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
⑥温度越高，液态金属与铸型的温度就越小，充型能力越强
⑦结构越复杂，流动阻力越大，充型能力越差
⑧折算厚度大，散热慢，充型能力好
⑨结构复杂，流动阻力大，铸型充填困难
3）金属的凝固方式:逐层凝固方式，体积凝固方式，中间凝固方式
4）合金收缩的缺陷:缩孔、缩松、裂纹、变形和残余应力
合金收缩的阶段:液态收缩、凝固收缩、固态收缩
5）影响收缩的因素:化学成分的影响，浇注温度的影响，铸件结构和铸件条件的影响
6）防止缩孔的方法:定向凝固原则，同时凝固的原则
7）为使铸件实现定向凝固原则或同时凝固原则，可采取的工艺措施:
①正确布置浇注系统的引入位置，确定合理的浇注工艺
②采用冒口③采用补贴④采用不同蓄热系数的造型材料或冷铁
8）铸件的结构设计（出分析题）:看看常见的铸件结构设计，特别是不合理的结构
9）砂型铸造方法的类型和基本原理
砂型铸造方法主要有手工造型（用手工或手动工具完成紧砂、起模、修型的工序）和机器造型（用机器进行紧砂和起模）
气动微振压实造型（低压造型）:采用振动-压实-微振紧实砂型
高压造型:指压实比压超过0.7MPa的机器造型，压实机构以液压为动力。按工艺装备分为有箱、脱箱、无箱三种。
真空密封造型的原理:在特制砂箱内充填无水无粘结剂的型砂，用薄而富有弹性的塑料薄膜将砂箱密封后抽成真空，借助铸型内外的压力差使型砂紧实和成形。
气流冲击造型原理: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和紧实的过程。分为低压气冲造型和高压气冲造型
消失模造型的原理:用泡沫聚苯乙烯塑料模样（包括浇冒口）代替普通模样，造好型后不取出模样就浇入金属液，在灼热液态金属的热作用下，泡沫塑料气化、燃烧而消失，金属液取代了原来泡沫塑料模所占的空间位置，冷却凝固后即可获得所需要的铸件
冷冻造型:采用普通的石英砂作为骨架材料，加入少量的水和粘土，按普通造型方法制好铸件后送入冷冻室，用液态氮或二氧化碳为制冷剂，冷冻铸型，借助包裹在砂粒表面的冷冻水分而实现砂粒的结合，使铸型有很高的强度和硬度
10）特种造型
金属型铸造:用铸铁、碳钢或低合金钢等金属材料制成铸型，在重力作用下，金属液充填金属型型腔，冷却成形而获得铸件
离心铸造:将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力的作用下填充铸型而凝固成形。分为卧式离心铸造和立式离心铸造
压力铸造:在高压作用下，以很高的速度把液态或半液态金属压入压铸模型腔，并在压力下快速凝固而获得铸件。
低压铸造:浇注时金属液在低压作用下由下而上填充铸型型腔，并在压力下凝固而形成铸件熔模铸造:属于精密铸造，分为型壳熔模铸造、填箱熔模铸造、石膏型熔模铸造
壳型铸造:用热法制造壳型，制壳的方法有翻斗法和吹砂法
陶瓷型铸造的原理:以耐火度高、热膨胀系数小的耐火材料为骨料，用水解的硅酸乙酯作粘结剂配制陶瓷型浆料，在碱性催化剂作用下用灌浆法成形，胶结、喷燃和烧结后，制成陶瓷型
磁性铸造:采用铁丸代替型砂及型芯砂，用磁场作用代替铸造粘结剂，用泡沫塑料消失模代替普通模样
石墨型铸造:用高纯度的人造石墨经机械加工成形或以石墨砂作骨架材料添加其他附加物制成铸型，浇注凝固后获得铸件
真空吸铸:使型腔内造成负压使金属液充型凝固
差压铸造:使液态金属在压差作用下，浇注到预先有一定压力的型腔内，凝固后获得铸件
半固态金属铸造:利用压铸、挤压、模锻等常规工艺加工金属的半固态浆料。
第三章锻压成形
1）单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生进行的。
滑移是指在切力作用下，晶体一部分相对于晶体的另一部分沿滑移面做整体滑动。
孪生是指在切力作用下，晶体的一部分原子相对于另一部分原子沿某个晶面转动，使未转动部分与转动部分的原子排列呈镜面对称。
2）冷变形金属随热处理温度的提高，经历回复，再结晶及晶粒长大三个阶段
低温退火（应力退火）:当加热温度较低时，冷变形金属的纤维组织没有明显变化，其力学性能也变化不大，但残余应力显著降低，这一阶段称为回复，实际生产中这种回复处理称为低温退火
再结晶退火:显微组织发生明显变化，被拉长而呈纤维状的晶粒又变为等轴状晶粒，同时加工硬化与残余应力完全消除，这一过程称为再结晶，实际生产中将再结晶处理称为再结晶退火
3）金属及合金的锻造性主要取决于材料的本质及其变形条件
4）锻造方法自由锻、模锻及胎模锻
自由锻工序分为基本工序、辅助工序、精整工序。基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲、扭转、错移和切割等
5）自由锻件的结构工艺性要求（图和文字）
6）锻模模膛分为模锻模膛，制坯模膛和切断模膛
7）板料冲压的基本工序:分离工序及变形工序
8）弯曲是将金属材料沿弯曲曲线弯成一定的角度和形状的工艺方法
弯曲结构工艺性:
①最小弯曲半径。弯曲件的最小弯曲半径不能小于材料许可的最小半径，，否则会造成弯曲处外层材料的破裂。
②弯曲件的直边高度
③弯曲件孔边距。带孔件弯曲时，为避免孔被拉成椭圆，孔不能离弯曲太近。
