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工程材料及机械制造基础1. 弹性极限e：弹性极限是材料保持完全弹性变形所能承受的最大应力。P22. 材料刚度E：指金属材料产生单位弹性的相对变形所需的应力，即材料力学中的弹性模量。它是表示材料抵抗弹性变形能力的力学性能指标。P23. 抗拉强度b：指材料断裂前所承受的最大应力，又称强度极限。P34. 材料的塑性：指材料在外力作用下产生塑性变形而不发生断裂的能力。它有两个指标：伸长率和断面收缩率。伸长率：指试样拉断后标距增长量与原始标距长度之比。断面收缩率：指试样拉断后断口处横截面积的量与原始横截面积之比。P35. 材料的硬度：一般用布氏HB和洛氏HRC表示。布氏一般用来测量较软的材料，如有色金属和灰铸铁，洛氏用来测较硬的材料，如经过淬火的材料。HB10HRC，如HB200HRC20。P4-56. 晶格：用于描述原子在晶体中排列规律的三维空间几何点阵称为晶格。P117. 晶胞：晶格中存在的一个能够代表晶格特征的最小几何单元称为晶胞。晶胞在空间的重复排列就构成整个晶格，因此，晶胞的特征可反映出晶格和晶体的特征。P118. 金属中常见的晶格：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。P12铁在常温下晶体结构为体心立方晶格，在高温时为面心立方晶格。9. 晶界：晶粒之间原子排列不规则的区域称为晶界。（实际上晶界就是不同晶格位向的相邻晶粒在原子排列上的过渡区）。P1510. 实际金属中的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。P15-P16点缺陷：以一个点为中心、在它周围造成原子排列不规则、产生晶格畸变和内应力的晶体缺陷。主要有间隙原子、置换原子、晶格空位三种。线缺陷：主要是指各种形式的位错，就是晶体中某一列或者若列原子发生了有规律的错排现象。面缺陷：主要指晶界和亚晶界，就是不同位向的晶粒或亚晶粒之间的过渡层，过渡层原子排列不规则，晶格处于歪扭畸变状态。（晶界对塑变形起阻碍作用，晶粒越细晶界越多，细晶粒的金属材料具有较高的强度和硬度，用细化晶粒提高强度的方法叫细晶强化。）P1611. 相：相是指在合金中，凡化学成分相同、晶体结构相同并有界面与其它部分分开的均匀部分。P1712. 固溶体：合金结晶成固态时，含量少的组元（溶质）原子分布在含量多的组元（溶剂）晶格中形成一种与溶剂有相同晶格的相，称为固溶体。固溶体主要有置换式和间隙式两种。P1713. 结晶：物质从液态到固态的过程叫凝固，凝固后形成晶体结构的转变过程称结晶。P2114. 过冷度：通常把理论结晶温度T0与实际结晶温度T1之差称为过冷度T。15. 共晶转变：当合金成分为C的合金冷却到液相线C点时发生的转变为共晶转变。即液固 如液态铁碳合金冷却到C点（约1200）时将析出液态铁L和渗碳体。 P25共析转变：固态的合金从高温状态冷却到一定定温度时发生的转变。只不过是由 固固 P3116. 纯铁的同素异构转变：同一元素在固态下随温度变化而发生的晶体结构的转变。P3017. 铁碳合金中的相：铁与碳相互作用形成的主要相主要有：液相L；铁素体F；奥氏体A；渗碳体Fe3C。铁碳合金在熔化温度以上形成的均匀液体，叫液相。用L表示。碳原子固溶到-Fe中形成的间隙固溶体，叫铁素体，用F或表示。碳溶于面心立方晶格的-Fe中形成的间隙固溶体，叫奥氏体，用A表示或表示。铁与碳形成的具有复杂晶格的间隙化合物。用Fe3C表示，其硬度高HBS80018. 