上交大版本的機械制造基礎(chǔ)的復(fù)習(xí)資料要點

1、金屬材料力學(xué)性能復(fù)習(xí)思考題1、什么是金屬材料的使用性能？包括哪些內(nèi)容？ 答：在正常工作條件下，材料應(yīng)具備的性能。包括力學(xué)性能，物理性能，化學(xué)性 能。2、什么是金屬材料的工藝性能？包括哪些內(nèi)容？ 答：材料在加工制造中表現(xiàn)出的性能， 顯示了加工制造的難易程度。 包括鑄造性， 鍛造性，焊接性，切削加工性，熱處理性3、拉伸試驗可以測定哪些力學(xué)性能指標？答：強度和塑性4、五項力學(xué)性能指標的定義？測定所用的載荷 （ 靜載荷或動載荷 ） ？他們之間的 相互制約關(guān)系？答：強度（cb：材料抵抗塑性變形和斷裂的能力稱為強度（靜載荷）塑性（5）:材料在外力作用下產(chǎn)生永久變形而不被破壞的能力（靜載荷）硬度（HB）:材

2、料抵抗硬物壓入的能力能力稱為硬度（靜載荷）沖擊韌性（水）:材料抵抗沖擊載荷而不斷裂的能力稱為沖擊韌性（動載荷） 疲勞極限（cl）:材料可以經(jīng)無限次數(shù)應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生疲勞斷裂的最大應(yīng) 力，稱為疲勞極限（動載荷）材料的c b HB指標高時，往往5 a指標低。5、不同硬度值的適用范圍。 答：布氏硬度適用于測鑄鐵、有色金屬、以及退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼的硬度。洛氏硬度適用于測淬火鋼。 維氏硬度適用于測表面淬火鋼、表面滲碳鋼、表面氮化鋼。6、金屬材料在承受沖擊能量高時與沖擊能量低時，材料多次承受沖擊抗力主要 決定于什么力學(xué)性能指標？答：沖擊能量高時，材料多次沖擊抗力主要決定于其韌度 沖擊能量低時，則主要決定于

3、強度金屬晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶復(fù)習(xí)思考題1 、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種？ 答：體心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格2、解釋下列名詞：晶格，晶胞，致密度，晶格常數(shù) 答：晶格：描述原子在晶體中排列的空間格子晶胞：組成晶格的基本（最小）單元 致密度：指晶胞中所占有的原子體積與晶胞體積之比 晶格常數(shù)：反映晶胞的大小3、實際金屬晶體結(jié)構(gòu)有哪幾種缺陷？ P6（圖1 4、5、6） 答：點缺陷，線缺陷，面缺陷4、金屬結(jié)晶的基本過程是什么？形核與晶核長大過程5、細化晶粒的方法有哪些？答：提高冷速；變質(zhì)處理；振動6、什么是同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變？為什么說鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是鐵的一種極重要的特性？ P9（圖 1 11）答：固態(tài)下，

4、一種元素的晶格結(jié)構(gòu)隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。 正是由于純鐵能發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)中才有可能對鋼和鑄鐵進行各種熱理, 從而改變其組織與性能。鐵碳合金復(fù)習(xí)思考題1、 理解鐵碳合金五個基本組織。P11（表1 3）2、 默繪簡化的Fe-Fe3C相圖，并標出各相區(qū)相的組成物和組織組成物。P11（圖1 14）3、理解Fe-Fe3C相圖點、線、區(qū)含義。P12（表1 4）4、用折線法分析0.4%、0.77%、1.2%鐵碳合金從液態(tài)緩冷到室溫的結(jié)晶過程P13（圖 1 15）5、Fe-FesC相圖對熱處理的作用？答：相圖是研究鐵碳合金成分、溫度和組織之間變化規(guī)律的工具，是指導(dǎo)熱處 理加熱的依據(jù)。6、說

