金属工艺学课件18
第十章机械零件材料及毛坯的选择与装配
学习目标
重点难点
主要内容
本章小结
思考与练习
学习目标
机械零件的主要失效形式及原因；
零件毛坯材料的种类、选择原则及质量检验。
熟悉装配精度、装配方法，了解装配生产的组织形式。
学习目标
掌握典型零件选材及工艺路线；
根据要求合理选择机械零件的材料、毛坯；
掌握毛坯的一般检验方法，对机器装配方法、生产规模和加工精度进行正确选择。
重点难点
零件材料的使用性能、工艺性能及经济1
性性结合的原则；
主要内容
第一节机械零件的失效和零件
选材的一般原则
第二节零件毛坯选择的一般原则第三节机械装配
第一节机械零件的失效和零件
材料选择的一般原则
一、失效的基本概念；
二、零件失效的主要形式；
二、零件失效的原因；
二、零件失效实例；
10.1.1失效的基本概念
产品在使用过程中是与原设计所规定的功能叫做失效。
零件失效的常见特征是：
零件完全破坏已不能正常工作；
零件已严重损伤继续工作不安全；
零件工作不能达到设计的功效。
10.1.2 零件失效的主要形式：
1.过量变形失效
零件在工作过程中因应力集中等原因造成变形量超过允许范围，导致设备无法正常工作的现象。其主要形式有两种：变形超限和蠕变。
2.断裂失效
零件在工作工作工程中完全断裂而导致整个机器或设备无法工作的现象。常见的断裂有：疲劳断裂、低温脆断、应力腐蚀断裂、蠕变断裂等。
3.表面损伤失效
零件表面损坏造成机器或设备无法正常工作或失去精度的现象。
常见的表面损伤失效有：表面疲劳、表面磨损、表面耐腐蚀等类型。
4、裂纹失效
零件内外微裂纹在外力作用下扩展，造成零件断裂的现象。
根据加工工艺的不同，可分为：铸造裂纹、锻造裂纹、焊接裂纹、热处理裂纹和机械加工裂纹等。
10.1.3 零件失效的原因
1. 结构设计不合理；
2. 材料选取不当；
3．加工工艺问题；
4.使用维护不正确。
。
10.1.4失效分析实例
1.失效分析的基本思路是：根据零件残骸（包括断口）的特征和残留的有关失效过程的信息，首先判断失效形式，进而推断失效的根本原因。
2.失效分析的过程
（1）概况；
（2）检验；
（3）分析讨论；
（4）结论
10.1.5机械零件材料选择的一般原则
（一）使用性能
（二）工艺性能
（三）经济性
（四）典型零件选材及工艺路线
（一）使用性能
1.零件服役条件分析
一个零件的使用性能指标是在充分分析了零件的服役条件和失效形势后提出的，零件的服役条件包括：受力状况、载荷性质、工作温度、环境介质、特殊性能等
2.常用力学性能指标在选材中的应用
常用的力学性能指标是指：①强度；②硬度；
③塑性；④韧性等
（二）工艺性能
材料工艺性能的好坏，对零件加工的难易程度，生产效率高低，生产成本大小起着重要作用，已使用性能相比，工艺性能处于次要地位。
（三）经济性
零件选材的基本步骤如下：
（1）对产品功能要求特性分析，确定相对优先次序；
（2）决定产品每个构件所要求的性能，对每个候选材料在性能上进行比较；
（3）对外形、材料和加工方法进行综合考虑。
（四）典型零件选材及工艺路线
1.齿轮类零件的选用与工艺
（1）齿轮的服役条件和失效形式
?齿轮的服役条件：①因传递动力，齿轮根部受交变弯曲应力；②在换挡、启动或啮合时，齿轮后受到冲击；③齿面承受滚动、滑动造成的强烈摩擦磨损和交变的接触应力。
?通常情况下：根据齿轮的受力状况，齿轮的主要失效形式为：①齿面磨损；②齿面疲劳剥落；
③齿根疲劳断裂。
（2）齿轮的力学性能要求：①高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度；②高的硬度和耐磨性；③足够的强度和冲击韧性。
（3）常用齿轮材料（略）
（4）典型齿轮选材举例（略）
2.轴类零件的选材与加工工艺
?（1）轴类零件的服役条件和失效形式；（略）?（2）轴类零件的力学性能要求；（略）
?（3）轴类零件常用材料；（略）
?（4）典型轴类零件选材举例。（略）
第二节零件毛坯选择的一般原则
一、毛坯的种类；
二、毛坯选择的一般原则；
二、典型零件毛坯的选择；
二、毛坯质量检验。
10.2.1 毛坯种类
机械零件常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊接件、冲压件和型材等。
10.2.2毛坯选择的一般原则
1. 满足零件的使用要求；
2. 降低生产成本；
3. 组合具体生产条件。
金属工艺学第五版上册课后答案精选版
金属工艺学第五版上册 课后答案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
1、说明σS 、σ0.2 、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义 答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300. 2、解释应力与应变的概念 答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。 1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。 一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。 因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。 晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关： 过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。 变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。 2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。 相与组织 相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就是结构与组织的区别，结构描述的是原子尺度，而组织则指的是显微尺度。 合金的组织是由相组成的，可由单相固溶体或化合物组成，也可由一个固溶体和一个化合物或两个固溶体和两个化合物等组成。正是由于这些相的形态、尺寸、相对数量和分布的不同，才形成各式各样的组织，即组织可由单相组成，也可由多相组成。相组成物与组织组成物是人们把在合金相
金属工艺学第五版上册答案
