轮机主要零件的材料

1、第九章轮机主要零件的材料第一节机械零件材料的选用原则考点1:概述工程上常用的材料主要有：金属材料、高分子材料、陶瓷材料和复合材料等，它们各有其特点。金属材料具有良好的力学性能、工艺性能，主要用来制造重要的结构零件和工程构件；高分子材料强度、弹性模量、疲劳抗力、韧性等较低，但它密度小，减振性良好，耐腐蚀性好，弹性变形能力强，常用于制造轻载传动齿轮、耐腐蚀的化工设备与零件和密封元件等；瓷材料质地硬而脆，但耐高温和耐腐蚀性良好，用于制造耐高温、耐腐蚀、耐磨的零件；新型的复合材料，具有优异的性能，但价格昂贵，主要用于航天工业上的一些重要构件。在众多的可选材料中，如何选择一个能充分发挥材料潜能的适宜材料

2、,一般是在满足零件使用性能要求的前提下，再考虑材料的工艺性能和总的经济性，并要充分重视、保障环境不被污染，符合可持续发展要求。1.关于零件材料的选用原则的叙述，正确的是。I.根据工况确定对零件的性能要求；n.根据性能要求初选相应的材料；田.可对初选的材料进行热处理调配所需的性能。a.I+nB. I+mC. n+md.I+n+m2.零件选材时应考虑。I.材料的使用性能；n.材料的工艺性能；m.材料的经济性a. i+nb. n+mC.i+md.i+n+m3.所谓合理选材，叙述正确的是。i.以满足使用性能为前提；n.最大限度地发挥材料的潜力；出.力求所花的总费用最低。a. I+nb. n+mC.I+

3、md.I+n+m考点2：使用性能原则使用性能主要是指零件在使用状态下材料应该具有的机械性能、物理性能和化学性能。对大量机器零件和工程构件，则主要是机械性能。对一些特殊条件下工作的零件，则必须根据要求考虑到材料的物理、化学性能。材料的使用性能应满足使用要求。设计零件进行选材时，主要根据零件的工作条件，提出合理的性能指标。1零件工作条件分析一个零件的使用性能指标是在充分分析了零件的服役条件和失效形式后提出的。零件的服役条件包括：受力状况-拉伸、压缩、弯曲、扭转；载荷性质-静载、冲击载荷、循环载荷；工作温度-常温、低温、高温；环境介质-有无腐蚀介质或润滑剂的存在；特殊性能要求-导电性、导热性、导磁性

4、、密度、膨胀等。2常用力学性能指标在选材中的应用常用的力学性能指标是强度、硬度、塑性、韧性等。选材时经常要问的一个问题是：强度能否满足抵抗服役载荷的应力。其主要判据就是强度，屈服强度对于成形工序估计所需外力或考虑单个过载的影响时，都是重要的指标。硬度对估计材料的磨损抗力和钢的大致强度都很有用，它最广泛的应用是作为热处理的质量保证。塑性也是材料选择中的重要因素，如某种金属拉伸时具有一定的最小伸长值，则它在服役中将不会发生脆性断裂失效。较高的塑性可对零件起到过载保护作用，使零件成形更为容易。冲击韧性的实质是表征在冲击载荷和复杂应力状态下材料的塑性,它对材料组织缺陷和温度更为敏感，是判断材料脆断的一

5、个重要指标。以性能指标作为判据选择材料时，应充分考虑试验条件与实际工作条件的差别；热处理工艺改变组织后对性能指标的影响；形状尺寸效应等带来实际情况与实验数据之间的偏差。所以应对手册数据进行适当修正，用零件做模拟试验后，提供更可靠的选材保证。1.受力零件，宜选用材料。A.铸铁B.工具钢C.结构钢D.低碳钢2.船用柴油机连杆螺栓一般选用的材料，齿轮零件可选用的材料。A.高弓S度/高硬度B.高硬度/高强度C.淬透性高/淬透性低D.淬透性低/淬透性高3.在工程设计中，对易发生脆性断裂的重要零构件，应按进行设计。A.屈服强度B.抗拉强度C.断裂韧性D.冲击韧性考点3：工艺性能材料工艺性能的好坏，对零件加

6、工的难易程度、生产效率高低、生产成本大小等起着重要作用，同使用性能相比，工艺性能处于次要地位，但在特殊情况下，工艺性能也可能成为选材的主要依据。高分子材料、陶瓷材料的工艺路线较简单，而金属材料的工艺路线较复杂，但适应性能很好，常用的加工方法有铸造、压力加工、焊接、切削加工等。金属材料加工的工艺路线远较高分子材料和陶瓷材料复杂，而且变化多，不仅影响零件的成形，还大大影响其最终性能。（ 1）性能要求不高的一般金属材料选材的工艺路线毛坯“正火或退火“切削加工”零件（ 2）性能要求较高的金属零件选材的工艺路线毛坯”预先热处理（正火、退火）”粗加工”最终热处理（淬火、回火、固溶、时效或渗碳处理等）“精加

7、工”零件（ 3）性能要求较高的精密金属零件选材的工艺路线毛坯”预先热处理（正火、退火）”粗加工”最终热处理（淬火、回火、固溶、时效或渗碳处理等）“半精加工”稳定化处理或氮化“精加工”稳定化处理”零件这类零件除了要求有较高的使用性能外，还要有很高的尺寸精度和表面光洁度。从工艺性能出发，若是铸件，成分接近共晶点的合金铸造性能最好，常用的铸造合金中铸造铝合金和铜合金最好，铸铁次之，铸钢最差。锻件或冲压件，最好是纯金属或单相固溶体合金，铝和铜压力加工性良好；低碳钢比高碳钢好；而碳钢比合金钢好。对于焊接结构，碳和合金元素含量越高，焊接性能越差，低碳钢焊接性能良好;中、高碳钢和合金钢较差。切削加工性主要取

