工程材料成型与机械制造基础复习

1、1. 工程材料的力学性能主要有强度，硬度，塑性，冲击韧性，和疲劳轻度2. 强度是指材料抵抗由外力载荷所引起的应变或断裂能力。3. 抗拉强度 塑性较好的金属或高分子材料常用抗拉强度衡量其抵抗破坏的能力4. 抗弯强度，对工程陶瓷等脆性材料由于其塑性几乎为零，用抗拉强度已难以准确描述其抵抗变形和破坏的能力因此用抗弯轻度5. 硬度，外来物体作用于固体材料上时，固体材料抵抗塑性变形压入，和压痕的能力也是力学性能指标特点，硬度越高，材料耐磨性越好，使用寿命越高，但也会给切削加工带来困难6. 交变载荷是指载荷大小或大小和方向随时间按一定规律呈周期循环变化或呈无规律随机变化的载荷7. 疲劳强度是工程材料承受规

2、定循环次数（常取106-107次）而不失效的最大应力用8. 产生疲劳破坏的原因，一般认为是材料内部的夹杂物，表面划痕引起应力集中的缺陷，在交变载荷作用下产生微裂纹，进而裂纹扩展导致材料断裂，为了避免疲劳破坏的产生，在零件结构设计时应该注意避免应力集中的产生，对材料采用表面强化，以减少零件的表面粗糙度。9. 工程材料的物理，化学及工艺性能 物理性能主要指密度，熔点，导热性，热膨胀性，导电性和磁性等。 化学性能主要是指在常温或高温时，抵抗各种介质侵袭的能力如耐酸性，耐碱性，抗氧化性等。 工艺性能材料的加工工艺性能是指在保证质量的前提下加工的难易程度。10. 构成晶格最基本的单元成为晶胞，晶胞在空间

3、重复堆砌就构成了整个晶格最常见的金属单晶结构有三种既体心立方晶体结构，面心立方晶体结构和密排六方晶体结构。11. 位向不同，形状各异的小晶体称为晶粒，晶粒与晶粒之间的交界称为晶界，由多个晶粒组成的晶体结构叫多晶体结构。什么叫晶体缺陷:晶体中的原子完全有规律排列是难以实现的实际晶体或多或少总是存在各种各样的偏离规则排列的不完整区域，这种偏离规则的不完整区域称为晶体缺陷，这种缺陷是晶体实际性能特别是对结构敏感的性能如强度及塑性等会发生很大的变化。 12. 常见的点缺陷有三种，点缺陷，面缺陷，线缺陷。13. 晶界是由于相邻两晶粒的位向不同，从一种位向晶粒向另一种位向晶粒过渡时产生的空中网状区域14.

4、 简述为什么说细化晶粒是提高塑性的有效途径 答：晶界，亚晶届处由于原子排列不规则，处于畸形状态，存在畸变能，是金属的强度提高同时还使塑性，韧性得到改善。晶粒越细，金属的晶界面积越大，金属的强度越高，塑性也越好。因此细化晶粒是提高金属强度及塑性的有效途径15. 金属的同素异构转变 同一种金属元素在固态下由于温度改变而发生晶体结构类型变化的现象，称为金属的同素异构转变。16. 什么是固溶体 当合金组元之间不同比例相互混合后，若所形成的固相晶体结构与组成合金的某一组元相同，这种固相晶体结构称为固溶体。其中体现这种晶体结构的组元称为溶剂，而其他组元称为溶质。17. 金属间化合物 金属间化合物是合金组元

5、间发生相互作用而形成的一种新相，晶体结构类型和性能不同于任一组元，但具有金属性质。铁碳合金中的渗碳体（Fe3c），硬度高，脆性很大，塑性几乎为零，它的存在使钢的强度，硬度增加而塑性，韧性下降。18.19.20. C点温度1148 Wc4.3% C点为共晶点Lc +Fe3C S点温度727Wc0.77% S点为共析点 其中ECF为共晶线21. GS线也称（A3线）是合金在冷却过程中奥氏体析出铁素体的开始线，或者是加热过程中铁素体溶入奥氏体的终了线。 ES线是碳在奥氏体中的溶解度曲线，随着温度升高，奥氏体中碳含量增加：当温度低于ES线时奥氏体过饱和的碳以渗碳体的形式析出，通常这个过程中析出的渗碳体

6、称为二次渗碳体 PQ线是碳在铁素体中的溶解度曲线，随着温度降低多余的碳以渗碳体的形式析出，这一过程析出的渗碳体常称为三次渗碳体。 PSK为共析线，也称A1线与共晶线类似，他是由PS线和SK线组成，其中S点为共析点。当奥氏体温度降至该线时都会发生共析反应，所谓共析反应是指由一种确定成分的固态同时分解为两种不同成分固态的反应22. 共析钢的室温平衡结晶组织为珠光体 亚共析钢，通常将含碳量在共析成分（Wc=0.77%）以下的钢叫亚共析钢。23. 、钢的常用热处理工艺为退火，正火，淬火，回火。 回火组织为回火托氏体 淬火和高温回火的复合热处理工艺叫调质处理24. 化学热处理 将金属共建放入一定温度的活