铁碳合金的基本组织：珠光体组织珠光体组织：wc=0.77%的奥氏体从高温状态缓慢冷却至727时，将分解出铁素体和渗碳体均匀分布的两相机械混合物，这两相机械混合物的共析体称为珠光体。代号为P。 P31 珠光体含碳量为0.77%19. 理解P33图。20. 碳素钢分为三种：P34共析钢：wc=0.77%亚共析钢：0.0218wc0.77%过共析钢：0.77%wc2.11%21. 常用材料牌号：要能搞清楚材料牌号代表的是什么钢材？含碳量多少？合金钢里的合金所起的作用是什么？做什么用？牌号材料名称含碳量wc合金的作用做什么用45#优质碳素结构钢0.45左右T8碳素工具钢0.8%冲头、木工工具T10碳素工具钢1%车刀、钻头T12碳素工具钢1.2%丝锥、锉刀、铰刀T13碳素工具钢1.3%剃刀、刮刀16Mn低合金结构钢0.16%提高强度钢结构20CrMnTi合金渗碳钢0.2%提高淬透性变速箱齿轮40Cr合金调质钢0.4%提高淬透性轴类、连杆螺栓60Si2Mn合金弹簧钢0.6%提高淬透性和弹性极限弹簧、板弹簧W18Cr4V钨高速钢0.70.8%提高红硬性刨刀、铣刀1Cr13马氏体不锈钢0.1%防锈耐腐蚀一般用途刃具2Cr13马氏体不锈钢0.2%防锈耐腐蚀汽轮机叶片3Cr13马氏体不锈钢0.3%防锈耐腐蚀刃具、阀门、阀座1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢0.1%防锈耐腐蚀建筑用装饰件22. 过冷奥氏体：在相变临界点以下尚未发生转变的不稳定奥氏体称为过冷奥氏 体。P5323. 马氏体（M）型转变：过冷奥氏体快速冷却时由于转变速度极快，过冷度很大，固溶在奥氏体中的碳原子来不及被析形成的过饱和固溶体。P5624. 退火：将金属或合金加热到适当温度，保温一段时间后缓慢冷却的热处理工艺叫退火。退火的目的是细化晶粒，提高塑性，消除过热组织和内应力，消除加工硬化现象，降低硬度和改善切削加工性能，减少淬火时的形变、开裂倾向，使组织成分均匀，提高零件性能。P5825. 正火：将钢件加热到一定的高温，经保温使之完全奥氏体化，再出炉在静止的空气中冷却的一种热处理工艺。正火的目的是细化组织，提高力学性能，改善切削加工性能。P5926. 淬火：将钢件加热到较高温度经适当保温后以较大的冷却速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。钢在淬火时获得淬硬层深度大小的能力称为钢的淬透性。P5927. 回火：回火是指淬火钢重新加热至A1线以下的某一温度，保温一定时间后冷却至室温的一种工艺操作。28. 回火的目的：P631）降低脆性，消除或减少内应力。钢件淬火后有较大的内应力和脆性，不及时回火会使钢件继续发生变形甚至开裂。 2）获得工件所需要的力学性能。工件淬火后硬度高而脆性大，经回火后可减少脆性，得到需要的韧性和塑性。 3）稳定工件尺寸。回火处理可使组织稳定化，以保证工件在使用过程中不再发生尺寸和形状的改变。29. 回火的种类及应用：P631） 低温回火。目的是保持高的硬度和耐磨性，降低内应力和脆性。用于各种工具、滚动轴承、表面淬火件等。低温回火硬度一般为58-64HRC。2） 中温回火。目的是保持较高的弹性极限和屈服强度，韧性也较高。用于弹簧等。3） 高温回火。目的是为得到强度、塑性、韧性都较好的综合力学性能。硬度一般为20-35HRC。用于各种重要的中碳钢零件，特别是承载动载荷的零件如连杆、齿轮等。30. 铸铁是一种成本低廉、用途广泛的金属材料，它具有良好的减振性、耐磨性、铸造性、切削加工性等。在铸铁中，碳以化合体的渗碳体Fe3C和游离状态的石墨两种形式存在。