5、明當鋼中含碳量超過0.9%時，強度指標下降的原因。答：當鋼中含碳量超過0.9%時，在鋼中晶界處出現(xiàn) Fe3CQ （網(wǎng)狀），它割裂了 基體，使強度指標下降。7、指出下列各鋼種的類別、大致含碳量、質(zhì)量及用途舉例：Q235 、45， ,T12A ，T13， ZG270-500。答：Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：制造螺栓；45優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：制造傳動軸 T12A高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：制造鋸條；T13優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：制造銼刀。 ZG270-500鑄鋼；用于制造軸承座。鋼的熱處理復(fù)習(xí)思考題1 、什么叫“起始晶粒度” 、“實際晶粒度”、“本質(zhì)晶粒度”？本質(zhì)細晶粒鋼的奧 氏體晶粒是否一定比本質(zhì)粗晶粒鋼的細？答：起始晶

6、粒度：是指加熱時各種原始組織剛剛轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時的晶粒度。 實際晶粒度：指某一加熱溫度所對應(yīng)的晶粒度。 本質(zhì)晶粒度；表示鋼的奧氏體晶粒長大傾向性。2、鋼在熱處理時加熱后保溫的目的是什么？ 答：獲得成分均勻的、晶粒細小的奧氏體，為后續(xù)熱處理做好組織準備。3、理解共析鋼等溫轉(zhuǎn)變C曲線的線、區(qū)含義。P16（圖1 20）4、什么是過冷奧氏體（Ag）、殘余奧氏體（Ar）、索氏體（S）、托氏體（T）、貝 氏體（B）和馬氏體（M ）。5、理解Ag等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物特點、形成條件、及力學(xué)性能 P17（表1 5） 答：（Ag）：奧氏體過冷至Ai線以下暫時還沒有轉(zhuǎn)變的奧氏體。（Ar）:在室溫下殘留未轉(zhuǎn)變的奧氏體。（S）:

7、 P（細片狀）So（T）: P（極細片狀）T o（B）:碳在a Fe中的飽和固溶體稱為Bo（M ）：碳在a Fe中的過飽和固溶體稱為 M o&理解Ag連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變產(chǎn)物特點、形成條件。 V1爐冷；V2空冷；V3風(fēng)冷;V4油冷；V5水冷；Vk臨界冷卻速度Vs vK圖3-19 奧氏捧含磁誌對殘余奧氐體罐訶影響7(HJ64 JOD.2 Q*4 U+6 HhH I Ji 1 ,Z 1.1 1.6 l.H 2-C C/MS50 C）O時間IgT圖$-19 連續(xù)冷卻與C曲線7、知道當含碳量C>0.5%的鋼淬火后開始有Ar的原因圖&怖奧氐悴書碳kt那埒氐體轉(zhuǎn)徨掘度的第響看懂亞（過）共析鋼

8、的C曲線，在不同的冷卻下獲取什么組織。掌握它們的應(yīng)用 手畫亞（過）共析鋼Ag的等溫轉(zhuǎn)變C曲線。8、鋼獲得馬氏體組織的條件是什么？馬氏體相變有何特點？ 答：實際冷卻速度必須大于 Vk 冷卻，才能獲得馬氏體組織。特點：M為非擴散性轉(zhuǎn)變M是體心正方晶格M顯微組織是針狀M硬度 高轉(zhuǎn)變溫度停止了， Ag 向 M 轉(zhuǎn)變也就停止了。9、將© 5mm的T8鋼加熱至760C，并保溫足夠時間，問采用什么樣的冷卻工 藝科得到如下組織？P、S、T、B下、T+M、M+ Ar。在C曲線上描繪出工藝曲線示意圖。 答：爐冷得P;空冷得S;風(fēng)冷得T;等溫淬火得B下；油冷得T+M水冷得M+A。10、淬火臨界冷卻速度 V

