教案
（理论课）
2010～2011学年第2学期
课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系
授课班级焊接091
主讲教师晏丽琴
职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月
课程基本情况
系主任：年月日
目录
第一章绪论
第一节材料加工概述
一、材料加工概述
二、材料加工的基本要素和流程
第二节材料成形的一些基本问题和发展概况
一、凝固成形的基本问题和发展概况
二、塑性成形的基本问题和发展概况
三、焊接成形的基本问题和发展概况
四、表面成形的基本问题和发展概况
第三节本课程的性质和任务
绪论
学习思考问题
·材料加工的基本要素和流程是什么？
·材料成形存在的基本问题是什么?
·本课程的性质和基本任务是什么?
一、材料加工概述
任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类：
(1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。
(2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。
(3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。
(4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。
根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。
二、材料加工的基本要素和流程
材料加工方法的种类虽然繁多，但通过对每种材料加工方法的过程分析表明，它们都可以用建立在少数几个基本参数基础上的统一模式来描述。该模式便于对各种加工方法进行综合分析和横向比较。
任何一种材料的加工过程，都是为了达到材料的形状尺寸或性能的变化。而为了产生这种变化，必须具备三个基本要素：材料、能量和信息（图1.2）。因而材料的加工过程，可以用相关材料流程、能量流程和信息流程来描述。
三大流程：
1.材料流程
表征加工过程特点的类型；
要改变形状尺寸和性能的材料状态；
能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程；
2.能量流程
包括机械过程的能量流程，热过程能量：电能、化学能、机械能
3.信息流程
形状信息、性能信息
作业
及思
材料加工的基本流程以及注意问题？
考题
第一节材料凝固概述
第二节凝固的热力学基础
一、状态函数的概念
二、状态函数间的关系
三、自发过程
四、界面张力
第三节形核
一、凝固的热力学条件
二、自发形核
三、非自发形核
四、形核剂
第四节生长
一、固液界面的结构
二、生长方式
三、生长速度
第五节溶质再分配
一、溶质再分配与平衡分配系数
二、非平衡凝固时的溶质再分配
三、成分过冷判据
四、成分过冷与晶体生长形态
五、微观偏析
六、宏观偏析
第六节共晶合金的凝固
第七节金属及合金的凝固方式
一、凝固区特性与凝固质量的关系
二、凝固动态曲线与凝固方式
三、凝固方式的影响因素
第八节凝固成形的应用
一、铸造生产过程中的凝固控制
二、焊接生产中的凝固过程控制
三、陶瓷与粉末合金制备过程中的凝固现象
思考与练习
第三章材料成形热过程
第一节焊接成形过程
一、焊接热过程特点
二、焊接过程热效率
第二节焊接温度场
一、焊接传热形式及传导基本方程
二、焊接湿度场的数学表述法数学解析的假定条件
三、瞬时热源的热传导过程
四、影响焊接温度场的因素
第三节焊接热循环
一、焊接热循环的主要参数
二、多层焊热循环
三、影响焊接热循环的因素
第四节凝固成形热过程
一、凝固成形热过程特点及热效率
二、凝固成形热温度场
第五节塑性成形热过程特点及温度场
一、塑性成形热过程的基本特点
二、塑性成形加热过程的热效率
三、塑性成形的温度场
思考与练习
第四章塑性成形理论基础
第一节金属冷态下的塑性变形
一、冷塑性变形机理
二、冷塑性变形特点
三、冷塑性变形对金属组织和性能的影响
铸造成形
2．1概述
铸造是液态金属成形的方法铸造过程是熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力、电磁力等处力场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状与性能铸件的生产过程，是生产金属零件和毛坯的主要方式之一。
2．2铸件形成理论基础
2．2．1金属的充型
2．2．2铸件的温度场
2．2．3金属的凝固
1）逐层凝固方式
2）体积凝固方式
3）中间凝固方式
1．合金的收缩及影响因素
1）收缩
铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩。金属从浇注温度冷却到室温要经历三个互相联系的收缩阶段：（1）液态收缩
（2）凝固收缩
（3）固态收缩
2）影响收缩的因素
（1）化学成分的影响
（2）浇注温度的影响
（3）铸件结构和铸
3）缩孔及缩松
2．铸造应力及变形
1）热应力
2）收缩应力
3）铸件的变形
3．缩孔、缩松、应力和变形的防止方法
2．3砂型铸造工艺分析
2．3．1 浇注位置和分型面的确定
1．浇注位置选定原则
2．分型面的选择原则
2．3．2主要工艺参数的确定
1．铸件尺寸公差
2．铸件质量公差
. 3．铸件加工余量
4．铸造收缩率
5．铸件模样起模斜度
6．最小铸出孔（不铸孔）和槽
2．3．3铸造工艺图的制定
1．铸造工艺图
2．铸造工艺设计实例
（1）铸件结构及铸造工艺性分析
（2）造型方法
（3）铸型种类
（4）分型面的确定
（5）浇冒口位置的确定
3．铸造工艺图分析比较
2．4铸件的结构设计
2．5砂型铸造方法
2．5．1气动微振压实造型
1）紧实效果好
2）式作适应性
3）生产率较高
4）对机器地基要求较低
2．5．2高压造型
1．多触头高压造型
2．垂直分型无箱造型
2．5．3真空密封造型
2．5．4气流冲击造型
气流冲击造型简称气冲造型，是一种新的造型方法。其原理是利用气流冲击，使预填在砂箱内的型砂在极短的时间内完成冲击坚实过程。
1、气冲紧实原理
2、气冲造型紧实度
2．5．5消失模造型
1、铸造原理和工艺过程
2、铸造特点和应用范围
3、消失模铸造的新发展
2．5．6冷冻造型
2．6特种铸造
2．6．1金属型铸造
2．6．2离心铸造的分类
离心铸造是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的一种铸造方法。
1、离心铸造的分类
2、离心铸造的特点
3、离心铸造应用范围
2．6．3压力铸造
1、铸造原理和工艺循环
2．压铸造机分类与比较
3．铸造特点
4．压铸模
5．压力铸造的发展
2．6．4低压铸造
1．铸造原理和工艺过程
2．铸造工艺过程
3．铸造特点和应用范围
2．6．5熔模铸造
2．6．6壳型铸造
2．6．7陶瓷型铸造
2．6．8磁型铸造
