金属工艺复习资料

3、对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而极少标注其他力学性能要求？答：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬度法测定其硬度？答：布氏硬度法：(1)优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度较洛氏硬度法咼。(2)缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。(3)应用：硬度值HB小于450的毛坯材料。洛氏硬度法：(1)优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。(2)缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。(3)应用：一般淬火件，调质件。库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？答：晶粒越细小，ob、HB、ak越高；晶粒越粗，ob、HB,、ak,、&下降。组织名称代表符号含碳量/%组织类型组织名称代表符号含碳量/%组织类型铁素体F0.0218固溶体奥氏体A0.77-2.11固溶体一定的ob、HB，较高的ak6力学性能特征ob、HB低ak、&高渗碳体Fe3C6.69化合物硬而脆，"0珠光体P0.77混合物具有综合力学性能1、 什么是退火？什么是正火？两者的特点和用途有什么不同？答：将钢加热，保温，然后随炉冷却。将钢加热到Ac3以上30~50°C或Accm以上30~50°C,保温后在空气中冷却。正火和退火的不同点：加热后钢的冷却方式不同。相同点：将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，解决了铸件、锻件晶粒粗大、组织不均匀的问题。2、 亚共析钢的淬火温度为何是Ac3(30~50C)C?过低或过高有什么弊端？答：淬火的目的是为了使钢获得高强度和高硬度。亚共析钢加热到Ac3以上30~50C，使铁素体充分转变，获得单一奥氏体，若淬火温度低于Ac3线，存在软组织铁素体，硬度下降；若淬火温度大大高于Ac3线，奥氏体晶粒粗大，淬火后获得粗大的马氏体组织，使cb、HB下降。4、钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有何不同？汽车发动机缸盖螺钉要采用哪种回火？答：淬火钢回火主要目的是消除淬火应力，降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性能。(A)低温回火(150~250°C):降低内应力和脆性，获得高硬度，高耐磨性。(B)中温回火(350~500°C):使钢获得高弹性，高硬度，一定的韧性。(C)高温回火(500~650°C):使钢获得综合力学性能。汽车发动机缸盖螺钉承受交变载荷作用，因此需要有较高的ob、HB,、ak,、&，故采用高温回火。P35 1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？15 40Q195Q345CrWMn40Cr60Si2Mn答:（1）碳素结构钢：1540;普通碳素结构钢：Q195；低合金高强钢：Q345;合金工具钢：CrWMn;合金结构钢：40Cr60Si2Mn。（2）15，40钢含义：含碳量分别为0.15%，0.4%的碳素结构钢。Q195:屈服强度为195MPa的普通碳素结构钢。Q345:屈服强度等级为395MPa的低合金高强钢。CrWMn:含碳量大于1%，而含Cr、W、Mn合金元素均不足1.5%的合金工具钢。40Cr:含碳量0.4%左右，而Cr合金元素含量不足1.5%的结构钢。60Si2Mn:含碳量0.6%左右，Si含量为2%，Mn含量小于1.5%结构钢。（3）含碳量越低，含合金元素量越低焊接性能越好，因此15，Q195，Q395钢的焊接性能好。5现拟制造如下产品，请选出适用的钢号答：六角螺钉：Q215,Q235。车床主轴：45，40Cr，40MnVB。钳工的錾子：T10，T8。液化石油气罐：16Mn,Q295-Q420。活扳手：9CrSi，T8。脸盆：Q195，Q215。自行车弹簧：60Si2Mn。