18. 工程材料与成形技术基础概念定义原理规律小结
一、材料部分
材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为--材料的强度。
材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为 --材料的塑性。
拉伸过程中，载荷不增加而应变仍在增大的现象称为--屈服。拉伸曲线上与此相对应的点应力σS ，称为材料的---屈服点。
拉伸曲线上D 点的应力σb 称为材料的--抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。 硬度---是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力，它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。一般情况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。
韧性--是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。 材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为---疲劳断裂。疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的后果是十分严重的。
在晶体中，原子(或分子)按一定的几何规律作周期性地排列；晶体表现出各向异性；具有的凝固点或熔点。而在非晶体中，原子(或分子)是无规则地堆积在一起。常见的有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。
金属的结晶都要经历晶核的形成和晶核的长大两个过程。
由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为---合金；合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为--相。
通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的变形抗力增大，强度、硬度升高的现象称为-固溶强化，它是金属材料强化的重要途径之一。（马氏体型转变、合金化）
金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程，
称为-金属的结晶过程。金属从一种固态过渡为另一种固态的转变即相变，称为二次结晶或-重结晶。 实验证明，在一般的情况下，晶粒长大对材料力学性能不利，使强度、塑性、韧性下降。晶粒越细，金属的强度、塑性和韧性就越好。因此，晶粒细化是提高金属力学性能的最重要途径之一。 相图：是表示合金在缓慢冷却的平衡状态下相或组织与温度、成分间关系的图形，又称为平衡相图或状态图。
二元合金系中两组元在液态和固态下均能无限互溶，并由液相结晶出单相固溶体的相图称为二元匀晶相图。
在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的过程称为-------共晶转变。合金系的两组元在液态下无限互溶，在固态下有限互溶，并在凝固过程中发生共晶转变的相图称为二
元共晶相图。共晶反应：()1148C
E 3
F A +Fe C C L Ld ???→←???
在一定温度下，已结晶的一定成分的固相与剩余的一定成分的液相发生转变生成另一固相的过程称为----包晶转变。两组元在液态下无限互溶，固态下有限互溶，并发生包晶转变的构成的相图，叫二元包晶相图。
在恒定的温度下，一个有特定成分的固相分解成另外两个与母相成分不相同的固相的转变称为 共析转变，发生共析转变的相图称为--共析相图。共析反应：()7273C
S P K A P F Fe C ???→+←??? 铁碳相图：（要掌握）
铁素体--碳溶于α-Fe 中的间隙固溶体，以符号F 表示。体心立方晶格
奥氏体--碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，以符号A表示。面心立方晶格
渗碳体--是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，分子式为Fe3C。
珠光体-—是铁素体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号P表示。
莱氏体--是奥氏体和渗碳体组成的两相机械混合物，常用符号L d表示。
一般机械零件和建筑结构主要选用低碳钢和中碳钢制造。如果需要塑性、韧性好的材料，就应选用碳质量分数小于0．25％的低碳钢；若需要强度、塑性及韧性都好的材料，应选用碳质量分数为0.3％~0.55％的中碳钢；而一般弹簧应选用碳质量分数为0.6％~0.85％的钢。对于各种工具，主要选用高碳钢来制造，其中需要具有足够的硬度和一定的韧性的冲压工具，可选用碳质量分数为0.7％~0.9％的钢制造；需要具有很高硬度和耐磨性的切削工具和测量工具，一般可选用碳质量分数为 1.0％~1.3％的钢制造。
钢在高温时为奥氏体组织，而奥氏体的强度低、塑性好，有利于塑性变形。因此，钢材的轧制或锻压，一般都是选择在奥氏体区的适当温度范围内进行。
钢在热处理时，首先要将工件加热，使之转变成奥氏体组织，这一过程也称为----奥氏体化。奥氏体晶粒越细，其冷却产物的强度、塑性和韧性越好。
随着合金中碳质量分数的增加，合金的熔点越来越低，所以铸钢的熔化温度与浇注温度都要比铸铁高得多。
共晶成分的铁碳合金，不仅其结晶温度最低，其结晶温度范围亦最小(为零)。因此，共晶合金有良好的铸造性能。
热处理是将金属或合金在固态下经过加热、保温和冷却等三个步骤，以改变其整体或表面的组织，从而获得所需性能的一种工艺。
C曲线（等温转变曲线，也称为“TTT”曲）表明了过冷奥氏体转变温度、转变时间和转变产物之间的关系。左边一条为转变开始线，右边一条为转变终了线。
1．珠光体型转变——高温转变(A1~550℃)：珠光体(P)、索氏体(S)和托氏体(T)。
2．贝氏体型转变——中温转变(550℃~Ms)下贝氏体强度和硬度高(50—60HRC)，并且具有良
好的塑性和韧度。
3．马氏体型转变——低温转变(Ms~M f) 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。产生很强的固溶强化效应，使马氏体具有很高的硬度。
在c曲线的下面还有两条水平线，上面一条为马氏体转变开始的温度线(以Ms表示)，下面一条为马氏体转变终了的温度线(以Mf表示)。
退火：将钢加热到一定温度并保温一定时间．然后随炉缓慢冷却的热处理工艺。降低硬度、改善切削加工性能，消除残余应力。
正火：将钢加热到Ac3(对于亚共析钢)或A Ccm(对于过共析钢)点以上30-50℃，保温一定时间后，在空气中冷却，从而得到珠光体类组织的热处理工艺。提高钢的强度和硬度。
淬火是以获得马氏体组织为目的的热处理工艺，最常用的淬火冷却介质是水和油。提高钢的硬度和耐磨性；获得优异综合力学性能。
回火：将淬火钢重新加热到Ac1以下某一温度，经适当保温后冷却到室温的热处理工艺。
过冷奥氏体的连续冷却转变曲线(CCT曲线) Ps和Pf分别为过冷奥氏体转变
为珠光体的开始线和终了线，两线之间为转变的过度区，KK'线为转变的终止线，当冷却到达此线时，过冷奥氏体便终止向珠光体的转变，一直冷到Ms点又开始发生马氏体转变。
v1相当于炉冷(退火)，转变产物为珠光体。v2和v3相当于以不同速度的空冷(正火)，转变产物为索氏体和托氏体。v4相当于油冷，转变产物为托氏体、马氏体和残余奥氏体。V5相当于水冷，转变产物为马氏体和残留奥氏体。
调质处理：淬火后再进行高温回火处理。调质处理得到的是回火索氏体组织，具有良好的综合力学性能。力学性能与正火相比，不仅强度高，而且塑性和韧性也较好。
冷处理：把淬冷至室温的钢继续冷却到-70—80℃(或更低的温度)保持一段时间，使残余奥氏体转变为马氏体。
时效：将淬火后的金属工件，置于室温或低温加热下保持适当时间，以提高金属强度（和硬度）的热处理工艺。
表面淬火：将工件表面层淬硬到一定深度，而心部仍保持未淬火状态的一种局部淬火法。表面硬度高、耐磨性好，而心部韧性好。
化学热处理：将工件置于一定的介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人工件表层，改变其表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺。分为渗碳、氮化、碳氮共渗、渗硼、渗铝等。主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性以及疲劳强度，有时也用于提高零件的抗腐蚀性、抗氧化性。
可控气氛热处理：向炉内通人一种或几种一定成分的气体，通过对这些气体成分的控制，使工件
在热处理过程中不发生氧化和脱碳。
形变热处理：将形变与相变结合在一起的一种热处理新工艺。能获得形变强化与相变强化的综合作，是一种既可以提高强度，又可以改善塑性和韧性的最有效的方法。
