工程材料与成型工艺
《工程材料及成型工艺》练习题(复习资料)
《工程材料及成型工艺》练习题（复习资料）绪论1、材料分为金属、__________以及复合材料三大类。
其中金属包括纯金属和__________，纯金属又包括__________金属和有色金属；而非金属材料包括____________________、无机非金属材料。
2、常用的材料成形方法有__________成形、__________成形、__________成形和非金属成形。
第一章工程材料1.2 固体材料的性能1、应力应变图横坐标表示__________，纵坐标表示__________。
p、e、s、b点应力分别表示什么？2、书P80 第1题3、书P80第2题4、机械零件在正常工作情况下多数处于（）。
A．弹性变形状态B．塑性变形状态C．刚性状态D．弹塑性状态5、在设计拖拉机气缸盖螺栓时主要应选用的强度指标是（）。
A．屈服强度B．抗拉强度C．伸长率D．断面收缩率6、用短试样做拉伸实验，根据公式，伸长率会更大，说明短试样塑性更好。
（）7、工程上希望屈强比sbσσ高一些，目的在于（）。
A．方便设计B．便于施工C．提高使用中的安全系数D．提高材料的有效利用率8、所有的金属材料均有明显的屈服现象。
（）9、下列力学性能指标中，常被作为机械设计和选材主要依据的力学性能指标是（）A．σb B．HBW C．δD．HRC10、在外力作用下，材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为__________。
11、材料在外力去除后不能完全自动恢复而被保留下来的变形称__________。
12、金属材料抵抗硬物体压入的能力称为__________。
13、某仓库内1000根20钢和60钢热轧棒料被混在一起。
请问怎样用最简便的方法把这堆钢分开？14、常见的硬度表示方法有：__________硬度、__________硬度和维氏硬度。
15、当温度降到某一温度范围时，冲击韧性急剧下降，材料由韧性状态转变为脆性状态。
这种现象称为“__________”。
机械工程材料成型及工艺
机械工程材料成型及工艺在机械工程中，材料成型主要包括以下几个方面：锻造、压力加工、冷成型、热成型、焊接和铸造等。
这些成型方式根据材料的性质和产品的设计要求选择不同的加工方法和工艺。
锻造是一种通过加热和施加压力来改变原始材料形状的方法。
它可以改变材料的内部结构和物理性质，提高材料的强度和韧性，并将其加工成各种形状的零件。
锻造分为冷锻和热锻两种方式，冷锻适用于一些具有良好延展性的材料，而热锻主要适用于高硬度的合金材料。
压力加工是通过施加压力来使材料发生塑性变形的方法。
它主要包括拉伸、压缩、弯曲、剪切等加工过程。
压力加工可以使材料具有更高的强度、硬度和韧性，并且可以通过精确的控制来获得各种形状和尺寸的零件。
冷成型是指在常温下对金属材料进行塑性加工的方法。
它主要包括冲压、拉伸、挤压、弯曲等加工过程。
冷成型可以保持材料的硬度和强度，同时可以通过模具和设备的精确控制来得到高精度的成型零件。
热成型是指在高温下对金属材料进行塑性加工的方法。
它主要包括热挤压、热压缩、热拉伸、热弯曲等加工过程。
热成型可以使材料的塑性增加，改善材料的流动性和可塑性，从而得到复杂形状的零件。
焊接是将两个或多个材料通过加热或施加压力使其在原子层面上相互结合的方法。
它主要用于连接零件、修复损坏的零件和制造复合材料等方面。
焊接的方式有多种，包括电弧焊、气体焊、激光焊等，可根据不同的需求选择适当的焊接方式。
铸造是通过将熔融的金属或合金注入到模具中，经过冷却和凝固后得到特定形状的零件或产品的方法。
铸造是一种常用的成型方式，可以生产大批量、复杂形状的零件，同时也可以制造出内部空腔的零件。
总之，机械工程材料成型及工艺是实现产品设计和制造的重要环节。
不同的成型方式和工艺可根据材料的性质和产品的要求灵活选择，通过合理的加工和控制，可以获得高精度、高质量的零件和产品。
工程材料及热成型工艺课程设计
工程材料及热成型工艺课程设计1. 背景工程材料及热成型工艺是现代制造工业中极其重要的一部分，涉及到各行业各领域的制造和生产。
在工程离散制造过程中，这两个领域必不可少。
作为当今制造业的核心技术之一，热成型加工在不同的行业中都具有广泛的应用，如冶金、机械、航空航天等工业部门。
2. 课程设计目的本课程设计旨在深入了解相关基础知识和实际应用技术，达到以下目的：•了解不同种类的工程材料和它们的物理和化学性质。
•学习热成型加工的基本原理和其在不同工业部门中的应用。
•了解工程材料和热成型加工相互作用的影响，并学习如何优化制造过程。