第一章（p11 ） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。缩颈发生在拉伸曲线上bk 段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变 形。 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 布氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 洛氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检 验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? b 抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. s 屈服点它是指拉伸试样产生屈 服时的应力。 0.2 规定残余拉伸强度 1 疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲 劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。应力它指试样单位横截面的拉力。 aK 冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N 的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密 接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm ，载荷为3000N 为压头测试出的金属的布氏硬度。
金属工艺学第五版课后习题详解.
《金属工艺》习题答案 第一篇，第一章，P11页 3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？ 答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。 第一篇，第二章，P23页 2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？ 答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有： 1、提高冷却速度，增加晶核数目； 2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核； 3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化； 4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。 第一篇，第三章，P29页 3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？ 答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。 对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。 5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？ 答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。 汽车大弹簧为淬火+中温回火，组织为回火屈氏体，保持材料的高弹性。 车床主轴为淬火+高温回火，组织为回火索氏体，具有较高的综合机械性能。 发动机缸盖螺钉为渗碳+淬火+低温回火，表层组织为回火马氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体组织，具有较高的综合机械性能，达到“面硬心软”的使用目的。 第一篇，第四章，P35页 1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？ 15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn 答：（1）碳素结构钢：15 40 ；普通碳素结构钢：Q195；低合金高强钢：Q345；合金
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考答案 (2)
第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”;缩颈发生在拉伸曲线上bk 段;不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?
σb抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0规定残余拉伸强度 σ1-疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。 σ应力它指试样单位横截面的拉力。 a K冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”;理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？ 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。
金属工艺学___第五版
1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号 σ表示，单位是 MPa。试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号 ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象， 是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 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？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值 HB 小于 450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。（3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ σ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位 MPa。 σs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 σb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位 MPa。σ0.2：屈服强度，试样在产生 0.2%塑性变形时的应力，单位 MPa。 σ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位 MPa。
金属工艺学 第五版 (邓英文 郭晓鹏 著) 高等教育出版社 课后答案
