金屬工藝學(xué)各章節(jié)習(xí)題、綜合測(cè)試題(含答案)_第1頁(yè)
金屬工藝學(xué)各章節(jié)習(xí)題、綜合測(cè)試題(含答案)_第2頁(yè)
金屬工藝學(xué)各章節(jié)習(xí)題、綜合測(cè)試題(含答案)_第3頁(yè)
金屬工藝學(xué)各章節(jié)習(xí)題、綜合測(cè)試題(含答案)_第4頁(yè)
金屬工藝學(xué)各章節(jié)習(xí)題、綜合測(cè)試題(含答案)_第5頁(yè)
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1、第一章力學(xué)性能及工藝性能習(xí)題答案1.何謂金屬的力學(xué)性能?金屬的力學(xué)性能包括那些?答:力學(xué)性能又稱機(jī)械性能,是指金屬材料在外力(載荷)作用下所表現(xiàn)出的抵抗變形和破壞的能力。常用的力學(xué)性能有強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度等。2 .何謂強(qiáng)度?衡量強(qiáng)度的常用指標(biāo)有那些?各用什么符號(hào)表示?答:金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力,稱為強(qiáng)度。工程上常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度ds和抗拉強(qiáng)度bb3 .何謂塑性?衡量塑性的指標(biāo)有哪些?各用什么符號(hào)表示?答:塑性是指斷裂前材料產(chǎn)生永久變形的能力。常用的塑性指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率3和斷面4 .某廠購(gòu)進(jìn)出一批40鋼材,按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,其力學(xué)性

2、能指標(biāo)應(yīng)不低于下列數(shù)值:bs=340MPa,bb=540MPa3=19%?=45%驗(yàn)收時(shí),用該材料制成do=1X10_2m的短試樣(原始標(biāo)距為5X10_2m作拉伸試驗(yàn):當(dāng)載荷達(dá)到28260N時(shí),試樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象;載荷加至45530N時(shí),試樣發(fā)生縮頸現(xiàn)象,然后被拉斷。拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)為6.05X102m斷裂處直徑為7.3X103m。試計(jì)算這批鋼材是否合格。答;實(shí)際ds=360MPa國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ds=340MPa實(shí)際bb=580MPa國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定bb=540MPa實(shí)際3=21%國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定3=19%實(shí)際?=46.8%國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2=45%因此,這批40鋼材合格5 .何謂硬度?常用的硬度指標(biāo)有哪三種?各

3、用什么符號(hào)表示?HB與HRB有什么區(qū)另U?答:硬度是指材料表面上抵抗局部變形或破壞的能力。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。布氏硬度HB洛氏硬度HR維氏硬度HVHB是布氏硬度指標(biāo)HRB洛氏硬度。6 .何謂疲勞破壞?其產(chǎn)生的原因是什么?答:材料在循環(huán)應(yīng)力和應(yīng)變作用下,在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷,經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過(guò)程稱為疲勞破壞。一般認(rèn)為是:由于材料內(nèi)部有氣孔、疏松、夾雜等組織缺陷,表面有劃痕、缺口等引起應(yīng)力集中的缺陷,導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋,隨著循環(huán)次數(shù)的增加微裂紋逐漸擴(kuò)展,最后造成工件突然斷裂破壞7 .何謂金屬的工藝性能?主要包括哪些內(nèi)容?答:工藝性能是

4、指金屬材料對(duì)不同加工工藝方法的適應(yīng)能力,它包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、熱處理性能和切削加工性能等。8 .常用的金屬晶格類型有哪幾種?其晶胞特征怎樣?。答:常見(jiàn)的晶格類型有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三種。體心立方晶格的晶胞是一個(gè)立方體,立方體8個(gè)頂角和立方體中心各有1個(gè)原子,如圖1.6所示。面心立方晶格的晶胞也是立方體,8個(gè)頂角和6個(gè)面的中心都各有1個(gè)原子,如圖1.7所示。密排六方晶格的晶胞是一個(gè)正六方柱體,12個(gè)頂角和上、下面中心各有1個(gè)原子,晶胞內(nèi)部還有3個(gè)原子,如圖1.8所示。9. 金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)?答:1)金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)多晶體結(jié)構(gòu)。實(shí)際使用的金屬材料,絕