8、决于加工表面质量，切屑排除难易程度和刀具磨损大小，钢铁材料硬度控制在170230HB之间便于切削。通过热处理可改善钢铁材料的切削加工性能。机械零件最终使用性能很大程度上取决于热处理工艺，通常碳钢加热时易过热，造成晶粒粗大，淬火时易变形开裂，因此制造高强度、大截面形状复杂的零件，应选用合金钢。1.形状比较复杂尤其是有复杂内腔的零件,宜选用材料。A.铸铁B.工具钢C.结构钢D.特殊性能钢2.焊接结构、宜选用材料。A.铸铁B.工具钢C.结构钢D.低碳钢3.模具_宜选用材料。A.铸铁B.工具钢C.结构钢D.低碳钢第二节轮机工程主要零件材料的选用及其热处理方法考点1:曲轴1 .曲轴的工作条件和对材料的性

9、能要求曲轴是柴油机的重要工作零件之一，结构复杂，重量大、造价高。曲轴的作用是汇集和输出柴油机各缸所做的功。(1)曲轴的工作条件曲轴在工作中受交变载荷、弯曲和扭矩的作用，由于曲轴的结构很复杂，所以在横截面变化处，如轴颈与曲柄连接处有较大的应力集中。(2)对曲轴的性能要求具有良好的综合机械性能，即较高的强度、硬度与良好的塑性、韧性；具有足够的疲劳强度；具有优良的耐磨性。2 .曲轴的材料及热处理(1)曲轴的材料船用大型低速柴油机大多采用半组合式曲轴，主轴颈常采用中碳优质碳素结构钢30、40、45号钢,曲柄常选用铸钢，如ZG270-450、ZG310-57诉HZG25MnW;船用中高速柴油机采用整体式

10、曲轴，采用中碳优质碳素结构钢或合金调质钢，或选用球墨铸铁QT600-03、QT700-02等。曲轴毛坯的制造方法依曲轴的尺寸、材料和生产批量而定。生产批量较大的小型曲轴采用模锻；大、中型整体式曲轴采用自由锻；大型半组合式曲轴生产数量较少，曲柄和主轴颈可选用铸钢或锻钢毛坯，机械加工后采用红套工艺或液压套合工艺连接成整体曲轴。球墨铸铁曲轴则以铸造成型。(2)曲轴的热处理曲轴的性能要求是通过热处理来满足的，为了使曲轴具有综合机械性能，曲轴材料的组织必须为S'或为S。常见的热处理有以下几种形式：碳钢曲轴锻件应进行正火处理，粗加工后退火处理；合金钢曲轴锻件先进行退火处理，粗加工后进行调质处理，对

11、轴颈表面要求硬度高的，可采用表面淬火或氮化处理；铸钢曲柄需进行两次正火处理和低温退火处理，或高温扩散退火+正火处理+回火处理。球墨铸铁曲轴进行正火处理，粗加工后退火处理，硬度为HB22g229。轴颈表面要求硬度高时，进行高频淬火。一般来说，碳钢曲轴由于淬透性差采用最终正火来代替调质，还可以消除组织缺陷和改善切削加工性能，合金钢的主要采用调质来获得回火索氏体满足综合机械性能的要求。(3)曲轴轴颈的表面强化处理曲轴轴颈的表面强化处理可使曲轴的耐磨性和疲劳强度大大提高。主要采用的方法有：氮化处理，常用气体氮化、气体软氮化、离子氮化等；喷丸、滚压强化，可提高曲轴疲劳强度。1 .曲亚、中间校和汽轮机转子

12、班常选用。1. 20Cr8. 40CrNiC2Cr13DGCr159. 船舶柴油机曲轴常选用材料，然后进行调质处理或正火处理。A.中碳钢B.可锻铸铁C.身碳钢D.普通灰口铸铁10. 关于曲轴的选材，下列叙述不正确的是。A.对于碳钢曲轴锻件，为使其综合机械性能好，应进行正火B.对于合金钢曲轴锻件，应进行调质处理C.对于球墨铸铁曲轴，应进行正火D对于铸钢曲柄，应进行调质处理11. 船舶柴油机曲轴常选用。A.低碳钢B中碳钢C.身碳钢D.普通低合金钢12. 柴油机曲轴可选用。A.低碳钢B.身碳钢C合金调质钢D.滚珠轴承钢13. 柴油机曲轴一般采用先淬火再。A.低温回火B.中温回火C高温回火D.回火14

13、. 为了提高柴油机曲轴、连杆综合机械性能，一般先进行淬火，然后立即进行。A高温回火B.中温回火C.低温回火D.等温回火15. 对于碳钢曲轴锻件为使其综合机械性能好，应进行。A.退火B正火C.调质处理D.淬火+低温回火16. 对于合金钢曲轴锻件为使其综合机械性能好，应进行。A.完全退火B.低温退火C.正火D调质处理17. 对于球墨铸铁曲轴为使其综合机械性能好，应进行。A.退火B.低温退火C.正火D.调质处理18. 船用大型低速柴油机曲轴大多采用半组合式，其主轴颈常选用A.优质碳素工具钢B优质碳素结构钢C.灰口铸铁D.合金铸铁19. 45号钢曲轴锻造毛坯进行正火处理是为了。A.代替退火处理B代替调

14、质处理C.降低硬度便于加工D.改善组织20. 低速柴油机曲轴如采用碳钢锻件制造，须进行正火处理，粗加工后退火处理，其目的是。A代替调质处理，消除加工应力B.消除网状渗碳体，降低硬度C.消除过热缺陷，消除加工硬化D.提高硬度，防止变形和开裂21. 可用于生产曲轴的材料是。I.45或40Cr；n.QT700-02;m.ZG270-500。A.i+nb.n+mC.i+md.i+n+m15. 船用柴油机曲轴常用的材料有。i.灰口铸铁；n.球墨铸铁；m.可锻铸铁；iv.中碳钢；v.合金渗碳钢；vi.合金调质钢。a.n+m+vB. I+VC. n+iv+viD. I+VI考点2：连杆1连杆的工作条件连杆是