•学习如何设计和选择最适合的加工工艺和设备，以满足不同的生产需求。
3. 课程内容3.1 工程材料3.1.1 材料结构和性质•基本元素和晶体结构•物理性质、机械性能和化学性质•缺陷分析和强度评估3.1.2 材料应用和选择•材料来源和加工方法•材料选型原则和应用环境•日常护理和维护3.2 热成型工艺3.2.1 加热和冷却•加热方式和设备•相变和热力学过程•冷却速率和材料变形加工3.2.2 热成型加工和应用•压力工艺和模具设计•热挤压、热轧、热拉伸和热淬火•各行业热成型加工的应用3.3 课程实践本课程将分为两个实践环节。
第一个环节将关注材料表征和机械性能测试，包括拉伸试验、压缩试验、冲击试验等。
第二个实践环节将关注热成型加工过程仿真和模拟，以及材料性能和加工过程之间的关系。
4. 课程评估•成绩占比：70% 期末考试, 20% 课程作业, 10% 实践报告•期末考试：理论知识，考试时间120分•课程作业：每周一次，与课程内容相关，张贴在学生选定的博客里，提交课程学习的总结，字数不少于500字。
•实践报告：与课程实践相关，对学生的实验和模拟结果进行评估和总结。
工程材料与成型工艺期末考试题库完整
工程材料及成形技术作业题库一. 名词解释Ao.奥氏体：奥氏体是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，用符号“A”表示，呈面心立方晶格。
Be.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。
Be.贝氏体：在含碳量过饱和α的基体上弥散分布着细小的碳化物亚稳组织。
Bi.变质处理：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂，形成大量高度弥散的难溶质点，成为石墨的结晶核心，以促进石墨的形核从而得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。
C. C曲线：过冷奥氏体等温冷却转变曲线。
C. CCT曲线：过冷奥氏体连续冷却转变曲线。
Ca.残余奥氏体：奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体。
Cu.淬火：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺Cu.淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。
Cu.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。
Du.锻造比：变形前后的截面面积之比或高度之比。
Du.锻造流线：锻造流线也称流纹，在锻造时,金属的脆性杂质被打碎,顺着金属主要伸长方向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后的金属组织就具有一定的方向性。
Di.第一类回火脆性：淬火钢在250度到350度回火是，冲击韧度明显下降，出现脆性。
Er.二次硬化：淬火钢在回火的某个阶段硬度不下降反而升高的现象。
Go.共晶转变：在一定的温度下,一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应Gu.固溶强化：由于溶质原子溶入而使金属强硬度升高的现象。
Gu.固溶体：合金在固态下，组员间仍能互相溶解而形成的均匀相Gu.过冷奥氏体：在A1温度一下暂时存在的奥氏体称为过冷奥氏体。
Gu.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。
Ha.焊接性：是指对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件（焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等）下，获得优质焊接接头的难易程度。
He.合金：是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质Ho.红硬性：是指材料在一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。
工程材料及成型工艺学习心得
2017-2018学年第一学期工程材料及成形工艺学习心得时光飞逝，转眼间我已是大三学生的一员了，距离毕业的时间已寥寥无几，课程也变得更加“高深莫测”，开始接触更多的专业课程。
这学期我们学习了《工程材料及成形工艺》这门课程。
