金属工艺学复习题库

总复习第一章金属材料的基本知识和密排六方晶格三种。面缺陷三类。（疲劳强度。异性，单晶体通常有各向异性。塑性变形能力。面心立方金属的塑性一般比体心立方金属的好细化晶粒不仅能提高金属的强度、硬度，也增大了金属其硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。钢的热处理是指和冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺钢的普通热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火。退火是炉冷却以获得接近平衡态组织的热工艺处理。在，其中有害的是S和P。钢的强度先升后降。按下列所列牌号填写有关内容

体心立方晶格：𝛂−𝐅𝒆.𝑪𝒓.𝑾强度、塑性好面心立方晶格：𝛄−𝐅𝒆.𝑪𝒖.𝑨𝒍.𝑨𝒖.𝑨𝒈塑性很好密排六方晶格：𝑴𝒈.𝒁𝒏强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。金属材料断裂前吸收的变形能量的力称为韧性。测量硬度的两种方法：布氏硬度HB、洛氏硬度HR（准确度高洛氏硬度：以压痕的深度来确定硬度值（可以用于成品检验）晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。单晶体内部晶格方位完全一致。晶体结构缺陷主要包括哪些？空位、间歇原子、置换原子。结构变化：晶格畸变（换原子可引起收缩或膨胀）性能变化：物理性能（如电阻率增大，密度减小、力学性能（高）影响晶粒粗细的因素有很多，但主要取决于晶核的数目。晶核越多，晶核长大的余地越小，长成的经历越细。金属浇注之前加入孕育剂进行变质处理热加工或者塑性加工的方法。钢的热处理只改变金属材料的组织和性能，而不以改变形状和尺寸为目的。分为普通热处理和表面热处理（表面淬火和化学热处理）两种。化学热处理：将钢件置于适合的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。热处理的三要素：渗碳、渗氮、碳氮共渗淬火：是将刚加热到Ac3或Ac1以上30~50°C，保温后在淬火介质中快速冷却，已获得马氏体组织的热处理工艺退火的目的使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力，防止钢件产生变形退火、正火的异同点及应用：同：将刚加热到奥氏体区，使刚进行重结晶，从而解决铸钢件、铸件的粗大晶粒和组织不均的问题。牌号16Mn

类别合金结构钢

数字及字母的含义160.16%；Mn示平均W1.5%Mn

异：正火比退火的冷却速度稍快，形成索氏体组织。用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力。T10A 碳素工具钢 表示平均W为的高级优质碳c

用于普通结构件的最终热处理用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状结构析出。W18Cr4V 合金工具钢（钢）

工具钢表示平均W为W为；w Cr平均W不大于1.5%vQ23545

碳素结构钢优质碳素结构钢

235表示屈服强度为235MPa45表示平均W为0.45%c碳在γ−𝐹𝑒中形成的固溶体称为奥氏体。铁素体是碳溶于α−𝐹𝑒中形成的固溶体。马氏体的硬度主要决定于碳的质量分数。45钢的综合力学性能，应进行调质处理。

固溶体属于单相组织，基本性能同溶剂。金属的塑性变形是行的；金属中的差。金属结晶的必要条件是。需要经过淬火+低温回火才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。组成的机械混合物的变化分为3个阶段，即。在实际生产中，常采用加热的方法使金属发生再结晶，为界限区分的和韧性明显下降，这种现象叫做加工硬化。实验室里开了六个电炉，温度分别为 910℃、840℃、400℃现有材料15钢45钢、T12钢。问：若要制作轴，一般选用45钢；进行调质处理（淬火+高温回火提高钢的强度、硬度和耐磨性，高温回火是为了去除淬火应力，得到稳定的组织，提高综合力学性能，保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。相图ECFPSK的含义，亚共析钢从液态缓慢冷L+AAA+FP+F

塑性变形阻力增强，强度、硬度提升，固溶强化。低碳钢的拉伸曲线：实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷。理论结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度。冷却速度越大，过冷度越大。第二章铸造b比钢低得多，因为石墨的强度极低，可以看作是一些微裂所以灰铸铁的抗拉强度不如钢。铸造。应力可分为热应力、相变应力和机械应力。灰铸铁要进行孕育处理才能获得珠光体组织，强度、硬HT250后面的三位数字表示其最