第一篇金属材料导论P9： （1）：应力：试样单位横截面上的拉力， 。 σd F 2 4o π应变：试样单位长度上的伸长量，。 εl l ?（5）： ：抗拉强度，指金属材料在拉断之前所能承受的最大应力。σ b ：屈服点，指拉伸试样产生屈服现象时的应力。 σs ：屈服点，对没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以试样产生0.2%塑性变形时的应力作为 σ 2 .0r 该材料的屈服点，用σr0.2表示。 ：疲劳强度，金属材料在无数次循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，当应力按正弦曲线对 σ 1 ?称循环时，疲劳强度以符号σ-1表示。 ：伸长率，衡量塑性的指标之一 δ：冲击韧性，材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力，其值大小是试样缺口处单位截面积上所吸收的冲 a k 击功。 HRC ：洛氏硬度，以顶角为120度金刚石圆锥体为压头，在1500N 载荷下硬度计的硬度标尺。HBS ：布氏硬度，钢球压头测出的硬度值。 HBW ：布氏硬度，硬质合金球压头测出的硬度值。 第二章铁碳合金 P26 1.一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。 2.随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，同素异晶转变；室温时，纯铁的晶格是体心立方晶格。 1100摄氏度时是面心立方晶格。 5.缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程如下： 1点以上：L;1-2点：L+A;2-3点：A;3-4点：A+F;室温时：P+F T10钢的结晶过程如下： 1点以上：L;1-2点：L+A;2-3点：A;3-4点：A+Fe C II 室温时：P+Fe3C II 第三章钢的热处理P32 １.答：在此温度范围内加热，淬火后可获得细小的马氏体组织。这样的组织硬度高、耐磨性好，并且脆性相对较小。 如果淬火加热的温度不足，因未能完全形成奥氏体，致使淬火后的组织除马氏体外，还残存有少量的铁素体，使钢的硬度不足。 如果淬火温度过高，因奥氏体晶粒长大，淬火后的马氏体晶粒也粗大，会增加钢的脆性，致使工件产生裂纹、变形倾向。 ２.答：钢在淬火后淬火是为了消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性 % 1000 0×?=l l l k δ
金属工艺学第五版上册答案
1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 布氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 洛氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? b 抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. s 屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 规定残余拉伸强度 1 疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。应力它指试样单位横截面的拉力。 aK 冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。
金属工艺学第五版上册课后答案
金属工艺学第五版上册课 后答案 Newly compiled on November 23, 2020
1、说明σS 、σ、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义 答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300. 2、解释应力与应变的概念 答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。 1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。 一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。 因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。 晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关： 过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。 变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。 2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。 相与组织 相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就是结构与组织的区别，结构描述的是原子尺度，而组织则指的是显微尺度。 合金的组织是由相组成的，可由单相固溶体或化合物组成，也可由一个固溶体和一个化合物或两个固溶体和两个化合物等组成。正是由于这些相的形态、尺寸、相对数量和分布的不同，才形成各式各样的组织，即组织可
金属工艺学(第五版上册)课后答案
1、说明σS 、σ0.2 、σb、σ－1 、δ％、αk、45-50HRC、300HBS的名称含义 答案：见教材。45-50HRC表示洛氏硬度为45-50；300HBS表示布氏硬度为300. 2、解释应力与应变的概念 答：应力：物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位臵回复到变形前的位臵。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。应变：物体受力产生变形时，体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体，比较变形前后单元体大小和形状的变化。1、说明晶粒粗细对力学性能的影响。 一般情况下，晶粒越细小，金属材料的强度和硬度越高，塑性和韧性越好。 因为晶粒越小，晶界越多。晶界处的晶体排列是非常不规则的，晶面犬牙交错，互相咬合，因而加强了金属间的结合力。工业中常用细化晶粒的方法来提高金属材料的机械性能，称为细晶强化。 晶粒的大小与过冷度和变质处理密切相关： 过冷度：过冷度越大，产生的晶核越多，导致晶粒越细小。通常采用改变浇注温度和冷却条件的办法来细化晶粒。 变质处理：也叫孕育处理。金属液中晶核多，则晶粒细小。通常采用浇注前添加变质剂的办法来促进晶核产生，以拟制晶粒长大。 2、你如何理解相与组织，指出Fe -C状态图中的相与组织。 相与组织 相是指材料中结构相同、化学成分及性能同一的组成部分，相与相之间有界面分开。“相”是合金中具有同一原子聚集状态，既可能是一单相固溶体也可能是一化合物；组织一般系指用肉眼或在显微镜下所观察到的材料内部所具有的某种形态特征或形貌图像，实质上它是一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体的总称。因此，相与组织的区别就
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考答案
