工程材料与制造技术简论
第一章工程材料与制造技术简论
本章教学学时：2
本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成型、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。
本章教学方式：课堂讲课及学生自学
主要内容：
一、工程材料发展简述
世界各国对材料传统的分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机高分子材料和复合材料四大类。
这四类工程材料不同历史阶段所具有的相对重要性急发债趋势见图1-1。
图1-1 工程材料发展历史虽时间推移的相对重要性示意图（时间是非线性的）
（一）金属材料的发展史
（二）金属材料的发展现状及趋势
1．高纯材料以超高纯铁为例，在高纯状态，纯铁不仅有优异的软磁性能，良
好的耐腐蚀性能，残余电阻率高，而且以高纯铁为基础进行合金研制，预计在高真空容器、极低温材料、核反应堆材料等方面的应用将十分引人注目。
2．高强度及超高强度金属材料超高强度是当代材料科学家为减轻重量、节省资源而追求的设计目标，这在航空、航天、原子能、深海潜艇等领域有极大的需求。提高材料强度，严格讲，一是指提高抵抗塑性变形的能力，二是提高材料抵抗破坏的能力。提高抵抗塑性变形的能力通常叫强化，提高材料抵抗破坏的能力叫韧化，两者同时提高，则称强韧化。通常典型超高强材料包括超高强度钢、高强度铝合金、高强度钛合金等。
3．超易切削钢和超高易切削钢金属材料通常要求机械加工，据统计,切削加工费用大约占总成本的75%。若改成超高易切削钢，实验表明刀具寿命可提高30倍，因此零件成本会大幅度下降，甚至可减少一半。其社会效益和经济效益极其显著。
4．硬质合金与金属陶瓷金属陶瓷最早是为耐磨材料而设计，它是金属材料与陶瓷的复合材料。
5．高温合金与难熔合金
很大程度上 6．纤维增强金属基复合材料该类复合材料的比强度极高，其强度σ
c
。目前可供选择的纤维较多，如硼纤维，碳纤维、碳化硅纤取决于增强体纤维强度σ
f
维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。纤维的选择原则是：比重小，弹性模量E大，强度σ
f 高。金属复合材料的发展目标是：制备出各种比强度、比弹性模量高的材料。
7．共晶合金定向凝固材料该材料属新型复合材料，是共晶合金在特殊工艺条件下制备出来的复合材料，其性能特点是在超高温情况下呈现更高强度。它是通过温度梯度定向凝固，使共晶各相在本身的相上连续长大而成的复合材料，这种复合也叫原生复合。共晶合金定向凝固材料可广泛用于涡轮叶片等耐热材料，也可以用于偏光材料。
8．快速冷凝金属非晶及微晶材料快速冷凝技术是本世纪下半叶以来材料制备技术中的重大突破，由此产生了一系列非平衡态的金属合金。快速冷凝可以导致非晶和微晶材料。
典型非晶和微晶金属材料：
（1）金属玻璃；（2）金属微晶材料
9．有序金属间化合物金属间化合物是新一代高温结构材料，这类化合物与正常价化合物之间的区别在于，金属间化合物的晶体结构中，其构成元素的原子以整数比构成化合物，不是按照化学价的概念，而是按照金属键或部分共价键结合，由于原子在晶体中作长程有序排列，因而也称有序金属间化合物。
10．纳米金属材料纳米金属是泛指颗粒径小于100纳米(nm)的金属材料，大于100纳米的金属颗粒称为粉末,小于2纳米的金属颗粒则称为原子簇，纳米金属颗粒具有一些明显不同于块状金属和一般粉末金属的属性。
11．形状记忆合金形状记忆合金是指合金材料在一定条件下，虽经变形后仍能恢复到变形前原始形状能力的合金。
12．贮氢合金贮氢合金是一种新型贮能材料。
（三）无机非金属材料（陶瓷）的发展简述
1．陶瓷的发展史
2．先进陶瓷（高技术陶瓷）的主要研究领域与研究现状
先进陶瓷的研究领域包括：粉体、结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷、薄膜及喷涂、陶瓷工艺等。其中结构、功能、生物陶瓷分属不同的应用领域，粉体及陶瓷制备工艺的研究则直接影响高技术陶瓷材料的性能、成本、应用和发展水平。作为结构陶瓷，其发展经历了几十年全球性的研究热潮后，目前正围绕陶瓷材料的弱点：脆性大，可靠性、均匀性、重复性差，加工制造成本高等方面转入更细致的基础研究和应用研究。
3．结构陶瓷的研究发展趋势
（1）结构陶瓷的增韧研究
（2）有关结构陶瓷粉体制备的研究
（3）有关陶瓷材料的制备与加工技术研究
（4）有关陶瓷材料的可靠性检测与评价技术
（四）工程塑料的发展简述
塑料是高分子材料中的主要组成部分，工程塑料作为塑料工业的重要分支，新的发展点，是在塑料工业的高分子理论基础和生产实践的大环境中成长起来的。工程塑料是一个特定的名称，其广义上是泛指具有高性能又可能代替金属材料的塑料，狭义上是指比通用塑料的强度与耐热性优异，可作为工业用的结构材料并具有功能作用的高性能塑料。
（五）复合材料的发展简述
1．复合材料的特点
2．复合材料的发展史
3．先进复合材料的研究现状、趋势
（1）金属基复合材料金属基复合材料是由各种纤维、晶须、颗粒增强体与金属基体复合而成的材料，与树脂基复合材料比较，不仅具有较高的耐高温性能和不燃烧性，而且具有高的导热性和导电性、抗辐射性、不稀释和耐老化性，而纤维增强的MMC 还具有较高的横向强度和模量。