铸造分为砂型铸造和特种铸造。灰铸铁属于脆性材料，所以不能锻造和冲压。○优良的减震性耐磨性好切削加工性好。合金铸造性能：合金的流动性

○铸造性能优良，低抗拉强度值。（P52）条件和铸型填充条件。的现象，称为收缩。洞。缩松是分散在铸件某区域内的细小缩孔。

金属充型能力：合金充满铸型，获得尺寸正确，轮廓清晰的铸件能力。合金：两种或两种以上金属元素或非金属元素融合在一起，构成具有金属特性的物质。铸造合金的收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。铸造合金的收缩性？有哪些因素影响？铸件凝固时，体积的收缩程度，叫铸件合金的收缩性。影响铸件的因素有合金的成分、浇注的温度、铸件的结构和铸型。确、轮廓清晰铸件的能力。属液内加入孕育剂进行孕育处理。用振动的铸件晶粒更细。和金属型铸造。影响铸铁石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度等金属凝固时，过冷度越大，晶粒越细。在铸型中保持流动时间长，故充型能力强。螺旋形试样长度实验的结果来衡量。金属晶粒越粗。型应当尽力避免活块。面朝下，铸件的大平面应该朝下。随之增大。造。需用冒口或加冷铁来实现。冷铁的作用是加快冷却。以锻造。缺陷。第三章金属塑性加工为金属的压力加工。可锻性的优劣常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。冲孔模时，先按冲孔件确定凸模刃口尺寸。裂的能力。

常用特种铸造的特点：熔模：铸件的精度高、表面光洁金属型：便于机械化和自动化生产，提高生产率；由于结晶组织致密，铸件的力学性能显著提高离心：省工、省料，降低铸件成本，铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，接近熔模铸造水平；工艺过程简易，以实现自动化、自动化生产，设备投资较小，占地面积小；为铸件设计提供充分的自由度；铸件清理简单，机械加工量小；适应性强。熔模铸造的主要生产过程：熔模铸造可分为蜡模铸造、型壳制造、焙烧浇注三个过程。手工造型:采用各种模型及型芯，通过两箱造型等方法制出外廓及内腔形状复杂的铸件。特点:操作灵活，大小铸件均可适应。机器造型:采用机器来造型，将紧砂和起模等主要工序实现了机械化。工余量小铸造分型面就是指铸造组元间的接合面。分型面的选择原则:(1)应尽量使分型面平直、数量少。(2)应避免不必要的型芯和活块，以简化造型工艺。(3)应尽量使铸件全部或大部分置于下箱金属的可锻性通常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。反的变化，从而消去一部分弯曲变形效果的现象，称为回弹。终锻模膛的尺寸应比锻件放大一个收缩量。另外，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属更好的充满模膛，同时容纳多余的金属。实现机械化和自动化，生产率很高。板料进行拉深时，通常需要多次拉深。裁获得一定外形的制件或坯料的冲压方法。使组织致密大，没有飞边槽。件，而且是锻造大型锻件唯一的锻造方法。硬度升高，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。判别金属冷加工和热加工的主要依据是再结晶温度。曲等。绘制锻件图时分模面的选定在使模膛深度最浅的位置个平面。冲压生产基本工序分为变形工序和分离工序冲压通常在常温下进行，所以称为冷冲压破裂。翻边工艺分为收口（茶壶）和胀型。应采取什么措施？先拉伸、后冲孔、再翻边的工艺。第四章焊接焊条接到正极。焊条是由焊芯和药皮两部分组成。可用碳当量来估算被焊钢材的焊接性焊条牌号J422中，数字42420MPa属和母材的强度应该相等。