第一章（p11） 1.什么是应力什么是应变 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么 σb 抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. σs 屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0 规定残余拉伸强度 σ1- 疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。 σ 应力它指试样单位横截面的拉力。 a K 冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”过冷度指什么 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。 理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响细化晶粒的途径有哪些 答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考答案电子版本
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考 答案
第一章（p11） 1.什么是应力？什么是应变？ 答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量 2．缩颈现象 在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。 缩颈发生在拉伸曲线上bk段。 不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。 布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？ 库存钢材硬质合金刀头 锻件台虎钳钳口 洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。 布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。 硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。 库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。 第五题 下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么? σb 抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力. σs 屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。 σ2.0 规定残余拉伸强度 σ1- 疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。 σ 应力它指试样单位横截面的拉力。 a K 冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。 HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。以残余压痕深度计算其硬度值。 HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。 HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。 第二章（p23） (1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？ 答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。 理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。 （2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？
金属工艺学邓文英第五版作业题参考答案样本
上所吸收的冲击功。 第二章铁碳合金 P26 1. 一般来说，同一成分的金属，晶粒愈细，其强度、硬度愈高，而且塑性和韧性也愈好。 2. 随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，同素异晶转变；室温时，纯铁的晶格是体 心立方晶格。1100摄氏度时是面心立方晶格。 5.缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程如下： 1 点以上：L; 1-2 点：L+A; 2-3 点：A; 3-4 点：A+F; 室温时：P+F T10钢的结晶过程如下： 第一篇金属材料导论 P9: (1):应力 应变： :试样单位横截面上的拉力,尘 d 试样单位长度上的伸长量，- I (5): :抗拉强度，指金属材料在拉断之前所能承受的最大应力。 S ：屈服点，指拉伸试样产生屈服现象时的应 力。 02：屈服点，对没有明显屈服现象的金属材料，工程上规定以试样产生 0.2测性变形 时的应力作为该材料的屈服点,用( T r0.2表示。 「疲劳强度，金属材料在无数次循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力 ，当应力 按正弦曲线对称循环时，疲劳强度以符号C -1表示。 :伸长率, 衡量塑性的指标之 a k :冲击韧性, I 。 材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力，其值大小是试样缺口处单位截面积 HRC: 洛氏硬度, 以顶角为120度金刚石圆锥体为压头,在1500N 载荷下硬度计的硬度标 尺。 HBS: 布氏硬度, 钢球压头测出的硬度值。 HBW: 布氏硬度, 硬质合金球压头测出的硬度值。
1点以上: L; 1-2 点: L+A; 2-3 点: A; 3-4 点: A+Fe C II 室温时: P+Fe3 C II 第三章钢的热处理 P32 1.答：在此温度范围内加热，淬火后可获得细小的马氏体组织。这样的组织硬度高、耐磨性好，而且脆性相对较小。 如果淬火加热的温度不足, 因未能完全形成奥氏体, 致使淬火后的组织除马氏体外, 还残存有少量的铁素体, 使钢的硬度不足。 如果淬火温度过高, 因奥氏体晶粒长大, 淬火后的马氏体晶粒也粗大, 会增加钢的脆性, 致使工件产生裂纹、变形倾向。 2.答：钢在淬火后淬火是为了消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性能． ① . 低温回火的目的是降低淬火钢的内应力和脆性, 但基本保持淬火所获得的高硬度( 56~64HRC) 和高的耐磨性。淬火后的低温回火主要用于工具钢的热处理。 ② . 中温回火的目的是使钢获得高弹性, 保持较高的硬度( 35~50HRC) 和一定的韧性。中温回火主要用于各种弹簧、发条、锻摸等。 ③ . 高温回火的热处理合称为调质处理, 调质处理广泛用于承受疲劳载荷的中碳钢重要件, 其硬度为20~35HRC调质处理的钢可获得强度及韧性都很好的综合力学性能。 汽车发动机缸盖螺钉采用高温回火, 因为高温回火广泛用于承受载荷的中碳钢重要零件, 并可获得较好的综合力学性能, 故使用高温回火来处理． 第二篇铸造 ( 1) 砂型铸造的关键技术包括： 1 ．造型方法的选择。2．浇注位置和分型面的选择。3. 工艺参数的选择( 2) 铸件浇注位置选择应遵循以下原则： 1. 铸件的重要加工面应朝下。