（2）陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是由各种纤维、晶须、颗粒增强材料与陶瓷基体复合而成，具有优良的耐高温、高强度、高硬度及耐腐蚀性，同时由于增强体的存在使材料的脆性和裂纹敏感性得到很大的改善，韧性和热疲劳性有很大的提高，
该材料可以在1200-900o C温度下使用。
（3）其它复合材料
（六）其他先进材料简介
1．智能材料
2．生物材料
3．生态环境材料
4．纳米材料
二、制造（工艺）技术发展历史、现状与发展趋势
制造技术是围绕工程材料进行的。根据国家现行统计划分，工业由制造业、采掘业、电力、煤气和水的的生产与供应业构成。其中制造业是指一切生产和装配制成品的企业群体的总称，其构成见表1-4。
（一）制造技术的发展历史
制造业以及制造技术的发展已有漫长的历史，但其真正形成与发展还只是近200年来的事情，先进制造技术的提出则只是近10余年间的事情。制造技术的发展大约经历了六个阶段。
表1-4 制造业的分类及构成
构成制造业的构成（%）
分类 1987年 1992年 1996年
金属制品 3.372 2.989 3.395
一般机械 13.423 11.388 8.625
运输机械 4.185 6.085 6.424
电器设备 4.479 4.591 5.125
电子设备 3.078 3.278 4.588
仪器仪表 1.077 0.939 0.998
食品工业 12.445 13.058 15.335
纺织 10.898 8.736 7.193
服装 3.032 3.344 5.018
家具 1.386 1.015 1.542
文教用品 3.997 3.592 4.292
油加工 1.482 3.678 3.870
化工 15.003 16.292 15.586
建材 7.480 7.835 7.299
黑色冶金 7.916 9.308 6.904
有色冶金 2.159 2.272 2.120
其他制造 1.587 1.601 1.681
注:本表主要源于<<中国统计年鉴>>
（二）制造技术的现状
制造业是工业经济时代经济增长的“发动机”，在新经济时代，制造业在国民经济中的地位仍然是十分重要的。可以认为先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产、提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。机械制造工艺的流程图与具体内容见图1-3 和表1-4。
表1-4机械制造工艺类别及代码
代码大类名称小类名称
0 铸造砂型铸造特种铸造
1 压力加工锻造轧制冲压挤压旋压拉拔其他
2 焊接电弧焊电阻焊气焊压焊特种焊钎焊
3 切削加工刃具加工磨削钳加工
4 特种加工电物理加工电化学加工化学加工复合加工其他
5 热处理整体热处理表面热处理化学热处理
6 覆盖层电镀化学镀真空沉积热浸镀转化膜热喷涂涂装其他
7 装配与包装装配试验与检验包装
8 其他粉末冶金冷作非金属材料成型表面处理防锈缠绕编织
图1-3 机械制造工艺流程图
（三）制造业及先进制造技术的发展趋势
先进制造技术的发展趋势今后将具有以下明显特征：
1.信息技术正在向制造技术注入和融合，促进着制造技术的不断发展。
2.设计技术在不断现代化的同时，设计过程也由单纯考虑技术因素转向综合考虑
技术、
经济、和社会因素。设计不仅只是单纯追求某项性能指标的先进和高低，而是注意考虑市场、价格、安全、美学、资源、环境等方面的影响。
3.成型及改进制造技术向精密、精确、少能耗、无污染方向发展，比如成型技术
正在从
制造工件的毛坯、从接近零件的形状向直接制造工件即精密成型或净成形（Net Shape Process）的方向发展。
4.加工制造技术则向着超精密加工技术、超高速切削以及发展新一代制造装备的
方向发
展。
5.此外，工艺将由技艺发展为工程科学。使工艺设计由经验判断走向定量分析，
工艺模
拟将广泛用于金属切削和产品设计过程。使产品设计完成时，成型制造的准备工作也同时完成。
6.随着先进制造技术的不断进步，冷热加工之间、加工、检测、物流、装配过程
之间、设计、材料应用、加工制造之间，其界限将逐渐淡化，并逐渐走向一体化。
（三）、课程简介:
1．本课程主要学习目的:
拓宽知识面, 为后续专业学习专奠定必要的制造技术基础知识。
2．课程特点：
知识面宽，
多学科知识渗透与交叉，
理论教学与实践环节（或工程训练环节）密切结合
3．课程的知识体系及演变过程：
（1）原《金工》课程体系：
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（2）《工程材料与机械制造基础》课程体系：
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4.学习要求与课程任务
(1)了解材料及制造技术发展史、现代制造业的组织结构与运行模式。
(2)了解常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法，以及表面工程原理，具
有选用工程材料的初步能力。
(3)掌握主要工程材料或器件的成形与加工方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯、
零件加工方法及工艺分析的初步能力。
(4)具有综合运用工艺知识、分析零件结构工艺性的初步能力。
(5)了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术相互交叉渗透的特点及其发展趋势。
(6) 锻炼自己的实践动手能力和创新能力..