15、柴油机的重要工作零件。连杆的作用是把活塞与曲轴连接起来，把作用于活塞上的气体力和惯性力传递给曲轴，从而将活塞的往复运动变成曲轴的回转运动。连杆分为无十字头式和十字头式两种。无十字头式连杆用于四冲程中、高速筒形活塞式柴油机中；十字头式连杆用于二冲程低速柴油机中。连杆的运动和受力复杂，承受周期变化的气体力和惯性力的作用。并且气体力具有冲击性，使连杆内都产生很大的交变拉、压应力和弯曲应力。连杆大、小端分别与曲柄销、活塞销（或十字头销）相对运动，受到摩擦与磨损。2连杆的材料和热处理（1）连杆材料船用大型低、中速柴油机连杆一般选用35、40、45号碳钢和45Cr、35CrMc<合金钢；高速大功率柴

16、油机多选用40Cr、35CrMo>42CrM。18Cr2Ni4WA合金钢。连杆毛坏锻造成型，小型高速柴油机连杆多采用模锻，大中型柴油机连杆采用自由锻。(2)热处理船用大型低速柴油机连杆由于转速低、交变应力频率低，对材料的疲劳强度要求不高，主要保证刚度，所以常选用中碳钢正火处理，粗加工后退火处理。中、高速柴油机连杆由于对疲劳强度要求较高，选用中碳钢时进行调质或正火处理；选用合金钢时进行调质处理。高速柴油机连杆为了进一步提高材料的疲劳强度对连杆表面进行抛光、喷丸或其他表面强化处理。1.为了提高柴油机连杆综合机械性能，一般先进行淬火，然后立即进行A.高温回火B.中温回火C.低温回火D.回火2.

17、连杆锻造成型后应采用。A.完全退火B.不完全退火C.再结晶退火D.低温退火3.连杆螺栓一般需要。A.淬火+低温回火B.淬火+中温回火C.淬火+高温回火D.正火4 .连杆螺栓应选用的关键热处理工艺为。A.正火B.淬火十低温回火C.退火D调质处理5 .船用低速柴油机连杆选用中碳钢，其常用的热处理是。A正火处理和粗加工后退火处理B.调质或正火处理C.粗加工后退火处理，再进行表面热处理强化D.渗碳后淬火，再低温回火考点3：汽缸套1气缸套的工作条件及对材料的要求气缸套是柴油机燃烧室的组成零件之一，依柴油机类型、结构的不同分为四冲程柴油机气缸套和二冲程柴油机气缸套。（1）气缸套的工作条件气缸套内圆表面受到

18、高温、高压燃气的作用，同时内圆表面还承受活塞组件的强烈摩擦和燃气的腐蚀。气缸套外表面直接或间接受到冷却水的冷却和腐蚀、穴蚀，还有由于内、外温差引起的热应力，所以气缸套的工作条件十分恶劣。（2）对气缸套材料的要求具有较高的强度、刚度；具有良好的耐磨性、耐蚀性和导热性。2气缸套材料及表面热处理（1）气缸套材料除少数高速大功率轻型柴油机采用钢质（38CrMoAl）气缸套外，一般均采用铸铁,因为铸铁具有优良的耐磨性、铸造性和切削加工性，且价格低廉。大型低速柴油机和一般中、高速柴油机气缸材料常选用灰口铸铁HT25aHT30而高磷铸铁、钒钛铸铁。中、高速强载柴油机气缸套材料常选用含硼合金铸铁，或选用球铁，

19、如QT600-03。中、小型柴油机气缸套成批生产，多采用离心铸造；大、中型柴油机气缸套为单件、小批量生产，一般为砂型铸造。（2）气缸套表面处理为了提高气缸内圆表面的耐磨性和耐蚀性进行气缸套内圆表面强化处理。主要方法有：表面热处理强化，如表面淬火（高频淬火、激光淬火、电接触淬火等）和表面化学热处理方法（氮化、离子轰击扩渗处理等）。松孔镀铭，镀层具有硬度高、摩擦系数小和耐磨性、耐蚀性好的特点。1. 用灰口铸铁生产气缸体，主要是利用其。A.耐磨性B.减摩性C.切削加工性D流动性2. 柴油机气缸套的材料通常是。AZG2700-500BQT600-02CKTH350-10DHT3003. 柴油机气缸套的

20、材料通常选用 A灰口铸铁B.孕育铸铁C.可锻铸铁D.球墨铸铁4. 柴油机气缸套的材料通常是。A.身碳钢B.调质钢C.白口铸铁D灰口铸铁5. 船用柴油机气缸套常选用的合金铸铁是。A高磷铸铁B.球墨铸铁C.磷钛铸铁D.钮、银铸铁6.铸钢ZG270-500的铸造气缸盖毛坯应进行，A.低温退火B.高温退火C完全退火D.球化退火7 .曲轴、气缸套常采用。A.整体淬火8 .局部淬火C表面淬火D.等温淬火8 .柴油机上的气缸套、曲轴等零件表面常采用oA.渗硼B.渗碳C.氮化D.碳氮共渗9 .船舶柴油机的零件中，需进行表面热处理和表面化学热处理的是oI.18C2Ni4Wm阀；n.连杆；m.灰口铸铁气缸套；IV