门窗合页:Q215，20钢。什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？不同化学成分的合金为何流动性不同？为什么铸钢的充型能力比铸铁差？2、答：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇铸出轮廓清晰，簿而复杂的铸件。铸钢和铸铁的化学成分不同，凝固方式不同，具有共晶成分的铸铁在结晶时逐层凝固，已结晶的固体内表面较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性好，充型能力强；而铸钢在结晶时为糊状凝固或中间凝固，初生的树枝状晶体阻碍了金属溶液的流动，故流动性差，充型能力差，所以铸钢的充型能力比铸铁差。3、5、缩孔和缩松对铸件质量有何影响？为何缩孔比缩松较容易防止？答：缩孔和缩松使铸件的力学性能下降，缩松还可使铸件因渗漏而报废。缩孔集中在铸件上部或者最后凝固的部位，而缩松却分布于铸件整个截面。所以，缩孔比缩松较易防止.6、 什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采取什么措施来实现？上述两种凝固原则适用的场合有什么不同？答：所谓顺序凝固是使逐渐远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口的部位凝固，最后才是冒口凝固同时凝固原则是尽量减少铸件各部位间的温度差，使其均匀的冷却加冒口，安防冷铁。这两种凝固方式适合于收缩率较小的灰铁件铸造。铁水在砂型里面凝固的时候，顺序凝固一般都是薄壁部分先凝固，厚壁的部分后凝固，也就是铸件壁厚凝固冷却速度有差异；而同时凝固指的是铸件所有壁厚凝固冷却速度温差较小，一般会在热节部位采用冷铁激冷的方式，迫使热节部位快速凝固，这种凝固方式适合于薄壁、壁厚较均匀的铸件。同时凝固原则适用铝青铜，铝硅合金和铸钢件。顺序凝固适用灰铸铁，锡青铜等7、 2、影响铸铁石墨化的主要因素是什么？为什么铸铁的牌号不用化学成分来表示？2•答：影响铸铁石墨化的主要因素是：（1）化学成分；（2）冷却速度。铸铁的化学成分接近共晶成分，但碳在铸铁中的存在形式不同，使铸铁的力学性能也不相同。在选择铸铁材料时需考虑的是铸铁材料的力学性能。所以，铸铁的牌号用力学性能来表示，而不用化学成分表示。8、9下列铸件宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。答：车床床身：灰铸铁，主要是由于减震、铸造性能优良等。摩托车汽缸体：铝合金或灰铸铁，形状复杂，材料铸造性能好。火车轮：铸钢，具有较高的韧性及耐磨性能。压气机曲轴：球墨铸铁或铸钢，具有较高的韧性要求。汽缸套：蠕墨铸铁，具有优良的热性能。自来水管道弯头：铝合金或可锻铸铁，耐蚀性良好，成型方便。减速器蜗轮：青铜、减速器蜗轮：青铜、ZCuSn10P1P733什么是铸造工艺图？它包括哪些内容？它在铸件生产的准备阶段起着哪些重要作用？答：铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造方案的图形。包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置。是指导模样设计、生产准备、铸型制造和铸件检验的基本工艺文件。1何谓塑性变形？塑性变形的实质是什么？答：当外力增大到使金属的内应力超过该金属的屈服点之后，既使外力停止作用，金属的变形仍不消失，这种变形称为塑性变形。金属塑性变形的实质是晶体内部产生滑移的结果。4纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？答：铸锭在塑性变形时，晶粒和沿晶界分布的杂质的形状沿变形方向被拉长，呈纤维状，这种结构称纤维组织。纤维组织的存在使金属在性能上具有了方向性，沿纤维方向塑性和韧性提高；垂直纤维方向塑性和韧性降低。纤维组织的稳定性很高，故在制造零件时，应使纤维沿轮廓方向分布。5如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？答：金属的塑性和金属的本质、加工条件有关。为提高金属的塑性，常采用的措施有：选用纯金属和低碳钢使金属组织为固溶体；提高金属塑性变形温度；提高塑性变形的速度；使金属在三向受压条件下变形。