2．6．9石墨型铸造
2．6．10真空吸铸
1．工艺过程
2．铸造原理
3．铸造特点
4．应用范围
2．6．11差压铸造
2．6．12半固态金属铸造
2．6．13现代整体精铸造及快速凝固成型技术1．现代整体精铸造成形技术
2．快速凝固成形技术
2．6．14铸造成形过程数值模拟
2．6．15铸造工程中的并行工程
2．6．16常用铸造方法的比较
2．7铸造技术的发展趋势
1）机械化、自动化技术的发展
2）特种铸造工艺的发展
3）特殊性能合金进入应用
4）微电子技术进入使用
5）新的造型材料的开发和应用。
3．1锻压成形
锻压是对坯料施加外力，利用金属的塑性变形，改变坯料的尺寸和形状并改善其内部组织和力学性能，获得所需毛坯或零件的成形加工方法。它是锻造和冲压成形的总称。3．1．1金属的塑性变形
1．金属的塑性变形
金属材料通常情况下都是由开数小晶粒构成的多晶体。多晶体的变形与各个晶粒的变形行为有很大的关系。
2．冷塑性变形对金属组织与性能的影响
1）冷塑性变形对金属组织与性能的影响
2）冷塑性变形对金属组织的影响
3）产生残余应力
3．冷变形金属的回复与再结晶
1）回复
2）再结晶
4．金属材料的热塑性变形
3．1．2金属及合金的锻造性
. 1．材料的本质
2．变形条件
3．2锻造
3．2．1自由锻
1．自由锻的主要设备
2．自由锻的工序
3．自由锻工艺设计
1）坯料质量
2）坯料尺寸
3）确定锻造工序
4）锻造设备
4．自由锻锻件的结构工艺性
3．2．2模锻
1．锤上模锻
1）模锻锤
2）锤上模锻的过程
3）锻模模膛
4）模锻图的绘制
5）模锻工序的选择
6）模锻件的结构工艺性
2．压力机上模锻
3．2．3胎模锻
1．胎模锻锻模的种类、结构及用途
.
2．典型锻件的胎模锻锻造过程
3．胎模锻的特点
3．3板料冲压
3．3．1板料冲压的基本工序
1．板料冲压的基本工序
2．常见的分离工序及变形工序
1）总裁
2）弯曲
将金属材料沿弯曲线弯成一定的形状的工艺方法称为弯曲。3）拉深
将平面板料冲压成各种空心开口件的冲压工序称为拉深。4）起伏
5）缩口
6）胀型
7）翻边
3．板料冲压的特点及应用范围
3．3．2冲模种类
1．简单模
2．连续模
3．复合模
3．4锻压新技术
3．4．1精密模锻
1．精密模锻的工艺流程
《工程材料》教学大纲 一、教学基本目标 《工程材料》课程是高等院校机械类专业的一门必修的技术基础课，是机械设备设计合理选择材料和使用材料的基础。通过教学使学生： 1．了解工程材料的发展，了解非金属材料的分类及其应用，了解新材料、新工艺； 2．掌握机械工程材料的基本理论及基本知识，熟悉金属材料的分类及其应用；（毕业要求1-3） 3．熟悉铁碳相图、钢的热处理工艺、合金化等基本知识，掌握材料的成分、组织、性能之间的关系，具有分析机械工程材料性能的能力；（毕业要求1-3）4．能够根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理选材的能力；（毕业要求1-3） 5．能够根据机械零件使用条件和性能要求，制定结构零件热处理工艺的能力。（毕业要求1-3） 二、课程涉及知识技能 本课程通过课堂教学、实验、综合作业等综合教学环节，训练以下知识技能（毕业要求1-3）： 1．掌握工程材料基本理论及基本知识，具备根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力； 2．掌握铁碳相图和钢的合金化原理相关知识，具备分析材料、成份和组织和性能关系的能力； 3．掌握钢的热处理工艺、目的及其应用，具备根据材料的性能需求选择热
处理工艺的能力； 4．培养学生自主学习的能力和材料性能分析的工程意识； 5．通过材料金相试样制备及金相组织观察实验，具备分析材料成份、组织和性能关系的能力； 6．设计典型机械零件材料热处理工艺实验，具备分析不同热处理工艺对材料组织和性能影响能力。 三、相关能力培养 1．具有根据工业需求选择材料及制定热处理工艺的初步能力；（毕业要求1-3） 2．具有设计实验方案、进行实验、分析和解释数据的能力； 3．通过分组实验研究与讨论，培养学生具有团队意识和人际交流能力； 4．通过工程材料的选择与应用，培养学生工程设计的安全意识和社会责任感；（毕业要求1-3） 5．具有自主学习的能力。 四、教学基本内容 绪论 1. 了解材料的发展简史及工程材料研究的对象 2. 熟悉工程材料的分类 第 1 章材料的结构与性能 1. 掌握常见的纯金属晶体结构和合金的晶体结构 2. 掌握实际金属中的晶体缺陷 3. 熟悉金属材料的力学性能，了解金属材料的工艺性能和理化性能 4. 了解金属晶体中的晶面和晶向 5. 了解组织和性能的关系 第2章金属材料组织和性能的控制 1. 掌握纯金属的结晶过程 2. 掌握细晶强化的措施 3. 掌握匀晶相图、共晶相图、包晶相图和共析相图的分析 4. 掌握铁碳合金中的相和组织的概念，掌握相图中重要的点和线的含义，
工程材料与成型技术基础 1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大 应力。 2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。 4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留 一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。 5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。 6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断 前的最大承载能力。 7.发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度。 8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材 料软硬程度的指标。 9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。 10. 11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两 种硬度。 12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。 13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称 为疲劳断裂。 14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的 最大应力。
