硬质合金的性能特点
金属材料试题库
1．金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。
（）2．所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。
（）3．一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。
（）4．低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。
（）5．布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。
（）6．硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常用的力学性能测量法。
（）7．材料韧性的主要判据是冲击吸收功。
（）8．一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。
（）9．机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。
（）10．1kg 铜和1kg 铝的体积是相同的。
（）11．钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。
（）12．钨、钼等高熔点金属可用于制作耐高温元件，铅、锡、铋等低熔点金属可制作熔断丝和焊接钎料等。
（）13•电阻率p高的材料导电性能良好。
（）14．导热性能良好的金属可以制作散热器。
（）15. —般金属材料都有热胀冷缩的现象。
（）16. 金属都具有铁磁性，都能被磁铁所吸引。
（）1 7 •金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。
1 8 .低碳钢的焊接性能优于高碳钢。
（）19. 低碳钢和低合金钢的锻造性能差，而中、高碳钢和高合金钢的锻造性能好。
20. 晶体中的原子在空间是有序排列的。
（）21 .一般金属在固态下是晶体。
（）22. 金属在固态下都有同素异构转变。
（）23. 凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。
（）24. 金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。
（）25. 一般金属件结晶后，表面晶粒比心部晶粒细小。
（）26．固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。
27．金属都能用热处理的方法来强化。
( )28．纯金属是导电的，而合金则是不能导电的。
( )29．纯金属和合金的结晶都是在恒温下完成的。
( )30．一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。
( )31．组成合金的组元必须是金属元素。
(完整word版)青岛科技大学《金属切削原理与刀具》全书知识点整理
第一章切削加工：利用刀具切除被加工零件多于材料的方法1、切削用量：切削加工过程中切削速度，进给量和背吃刀量的总称(1）切削速度Vc指切削刃选定点相对工件主运动的瞬时速度（2)进给量f为刀具在进给方向上相对工件的位移量(3)背吃刀量ap指垂直进给速度方向测量的切削层最大尺寸2、合成切削运动:主运动和进给运动合成的运动合成切削速度：切削刃选定点相对工件合成切削运动的瞬时速度Ve=Vc+Vf3、刀具的组成：三面两刃一尖（1)前面：切屑流过的表面（2）后面：与过渡表面相对的表面（3）副后面：与已加工表面相对的表面（4）主切削刃：前、后刀面汇交的边缘（5）副切削刃：除主切削刃以外的切削刃（6）刀尖：主、副切削刃汇交的一小段切削刃4、刀具角度参考系（1）基面：过切削刃选定点平行或垂直刀具安装面的平面（2）主切削平面：过切削刃选定点与切削刃相切并垂直与基面的平面(3）正交平面:过切削刃选定点同时垂直于切削平面和基面的平面(4）假定进给平面：过切削刃选定点平行于假定进给方向并垂直与基面的平面5、刀具角度(1）前角：正交平面中测量前面与基面间的夹角（2)后角：正交平面中测量后面与切削平面间的夹角（3)副后角:正交平面中测量副后刀面与切削平面间的夹角（4）主偏角：基面中测量主切削平面与假定工作平面间夹角(5）副偏角：基面中测量副切削平面与假定工作平面间夹角（6）刃倾角:切削平面中测量切削刃与基面间夹角6、刀具工作角度的影响（1）刀柄逆（顺）时针转动，主偏角增大(减小),副偏角减小（增大)(2）切削刃选定点高（低）于工件中心，前角增大（减小),后角减小(增大)（3）进给运动方向不平行与工件旋转轴线，主偏角减小，副偏角增大（4)纵向进给，前角增大