④弯曲件半径较小的弯边交接处，容易因应力集中而产生裂纹，应事先在交接处钻出工艺孔，预防裂纹产生。
9）拉深:将平面板料冲压成各种空心开口件的冲压工序
拉深的主要质量问题:起皱，拉裂
10）拉深系数m是指每次拉深后筒形件直径与拉深前毛坯（或半成品）直径的比值。
拉深次数取决于每次拉深时允许的极限变形程度。
11）冲模的种类
按冲模完成的工序性质分为落料模、冲孔模、切断模、弯曲模、拉深模等
按工序的组合方式分为单工序简单模和多工序的连续模、复合模等
12）连续模是指压力机在一次行程中，依次在不同的位置上同时完成多道工序的冲模
基本结构有用导正销定距的连续模以及用侧刃定距的连续模
复合模是指在压力机一次行程中，在同一中心位置上，同时完成几道工序的冲模
第四章焊接成形
1）焊接成形技术的本质:利用加热或同时加热加压的方法，使分离的金属零件形成原子间的
结合，从而形成新的金属结构
2）从冶金角度来看，将焊接分为液相焊接、固相焊接、固-液相焊接
3）焊接的主要方法为熔化焊、压力焊和钎焊
熔化焊分为气焊（焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊[氩弧焊、CO2气体保护焊]）、电弧焊、电渣焊，等离子弧焊、电子束焊、激光焊
压力焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、爆炸焊
钎焊包括软钎焊和硬钎焊
4）焊接存在的问题:焊接接头的组织和性能与母材相比会变化，容易产生焊接裂纹等缺陷，焊接后产生残余应力与变形，这些都会影响焊接结构的质量
5）电弧的主要做用力:磁收缩力，等离子流力，斑点力
6）电弧的极性及选择方法
电弧的两级与焊接电源的连接方式称为电弧的极性
若焊件与焊机的正级相连接，焊条与负极相连，称为正接法或正极性，反之则为反接法或反极性。在手工电弧焊中，通常焊厚板时，需要较高温度，采用直流正接法，焊薄板时，为避免烧穿，采用直流反接法
7）熔滴过渡:在电弧焊的作用下，焊条加热熔化形成熔滴，并在各种力的作用下脱离焊条入熔池
8）各种焊接方法的用途
CO2气体保护焊:主要用于焊接0.8～4.0mm的薄板，主要用于焊接低碳钢和低合金钢，广泛用于汽车工业和其他工业部门，用焊丝做电极，焊丝是空心状，里面充满焊药，焊接时形成气-渣联合保护
氩弧焊:广泛用于焊接铝合金、钛合金、锆合金，用于航空航天、核工业部门。钨极氩弧焊用钨极做电极，一般用于焊接4mm以下的薄板，熔化极氩弧焊利用金属焊丝作为电极，适合焊接3~25mm的
电渣焊:主要用于钢材或铁基金属的焊接，一般宜焊接厚在30mm以上的金属材料。电渣焊焊接时将工件分开一定的距离，用两块水冷滑块和工件一起构成熔渣池与金属熔池。电流通过液态熔渣时产生电阻热，熔化焊丝和母材从而形成焊缝。
电阻焊利用接触电阻热将接头加热到塑性或熔化状态，分为点焊、缝焊、凸焊、对焊
点焊:主要用于焊接搭接接头，焊接厚度一般小于3mm，可以焊接碳钢、不锈钢、铝合金等，在汽车制造中大量使用，同时广泛应用于航空航天、电子等工业
缝焊:焊接焊板一般小于3mm
凸焊:焊接厚度相差较大的工作
对焊:广泛用于焊接钢筋、车圈、管道和轴等
摩擦焊:广泛用于在发动机轴、石油钻轴等产品的轴杆类零件中
钎焊分为硬钎焊和软钎焊，广泛用于硬质合金刀头的焊接以及电子工业、电机、航空航天等工业。
9）焊条药皮的作用:造气，造渣，渗合金
10）焊接接头工作区
分为焊缝金属区，熔合区，热影响区
焊缝金属区是指由焊缝表面和熔合线所包围的区域，在凝固后的冷却过程中，焊缝金属可能产生硬、脆的淬硬组织甚至出现焊接裂纹，通过严格控制焊缝金属的碳、硫、磷含量，渗入合金元素和细化晶粒等措施可使力学性能不低于母材金属。
熔合区:焊缝与母材交接的过渡区，该区的加热温度在固、液相之间，由铸态组织和过热组织构成，可能出现淬硬组织。该区的化学成分和组织不均匀，力学性能差，是焊接接头最薄
弱的部位之一，常出现焊接裂纹
热影响区，材料因受热的影响而发生金组织和力学性能变化的区域，分为过热区，相变重结晶区，不完全重结晶区
过热区是具有过热组织或晶粒显著粗大的区域，焊接刚度大的结构时易产生裂纹。
相变重结晶区可得到均匀细小的正火组织，该区的金属力学性能良好。
不完全重结晶区晶粒大小不一，力学性能不均匀。
11）焊接变形的基本形式:收缩变形，角变形，弯曲变形，波浪变形，扭曲变形
12）焊接变形的矫正方法:矫正变形的原理是产生新变形抵消原来的焊接变形。
机械矫正法是用机械加压或锤击的冷变形方法，产生塑性变形来矫正焊接变形。
火焰加热矫正法利用火焰局部加热后的冷却收缩，来抵消该部分已产生的伸长变形。
13）减少和消除焊接残余应力的措施
①结构设计要避免焊缝密集交叉，焊缝截面和长度也要尽可能小，从而减少焊接残余应力。
②将焊件预热到350～400后再进行焊接，是一种减少焊接应力的有效方法。
③锤击焊缝④去应力退火。
14）常见焊件结构的设计（看看图）
15）被气割的材料必须满足的三个条件
①该金属在氧气中燃烧时放出大量的热量，这些放出的热量足以使下层金属具有足够的预热温度，气割因此得以连续进行
②金属的燃点低于金属的熔点
③熔渣的熔点低于金属的熔点，否则固态的熔渣将阻碍氧气与下一层的金属接触。