其中最常用的措施是提高金属塑性变形的温度。2重要的轴类锻件为什么在锻造过程中安排有镦粗工序？答：其目的是为了击碎粗大的鱼骨状炭化物组织，同时细化晶粒。3.什么是.胎模锻丁为什么胎模戡可以锻造出形狀较为皮杂的模锻件？答:胎模锻实际就是在自由锻设髀上使用.船模主广模犠件的工艺方辰胎換锻-般采用自由端方法制坯，然后在胎膜中成形.11.下列制品该选用哪种锻造方法制作？下列制品该选用哪种锻造方法制作？活搬手（大批量）:锤上模锻活搬手（大批量）:锤上模锻）：铣床主轴（成批）：曲柄（摩擦）铣床主轴（成批）：曲柄（摩擦）压力机）：曲柄模锻大六角螺钉（成批）：摩擦压力机模锻大六角螺钉（成批）：摩擦压力机模锻）：起重机吊钩（小批）：胎模锻起重机吊钩（小批）：胎模锻）：万吨轮主传动轴（单件）：自由锻万吨轮主传动轴（单件）：自由锻）：压力加工：第三章板料冲压压力加工：1、板料冲压生产有何特点？应用范围如何？答：板料冲压生产的特点：（1）可冲出形状复杂的零件，且废料较少；（2）冲压件的精度高，粗糙度值低，互换性好；（3）冲压件重量轻，材耗少，强度高，刚度高；操作工艺简单，生产率高。应用范围：主要应用于高塑性的板料金属，如低碳钢、低合金钢及有色金属。用C250mmx1.5mm的坯料能否一次拉深成直径为C50mm的拉深件？应采取哪些措施才能保证正常生产？答：不能。因为在拉深过程中，为防止坯料拉穿，拉深系数m不小于0.5~0.8。m=:d/D=1/250=0.6,(D=250mm)di:=Dxm=:250x0.6=:150mmd2:=dixm=150x0.6=90mmd3:=d2xm=90x0.6=54mm故需经过三次拉深，才能将直径为C250mm的坯料拉深成直径为050mm的拉深件。在拉深过程中材料会产生加工硬化现象，为消除加工硬化保证正常生产，应安排工序间退火处理，以提高塑性，降低硬度。7答:首先落料，而后进行冲孔,最后进行弯曲。(不确定)1、焊接电弧是怎样的一种现象？电弧中各区的温度多高？用直流和交流电焊接效果一样吗？答：焊接电弧是在电极与工件之间的气体介质中长时间的放电现象，即在局部气体介质中有大量电子流通过的导电现象。用钢焊条焊接钢材时，阳极区温度为2600K，阴极区温度为2400K，弧柱区温度为6000~8000K。用直流和交流电焊接效果不一样。2、何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段？各区段对焊接接头性能有何影响？减小热影响区的办法是什么？答：焊接热影响区是指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生组织和性能变化的区域。低碳钢焊接时热影响区分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区。熔合区：强度、塑性和韧性下降，引起应力集中，易导致焊缝裂纹产生。过热区：晶粒粗大，塑性、韧性下降。正火区：金属发生重结晶，强度、塑性、韧性提高，且优于母材。部分相变区：晶粒大小不一，力学性能比正火区稍差。减小热影响区的措施：（1）增加焊接速度；（2）减少焊接电流。3、产,生焊接应力与变形的原因是什么？在焊接过程中和焊接以后，焊缝区纵向受力是否一样？焊接应力是否一定要消除？消除的方法有哪些？答：在焊接过程中，由于焊件各部分的温度不同，冷却速度不同，热胀冷缩和塑性变形的程度不同，因而导致内应力、变形、裂纹的产生。焊缝区纵向受力大小和方向均不一样。焊接应力一定要消除。焊接应力消除的方法：（1）焊前预热；（2）了焊接中采用小能量焊接或锤击焊缝；（3）焊后去应力退火。5•试分析厚件多层焊时，为什么有时用小锤对红热状态的焊缝进行锤击？答：用小锤对红热状态的焊缝进行锤击原因有：①通过锤击，松弛由于热影响区收缩引起的拉应力；②细化焊缝区的晶粒，使得焊缝区力学性能得到改善；③锤击红热态焊缝时，可以焊合焊缝内的微裂纹、孔洞等缺陷，提高焊缝的力学性能；④锤击焊缝，清除覆盖在焊缝上的焊渣。1、为防止高强度低合金结构钢焊接后产生冷裂缝，应采用哪些措施？答：产生冷裂纹的因素：（1）焊缝及热影响区的氢含量；（2） 热影响区的淬硬程度；（3） 焊接接头内应力大小。采取措施：（1）采用低氢碱性焊条；（2）增大焊接电流，减小焊接速度；（3）焊前预热；（4）焊后去应力退火或消氢处理。4、用下列板材制作圆筒形低压容器，试分析其焊接性如何？