21、.活塞销；V.中碳钢凸轮；VI.气阀。a. I+m+iv+v+vib. I+n+iv+viC.I+IV+V+VId.in4-iv+v+vi1 0.船用柴油机气缸套常用材料有OI.灰口铸铁；n.孕育铸铁；m.可锻铸铁；IV.球墨铸铁；v.蠕墨铸铁；VI.合金铸铁。A.H+m+V+VIb. I+n+in+vc. n+iv+vid. i+n+iv+vi考点4:活塞活塞是柴油机的主要运动部件之一，也是燃烧室的组成零件。活塞的结构形式有筒形活塞和十字头式活塞。而十字头式活塞又分为整体式和组合式。1活塞的工作条件及对材料的要求（1）活塞的工作条件活塞直接受到高温高压燃气和往复惯性力的作用，所以活塞承受很高

22、的热应力与机械应力；活塞在往复运动中承受着摩擦与撞击；在润滑不良的情况下更为严重。（2）对活塞材料的要求具有足够的强度和硬度，较高的疲劳强度和高温工作性能；优良的导热性，散热快以降低活塞的热负荷，较小的膨胀系数，受热变形小以保持与缸套的正常配合间隙；具有良好的耐磨性与耐蚀性；具有较小的密度以减小往复惯性力，对高速柴油机尤为重要。2活塞材料及热处理（1）活塞材料船用中、低速柴油机的活塞材料常选用铸铁，如灰口铸铁HT25。HT30Q大型低速十字头柴油机采用组合式活塞，活塞头常采用ZG230-450、ZG25MoZG35CrMg裙部采用HT25。HT30a球墨铸铁活塞在缸径为100400mml中速柴

23、油机上获得应用，如采用QT500-7。目前国内外中、高速柴油机广泛采用铝合金活塞，如ZL108、ZL110O随着柴油机强载程度的提高，强度高且耐高温的锻铝合金获得应用。如高速强载柴油机活塞常采用LD&LD10WLD1偌锻铝材料。整体式铸铁活塞毛坯采用砂模铸造，批量大的小型铸铁活塞毛坯采用金属模铸造。整体式铸铝活塞采用金属模离心铸造。锻铝活塞毛坯采用模锻。（2）活塞的热处理铸铁活塞一般在粗加工后进行退火处理；碳素铸钢和合金铸钢的活塞头采用正火和粗加工后退火处理，合金铸钢可采用调质处理；铝合金活塞采用淬火加时效处理。1. 船用中、高速柴油机铝合金活塞材料的牌号为。AZL101BZL105C

24、ZL108DZL1112. 船用中、高速柴油机活塞材料常选用。A.灰口铸铁B铸造铝合金C.球墨铸铁D.铸钢3. 船用柴油机组合式活塞的活塞裙材料选用。A.孕育铸铁B灰口铸铁C.可锻铸铁D.白口铸铁4. 船用中、高速柴油机活塞材料常用选用。A.灰口铸铁8 铝合金C.球墨铸铁D.铸钢5. 船用柴油机活塞常用材料。1 .灰口铸铁；n.孕育铸铁；m.合金铸铁；IV.ZL108、zlii屏吕硅合金；v.铸钢；VI.耐热钢。a. n+m+iv+vb. I+n+m+vC.n+iv+vid.n+m+v+vi考点5：活塞销具有足够的强度、刚度，表面具有较高的硬度和较高的耐磨性；具有足够的冲击韧性；具有较高的疲劳

25、强度。2活塞销的材料和热处理（ 1）活塞销的材料船用活塞式柴油机的活塞销材科一般选用低碳钢15、20号钢，或合金渗碳钢15Cr、20Cr、20CrMnTi等。强载柴油机多选用合金渗碳钢。（ 2）活塞销的热处理低碳钢和合金渗碳钢作为活塞销的材料，仅能满足冲击韧性。为了满足高硬度、高耐磨性的要求，必须对活塞销表面进行渗碳淬火低温回火处理。活塞销表面渗碳后，使其含碳量由0.1%0.25%提高到0.85%1.05%,渗碳层厚度依活塞销壁厚不同而异：活塞销壁厚小于3.5mni渗碳层厚度为0.60.8mmr|活塞销壁厚为3.58mm渗碳层厚度为0.81.2mm;活塞销壁厚大于8mm渗碳层厚度为1.21.8

26、mmo活塞销渗碳后，从表面到心部的组织应均匀过渡，不允许骤然变化。渗碳层组织为过共析钢共析钢1/2过渡层。热处理以后，活塞销表面获得回火马氏体组织，硬度大于HRC58-62;低碳钢热处理后心部为铁素体十珠光体的亚共析钢组织，硬度相当于HRC10-15;合金渗碳钢心部组织为低碳回火马氏体十铁素体,硬度为HRC35-45。1. 当要求活塞销具有表面耐磨心部强韧时，应选用。A20B16MnC20CrD35CrMo2. 当活塞销选用20钢制作时，应进行的热处理是。A.淬火B.淬火+低温回火C渗碳+淬火+低温回火D.渗碳+正火3. 活塞销或十字头具有心部强韧的性能要求，应选用。A08B20CrC16Mn

27、D35CrMo4. 为保证活塞销、凸轮轴有足够抵抗冲击的能力，零件应具有足够的。A刚度B.硬度C.韧性D.塑性5. 制作活塞销一般需要。A.淬火+中温回火B.退火C渗碳+淬火+低温回火D.正火6. 如船舶活塞销采用低碳钢，经过渗碳和热处理后，表面获得组织，心部组织为。A.上贝氏体/铁素体B.回火屈氏体/铁素体+珠光体C.回火马氏体/铁素体D回火马氏体/铁素体+珠光体7. 活塞销常用材料。I.低碳钢；n.普通低合金钢；m.合金渗碳钢；IV.中碳钢；v.铸钢；vi.合金调质钢。a. I+m+vb. I+mC. n+iv+viD. I+vi8. 活塞销的工作要求应具备性能。i.表面耐磨；n.表面光洁