9、k 受哪些主要因素影響？它與鋼的淬透性有何關(guān)系？答：Vk受含碳量，合金元素，加熱溫度和保溫時間影響。Vk越小鋼的淬透性越好。11、 Ar 的存在對鋼件質(zhì)量有何影響？用什么方法減少或消除Ar？答：降低零件的硬度和耐磨性；組織不穩(wěn)定，會影響零件的尺寸與形狀變化?？刹捎美涮幚砗偷蜏鼗鼗鸬姆椒?，減少或消除 Ar。12、退火的主要目的是什么？常用退火方法有哪幾種？（完退、球退、等退、去 退）答:降低工件硬度、消除內(nèi)應(yīng)力、均勻成分、細化晶粒、改善組織，為后續(xù)工 序作準備。完全退火，等溫退火，球化退火和去應(yīng)力退火13、正火對不同含碳量鋼的主要目的是什么？答： 20：調(diào)整硬度，防止粘刀，改善切削加工性能。T1

10、0：打斷網(wǎng)狀FesG，為球化退火做好組織準備。45 ：提高力學(xué)性能 （ 前提是要求不高的結(jié)構(gòu)件 ）14、看懂P18（圖1 22）的含義，理解（表1 6）常用熱處理工藝的退火與正火內(nèi) 容，掌握它們的應(yīng)用。15、當T12鋼中有嚴重的Fe3Cu（網(wǎng)狀）時，應(yīng)該怎樣熱處理？ 答：正火球退。16、當C<0.4%的鋼采用正火，當0.4% < C <0.77%的鋼采用完全退火。17、一批45鋼試樣（尺寸© 15X 10mm ），因其組織。晶粒大小不均勻，需采用退火處理，擬采用下列退火工藝：分別緩慢加熱至700C、840C、1100C，保溫足夠時間， 隨爐冷卻至室溫。 問上述 3

11、種加熱溫度， 冷卻后各得到什么組織？ 若要得到大小均勻的細小晶粒，應(yīng)選哪一種溫度？答：（1） F+P晶粒大小不均勻（2） F+P晶粒大小均勻 F+P晶粒粗大。應(yīng)選840E爐冷為宜。18、淬火的目的是什么？亞共析鋼和過共析鋼加熱溫度范圍是多少？答：淬火的目的是得到馬氏體組織，隨后與不同回火溫度相配合，以獲得所需 要的使用性能。 亞共析鋼：Aa+3050°C;過共析鋼：Ao+3050°C19、看懂P18（圖1-23）的含義，理解（表1 6）常用熱處理工藝的淬火與回火內(nèi)容， 掌握它們的應(yīng)用。20、什么叫淬透性？什么叫淬硬性？影響淬透性、淬硬性的因素是什么？ 答：淬透性 一一鋼在淬

12、火時獲得淬硬層深度的能力。與 Vk有關(guān)淬硬性 一一鋼在淬火時的硬化能力。與含 C量有關(guān)影響淬透性因素：含碳量和合金元素（Vk ）。影響淬硬性因素：含碳量。21、 指出下列工件的淬火加熱溫度范圍及回火溫度范圍，并說明其回火后獲得的 組織：答：（1） 45鋼小軸：（要求綜合力學(xué)性能高）；Aq+3050° 500650°C; S回（2）60 彈簧鋼：AC3+3050°C; 250500°C; T 回（3）T12銼刀：Ag+3050° 150250°C; M回22、 回火的目的是什么？常用的回火有哪幾種？指出各種回火得到的組織、性能 及應(yīng)用范

13、圍。答：回火類型回火溫度回火組織性能應(yīng)用舉例低溫回火T12150 250°M回硬度咼耐磨銼刀、鋸條中溫回火65250500°CT回T oe、as使彈性好彈簧高溫回火45500650°CS回T綜合力學(xué)性能高曲軸23、 指出下列組織的主要區(qū)別：S與S回，M與M回。答：S中的FaC呈細片狀（正火獲得），而S回中的FaC呈細粒狀（調(diào)質(zhì)獲得）M 中有內(nèi)應(yīng)力和脆性，同時有 Ar。而M回中均無前者缺陷。24、表面熱處理有哪幾種？答：表面淬火：火焰表面淬火和高頻表面淬火化學(xué)熱處理：滲碳和氮化25、 表面淬火的目的是什么？常用表面淬火方法有哪幾種？P18 （表1 6）答：目的：使零