冲压是使板料经分离或成形而获得制件的工艺统称。精密冲裁是纯剪切过程，普通冲裁非纯剪切过程。自由锻造：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使用坯料变形而获得所需几何形状及内部质量锻件的方法。由于坯料在两砧之间变形，沿变形方向可自由流动，故而成为自由锻。自由锻件的设计原则：满足使用性能、具有良好的工艺性。板料冲压可单次、可连续。（或两者并用法。焊接电弧是在具有一定电压的两电极间或电极与工件之间的气体介质中，产生的强烈而持久的放电现象。薄壁工件通常采用反接法，因为阴极温度低。焊芯：导电、产生电弧、填充焊缝药皮：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，对熔池的脱氧和加入合金元素，可以保证金属的化学成分和力学性能。焊缝融合化：熔焊时，被融化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。焊缝的工艺设计原则：焊缝布置尽量分散、焊缝的位置应尽可能对称分布、焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中的位子、焊缝应尽量避开机械加工表面、焊缝位置应便于焊接操作。硬钎焊：钎料熔点450摄氏度以上，接头强度200MPa以上软钎焊：钎料熔点450摄氏度以下，接头强度一般不超过70MPa在焊接接头的工艺设计中，焊缝的位置要对称分布。焊接方法中，加热时工件不熔化的是钎焊。的接头形式，重要的手里焊缝应尽量采用。的焊接难易程度。相组织和力学性能变化的区域。是内裂纹，危害极大。些。头性能有哪些影响？塑性和韧性都下降。决定焊接接头的性能。及韧性降低。力学性能优于母材。部分相变区：力学性能比正火区稍差。救。选用塑性好的材料，确定正确的焊接次序；焊前预热；反变形措施；机械矫正法等等。熔化金属的有害作用；对熔池的脱氧和加入合金的元素，可以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。量来估算钢材的焊接性能。材。焊接速度或者减少焊接电流都能减小焊接热影响区电弧焊分为手工电弧焊和埋弧焊，埋弧焊的优点是:生产率高、焊接质量高且稳定、节省金属材料、改善了劳动条件。

焊接变形的基本形式：1纵向和横向收缩变形2角变形3弯曲变形4扭曲变形5波浪变形为消除热影响区的影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。其他书本上的内容金属材料的性能：使用性能（物理化学、机械、加工工艺性能（切削加工）金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在力的作用下所表现出来的性能。学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。在超过抗拉强度的条件下工作，否则机件会被破坏。强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。对于脆性材料（如灰铸铁σ为依据。b而消失的变形，称为弹性变形。弹性变形大小与外力成正比。和断面收缩率。布氏硬度法测试值较稳定，准确度高；压痕较大，不适合成品检验。洛氏硬度法性较差，需要同一位置多次测量。金属材料断裂前吸收的变形能量的能力称为韧性，韧性的常用指标为冲击韧度。于该金属材料的屈服点，这种断裂称为疲劳断裂。工艺性能：铸造性、可锻性、焊接性、切削加工性。失效 断裂性能 σ 𝛼b. k

塑性变形σ 𝛿s.