金属材料与热加工技术
绪论 材料的发展： 公元前1200年左右，人类进入了铁器时代，开始使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为18世纪产业革命的重要内容和物质基础。 20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，日新月异，作为“发明之母”和“产业的粮食”的新材料研制更是异常活跃，出现了称之为“高分子时代”、“半导体时代”、“先进陶瓷时代”和“复合材料时代”等种种提法。在当今新技术革命波及整个国际社会的浪潮冲击下，人类进入了一个“材料革命”的新时代。 1.金属材料 金属具有正的电阻温度系数，通常有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。包括纯金属和以金属元素为主的合金。在工程领域有把金属及其合金分为两类：（1）黑色金属，即铁和铁基合金（钢铁及合金钢）；（2）有色金属，黑色金属以外的所有金属及其合金，常见有铝及铝合金，铜及铜合金等。 金属材料一般有良好的综合机械性能（强度、塑性和韧性等），是工程领域应用最广的材料。金属材料是当今工程领域应用最广的材料材料的发展 2.高分子材料 又称聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻等）和合成高分子材料（塑料，合成橡胶等）。其主要组分高分子化合物是有许多结构相同的结构单元相互连接而成。 它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。高分子材料发明虽晚，但异军突起，因其物美价廉，在工程材料中应用越来越广。 3.复合材料 由两种或两种以上材料组成，其性能是它的组成材料所不具备的。复合材料可以有非同寻常的刚度、强度、高温性能和耐蚀性。按基本材料分类，它可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料等。复合材料具有极其优异性能，质轻，强度高，韧性好，可制作运动器材，而在航空航天领域更是无可替代。 第一章金属的主要性能 教学目标: １.了解材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长 率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学 性能及其测试原理； ２．强调各种力学性能指标的生产实际意义； ３．了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。 第一节强度和塑性 一、拉伸实验与拉伸曲线
机械工程材料及热加工工艺试题及答案
一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料锻造正火机加工调质机加工（精） 轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出：1、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
工程材料与成形工艺基础习题与答案说课讲解
工程材料与成形工艺基础习题与答案
工程材料与成形工艺基础习题与答案 一、填空题（每空0.5分，共20分） 2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度________，洛氏硬度Ｃ标尺________，冲击韧性________。2、σs HRC ak 1.常用的金属材料强度指标有_____ ___和____ ____两种。屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb） 3.金属材料常用塑性指标有________和________，分别用符号_____和 _____ 表示。断后伸长率，断面收缩率，δ，ψ。 3.碳在γ-Fe的间隙固溶体称为________，它具有________晶体结构，在1148℃时碳具有最大溶解度为________%。奥氏体（或A）；面心立方；2.11%。 晶体与非晶体最根本的区别是________。原子排列是否规则 3、常见金属的晶格类型有________ 、________、________等。α-Fe 属于________晶格，γ-Fe属于________晶格。3、体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方 1.实际金属中存在有________、________和________三类晶体缺陷。 点缺陷；线缺陷（位错）；面缺陷（晶界）
6、在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而 ________下降，这是由于平衡组织中________增多而________减少的缘故。6、塑性（韧性）渗碳体铁素体 2.钢中常存的元素中，有害元素有________和________两种。S；P 4、钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和________的操作来改变其________，从而改善钢的________的一种工艺方法。4、加热保温冷却内部组织性能 10.热处理工艺过程包括________、________、________三个阶段。升温，保温，冷却。 某钢材淬火后存在较大的残余应力，可采用________加以消除。低温回火 13.表面淬火常用加热方法有________和________。.感应加热，火焰加热。 金属材料可分为________和________两大类。其中C≤0.02%的钢铁材料称之为________，C≥2.11%的钢铁材料称之为________，C含量界于两者之间的钢铁材料称之为________。黑色金属有色金属纯铁铸铁钢
工程材料与成型工艺
