1、1机械制造基础复习主要内容第一篇 金属材料知识第一章 金属材料的主要性能1. 力学性能、强度、塑性、硬度的概念? 表示方法？力学性能 材料在外力作用下所表现出的特性e 弹性极限点 K 断裂点 S 屈服点 b 极限载荷点强度：材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力（1） 屈服强度（S ）是塑性材料选材和评定的依据。（2）抗拉强度（b ）是脆性材料选材的依据塑性：材料在外力作用下，产生永久变形而不引起破坏的能力伸长率： 断面收缩率： 和 值越大，塑性越好硬度：是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力 HRC:HB=1：10(1)布氏硬度（HB ）：布氏硬度适用 HB450优点： 测试简便、迅速 用于
2、成品检验 缺点：测得的硬度值重复性差，需在不同的部位测试数次2. 布氏和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列情况应采用哪种硬度法来检查其硬度？库存钢材 HB 硬质合金刀头 HRA 锻件 HR 台虎钳钳口 HR3. 下列符号所表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ b 抗拉强度 s 屈服强度 伸长率 HRC 洛氏硬度 HBS 布氏硬度第二章 铁碳合金1. 金属的结晶过程，金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？如何细化铸态晶粒？金属是由许多大小、形状、晶格排列方向均不相同的晶粒所组成的多晶体。一SF）压 痕 的 表 面 积 （ ）压 入 载 荷 （ mNHB2般金属的晶粒越细小，其力学性能越好。细化晶粒
3、的方法1）变质处理 2）增大过冷度 3）机械的振动和搅拌 4）热处理 5）压力加工再结晶2. 什么是同素异晶转变？室温和 1100时的纯铁晶格有什么不同？在固态下，随着温度的变化，金属的晶体结构从一种晶格类型转变为另一种晶格类型的过程。室温下 体心立方晶格1100 面心立方晶格铁素体 F 奥氏体 A 3. 金属的晶体结构类型? 铁碳合金的基本组织 A、F 、M、P 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格奥氏体（A） 碳（C）溶入 -Fe 中所形成的固溶体铁素体（F） 碳（C）溶入 -Fe 中所形成的固溶体。马氏体（M） -碳在铁素体 中的过饱和固溶体珠光体（P= F+ Fe3C ） 是铁素体
4、和渗碳体组成的机械混合物渗碳体（Fe3C） 是金属化合物。 6.67%C 莱氏体（Le） 是奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。 莱氏体（Le）1147 4.3%C727以上为高温 Le （A+ Fe 3C） ；727以下为低温 Le（ P+ Fe 3C ） ；4. 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，填写个区组织名称。A纯铁的熔点DFe3C 的熔点。 eFe3EC 在 -Fe 中的最大溶解度点。1147 2.06%C 钢和铁的分界点C共晶点，1147 4.3%C G 纯铁的同素异晶转变点。 912 P C 在 -Fe 中的最大溶解度点 727 0.02%CS 共析点。 727
5、 0.77%ACD 线液相线 AC析出奥氏体（A） CD析出 Fe3CAECF 线固相线 AE奥氏体（A）析出终了线 ECF共晶线 1147ES 线 C 在 -Fe 中的溶解度曲线。GS 线 奥氏体中析出铁素体的开始线 AFGP 线 F 析出终了线。PQ 线 碳在 -Fe 中的溶解度曲线PSK 线 共析线 727（1） 单相区：L、F、A、Fe3C （2） 两相区：L+A 、L+ Fe3C 、A+F、F+ Fe3C（3） 三相区：L+A+ Fe3C、A+F+ Fe3C共析钢 T8 钢 室温组织: P 1亚共析钢 45 钢 室温组织：F+P 2过共析钢 T10 钢 P+Fe3C（网状） 3共晶反