激光热处理：(1)激光加热表面淬火；(2)激光表面合金化。
气相沉积技术：利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。
钢的牌号：普通碳素结构钢如Q235—A。
优质碳素结构钢：两位数字表示平均碳质量分数，单位为万分之一如钢号45。
碳素工具钢：“T”后跟碳质量分数的千分之几如“T8”。
铸钢ZG270--500表示屈服强度为270MPa、抗拉强度为500MPa的铸钢。
合金结构钢该类钢的钢号由“数字+合金元素+数字”三部分组成。前两位数字表示钢中平均碳质量分数的万分之几；合金元素用化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均质量分数。当其平均质量分数<1.5％时，一般只标出元素符号而不标数字。
合金工具钢：编号前用一位数字表示平均碳质量分数的千分数，如9CrSi钢，表示平均碳质量分数为0.9％(当平均碳质量分数≥1%时，不标出其碳质量分数)，合金元素Cr、Si的平均质量分数都小于1.5％的合金工具钢。高速钢（高合金工具钢）的钢号中一般不标出碳质量分数，仅标出合金元素的平均质量分数的百分数，如W6Mo5Cr4V2。
滚动轴承钢高碳铬轴承钢属于专用钢，该类钢在钢号前冠以“G”，其后为Cr+数字来表示，数字表示铬质量分数的千分之几。例如GCrl5钢，表示的平均质量分数铬为1.5％的滚动轴承钢。
特殊性能钢特殊性能钢的碳质量分数也以千分之几表示。如“9Crl8"表示该钢平均碳质量分数为0.9％；1Cr18Ni9Ti表示该钢平均碳质量分数为0.１％左右，铬平均质量分数铬为1８％，镍平均质量分数铬为９％，钛平均质量分数铬为1％左右。但当钢的碳质量分数≤0.03％及≤0.08％时，钢号前应分别冠以00及0表示。如00Crl8Nil0，0Crl9Ni9等。
合金元素在钢中的作用：1．强化铁素体--溶于铁素体，产生固溶强化作用；2．形成合金碳化物；3．阻碍奥氏体晶粒长大；4、提高钢的淬透性；5．提高回火稳定性。
渗碳钢通常是指经渗碳、淬火、低温回火后使用的钢，碳在0.10％~0.25％之间。
调质钢一般指经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢，碳0.27％~0.50％之间。
铸铁是碳质量分数大于2.11％的铁碳合金。主要由铁、碳、硅、锰、硫、磷以及其他微量元素组成。铸铁具有优良的铸造性、切削加上性、减摩性、吸震性和低的缺口敏感性，加之其熔炼铸造工艺简单，价格低廉，所以铸铁是机械制造业中最重要的材料之一。
铸铁力学性能标注部分为一组数据时表示其抗拉强度值；为两组数据时，第一组表示抗拉强度值，第二组表示伸长率值，两组数字之间用“—”隔开。
有色金属及其合金又称非铁材料，是指除铁、铬、锰之外的其他所有金属材料。
纯铝为面心立方晶格，无同素异构转变。纯铝不能热处理强化，冷加工是提高纯铝强度的唯一手段。
铝合金的强化：固态铝无同素异构转变，因此不能象钢一样借助于热处理相变强化。合金元素对铝的强化作用主要表现为固溶强化、时效强化和细化织织强化。
钛及其合金的主要特点是比强度高、耐腐蚀。。钛具有同素异构转变，在882．5℃以下为密排六方晶格的α—Ti相，在该温度以上为体心立方晶格的β——Ti相。合金元素可提高钛的强度，也影响到钛的同素异晶转变温度。钛合金的热处理方法有退火、淬火+时效和化学热处理等。
铜及其合金按其表面颜色，分为纯铜、黄铜、青铜和白铜，其中后三种为铜合金。
黄铜是以锌为主加元素的铜合金，只含锌黄铜称为普通黄铜。白铜是以镍为主加元素的铜合金；青铜是除锌和镍以外的其他元素作为主加元素的铜合金。
滑动轴承合金是用来制造滑动轴承中的轴瓦及内衬的合金，应具备以下基本性能：
(1)常温下具有足够的强度、硬度、冲击韧性和疲劳极限。
(2)耐磨性好，与轴的摩擦系数小，热膨胀系数小，导热性能好．
(3)有良好的磨合性和抗蚀性能。
轴承合金的组织特点应是在软基体上均匀分布着硬质点或硬基体上分布着软质点。
高分子材料是由相对分子质量104以上的（有机）化合物构成的材料。它是以聚合物为
基本组分的材料，所以又称聚合物材料或高聚物材料。
线型和支链型聚合物加热能变软、而冷却能变硬的可逆的物理特性，称为“热塑性”。
网状结构的聚合物不易溶于溶剂，加热时不熔融，具有良好的耐热性和强度，但其弹性差、塑性低、脆性大，只能在形成网状结构之前进行一次成型，不能重复使用。这种性质称为“热固性”。
高聚物的一些力学性能，如抗拉强度，抗冲击强度、弹性模量、硬度等，都随分子量的增加而增加。结晶度越高，分子链排列越紧密，分子间的作用力就越强，硬度、强度和弹性模量增加，但伸长率相应地减小。
塑料制品是指以有机合成树脂为主要成分，添加多种起不同作用的添加剂，然后经过加热、加压而制成的产品。
工程塑料的成形(主要有注塑、挤压、吹塑、压延、浇注等方法)
注塑成形注塑机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。
合成纤维是由合成高分子为原料通过拉丝工艺而制成的。
橡胶的突出特点是在很宽的温度(-40~150℃)范围内具有高弹性，所以又称高弹体，它还有较好的抗撕裂、耐疲劳特性，在使用中经多次弯曲、拉伸、剪切和压缩不受损伤，并还具有不透水、不透气、耐酸碱和绝缘等性能。
胶粘剂(或粘合剂)指能把同种的或不同种的固体材料连接在一起的媒介物质。是采用合成高分子化合物作为主剂，配合各种固化剂、增塑剂、稀释剂、填料以及其他助剂等配制而成。
涂料属于一种特殊的液态物质，它可以涂覆到物体的表面上，固化后形成一层连续致密的保护膜或特殊功能膜。涂料一般由不挥发成分和稀释剂两大部分组成，涂料经涂覆后，稀释剂逐渐挥发，留下不挥发成分固化成膜。
陶瓷材料可定义为：经高温处理工艺所合成的无机非金属材料。
生产工艺包括：原料制备—坯料成形—烧结三大步骤。陶瓷材料具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性、耐高温、绝缘性能及其他一些特殊的功能
复合材料是指由两种或两种以上异质、异形、异性的材料，以宏观或微观的方式复合形成的新型材料，它一般由基体组元和增强体或功能组元所组成。在工程上，复合材料主要是为了克服金属、高聚物及陶瓷等传统的单一材料的某些不足，实现材料强度、韧性、质量以及稳定性等方面综合性能的全面改善和提高。如钢筋混凝土、玻璃钢。
结构复合材料是指用于结构零件的复合材料，一般是由高强度、高模量的增强体与强度低、韧性好、低模量的基体组成。
复合材料的性能：
1．高的比强度和比模量。2．抗疲劳性能和抗断裂性能良好。3．减摩与减振性能。4．高温性能优良。
二、材料与工艺选择部分
机械零件的失效形式
每种机械零件都具有一定的功能，比如承受载荷、传递力或能量等，如果丧失其所规定的功能即发生了失效。
主要有三类：
(1)过量变形失效-是指零件在工作过程中受力产生的变形量超过了允许值，从而使机器设备无法正常工作或虽能正常工作但达不到预期的效果的现象。
(2)断裂失效-零件在工作的过程中发生断裂的现象称断裂失效。
（3表面损伤失效-主要是指零件表面的磨损、接触疲劳和腐蚀。
材料表面处理主要分两类：表面强化和表面防护。
常用的工艺方法有：表面热处理、气相沉积、热喷涂、堆焊、氧化磷化处理、电镀化学镀、涂装等。
预处理-一般包括除油、除锈、粗化、活化和抛光。
除油--目的是去除材料表面的油脂和污物，常用碱性除油工艺。
除锈--目的是去除金属材料表面的氧化物，从而显露出清净金属表面。常用方法有化学法（如酸洗）和机械法（如打磨、切削和喷砂）。
常用表面强化性处理方法
1、热喷涂—将喷涂材料加热熔化，以高速气流雾化成极细颗粒，并以一定速度喷射到事先准备好的工件表面上，形成涂层。
2、堆焊和喷焊堆焊：将合金丝或焊条熔化堆结在工件表面形成冶金结合层的方法。
喷焊：是对经预热的自溶性合金粉末涂层再加热至1000～1300℃，颗粒熔化生成涂层，使颗粒间和基体表面达到良好结合的方法。
3、电火花表面强化技术是通过火花放电的作用，把作为电极的导电材料熔渗进金属工件的表层，形成合金化的表面强化层，使工件的物理化学和机械性能得到改善的工艺．
4、气相沉积是利用气相中发生的物理、化学反应，生成的反应物在工件表面形成一层具有特殊性能的金属或化合物的涂层。
常用表面防护性处理方法
钢铁的氧化处理:将钢铁零件浸在浓碱溶液中煮沸，在金属表面生成稳定的四氧化三铁(Fe3O4)的过程。因四氧化三铁氧化膜呈蓝黑色，所以又称其为“发蓝”。发蓝是提高黑色金属防护能力的一种简便而又经济的方法。
钢铁的磷化处理:是将零件浸入磷酸盐溶液中化学处理，在金属表面生成难溶于水的磷酸盐膜的过程。简称“磷化”。磷化也是金属氧化方法之一，因此磷酸盐膜也是一种化学转化膜。磷化是钢铁表面防护的常用方法之一，应用愈来愈广泛。有色金属如锌、铝、铜、锡等都可以进行磷化处理。
铝及铝合金零件在电解液中进行电化学氧化，其工艺象电镀的逆过程，因零件作为阳极，故也称铝阳极氧化。
铝及铝合金的化学氧化是不用外来电流而仅把工件置入适当溶液中，使其表面生成人工氧化膜。一般是将铝件浸在含有碱溶液和碱金属的铬酸盐溶液中，铝和溶液互相作用。很快便生成Al2O3和Al(OH)3的薄膜.