熔点。 16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。 晶面：晶格中各种方位的原子面。 晶胞：构成晶格的最基本几何单元。 17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。 面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。 密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间 隙原子、置换原子、空位。 19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸 很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。 20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很 小的缺陷，如晶界和亚晶界。 21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。 结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。 22.纯结晶是在恒温下进行的。 23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其 差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。 24.同一液态金属，冷却速度愈大，过冷度也愈大。 25.浇注时，向液态金属中加入一些高熔点、溶解度的金属或合金， 当其结构与液态金属的晶体结构相似时使形核率大大提高，获得均匀细小的晶粒。这种方法称为变质处理。 26.液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的 晶体，在冷却过程中晶格结构法发生改变的现象，称为同素异构转变，又称重结晶。 27.一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，称为同素异构性。 28.当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体 强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的下降，称为固溶强化。
第一章：工程材料的分类及力学性能 1、强度：材料抵抗外力作用下变形和断裂的能力（MPa ） （1）弹性限度0e S Fe = σ（2）屈服点0 s S Fs =σ 屈服阶段特点：负荷F 不变，或略有升高，伸长量L ?继续显著增加 （3）条件屈服极限2.0σ（无明显屈服现象） （4）抗拉强度b σ（材料能抵抗最大塑性变形和断裂的能力） 2、塑性：在外力作用下，材料产生永久性变形而不破坏的能力（柔软性） 断后伸长率δ= 00L L L u -断面收缩率ψ=0 0S S S u -。 ψδ，越大塑性越好 3、硬度（耐磨性）：材料抵抗变形特别是压痕或划痕行成的永久变形的能 力。 （1）布氏硬度HBW /HBS ：以式样压痕的表面积A 去除符合下所得的商 压头：硬质合金头/淬火钢球 HBW=F/A 优点：能准确反映试样的真实硬度。缺点：不适于检验小件薄件和成品件。 350HBW10/1000/30：用直径10mm 的硬质合金钢球在9.807KN 试验力作用 下保持30s 测得的布氏硬度值为350。 （2）洛氏硬度HR ：以残余压痕的大小作为计量硬度的依据。 压头：金刚石圆锥、钢球或硬质合金球 HR=100-n/0.002 60HRBW/s ：用硬质合金球/钢球压头在B 标尺上测得洛氏硬度值为60。 优点：压痕面积小，可检测成品小件和薄件，测量范围大，测量简便迅速。缺点：对内部组织和性能不均匀的材料测量不准确。 4、冲击韧性k a ：在冲击再和作用下抵抗冲击力的作用而不被破坏的能力。 5、疲劳强度：b 12 1 σσ= -材料在规定N 次的交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力称为疲劳强度。 6、断裂韧度IC K ：是指带微裂纹的材料或零件阻止裂纹扩展的能力。
教案 （理论课） 2010～2011学年第2学期 课程名称工程材料与成形技术基础教学系机械工程系 授课班级焊接091 主讲教师晏丽琴 职称讲师
培黎工程技术学院二○一一年二月课程基本情况
系主任：年月日 目录 第一章绪论 第一节材料加工概述 一、材料加工概述 二、材料加工的基本要素和流程 第二节材料成形的一些基本问题和发展概况 一、凝固成形的基本问题和发展概况 二、塑性成形的基本问题和发展概况 三、焊接成形的基本问题和发展概况 四、表面成形的基本问题和发展概况 第三节本课程的性质和任务 绪论 学习思考问题 ·材料加工的基本要素和流程是什么？ ·材料成形存在的基本问题是什么? ·本课程的性质和基本任务是什么? 一、材料加工概述 任何机器或设备，都是由许许多多的零件装配而成的。这些零件所用材料有金属材料，也有非金属材料。零件或材料的加工方法多种多样，归纳起来有以下4类： (1)成形加工：用来改变材料的形状尺寸，或兼有改变材料的性能。主要有凝固成形、塑性成形、焊接成形、粉末压制和塑料成形等。 (2)切除加工：用于改变材料的形状尺寸，主要有车、铣、刨、钻、磨等传统的切削加工，以及直接利用电能、化学能、声能、光能进行的特殊加工，如电火花加：[、电解加工、超声加工和激光加工等。 (3)表面成形加工：用来改变零件的表面状态和(或)性能，如表面形变及淬火强化、化学热处理、表面涂(镀)层和气相沉积镀膜等。
(4)热处理加工：用来改变材料或零件的性能，如退火、正火、淬火和回火等。 根据零件的形状尺寸特征、工作条件及使用要求、生产批量和制造成本等多种因素，选择零件的加工方法，以达到技术上可行、质量可靠和经济上合理。零件制成后再经过检验、装配、调试，最终得到整机产品。 二、材料加工的基本要素和流程 材料加工方法的种类虽然繁多，但通过对每种材料加工方法的过程分析表明，它们都可以用建立在少数几个基本参数基础上的统一模式来描述。该模式便于对各种加工方法进行综合分析和横向比较。 任何一种材料的加工过程，都是为了达到材料的形状尺寸或性能的变化。而为了产生这种变化，必须具备三个基本要素：材料、能量和信息（图1.2）。因而材料的加工过程，可以用相关材料流程、能量流程和信息流程来描述。 三大流程： 1.材料流程 表征加工过程特点的类型； 要改变形状尺寸和性能的材料状态； 能够用来实现这种形状尺寸和性能变化的基本过程； 2.能量流程 包括机械过程的能量流程，热过程能量：电能、化学能、机械能 3.信息流程 形状信息、性能信息