第一章：工程材料的分类及力学性能 1、强度：材料抵抗外力作用下变形和断裂的能力（MPa ） （1）弹性限度0e S Fe = σ（2）屈服点0 s S Fs =σ 屈服阶段特点：负荷F 不变，或略有升高，伸长量L ?继续显著增加 （3）条件屈服极限2.0σ（无明显屈服现象） （4）抗拉强度b σ（材料能抵抗最大塑性变形和断裂的能力） 2、塑性：在外力作用下，材料产生永久性变形而不破坏的能力（柔软性） 断后伸长率δ= 00L L L u -断面收缩率ψ=0 0S S S u -。 ψδ，越大塑性越好 3、硬度（耐磨性）：材料抵抗变形特别是压痕或划痕行成的永久变形的能 力。 （1）布氏硬度HBW /HBS ：以式样压痕的表面积A 去除符合下所得的商 压头：硬质合金头/淬火钢球 HBW=F/A 优点：能准确反映试样的真实硬度。缺点：不适于检验小件薄件和成品件。 350HBW10/1000/30：用直径10mm 的硬质合金钢球在9.807KN 试验力作用 下保持30s 测得的布氏硬度值为350。 （2）洛氏硬度HR ：以残余压痕的大小作为计量硬度的依据。 压头：金刚石圆锥、钢球或硬质合金球 HR=100-n/0.002 60HRBW/s ：用硬质合金球/钢球压头在B 标尺上测得洛氏硬度值为60。 优点：压痕面积小，可检测成品小件和薄件，测量范围大，测量简便迅速。缺点：对内部组织和性能不均匀的材料测量不准确。 4、冲击韧性k a ：在冲击再和作用下抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。 5、疲劳强度：b 12 1 σσ= -材料在规定N 次的交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力称为疲劳强度。 6、断裂韧度IC K ：是指带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力。
第一章 工程材料与制造技术简论
第一章工程材料与制造技术简论 本章教学学时：2 本章内容主要是为了拓宽学生的知识面，所涉及内容十分丰富。从横向看，内容包括工程材料、材料成型、机械加工、计算机技术、自动化技术、工业管理等系列知识；从纵向看，内容则包括了材料与制造技术的发展历程和相关学科发展对制造技术的积极渗透。可以说本章是工科低年级同学进入本课程学习，也是进入专业学习的起点。建议同学在学习中能跳出本课程，站在技术和社会发展的高度，理解该课程的基础地位和重要性。 本章教学方式：课堂讲课及学生自学 主要内容： 一、工程材料发展简述 世界各国对材料传统的分类：金属材料、无机非金属材料（陶瓷）、有机高分子材料和复合材料四大类。 这四类工程材料不同历史阶段所具有的相对重要性急发债趋势见图1-1。 图1-1 工程材料发展历史虽时间推移的相对重要性示意图（时间是非线性的） （一）金属材料的发展史 （二）金属材料的发展现状及趋势 1．高纯材料以超高纯铁为例，在高纯状态，纯铁不仅有优异的软磁性能，良
好的耐腐蚀性能，残余电阻率高，而且以高纯铁为基础进行合金研制，预计在高真空容器、极低温材料、核反应堆材料等方面的应用将十分引人注目。 2．高强度及超高强度金属材料超高强度是当代材料科学家为减轻重量、节省资源而追求的设计目标，这在航空、航天、原子能、深海潜艇等领域有极大的需求。提高材料强度，严格讲，一是指提高抵抗塑性变形的能力，二是提高材料抵抗破坏的能力。提高抵抗塑性变形的能力通常叫强化，提高材料抵抗破坏的能力叫韧化，两者同时提高，则称强韧化。通常典型超高强材料包括超高强度钢、高强度铝合金、高强度钛合金等。 3．超易切削钢和超高易切削钢金属材料通常要求机械加工，据统计,切削加工费用大约占总成本的75%。若改成超高易切削钢，实验表明刀具寿命可提高30倍，因此零件成本会大幅度下降，甚至可减少一半。其社会效益和经济效益极其显著。 4．硬质合金与金属陶瓷金属陶瓷最早是为耐磨材料而设计，它是金属材料与陶瓷的复合材料。 5．高温合金与难熔合金 很大程度上 6．纤维增强金属基复合材料该类复合材料的比强度极高，其强度σ c 。目前可供选择的纤维较多，如硼纤维，碳纤维、碳化硅纤取决于增强体纤维强度σ f 维、玻璃纤维、氧化铝纤维等。纤维的选择原则是：比重小，弹性模量E大，强度σ f 高。金属复合材料的发展目标是：制备出各种比强度、比弹性模量高的材料。 7．共晶合金定向凝固材料该材料属新型复合材料，是共晶合金在特殊工艺条件下制备出来的复合材料，其性能特点是在超高温情况下呈现更高强度。它是通过温度梯度定向凝固，使共晶各相在本身的相上连续长大而成的复合材料，这种复合也叫原生复合。共晶合金定向凝固材料可广泛用于涡轮叶片等耐热材料，也可以用于偏光材料。 8．快速冷凝金属非晶及微晶材料快速冷凝技术是本世纪下半叶以来材料制备技术中的重大突破，由此产生了一系列非平衡态的金属合金。快速冷凝可以导致非晶和微晶材料。 典型非晶和微晶金属材料： （1）金属玻璃；（2）金属微晶材料 9．有序金属间化合物金属间化合物是新一代高温结构材料，这类化合物与正常价化合物之间的区别在于，金属间化合物的晶体结构中，其构成元素的原子以整数比构成化合物，不是按照化学价的概念，而是按照金属键或部分共价键结合，由于原子在晶体中作长程有序排列，因而也称有序金属间化合物。 10．纳米金属材料纳米金属是泛指颗粒径小于100纳米(nm)的金属材料，大于100纳米的金属颗粒称为粉末,小于2纳米的金属颗粒则称为原子簇，纳米金属颗粒具有一些明显不同于块状金属和一般粉末金属的属性。
工程材料与成型技术
一.单选题（共20题,52.0分） 1 ? A强度高,塑性也高些 ? B强度低,但塑性高些 ? C强度低,塑性也低些 ? D强度高,但塑性低些 正确答案：D 2 如果钢件有严重的碳化物网,应先进行_____________消除碳化物,然后再球化退火。 ? A去应力退火 ? B正火 ? C完全退火 ? D淬火 正确答案：B 3 弹簧的热处理工艺为_____________ 。 ? A淬火+中温回火