28、；m.表面疲劳强度高；iv.心部硬；v.心部强度高；VI.心部韧或强韧a.n+m+vB. I+VC. n+iv+viD. I+VI考点6：凸轮和凸轮轴的材料及热处理凸轮及凸轮轴用于柴油机换向和燃油喷射机构。中、小型柴油机的凸轮和凸轮轴制成一体；大型柴油机则分别制造，然后按喷油正时要求将凸轮装于凸轮轴上。柴油机运转时，凸轮与顶杆或滚轮紧顶接触，承受较大的、变化的接触应力与摩擦。因此，凸轮和凸轮轴材料除应具有一定的强度和硬度外，还必须具有较高的接触疲劳强度和耐磨性。船用柴油机凸轮与凸轮轴常选用15、20、45号钢和20Cr、40Cr等合金钢。对于15、20号钢和20Cr的凸轮与凸轮轴，一般采用渗碳

29、十淬火十低温回火处理，使其表面硬度达HRC5862,渗碳层的厚度在12.5mn间。对于45号钢和40Cr的凸轮与凸轮轴则采用正火十表面淬火处理。1. 20号钢齿轮锻造毛坯正火处理是为了。A提高硬度便于加工B.提高强度C.降低硬度便于加工D.提高刚度2. 柴油机上的十字头销、活塞销、凸轮等零件为了获得强而韧的性能常采用A.渗硼B渗碳C.渗氮D.碳氮共渗3. 十字头销、活塞销、凸轮等零件渗碳后应立即进行。A.淬火B.低温回火C淬火+低温回火D.调质处理考点7：活塞环活塞环是活塞组件之一，活塞环装于活塞上的活塞环槽中。活塞环在气缸中起密封燃烧室的作用；控制和调节与气缸壁之间的润滑油，起布油与刮油的作

30、用，以保证气缸的良好润滑，降低磨损。1活塞环的工作条件及对材料的要求（1）活塞环的工作条件活塞环在柴油机气缸燃烧室工作时受到高温、高压燃气的作用。活塞环随同活塞运动部件在气缸中作往复运动的同时，还在活塞环槽中作往复、回转、径向和扭曲等运动，使活塞环外圆表面和端面受到摩擦和磨损，润滑不良时则更为严重。所以，活塞环是在有摩擦、腐蚀、机械应力和热应力作用的条件下工作，条件十分恶劣，以致活塞环极易损坏。一般来说，活塞环的正常使用寿命为800010000h。活塞环的使用寿命取决于它的结构、材料、制造质量及使用管理。（2）对活塞环材料的要求具有足够的强度和一定的硬度，一般要求低速柴油机活塞环材料硬度为HB

31、180-220;中、高速柴油机活塞环材料硬度为HB19g230,同一活塞环的硬度差不超过HB20；具有良好的耐磨性与磨合性，一般要求活塞环应比气缸套的硬度高HB10-20;良好的耐热性与导热性，在高温下工作时材料的机械性能稳定，并能迅速地将活塞头部的热量散出，以防活塞过热；良好的抗腐蚀性，具有抵抗气缸中的低温腐蚀的能力；为了提高耐磨性，要求活塞环材料的金相组织为细片状珠光体或在索氏体基体上均匀分布细直片状、棉絮状或旋涡形细片石墨；均匀分布着呈断续网状的二元磷共晶体、三元磷共晶体；不允许有游离渗碳体存在。磨片上的分散、细小铁素体面积不大于5%磨片总面积。2活塞环的材料及其成形方法（1）活塞环的材

32、料目前国内外主要采用铸铁。我国常采用灰铸铁，有HT250、HT300；合金铸铁有Cr-Mo、Cr-Mo-Cu等。此外，球墨铸铁、含硼铸铁也有应用。某些高速大功率柴油机采用钢质刮油环，一般多采用共析钢或耐热钢。因为钢具有较高的弹性，可使刮油环的径向弹力和刮油作用提高，从而降低润滑油消耗量和保证正常润滑。（2）活塞环的成形方法活塞环是靠弹力来保证气缸燃烧室的密封性。活塞环的弹力难以用铸铁的弹性来实现。活塞环成形是指使活塞环在自由状态下获得一定弹力和形状的方法。生产中使活塞环具有一定弹力的成形方法有：铸造成形法。采用椭圆形的单体或筒状活塞环毛坯。机械加工时先加工毛坯的两个端面；在靠模车床上加工毛坯内

33、、外圆（椭圆形）并切割成单个环；按活塞环自由开口尺寸将环开口；最后将椭圆形环压缩成具有工作开口的圆形并在车床上精加工内、外圆到成品尺寸。热处理定形法。采用圆形的单体或筒状活塞环毛坯。加工端面、内外圆和切口后，采用热处理方法使环获得具有自由开口的椭圆形，从而获得弹力。热处理前，将环开口处用楔块撑开，楔块的宽度略大于环的自由开口。用夹具将环装在一起。热处理时，将环置于盐浴或电炉中，加热到600650C,保温3060min后取出在空气中冷却。此法工艺简单，适于小批量生产，但质量不如铸造成形法。机械成形法。采用圆筒形活塞环毛坯。加工端面和内、外圆后，使其外圆尺寸即外径等于具有自由开口时的最大直径；切成

34、单个环后按自由开口尺寸切割环的开口；最后将环压缩到工作开口状态，精加工内、外圆达到成品尺寸。3活塞环的表面处理活塞环外圆表面强化处理是提供活塞环表面耐磨性、延长寿命的有效途径，主要方法有：（1）镀铬活塞环外圆表面和端面镀铭可提高耐磨性。一般外圆表面镀铭层为0.100.25ms四冲程柴油机活塞环镀硬铬较多。实践证明，第一道环镀铬后可使其使用寿命提高35倍，使气缸套磨损量减少一半。我国中小型柴油机第一、二道活塞环普遍采用镀铬环。（2）喷钼活塞环外圆表面喷钼可提高活塞环的耐磨性和抗拉缸性能。钼的熔点高达2620，硬度高，约为HV107Q摩擦系数小，铝层具有存油气孔并与基体结合良好。铝层厚度为0.10