16）胶接:胶接是利用胶粘剂连接零件的一种连接方法，同焊接、机械连接（铆接、螺栓娇连接）统称为三大连接技术。
17）胶接接头的主要类型:搭接接头、槽接接头、对接接头、斜接接头、角接接头、套接接头（图形）
第五章非金属材料及成形
1）非金属材料主要包括有机高分子材料、无机非金属材料和复合材料
2）塑料按树脂受热的行为分为热塑性塑料和热固性塑料
第六章快速成形
1）快速成形:一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术，是CAD、数控技术、激光技术以及材料科学与工程的技术集成
2）快速成形技术原理:笼统的讲RP属于堆积成形，严格的讲，RP应属于离散/堆积成形，通过离散获得堆积的路径和方式，通过堆积材料叠加起来成形三维实体。
3）快速成形的方式分为去除成形、堆积成形和受迫成形
4）逆向工程:根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据的过程
第七章零件毛坯的选择
毛坯选择的选择:
工艺性原则，适应性原则，生产条件兼顾原则，经济性原则，可持续性发展原则
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。
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
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
目标 本专业培养具备材料科学与工程的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具 材料成型及控制工程 设计制造等专业知识，能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。本专业分为四个培养模块： （一）焊接成型及控制： 培养能适应社会需求，掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。 （二）铸造成型及控制 这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。
（三）压力加工及控制 分为锻造和冲压两大专业方向，在国民经济中起到非常重要的作用。 （四）模具设计与制造： 掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。 编辑本段课程设置 由于材料成型与控制包括焊接、铸造、压力加工、模具设计四个方面，每个方面之间差别较大。因而课程开设将依据学校的侧重点而异。 主要课程：高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、电工电子技术、金属学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。
主要实践性教学环节：包括金工实习、机械热加工实习、机械设计课程设计、专业实习、综合设计、毕业设计（论文）等。 主要专业实验：包括材料冶金与成型工艺综合实验、材料成型设备方法综合实验、材料成型自动控制综合实验等。 编辑本段培养特色 本专业涉及的知识面广、信息量大，注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养，使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育，培养富有创新精神的高素质复合型人才。 编辑本段就业去向 本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权，学生可以选择进一步深造。学
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？
一、名词解释 1、固溶体:溶质原子溶入溶剂中形成均匀单一的结晶相 2、退火把钢加热到ＡＣ１以上或以下的温度保温一段时间，随炉缓慢冷却的热处理加工工艺 3、焊接性: 金属材料在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度 4.可锻性(金属塑形变形能力);金属材料经过塑形加工时,其成形难易程度的工艺指标(随着含碳量增加，可锻性下降。因为含碳量越高强度硬度越高，塑性韧性越差。) 5.冲压成形技术:利用冲模使得板料产生分离或者变形以获得零件加工的方法 冲压成形基本工序:分离工序(落料,冲孔,切断,修整)和变形工序(弯曲拉深翻边) 6.焊接接头组成:焊缝区熔合区焊接热影响区(过热区(热影响区性能最差) 正火区(热影响区综合性能最好的) 部分相变区) 7. 焊接应力产生原因: 焊接过程中受到不均匀的加热和冷却 减小焊接应力和变形:反变形法刚性固定法合理的焊接顺序 8.相:成份,结构,性能相同并与其他部分有界面分开的均匀组成部分 9.药皮>产生熔渣气体保护熔池金属不被氧化,机械保护作用稳定电弧 焊条焊芯,>>填充金属用作电弧电极 二、填空题 1、钢的高温回火温度范围在____５００－６５０℃ _____________，回火后的组织为______回火索氏体S回________(低 温回火(150-250℃)…回火马氏体,中温回火350-500回火托氏体)。 2、填出下列力学性能指标的符号：屈服强度_σs ，洛氏硬度Ｃ 标尺_HRC ______，冲击韧性_____Ak___。 3、常见金属的晶格类型有____体心立方___________ 、 ___________面心立方晶格____、__密排六方__________等。α-Fe属 于_____体心立方_____晶格，γ-Fe属于___面心立方_______晶格。 4、钢的热处理是通过钢在固态下的___加热____、____保温___