磨损HBHRC、P.金属的结晶就是金属液态转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。却速度越快，实际结晶温度就越低；反之，冷却速度越慢，过冷度越小。晶粒细、晶界多，机械性能好——细晶强化。各种金属晶体结构的主要差别就是在于其晶格类型和晶格常数的不同。晶胞是晶格的一个基本单元。随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象称为同素异晶的转变。固溶体属于单相组织。强化。提高合金机械性能的一个途径。铁素体（F）韧性好。奥氏体呈面心立方晶格，其硬度、强度不高，但是塑性优良。0.珠光体是含碳量为0.77F和渗碳体的机械混合物（共析反应好的力学性能，抗拉强度高、硬度高，且具有一定的塑性和韧性。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为高温莱氏体共晶转变：液态到固态的过程即结晶过程。钢的热处理只改变金属材料的组织和性能，而不以改变形状和尺寸为目的。切削加工，为淬火做准备。500-650塑性变形消除内应力，防止钢件产生变形。正火是将钢加热到Ac330-50（亚共析钢）或Accm30-50（析钢，保温后再空气中冷却的热处理工艺。钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。但是正火比退火的冷却速度稍快。正火的目的：1取代部分完全退火2用于普通结构件的最终热处理3以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。Ac3Ac130-50得马氏体组织的热处理工艺。淬火要严格控制淬火加热温度、合理选择淬火介质、正确选择淬火方法。20M+A，HRC50，原因是M合理选择淬火介质：水的冷却度大，使钢件易于获得马氏体，主要用于碳素钢却速度较较水低，用它淬火钢件的裂纹、变形倾向小。合金钢因淬透性较好，以在油中淬火为宜。油淬变形小，不易开裂，故合金钢用油淬。M将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺称为回火。淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质处理。钢的表面热处理：心部原组织，表面马氏体，表面硬度高，耐磨性好，内部良好韧性。最广泛的是电感应加热法。化学热处理以渗碳应用最广。碳素钢即“非合金钢碳素钢的含碳量在1.5强度和硬度，锰还能与硫形成MnS，从而抵消硫的部分有害作用。合金钢是为了改善钢的某些性能，在碳素钢的基础上加入某些合金元素所炼成的钢。合金工具钢主要用于制造刀具、量具、模具等，含碳量甚高。省金属，减少机械加工余量，从而降低制造成本。铸造分为砂型铸造、特种铸造。力。成分的影响最为显著。浇注条件：浇注温度、充型能力。砂型铸造时，提高直浇道高度，使液态合金压力加大，充型能力可以改善。以防缺陷的产生。铸件的凝固方式，取决于合金的成分和凝固范围的温度梯度；决定了合金的补缩性能。在铸件的凝固过程中，其断面上一般存在三个区域：固相区、凝固区和液相区。合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩减的现象，称为收缩。合金收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。缩孔它是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。最后凝固的部位形成一些孔洞。件远离冒口部位先凝固；然后是靠近冒口部位凝固；最后才是冒口本身的凝固。分收缩不一致而引起的。相变应力：铸件各部分相变时间不一致而产生的应力。机械应力，它是合金的固态收缩受到铸型或型芯的机械阻碍而形成的内应力。铸铁分为白口铸铁和灰口铸铁。灰铸铁的显微组织由金属基体（铁素体和珠光体）和片状石墨所组成。由于灰铸铁属于脆性材料，故不能锻造和冲压。由于石墨的存在还赋予灰铸铁如下优越性能铸造性能优良、切削加工性好。影响铸铁石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。孕育处理可以提高灰铸铁的抗拉强度，其塑性、韧性仍然很低。孕育处理p53（冷却速度它的牌号以力学性能来表示。著提高。可锻铸铁并不能真的用于锻造。铜、铝合金铸件的生产熔化设备：坩锅炉工余量的收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。状复杂的铸件。手工造型对模样要求不高。手工造型仍是重要的造型方法。效率、改善劳动条件、铸件尺寸精确、表面光洁、加工余量小。机器造型的特点：通常采用模板进行两箱造型。生浇不足冷隔等缺陷，应将面积较大的薄壁部分置于铸型下部或使其处于垂直或倾斜P671（艺简便的两箱造型）2避免不必要的型芯和活块3应尽量使铸件全部或大部分分置于下箱p7012尽量使分型面为平面3凸台和筋条结构应便于起模4加工表面最好有起模斜度5尽量不用和少用型芯6应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理1合适的壁厚2均匀的壁厚3链接4合理布置减缓筋，轮幅p84法。熔模铸造的特点：p84-85工的小零件。金属型可以分为整体式、垂直分型式、水平分型式和复合分型式。高。由于结晶组织致密，铸件的力学性能得到显著提高。压力铸造效率高，气密性差。力下凝固以获得铸件的方法。消失而获得铸件的方法。消失模铸造的工艺过程：模样铸造、挂涂料、干砂造型、浇注和落砂清理金属塑性加工：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔等金属塑性变形的实质是晶体内部产生滑移的结果。/冷变形强化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标（）下降。再结晶可以完全消除塑性变形所引起的冷变形强化现象再=0.4T熔属在大大高于再结晶温度下受力变形时，冷变形强化和再结晶过程同时存在。110.塑性越好，变形抗力越小，则金属的可锻性越好；反之则差。ψδ等来表示。变形抗力越小，则变形中所消耗的能量也越小。金属在加热过程中，随温度的升高，金属原子的运动能力增强该严格控制锻造温度。P108自由锻基本工序：镦粗、拔长、冲孔、扭转、错移、切割模锻尺寸精确、加工余量小、结构可以较复杂、生产效率高胎模锻：P117冲压的特点：P128利用冲模将板料以封闭的轮廓与坯料分离的一种冲压方法称为冲裁。冲裁变形过程：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段冲裁：落料——被分离的部分是成品；冲孔——被冲落的部分是废料变形工序：拉深、弯曲、翻边、成形。种多。1050℃压力加工的新工艺：精冲、冷墩。普通冲裁过程是非纯剪切过程，精冲是纯剪切过程。超细晶粒板料冲压可以单次，可以连续。拉深模的要求：间隙大、有圆角翻边分为收口和胀型，应用工艺：茶壶拉伐通常在常温下进行用焊接方法还可以制成双金属构件电弧温度与热量取决于电极材料及焊接电流薄壁工件用反接法，阴极的温度低。逐渐冷却到常温。但随着各点金属所在位置的不同，最高加热温度是不同的。P153在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或减少焊接电流都能减小焊接热影响区。焊接裂纹一般形成于焊缝及熔合区，危害大，通过探伤排查焊接时不完全的冶金过程，会形成气孔焊接应力的防止和消除：P154-155内应力会使承载能力减弱，应力腐蚀产生