35、0.20mm,喷铝活塞环广泛用于高速大功率柴油机的第一道环。此外，还可采用喷涂陶瓷、渗硫和激光处理等方法强化活塞环表面。1. 柴油机活塞环的材料通常采用。A.可锻铸铁B.球墨铸铁C高磷灰铸铁D.白口铸铁2. 活塞环主要采用的材料是。A.纯铁B.碳钢C.合金钢D铸铁3. 关于柴油机活塞环的叙述，不正确的是20HBA主要采用的材料是可锻铸铁B.活塞环的硬度应比气缸套的硬度高10C.可采用高磷耐磨铸铁D.可采用表面强化工艺改善表面性质4. 活塞环的硬度应比气缸套的硬度A.高B.低C.相等D稍高5. 柴油机活塞环的硬度一般为。A. HB10O-200B. HB18g250C. HB25g300D. H

36、B30g4006. 关于柴油机活塞环的叙述，不正确的是。A主要采用锻造毛坯B.活塞环的硬度应比气缸套的硬度高HB10-20C.可采用高磷耐磨铸铁D.可采用表面强化工艺改善表面性质7. 柴油机活塞环常用的材料有。1 .灰口铸铁；n.孕育铸铁；m.可锻铸铁；iv.球墨铸铁；v.蠕墨铸铁；vi.合金铸铁。a.n+m+v8. I+V9. n+iv+vi10. I+VI考点8：气阀气阀是柴油机气阀配气机构中的主要零件，用于四冲程柴油机和二冲程直流扫气（为气阀气口式配气）式柴油机上。四冲程柴油机气阀又分为进气阀和排气阀。1气阀的工作条件和对材料的要求（1）气阀的工作条件气阀的头部直按与高温高压燃气接触，进

37、气阀的工作温度达400500C,排气阀的工作温度可达650800C。所以气阀承受较高的热负荷和机械负荷。排气阀受到高温废气的冲刷与腐蚀，排气阀和阀座容易产生高温腐蚀，特别是燃用重油时更为严重。气阀和阀座受到高压燃气的交变的机械负荷作用，关阀时有撞击与磨损，气阀阀杆与导套相对运动产生磨损。（2）对气阀材料的要求具有良好的高温机械性能，即具有足够的高温强度和热硬性；具有高温抗腐蚀的性能；具有较高的耐磨性与抗冲击性能；导热性好，热膨胀系数小。2气阀材料及热处理（ 1）气阀材料进气阀材料常选用40Cr、35CrM。40CrNi等合金调质钢，或选用气阀钢4Cr9Si2等。排气阀材料常选用气阀钢4Cr10

38、Si2Mo>4Cr14Ni14W2M筹。（ 2）热处理4Cr10Si2Mo排气阀锻造毛坯退火处理：由于锻造后出现部分马氏体，硬度高达HRC40以上，为了便于加工先进行退火处理，后进行调质处理以获得较高的耐热性和耐磨性。4Cr10Si2Mo用于工作温度大于650c的排气阀。4Cr14Ni14W2M用于工作温度小于750c的排气阀，在11701200c经固溶处理，并在750进行时效处理以达到要求的室温和高温机械性能。1. 气阀弹簧常采用的热处理工艺为。A.淬火后高温回火B淬火后中温回火C.淬火后低温回火D.正火2. 柴油机排气阀常用的材料是。A.球墨铸铁B.不锈钢C.合金调质钢D耐热钢3.

39、柴油机进气阀常用的材料是。A.球墨铸铁B.不锈钢C.合金调质钢D耐热钢或合金调质钢4. 进气阀弹簧常采用的热处理工艺为A.淬火后高温回火B.淬火后中温回火C.淬火后低温回火D.退火5. 柴油机进气阀常用的材料是。A.球墨铸铁B合金调质钢C.不锈钢D.耐热钢（？）6.排气阀常采用的材料为。A4Cr9Si2B4Cr14Ni14W2MoC40CrNiD35CrMo考点9：精密偶件高压油泵中的柱塞-套筒、出油阀-阀座和喷油器中的针阀针阀体是柴油机燃油系统的三对极其精密的偶件。精密偶件的加工精度很高（尺寸精度、几何形状精度），工作表面的粗糙度等级高达Ra0.010.05dm,偶件的配合精度高，配合间隙只

40、有0.0020.003mmi精密偶件用于定时定量地供给高压燃油。1精密偶件的工作条件及对材料的要求（1）精密偶件的工作条件偶件相对运动使工作表面受到严重的摩擦和磨损；偶件受到高压燃油的腐蚀和冲击作用。（2）对精密偶件材料的要求具有足够的强度和硬度，一般硬度不低于HRC60较高的耐磨性和一定的热硬性；有较好的耐蚀性；较高的疲劳强度和冲击韧性；偶件材料的线膨胀系数相同，金相组织稳定，以防偶件尺寸变化导致偶件咬死。2精密偶件材料和热处理（1）材料常用材料有滚动轴承钢GCrl5、低合金工具钢CrWMn氮化钢38CrMoAlA及高速钢W18Cr4游。（2）热处理GCrl5制造的精密偶件，为满足使用要求需

41、进行以下热处理：（830860C）淬火十（70C）冷处理十（150170C）低温回火。精密偶件在淬火后应立即进行深冷（-70c的冷处理）以减少钢中A',使偶件组织稳定。常用的冷却剂有：干冰，可达78；液氮，可达196。38CrMoAlA制造的精密偶件，在600c以下进行氮化处理使其具有较高的硬度、耐磨性、耐蚀性和热稳定性，满足偶件的使用要求。CrWM是高碳低合金钢，在800830c油淬。淬火后立即进行7080c冷处理和140160c低温回火。热处理后硬度可达HRC62-65,具有较高的耐磨性和尺寸稳定性。高速钢W18Cr4V§用于高温下工作的精密偶件。采用在1280c油淬、5