《机械工程材料应用》教案 项目一工程材料与机械制造过程 课题：材料的发展过程分类及发展趋势（4课时） 导入：教师以教材“问题”进行课程的始学教育，举出身边某制品或零件，说出是什么材料制造的，为何选用这种材料 教学目标：1.了解机械工程材料及其分类； 2. 了解机械工程材料的发展过程； 3. 了解机械制造过程； 4. 了解机械工程材料在机械制造过程中的地位和作用 前测：什么是机械工程材料你所知道的机械制造过程有哪些 教学过程： 【板书】一.材料的简要发展过程 材料是人类文明和技术进步的重要标志。 石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代→新材料时代 1、司母戊大鼎发掘历史； 2、新型材料（航空航天材料）。 【讲解】在浩瀚的材料世界里，金属材料是一个最大的王国。最早，我们人类使用的金属材料主要是天然产品。（穿插讲解材料史话）经历了石器时代、青铜器时代和铁器时代的漫长历史过程后，在冶金技术的推动下，我们又从钢铁时代迈进了新材料时代。在人类文明历程中，金属材料对推动社会的发展，促进文明的进步，丰富文化的内容，改变人们的生活方式发挥了巨大作用。当今世界，金属材料已成为工农业生产、人民生活、科学技术和国防发展的重要物质基础。离开了金属材料的“钢筋铁骨”，桥梁将断，舰艇将毁，大厦将倾，工厂将停…… 二、了解机械工程材料的分类及发展过程 1 、定义机械工程材料主要指用于机械工程、电器工程、建筑工程、化工工程、航空航天工程等领域的材料。 2、分类（按化学成分分类） 金属材料 (综合性能好，用量最大、应用范围最广) 【设问】同学们在平时的生活中看到过哪些金属（纯金属） 【板书】1．金属：如铁、铜、铝、金、银等，共有90种。常温下为固体（除汞外）。 【设问】金属与非金属比较有哪些特性 【板书】2．金属特性： 具有金属光泽；（铁、铝等大多数金属为银白色，铜为紫红色，金为黄色）
第一章工程材料 1）固体材料的主要性能包括力学性能、物理性能、化学性能、工艺性能 力学性能包括弹性、强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度、蠕变和磨损 2）材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力 最常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度 固态物质按原子的聚集状态分为晶体和非晶体 常见的晶格类型:体心立方格，面心立方格，密排六方晶格 3）晶格缺陷:点缺陷，面缺陷，线缺陷 4）细化液态金属结晶晶粒的方法:增加过冷度，变质处理，附加振动 5）合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属组成的具有金属性质的物质 组元:组成合金的最基本、最独立的物质 二元合金:由两种组元组成的合金 相:合金中成分相同、结构相同，并与其他部分以界面分开的均匀组成部分 组织:一种或多种相按一定方式相互结合所构成的整体 6）固态合金中的相可分为固溶体和金属化合物 固溶体分为间隙固溶体和置换固溶体 7）固溶强化:当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象 弥散强化:金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，使合金的强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高 8）铁碳合金的基本相有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体和低温莱氏体 9）铸铁的类型 铸铁分为一般工程应用铸铁和特殊性能铸铁 一般工程性能铸铁按石墨形貌不同分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁 10）影响石墨化的因素主要有化学成分和冷却速度 11）钢的热处理:将固态钢采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺 热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理等） 12）铁碳合金相图（分析题）P32 第二章铸造成形 1）铸件的生产工艺方法 按充型条件不同分为重力铸造、压力铸造、离心铸造 按形成铸件的铸型分为砂型铸造、金属型铸造、熔模铸造、壳型铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造、磁型铸造等 2）影响金属充型能力的因素和原因 ①合金的流动性②浇注温度③充型能力④铸型中的气体⑤铸型的传热系数⑥铸型温度⑦浇注系统的结构⑧铸件的折算厚度⑨铸件复杂程度 影响原因①流动性好，易于浇出轮廓清晰，薄而复杂的铸件，有利于非金属夹杂物和气体的上浮和排除，易于对铸件补缩 ②浇注温度越高，充型能力越强 ③压力越大，充型能力越强，但压力过大或充型速度过高会发生喷射、飞溅和冷隔④铸型中的气体能产生气膜，减少摩擦阻力 ⑤传热系数越大，铸型的激冷能力越强，金属液于其中保持液态的时间越短，充型能力下降
《工程材料及成形技术》课程习题集班级：________________ 姓名：________________ 学号：________________ 2013年2月——5月
习题一工程材料的性能 一、名词解释 σs：σb：δ：ψ：E：σ-1：αk： HB： HRC： 二、填空题 1、材料常用的塑性指标有（δ）和（ψ）两种，其中用（ψ）表示塑性更接近材料的真实变形。 2、检验淬火钢成品的硬度一般用（洛氏硬度HRC），而布氏硬度是用于测定（较软）材料的硬度。 3、零件的表面加工质量对其（疲劳）性能有很大影响。 4、表征材料抵抗冲击载荷能力的性能指标是（ak ），其单位是（ J/cm2 ）。 5、在外力作用下，材料抵抗（塑性变形）和（断裂）的能力称为强度。屈服强度与（抗拉强度）比值，工程上成为（屈强比）。 三、选择题 1、在设计拖拉机缸盖螺钉时，应选用的强度指标是（ A ） A．σs b．σb c．σ-1 2、有一碳钢支架刚性不足，解决办法是（ C ） A．用热处理方法强化 b．另选合金钢 c．增加截面积 3、材料的脆性转化温度应在使用温度（ B ） A．以上 b．以下 c．相等 4、在图纸上出现如下硬度技术条件标注，其中哪种是正确的？（ B ）A．HB500 b．HRC60 c．HRC18
四、简答题 1、下列各种工件应采取何种硬度试验方法来测定其硬度？（写出硬度符号） 锉刀： HRC 黄铜轴套：HB 供应状态的各种非合金钢钢材： HB 硬质合金刀片：HV 耐磨工件的表面硬化层： HV 调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品 HB 2、在机械设计中多用哪两种强度指标？为什么？ 常用σs ： σb ： 原因：大多数零件工作中不允许有塑性变形。但从零件不产生断裂的安全考虑，同时也采用抗拉强度。 3、设计刚度好的零件，应和什么因素有关？ （1）依据弹性模量E 选材，选择E 大的材料 （2）在材料选定后，主要影响因素是零件的横截面积，不能使结构件的横截面积太小。一些横截面积薄弱的零件，要通过加强筋或支撑等来提高刚度。 交作业时间： ε σe E =0A P e =σ0L L ?=ε00EA PL L =?
