)，在自由鍛中不成形留待切削加工成型。4） 舉例說明鍛壓生產(chǎn)中如何合理地利用鍛造流線。答：鍛造流線使金屬性能呈現(xiàn)異向性；沿著流線方向（縱向）抗拉強度較高，而垂直與流線方向（橫向）抗拉強度較低。生產(chǎn)中若能利用流線組織縱向強度高的特點，使鍛件中的流線組織連續(xù)分布并且與其受拉力方向一致，則會顯著提高零件的承載能力。例如，吊鉤采用彎曲工序成

32、形時，就能使流線方向與吊鉤受力方向一致，從而可提高吊鉤承受拉伸載荷的能力。4) 拉深時為什么會起皺和拉裂？如何避免？答：拉深時起皺和拉裂是由拉深過程中產(chǎn)生的應(yīng)力引起的，當(dāng)法蘭處的切向壓應(yīng)力達到一定數(shù)值時，法蘭部分便會失穩(wěn)而發(fā)生起皺現(xiàn)象；當(dāng)筒壁與筒底的過渡部分即“危險斷面”內(nèi)應(yīng)力達到該處材料的抗拉強度時，就會導(dǎo)致拉裂現(xiàn)象產(chǎn)生。避免起皺現(xiàn)象，往往可采用增加壓邊圈的方法來解決；避免拉裂現(xiàn)象，可以從圓角半徑，凹凸模間隙，拉深系數(shù)，潤滑等方面加以控制。PPT上知識點細(xì)晶強化：多晶體滑移阻力大，故強度較單晶體高，且晶粒愈細(xì)，強度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進行，每晶粒變形

33、也較均勻，所以塑性、韌性也愈好。 塑性變形對金屬組織性能的影響：1.冷變形強化（冷變形強化屬位錯強化 ）。2. 產(chǎn)生各向異性:纖維組織。3.產(chǎn)生織構(gòu)。4.殘余應(yīng)力再結(jié)晶:再結(jié)晶通常是指經(jīng)冷變形的金屬在足夠高的溫度下加熱時，通過新晶核的形成及長大，以無畸變的新晶粒逐漸取代變形晶粒的過程。 過程：形核及長大。條件：冷變形+足夠高的溫度。特征：晶體缺陷基本消失，形成無畸變的新等軸晶粒；冷變形強化現(xiàn)象完全消除與重結(jié)晶區(qū)別：無晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變（不是重結(jié)晶）熱加工與冷加工的區(qū)別：熱加工與冷加工的區(qū)別是以金屬材料的再結(jié)晶溫度為分界。再結(jié)晶溫度以下進行的塑性變形稱為冷加工。再結(jié)晶溫度以上進行的塑性變形加工稱為熱加

34、工，熱加工的下限溫度一般應(yīng)在再結(jié)晶溫度以上一定范圍。金屬材料熱加工時，在塑性變形的同時再結(jié)晶也隨之發(fā)生，冷變形強化現(xiàn)象隨即消除。熱加工對材料的組織和性能的影響：改善鑄錠和坯料的組織和性能;產(chǎn)生流線組織1 鋼的普通熱處理：退火和正火、淬火與回火。退火： 軟化。正火 ：常化（以正代退、以正火代調(diào)質(zhì)、先正后退）。淬火 ：強硬化?；鼗?： 韌化（淬火后）鋼的表面淬火：表面淬火是將零件表面層以極快的速度加熱到淬火溫度，當(dāng)熱量還末傳至工件心部，即迅速用淬火介質(zhì)快速冷卻，使表層淬成馬氏體，而內(nèi)部保持原始組織。表面淬火前常進行調(diào)質(zhì)或正火以保證心部性能淬火+低溫回火：目的：降低組織應(yīng)力，保留較高硬度。組織：回火

35、馬氏體。應(yīng)用：耐磨件淬火+中溫回火：目的：高彈、韌、疲勞性。組織：回火托氏體。應(yīng)用：彈性元件、熱鍛模淬火+高溫回火：（調(diào)質(zhì)）：目的：綜合力學(xué)性能。組織：回火索氏體。應(yīng)用：重要零件鋼的淬硬性：主要取決于鋼的含碳量鋼的淬透性：主要取決于合金元素含量化學(xué)熱處理: 強化表面，提高零件的某些力學(xué)性能，如表面硬度、耐磨性、疲勞強度和多次沖擊抗力。 保護零件表面，提高某些零件的物理化學(xué)性質(zhì)，如耐高溫及耐腐蝕等。因此，在某些方面可以代替含有大量貴金屬和稀有合金元素的特殊鋼材。滲碳：（900950），目的：提高鋼件表層的硬度和耐磨性，而其內(nèi)部仍保持原來的高塑性和韌性成分。后熱處理：淬火+低溫