? B淬火+低温回火 ? C淬火+高温回火 正确答案：A 4 亚共析钢的正常淬火加热温度是_____________。 ? A Acm十(30-50℃) ? B Ac3十(30-50℃) ? C Ac1十(30-50℃) ? D Ac1一(30-50℃) 正确答案：B 5 45钢经过调质处理后得到的组织_________. ? A回火M ? B回火T ? C回火S ? D S 正确答案：C 6 GCr15是一种滚动轴承钢,其_________。
? A碳的含量为1%,Cr的含量为15% ? B碳的含量为0.1%,Cr的含量为15% ? C碳的含量为1%,Cr的含量为1.5% ? D碳的含量为0.1%,Cr的含量为1.5% 正确答案：C 7 金属型铸造主要适用于浇注的材料是_________。 ? A铸铁 ? B有色金属 ? C铸钢 正确答案：B 8 下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理,也不适合在高温下使用_________。 ? A金属型铸造 ? B压力铸造 ? C熔模铸造 正确答案：B 9
在冲裁过程中,能保证凸模与凹模之间间隙均匀,保证模具各部分保持良好的运动状态作用的零件是_________ 。。 ? A定位板 ? B卸料板 ? C导柱 ? D上模座板 正确答案：C 10 在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是____________________。 ? A HB ? B HR ? C HV ? D HS 正确答案：C 11 过冷度越大,则____________________。 ? A N增大,所以晶粒细小 ? B N增大,所以晶粒粗大 ? C N减少,所以晶粒细小
工程材料与热处理 第1章作业题参考答案
1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。 σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。 σe是弹性极限，是材料产生完全弹性变形时所承受的最大应力值； σs是屈服强度，是材料产生屈服现象时的最小应力值； σ r 0.2是以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度； σb是抗拉强度，是材料断裂前所能承受的最大应力值； δ是伸长率，试样拉断后标距长度的伸长量与原始标距长度的百分比； ψ是断面收缩率，是试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比； a k是冲击吸收功，摆锤冲击试验中摆锤冲断试样所消耗的能量称为冲击吸收功； σ-1是材料经受无数次应力循环而不被破坏的最大应力； HRA、HRB、HRC是洛氏硬度由于不同的压头和载荷组成的几种不同的洛氏硬度标尺而产生的三种表示方法； HBS(HBW)是布氏硬度，用淬火钢球做压头测得的硬度用符号HBS表示，用硬质合金做压头测得的硬度用符号HBW表示。 2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 由最初受力时的弹性变形到超过屈服极限的塑性变形到最后超过抗拉强度后的断裂。 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N；F b=8．5×103N。拉断后标距长为l l=120mm，断口处最小直径为
d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb、δ、ψ。 σ0.2= F0.2/ s0=(6.5×103)/π×（10/2）2 =82.8MPa σb= F b/ s0=(8.5×103)/π×（10/2）2 =108.28MPa δ=(l l- l0)/ l0×100%=20% ψ=( s0- s1)/ s0=[π×（10/2）2-π×（6.4/2）2]/π×（10/2）2=59.04% 4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少? Δl=F×l/(E×A)=5.3×10-2mm 根据变形量相等，所以E钢×A钢= E铝×A铝 易求得d铝=4.33mm 5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? σe= F e/ s0, 所以最小直径d,有π（d/2）2= F e/σe d=11.28mm Δl=F×l/(E×A)=0.04mm 6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 布氏硬度： 具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。 洛氏硬度： 采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。 灰铸铁毛坯件适宜用布氏硬来测量；淬硬的钢件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度适宜用洛氏硬度来测量。 7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 工件如果刚度太低则会在受力时较容易产生弹性变形，弹性变形过大。如果刚度可以而弹性极限太低则会在受力时比较容易塑形变形。 8．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、230HBW、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。 12HRC～15HRC，HRC的表示范围是20~70；
金属工艺学重点知识点样本
金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要
强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。