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
工程材料及成形技术作业题库 一 . 名词解释 Ao. 奥氏体：奥氏体是碳溶于γ -Fe 中的间隙固溶体，用符号“A”表示，呈面心立方晶格。 Be. 本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。 Be. 贝氏体：在含碳量过饱和α的基体上弥散分布着细小的碳化物亚稳组织。 Bi. 变质处理：在浇注前向铁液中加入少量孕育剂，形成大量高度弥散的难溶质点，成为石 墨的结晶核心，以促进石墨的形核从而得到细珠光体基体和细小均匀分布的片状石墨。 C. C 曲线：过冷奥氏体等温冷却转变曲线。 C. CCT 曲线：过冷奥氏体连续冷却转变曲线。 Ca. 残余奥氏体：奥氏体在冷却过程中发生相变后在环境温度下残存的奥氏体。 Cu. 淬火：将钢加热到相变温度以上，保温一定时间，然后快速冷 却以获得马氏体组织的热处理工艺 Cu. 淬透性：在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。 Cu. 淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。 Du. 锻造比：变形前后的截面面积之比或高度之比。 Du. 锻造流线：锻造流线也称流纹，在锻造时 , 金属的脆性杂质被打碎, 顺着金属主要伸长方 向呈碎粒状或链状分布；塑性杂质随着金属变形沿主要伸长方向呈带状分布, 这样热锻后 的金属组织就具有一定的方向性。 Di. 第一类回火脆性：淬火钢在 250 度到 350 度回火是，冲击韧度明显下降，出现脆性。 Er. 二次硬化：淬火钢在回火的某个阶段硬度不下降反而升高的现象。 Go.共晶转变：在一定的温度下, 一定成分的液体同时结晶出两种一定成分的固相的反应 Gu.固溶强化：由于溶质原子溶入而使金属强硬度升高的现象。 Gu.固溶体：合金在固态下，组员间仍能互相溶解而形成的均匀相 Gu.过冷奥氏体：在 A1 温度一下暂时存在的奥氏体称为过冷奥氏体。 Gu.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 Ha. 焊接性：是指对焊接加工的适应性，即在一定的焊接工艺条件 （焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数和结构形式等）下，获得优质焊接接头的难易程度。 He. 合金：是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质 Ho. 红硬性：是指材料在一定温度下保持一定时间后所能保持其硬度的能力。 Hu. 回火稳定性：淬火钢在回火时，抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。 Ji. 晶体的各向异性：金属各方向的具有不同性能的现象。 Ji. 枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 Ji. 间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 Ke. 可段性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力叫金属的可段性。 La. 拉深系数： Le. 冷变形强化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度都有所 提高，但塑性有所下降，这个现象称为冷变形强化。 Li. 莱氏体：莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，“ Ld”。 Li. 临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 Li. 流动性：是指金属液本身的流动能力。 Ma.马氏体：马氏体（M）是碳溶于α -Fe 的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转 变成的亚稳定相。 Ma.冒口：铸件中用于补充金属收缩而设置的。
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
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