5、大部分并非理想的單晶體,而是由許多小晶體(晶粒)組成的多晶體。2)金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)存在晶體缺陷。存在點(diǎn)缺陷、線缺陷與面缺陷。10. 何謂結(jié)晶?結(jié)晶過(guò)程的基本規(guī)律是什么?答:金屬的結(jié)晶是金屬原子的聚集狀態(tài)由無(wú)規(guī)則的液態(tài),轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則排列的固態(tài)晶體的過(guò)程。液態(tài)金屬的結(jié)晶過(guò)程由晶核的形成和晶核長(zhǎng)大兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。液態(tài)金屬冷卻到一定溫度時(shí),液體中有部分原子開(kāi)始按一定規(guī)則排列,形成細(xì)小的晶胚,部分尺寸較大的晶胚形成繼續(xù)結(jié)晶的核心,稱之為晶核。晶核在冷卻過(guò)程中不斷集結(jié)液體中的原子而逐漸長(zhǎng)大,同時(shí)新的晶核也不斷形成和長(zhǎng)大,直至由晶核長(zhǎng)大形成的晶粒彼此接近,液態(tài)金屬逐漸消失而完成結(jié)晶。11. 結(jié)晶過(guò)程中如何控制

6、晶粒大?。克泻巫饔??答:金屬晶粒的大小產(chǎn)要取決于結(jié)晶過(guò)程中的形核率N(單位體積中單位時(shí)間形成的晶核數(shù))和晶核長(zhǎng)大速率G(單位時(shí)間內(nèi)晶核長(zhǎng)大的線速度)。形核率N大,則結(jié)晶后晶粒多、細(xì);而長(zhǎng)大速率G大,則晶核長(zhǎng)大快,晶粒就粗大。在一般冷卻條件下,冷卻速度提高,則過(guò)冷度大,而形核率和長(zhǎng)大率均隨過(guò)冷度增大而增大。由于隨過(guò)冷度增大形核率比長(zhǎng)大率增加得快,因此最后結(jié)果是晶粒細(xì)化。除了控制過(guò)冷度可以控制晶粒大小外,在結(jié)晶過(guò)程中進(jìn)行變質(zhì)處理,也是常用的控制手段。變質(zhì)處理是在液態(tài)金屬澆注前專門(mén)加入可成為非自發(fā)晶核的固態(tài)變質(zhì)劑,增加晶核數(shù),提高形核率,達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。此外,還有采用機(jī)械振動(dòng)、超聲振動(dòng)和電磁振

7、動(dòng)等方法,使結(jié)晶過(guò)程中形成的枝晶折裂碎斷,增加晶核數(shù),達(dá)到細(xì)化晶粒的目的。實(shí)際金屬結(jié)晶后形成多晶體,晶粒的大小對(duì)力學(xué)性能影響很大。一般情況下,晶粒細(xì)小則金屬?gòu)?qiáng)度、塑性、韌性好,且晶粒愈細(xì)小,性能愈好。12. 金屬鑄錠組織有哪幾個(gè)晶粒區(qū)?說(shuō)明它們的形成過(guò)程?答:(1)表層細(xì)晶區(qū)液態(tài)金屬注入低溫鑄錠模時(shí),接觸金屬模壁的液態(tài)金屬層被激冷,很大的過(guò)冷度使形核率很大,同時(shí)金屬模壁還能促進(jìn)非自發(fā)晶核的產(chǎn)生,因此在鑄錠表層形成等軸細(xì)晶粒區(qū)。2) 柱狀晶粒區(qū)在表層細(xì)晶粒區(qū)形成的同時(shí),模壁溫度逐漸升高,使金屬液的冷卻速度逐漸降低,過(guò)冷度減小,形核率降低而長(zhǎng)大率變化不大。由于垂直模壁方向散熱較快,有利于散熱反向的