1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。
工程材料与成型技术_复习要点与答案
第一章 1、按照零件成形的过程中质量 m 的变化，可分为哪三种原理？举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理 △m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？ 车削使用围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。 4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工围广、适应性强。 （5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。 第二章 1、什么是切削主运动和进给运动？车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动？ 主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。 车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动 铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动 磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动 镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动
工程材料及成型技术 复习要点及答案
第一章 1、按照零件成形的过程中质量m的变化，可分为哪三种原理？举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理△m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？
车削使用范围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。 4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工范围广、适应性强。 （5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。 第二章 1、什么是切削主运动和进给运动？车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动？ 主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。 车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动 铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动 磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动 镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动 2、切削用量三要素是指什么？
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(P. 6) (P. 7) (P. 7) (P. 9) (P. 11) 作为零件检验和验收 (P. 11) (P. 11) (P. 13) (P. 15) (P. 17) (P. 26) (P. 27) 第一章材料的性能及应用意义 1 .使用性能、工艺性能 2. 力学性能 3. 强度、屈服强度、抗拉强度 4. 刚度，影响因素 5. 塑性 6. 硬度：概念、优缺点。为什么一般工程图样上常标注材料的硬度, 的主要依据？ 7. 硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。 硬度测试有压入法和刻划法两大类。 8. 冲击韧性 9. 疲劳 10. 磨损 11. 工艺性能 第二章材料的结构 1 -晶体、非晶体 2. 各向异性 3. 典型晶体结构
第三章材料的凝固与结晶组织 1.凝固、结晶（P. 35） 2.过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系 （P.36） 3.结晶过程：形核与长大 （P.37） 4.变质处理、原因、机理（P. 39） 5.同素异构转变（P. 40） 6.合金、相（P. 40） 7.合金相结构（P. 40） 8.固溶体、固溶强化：原因（P. 41） 9.金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P. 42） 10.匀晶相图、匀晶转变（P. 45） 11.共晶转变、杠杆定律（P. 47） 12.共析转变（P. 50） 第四章材料的变形断裂与强化机制
1.塑性转变、滑移（P. 55） 2.细晶强化：原因（P. 58） 3.冷塑性变形时的组织变化（P. 58） 4.加工硬化：原因（P. 60） 5.|口I复：现象、结果、性能变化（P. 61） 6.再结晶：现象、结果、性能变化（P. 62） 7.再结晶温度（P. 62） 8.热加工、冷加工：区别（P. 64） 9.金属强化机制：四种（P. 68） 第五章铁碳合金相图及应用 1.铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P. 72） 2.铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P. 73） 3.铁碳合金分类（P. 75） 4.共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P. 77） 5.力学性能变化（P.