铝及铝合金氧化膜的着色铝及铝合金经氧化处理后，得到新鲜的氧化膜层，它具有多孔性、吸附能
力强，容易染上各种颜色，具有良好的装饰效果。
镀层装饰技术能在制品表面形成具有金属特性的镀层，这是一种较典型的表面装饰技术。金属镀层
不仅能提高制品的耐蚀性和耐磨性，而且能够增强制品表面的色彩、光泽和肌理的装饰效果，因此能
保护和美化表面，由于有优异的镀层，常常使制品的品位和档次得到提高。
按镀层的表面状态可分成镜面镀层和粗面镀层两类。按镀层装饰技术可分为电镀、化学镀、真空蒸
发沉积镀、气相镀等。镀层装饰的金属有Cu、Ni、Cr、Fe、Zn、Sn、Al、Pb、Au、Ag、Pt及其合金。电镀-是将金属工件浸入要镀金属盐溶液中并作为阴极，通以直流电，在直流电场作用下，金属盐
溶液中的阳离子在工件表面上沉积形成电镀层。
化学镀是一种在无外加电流的情况下,利用还原剂在具有催化活性的表面进行氧化还原反应而沉积
出镀层的方法。溶液中一般含有主盐，提供形成镀层的主要成分；还原剂，还原主盐中的离子；络合剂，拓宽镀液工作的pH值范围,提高沉积速度,改善镀层光洁致密性,防止镀液中沉淀的析出,增加其
稳定性并延长使用寿命；稳定剂，抑制镀液自发分解；和缓冲剂。
涂料及其涂装工艺涂料旧称油漆。准确的名称应为“有机涂料”，简称涂料。
所谓涂料就是涂敷在物体表面，经过物理变化、化学变化、能够形成具有一定附着力和机械强度的薄膜，起着装饰、保护及其他作用的液体或粉末状的有机高分子胶体混合物的总称。所形成的薄膜称为涂膜或漆膜。
涂料的性质即色彩、光泽、涂膜的硬度、附着性、耐蚀性、耐候性等。
涂料的作用: 对于工业产品来说，涂料具有保护作用、装饰作用、特殊作用三大功能。
1．保护作用:涂料在产品表面所形成的一层硬薄膜能够将物质与空气、水分、阳光、微生物以及其它腐蚀介质隔离开，既可防止产品表面化学性锈蚀或腐朽变质，起到一种屏蔽作用，又可避免产品表面直接受到机械外力的摩擦和冲击碰撞而损坏，起到一定的机械保护作用。
2．装饰作用:涂料的装饰作用主要是通过色彩、光泽、纹理三个方面实现的。
3．特殊作用:在一些特定的场合涂料具有其特殊的作用。如电器的绝缘往往借助于绝缘漆；为了防止海洋微生物的粘附，保护船底的光滑平整，使用船底防污漆；高温条件下的超温报警可用示温涂料；在战场上为了伪装武器设备，则用伪装涂料；其它诸如导电涂料、防红外线涂料、反雷达涂料等的功能，均属涂料的特殊作用。
材料与成形工艺的选择
一般可遵循四条基本原则：使用性能足够、工艺性能良好、经济性合理和环保性原则。
根据使用性能选材：根据工作条件、失效(丧失正常工作能力)形式，提出对使用性能的要求，作为选材的主要依据,保证产品内在质量。金属制品的失效形式有变形、断裂和表面损伤三种基本类型。
根据工艺性能选材：满足零件工艺性能的要求，提高加工成品率；
铸造性能：金属构件中，承载不大，受力简单而结构复杂，尤其有复杂内腔结构的，选择铸造成型。锻造性能：承载较大、受力复杂的构件进行锻造成型。
焊接性能：一般体积较大，要求气密性好，能承受一定的压力，如容器、输送管道、蒸汽锅炉等产品及工程结构，采用焊接成形。
切削加工:材料的切削加工性能是指材料进行切削加工时的难易程度。评价材料的切削加工性能可以从切削后工件的表面粗糙度、切削速度、断屑能力及刀具磨损等方面加以考虑。金属的硬度对其切削加工性能有较大的影响。经验证明，当材料硬度处于170—230HBS时切削加工性能最好。硬度低时切削速度低，断屑能力差；硬度高时，对刀具的磨损较严重。
热处理工艺性:对大多数金属材料来说，热处理是保证材料达到最终使用性能要求的重要工艺手段。如果材料的热处理工艺性能不好，容易产生严重的变形与开裂，使所有的前期加工报废，造成极大的浪费与损失。热处理工艺性包括淬硬性、淬透性、变形开裂倾向、回火稳定性、回火脆性等，对于要求截面力学性能均匀的零件，通常考虑淬透性更多一些。一般含Mn、Cr、Ni、B等合金元素的合金钢淬透性比较好，可以用在一些尺寸较大的重要零件上。碳钢的淬透性较差，只适合制作尺寸较小，形状简单、强韧性要求不高的零件。热处理时的变形与开裂是一个比较复杂的问题。除了与热处理工艺有关外，也应从零件的结构设计方面加以考虑，比如零件上应避免尖角或截面突变，应采用封闭、对称式结构等。
选材的经济性原则：满足使用性能和工艺性能要求的条件下，符合造型要求，避稀贵就价廉、避远就近、尽量采用标准化、系列化材料,降低成本，获得大的经济效益。
环保性原则以无毒无害材料代替有毒有害材料；尽可能循环重复利用，废弃物综合利用；减少材料成形过程及废物对环境的污染。
合理选择毛坯
在机器制造业中常用的毛坯有铸件、锻件、焊接件、各种轧制型材件及粉末坯件。
在满足使用性能要求的前提下，选择零件毛坯的形式时主要考虑零件的外形尺寸特点、加工工艺
性及生产批量等方面，使其易于加工效率高、材料与能源消耗少，总的加工成本低等。
一般形状复杂的零件，如箱体等，常用铸件毛坯；
外形相对简单的零件则制成锻件；单件或小批量生产时，采用自由锻件毛坯可以缩短生产周期、节省模具费用；而大批量生产时，多采用模锻件或精密铸件毛坯以减少机械加工工时，提高生产效率。
焊接件常用于要求尺寸大、质量小、刚性大的零件。
材料与成形工艺选择的具体方法和依据
1、依据零件的结构特征选择
轴类--采用锻造成形，中碳钢（如45）或中碳合金钢（如40Cr）。
盘类（齿轮）--中碳钢锻造或铸造，小齿轮可用圆钢或冲压或挤压。
箱体类—铸件。
支架类—小批量用焊接。
2、依据生产批量选择
单件小批量—铸造手工砂型；锻件自由锻或胎膜锻；焊接件手工或半自动；薄板用钣金、钳工。
大批量—分别采用机器造型、模锻、埋弧自动焊及板料冲压。各种批量的工艺方法见表13-4。
3、依据最大经济性选择-多方案比较。
4、依据力学性能要求选择
1）以综合力学性能为主的选材
一般轴类、连杆、重要螺栓和低速轻载齿轮承受循环载荷与冲击载荷，失效主要是过量变形和断裂，需要较高的强度和疲劳极限与良好的塑性和韧性。
一般零件选调质或正火的中碳钢；淬火并低温回火的低碳钢；正火或等温淬火状态的球墨铸铁。
重要零件选合金调质钢或经控制锻造的合金非调质钢或超高强钢。
2）以抗磨损性能为主的选材—磨损为主要失效形式
受力较小、不受大的冲击或振动，摩擦剧烈的零件-如钻套顶尖冷冲模切削刀具等，主要要求高硬度。一般选淬火低温回火的高碳钢或高碳合金钢；铸件可用耐磨铸铁。
同时受磨损与交变应力或冲击载荷的零件—要求较高的耐磨性及较高的强度塑性和韧性，即表硬里韧。优先满足心部强韧性，再用表面硬化方法满足耐磨性。如机床齿轮、凸轮轴，选用中碳钢或中碳合金钢，正火或调质后表面淬火或渗氮。有较高冲击的汽车变速齿轮可选低碳钢或低碳合金钢，渗碳淬火及低温回火。
3）以抗疲劳为主的选材—发动机轴、滚动轴承、弹簧
可选用:低碳钢或低碳合金钢淬火及低温回火;中碳钢或中碳合金钢调质或淬火及中温回火，超高强钢等温淬火及低温回火，提高抗疲劳性能。
可用表面淬火、渗碳、渗氮、喷丸、滚压等表面强化处理提高疲劳抗力。
4）以防过量变性为主的选材-如机床主轴导轨、镗杆、机座
防止过量弹性变形选用弹性模量高的材料。防止过量塑性变形选用屈服点高的材料。
1）铸造成形球墨铸铁是铸造曲轴最常用的材料，在轿车发动机中应用很广泛。常用的铸造曲轴用的球墨铸铁有QT600-2、QT700-2、QT900-2等。一般汽车发动机曲轴选用的球墨铸铁强度应不低于
600MPa，制造农用柴油发动机曲轴的球墨铸铁强度则不应低于800MPa。
典型轴类零件的选材
1）铸造成形:一般在调质或正火后采用中频感应淬火对轴颈进行表面强化处理。
某些汽车、拖拉机发动机的曲轴轴颈也有采用氮碳共渗处理，以提高曲轴的疲劳强度和耐磨性。
铸造质量是影响铸造曲轴质量的关键因素，必须保证铸造毛坯球化良好并无铸造缺陷。正火的目的是通过增加组织中珠光体的含量并使其细化来提高其强度、硬度与耐磨性；高温回火的目的在于消除正火过程中造成的内应力。铸造曲轴的工艺路线为：
铸造一正火（或调质）一矫直一切削加工一去应力退火一轴颈气体渗氮(或氮碳共渗)一矫直一精加工一零件
2）锻造成形:如机床主轴是机床的重要零件之一，在进行切削加工时，高速旋转的主轴承受弯曲、扭转和冲击等多种载荷，要求它具有足够的刚度、强度、耐疲劳、耐磨损以及精度稳定等性能。
根据机床主轴所选用的材料和热处理方式，可以将其分为四种类型：局部淬火主轴、渗碳主轴、渗氮主轴和调质(正火)主轴，对一般的中等载荷、中等转速，冲击载荷不大的主轴，选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢等即可满足要求，对轴颈、锥孔等有摩擦的部位要进行表面硬化处理。当载荷较大，同时要承受较大的疲劳载荷与冲击载荷的主轴，则应采用20CrMnTi合金渗碳钢或38CrMoAl渗氮钢制造，并进行相应的渗碳或渗氮化学热处理。一般选用45钢或40Cr钢制造，锻造成形机床主轴加工工艺路线为：
下料一锻造一正火一粗加工一调质一半精加工一局部表面淬火+低温回火一磨削加工一零件整体的调质处理
可使轴得到较高的综合力学性能与疲劳强度．硬度可达220—250HBS，调质后组织为回火索氏体。
在轴颈和锥孔处进行表面淬火与低温回火处理后，硬度52HBC，可以满足局部高硬度与高耐磨性的要求。
典型齿轮选材举例
对齿轮材料提出的性能要求如下：
1)高的表面硬度和耐磨性；2)足够高的齿心强度和韧性；3)高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。
此外，还要求材料有较好的加工工艺性能，如切削加工性好、淬透性好、热处理变形小等。
例如：机床齿轮的工作条件较好、载荷不大、转速中等、工作平稳、少有强烈的冲击。除了要有高的接触疲劳强度、弯曲强度、表面硬度与耐磨性等要求外，还应能保证高的传动精度和小的工作噪声。一般情况下可以选用45钢或40Cr、40MnB中碳合金钢制造，后者的淬透性更好。
机床齿轮的工艺路线一般为：
下料一锻造一正火①一粗加工一调质②或正火一精加工一齿部高频表面淬火+低温回火③一精磨
请回答上述工艺路线中①、②、③的热处理工艺的目的及工艺?