，后角减小7、切削层:切削部分切过工件的一个单程所切除的工件材料层（1）切削层横截面积(2）切削厚度（3）切削宽度，主偏角减小,切削厚度减小，切削宽度增大切削方式（1)自由切削：只有一个主切削刃参与切削，非自由切削：主、副切削刃同时参与切削（2）正交切削:切削刃与切削速度方向垂直，非正交切削:切削刃不垂直切削速度方向第二章1、刀具材料性能：高硬度、高耐磨性、足够的强度与韧性、高耐热性、较好的工艺性与经济性2、刀具材料类型：工具钢（碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，陶瓷（金属陶瓷、非金属陶瓷)，超硬材料(立方氮化硼、金刚石)，最常用的是高速钢与硬质合金3、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点,适用于何处？高速钢的特点:耐热温度低，切削速度低；强度高,工艺性最好。
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1．金属在外力作用下产生的变形都不能恢复。
（）2．所有金属在拉伸试验过程中都会产生“屈服”现象和“颈缩”现象。
（）3．一般低碳钢的塑性优于高碳钢，而硬度低于高碳钢。
（）4．低碳钢、变形铝合金等塑性良好的金属适合于各种塑性加工。
（）5．布氏硬度试验法适合于成品的硬度测量。
（）6．硬度试验测量简便，属非破坏性试验，且能反映其他力学性能，因此是生产中最常用的力学性能测量法。
（）7．材料韧性的主要判据是冲击吸收功。
（）8．一般金属材料在低温时比高温时的脆性大。
（）9．机械零件所受的应力小于屈服点时，是不可能发生断裂的。
（）10．1kg铜和1kg铝的体积是相同的。
（）11．钢具有良好的力学性能，适宜制造飞机机身、航天飞机机身等结构件。
（）12．钨、钼等高熔点金属可用于制作耐高温元件，铅、锡、铋等低熔点金属可制作熔断丝和焊接钎料等。
（）13．电阻率ρ高的材料导电性能良好。
（）14．导热性能良好的金属可以制作散热器。
（）15．一般金属材料都有热胀冷缩的现象。
（）16．金属都具有铁磁性，都能被磁铁所吸引。
（）17．金属的工艺性能好，表明加工容易，加工质量容易保证，加工成本也较低。
18．低碳钢的焊接性能优于高碳钢。
（）19．低碳钢和低合金钢的锻造性能差，而中、高碳钢和高合金钢的锻造性能好。
20．晶体中的原子在空间是有序排列的。
（）21．一般金属在固态下是晶体。
（）22．金属在固态下都有同素异构转变。
（）23．凡由液体转变为固体的过程都叫结晶。
（）24．金属结晶时冷却速度越大，结晶晶粒越细。
（）25．一般金属件结晶后，表面晶粒比心部晶粒细小。
（）26．固溶体的强度一般比构成它的纯金属高。
（）27．金属都能用热处理的方法来强化。
（）28．纯金属是导电的，而合金则是不能导电的。
（）29．纯金属和合金的结晶都是在恒温下完成的。
（）30．一般情况下，金属的晶粒越细，力学性能越好。
（）31．组成合金的组元必须是金属元素。
（）32．纯铁在912℃将发生α-Fe和γ-Fe的同素异构转变。
金属学及热处理2011习题与思考题
第一章习题与思考题1、常见的金属晶格类型有哪些?试绘图说明其特征。
2、实际金属中有哪些晶体缺陷?晶体缺陷对金属的性能有何影响?3、为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？4、试计算面心立方晶格的致密度。
5、什么是位错？位错密度的大小对金属强度有何影响？6、晶体在结晶时，晶核形成种类有几种？什么是变质处理？7、置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了？8、间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在？举例说明之。
9、解释下列名词：晶格、晶胞、晶体、晶面、晶向、晶粒、点缺陷、面缺陷、线缺陷、相、固溶强化、金属化合物、固溶体第二章习题与思考题1、什么叫结晶、过冷现象、过冷度?过冷度与冷却速度有何关系?2、金属的晶粒大小对力学性能有何影响?控制金属晶粒大小的方法有哪些?3、如果其它条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件晶粒的大小：（1）金属型浇注与砂型浇注；（2）浇注温度高与浇注温度低；（3）铸成薄壁件与铸成厚壁件；（4）厚大铸件的表面部分与中心部分；（5）浇注时采用振动与不采用振动。
4、金属铸锭通常由哪几个晶区组成？它们的组织和性能有何特点？第三章习题与思考题1、现有A、B两元素组成如图3.1所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确？为什么？（1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。
