上交大版本的机械制造基础的复习

1、金属材料力学性能复习思考题1、什么是金属材料的使用性能?包括哪些内容?答:在正常工作条件下,材料应具备的性能?包括力学性能,物理性能,化学性能?2?什么是金属材料的工艺性能?包括哪些内容?答:材料在加工制造中表现出的性能,显示了加工制造的难易程度?包括铸造性,锻造性,焊接性,切削加工性,热处理性3?拉伸试验可以测定哪些力学性能指标?答:强度和塑性4?五项力学性能指标的定义?测定所用的载荷（静载荷或动载荷）?他们之间的相互制约关系?答:强度（讣材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度（静载荷）塑性（S材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力（静载荷）硬度（HB）:材料抵抗硬物压入的能力能力称为硬

2、度（静载荷）冲击韧性（ak）材料抵抗冲击载荷而不断裂的能力称为冲击韧性（动载荷）疲劳极限（厅1）：材料可以经无限次数应力循环仍不发生疲劳断裂的最大应力，称为疲劳极限（动载荷）材料的cbHB指标高时，往往&ak旨标低？5?不同硬度值的适用范围?答:布氏硬度适用于测铸铁?有色金属?以及退火?正火?调质钢的硬度?洛氏硬度适用于测淬火钢?维氏硬度适用于测表面淬火钢?表面渗碳钢?表面氮化钢?6?金属材料在承受冲击能量高时与冲击能量低时,材料多次承受冲击抗力主要决定于什么力学性能指标?答:冲击能量高时,材料多次冲击抗力主要决定于其韧度冲击能量低时,则主要决定于强度金属晶体结构与结晶复习思考题1?常

3、见金属晶体结构有哪几种?答:体心立方晶格,面心立方晶格,密排六方晶格2?解释下列名词:晶格,晶胞,致密度,晶格常数答:晶格:描述原子在晶体中排列的空间格子晶胞:组成晶格的基本（最小）单元致密度:指晶胞中所占有的原子体积与晶胞体积之比晶格常数:反映晶胞的大小3?实际金属晶体结构有哪几种缺陷?P6（图1-4?5?6）答:点缺陷,线缺陷,面缺陷4?金属结晶的基本过程是什么?形核与晶核长大过程5?细化晶粒的方法有哪些?答:提高冷速;变质处理;振动6?什么是同素异构转变?为什么说铁的同素异构转变是铁的一种极重要的特性?P9（图1-11）答:固态下，一种元素的晶格结构随温度发生变化的现象T同素异构转变？正

4、是由于纯铁能发生同素异构转变，生产中才有可能对钢和铸铁进行各种热理从而改变其组织与性能？铁碳合金复习思考题1?理解铁碳合金五个基本组织？P11（表1-3）2?默绘简化的Fe-Fe3C相图，并标出各相区相的组成物和组织组成物1-14）3?理解Fe-Fe3C相图点？线？区含义?P12（表1-4）4?用折线法分析0.4%?0.77%?1.2%铁碳合金从液态缓冷到室温的结晶过程P13（图1-15）5?Fe-Fe3C相图对热处理的作用？答:相图是研究铁碳合金成分？温度和组织之间变化规律的工具，是指导热处理加热的依据？6?说明当钢中含碳量超过0.9%时,强度指标下降的原因？答：当钢中含碳量超过0.9%时,

5、在钢中晶界处出现Fe3Cn（网状）,它割裂了基体,使强度指标下降？7?指出下列各钢种的类别？大致含碳量？质量及用途举例：Q235?45,T12A,T13,ZG270-500?答:Q235普通碳素结构钢：制造螺栓;45优质碳素结构钢：制造传动轴T12A高级优质碳素工具钢：制造锯条;T13优质碳素工具钢：制造锉刀？ZG270-500铸钢；用于制造轴承座？钢的热处理复习思考题1、什么叫“起始晶粒度”？“实际晶粒度”？“本质晶粒度”？本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？答:起始晶粒度：是指加热时各种原始组织刚刚转变为奥氏体时的晶粒度？实际晶粒度：指某一加热温度所对应的晶粒度？本质晶粒度