一.单选题（共20题,52.0分） 1 ? A强度高,塑性也高些 ? B强度低,但塑性高些 ? C强度低,塑性也低些 ? D强度高,但塑性低些 正确答案：D 2 如果钢件有严重的碳化物网,应先进行_____________消除碳化物,然后再球化退火。 ? A去应力退火 ? B正火 ? C完全退火 ? D淬火 正确答案：B 3 弹簧的热处理工艺为_____________ 。 ? A淬火+中温回火
? B淬火+低温回火 ? C淬火+高温回火 正确答案：A 4 亚共析钢的正常淬火加热温度是_____________。 ? A Acm十(30-50℃) ? B Ac3十(30-50℃) ? C Ac1十(30-50℃) ? D Ac1一(30-50℃) 正确答案：B 5 45钢经过调质处理后得到的组织_________. ? A回火M ? B回火T ? C回火S ? D S 正确答案：C 6 GCr15是一种滚动轴承钢,其_________。
? A碳的含量为1%,Cr的含量为15% ? B碳的含量为0.1%,Cr的含量为15% ? C碳的含量为1%,Cr的含量为1.5% ? D碳的含量为0.1%,Cr的含量为1.5% 正确答案：C 7 金属型铸造主要适用于浇注的材料是_________。 ? A铸铁 ? B有色金属 ? C铸钢 正确答案：B 8 下列哪种铸造方法生产的铸件不能进行热处理,也不适合在高温下使用_________。 ? A金属型铸造 ? B压力铸造 ? C熔模铸造 正确答案：B 9
在冲裁过程中,能保证凸模与凹模之间间隙均匀,保证模具各部分保持良好的运动状态作用的零件是_________ 。。 ? A定位板 ? B卸料板 ? C导柱 ? D上模座板 正确答案：C 10 在测量薄片工件的硬度时,常用的硬度测试方法的表示符号是____________________。 ? A HB ? B HR ? C HV ? D HS 正确答案：C 11 过冷度越大,则____________________。 ? A N增大,所以晶粒细小 ? B N增大,所以晶粒粗大 ? C N减少,所以晶粒细小
第一章 1、按照零件成形的过程中质量m的变化，可分为哪三种原理？举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理△m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？
车削使用范围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。 4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工范围广、适应性强。 （5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。 第二章 1、什么是切削主运动和进给运动？车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动？ 主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。 车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动 铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动 磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动 镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动 2、切削用量三要素是指什么？
工程材料与技术成型基础课后习题答案 第一章 1-1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标?在工程上这些指标是如何定义的? 答:强度和韧性.强度(σb)材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度;塑性(δ)材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力.强度指标里主要测的是:弹性极限,屈服点,抗拉强度等.塑性指标里主要测的是:伸长率,断面收缩率. 1-2 1-3锉刀:HRC 黄铜轴套:HB 供应状态的各种非合金钢钢材：HB 硬质合金刀片：HRA,HV 耐磨工件的表面硬化层：HV 调质态的机床主轴：HRC 铸铁机床床身：HB 铝合金半成品：HB 1-4公式HRC=10HBS,90HRB=210HBS,HV=HBS 800HV>45HRC>240HBS>90HRB 1-7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，切削加工性，热处理性。 第二章 2-2 答:因为γ-Fe为面心立方晶格,一个晶胞含4个原子,致密度为0.74;γ-Fe冷却到912°C后转变为α-Fe后，变成体心立方晶格，一个晶胞含2个原子，致密度为0.68，尽管γ-Fe的晶格常数大于α-Fe的晶格常数，但多的体积部分抵不上因原子排列不同γ-Fe变成
α-Fe体积增大的部分，故γ-Fe冷却到912℃后转变为α-Fe时体积反而增大。 2-3.答：（1）过冷度理论结晶温度与实际结晶温度只差。 （2）冷速越快则过冷度越大，同理，冷速越小则过冷度越小 （3）过冷度越大则晶粒越小，同理，过冷度越小则晶粒越大。过冷度增大，结晶驱动力越大，形核率和长大速度都大，但过冷度过大，对晶粒细化不利，结晶发生困难。 2-4：答：（1）在一般情况下，晶粒越小，其强度塑性韧性也越高。 （2）因为晶粒越小则晶界形成就越多，产生晶体缺陷，在晶界处晶格处于畸变状态，故晶界能量高因此晶粒的大小对金属的力学性能有影响。 （3）在凝固阶段晶粒细化的途径有下列三种： ①提高结晶时的冷却速度增加过冷度 ②进行变质处理处理：在液态金属浇筑前人工后加入少量的变质剂，从而形成大量非自发结晶核心而得到细晶粒组织。 ③在液态金属结晶时采用机械振动，超声波振动，电磁搅拌等。 2-5答：（1）固溶体是溶质原子溶于溶剂晶格中而保持溶剂晶格类型的合金相。 （2）固溶体中溶剂由于溶质原子的溶入造成固溶体晶格产生畸变，使合金的强度与硬度提高，而塑性与韧性略有下降。 （3）通过溶入原子，使合金强度与硬度提高的办法称之为固溶强化。 2-6答(1)金属化合物是指合金组元之间相互作用形成具有金属特征的物质;