工程材料及机械制造基础练习题样本
工程材料与机械制造基础复习题 一、填空题 1．典型金属的晶体结构有结构、结构和密排六方结构三种。 2．钎料的种类很多, 根据钎料的熔点不同将钎焊分为钎焊和钎焊。 3．在自由锻锻件图中, 锻件长度尺寸线上方标注460±15, 锻件长度尺寸线下方标注410, 则零件的长度尺寸为, 锻件的基本尺寸为。 4．在车床上钻孔或在钻床上钻孔都容易产生 , 在随后的精加工中在 床上的孔易修复。 5．切削用量包括、和背吃刀量三要素。 6．布氏硬度的实验条件为120 HBS10/1000, 表示钢球直径为 , 力保持时间为。 7．焊条药皮起作用、作用和作用。8．主运动是旋转运动的机床有、和钻床等。 9．软钎焊的熔点不超过450 oC, 焊后接头的强度较。 10．在焊接过程中, 对焊件进行局部的不均匀的加热会产生焊接与。 11．前角分为前角、零前角和前角。 12．纯铁具有同素异构性, 当加热到1394oC时, 将由晶格的铁转变为体心立方晶格的δ铁。 13．生产中常见的切削液可分为水溶液、和三类。14．MG1432A的含义为最大磨削直径为 mm, 经过次重大设计改进的高精度万能外圆磨床。 15．在钻床上钻孔常出现引偏, 在实际生产中常采用的措施
是 , , 刃磨时,尽量将钻头的两个半锋角和两个主切削刃磨得完全相等。 16．合金是由两种或两种以上的金属或金属元素与非金属元素组成的具有特性的物质; 组成合金的基本物质称为。 17．软钎焊的熔点不超过 C, 焊后接头的强度较。 最大的是角 , 因此车削细长轴时, 为18．刀具角度中影响径向分力F y 减少径向分力的作用, 主偏角常采用75度或度。 19．E4303中, E代表, 43代表。 20．焊条药皮起作用、作用和作用。 21．Q235A属于钢, 45钢属于钢。 22．压板用于在机床工作台或夹具上夹紧工作, 要求有较高强度, 硬度和一定弹性, 材料: 45钢, 热处理技术条件: 淬火, 回火, 40～45HRC。则其加工路线为: 下料－－正火－－淬火, 回火。 23．合金结晶形成固溶体时, 会引起晶格畸变, 使得合金的强度和硬度上升, 和下降的现象称为固溶强化。 24．E4303中, E代表, 43代表。 25．典型金属的晶体结构有结构、结构和结构三种。26．表面热处理是一种以改变工件和为目的的工艺。 27．用硬质合金刀具加工工件时一般不用切削液。因为硬质合金刀具和较好, 一般不用切削液。如果要用, 必须连续地、充分地供给, 切一般可断断续续, 以免硬质合金刀片因聚冷聚热而。 28．磨擦片用于传动或刹车, 要求高是强性和耐磨性．材料: Q235－A钢, 技术条件: 渗碳层深度0.4～0.5mm , 40～45HRC, 平面度≦0.1mm。则其加工路线
工程材料与技术成型基础课后习题答案
工程材料与技术成型基础课后习题答案 第一章 1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的? 答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率. 1-2 1-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB 硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV 调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB 1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS 800HV>45HRC>240HBS>90HRB 1-7材料在加工制造中表现出的性能，显示了加工制造的难易程度。包括铸造性，锻造性，切削加工性，热处理性。 第二章 2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成
α-Fe体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。 2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。 （2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小 （3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。 （2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。 （3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种： ①提高结晶时的冷却速度增加过冷度 ②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。 ③在液态金属结晶时采用机械振动，超声波振动，电磁搅拌等。 2-5答：（1）固溶体是溶质原子溶于溶剂晶格中而保持溶剂晶格类型的合金相。 （2）固溶体中溶剂由于溶质原子的溶入造成固溶体晶格产生畸变，使合金的强度与硬度提高，而塑性与韧性略有下降。 （3）通过溶入原子，使合金强度与硬度提高的办法称之为固溶强化。 2-6答(1)金属化合物是指合金组元之间相互作用形成具有金属特征的物质;
工程材料与热加工基础之名词解释
陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指晶格空位、间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如刃型位错、螺型位型。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶 粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果 上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把 刀的刃口，故称“刃型位错”。 晶体：原子、离子或分子在三维空间呈规律性排列。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为 单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的 结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核 率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、 韧性迅速下降的现象。
复：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金 属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以 及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能 变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。此阶段为回复阶 段。 再结晶：被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相 似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 热加工：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。 冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。 合金：通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。 组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。 相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。 相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。 固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。 属间化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组 成。 机械混合物：合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起， 称机械混合物。 枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶 粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。 比重偏析：比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引起的。如果先共晶相