6、；表示钢的奥氏体晶粒长大倾向性？2、钢在热处理时加热后保温的目的是什么？答:获得成分均匀的？晶粒细小的奥氏体，为后续热处理做好组织准备？3?理解共析钢等温转变C曲线的线？区含义?P16（图1-20）4?什么是过冷奥氏体(Ag)?残余奥氏体(Ar)?索氏体(S)?托氏体(T)?贝氏体(B)和马氏体(M)?5?理解Ag等温转变产物特点？形成条件？及力学性能P17(表1-5)答：(Ag):奥氏体过冷至A线以下暂时还没有转变的奥氏体？(Ar):在室温下残留未转变的奥氏体？(S)：P(细片状)S?(T):P(极细片状)T?(B):碳在aFe中的饱和固溶体称为B?(M):碳在aFe中的过饱和固溶体称为M?

7、6?理解Ag连续冷却转变产物特点？形成条件?V1炉冷;V2空冷;V3风冷;V4油冷;V5水冷;Vk临界冷却速度？图5-19连续冷却与匚曲线7?知道当含碳量00.5%的钢淬火后开始有Ar的原因？图:MS理氐萍含碳城对均氐体转变温度的第响Q:步3-19奧氏体含曬战对歿余奥氏体址的影响DoooooO9-76543看懂亚(过)共析钢的C曲线,在不同的冷却下获取什么组织？掌握它们的应用?手画亚(过)共析钢Ag的等温转变C曲线？8?钢获得马氏体组织的条件是什么?马氏体相变有何特点?答:实际冷却速度必须大于Vk冷却,才能获得马氏体组织?特点：M为非扩散性转变M是体心正方晶格M显微组织是针状M硬度高转变温度停

8、止了,Ag向M转变也就停止了?9?将©5mm的T8钢加热至760C,并保温足够时间，问采用什么样的冷却工艺科得到如下组织?P?S?T?B下？T+M?M+Ar?在C曲线上描绘出工艺曲线示意图？答:炉冷得P；空冷得S;风冷得T;等温淬火得B下;油冷得T+M水冷得M+A?10?淬火临界冷却速度Vk受哪些主要因素影响?它与钢的淬透性有何关系?答:Vk受含碳量，合金元素，加热温度和保温时间影响？Vk越小钢的淬透性越好？11?Ar的存在对钢件质量有何影响?用什么方法减少或消除Ar?答:降低零件的硬度和耐磨性;组织不稳定,会影响零件的尺寸与形状变化?可采用冷处理和低温回火的方法,减少或消除Ar?1

9、2?退火的主要目的是什么?常用退火方法有哪几种?（完退?球退?等退?去退）答:降低工件硬度?消除内应力?均匀成分?细化晶粒?改善组织,为后续工序作准备?完全退火,等温退火,球化退火和去应力退火13?正火对不同含碳量钢的主要目的是什么?答:20:调整硬度,防止粘刀,改善切削加工性能?T10:打断网状FmG,为球化退火做好组织准备？45:提高力学性能（前提是要求不高的结构件）14?看懂P18（图1-22）的含义，理解俵1-6）常用热处理工艺的退火与正火内容，掌握它们的应用?15?当T12钢中有严重的Fg5（网状）时，应该怎样热处理？答:正火+球退?16?当C<0.4%的钢采用正火，当0.4%

10、<C<0.77%的钢采用完全退火？17?一批45钢试样（尺寸©1X10mm）,因其组织？晶粒大小不均匀,需采用退火处理,拟采用下列退火工艺：分别缓慢加热至700r?840C?1100C,保温足够时间,随炉冷却至室温?问上述3种加热温度,冷却后各得到什么组织?若要得到大小均匀的细小晶粒,应选哪一种温度?答:（1）F+P晶粒大小不均匀F+P晶粒大小均匀F+P晶粒粗大？应选840E炉冷为宜？18?淬火的目的是什么?亚共析钢和过共析钢加热温度范围是多少?答:淬火的目的是得到马氏体组织,随后与不同回火温度相配合,以获得所需要的使用性能?亚共析钢:Ac3+3050°C;过共

11、析钢:AC1+3050°C19?看懂P18（图1-23）的含义，理解俵1-6）常用热处理工艺的淬火与回火内容，掌握它们的应用?20?什么叫淬透性?什么叫淬硬性?影响淬透性?淬硬性的因素是什么?答:淬透性钢在淬火时获得淬硬层深度的能力?与Vk有关淬硬性钢在淬火时的硬化能力?与含C量有关影响淬透性因素:含碳量和合金元素（Vk）?影响淬硬性因素:含碳量?21?指出下列工件的淬火加热温度范围及回火温度范围,并说明其回火后获得的组织：答：（1）45钢小轴:（要求综合力学性能高）;Ac3+3050°C;500650°C;S回（2）60弹簧钢:Ac3+3050°C;2