第一章 1、按照零件成形的过程中质量m 的变化，可分为哪三种原理？举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理 △m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给向上的分力与工件进给向相同的铣削式。 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给向上的分力与工件进给向相反的铣削式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力向与工件进给运动向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的向与工件进给运动向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且重时会损坏刀具。 逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较重。 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？ 车削使用围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证及系的位置精度。 4、特种加工在成形工艺面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工围广、适应性强。 （5）各种加工法易复合形成新工艺法，便于推广。 第二章 1、什么是切削主运动和进给运动？车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动？ 主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。 车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动 铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动 磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动 镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动
《工程材料及成形技术基础》课复习提纲 一、工程材料部分 1.常见金属晶格类型 2. 三种晶体缺陷。 3. 相的概念。 4.固态合金有哪些相。 5.过冷度的概念。 6.过冷度与晶粒度的关系。 7.结晶过程的普遍规律。 8.控制晶粒度的方法。 9.同素异构转变的概念。10.绘制铁碳合金相图（各线、特殊点、成份、温度、组织、相）。11.分析钢从奥氏体缓冷至室温时的结晶过程，画出典型铁碳合金（钢）显微组织示意图。12.共晶反应式和共析反应式。13.金属塑性变形的两种方式。14.加工硬化的概念。15再结晶温度的计算16热加工与冷加工的区别。17.钢的热处理概念18.热处理工艺分类。19.过冷奥氏体转变的产物。20.决定奥氏体转变产物的因素。21.马氏体的概念。22会分析过冷奥氏体转变曲线。知道淬透性与C曲线的关系。23.退火和正火的目的。 24.淬火的概念。25.一般怎样确定碳钢的淬火温度？ 26.影响淬透性的因素。 27.回火的目的28.何为回火脆性？29.回火的种类。30.一般表面淬火的预备热处理方法和表面淬火后的组织。31渗碳的主要目的。32.钢按化学成分分类。 33.钢按质量分类 34 钢按用途分类。35机器结构钢的分类36 钢中S、P杂质的影响。37合金元素在钢中的作用38.结构钢牌号表示的含义。39.能区别渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢的牌号和一般采用的热处理方法。40按刃具钢的工作条件，提出哪些性能要求？41.根据碳钢在铸铁中存在形式及石墨形态，铸铁的分类。 二、材料成形技术部分
1铸造工艺参数主要包括哪些容？2流动性对铸件质量的影响。3什么合金易于形成缩孔、什么合金易于形成缩松？。3铸造应力分为哪几类？4减小和消除铸造应力的主要方法。5绘制自由锻件图主要考虑哪些问题？。6何谓拉深系数？有何意义？ 8.焊接的实质。9. 碱性焊条的最主要优点。 10.焊接接头由哪几部分组成？11.低碳钢焊接热影响区的划分。12.焊接变形的基本形式。13.防止和消除焊接应力的措施。14.如何根据碳当量的高低评估钢的焊接性？为什么？15.工程材料及成形工艺选用的基本原则。 题库 一、名词解释 1．固溶强化；2．结晶；3．加工硬化；4．屈服强度； 5、过冷度；6．钢的热处理；7．再结晶；8、马氏体；9、钢的淬火…… 10、铸造……11疲劳现象.; 12.同素异构转变; 二、填空题： 1、根据溶质原子在溶剂晶格中分布情况的不同，固溶体可分（间隙固溶体）和（置换固溶体）。 2、金属中三种常见的晶格类型是（体心立方）、（面心立方）和（密排六方）。 3、固态金属中的相有两种：（固溶体）和（化合物）。 4、液态金属结晶时，冷却速度大，过冷度则越（大）。结晶后，晶粒（细小）。 5.、普通热处理是指（退火）、（正火）、（淬火）、（回火） 6、金属结晶后的晶粒大小主要取决于结晶时的（形核率）和（长大速率）。 7 . 铁碳合金在从液态冷却到固态的结晶过程中，细化晶粒的具体操作方法有（快速冷却）、（加入变质剂）和（机械搅拌）。 8、铸造应力分为：（热应力）和（机械应力）,其中( 热应力 )属残余应力。 9、铸铁具有良好的耐磨性和消振性,是因为其组织中有( 石墨 )存在。 10. 手工电弧焊焊条按药皮组成分为酸性焊条和碱性焊条两
工程材料及成型技术基础考试题目 一、填空 1、常见的金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排立方晶格。 2、晶体缺陷可分为：点缺陷、线缺陷、面缺陷。 3、点缺陷包括：空位、间隙原子、置换原子。 线缺陷包括：位错。位错的最基本的形式是：刃型位错、螺型位错。 面缺陷包括：晶界、亚晶界。 4、合金的相结构可分为：固溶体、化合物。 5、弹性极限：σe 屈服极限：σs 抗拉强度：σb弹性模量：E 6、低碳钢的应力应变曲线有四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、抗拉阶段（强化阶段）、 颈缩阶段。 7、洛氏硬度HRC 压印头类型：120°金刚石圆锥、总压力：1471N或150kg 8、疲劳强度表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 9、冲击韧度用在冲击力作用下材料破坏时单位面积所吸收的能量来表示。 10、过冷度影响金属结晶时的形核率和长大速度。 11、以纯铁为例α– Fe为体心立方晶格（912℃以下） γ– Fe为面心立方晶格（1394℃以下）、δ– Fe为体心立方晶格（1538℃以下） 12、热处理中，冷却方式有两种，一是连续冷却，二是等温冷却。 13、单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生两种方式进行。 14、利用再结晶退火消除加工硬化现象。 15、冷变形金属在加热时的组织和性能发生变化、将依次发生回复、再结晶和晶粒长大。 16、普通热处理分为：退火、正火、淬火、回火。 17、退火可分为:完全退火、球化退火、扩撒退火、去应力退火。 18、调质钢含碳量一般为中碳、热处理为淬火+高温回火。 19高速钢的淬火温度一般不超过1300℃、高速钢的淬火后经550~570℃三次回火。 三次回火的目的：提高耐回火性，为钢获得高硬度和高热硬性提供了保证。 高速钢的淬火回火后的组织是：回火马氏体、合金碳化物、少量残余奥氏体。 20、铸铁的分类及牌号表示方法。P142