7、性介质中的保温，使一种或几种元素渗入表层，已改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺叫化学热处理。于表面淬火不同，化学热处理后的工件表面不仅有组织的变化，而且也有化学成分的变化。既钢的化学热处理是改变起其表层化学成分及性能的一种热处理工艺。25. 简述碳素工具钢和灰铸铁的牌号和特点 碳素工具钢的牌号由T XX两部分组成既钢号前冠以“T”表示碳素工具钢其后为一组数字以名义千分数表示碳的质量分数如T8表示Wc=0.8%的碳素工具钢，碳素工具钢的特点是材料硬度较高，韧性较差，有害杂质少 灰铸铁牌号由”灰铁“二字的拼音首字母”HT“和后续三个数字组成特点是抗拉强度越大受压强度越大26. 想要改善材料性能

8、要改变碳的形状27. 在灰铸铁中，石墨以片状形式分布于材料基体中，由于石墨强度很低片状石墨对基体有严重的割裂作用导致材料的强度远比碳钢要低因此改变石墨在材料基体中的形状就成为改善材料性能的重要方法28. 高分子材料，有一些结构复杂的高分子材料，往往采用商品牌号如聚酯纤维名为”涤纶“聚酰胺名为”尼龙“PE表示聚乙烯，PVC表示聚氯乙烯29. 常用的几种工程塑料是聚碳酸酯 聚酰胺 聚甲醛 聚砜 ABS 聚甲基丙烯酸甲酯 聚四氟乙烯 和环氧树脂等。30. 橡胶材料的组成 橡胶材料主要是由生胶，再生胶，各种配合剂和增强材料等组成 生胶;没有加工过的原料橡胶，包括天然橡胶和丁苯 顺丁 氯丁等合成橡胶 再

9、生胶:经热，机械，化学塑化处理过的硫化胶通常指用废旧橡胶制品和硫化胶边角料经再生处理制成的能重新加工的橡胶31. 简述复合材料应满足的特点 国际标准化组织对复合材料的定义是：由两种或两种以上在物理和化学性质上不同的物质组织起来而得到的一种多相固体材料。而复合材料还应满足以下几点1.由两种或两种以上物质（材料）构成，不同物质之间没有明显的界面：2复合材料设计时，其中各组分是有意识选择的，这些组成物的形状，比例和分布可以人为地加以控制：3复合材料具有其中各组成物所不具备的优异性能，既能产生复合化效果32. 复合材料分类 结构复合 功能复合 （按材料的作用划分）33. 铸造应力按其形成原因不同，分为

10、热应力，机械应力等。热应力是因为铸件壁厚不均匀各部位冷却速度不同，以致在同一时期内铸件各部分收缩不一致而相互制约引起的一经产生就不会自行消除，故又称为残留内应力，机械应力是由于合金固态收缩受到铸型或铸芯的机械阻碍作用而形成的，铸件落砂之后，随着这些阻碍作用的笑出 ，应力也自行消除因此机械应力暂时的;铸造应力是导致铸件变形和开裂的根源。34. 了解 常用的铸造合金有铸铁，铸钢，铸造有色金属等 1灰铸铁:灰铸铁当中的碳当量接近共晶成分，熔点低，铁液流动性好，可以浇铸形状复杂的大中小型铸件由于石墨化膨胀使其收缩率小，故灰铸铁不易产生缩孔，缩孔缺陷，也不易产生裂纹，因而灰铸铁具有良好的铸造性能; 2铸

11、钢的铸造性能差，铸钢的流动性比铸铁差，熔点高，易产生浇不足，冷隔和粘砂等缺陷 特点铸钢的收缩性大产生缩孔，缩松，裂纹等缺陷的倾向大：3常用的铸造有色金属有铸造铝合金铸造铜合金等，都具有良好的流动性收缩性大，容易吸气和氧化等特点特别容易产生气孔，夹杂缺陷。35. 什么是金属的塑性成形加工? 塑性成形是指对金属材料施加外力，在该力作用下产生塑性变形，从而获得具有一定形状，尺寸，组织和性能的工件或毛坯的加工方法也称为塑性加工或压力加工。36. 简述与金属切削加工，铸造，焊接等加工工艺相比塑性成形加工的优缺点？ 与金属切削加工，铸造，焊接等加工工艺相比塑性成形是金属组织致密晶粒细小，力学性能提高。但塑

12、性成形方法与也成型方法相比，所允许构件的复杂程度低。37. 简述什么是加工硬化? 钢和其他一些金属再冷变形（低于再结晶温度）加工时，随着变形量的增加，金属材料的强度，硬度提高，但塑性，韧性下降，这种现象称为加工硬化。38. 模锻加工的优缺点？ 模锻的优点是生产效率高，锻件的形状和尺寸精确，且锻造流线比较完整，有利于提高零件的力学性能和使用寿命，机械加工余量少，节省加工工时，材料利用率高，操作简单，劳动强度低。但模锻需要专业设备和模具，投资较大，锻件重量较小，锻模成本高。39. 冲压生产可以进行很多种工序，其中基本工序有分离工序和变形工序两大类。40. 落料和冲孔中坯料变形过程分类 1弹性变形阶段 2塑性变形阶段 3断裂分离阶段。41. 气体保护焊用做保护介质的气体有氩气，氦气，二氧化碳以及这些气体的混合气体。常用氩气和二氧化碳42. 气体保护焊属明弧焊接，电弧和熔池可见性好，便于监视焊接过程，可进行全位置焊接，没有熔渣，多层焊时可节省大量清渣工作而大大提高生产率。43. 铸铁的焊补 铸铁碳的质量分数高，组织不均匀，塑性很低，焊接性能差。