锻造：细化晶粒、改善组织，提高力学性能；压合铸造缺陷；使纤维组织不被切断，并沿制件外形合理分布。
正火作为预备热处理工艺可以消除锻造毛坯的应力，细化组织，调整毛坯的硬度到适合切削加工。
调质处理的目的是为齿轮提供较高的综合力学性能，保证齿的心部具有足够的强度和韧性以承受较大的交变弯曲应力和冲击载荷。同时还可以减少淬火后的变形。（对于性能要求不高的齿轮可以不进行调质处理。）高频表面淬火+低温回火处理可以使齿面的硬度超过50HRC，有利于提高齿轮的耐磨性和接触疲劳抗力。特别是在高频表面淬火处理后，齿面存在残余压应力，有利于提高齿轮的疲劳抗力，防止表面发生麻点剥落。
箱体、支架类零件选材
各种机械的机身、底座、支架、主轴箱、进给箱、溜板箱、内燃机的缸体等，都可视为箱体、支架类零件。一般多用铸造：
受力大强度韧性高的用铸钢；正火或完全退火。
受力不大、不受冲击的用灰铸铁；去应力退火。
受力不大、要自重轻或导热好的选铸造铝合金；退火或淬火时效。
受力很小、要自重轻的可选工程塑料；
受力较大，但形状简单批量小，可选型钢焊接。
HT200 、KTH350-10 、KTZ700-02 、QT600-3 、KWT420
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检举|2013-04-11 9:11
HT200----HT表示灰口铸铁--200表示抗拉强度--主要用于制造机座，因为它有一定的吸震性KTH350-10-----表示黑心可锻铸铁-----350表示抗拉强度----10表示伸长率----主要用于制造零件和机器外壳，因为它有一定的可塑性KTZ700-02----KTZ表示珠光可锻铸铁----700表示抗拉强度----02表示伸长率----主要用于制造零件QT600-3----QT表示球墨铸铁----600表示抗拉强度----3表示伸长率----主要用于制造大零件，因为它热变形小KWT420----KWT表示耐高温铸铁----420表示抗拉强度----主要用于耐高温的场所40Cr，C：0.37%-0.44%，Cr：0.8%-1.1%（其它元素略）。
最常用的合金结构钢，一般经经热处理后使用。抗拉强度、屈服强度及淬透性均比40钢高。用于制造中载、中速零件，如万向节、齿轮、轴、花键、花键轴等。
GCr15，C：0.95%-1.05%，Cr：1.4%-1.65%（其它元素略）。
最常用的滚动轴承钢，高淬透性，热处力后可获得高而均匀的硬度和耐磨性，疲劳寿命长。适用于高速、高载的轴承钢球、滚子、套圈，也可用于制造承受较大载荷、高耐磨、高弹性极限、高接触疲劳强度的机械零件，以及精密量具、冷冲模、一般刀具等。
W18Cr4V，C0.7%-0.8%，Cr：3.8%-4.4%，W：17.5%-19%，V：1%-1.4%（其它元素略）。应用最广泛的高速工具钢。热处理范围宽，易于磨削加工。500C°-600C°时硬度仍可保持在HRC52-58。用于制造加工中等硬度材料（HB300-320）、工作温度＜600C°仍要保持切削性能的刀具。如车刀、铣刀、刨刀、钻头、齿轮刀具、用丝锥、板牙、锯条，也可用于制造高温耐磨的机械零件，如高温轴承、高温弹簧等。
ZG270-500，C：≤0.4%，Si：≤0.5%，Mn：≤0.9%（其它元素略）。
一般工程用铸造碳钢。屈服强度≥270MPa，抗拉强度≥500MPa。具有较高的强度和较好的塑性，铸造性能良好，焊接性能尚好，可切削性能佳。用于制造机架、轴承座、连杆、箱体、曲轴、缸体等。
HT150，灰铸铁。
抗拉强度≥150MPa，铸造性能好，工艺简便，应力小，可不用人工时效处理，有一定的机械强度及良好的减震性。用于制造中等应力的机械铸件，如支柱、底座、齿轮箱、普通机床床身、工作台。
H62，应用广泛的一个普通黄铜品种，Cu：60.5%-63.5%，余量为Zn。
有良好的力学性能，良好的塑性、可切削性，易钎焊和焊接，耐蚀。易产生腐蚀破裂。用于制造时需要深引伸和折弯的各种受力零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、导管、筛网、散热器零件等。
化工原理知识 绪论 1、单元操作：（Unit Operations）： 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品，在化工生产中共有的过程称为单元操作（12）。 单元操作特点： ①所有的单元操作都是物理性操作，不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用设备也是通用的。单元操作理论基础：（11、12） 质量守恒定律：输入=输出+积存 能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出 动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法： 实验研究方法（经验法）：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法（半经验半理论方法）：通过分析，在抓住过程本质的前提下，对过程做出合理的简化，得出能基本反映过程机理的物理模型。（04） 3、因次分析法与数学模型法的区别：（08B） 数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法 实验：寻找函数形式，决定参数
第二章：流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头（或扬程）： 离心泵的压头（或扬程）：泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示，单位为m 。 2、离心泵的理论压头： 理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。 实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1）叶片间的环流，2）流体的阻力损失，3）冲击损失。 3、气缚现象及其防止： 气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。 防止：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne 表示。 效率： 轴功率：电机输入离心泵的功率,用N 表示，单位为J/S,W 或kW 。 二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点：管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点，就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量，该交点称为泵在管路上的工作点。 流量调节： 1）改变出口阀开度——改变管路特性曲线； 2）改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程： 开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。 开泵后，泵轴带动叶轮一起高速旋转产生离心力。液体在此作用下，从叶轮中心被抛向 g QH N e ρ=η/e N N =η ρ/g QH N =
工程材料综合实验 车辆工程10-1 班 实验者： 陈秀全学号：10047101冯云乾学号：10047103高万强学号：10047105
一实验目的 1区别和研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之 间的相互关系； 3、 了解碳钢的热处理操作； 4、 研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、 观察热处理后钢的组织及其变化； 6、 了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 二实验设备及材料 1、 显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、 金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 3、 三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢 20#、中碳钢45#、高碳钢 T10） 三实验内容 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、 中碳钢和高碳钢，均为退火状 态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 6、 热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。 、 分析碳钢成分一组织一性能之间的关系。 四实验步骤： &观察平衡组织并测硬度： （1） 制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2） 观察并绘制显微组织；
（3）测试硬度。 9、进行热处理。 10、观察热处理后的组织并测硬度： （1）制备金相试样（包括磨制、抛光和腐蚀）； （2）观察并绘制显微组织。 五实验报告: 、总结出碳钢成分一组织一性能一应用之间的关系
图1工业纯铁图2工业纯铁图3亚共析钢 图6过共析钢图5共析钢调质处理
图8共晶白口铸铁 图7 亚共晶白口铸铁 图10 20#正火（加热到860C +空冷）图9过共晶白口铸铁 图11 45#调质处理图12 T10正火处理