14、件表面獲得高硬度和高耐磨性， 而心部仍保持原來良好的韌性和 塑性。方法有：火焰表面淬火和高頻表面淬火。26、 常用化學(xué)熱處理有哪幾種？（補充內(nèi)容）答：滲碳，氮化。27、滲碳的目的是什么？常用滲碳的方法是什么？答：目的：提高工件表面的含碳量，經(jīng)淬火從而提高工件表面的硬度使其耐磨， 同時保持心部的良好韌性。方法：氣體滲碳、真空離子滲碳28、氮化的主要目的是什么、說明氮化主要特點及應(yīng)用舉例。 哪些鋼采用氮化處 理為宜？答：目的：提高鋼的表面硬度、耐磨性、疲勞強度，耐腐蝕。主要特點：工件氮化后可獲得很高得硬度，無需再進行淬火處理；工件氮化處理 后無變形；耐腐蝕。（滲氮前應(yīng)進行調(diào)質(zhì)處理）應(yīng)用舉例：制造高

15、速運轉(zhuǎn)的精密主軸氮化鋼：38 Cr,MoAI合金鋼復(fù)習(xí)思考題P3（表1-1）鋼號材料名稱含碳量工藝與使用狀態(tài) 熱處理熱處理組織用途T13優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼1.3% 球化退火 淬火+低回 球狀P M回+ Fe3C+ Ar （少量）銼刀T12A高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼1.2% 球化退火 淬火+低回 球狀P M回+ Fe3C+ Ar （少量）鋸條16Mn低合金結(jié)構(gòu)鋼0.16%正火S + F汽車大梁20CrM nTi合金滲碳鋼0.2%正火滲碳+淬火+低回S + FM回+合金碳化物汽車變速 齒輪40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼0.4% 完退 調(diào)質(zhì) S+F S回汽車連桿 螺栓40CrM nMo合金調(diào)質(zhì)鋼0.4%表面局部淬火+低回

16、表M回+心S回重載何軸38CrMoAI氮化鋼0.38%完退調(diào)質(zhì)表面氮化 P+F S回+氮化物精密主軸60Si2M n合金彈簧鋼0.6%淬火+中回T回汽車減震 板簧GCr15滾動軸承鋼0.95%1.15% 球化退火 淬火+冷處理+低回 球狀P M回+合金碳化物滾動軸承9SiCr低合金刃具鋼0.8%1.5% 球化退火 淬火+低回 球狀P M回+合金碳化物+Ar（少量）絲錐CrWM n量具鋼淬火+冷處理+低回M回+合金碳化物量具W18Cr4V高速鋼0.7%0.8% 等溫退火 淬火+三次高回P M回+合金碳化物+Ar （少量）銃刀 鉆頭5CrMnMo熱作模具鋼0.5% 完全退火 淬火+咼回 F+P S回熱鍛模Cr12MoV冷作模具鋼球化退火 淬火+低回 F+ Fe3C M回+合金碳化物+Ar （少量）冷沖模1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼0.1%固溶處理單相A耐酸容器4Cr10Si2Mo耐熱鋼0.4%淬火+高回M回+合金碳化物汽車進、排氣門ZGMn13耐磨鋼1.1%水韌處理單相A坦克履帶鑄鐵P3（表 1-1）、有色金屬（補充內(nèi)容）復(fù)習(xí)思考題其它材料材料名稱含碳里工藝名稱熱處理熱處理組織用途HT200灰口鑄鐵2.5 3.6%C時效處理表面 淬火+低回F+G片M回+G片汽車變速箱QT600-3球墨鑄鐵3.