42、50570c回火处理34次，以使残余奥氏体大大减少，不仅硬度高（HRC：于62）和热硬性好（可在600温度下工作）、耐磨性好，而且尺寸稳定。生产中常采用高速钢针阀和18Cr2Ni4WA十阀体。18Cr2Ni4W混合金渗碳钢，故在渗碳后经850950c空冷淬火和200c回火处理。1. 柴油机燃油系统中的精密偶件常选用。A45BT8AC40CrDGCr152. 柴油机燃油系统的精密偶件常采用的关键热处理是。A.淬火十低温回火B.渗碳十淬火十低温回火C.淬火十高温回火D淬火冷处理低温回火3. 柴油机燃油系统的精密偶件的常用材料有。I.滚珠轴承钢；n.不锈钢；m.合金调质钢；IV.耐热钢；v.高速钢；

43、VI.低合金工具钢。a.n+m+vB. I+V+VIC. n+v+viD. I+VI+VI4.柴油机燃油系统的精密偶件的常用材料有。I.GCH5;n.1Cr13;m.40Cr；IV.4Cr9Si2;V.W18Cr4VVI.CrWMnA. I+m+VB. I+V+VIC. I+IV+VID. I+VI考点10：滑动轴承船用柴油机主轴承、曲柄销轴承（或称连杆大瑞轴承）、连杆小轴承（或为十字头轴承，或为活塞销轴承）、推力轴承和推进轴系的中间轴轴承、尾轴承（螺旋桨轴轴承）等均为滑动轴承。各个轴承的轴瓦结构形式和轴承合金材料依机型、功率、转速和轴承负荷不同而异。1厚壁和薄壁轴瓦（1）瓦壳材料。白合金和铜

44、铅合金轴瓦的瓦壳一般采用低碳钢10、15、20号钢，铸钢ZG230-450、铸造青铜ZQSn5-5-5、ZQSn6-6-3。由于铜价较高，故应用较少。铝合金轴瓦的瓦壳材料为低碳钢05、08、10、15、20号钢板。（2）轴承合金材料。目前船用柴油机、辅机和推进轴系的各类滑动轴承的厚壁和薄壁轴承合金材料主要是白合金，如ZChSnSb84ZChSnSb11-6铜铅合金ZQPb3020高锡铝合金和铝锑镁合金等。2整体衬套式轴承（1）瓦壳材料。铜衬套常采用铸造青铜，如ZQSn6-6-3、ZQSn5-5-5、ZQSn10-10、ZQSn8-1转。负荷较大才采用铸造磷青铜ZQSn10-1o钢衬套常采用低碳

45、钢，如10、15、20号钢。（2）轴承合金材料。常采用铜铅合金ZQPb3喊锡基巴氏合金ZChSnSb116合金层的厚度为0.41.0mni1.船舶螺旋桨轴（尾轴）的轴套可以采用材料制造。A.铸铁B滑动轴承C.滚动轴承钢D.铝合金2厚壁和薄壁轴瓦的白合金和铜铅合金轴瓦的瓦壳一般采用。A.低碳钢B.中碳钢C.铸钢D低碳钢和铸钢3. 厚壁和薄壁轴瓦的铝合金轴瓦的瓦壳材料为。A低碳钢B.中碳钢C.铸钢D.低碳钢和铸钢4. 整体衬套式轴承合金层的厚度为A. 0.41.5mmB. 0.42.0mmC. 0.41.0mmD. 0.81.0mm考点11：螺旋桨船舶航行时，主柴油机通过轴系把功率传至螺旋桨，螺旋

46、桨回转与水作用产生轴向推力，再通过轴系、推力轴承传给船体，实现船舶前进与后退。螺旋桨是由桨叶和桨毂组成，一般有36个桨叶。中小型船舶常用34个桨叶，大型船通常用45个桨叶。螺旋桨的直径一般为8006000mm但目前大型船舶的旋桨直径已近9m。螺旋桨在水下工作，不仅承受来自主机的巨大扭矩，而且与海水或河水有相对作用，受到水动力的作用。此外还受到海水或河水的冲刷和腐蚀。1对螺旋桨材料的要求（1）具有高的强度、塑性和冲击韧性；（2）具有良好的抗穴蚀和抗电化学腐蚀的能力；（3）具有良好的铸造性和机械加工性能。2螺旋桨材料船用螺旋桨的主要材料有黄铜、青铜、铸钢和铸铁等，近年来又开发出塑料（如尼龙）、合成

47、材料（如玻璃钢）等。（1）锰黄铜在黄铜中加入M向提高黄铜的机械性能、工艺性能和对海水和过热蒸汽的耐蚀性；加入Fe可以细化晶粒，使黄铜的强度提高、韧性和塑性适当。所以这类材料强度高，韧性和塑性好，耐海、淡水和过热蒸汽腐蚀，有良好的铸造性和机械加工性。适于制造大型海船和军舰的螺旋桨。但因其耐穴蚀性能差和价格贵，不适于用作高速船的螺旋桨（2）铝青铜在铝青铜中加入Fe、MnNi等，可提高强度和加工工艺性能，抑制大型铸件的缓冷脆性（缓冷时产生粗大共析体使脆性大增）。高锰铝青铜强度高，工艺性能好，耐海水、淡水、过热蒸汽的腐蚀，抗穴蚀性好，疲劳强度高，广泛用于大型高速海船和舰船螺旋桨。（3）铸铁铸铁螺旋桨常