8、結(jié)晶,晶粒沒(méi)此方向長(zhǎng)大較快,因此形成垂直于模壁向內(nèi)部金屬液生長(zhǎng)的柱狀晶粒區(qū)。3) 3)中心等軸晶粒區(qū)隨著柱狀晶粒的形成,鑄錠模內(nèi)心部剩余金屬液的散熱冷卻已無(wú)明顯的方向性,趨于均勻冷卻并處于相近的過(guò)冷狀態(tài),同進(jìn)液態(tài)金屬中的雜質(zhì)和枝晶碎片也集聚到為這最后結(jié)晶的中心部分,在不大的過(guò)冷度下最后形成晶粒較為粗大的等軸晶粒區(qū)。13. 什么叫同素異晶轉(zhuǎn)變?試用純鐵為例作說(shuō)明。答:金屬這種在固態(tài)時(shí)隨溫度變化而晶格類型發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為同素異晶轉(zhuǎn)變,也稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。1538°C1394°C912°C液態(tài)鐵Fe3-Fe=丫-Fe:=a-Fe。14. 什么叫合金相圖?有什么應(yīng)用意義

9、?答:合金相圖又稱合金狀態(tài)或合金平衡圖,是表示平衡條件下合金成分、溫度和組織狀態(tài)之間關(guān)系的圖形。根據(jù)相圖可以知道不同成分的合金,在不同溫度下的相組織狀態(tài),溫度變化時(shí)可能發(fā)生的轉(zhuǎn)變,還可根據(jù)組織狀態(tài)估測(cè)合金的性能,作為制訂鑄造、鍛壓、焊接和熱處理等熱加工工藝的主要依據(jù)。15. 什么叫固溶強(qiáng)化?答:通過(guò)溶入溶質(zhì)原子形成固溶體使晶格畸變,從而使固溶體的強(qiáng)度、硬度比溶劑要高的強(qiáng)化手段稱固溶強(qiáng)化。16. 鐵碳合金中有哪些基本組織?其有何性能特點(diǎn)?分析含碳量為0.45%及1.2%的碳鋼由液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的組織轉(zhuǎn)變。答:鐵和碳相互作用而形成的基本組織有:鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體和萊氏體。17. 默畫(huà)F

10、e-FesC相圖(簡(jiǎn)化),說(shuō)明圖中特性點(diǎn)、線的意義,產(chǎn)并填寫(xiě)各區(qū)域組織組成物。答:見(jiàn)圖1.1418.鐵碳合金根據(jù)碳含量和室溫組織不同,分為哪三種,其碳含量和組織有何不同?答:(1)工業(yè)純鐵。碳含量3CW0.218%的鐵碳合金,室溫組織為F(含很少的FesCm)。(2) 碳鋼碳含量0.0218<3c<2.11%的鐵碳合金,根據(jù)不同的室溫組織又分為三種:1) )共析鋼,3c=0.77%,室溫組織為P;2) 亞共析鋼,0.0218<3c<0.77%,室溫組織為P+F;3) 過(guò)共析鋼,0.77<3cw2.11%,室溫組織為P+FesG。3)白口鐵碳含量2.11<3c

11、w6.69%的鐵碳合金,根據(jù)不同的室溫組織也可分為三種:1) )共晶白口鐵,3c=4.3%,室溫組織為L(zhǎng)d;2) 亞共晶白口鐵,2.11<3cw4.3%,室溫組織為P+Ld+Fe3Cn;3) 過(guò)共晶白口鐵,4.3<3cw6.69%,室溫組織為L(zhǎng)d+FaCn。19. 為什么鍛造和熱軋時(shí),一般鋼材均加熱到1000°C1250°C范圍?答:因?yàn)殄懺旌蜔彳垥r(shí),需要材料具有良好的塑性。鋼材加熱到1000°C-12500C范圍,其組織主要為具有良好塑性的奧氏體組織。20. 為什么形狀復(fù)雜的沖壓和鉚釘?shù)壤渌苄宰冃渭庸さ墓ぜ嗟吞间?,而工、模具用高碳鋼?答:低碳鋼在?/p>