工程材料与成形工艺基础习题与答案 一、填空题（每空0.5分，共20分） 2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度________，洛氏硬度Ｃ标尺________，冲击韧性________。2、σs HRC ak 1.常用的金属材料强度指标有_____ ___和____ ____两种。屈服点（或屈服强度、σs）；抗拉强度（或σb） 3.金属材料常用塑性指标有________和________，分别用符号_____和_____ 表示。断后伸长率，断面收缩率，δ，ψ。 3.碳在γ-Fe的间隙固溶体称为________，它具有________晶体结构，在1148℃时碳具有最大溶解度为________%。奥氏体（或A）；面心立方；2.11%。 晶体与非晶体最根本的区别是________。原子排列是否规则 3、常见金属的晶格类型有________ 、________、________等。α-Fe属于________晶格，γ-Fe属于________晶格。3、体心立方面心立方密排六方体心立方面心立方
1.实际金属中存在有________、________和________三类晶体缺陷。点缺陷； 线缺陷（位错）；面缺陷（晶界） 6、在亚共析碳钢中，钢的力学性能随含碳量的增加其强度提高而________下降，这是由于平衡组织中________增多而________减少的缘故。6、塑性（韧性）渗碳体铁素体 2.钢中常存的元素中，有害元素有________和________两种。S；P 4、钢的热处理是通过钢在固态下的________、________和________的操作来改变其________，从而改善钢的________的一种工艺方法。4、加热保温冷却内部组织性能 10.热处理工艺过程包括________、________、________三个阶段。升温，保温，冷却。 某钢材淬火后存在较大的残余应力，可采用________加以消除。低温回火13.表面淬火常用加热方法有________和________。.感应加热，火焰加热。 金属材料可分为________和________两大类。其中C≤0.02%的钢铁材料称之
工程材料》教案 总纲 一、课程性质及教学目的： 《工程材料》是机械及近机类专业一门重要的技术基础课。 本课程以材料的成分、加工工艺、组织结构与性能之间的关系为主线，重点介绍材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、加工工艺、性能以及行为相联系的。 学习本课程的目的，是使学生获得常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识。 通过对基础科学和知识的综合和运用，初步具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料，正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 二、课程内容： 包含工程材料的分类及性能、材料的结构、材料制备的基本知识、二元相图及应用、材料的变形、钢的热处理、工业用钢、铸铁、有色金属、常用非金属材料、工程材料的选用等11章。纵观本课程所含内容可知，其内容较为庞杂。具有三多的特点；即所谓内容头绪多、原理规律多（涉及原理、规律几十个）、概念定义多（名词、定义三百多个），由于该课程具有上述特点，加之有些微观结构看不见、摸不到，而且课程内容枯燥、乏味，因此，教师感到难教，学生感到难学。 三、与其它课程的关系： “工程材料”是以化学、物理、材料力学、金属工艺学和金工教学实习为基础的课程，在学习时应联系上述基础课程的有关内容，以加深对本课程内容的理解。同时本课程的基础，在今后学习有关专业课程时，还应经常联系本书的有关内容，以便进一步掌握所学的知识。 四、教学对象：
机械制造及自动化、汽车工程、测控技术、采矿工程专业的本科生。 五、教学指导思想： 1.从材料应用的角度出发讲授《工程材料》，体现21世纪教学理念、教学改革精神和世界工程教育思想。 2.严格按《工程材料》教学大纲及《工程材料实验教学大纲》进行教学，注意课程内容的准确定位和整体优化。 3.开设的实验及课堂讨论应有利于学生分析问题、解决问题的能力及创新能力培养。 六、教学重点： 1．典型金属的晶体结构； 2．晶体缺陷； 3．二元相图； 4．铁碳相图及其应用； 5．塑性变形与再结晶； 6．钢的热处理； 7．工业用钢。 七、教学难点： 1．典型金属的晶体结构； 2．晶体缺陷； 3．二元相图； 4．铁碳相图的分析与应用； 5．塑性变形机理与再结晶机制；
第一章 1、按照零件成形的过程中质量 m 的变化，可分为哪三种原理？举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理 △m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式。 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在，工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性，影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 逆铣时，由于刀齿与工件间的摩擦较大，因此已加工表面的冷硬现象较严重。 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？ 车削使用围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低，能够保证孔及孔系的位置精度。 4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2）加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料，而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。 （4）加工能量易于控制和转换，故加工围广、适应性强。 （5）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广。 第二章 1、什么是切削主运动和进给运动？车削、铣削、镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动？ 主运动是切削多余金属层的最基本运动，它的速度最高，消耗的功率最大，在切削过程中主运动只能有一个；进给运动速度较低，消耗的功率较小，是形成已加工表面的辅助运动，在切削过程中可以有一个或几个。 车削工件的旋转运动车刀的纵向、横向运动 铣削铣刀的旋转运动工件的水平运动 磨削砂轮的旋转运动工件的旋转运动 镗削镗刀的旋转运动镗刀或工件的移动