（2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B量总是高于原液相中含B量。
（3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不相同，故在平衡状态下固溶体的成分是不均匀的。
图3.1 题1 图2、共晶部分的Mg-Cu相图如图3.2所示：（1）填入各区域的组织组成物和相组成物。
在各区域中是否会有纯Mg相存在？为什么？（2）求出20%Cu合金冷却到500℃、400℃时各相的成分和重量百分比。
（3）画出20%Cu合金自液相冷到室温的却曲线，并注明各阶段的相与相变过程。
刀具简答题
第一章、第二章简答题1、刀具在什么条件下工作？答：刀具工作时，要承受很大的压力，同时，由于切削是产生的金属塑性变形以及在刀具、切屑工件相互接触表面间产生的强烈摩擦，使刀具切削刃上产生很高的温度和受到很大的应力。
另外，在加工脆性材料，断续切削，粗加工过程中，刀具切削部分要承受一定的冲击力的作用。
2、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼各有何性能特点，适用于何处？答：高速钢的特点：耐热温度低，切削速度低；强度高，工艺性最好。
主要低速加工铸铁，结构钢硬质合金的主要特点：（1）随碳化物含量的提高，其熔点、硬度、耐磨性提高；（2）化学稳定性好，热稳定性好（3）切削速度高（4）抗弯强度低，冲击韧性低主要应用：加工铸铁，结构钢，不锈钢，耐热合金，钛合金等陶瓷刀具的主要特点：（1）硬度高，耐磨性好，切削速度高（2）热化学稳定性好，耐热温度高（3）抗弯强度低，冲击韧性差（4）导热性能差主要应用：氧化铝基陶瓷刀具主要用于高速精车、半精车铸铁及调质结构钢；氮化硅基陶瓷刀具加工铸铁，镍基合金。
金刚石主要特点：（1）具有极高的硬度和耐磨性（2）切削刃可以刃磨得非常锋利（3）导热性能非常好（4）热稳定性能较低（5）高温下和黑色金属(铁碳合金)在加工中会发生化学磨损应用：主要用于磨料，用作刀具时，多用于在高速下对有色金属及非金属进行精细车削，镗孔3、常用高速钢有哪些牌号？其化学成分和性能特点如何？目前通过那些途径提高高速钢的切削性能？答：W18Cr4V（W18），化学成分中含钨量18%主要特点：（1）综合性能较好（2）淬火过热倾向小，热处理易控制，刃磨性能好（3）含碳量高，塑性变形抗力大（4）碳化物分布不均，剩余碳化物颗粒大（30μm（5）抗弯强度、韧性较低，钨钼钢W6Mo5Cr4V2（M2）特点：优点：（1）碳化物细小均匀，机械性能好，可做大尺寸刀具；（2）热塑性好；（3）刃磨性好。
（4）热稳定性稍低于W18，V>40m/min时，性能稍差；（5）热处理时脱碳倾向大，易氧化，淬火温度范围较窄。
6种数控刀具的种类、性能、特点、应用专业知识
6种数控刀具的种类、性能、特点、应用专业知识先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合，才能充分发挥其应有的效能，取得良好的经济效益。
随着刀具材料迅速发展，各种新型刀具材料，其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高，应用范围也不断扩大。
一.刀具材料应具备基本性能刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。
刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。
因此，刀具材料应具备如下一些基本性能：(1)硬度和耐磨性。
刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度，一般要求在60HRC以上。
刀具材料的硬度越高，耐磨性就越好。
(2)强度和韧性。
刀具材料应具备较高的强度和韧性，以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。
(3)耐热性。
刀具材料的耐热性要好，能承受高的切削温度，具备良好的抗氧化能力。
(4)工艺性能和经济性。
刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等，而且要追求高的性能价格比。
二.刀具材料的种类、性能、特点、应用1.金刚石刀具材料的种类、性能和特点及刀具应用金刚石是碳的同素异构体，它是自然界已经发现的最硬的一种材料。
金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性和高导热性能，在有色金属和非金属材料加工中得到广泛的应用。