第一章金属材料的力学性能 1. 常用的力学性能有哪些？ 2. 金属材料室温拉伸性能试验可以测定金属的哪些性能（四个）？ 3.低碳钢的试样在拉伸过程中，可分为哪三个阶段？三个阶段各有什么特点？ 4.拉伸曲线和应力-应变曲线的区别是什么？为什么要采用应力-应变曲线？ 5. 如何从拉伸应力-应变曲线中获得弹性模量？什么是刚度？弹性模量对组织是否敏感？弹性模量与什么有关？什么是弹性极限？符号是什么？ 6. 什么是屈服强度？符号是什么？什么是条件屈服强度？符号是什么？什么是抗拉强度？符号是什么？什么是塑性？表示材料塑性好坏的指标有哪两个？计算公式是什么？ 7.生产中，应用较多的硬度测试方法有哪三种？三种硬度测试方法的原理和方法？表示符号？ 8.什么是冲击韧性？冲击试验的应用？什么是冷脆现象？ 9.什么是低应力脆断？是由什么引起的？ 10. 疲劳断裂也属于低应力脆断，是什么原因引起的？什么是疲劳极限？ 第二章金属与合金的晶体结构 1. 什么是晶体和非晶体？晶体与非晶体在性能上的别？晶体与非晶体是否可以转化？ 2. 什么是晶格、晶胞和晶格常数？ 3. 什么是金属键？由于金属键的结合，金属具有哪些金属特性？为什么？ 4. 纯金属中常见的三种晶格类型是什么？体心立方和面心立方晶格的晶胞原子数、原子半径和致密度是多少？能够画出各自的晶胞示意图（图2-6（a）、2-7（a））。α-Fe和γ-Fe分别是什么晶体结构？ 5. 合金的定义？组元的定义？相的定义？固态合金中的相有哪两大类？什么是固溶体？固溶体按溶解度分为哪两类？按溶质原子在晶格中的分布情况分为哪两类？什么是固溶强化？固溶强化原理是什么？什么是弥散强化？ 6. 实际金属的晶体缺陷有那三类？点缺陷包括哪几种？点缺陷对金属力学性能（强度、硬度、塑性和韧性）有什么影响？位错对金属的性能有什么样的影响？面缺陷有哪两种？对金属的性能有什么样的影响？ 第三章金属与合金的结晶 1. 结晶的定义？ 2. 什么是过冷度？金属结晶的必要条件是什么？过冷度与冷却速度的关系？ 3. 纯金属的结晶过程（或结晶规律）包括哪两个过程？两者是同时进行的吗？ 4. 金属的强度、硬度、塑性和韧性随着晶粒的细化而（提高还是降低）？工业生产中，为改善其性能，通常采用哪些方法来细化铸件的晶粒？ 5. 纯金属和合金的结晶过程有什么不同？冷却曲线和相图的横坐标和纵坐标分别表示什么？ 6. 什么是二元匀晶相图？什么是二元共晶相图？二元共晶反应和二元匀晶反应有何不同？认识图3-16中的点、线和相区。会分析图3-16中四种典型合金的结晶过程，为学习铁碳合金相图做准备。 7. 什么是枝晶偏析？为什么会产生枝晶偏析？用什么方式消除枝晶偏析？ 第四章铁碳合金相图 1. 铁碳合金的基本相有哪些？其中哪些是固溶体？哪些是金属间化合物？ 2. 能够自己换出图4-5简化后的铁-渗碳体相图（包括点、线、温度、成分、相区）。能够写出共晶反应和共析反应（包括反应相、生成相、相的成分、反应温度、生成的组织组成物的名称和相貌）。相图中点和线的含义。 3.铁碳合金可以分为哪三类？其成分分别是什么？ 4. 能够分析钢的3种典型铁碳合金（共析钢、亚共析钢、过共析钢）的结晶规程（包括绘制冷却曲线、每一转变过程在的显微组织，并用文字解释结晶过程）。能够画出典型合金室温下的平衡组织。 5. 含碳量对钢的力学性能影响（强度、硬度、塑性、韧性），图4-17。 第五章钢的热处理
工程材料实验报告 专业： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 姓名：，学号： 青海大学机械工程学院 年月日
工程材料综合实验 ●金相显微镜的构造及使用 ●铁碳合金平衡组织分析 ●碳钢的热处理 ●金相试样的制备 ●碳钢热处理后的显微组织分析 ●硬度计的原理及应用 ●碳钢热处理后的硬度测试 ●常用工程材料的显微组织观察 实验一金相显微镜的构造和使用 一、实验目的 熟悉金相显微镜的基本原理、构造；了解金相显微镜的使用注意事项，掌握金相显微镜的使用方法。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）金相显微镜的基本原理2）金相显微镜的构造3）显微镜使用注意事项 四、实验步骤 五、实验报告 实验二铁碳合金平衡组织分析 一、实验目的 （1）熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织。 （2）了解铁碳合金中的相与组织组成物的本质、形态及分布特征。
（3）分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）铁碳合金的平衡组织 2）各种组成相或组织组成物的特征 3）铁素体与渗碳体的区别 四、实验步骤 五、实验报告 实验三碳钢的热处理 一、实验目的 1）熟悉钢的几种基本热处理操作：退火、正火、淬火、回火 2）了解加热温度、冷却速度、回火温度等主要因素对45钢热处理后性能的影响。 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）加热温度的选择 2）保温时间的确定 3）冷却方法 四、实验步骤 五、实验报告 实验四金相试样的制备 一、实验目的 1）了解金相试样的制备过程。 2）学会金相试样的制备技术。
二、实验设备及材料 三、实验内容 1）取样 2）镶样 3）磨制 4）抛光 四、实验步骤 五、实验报告 实验五碳钢热处理后的显微组织分析 一、实验目的 观察碳钢热处理后的显微组织 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）钢冷却时所得到的各种组织组成物的形态 2）钢淬火回火后的组织 四、实验步骤 五、实验报告 实验六硬度计的原理及应用 一、实验目的 1）熟悉洛氏硬度计、布氏硬度计、显微硬度计的原理、构造。 2）学会三种硬度计的使用 二、实验设备及材料 三、实验内容 1）洛氏硬度实验原理 2）布氏硬度试验原理 3）显微硬度计的原理 四、实验步骤 五、实验报告 实验七碳钢热处理后的硬度测试
机械工程材料综合实验心得体会 篇一：机械工程材料总结 第01章材料的力学性能 静拉伸试验：材料表现为弹性变形、塑性变形、颈缩、断裂。 弹性：指标为弹性极限?e，即材料承受最大弹性变形时的应力。 刚度：材料受力时抵抗弹性变形的能力。指标为弹性模量E。表示引起单位变形所需要的应力。 强度：材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。 断裂的类型：韧性断裂与脆性断裂、穿晶断裂与沿晶断裂、剪切断裂与解理断裂 布氏硬度 HB：符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。洛氏硬度 HR 、维氏硬度HV 冲击韧性：A k = m g H – m g h (J)（冲击韧性值）a k= AK/ S0 (J/cm2) 疲劳断口的三个特征区：疲劳裂纹产生区、疲劳裂纹扩展区、断裂区。 断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是度量材料的韧性好坏的一个定量指标，是应力强度因子的临界值。K ? C a C 工程应用要求：? YIC
磨损过程分：跑和磨损、稳定磨损、剧烈磨损三个阶段阶段 蠕变性能：钢材在高温下受外力作用时，随着时间的延长，缓慢而连续产生塑性变形的现象，称为蠕变。（选用高温材料的主要依据） 材料的工艺性能：材料可生产性：得到材料可能性和制备方法。铸造性：将材料加热得到熔体，注入较复杂的型腔后冷却凝固，获得零件的方法。锻造性：材料进行压力加工(锻造、压延、轧制、拉拔、挤压等)的可能性或难易程度的度量。 决定材料性能实质：构成材料原子的类型：材料的成分描述了组成材料的元素种类以及各自占有的比例。材料中原子的排列方式：原子的排列方式除了和元素自身的性质有关以外，还和材料经历的生产加工过程有密切的关系。 第02章晶体结构 晶体：是指原子呈规则排列的固体。常态下金属主要以晶体形式存在。晶体有固定的熔点，具有各向异性。非晶体：是指原子呈无序排列的固体。各向同性。在一定条件下晶体和非晶体可互相转化。 晶格：晶体中，为了表达空间原子排列的几何规律，把粒子(原子或分子)在空间的平衡位置作为节点，人为地将节点用一系列相互平行的直线连接起来形成的空间格架称
工程材料 第一部分 一、填空题 1.建筑工程上使用的绝热材料一般要求其热导率不大于 W/（m·K），吸声材料一般要求其平均吸声系数大于。 2.砼拌合物的和易性包括流动性、和三方面含义。 3.与牌号为30甲的石油沥青相比，牌号为100甲的石油沥青延度较，软化点较。 4.建筑石膏凝结硬化的速度较，凝固后体积将发生。 5.砌筑烧结多孔砖砌体时所用砂浆的强度主要取决于 和。 6.矿渣水泥抗硫酸盐侵蚀性比硅酸盐水泥，其原因是矿渣水泥水化产物中。 7.根据国家标准规定，硅酸盐水泥的细度要求为，普通水泥的细度要求为方孔筛筛余不得超过10.0% 。 8.花岗岩的主要组成包括、和少量云母。 9.某工程采购一批烧结普通砖，露天放置一段时间后，发现大量砖块开始自动碎裂，这种现象称为，其原因是由于原材料中存在石灰质物质。 10.水乳型建筑涂料所采用的溶剂是，其涂膜的耐擦洗性较。 二、选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内） 1.材质相同的两种材料，已知表观密度ρOA>ρOB，则A材料的保温效果比B材料（）。 A. 好 B. 差 C. 差不多 D. 相同 2.高强石膏的强度较高，这是因其调制浆体时的需水量（）。 A. 大 B. 小 C. 中等 D. 可大可小 3.砂的细度模数越大，表示（）。 A. 砂越细 B. 砂越粗 C. 级配越好 D. 级配越差 4.测定混凝土强度用的标准试件尺寸是（）mm. A. 70.7×70.7×70.7 B. 100×100×100 C. 150×150×150 D. 200×200×200
5.水泥安定性即指水泥浆在硬化时（）的性质。 A. 产生高密实度 B.体积变化均匀 C.不变形 D.收缩 6.钢筋冷拉后（）强度提高。 A. sσ B. bσ C. sσ和bσ D. pσ 7.沥青的温度敏感性大小，常用（）来表示。 A. 针入度指数 B. 软化点 C. 针入度 D. 闪点 8.石油沥青化学组分中饱和组分含量增加，沥青的（）。 A. 延度增加 B. 稠度降低 C. 软化点提高 D. 针入度减小 9.沥青混合料中填料宜采用（）矿粉。 A. 酸性岩石 B. 碱性岩石 C. 中性岩石 D. 亲水性岩石 10.马歇尔稳定度（MS）是在标准试验条件下，试件破坏时的（）。 A. 最大应力（KN/mm2） B .最大变形（mm） C. 单位变形的荷载（KN/mm） D. 最大荷载（KN） 三、简答题 1、材料的密度，表观密度、堆积密度有何区别，材料含水后对三者的影响。 2、硅酸盐水泥的主要矿物组成和各自水化特点是什么？ 3、什么是减水剂？使用减水剂有何技术和经济效果？ 4、钢材的冲击韧性的定义及表示方法？影响因素？ 四、计算题 1.车箱容积为4m3的汽车，问一次可分别装载(平装、装满)多少吨石子、烧结普通粘土砖?已知石子的密度为 2.65g/cm3，堆积密度为1550kg/m3；烧结普通粘土砖的密度为2.6g/cm3，表观密度为1700kg/m3。