工程材料及成形技术作业题库 一. 名词解释 1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 2.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 3..同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 4.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 5.再结晶：金属发生重新形核和长大而晶格类型没有改变的结晶过程。 6.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 7.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 8.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。 9.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 10.热硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。 11.时效强化：经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。 12.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高的现象。 13.调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。 14.变质处理：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而实现细化晶粒的 处理工艺。 15.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。 16.同时凝固原则： 17.孕育铸铁：经过孕育处理的铸铁。 18.热固性塑料： 19.热塑性塑料： 二. 判断正误并加以改正 1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性. （╳） 改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大. （╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。（√） 4. 单晶体必有各向异性. （√） 5. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的. （╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 6. 过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒. （√） 7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 8. 马氏体的晶体结构和铁素体的相同. （√） 9. 面心立方金属的塑性比体心立方金属的好. （╳） 10. 铁素体是置换固溶体. （╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。
1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（D ） A.等温退火 B.完全退火 C.球化退火 D.正火 2.高碳钢淬火后回火时,随回火温度升高其（A） A.强度硬度下降,塑性韧性提高 B.强度硬度提高,塑性韧性下降 C.强度韧性提高,塑性硬度下降 D.强度韧性下降,塑性硬度提高 3.在Fe-Fe3C合金的退火组织中,含珠光体量最多的合金的碳含量为（B） BA.0.02%B.0.77%C.2.11%D.4.3% 4.对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（C） A.F+G B.F+P+G C.P+G D.Ld+G 5.下列二元合金的恒温转变中,哪个是共析转变（C） A. L+α→β B. L→α+β C. γ→α+β D. α+β→γ 6.为防止拉深件被拉穿,采取下列哪种方式最有效?（A） A.增大拉深系数 B.减少拉深系数 C.采用压边圈 D.减少凸凹模间隙 7.下列各铸铁中,铸造性能最好的是（D） A.普通灰口铸铁 B.孕育铸铁 C.可锻铸铁 D.球墨铸铁 8.铸铁的浇注温度应该（） A.愈高愈好 B.高于液相线100---150 C.高于液相线300-400 D.高于液相线30--50 9.焊接热影响区的存在使焊接接头（A） A.塑性增加 B.弹性增加 C.脆性增加 D.刚性增加 10.预锻模膛与终锻模膛相比,它的（C） A.圆角和斜度应大些 B.带有飞边槽 C.圆角应大些,斜度应小些 D.应有冲孔连皮 金属的变形包括滑移和孪晶。 金属的塑性变形是在切应力作用下,主要通过滑移来进行的。 防止铸件产生铸造应力的措施是设计时应使壁厚,在铸造工艺上应采取凝固原则,铸件成形后可采用热处理以消除应力。 金属结晶时晶粒的大小主要决定于其过冷度,可通过增加过冷度和变质处理来细化晶粒。 淬火加高温回火的双重热处理称为调质处理。 金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为过冷度
第一章 2.图1-79为五种材料的应力-应变曲线：①45钢，②铝青铜，③35钢，④硬铝，⑤纯铜。试问： （1）当外加应力为300MPa时，各材料处于什么状态？ （2）有一用35钢制作的杆，使用中发现弹性弯曲较大，如改用45钢制作该杆，能否减少弹性变形？ （3）有一用35钢制作的杆，使用中发现塑性变形较大，如改用45钢制作该杆，能否减少塑性变形？ 答：（1）①45钢：弹性变形②铝青铜：塑性变形③35钢：屈服状态④硬铝：塑性变形⑤纯铜：断裂。 （2）不能，弹性变形与弹性模量E有关，由E=σ/ε可以看出在同样的条件下45钢的弹性模量要大，所以不能减少弹性变形。 （3）能，当35钢处于塑性变形阶段时，45钢可能处在弹性或塑性变形之间，且无论处于何种阶段，45钢变形长度明显低于35钢，所以能减少塑性变形。 4．下列符号表示的力学性能指标的名称和含义是什么？ σb 、σs、σ0.2、σ-1、δ、αk、HRC、HBS、HBW 答：σb抗拉强度，是试样保持最大均匀塑性的极限应力。
σs屈服强度，表示材料在外力作用下开始产生塑性变形时的最低应力。 σ0.2条件屈服强度，作为屈服强度的指标。 σ-1疲劳强度，材料循环次数N次后达到无穷大时仍不发生疲劳断裂的交变应力值。 δ伸长率，材料拉断后增加的变形长度与原长的比率。 HRC洛氏硬度，表示用金刚石圆锥为压头测定的硬度值。 HBS布氏硬度，表示用淬硬钢球为压头测定的硬度值。 HBW布氏硬度，表示用硬质合金为压头测定的硬度值。 8．什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？ 答：形成固溶体使金属强度和硬度提高，塑性和韧性略有下降的现象称为固溶强化。 固溶体随着溶质原子的溶入晶格发生畸变。晶格畸变随溶质原子浓度的提高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。 9．将20kg纯铜与30kg纯镍熔化后缓慢冷却到如图1-80所示温度T1，求此时： （1）两相的成分；（2）两相的重量比；（3）各相的相对重量（4）各相的重量。