6、应 在一定的温度下，由一定成分的液体同时结晶出一定成分的两个固相的反应。 Le共析反应在一定的温度下，由一定成分的固相同时结晶出不同成分的另外两个固相的反应。 45. 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。共析钢: 亚共析钢: 过共析钢:第三章 钢的热处理1. 钢的分类及表示方法？按化学成分分类：1）碳素钢 2）合金钢按质量分类 ：S ：使合金产生热裂、热脆缺陷 P：使合金产生冷裂、冷脆缺陷1）普通钢 2）优质钢 3）高级优质钢按用途分 1）结构钢 2）工具钢 3）特殊性能钢钢的名称 表示方法 示例碳素钢结构钢钢号用屈服强度 A、B、C、D 表示钢的质量等级 Q21
7、5-A，Q235-A，优质碳素结构钢用二位数表示钢中平均含碳量的万分之几。 25（低碳钢）55 75碳素工具钢T 其后面的一位或两位表示 钢中平均含碳量的千分之几。T8，T10，T10A，T12合金结构钢数字合金的含量百分之几表示钢的平均含碳量，以万分之几+元素符号+ 数字合金的含量百分之几表示40Cr2Mo4V、60Si2Mn2 31L AAL+ P1L AAL+ A+ P+F432 F41L L+ A+ P+Fe3C2 3AA Fe3C52. 什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？退火： 将钢件加热、保温至奥氏体化后随炉冷却 (缓慢)，使其重新结晶的热处理工艺 正火：将钢加热
8、到 Ac3(亚共析钢）或 Accm（过共析钢）以上 3050C，保温后从炉内取出，空冷的热处理方工艺不同点：加热后钢的冷却方式不一样相同点：将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，解决了铸件、锻件晶粒粗大、组织不均匀的问题3. 亚共析钢的淬火温度为何是 Ac3+(3050)？过高者过低有什么弊端？淬火的目的是使刚获得高强度、高硬度。亚共析钢加热到 Ac3+(3050)，使铁素体充分转变，获得单一奥氏体。若淬火加热温度不足，因未能完全形成奧氏体，致使淬火后的组织中除马氏体外，还残存少量铁素体，使钢的硬度不足; 若加热温度过高，因奥氏体晶粒长大，淬火后的马氏体组织也粗大，增加了钢的脆性，致使钢件裂纹和
9、变形的倾向增大。4. 碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？碳钢在油中淬火，由于淬火冷却速度小于临界冷却速度，顾不能获得单一的马氏体组织。合金钢因淬透性较好，为了防止淬火变形和开裂，以在油中淬火为宜。5. 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？6回火意义： 淬火后因“M”为不稳定组织，重新加热时， 碳原子扩散能力增强，将以 Fe 3C 形式析出，致使 b、HRC 降低， 、k 提高。6. 锯条、大弹簧、车床主轴、汽车变速箱齿轮的最终热处理有何不同？锯条：退火后加工成型，再淬火+低温回火端部发蓝处理（防锈）大弹簧：油淬+中温回火车床主轴：调质处理（淬火后高温回火的
10、综合热处理）汽车变速箱齿轮：渗碳、淬火+低温回火7. 现用 T12 钢制造钢锉，请填写工艺路线下划线中热处理工序名称？锻造 退火 机加工淬火回火第二篇 铸造第一章 铸造工艺基础1. 铸造及特点？将液态合金浇注到一定形状、尺寸铸型空腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法.（1）可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件（2）适应性强：合金种类不受限制；铸件大小几乎不受限制。回火类型 目的 应用 低温回火（150200 ）减小内应力，降低脆性，保持良好的原淬 火硬度（5665HRC）和高的耐磨性。工具、刃具、模具及其它耐磨件中温回火（250500 ）获得高弹性，保持表面较高硬度（3
11、550HRC） ，获得一定的韧性弹簧、发条、锻模板高温回火 获得高强度，高塑性和高的冲击韧性，即良好的综合力学性能。承受疲劳载荷的中碳钢，连杆、主轴、齿轮、重力螺钉7（3）成本低：材料来源广；废品可重熔；（4）废品率高、表面质量较低、劳动条件差2. 液态合金的充型能力及影响充型能力的因素有哪些？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？充型能力液体金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成形件的能力影响因素：合金的流动性、铸型性质、浇注条件、铸件结构合金流动性主要由合金结晶特点决定 铸铁和铸钢的化学成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分的铸铁在结晶时逐层凝固，一洁净的固体