12、50500°C;T回T12锉刀:Aci+3050°C;150250°C;M回22?回火的目的是什么？常用的回火有哪几种？指出各种回火得到的组织？性能及应用范围？答:回火类型回火温度回火组织性能应用举例低温回火T12150250°CM回硬度咼耐磨锉刀？锯条中温回火65250500°CT回T8?os使弹性好弹簧高温回火45500650°CS回T综合力学性能高曲轴23?指出下列组织的主要区别：S与S回,M与M回？答:S中的FesC呈细片状（正火获得），而S回中的FaC呈细粒状（调质获得）M中有内应力和脆性,同时有Ar?而M回中均无前者缺陷？

13、24?表面热处理有哪几种？答：表面淬火:火焰表面淬火和高频表面淬火化学热处理：渗碳和氮化25?表面淬火的目的是什么？常用表面淬火方法有哪几种?P18俵1-6）答:目的:使零件表面获得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原来良好的韧性和塑性?方法有:火焰表面淬火和高频表面淬火？26?常用化学热处理有哪几种?（补充内容）答:渗碳，氮化？27?渗碳的目的是什么？常用渗碳的方法是什么？答:目的:提高工件表面的含碳量，经淬火从而提高工件表面的硬度使其耐磨，同时保持心部的良好韧性？方法:气体渗碳？真空离子渗碳28?氮化的主要目的是什么？说明氮化主要特点及应用举例？哪些钢采用氮化处理为宜？答:目的:提高钢的表面硬

14、度？耐磨性？疲劳强度,耐腐蚀？主要特点:工件氮化后可获得很高得硬度，无需再进行淬火处理；工件氮化处理后无变形;耐腐蚀?（渗氮前应进行调质处理）应用举例：制造高速运转的精密主轴氮化钢:38Cr,MoAI合金钢复习思考题P3（表1-1）钢号材料名称含碳量工艺与使用状态热处理热处理组织用途T13优质碳素工具钢1.3% 球化退火 淬火+低回球状PM回+Fe3C+Ar（少量）锉刀T12A高级优质碳素工具钢1.2% 球化退火 淬火+低回球状PM回+Fe3C+Ar（少量）锯条16Mn低合金结构钢0.16%正火S+F汽车大梁其它材料材料名称含碳里工艺名称热处理热处理组织用途20CrMnTi合金渗碳钢0.2%正

15、火渗碳+淬火+低回S+FM回+合金碳化物汽车变速齿轮40Cr合金调质钢0.4% 完退 调质 S+F S回汽车连杆螺栓40CrMnMo合金调质钢0.4%表面局部淬火+低回表M回+心S回重载何轴38CrMoAI氮化钢0.38%完退调质表面氮化 P+F S回+氮化物精密主轴60Si2Mn合金弹簧钢0.6%淬火+中回T回汽车减震板簧GCr15滚动轴承钢0.95%1.15% 球化退火 淬火+冷处理+低回 球状P M回+合金碳化物滚动轴承9SiCr低合金刃具钢0.8%1.5% 球化退火 淬火+低回 球状P M回+合金碳化物+Ar（少量）丝锥CrWMn量具钢淬火+冷处理+低回M回+合金碳化物量具W18Cr4V高速钢0.7%0.8% 等温退火 淬火+三次高回PM回+合金碳化物+Ar（少量）铳刀钻头5CrMnMo热作模具钢0.5% 完全退火 淬火+咼回 F+P S回热锻模Cr12MoV冷作模具钢球化退火淬火+低回 F+Fe3C M回+合金碳化物+Ar（少量）冷冲模1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢0.1%固溶处理单相A耐酸容器4Cr10Si2Mo耐热钢0.4%淬火+高回M回+合金碳化物汽车进？排气门ZGMn13耐磨钢1.1%水韧处理单相A坦克履带铸铁P3（表1-1）?有色金属（补充内容）复习思考题1?化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基本组织有何影响？答:1）化学成分C?Si强烈促进石墨化S强烈