工程材料实验报告 一、实验目的： 1、熟悉并掌握热处理工艺的操作方法； 2、了解45钢、40Cr在室温下的组织结构； 3、了解合金钢经热处理工艺后硬度的测量方法并理解； 4、分析并掌握不同成分合金钢在不同热处理工艺下硬度不同的原因。 二、实验设备： 加热炉、抛光机、硬度测量仪、金相显微镜 三、实验内容： 1、将若干45钢、40Cr放在加热炉中，设定加热温度860℃，进行加热； 2、对加热到设定温度的试样做不同的冷却处理（油冷、水冷、空冷）； 3、将一部分油冷和水冷的试样放到不同温度（200℃、400℃、600℃） 加热炉中做回火处理，有些试样不进行回火； 4、将经过正火和淬火未回火的试样打磨、抛光，观察金相组织；对经 过淬火和不同温度下回火的试样只进行打磨； 5、对所有试样测量硬度； 6、处理测量数据，比较分析不同成分合金钢在不同的热处理工艺下硬 度不同的原因。 四、数据处理： 材料淬火工艺回火工艺硬度HRC(三点) 45钢860℃×20min 油冷未回火24 26.4 26.5 空冷未回火19 15.5 16 860℃×20min 水冷 未回火55 62 65 200℃×60min 42.5 40.6 49.2 400℃×60min 34 36 35 600℃×60min 17.5 15.5 18.5 40Cr 860℃×20min 油冷未回火52 53 56 空冷未回火21 21.7 23 860℃×20min 水冷 未回火56 57 60 200℃×60min 48.8 49.9 50.5 400℃×60min 43.5 44.5 45 600℃×60min 22.5 21.5 20.5
第1周绪论 1化工原理中的“三传”是指( D )。 A.动能传递、势能传递、化学能传递 B.动能传递、内能传递、物质传递 C.动量传递、能量传递、热量传递 D.动量传递、热量传递、质量传递2因次分析法的目的在于（ A ）。 A.用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化 B.得到各无因次数群间的确切定量关系 C.用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠 D.得到各变量间的确切定量关系 3下列选项中，不是化工原理研究的内容是（ C ）。 A.单元操作 B.传递过程 C.化学反应 D.物理过程 第2周流体流动（一） 2.1 1在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( D )。 A.同一种流体内部 B.连通着的两种流体 C.同一种连续流体 D.同一水平面上，同一种连续的流体 2被测流体的（ C ）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。 A.大气压 B.表压强 C.绝对压强 D.相对压强 3压力表测量的是( B )。 A.大气压 B.表压 C.真空度 D.绝对压强 2.2
1在定稳流动系统中，单位时间通过任一截面的( B )流量都相等 A.体积 B.质量 C.体积和质量 D.体积和摩尔 2在列伯努利方程时，方程两边的压强项必须( C )。 A.均为表压强 B.均为绝对压强 C.同为表压强或同为绝对压强 D.一边为表压强一边为绝对压强 3伯努利方程式中的H项表示单位重量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量，称为（ D ）。 A.位能 B.动能 C.静压能 D.有效功 2.3 1( A )可用来判断流体的流动型态。 A.Re B.Nu C.Pr D.Gr 2流体的流动型态有( B )种。 A.1 B.2 C.3 D.4 3滞流与湍流的本质区别是( D )。 A.流速不同 B.流通截面不同 C.雷诺准数不同 D.滞流无径向运动，湍流有径向运动 第2周测验 1装在某设备进口处的真空表读数为50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为（ A ）kPa。 A.150 B.50 C.75 D.100 2 U型压差计不可能测出的值为( D )。
工程材料综合实验 1.金相显微镜的构造及使用 2.金相显微试样的制备 3.铁碳合金平衡组织观察 实验目的 1、了解金相显微镜的光学原理和构造，初步掌握金相显微镜的使用方法及利用显微镜进行显微组织分析。 学习金相试样的制备过程，了解金相显微组织的显示方法。 3、识别和研究铁碳合金(碳钢和白口铸铁)在平衡状态下的显微组织，分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系。 实验步骤与过程 金相显微镜的构造及使用 ①．实验原理 由灯泡发出—束光线，经过聚光镜组(一)及反光镜，被会聚在孔径光栏上，然后经过聚光镜组(二)，再度将光线聚集在物镜的后焦面上。最后光线通过物镜，用平行光照明标本，使其表面得到充分均匀的照明。从物体表面散射的成象光线，复经物镜、辅助物镜片(一)、半透反光镜、辅助物镜片(一)、棱镜与半五角棱镜，造成一个物体的放大实象。该象被目镜再次放大。照明部分的光学系统是按照库勒照明原理进行设计的，其优点在于视场照明均匀。用孔径光栏和视场光栏，可改变照明孔径及视场大小，减少有害漫射光，对提高象的衬度有很大好处。
②．主要结构 1．底座组： 底座组是该仪器主要组成部分之一。底座后端装有低压灯泡作为光源，利用灯座孔上面两边斜向布置的两个滚花螺钉，可使灯泡作上下和左右移动；转松压育直纹的偏心圈，灯座就可带着灯泡前后移动，然后转紧偏心圈，灯座就可紧固在灯座孔内。 灯前有聚光镜、反光镜和孔径光栏组成的部件，这织装置仅系照明系统的一部分，其余尚有视场光栏及另外安装在支架上的聚光镜。通过以上一系列透镜及物镜本身的作用，从而使试样表面获得充分均匀的照明。 2.粗微动调焦机构： 粗微动调焦机构采用的足同轴式调焦机构。粗动调焦手轮和微动调焦手轮是安装在粗微动座的两侧，位于仪器下部，高度适宜。观察者双手只需靠在桌上及仪器底座上即可很方便地进行调焦，长时间的使用也不易产生疲劳的感觉。旋转粗动调焦手轮，能使载物台迅速地上升或下降，旋转微动调焦手轮，能使载物台作缓慢的上升或下降，这是物镜精确调焦所必需的。右微动手轮上刻有分度，每小格格值为0．002毫米，估读值为0．001毫米。在右粗动调焦手轮左侧，装有松紧调节手轮，利用摩擦原理，根据载物台负荷轻重，调节手轮的松紧程度(以镜臂不下滑，且粗、微动调焦手轮转动舒适为宜)。这也就解决了仪器长期使用后因磨
第二章晶体结构与结晶 简答题 1、常见的金属晶格类型有哪几种？它们的晶格常数和原子排列有什么特点？ 2．为什么单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示各向异性？ 3．在实际金属中存在哪几种晶体缺陷？它们对金属的力学性能有何影响？ 4．金属结晶的基本规律是什么？工业生产中采用哪些措施细化晶粒?举例说明。 第三章金属的塑性变形 简答题 7、多晶体的塑性变形与单晶体的塑性变形有何异同？ 答：相同——塑性变形方式都以滑移或孪晶进行；都是在切应力作用下产生塑性变形的。 不同点——在外力作用下，各晶粒因位向不同，受到的外力不一致，分切应力相差大，各晶粒不能同时开始变形，接近45℃软位向先滑移，且变形要受到周围临近晶粒制约相互要协调；晶粒之间的晶界也影响晶粒的塑性变形。多晶体的塑性变形逐次逐批发生，由少数开始，最后到全部，从不均匀到均匀。 8．已知金属Pb、Fe、Cu的熔点分别为327℃、1534℃，1083℃、，试估算这些金属的再结晶温度范围?在室温下的变形属于冷加工还是热加工？ 9．说明产生下列现象的原因： （1）滑移面和滑移方向是原子排列密度最大的晶面和晶向； （2）晶界处滑移阻力最大； （3）实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小的多； （4）Zn、α-Fe和Cu的塑性不同。 作业： 1．解释下列名词：滑移、加工硬化 2．塑性变形的实质是什么？它对金属的组织与性能有何影响？ 3．何为塑性变形？塑性变形的基本方式有那些？ 4．为什么常温下晶粒越细小，不仅强度、硬度越高，而且塑性、韧性也越好？ 第四章二元合金 1．解释下列名词：合金、组元、相、相图、组织、固溶体、金属间化合物、晶内偏析。2．指出下列名词的主要区别： （1）置换固溶体与间隙固溶体 （2）间隙相与间隙固溶体 （3）相组成物与组织组成物 答：相组成物：指构成显微组织的基本相，它有确定的成分与结构，但没有形态的概念。例：α和β 组织组成物：指在结晶过程中形成的，有清晰轮廓，在显微镜下能清楚区别开的组成部分。例：α、β、αⅡ、βⅡ、α+β。 （4）共晶反应与共析反应 3．为什么铸造合金常选用有共晶成分或接近共晶成分的合金？用于压力加工的合金选用何种成分的合金为好？ 答：铸造性能：取决于结晶的成分间隔与温度间隔，间隔越大，铸造性能越差。 压力加工性能好的合金通常是固溶体，应强度较低，塑性好，变形均匀不易开裂。
机械工程材料实验钢的热处理 题目：钢的热处理 指导老师：克力木·吐鲁干 姓名：杨达 所属院系：电气工程学院 专业：能源与动力工程 班级：能动15-3 完成日期：2017年12月3日 新疆大学电气工程学院