48、用HT200HT25Q具有铸造性好、价格低廉的优点；缺点是强度低、脆性大、耐腐蚀性差，寿命低。因强度低，螺旋桨尺寸较大，比相同直径的铜质螺旋桨叶厚度增加30%-35%所以铸铁螺旋桨笨重，效率低，一般用于主机功率小、航速低的内河小船上。球墨铸铁亦是制作螺旋桨的材料。球墨铸铁的性能优于普通灰口铸铁，但耐腐蚀性也差，可制作内河船舶螺旋桨。3铸钢钢的性能优于铸铁，但铸造性差、耐蚀性低。铸钢螺旋桨较铸铁螺旋桨应用广泛，常用于冰区和内河航行的船舶。常用铸钢有ZG230-450、ZG200-400。某些特殊用途船，如快艇用铸造不锈钢1Cr18Ni9螺旋桨，因其强度高、抗穴蚀性和抗腐蚀性好。4非金属材料用塑料

49、和复合材料制造螺旋桨具有质轻（只有相同直径铜桨重量的1/51/3）,振动小，鸣音小，冲击韧性高，抗穴蚀和抗海、淡水腐蚀性好，制造工艺简单、价格低等优点。但强度和刚性较低，易老化，在浅水道航行易磨损。目前塑料螺旋桨主要采用尼龙6、尼龙610、尼龙1010等。复合材料螺旋桨采用玻璃钢，主要用于小船上。1. 目前船舶普遍采用的推进器是。A.喷水装置B螺旋桨C.喷气装置DBC2. 螺旋桨的作用是。A.推船前进B.产生推力C.传递扭矩D传递扭矩和产生推力3. 大型船舶的螺旋桨桨叶数目常选用个。A. 34B. 35C. 36D. 464. 目前世界上最大的螺旋桨的直径已超过m。A58 6C8D105. 中

50、小船舶的螺旋桨桨叶数目多为个。A. 34B. 35C. 36D. 466.海船主要采用材料的螺旋桨。A.铸钢B.铸铁C.铸铜D.复合材料7.小型船舶螺旋桨的材料较多，主要有等。1 .铸钢；n.铸铁；田.铸铜；iv.尼龙；v.赛龙oa. n+mb. i+n+iv+vC.m+iv+vd.i+n+m+iv8.螺旋桨常用的材料是oA.特殊镒黄铜8 .铅青铜C.铸铁D.碳钢9 .螺旋桨焊补后应。A.退火B.淬火十低温回火C.淬火十高温回火D.正火考点12：螺旋桨轴（尾轴）轴套与螺旋桨连接的轴称为螺旋桨轴。当螺旋桨轴较短并安装于船体尾都的尾轴管中时，又称尾轴，如单轴系船舶的螺旋桨轴就是尾轴。当螺旋桨轴伸出

51、船体外部较长时，为便于制造和安装，把螺旋桨轴置于船体外部，尾轴装于尾轴管中。如双轴系船舶的尾轴和螺旋桨轴。对于水润滑尾轴承，为了防止尾轴腐蚀破坏，在尾轴工作轴颈部分包以铜套，即轴套或称衬套。1尾轴轴套的材料大型海船一般采用锡青铜ZQSn10-2乍为尾轴轴套的材料，内河小船尾轴轴套采用镒黄铜ZHMn58-2feJ造。锡青铜的强度低于黄铜，但耐蚀性高于紫铜和黄铜。在大气、蒸汽、海水、淡水中耐蚀性好，在盐酸、硫酸及氨水中耐蚀性较差。锡青铜中加入Zn可改善铸造性能和提高强度。锰黄铜具有较高的机械性能，在海水、氯化物及过热蒸汽中耐蚀性较高，铸造性好，切削加工性尚可。但导热、导电性差。黄铜中加入1%Q2%

52、Mn可提高强度和在海水、氯化物及过热蒸汽中的耐蚀性与耐热性。不仅用于制造尾轴轴套，还可用来制造低于300的蒸汽或液体中的耐蚀零件，如泵的活塞、衬套、阀门等。2尾轴轴套的检验（1）尾轴轴套毛坯铸件材料的化学分析和拉力试验；（2）外观检验，不允许有裂纹、密集气孔、疏松和砂眼等缺陷；（3）铜套粗加工后，套装在尾轴上之前，进行水压试验：压力为0.1MPa,5min内不得渗漏；（4）尾轴铜套套装加热温度不大于320，装于尾轴后应检查其严密性。尾轴铜套的厚度依表9-1计算。1. 水润滑尾轴铜套过度磨损后光车修理时，铜套厚度应。A. >0.01d+2mmB. >0.015d+3.5mmC. &g

53、t;0.02d+5mmD. >0.03d+7.5mm2. 更换尾轴铜套的极限厚度为。A0.02d5mmB0.015d3.5mmC0.03d7.5mmD0.01d2mm3. 新制尾轴铜套的厚度应为。A0.02d5mmB0.015d3.5mmC0.03d7.5mmD0.01d2mm4. 尾轴铜套套装加热稳定不大于，装于尾轴后应检查其严密性。A250B300C320D3505. 铜套粗加工后，套装在尾轴上之前，进行水压试验：压力为MPa，min内不得渗漏。A0.1/5B0.5/5C0.5/10D0.1/106.在镒黄铜ZHMn58-冲力口入132%Mn其目的为。A.细化晶粒提高强度B.改善铸造性能和提高强度C.提高耐磨性D提高耐蚀性与耐热性7 .在锡青铜ZQSn10-2中力口入Zn,其目的为。A.细化晶粒提高强度8 改善铸造性能和提高强度C.提高耐磨性D.提高耐蚀性与耐热性考点13：涡轮叶片涡轮叶片是废气涡轮增压器的重要零件之一，它装于转子的涡轮轮盘上构成涡轮叶轮。叶轮的作