作为测控技术与仪器专业的学生，我深知这门课程对我们的重要性，也对这门课程产生了极大的兴趣。
刚开课时，老师就给我们讲了这门课的重要性：身为测控专业的学生，以后绝对离不开质检方面的工作，而了解工程材料各方面的性能是必不可少的知识。
这门课程的知识点很多也很碎，老师为了让我们更好的记忆，在课堂上耐心的为我们讲解各个知识点，用生动形象的语言和例子更好的诠释知识点，是原本可能会枯燥乏味的死记硬背变得鲜活起来。
课后，老师还会给我们布置下一堂课要记忆的重点，督促我们不要松懈。
而第二堂课会让我们默写上节课的重点，循环记忆。
在老师的引导下，我们记得更牢固，学的更扎实。
人类生活在材料组成的世界里，材料是我们赖以生存并得以发展的物质基础。
而工程材料属于材料中的人造材料，主要指用于机械工程、建筑工程以及航空等领域的材料。
既然工程材料这么重要，当然首先要了解下它的分类了。
一：工程材料的分类工程材料按其化学组成分类，可以分为金属材料、高分子材料、无机非金属材料、复合材料四类。
金属材料常指工业上所使用的金属或合金的总称。
金属及合金具有下列共同的特性：①固体状态下具有晶体结构；②具有独特的金属光泽且不透明；③是电和热的良导体；④强度高。
由于金属材料具有良好的力学性能、物理性能、化学性能及加工工艺性能,能采用较简单和经济的方法制成零件,因此金属材料是目前应用最广泛的材料。
无机非金属材料主要指水泥、玻璃、陶瓷材料和耐火材料等。
它们不可燃,不老化,而且硬度高，耐压性能良好，稳定性高，在电力、建筑、机械等领域有广泛应用。
复合材料是由两种以上物理、化学性质不同的物质经人工合成的多相材料。
复合材料的组成包括基体和增强材料两个部分。
工程材料及成形工艺基础试题
工程材料及热成型工艺复习题习题一一、填空题1．工程材料按成分特点可分为金属材料、、；金属材料又可分为和两类；非金属材料主要有、；复合材料是指。
2．炼铁的主要设备是炉，炼钢炉主要有转炉和，转炉主要用于冶炼钢。
3．钢材的主要品种有钢板、、、等，钢板是采用方法生产的，其种类有厚板、中板、薄板，它们的厚度分别为、、。
4．金属材料的力学性能主要包括强度、、、等；强度的主要判据有和，强度和可以用拉伸试验来测定；测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。
5．铜、铝、铁、铅、钨、锡这六个金属，按密度由高至低排列为，按熔点由高至低排列为。
6．晶体是指，晶体结构可用晶格来描述，常见金属晶格有、和；金属Cu、Al、γ-Fe等金属的晶格类型为，α-Fe、β-Ti、Cr、W等金属的晶格类型为。
7．合金是的物质，合金相结构主要有和；其中常作为合金的基体相，少量、弥散分布时可强化合金，常作为强化相。
8．实际金属的结晶温度总是低于结晶温度，这种现象称为过冷现象，一般情况下金属的冷却速度越快，过冷度越，结晶后的晶粒越，金属的强度越，塑性和韧性越。
二、选择题1．三种材料的硬度如下，其中硬度最高的是（ C ），硬度最低的是（ B ）(a)40HRC (b)250HBS （c）800HV2．在设计机械零件时，一般用（ AB ）作为设计的主要依据。
（a）σ b (b) σs (c) σ-1 (d)δ3．硬度在235~255HBS的成品轴，抽检性能时应采用（ B ）。
（a）HBS (b) HRC (c) HRB4．高温下的铁冷却过程中，在1394℃由γ-Fe转变为α-Fe时，其体积会（ A ）。
（a）膨胀 (b) 缩小(c)不变三、金属的晶粒大小对力学性能有何影响？生产中有哪些细化晶粒的措施？答：在室温下，一般情况是晶粒越细，其强度、硬度越高，韧性、塑性越好，这种现象称为细化晶粒。
措施：（1）.增加过冷度；（2）.变质处理；（3）.附加振动。
工程材料与成型工艺教学大纲
《工程材料及成型工艺》教学大纲（Engineering Material and Forming Technology）课程代码：31010280学位课程/非学位课程：非学位课学时/学分：60/4适用专业：机械工程专业课程简介：《工程材料及成形工艺》是研究工程材料及其成形工艺方法的一门综合性专业技术基础课。
本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线，重点介绍材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。
使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性、成形方法的基本知识。
一、教学目标1、知识水平教学目标通过本课程的教学，使学生了解工程材料与热加工工艺技术在机械制造过程中的地位和作用，熟悉工程材料的种类、牌号、成分、性能、改性方法和用途；了解常用热加工工艺方法的基本知识。