钢的热处理 一总述 热处理是可以改变金属内部的组织结构，从而改变金属的性能。热处理是把钢件加热至一定的温度，保温足够的时间，然后以一定速度冷却的过程。一般热处理工艺有退火、正火、淬火和回火等。 45钢和T8钢是工厂生产中绝大部分零件的辅助用钢、在零件的制造过程中，零件的力学性能检验主要采用硬度检测。碳钢的淬火工艺是提高其力学性能的有效方法之，实践证明零件经热处理后得到的硬度直接受含碳量、加热温度、冷却速度、回火温度这四个因素的影响。本文通过对碳钢进行淬火试验,确定这些因素对碳钢硬度的影响。 二钢的退火和正火 退火和正火是应用最广泛的热处理工艺，除经常作为预先热处理工序外，在一些普 通铸件、焊接件以及某些不重要的热加工工件上，还作为最终热处理工序。钢的退火通常是把钢加热到临界温度AC或AC 以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时奥氏体在高温区发生分解而得到接近平衡状态的组织。正火则是把钢加热到A或A以上，保温后在空气中冷却。由于冷却速度稍快，与退火相比较，组织中的珠光体相对量较多，且片层较细密，所以性能有所改善。对低碳钢来说，正火后硬度提高，可改善切削性能，有利于降低零件表面粗糙度; 对高碳钢则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火做准备。 三钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到Ac3亚共析钢或Ac1 (过共析钢)以上30-50℃保温后放入各种不同的冷却介质V冷应大于V临以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。为了正确地进行钢的淬火必须考虑下列三个重要因素淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 1淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证淬火质量的重要环节。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的含碳量可根据相图确定。对亚共析钢其加热温度为30-50℃若加热温度不足低于则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢加热温度为30-50℃ 淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。 2保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加
第二章材料的性能 一、1）弹性和刚度 弹性：为不产生永久变形的最大应力，成为弹性极限 刚度：在弹性极限范围内，应力与应变成正比，即：比例常数E称为弹性模量，它是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标，亦称为刚度。 2）强度 屈服点与屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值，即： 3）疲劳强度：表示材料抵抗交变应力的能力，即： 脚标r 为应力比，即： 对于对称循环交变应力，r= —1 时，这种情况下材料的疲劳代号为 4）裂纹扩展时的临界状态所对应的应力场强度因子，称为材料的断裂韧度，用K IC表示 二、材料的高温性能： 1、蠕变的定义：是指在长时间的恒温下、恒应力作用下，即使应力小于该温度下的屈服点，材料也会缓慢的产生塑性变形的现象，而导致的材料断裂的现象称为蠕变断裂 2、蠕变变形与断裂机理：材料的蠕变变形主要通过位错滑移、原子扩散及晶界滑动等机理进行的；而蠕变断裂是由于在晶界上形成裂纹并逐渐扩展而引起的，大多为沿晶断裂。 3、应力松弛：指承受弹性变形的零件，在工作中总变形量应保持不变，但随时间的延长而发生蠕变，从而导致工作应力自行逐渐衰减的现象 4、蠕变温度：指金属在一定的温度下、一定的时间内产生一定变形量所能承受的最大应力 5、持久强度：指金属在一定温度下、一定时间内所能承受最大断裂应力 第三章：金属结构与结晶 三种常见金属晶格：体心立方晶格，面心立方晶格、密排六方晶格 晶格致密度和配位数 晶面和晶向分析 1、晶面指数 2、晶向指数 3、晶面族和晶向族 4、晶面和晶向的原子密度第四章：二元合金相图（计算组织组成物的相对含量及相的相对量） 1、二元合金相图的建立 2、二元合金的基本相图 1）匀晶相图（枝晶偏析：由于固溶体一般都以树枝状方式结晶，先结晶的树枝晶轴含高熔点的组元较多；后结晶的晶枝间含低熔点组元较多，故把晶内偏析又称为枝晶偏析） 2）共晶相图 3）包晶相图 4）共晶相图 3、铁碳合金 铁碳合金基本相 1）铁素体 2）奥氏体 3）渗碳体 4）石墨 第五章金属塑性变形与再结晶 1、单晶体塑性变形形式 1）滑移 2）孪生 2、加工硬化：随着变形程度的增加，金属的强度、硬度上升而塑性、韧性下降，即为冷变形强化，也称加工硬化。 3、铁的最低再结晶温度为4500C,故即使它在4000C的加工变形仍应属于冷变形；铅的再结晶温度在00C以下，故它在室温的加工变形为热变形 第六章：金属热处理及材料改性 1、本质粗晶粒钢：对于碳素钢，奥氏体晶粒随加热温度升高会迅速长大，这类钢称为本质粗晶粒钢 2、马氏体类型的转变 1）马氏体组织形态和性能：马氏体组织形态主要有两种基本类型：一种是板条状马氏体，也称低碳马氏体；另一种是在片状马氏体，也称高碳马氏体。 2）马氏体性能：马氏体塑性韧性主要取决于碳的过饱和度和亚结构。低碳板条状马氏体的韧性塑性相当好。 3、过冷奥氏体连续转变 曲线图CCT曲线与TTT曲线比较：共析钢和过共析钢连续冷却时，由于贝氏体转变孕育期大大增长，因而有珠光体转变区而无贝氏体转变
工 程 材 料 实 验 报 告 院系：机械工程学院 班级：10届机电一班 组员：魏仕宏 1000407008 崔继文 1000407010 丁元辉 1000407021 郑鹏涛 10004070
实验项目名称：金相试样的制备及铁碳合金平衡组织观察与分析 一、实验目的和要求 1.通过观察和分析，熟悉铁碳合金在平衡状态下的显微组织，熟悉金相显微镜的使用； 2.了解铁碳合金中的相及组织组成物的本质、形态及分布特征； 3.分析并掌握平衡状态下铁碳合金的组织和性能之间的关系。 二、实验内容和原理 1 概述 碳钢和铸铁是工业上应用最广的金属材料，它们的性能与组织有密切的联系，因此熟悉掌握它们的组织，对于合理使用钢铁材料具有十分重要的实际指导意义。 ⑴碳钢和白口铸铁的平衡组织 平衡组织一般是指合金在极为缓慢冷却的条件下(如退火状态)所得到的组织。铁碳合金在平衡状态下的显微组织可以根据Fe—Fe3C相图来分析。从相图可知，所有碳钢和白口铸铁在室温时的显微组织均由铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)所组成。但是，由于碳含量的不同，结晶条件的差别，铁素体和渗碳体的相对数量、形态，分布和混合情况均不一样，因而呈现各种不同特征的组织组成物。碳钢和白口铸铁在室温下的平衡组织见表1。 a)工业纯铁——室温时的平衡组织为铁素体(F)，F为白色块状（如图1所示）； b)亚共析钢——室温时的平衡组织为铁素体(F)+珠光体(P)，F呈白色块状，P呈层片 状，放大倍数不高时呈黑色块状(如图2所示)。碳质量分数大于0.6％的亚共析 钢，室温平衡组织中的F呈白色网状包围在P周围(如图3所示)； c)共析钢——室温时的平衡组织是珠光体(P)，其组成相是F和Fe3C(如图4、5所示)； d)过共析钢——室温时的平衡组织为Fe3CⅡ+P。在显微镜下，Fe3CⅡ呈网状分布在层片 状P周围(如图6所示)； e)亚共晶白口铸铁——室温时的平衡组织为P+Fe3CⅡ+ Ld＇。Fe3CⅡ网状分布在粗大块 状的P的周围，Ld＇则由条状或粒状P和Fe3C基体组成(如图7所示)；
化工原理概念汇总
化工原理知识 绪论 1、单元操作：（Unit Operations）： 用来为化学反应过程创造适宜的条件或将反应物分离制成纯净品，在化工生产中共有的过程称为单元操作（12）。 单元操作特点： ①所有的单元操作都是物理性操作，不改变化学性质。②单元操作是化工生产过程中共有的操作。③单元操作作用于不同的化工过程时，基本原理相同，所用设备也是通用的。单元操作理论基础：（11、12） 质量守恒定律：输入=输出+积存 能量守恒定律：对于稳定的过，程输入=输出 动量守恒定律：动量的输入=动量的输出+动量的积存 2、研究方法： 实验研究方法（经验法）：用量纲分析和相似论为指导，依靠实验来确定过程变量之间的关系，通常用无量纲数群(或称准数)构成的关系来表达。 数学模型法（半经验半理论方法）：通过分析，在抓住过程本质的前提下，对过程做出合理的简化，得出能基本反映过程机理的物理模型。（04） 3、因次分析法与数学模型法的区别：（08B） 数学模型法（半经验半理论）因次论指导下的实验研究法 实验：寻找函数形式，决定参数
第二章：流体输送机械 一、概念题 1、离心泵的压头（或扬程）： 离心泵的压头（或扬程）：泵向单位重量的液体提供的机械能。以H 表示，单位为m 。 2、离心泵的理论压头： 理论压头：离心泵的叶轮叶片无限多，液体完全沿着叶片弯曲的表面流动而无任何其他的流动，液体为粘性等于零的理想流体，泵在这种理想状态下产生的压头称为理论压头。实际压头：离心泵的实际压头与理论压头有较大的差异，原因在于流体在通过泵的过程中存在着压头损失，它主要包括：1）叶片间的环流，2）流体的阻力损失，3）冲击损失。 3、气缚现象及其防止： 气缚现象：离心泵开动时如果泵壳内和吸入管内没有充满液体，它便没有抽吸液体的能力，这是因为气体的密度比液体的密度小的多，随叶轮旋转产生的离心力不足以造成吸上液体所需要的真空度。像这种泵壳内因为存在气体而导致吸不上液的现象称为气缚。防止：在吸入管底部装上止逆阀，使启动前泵内充满液体。 4、轴功率、有效功率、效率 有效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Ne 表示。 效率：轴功率：电机输入离心泵的功率,用N 表示，单位为J/S,W 或kW 。二、简述题 1、离心泵的工作点的确定及流量调节 工作点：管路特性曲线与离心泵的特性曲线的交点，就是将液体送过管路所需的压头与泵对液体所提供的压头正好相对等时的流量，该交点称为泵在管路上的工作点。流量调节： 1）改变出口阀开度——改变管路特性曲线； 2）改变泵的转速——改变泵的特性曲线。 2、离心泵的工作原理、过程： 开泵前，先在泵内灌满要输送的液体。 g QH N e ρ=η /e N N =η ρ/g QH N =