36、回火。應(yīng)用：汽車調(diào)速齒輪氮化： （500600），目的：提高表面硬度和耐磨性，并提高疲勞強度和抗蝕性。應(yīng)用：1）耐磨性要求很高的精密零件，如精密齒輪、高精度機床主軸、鏜床鏜桿、精密絲桿等；2）較高溫度下工作的耐磨零件，如汽缸套筒、氣閥及壓鑄模等。為保證心部有足夠的強度，氮化前應(yīng)先進行調(diào)質(zhì)。低碳鋼：塑、韌，適用于各種冷、熱加工與焊接；中碳鋼：可得到各種性能的較佳配合，淬火效果也顯著優(yōu)于低碳鋼，在制造齒輪、軸、彈簧等機械結(jié)構(gòu)零件等方面得到廣泛的應(yīng)用；高碳鋼：硬度、耐磨性較高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具碳化物形成元素（按與碳親合力由弱到強排） ：Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti

37、滲碳鋼： C%：0.10%0.25%。Me%：Mn、Ni、Cr、B、V、Ti、Mo .耐磨同時又承受沖擊或交變載荷的零件。下料鍛造正火加工齒形滲碳預(yù)冷淬火低溫回火噴丸精磨。調(diào)質(zhì)鋼： C%：0.25%0.50% 。Me%：Mn、Ni、Cr、Si、BMo、W 、V、Ti熱處理：調(diào)質(zhì)，S回，綜合力學(xué)性能。正火，S，（厚大件、要求不高件），一般。淬火+中、低回，T回、 M回 ，較高，多沖、耐磨。調(diào)質(zhì)+表淬+低回，心：S回，表： M回。調(diào)質(zhì)+氮化，調(diào)質(zhì)鋼主要用于各種重要的承受沖擊載荷或負(fù)荷較大的機器零件，如曲軸、連桿、蝸桿、軸類等零件。彈簧鋼： Si，中、高C%。碳素彈簧鋼0.6%0.9%；合金彈簧鋼0

38、.5%0.7%，Mn、Cr、V。彈簧鋼主要用來制造各種彈性元件，尤其是各種彈簧。熱處理后冷成型：鋼絲直徑8mm，板簧厚度h5mm，先淬火+中溫回火，得T回，成型后<150去應(yīng)力退火。成型后進行熱處理：熱成型后的彈簧，可于830870油淬，420450回火，亦得T回。熱成型后的彈簧也可進行等溫淬火得到B下滾動軸承鋼： C%：0.951.10，Cr%：0.41.65。鍛造球化退火機加工淬火冰冷處理低溫回火磨削穩(wěn)定化處理。滾動軸承鋼大量用來制作滾動軸承的滾珠、滾柱和內(nèi)外圈。模具鋼熱作模具鋼：0.25%0.60% C、 Me：Cr、Ni、Mn 淬透性，輔以：Mo、W、V 二次硬化。下料鍛造完全退

39、火機加工淬火回火精磨加工(修型、拋光)。冷作模具鋼：1.0%2.0% C%： 淬硬性（5060HRC）和耐磨性；Me：Cr、Mo、W、V 難熔碳化物， 耐磨性， Cr 淬透性。下料鍛造球化退火機加工淬火回火精磨成品工具鋼：正確地使用工具鋼，需要在韌性和耐磨性之間，進行優(yōu)化處理。這兩個互相矛盾的基本性能取決于熱處理淬火、回火后馬氏體的成分、形貌、硬度與碳化物的性質(zhì)、類型、數(shù)量、形態(tài)和分布。要求：高的硬度、熱穩(wěn)定性、熱硬性、耐磨性以及足夠的強度和韌性高C%:0.6%1.3% 淬火后得到過飽和度大M高碳且足夠的碳化物強化相提高耐磨性。Me:Cr、W、Mo、V、Nb、Ti等強碳化物形成元素 形成多種類型碳化物 抗回火軟化能力（耐回火性）、二次硬化熱硬性、熱穩(wěn)定性。Mn、Si 淬透性、抗回火軟化能力，熱處理變形， 熱硬性。淬火加熱溫度選擇在Ac1Accm之間。回火溫度的確定，主要是在消除有害應(yīng)力的前提下，盡量保證高硬度來考慮的。 量具鋼：熱處理為球化退火、淬火及低溫回火，磨削后進行人工時效，以穩(wěn)定尺寸.2.鑄鐵影響鑄鐵組織和性能的因素:化學(xué)成分、冷卻速度、提高灰鑄鐵強度有兩個基本途徑：1.改變石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布；2.改善基體組織，在石墨的影響減少之后，以期充分發(fā)揮金屬基體的作用。