了解与本课程有关的新材料、新工艺、新技术及其发展趋势。
2、能力培养目标通过本课程的教学，使学生具有现代机械制造过程的完整概念。
能运用工程材料及改性的知识，正确选用零件材料和改性方法的初步能力；能综合运用热加工工艺知识，选用毛坯成形方法；初步具有运用工程材料与热加工工艺新技术、新工艺解决实际问题的能力。
3、素质培养目标培养热爱科学、求真务实的学风和对机械技术工作的奉献精神。
二、教学重点与难点1、教学重点：铁碳合金相图、钢的热处理、工业用钢、铸造。
2、教学难点：铁碳合金相图、钢的热处理、工业用钢、铸造。
三、教学方法与手段采用启发式教学，调动学生学习的主观能动性，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，以“少而精”为原则，精选教学内容，使学生对机械制造的新材料、新工艺、新技术有所了解。
采用多媒体教学，充分利用课件中的影音文件和图片资料，增强直观性，加深理解。
同时注重每个章节的小结，帮助学生将课程内容结构化，有助于记忆。
四、教学内容、学习目标与学时分配教学内容教学目标课时分配（60学时，其中实验8学时）绪论了解0.51．金属材料的力学性能 1.51.1刚度、强度、塑性掌握 11.2冲击韧性掌握1.3疲劳强度了解 0.51.4硬度理解2．金属及合金的结构与结晶 42.1金属的结构与结晶理解 22.2合金的结构与相图掌握 23．铁碳合金相图 43.1铁碳合金的组元及基本相理解 13.2 Fe-Fe3C相图掌握 2.53.3含碳量对碳钢组织与性能的影响了解 0.54．钢的热处理 104.1钢在加热时的转变理解 14.2钢在冷却时的转变掌握 34.3钢的退火与正火掌握 14.4钢的淬火与回火掌握 24.5钢的淬透性与淬硬性理解 14.6钢的表面热处理掌握 25．工业用钢 65.1概述理解 25.2结构钢掌握 25.3工具钢掌握 1.55.4特殊性能钢理解 0.5 6．有色金属及其合金 26.1铝及铝合金了解 16.2铜及铜合金了解 0.56.3滑动轴承合金了解 0.5 8．铸造 108.1合金的铸造性能理解 28.2常用铸造合金掌握 28.3砂型铸造掌握 28.4铸件工艺的制定原则及结构了解 28.5特种铸造了解 2 9．金属压力加工 89.1金属塑性成形理解 29.2锻造掌握 49.3板料冲压掌握 2 10．焊接 610.1金属熔焊掌握 210.2电弧焊掌握 110.3其他焊接方法了解 110.4常用金属材料的焊接掌握 110.5焊接结构设计了解 1实验项目与学时分配表五、作业要求（宋体小四号加粗）1、课外作业：每章结束后，要求布置作业一次，以综合应用题为主。
工程材料与成型工艺基础习题答案
16. GCr9、GCr15钢按化学成分分类，它们属于结构钢中的 合金钢题
1.材料的常用力学性能指标有那些？若某种材料的零件在使 用过程中突然发生断裂，是由于那些力学性能指标不足所造 成的？
7.细化金属材料的晶粒，可使金属的强度、硬度 提高，塑性、 韧性 提高 ；在生产中常用的细化晶粒的方法有增大过冷度、 变质处理、机械搅拌和振动；压力加工再结晶；热处理。
8.合金的晶体结构有固溶体和金属化合物，其中固溶体具有 良好的塑性，金属化合物具有高的硬度和脆性。
9.在铁碳合金的基本组织中，珠光体属于复相结构，它由铁 素体和渗碳体按一定比例组成，珠光体用符号P表示。
金属材料成形基础作业（2）
一、填空题 1．液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性。流动 性不好的合金铸件易产生浇不足和冷隔、气孔、夹渣等 铸造缺陷。 2．影响液态合金流动性的主要因素有合金的化学成分、 合金的物理性质、合金的温度、不溶杂质和气体等。合 金的凝固温度范围越宽，其流动性越 差 。 3．任何一种液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却至 室温都要经历三个相互联系的收缩阶段，即 液态收缩 、 凝固收缩 和 固态收缩 。导致铸件产生缩孔和缩松的根 本原因是液态收缩和凝固收缩 ；导致铸件产生应力、变
图2-3 铸铁顶盖的两种设计方案
（1）方案a易于生产； （2）由于铸件的尺寸很大，壁厚较薄，属于大平面结构。铸 件上的大平面极易产生浇不足、夹砂、夹渣、气孔等缺陷， 图（a）的方案，一方面避免了上述不利因素，还因为具有了 一定的结构斜度，有利于造型。
8.分析图2-4所示零件分型方案的优缺点，并选择其中与零 件生产类型相适应的分型方案。