并选择焊接方法？答：（1）Q235钢板厚20mm批量生产因为C=0.17〜0.22%<0.4%，所以可焊性好，选用埋弧自动焊。（2）20钢钢板，厚2mm，批量生产因为C=0.20%<0.40%所以可焊性好，选用缝焊。（3）45钢钢板，厚6mm,单件生产因为C=0.45%=0.40%<0.6%所以可以焊性一般，选用手工电弧焊。（4）紫铜板厚4mm,单件生产因为紫铜为有色金属，所以可焊性差，选用气焊。（5）铝合金板厚20mm,单件生产因为铝合金为有色金属，所以可焊性差，选用气焊。P1911?擦找不到1金属材料的主要性能是什么？（1） 机械性能1•弹性：金属材料受外力作用产生变形，当外力去掉后能恢复原状的性能叫弹度。2•刚度：金属材料受力时抵抗弹性变形的能力叫做刚度3•强度：金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力叫做强度。强度分抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度与抗扭强度。硬度：金属材料抵抗更硬物体压力的能力叫做硬度。5•冲击韧性：金属材料抵抗冲击载荷作用下断裂的能力叫做冲击韧性。6••疲劳强度：金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力叫做疲劳强度。（2） 物理、化学及工艺性能1•物理性能：金属材料的主要物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性和导电性等。2•化学性能：金属材料的主要化学性能有耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。3.工艺性能：工艺性能是物理、化学、机械性能的综合。按工业方法不同分为铸造性、可锻性、可焊性和切削加工性等。2铁碳合金的基本组织是什么？1、铁素体（F）:碳与a-Fe形成的间隙固溶体。性能一强度和硬度低，塑性和韧性好。2、奥氏体（A）：碳与Y-Fe形成的间隙固溶体。高温组织，在大于7279时存在。性能---塑性好，强度和硬度高于F。在锻造、轧制时常要加热到A，可提高塑性，易于加工。3、渗碳体（Fe3C）:铁与碳形成的金属化合物。性能一硬度高，脆性大。4、珠光体（P）:F与Fe3C组成的机械混合物。性能一力学性能介于两者之间。5、莱氏体（Ld）:A与Fe3C组成的机械混合物。性能---硬度高，塑性差。3什么是热处理？普通热处理有哪些方法？对固态金属或合金采用适当方式加热、保温和冷却，以获得所需要的组织结构与性能的加工方法。退火，正火，回火，淬火，调质（淬火+高温回火）7铸件常见的缺陷是什么？1、 气孔：造型材料中水分过多或含有大量的发气物质；型砂和芯砂的透气性差；浇注速度过快；2、 砂眼：型砂强度不够；型砂紧实度不足；浇注速度太快等；3、 缩孔：铸件在凝固过程中补缩不良；4、 粘砂：型砂的耐火性差或浇注温度过高；5、 裂纹：铸件壁厚相差大；浇注系统开设不当；砂型与型芯的退让新差等。4钢在不同冷却速度中组织结构各是什么？等温转变醞度一俎飙一能变化规律：等追转变温度越其转变组织越细小，强度、硬度也越高.见卜叢口转变转蛀度/TC苻9皑生ITCAci-'flSOr粗片状铁滾申$津碟休混合牧<25E元-600索IM：$師［•陷咒学金冋1晁徹潼1"建分辨的钿汁状珠光怖23-.；5600-厉刊打:氏怵TA卅;喻相显微锻下12剧汾辨的按细片状珠光怵J5-I0■I'JLl.150-1贝氏俸1；t羽匕卩;组眾IU--15顼-MsftI-T黑阿T状或樹竹叫状殂细［低温转变］:篠在口-验屮的过饱和風瘠体称为马氏体*川苻芳“1T表仏在池线匕卜过冷奥氏体发业的转变称马氏体转变，耳氏体转变通常在连续冷却辿和■圧一种低谢转迟5钢是怎样分类的？了解常用优质碳素结构钢、碳素工具钢、及合金钢的使用情况碳素钢合金钢低合金钢详情看书（P32-P35）6什么是铸造？合金的铸造性能是什么？影响合金铸造性能的因素是什么？铸造是将金属熔炼成符合一定要求的液体并浇进铸型里，经冷却凝固、清整处理后得到有预定形状、尺寸和性能的铸件的工艺过程。铸造毛坯因近乎成形，而达到免机械加工或少量加工的目的降低了成本并在一定程度上减少了时间.铸造是现代制造工业的基础工艺之一。流动性，凝固特性，收缩性，吸气性等。因素：合金的化学成分；浇注温度；浇注温度；铸型工