12、内表面较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性好，充型能力强；铸钢在结晶时为模糊凝固或中间凝固，初生的树枝状晶体阻碍了金属液体的流动，故流动性差充型能力差。3. 收缩及对铸件质量的影响？液体金属冷凝时，液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充，在铸件最后凝固的部位形成一些孔洞 。大而集中的为缩孔，细小而分散的为缩松。体收缩率 铸件缩孔或缩松的原因线收缩率 铸件产生应力、变形、裂纹原因4. 缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？缩孔和缩松是铸件的力学性能下降，缩松还可使铸件因渗漏二报废。缩孔集中在铸件上部或者最后凝固的部位，而缩松却分布于铸件整个截面。5. 区分以下名词：缩孔和缩
13、松 浇不足和冷隔 逐层凝固和定向凝固缩孔：呈倒锥形，内腔粗糙，位于铸件上部中心处。缩松：呈小圆柱形，内腔光滑，位于铸件中心截面处或分布于整个截面。浇不足：没有获得形状完整的铸件.冷隔：获得了形状完整的铸件，但铸件最后凝固处有凝固线。6. 什么是定向凝固原则？什么是同时凝固原则？各需用什么措施来实现？ 8第二章 常用合金铸件的生产1. 影响铸铁石墨化的主要因素是什么？化学成分和铸件的冷却速度 C、Si（%） 促进石墨化S（%） 反石墨化Mn（%） 脱 S，提高铸铁强度、减小 S 的有害作用。 铸件壁愈厚，冷却速度愈慢，则石墨化倾向愈大，愈易得到粗大的石墨片和铁素体基体。2. 铸铁的基体组织有那几
14、种类型？为什么铸铁的强度通常比钢的强度、塑性差？白口铸铁：P+Fe3C+Le麻口铸铁：P+Fe3C+G+Le灰口铸铁：珠光体灰口铸铁：P+G 片珠光体+铁素体灰口铸铁：P+F+G 片铁素体灰口铸铁：F+G 片3. 生产过程中怎样得到不同形态石墨的铸铁？灰铸铁最适于制造哪类铸件？为什么灰铸铁应用最广？4. 下列铸件宜选用哪类铸造合金？车床床身 摩托车汽缸体 气压机曲轴 汽缸套 第三章 砂型铸造1. 手工造型适用什么条件？9适用于单件、小批量生产 主要用于单件小批生产、特大型铸件的生产。第四章 特种铸造1. 什么是熔模铸造？工艺特点？试用方框图表示其大致工艺过程。用易熔材料制成模样,在易熔模样表面
15、包裹若干层耐火涂料，待其硬化干燥后，将模样熔去制成中空型壳，从而获得无分型面的铸型,经高温焙烧后,填砂浇注而获得铸件的一种成形方法。又称“失蜡铸造”1）铸件精度较高2）最适合高熔点及难加工的高合金钢 3）形状较复杂的铸件4）单件、成批、大量生产均可适用5）工艺过程较复杂，生产周期长；铸件不能太大2. 金属型铸造有何优越性与不足？为什么金属型铸造未能广泛取代砂型铸造？3. 压力铸造有何优缺点？它与熔模铸造的适用范围有何不同？1）铸件尺寸精度和表面质量最高2）铸件的强度和表面硬度高3）可压铸出形状复杂的薄壁件4）生产率高。每小时可铸 50150 次。5）设备模具成本高，不适宜单件、小批生产6）不适
16、宜铸铁、钢等高熔点合金的铸造。 7）压铸件内部存在缩孔和缩松，气孔缺陷应用：有色薄壁小件的大批量生产应用：适合 25kg 以下的高熔点、难以切削加工合金铸件的成批大量生产。4. 实型铸造的本质是什么？它适用于哪种场合？10用泡沫塑料模样替代木模（或金属模）制造铸型,模样不取出,浇注时模样气化消失而获得铸件可用于任意复杂，不受结构、尺寸、批量、合金种类限制的不同要求第三篇 金属压力加工第一章 金属的塑性变形1. 何谓塑性变形？冷变形、热变形？冷变形是指在再结晶温度以下的变形。变形后具有明显的加工硬化现象(冷变形强化)热变形是指在再结晶温度以上的变形。在其变形过程中，其加工硬化随时被再结晶所消除。因而，在此过程中表现不出加工硬化现象。2. 碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有冷变形强化现象？3. 如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？第二章 锻造1. 为什么重要的巨型锻件必须采用自由锻的方法制造？2. 叙述模锻件图时应考虑的内容。3. 如何确定分模面的位置？为什么模锻生产中不能直接锻出通孔？1）分模面应选在锻件的最大截面处，最好是平直面