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课前案例分析
箱体
为满足减速器的设计要求， 各组成零件应选择什么样的 材料和成型方法？
怎样合理的选择材料？
传动轴
底座
齿轮
5.1 毛坯及成型方法的选择
毛坯种类：铸件、锻件、焊接件、型材及板料等。 成型方法：铸造、锻压、焊接或非金属材料成形。
ZL202、HT200、QT600-2 45钢、LD7
经济性原则
考虑材料的价格 、国家资源、零件总成本等因素
5.1 毛坯及成型方法的选择
二、毛坯成型方法选择
1）铸件
对形状较复杂的毛坯，一般可用铸造方法制造。 ✓目前大多数铸件采用砂型铸造； ✓对尺寸精度要求较高的小型铸件，可采用特种铸造。
2）锻件
因其力学性能较好，常用于受力复杂的重要钢质零件。 ✓自由锻件精度和生产率低，用于小批生产和大型锻件； ✓模型锻造件尺寸精度和生产率高，用于中小型锻件。
选用低碳合金渗碳钢，如20Cr、20CrMnTi等。
5.2 典型零件选材
工作机条床件齿：轮转速中等，载荷不大，工作平稳，无强烈冲击 性能指标：心部220~250HBS，齿面硬度≥52HRC 选材：45、40Cr 工艺路线 ：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轮齿高
频淬火及低温回火→精磨
5.2 典型零件选材
可用40Cr或35SiMn等合金钢进行调质处理；
③强度和韧性均要求较高、表面要求耐磨的轴：
用20Cr、20CrMnTi进行渗碳、淬火、回火处理；
5.2 典型零件选材
机床主轴：
工作条件与性能要求：受交变弯曲和扭转复合应力，载
荷和转速不高，冲击载荷不大； 接触面要较高硬度和耐磨性。
选材：45 工艺：锻造→正火→粗加工→调质→精加工→轴颈
5.2 典型零件选材
1.零件选材的步骤
分析零件工作条件和工作环境。 确定零件失效主要形式 确定材料应具备的性能 选用最佳材料
5.2 典型零件选材
特点2：.典轴型向工尺件寸远的大选于材径向尺寸。如实心轴、曲轴、杆件等 ①比➢较轴重杆要类或零承件载较大的轴：常用40、45、50等 ②承载较大而无很大冲击的重要轴：
5.2 典型零件选材
➢盘套类零件
特点：轴向尺寸和径向尺寸相差不大 （1）齿轮
① 低速、低载齿轮：选用Q255、Q275、40等。 ② 低速、中载、轻微冲击的齿轮：
选用中碳调质钢，如45、40Cr、50Mn等，
③ 中速、中载、承受一定冲击的齿轮：
选用中碳合金调质钢，可采用40Cr、35CrMo等。
④ 高速、中载或重载、承受较大冲击的齿轮：
汽车板簧 工作➢条典件型和弹性能簧要选求材：承受很大交变应力和冲击载荷，需要
高屈服强度和疲劳强度。 选材：轻型汽车65Mn、60Si2Mn；中型或重型汽车50CrMn 工艺： 下料 → 压力成型→淬火+中温回火→喷丸强化
板弹簧
拉伸螺旋弹簧
5.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ型零件选材
举例
选择普通车床C6140型的变速箱齿轮所用材料 工作条件：
表面淬火＋低温回火→磨削
5.2 典型零件选材
连杆 性能要求：承受多种力的作用，要求综合性能好 选材：45、40Cr、球墨铸铁 工艺：锻造→正火→粗加工→调质→精加工
手工刃具 性能要求：高硬度、高耐磨性，红硬性和韧性要求不高 选材：T8、T10、T12等 工艺：锻造→球化退火→机加工→淬火+低温回火
5.2 典型零件选材
参赛作品
5.1 毛坯及成型方法的选择
3）焊接件
焊接件主要用于单件小批生产和大型零件等。 ✓优点：制造简单、生产周期短、节省材料、减轻重量。 ✓缺点：抗振性较差，变形大，需时效处理后才能机加工。
4）其它毛坯
粉末冶金件适合于制造有特殊性能要求的材料和形状较 复杂的中、小型零件
冲压件是制造质量轻、刚度好零件和形状复杂的壳体首选
Q235、08钢等板、带材 塑料、陶瓷零件
非金属材料成型 锻压 铸造
冲压或焊接成形
5.1 毛坯及成型方法的选择
一、毛坯选择的原则
总原则：应在满足使用要求的前提下，尽可能地降低
生产成本，在市场上具有竞争能力。
使用性能原则
根据零件的工作条件、失效形式，确定使用性能要求
工艺性能原则
应满足生产工艺（铸、锻、焊、热处理等）的要求
承受载荷不大，转速中等，工作较平稳，无强 烈冲击。 性能要求：
齿面：50~53HRC；心部220~245HBS； 请问： （1）选何种材料(选45还是40Cr)； （2）写出加工工艺路线； （3）说明各热处理工艺的作用。
5.2 典型零件选材
2010年辽宁省首届大学生工程训练综合能力竞赛 命题的主题：“无碳小车”。