尤其在铝和硅铝合金高速切削加工中，金刚石刀具是难以替代的主要切削刀具品种。
可实现高效率、高稳定性、长寿命加工的金刚石刀具是现代数控加工中不可缺少的重要工具。
⑴金刚石刀具的种类①天然金刚石刀具：天然金刚石作为切削刀具已有上百年的历史了，天然单晶金刚石刀具经过精细研磨，刃口能磨得极其锋利，刃口半径可达0.002μm，能实现超薄切削，可以加工出极高的工件精度和极低的表面粗糙度，是公认的、理想的和不能代替的超精密加工刀具。
②PCD金刚石刀具：天然金刚石价格昂贵，金刚石广泛应用于切削加工的还是聚晶金刚石(PCD)，自20世纪70年代初，采用高温高压合成技术制备的聚晶金刚石(Polycrystauine diamond，简称PCD刀片研制成功以后，在很多场合下天然金刚石刀具已经被人造聚晶金刚石所代替。
工程材料--陶瓷材料
（3）韧性和脆性
陶瓷材料是非常典型的脆性材料，这是其致命的弱点和障碍。
改善陶瓷的韧性？
①
通过晶须或纤维增韧；
②
异相弥散强化增韧；
③
相变增韧；
④
显微结构增韧（纳米化等）；
⑤ 表面强化增韧（表面微氢化技术、激光Βιβλιοθήκη 面处理、离子注 入 表面改性等技术），
⑥ 复合增韧（将两者或两者以上的增韧机理结合在一起）。
简单来说，陶瓷材料就是除金属、高聚物以外的无机 非金属材料的通称。
2、陶瓷材料的发展
陶器
高铝质粘土和瓷土的
应用、釉的发明、高 温技术的发展
瓷器 （传统陶瓷）
原料纯化、陶瓷工艺
的发展、陶瓷理论的 发展
先进陶瓷 （微米级）
纳米陶瓷
显微结构分析的进步、 性能研究的深入、无损 评估的成就、相邻学科 的推动
相 、 气相 三部分组成。
三、选择题
下列关于陶瓷中玻璃相作用的说法，不 正确的一项是（）
答：陶瓷的组织不如金属纯，存在很多的缺陷，尤其是晶界，其破坏作
用比在金属中更大：晶界上存在晶粒间的局部分离或空隙；晶界上原子间键 被拉长，键强度被削弱；相同电荷离子的靠近产生斥力，可能造成显微裂纹。
提高陶瓷强度的措施？ 增大陶瓷的致密度，减少缺陷，降低和消除晶界的不良作用。
陶瓷材料的抗拉强度很低，抗弯强度较高，抗压强度更高。
通用硬质合金
是在成分中添加TaC或NbC来取代部分TiC。常用代号 有YW1、YW2。
（2）硬质合金的应用
硬质合金有着广泛的应用：切削刀具、冷作模具、量具和 耐磨零件等。
三、钢结硬质合金
1. 钢结硬质合金是以一种或几种碳化物（WC、 TiC）等为硬化相，以合金钢粉末为粘结剂， 经配料、压型、烧结而成。
压头材质及热处理
压头材质及热处理1.引言1.1 概述概述：压头是一种重要的工艺设备，广泛应用于金属加工和制造领域。
压头材质和热处理是影响压头性能和寿命的关键因素。
本文将对压头材质的种类和特点以及热处理对压头材质性能的影响进行详细介绍和分析。
压头材质的选择在保证加工质量和生产效率方面起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的特点，包括机械性能、耐磨性、耐腐蚀性等方面的差异。
本文将详细介绍常见的压头材质，如硬质合金、高速钢、工具钢等，并分析它们对压头性能的影响。
通过对不同材质的性能比较和实验数据的分析，可以为压头材质的选择提供参考依据。
热处理作为一种重要的材料加工工艺，可以改善材料的性能和提高其使用寿命。
通过对压头材质的热处理，可以改变其组织结构和性能，提高其硬度、强度和耐磨性等特性。
本文将解释热处理的定义和原理，并探讨各种热处理方法对压头材质性能的改善效果。
通过合理的热处理工艺选择和参数控制，可以有效延长压头的使用寿命，提高生产效率和经济效益。
总结而言，正确选择合适的压头材质和采用适当的热处理工艺对于提高压头的性能和寿命具有重要意义。
本文旨在通过深入研究和分析压头材质的种类和特点，以及热处理对压头材质性能的影响，为读者提供有关压头材质和热处理的知识，并对未来的发展方向进行展望。
通过对这些内容的了解和理解，希望能够提高压头的使用效果，推动相关领域的发展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将会概述本文研究的背景和意义，介绍压头材质及热处理的重要性，并明确目的。
在正文部分，将详细讨论压头材质和热处理的相关内容。
首先，在2.1部分，我们将介绍不同压头材质的种类和特点，并分析不同材质对压头性能的影响。
其次，在2.2部分，我们将解释热处理的定义和原理，并探讨热处理对压头材质性能的改善效果。
最后，在结论部分，我们将总结压头材质的选择和热处理的重要性，并展望未来的发展方向。
通过上述结构，我们将系统地介绍压头材质和热处理的相关知识，从而加深对这些内容的理解和应用。
数控刀具材料的选用