机械工程材料与热加工工艺-(1)
机械工程材料与热加工工艺 -⑴ 第一章金属材料的力学性能 1.什么是应力？什么是应变？ 2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样 没发生塑性变形？ 3.将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 4.布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度： 库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。 5.下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么： E, 6,6,6.2,二」，、,'一，:k,HRC, HBS,HBW ,HV . 洛氏硬度的测试规范 标尺压头 总载荷 / N 适用测 试材料 有效值 HRA 1200金刚石 圆锥体 600 硬质合 金，表面 淬火钢 70-85
HRB?1.588mm 淬火 钢球1000 退火钢， 非铁合金25-100 HRC 120°金刚石 圆锥体 1500 般淬 火钢件 20-67第二章金属及合金的结构与结晶 1.名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体 缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。 2.简述金属的结晶过程。 3.金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4.典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？
第三章铁碳合金相图 1.什么是同素异构转变？室温和110C°C时纯铁晶格有什么不同? 填表： 3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写各区相和组织名称。 4.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5.含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？ 第四章钢的热处理 1.什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？ 2.简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？ 3.简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素 有哪些？ 4.在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？ 5.什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？ 6.亚共析钢的淬火为何是A c「(30 -50 C) ?过高或过低有什么弊端? 7.什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ &碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？ 9.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机
工程材料及成形技术基础选择题库
三. 选择正确答案 1. 为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理 A.等温退火 B.完全退火 C.球化退火 D.正火 2. 钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移,从而 A.增大VK B.增加淬透性 C.减少其淬透性 D.增大其淬硬性 3. 金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的 A. 晶粒的相对滑动. B.晶格的扭折 C.位错的滑移 D.位错类型的改变 4. 高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其 A.强度硬度下降,塑性韧性提高 B.强度硬度提高 ,塑性韧性下降 C.强度韧性提高,塑性硬度下降 D.强度韧性下降,塑性硬度提高 5. 过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在 A.Ac1+30--50℃ B.Ac3+30--50℃ C.Accm+30--50℃ D.T再+30--50℃ 6. 常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是 A.调质 B.淬火+低温回火 C.渗碳 D 渗碳后淬火+低温回火 7. 常见的调质钢大都属于 A.低碳低合金钢 B.中碳低合金钢 C.高碳低合金钢 D.低碳中合金钢 8. 某一中载齿轮决定用45钢制造,其最终热处理采用下列哪种方案为宜 A.淬火+低温回火 B.渗碳后淬火+低温回火 C.调质后表面淬火 D.正火 9. 在Fe-Fe3C合金中,其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为 A.?0.0008% B.0.021% C.0.77% D.2.11% 10. 在Fe-Fe3C合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为 A.0,02% B.0.77% C.2.11% D.4.3% 11. 下列材料中不宜淬火的是 A.GCr15 B.W18Cr4V C.40Cr D.Q235 12. 下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变 A. L+α→β B. L→α+β C. γ→α+β D. α+β→γ 13. 下列合金中,哪种合金被称为巴氏合金 A.铝基轴承合金 B.铅基轴承合金 C.铜基轴承合金 D.锌基轴承合金 14. 对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织 A.F+G B.F+P+G C.P+G D.Ld+G 15. 感应加热表面淬火的淬硬深度,主要决定于因素 A.淬透性 B.冷却速度 C.感应电流的大小 D.感应电流的频率 16. 下列材料中耐热性最好的是 A.GCr15 B.W18Cr4V C.1Cr18Ni9Ti D.9SiCr 17. 过共析钢的退火组织是 A.F+Fe3CⅢ B.F+P C.P+Fe3CⅡ D.P+Fe3CⅢ 18. 对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是 A.强化基体 B.提高其韧性 C.消除应力 D.消除碳化物 19. 滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是 A.淬火+低温回火 B.渗碳+淬火+低温回火 C.淬火+中温回火 D.氮化+淬火+低温回火
工程材料及成形技术试题库答案
《工程材料及成形技术基础》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？。3铸造应力分为哪几类？4减小和消除铸造应力的主要方法。5绘制自由锻件图主要考虑哪些问题？。6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。 题库 一、名词解释 1．固溶强化；2．结晶；3．加工硬化；4．屈服强度； 5、过冷度；6．钢的热处理；7．再结晶；8、马氏体；9、钢的淬火…… 10、铸造……11疲劳现象.; 12.同素异构转变; 二、填空题： 1、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，固溶体可分（间隙固溶体）和（置换固溶体）。 2、金属中三种常见的晶格类型是（体心立方）、（面心立方）和（密排六方）。 3、固态金属中的相有两种：（固溶体）和（化合物）。 4、液态金属结晶时，冷却速度大，过冷度则越（大）。结晶后，晶粒（细小）。 5.、普通热处理是指（退火）、（正火）、（淬火）、（回火） 6、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（形核率）和（长大速率）。 7 . 铁碳合金在从液态冷却到固态的结晶过程中，细化晶粒的具体操作方法有（快速冷却）、（加入变质剂）和（机械搅拌）。 8、铸造应力分为：（热应力）和（机械应力）,其中( 热应力 )属残余应力。 9、铸铁具有良好的耐磨性和消振性,是因为其组织中有( 石墨 )存在。 10. 手工电弧焊焊条按药皮组成分为酸性焊条和碱性焊条两