铸铁的石墨化（含铸铁成分的铁碳合金从液态以极缓慢的平衡状态进行冷却析出石墨的过程）过程在三个阶段：1）高温石墨化阶段；2）中间阶段；3）低温石墨化阶段。P10231. 影响石墨化的因素主要是化学成分和冷却速度。碳、硅含量越高越易石墨化；冷却速度越快易析出渗碳体，越慢易析出石墨。P10232. 常用铸铁一般分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁三类。珠光体灰铸铁HT200，抗拉强度b约200MPa左右，用于机座、床身、活塞、阀体等。P10433. 液态金属的流动性：液态金属充满型腔、形成轮廓清晰、形状正确的优质铸件的能力叫液态金属的流动性，又叫充型能力。P12634. 金属的收缩性：液态金属在冷却凝固过程中产生缩孔和缩松，凝固结束后在铸件的某些部位出现孔洞，大而集中的孔洞叫缩孔，细小而分散的孔洞叫缩松。缩孔和缩松可使铸件机械性能、气密性降低，以致成为废品，它是极其有害的铸造缺陷之一。P12835. 铸造应力：铸件的固态收缩受到阻碍而引起的内应力，称为铸造应力。P13036. 随金属冷变形程度的增加，金属材料的所有强度、硬度的指标都有所提高，但塑性、韧性指标有所降低的现象称为冷变形强化或加工硬化。P15137. 锻造流线：热锻后的金属组织具有一定的方向性，称锻造流线。流线使锻件的力学性能呈现异向性。平行于流线方向的抗拉强度、塑性、韧性比垂直于流线方向的高。38. 锻造比：指锻造工件在变形前后的截面积比、长度比或高度比。P15339. 过热与过烧：P1561） 过热：将金属加热到过高温度或在高温下保持时间过长而引起的晶粒粗大的现象。可采用退火来处理。2） 过烧：加热温度超过始锻温度过多，使晶粒边界出现氧化及熔化的现象。40. 碳当量：一般把钢中合金元素（包括碳）的含量，按其对焊接性影响程度换算成碳的相当含量，其总和称为碳当量。碳当量是评定钢材焊接性的一种参考指标。碳当量越高，钢材的焊接性越差。用Ceq表示。P17941. 焊丝牌号：H08A，含碳量0.1%，一般焊接结构用。42. 焊条的分类：P1841） 酸性焊条：药皮中含有多量酸性氧化物的焊条。如E4303。2） 碱性焊条：药皮中含有多量碱性氧化物的焊条。如E5015。43. 焊条选用的原则：P1851） 焊低碳钢或低合金钢时，一般应使焊缝金属与母材等强度；2） 焊接耐热钢、不锈钢时，应使焊缝金属的化学成分与焊件的化学成分相近；3） 焊接形状复杂和刚度大的结构及焊接承受冲击载荷、交变载荷的结构时，应选用抗裂性好的碱性焊条。4） 焊接难以在焊前清理的焊件时，应选用抗气性能好的、脱渣性能好的、电弧稳定的酸性焊条。5） 在满足使用性能要求的前提下应优先选用酸性焊条。44. 熔焊接头横截面分为三部分：1）焊缝；2）热影响区：过热区（塑性韧性差）；正火区：部分相变区。3）熔合区。P18545. 二氧化碳气体保护焊：利用CO2作为保护气体的气体保护罩焊。其特点是：1） 成本低。气体成本低。2） 生产率高。焊接时电流密度大熔深大，焊接速度快，不需清渣。3） 焊接质量好。抗裂性好，焊接变形小。4） 明弧施焊，能全位置施焊。5） 焊缝成形差，飞溅大。焊接电源需用直流焊机。P20246. 氩弧焊：用氩气作保护气体的气体保护焊称氩弧焊。特点：1） 机械保护效果好。氩气不会与金属发生化学反应，能获得高质量的焊缝。2） 电弧稳定。3） 明弧焊接，便于观察控制。可全方位施焊。4） 氩气较贵，焊接成本高。47. 机械零件的毛坯分为三类：轴杆类；饼块及盘套类；机架箱体类。P21348. 切削用量三要素：切削速度、进给量、背吃刀量（加工深度）。49. 刀具基准平面：基