⑶很低的摩擦系数。金刚石与一些有色金属之间的 摩擦系数比其他刀具都低，通常在0.1～0.3之间，摩 擦系数低，导致加工时变形小，可减小切削力。 ⑷切削刃非常锋利。切削刃钝圆半径一般可达0.1～ 0.5 m。天然单晶金刚石刀具可高达0.002～0.008 m。因此，天然金刚石刀具能进行超薄切削和超精 密加工，称“镜面切削”。
（p135）
2.1.2切削刀具材料与加工对象的物理性能匹配
主要是指刀具与工件材料的熔点、弹性模量、导 热系数、热膨胀系数、抗热冲击性能等物理性能参数 要相匹配。 加工导热性差的工件时，应采用导热较好的刀具 材料，以使切削热得以迅速传出而降低切削温度。金 刚石的导热系数为硬质合金的1.5～9倍，为铜的2～6 倍。由于导热系数及热扩散速率高，切削热容易散 出，故刀具切削温度低。
（p151）
金刚石薄膜涂层刀具适宜和不适宜加工的材料
（p154）
2.2.4 金刚石刀具的刃磨
PCD刀具的硬度一般在4500～8000HV之间， 其刃磨问题是PCD刀具成功应用的关键。目前有两 种常用刃磨方法： ⑴金刚石砂轮刃磨法。 ⑵电蚀刃磨法。电蚀刃磨是将工件（PCD刀具）和 电蚀轮形成正负电极，通过正负电极间放电，达到 去除PCD的效果。 金刚石刀具的刃磨一般采用树脂、陶瓷和金属 结合剂的金刚石砂轮。在满足刀具刃口加工质量的 前提下，应选择较粗粒度的砂轮。
1.7硬质合金刀具
1.7.1 硬质合金刀具的种类
金属材料与热处理基本知识
一、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所反映出来的性能。
金属常用的力学性能有：1.弹性金属材料在受到外力作用时发生变形，外力消除后其变形逐渐消失的性质称为弹性。
①刚性是指材料或构件在外力作用下抵抗弹性变形的能力。
②刚度：k＝F/y2.塑性金属材料在受到外力作用时，产生显著的变形而不断裂的性能称为塑性。
①伸长率δ②断面收缩率ψ3.强度金属材料在外力作用下，抵抗变形和破坏的能力称为强度。
由于各种机器零件或构件因载荷作用形式和作用性质不同，金属材料所表现出的强度大小也不同。
金属材料的强度指标：（1）屈服强度σs 在拉伸试验中，载荷不增加而试样仍能继续伸长时的应力称为屈服强度。
（2）抗拉强度σb 材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度。
（3）疲劳强度σ-1 材料试样在疲劳试验过程中，在承受无数次（或给定次）对称循环应力作用仍不断裂的最大应力称为疲劳强度。
4.硬度金属表面抵抗硬物压入的能力称为硬度。
最常用的硬度指标：（1）布氏硬度HBS(HBW) 布氏硬度是使用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球），以规定的试验力压入试样表面，经规定保持时间后卸除试验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。
使用淬火钢球作硬度试验得到的硬度用HBS表示；使用硬质合金球作硬度试验得到的硬度用HBW表示。
（2）洛氏硬度HRC 洛氏硬度C标尺试验采用120°金刚石圆锥体加1471N总试验力测量的硬度值。
5.冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，其大小用冲击韧度αK表示。
二、钢的分类、用途与牌号（一）钢的分类1.按是否特意加入合金元素分类：（1）碳素钢不含有特意加入合金元素的钢，称为碳素钢。
（2）合金钢在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢，称为合金钢。
2.按含碳量分类（1）低碳钢C ≤0.25％；（2）中碳钢0.25％＜C ＜0.60％；（3）高碳钢C ≥0.60％；3.按质量分类（1）普通钢S ≤0.050％，P ≤0.045％（2）优质钢S ≤0.035％，P ≤0.035％（3）高级优质钢S ≤0.025％，P ≤0.025％4.按合金元素总量分类（1）低合金钢合金元素总含量＜5％（2）中合金钢合金元素总含量5％～10％（3）高合金钢合金元素总含量＞10％5.按用途分类（1）结构钢主要用于制造各种机械零件和工程构件的钢。
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硬质合金的性能特点
1硬质高、热硬性高。耐磨性好。故硬质合金刀具在使用时候，其切削速度。耐磨性及寿命
平均比高速钢显著高。
常用的硬质合金
1钨钴类硬质合金：主要成分为碳化钨及钴。起代号用；‘硬’‘钴’两字表示的汉语拼音字
母字头‘YG’加数字表示，数字表示含钴量的百分数。例如YG8，表示钨钴类硬质合金，含
钴量8%
2钨钴钛类硬质合金：它的主要成分为碳化钨。碳化钛及钴。其代号用‘硬’‘钛’两字的
汉语拼音字母字头‘YT’加数字表示，数字表示碳化钛的百分数。例如YT5。表示钨钴钛硬
质合金。含碳化钛5%