报告编号：LX-FS-A70497 关于工程材料综合实验报告标准范 本 The Stage T asks Completed According T o The Plan Reflect The Basic Situation In The Work And The Lessons Learned In The Work, So As T o Obtain Further Guidance From The Superior. 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
关于工程材料综合实验报告标准范 本 使用说明：本报告资料适用于按计划完成的阶段任务而进行的，反映工作中的基本情况、工作中取得的经验教训、存在的问题以及今后工作设想的汇报，以取得上级的进一步指导作用。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 篇一：工程材料综合实验报告 一，实验目的 1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、组织与性能之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作； 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化； 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的
使用。 二，实验设备及材料 1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等； 3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢T10） 三，实验内容 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢， 均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式） 实验中对低碳钢20＃、中碳钢45＃、高碳钢
本科实验报告 课程名称： 复合材料工程综合实验 姓 名： 贾高洪 专业班级 复材1301 学 号： 130690101 指导教师： 母静波、侯俊先、王光硕 2016年 5 月 27 日 装备制造学院实验报告 课程名称：__复合材料工程综合实验__________指导老师：实验名称： 手糊成型工艺实验 实验类型：_____操作实验_ 同组学生姓名：_____ _____ 一、实验目的和要求 1.掌握手糊成型工艺的技术要点、操作程序和技巧； 2.学会合理剪裁玻璃布、毡和铺设玻璃布、毡； 3.进一步理解不饱和聚酯树脂、脱模剂和胶衣树脂配方、凝胶、固化和富树脂层等概念和实际意义。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.根据具体条件设计一种切实可行的制品（脸盆、垃圾桶）。 2.制品约为3mm ～4mm 厚，形状自定。 3.按制品要求剪裁玻璃布、毡。
4.手糊工艺操作，贴制作人标签。 5.固化后修毛边，如有可能还可装饰美化。 6.对自己手糊制品进行树脂含量测定。 实验原理： 手糊成型是最早使用的一种工艺方法。随着坡璃钢工业的迅速发展，尽管新的成型工艺不断涌现，但由于手糊成型具有投资少；无需复杂的专用设备和专门技术；可根据产品设计要求合理布置增强材料的材质、数量和方向，可以局部随意加强；不受产品几何形状和尺寸限制，适合于大型产品和批量不大的产品的生产等特点，至于仍被国外普遍采用，在各国玻璃钢工业生厂中仍占有工要地位。象我国这样人口众多的国家，在相当长的一段时间内，手糊成型仍将是发展玻璃钢工业的一种主要成型方法。 不饱和聚酯树脂中的苯乙烯既是稀释剂又是交联剂，在固化过程中不放出小分子，手糊制品几乎90%是采用不饱和聚酯树脂作为基体。模具结构形式大致分为阴模、阳模、对模三种。 阴模可使产品获得光滑的外表面，因此适用于产品外表面要求较光，几何尺寸较准确的产品，如汽车车身、船体等。阳模能使产品获得光滑的内表面，适用于内表几何尺寸要求较严的制品，如浴缸、电镀槽等。 脱模材料是玻璃钢成型中重要的辅助材料之一，如果选用不当，不仅会给施工带来困难，而且会使产品及模具受到损坏。脱模材料的品种很多，而且又因选用的粘接剂不同而各有所别。常用的脱模剂可归纳为三大类：即薄膜型脱模材料、混合溶液型脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。薄膜型脱模材料有：玻璃纸、聚酯薄膜，聚氯乙烯薄膜，聚乙烯醇薄膜等等。本次实验我们选用聚乙烯醇做脱模剂。 本实验利用手糊工艺制备简单的玻璃纤维增强聚合物基复合材料制件。常温常压固化。 三、主要仪器设备 管式炉：差示扫描量热仪 仪器型号：OTF-1200X 生产厂商：合肥科晶材料技术有限公司 1.手糊工具：辊子、毛刷、刮刀、剪刀。 2.玻璃纤维布、毡，不饱和聚酯树脂，引发剂，促进剂，塑料盆，塑料桶。 四、操作方法和实验步骤 （1）配制脱模剂：聚乙烯醇8克溶解于64克水，在缓慢的加入64克乙醇。 （2）按制件形状和大小裁剪玻璃布或毡备用。 （3）在模具表面均匀连续的用纱布涂上一层聚乙烯醇溶液，脱模剂完全干透后，应随即上胶衣或进
化工原理基本概念和原理 蒸馏––––基本概念和基本原理 利用各组分挥发度不同将液体混合物部分汽化而使混合物得到分离的单元操作称为蒸馏。这种分离操作是通过液相和气相之间的质量传递过程来实现的。 对于均相物系，必须造成一个两相物系才能将均相混合物分离。蒸馏操作采用改变状态参数的办法（如加热和冷却）使混合物系内部产生出第二个物相（气相）；吸收操作中则采用从外界引入另一相物质（吸收剂）的办法形成两相系统。 一、两组分溶液的气液平衡 1．拉乌尔定律 理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律： p A=p A0x A p B=p B0x B=p B0（1—x A） 根据道尔顿分压定律：p A=Py A而P=p A+p B 则两组分理想物系的气液相平衡关系： x A=（P—p B0）/（p A0—p B0）———泡点方程 y A=p A0x A/P———露点方程 对于任一理想溶液，利用一定温度下纯组分饱和蒸汽压数据可求得平衡的气液相组成； 反之，已知一相组成，可求得与之平衡的另一相组成和温度（试差法）。 2．用相对挥发度表示气液平衡关系 溶液中各组分的挥发度v可用它在蒸汽中的分压和与之平衡的液相中的摩尔分率来表示，即v A=p A/x A v B=p B/x B 溶液中易挥发组分的挥发度对难挥发组分的挥发度之比为相对挥发度。其表达式有：α=v A/v B=（p A/x A）/（p B/x B）=y A x B/y B x A 对于理想溶液：α=p A0/p B0 气液平衡方程：y=αx/[1+（α—1）x] Α值的大小可用来判断蒸馏分离的难易程度。α愈大，挥发度差异愈大，分离愈易；α=1时不能用普通精馏方法分离。 3．气液平衡相图 （1）温度—组成（t-x-y）图 该图由饱和蒸汽线（露点线）、饱和液体线（泡点线）组成，饱和液体线以下区域为液相区，饱和蒸汽线上方区域为过热蒸汽区，两曲线之间区域为气液共存区。 气液两相呈平衡状态时，气液两相温度相同，但气相组成大于液相组成；若气液两相组成相同，则气相露点温度大于液相泡点温度。 （2）x-y图 x-y图表示液相组成x与之平衡的气相组成y之间的关系曲线图，平衡线位于对角线的上方。平衡线偏离对角线愈远，表示该溶液愈易分离。总压对平衡曲线影响不大。 二、精馏原理 精馏过程是利用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理进行的，精馏操作的依据是混合物中各组分挥发度的差异，实现精馏操作的必要条件包括塔顶液相回流和塔底产生上升蒸汽。精馏塔中各级易挥发组分浓度由上至下逐级降低；精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，原因之一是：塔顶易挥发组分浓度高于塔底，相应沸点较低；原因之二是：存在压降使塔底压
工程材料综合实验 处 理 报 告 单位：过程装备与控制工程10-1班 实验者: 侯鹏飞学号10042107 胡兴文学号10042108 李东升学号10042110
【实验名称】 工程材料综合实验 【实验目的】 运用所学的理论知识和实验技能以及现有的实验设备，通过自己设计实验方案、独立实验并得出实验结果，达到进一步深化课堂内容，加强对《工程材料》课程理论的系统认识，并提高分析问题和解决问题的能力。 通过做这个实验，使学生们可以充分了解以下知识，并学会操作一些必要的仪器和设备： 1、研究铁碳合金在平衡状态下的显微组织； 2、分析含碳量对铁碳合金显微组织的影响，加深理解成分、 组织与性能之间的相互关系； 3、了解碳钢的热处理操作； 4、研究加热温度、冷却速度、回火温度对碳钢性能的影响； 5、观察热处理后钢的组织及其变化； 6、了解常用硬度计的原理，初步掌握硬度计的使用。 【实验材料及设备】 1、显微镜、预磨机、抛光机、热处理炉、硬度计、砂轮机等； 2、金相砂纸、水砂纸、抛光布、研磨膏等；
3、三个形状尺寸基本相同的碳钢试样（低碳钢20＃、中碳钢 45＃、高碳钢T10） 【实验内容】 三个形状尺寸基本相同的试样分别是低碳钢、中碳钢和高碳钢，均为退火状态，不慎混在一起，请用硬度法和金相法区分开。 1、设计实验方案：三种碳钢的热处理工艺（加热温度、保温时间、冷却方式）。做实验前完成。 样品加热温度保温时间冷却方式 20# 880℃25min 空冷 45# 淬火880℃ 高温回火600℃淬火25min 高温回火25min 水冷 T10 900℃30min 水冷 2、选定硬度测试参数，一般用洛氏硬度。 样品20# 45# T10 硬度HRB50 HRC20 HR63 3、热处理前后的金相组织观察、硬度的测定。 4、分析碳钢成分—组织—性能之间的关系。 样品成分组织性能 20# 马氏体F+P冲压性与焊接性良好 45# 马氏体F+P经热处理后可获得良好的综 合机械性能 T10 马氏体+奥氏体P+Fe3C II硬度高，韧性适中 【实验步骤】