12、溫含有大量的具有較好塑性的鐵素體,適合形狀復(fù)雜的沖壓和鉚釘?shù)壤渌苄宰冃渭庸ぁ8咛间撛诔叵潞写罅康木哂休^高硬度的滲碳體,從而滿足了工、模具的使用要求。第二章熱處理基礎(chǔ)習(xí)題答案1 、何謂鋼的熱處理?熱處理的分類?鋼的熱處理有何作用?答:鋼的熱處理,是將鋼在固態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫和冷卻,改變其內(nèi)部組織,從而獲得所需要結(jié)構(gòu)與性能的一種工藝。根據(jù)加熱和冷卻方式的不同,熱處理主要分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。通過(guò)熱處理,能有效地改善鋼的組織和力學(xué)性能,充分發(fā)揮鋼材的潛力,改善工件的工藝性能、提高加工效率和加工質(zhì)量,延長(zhǎng)零件使用壽命。熱處理在機(jī)械制造中有著重要作用。2 、共析鋼在加熱時(shí)組織

13、轉(zhuǎn)變的幾個(gè)階段?其影響因素?答:鋼從室溫緩慢加熱,最后轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過(guò)程,稱為鋼的奧氏體化。共析鋼加熱前原始組織為珠光體,加熱到Ac1以上溫度時(shí),珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。奧氏體化過(guò)程包括奧氏體的形核、長(zhǎng)大、殘余滲碳體的溶解和奧氏體均勻化四個(gè)階段。奧氏體化的速度,取決于奧氏體的形核率和長(zhǎng)大率,主要的影響因素是加熱溫度、加熱速度、化學(xué)成分和原始組織狀態(tài)。3、什么叫過(guò)冷奧氏體?共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物?答:奧氏體在A線以上溫度為穩(wěn)定組織,而冷卻至Ai以下而尚不及轉(zhuǎn)變的奧氏體,處于不穩(wěn)定的過(guò)冷狀態(tài),通常稱這種不穩(wěn)定的過(guò)冷狀態(tài)奧氏體為“過(guò)冷奧氏體”。共析鋼過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物可分為三個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)。(1

14、)高溫轉(zhuǎn)變區(qū)(珠光體型轉(zhuǎn)變區(qū)):過(guò)冷奧氏體在A線至550C溫度范圍的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為鐵素體和滲碳體片層相間的珠光體型組織。其中:Ai650°C范圍為粗片珠光體組織(P);6500C60C°C范圍為細(xì)珠光體組織,稱索氏體(S);6000C55C°C范圍為極細(xì)珠光體組織,稱托氏體(T)。(2)中溫轉(zhuǎn)變區(qū)(貝氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)):過(guò)冷奧氏體在550°C至Ms線溫度范圍的產(chǎn)物為貝氏體型組織,是過(guò)飽和鐵素體和滲碳體組成的多相復(fù)合組織。當(dāng)轉(zhuǎn)變溫度為550°C350°C時(shí),為板條狀過(guò)飽和鐵素體之間分布著細(xì)小片狀滲碳體的羽毛狀組織,稱為上貝氏體(B上),而在35

15、0°CMs線范圍內(nèi),轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為針片狀的下貝氏體(B下)。(3)低溫轉(zhuǎn)變區(qū)(馬氏體型轉(zhuǎn)變區(qū)):當(dāng)奧氏體被連續(xù)急冷Ms線以下溫度時(shí),由于過(guò)冷度很大,原子擴(kuò)散困難,過(guò)冷奧氏體發(fā)生特殊的馬氏體轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為馬氏體。4 、何謂退火?退火的目的?常用的退火方法的哪些?答:退火是將鋼加熱到適當(dāng)溫度,保溫后緩冷,以獲得接近于平衡組織的熱處理工藝。退火的具體目的,主要是:降低硬度,提高材料的塑性,勻化鋼材的組織,以利切削加工;消除殘余應(yīng)力,以防變形、開(kāi)裂;細(xì)化晶粒、改善組織,以提高力學(xué)性能,并為最后熱處理作好組織準(zhǔn)備。鋼的退火方法很多,常用的有完全退火、等溫退火、球化退火、均勻化退火和去應(yīng)力退火等。

16、5 、何謂正火?正火的目的?正火和退火有何異同?正火是將鋼加熱到AC3或Acm以上30C5(fC,保溫后在空氣中冷卻的熱處理工藝。加熱到AC3以上10°C15C,保溫后空冷的正火,稱高正火。正火的目的(1)改善切削加工性,主要是針對(duì)低碳鋼和低合金鋼退火后硬度偏低,切削加工時(shí)易“粘刀”,通過(guò)正火可使硬度適當(dāng)提高,改善其切削加工性能。(2)預(yù)備熱處理,由于正火冷卻速度較大,滲碳體從奧氏體晶界析出時(shí)來(lái)不及形成網(wǎng)狀滲碳體,同時(shí)還有利于片狀珠光體細(xì)化,因此常用作中碳鋼和合結(jié)構(gòu)鋼重要零件的球化熱處理等之前的預(yù)備熱處理,保證良好的組織和性能。(3)最終熱處理,對(duì)于性能要求不很高的普通結(jié)構(gòu)鋼工件和形

17、狀復(fù)雜、大型工件的淬火易變形開(kāi)裂,可用正火作為最終熱處理,以獲得晶粒較細(xì)、力學(xué)性能較高的組織。正火與退火相比,因其冷速較快,所以組織較細(xì)密,強(qiáng)度和硬度比較高,而且操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)者生產(chǎn)周期短,生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本較低,故應(yīng)用廣泛。正火的目的是勻化晶粒、調(diào)整硬度、消除網(wǎng)狀滲碳體,并為后續(xù)加工和球化退火、淬火等熱處理作好組織準(zhǔn)備。6、何謂淬火?常用的淬火方法的哪些:何謂淬透性?何謂淬硬性?答:淬火是將鋼加熱到Aci(亞共析鋼和過(guò)共析鋼)以上溫度保溫后快速冷卻,以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。常用的淬火方法有:(1)單液淬火,(2)雙液淬火,(3)分級(jí)淬火,(4)等溫淬火。淬透淬硬性是鋼在理想條件下進(jìn)行

18、淬火性是衡量鋼在淬火后獲得淬硬層深度大小的一個(gè)重要工藝性能指標(biāo)。硬化所能達(dá)到的最高硬度的能力7、何謂回火?回火的目的?回火的分類及其應(yīng)用?答 : 回火是將淬火后的工件再加熱到Ac 1 以下某一溫度,保溫后冷卻至室溫的熱處理工藝。根據(jù)不同的回火溫度,分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。(1)低溫回火(1500c25CC),低溫回火后的組織為回火以氏體,硬度一般為(5864)HRC主要用于高碳鋼或合金鋼的刃具、量具、模具、軸承以及滲碳件淬火后的回火處理。其目的是降低淬火應(yīng)力和脆性,保持鋼淬火后的高硬度和耐磨性。(2)中溫回火(350C50CfC),中溫回火后的組織為回火托氏體,硬度為(3550)

19、HRC主要用硬度為(2535 ) HRC于各種彈簧和模具的回火處理,其目的是保證鋼的高彈性極限和高的屈服點(diǎn)、良好的韌度和較高的硬度。(3)高溫回火(5CC°C65C°C),高溫回火后的組織為回火索氏體。主要用于各種重要的結(jié)構(gòu)件,特別是交變載荷下工作的連桿、螺柱、齒輪和軸類工件。也可用于量具、 模具等精密零件的預(yù)備熱處理。 其主要目的是獲得強(qiáng)度、塑性和韌度均較高的良好綜合力學(xué)性能。通常將淬火后再進(jìn)行高溫回火這種復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。8 、 何 謂調(diào)質(zhì)處理?調(diào)質(zhì)處理后工件的力學(xué)性能有何特點(diǎn)?答:通常將淬火后再進(jìn)行高溫回火這種復(fù)合熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理后工件具有強(qiáng)

20、度、塑性和韌度均較高的良好綜合力學(xué)性能。韌性的零件需要表面熱處理。淬火較為常用。9、耐磨性和疲勞強(qiáng)度,而心部由要有足夠的塑性和哪些零件需要表面熱處理?常用的表面熱處理方法有哪些?答:要求表面具有高的強(qiáng)度、硬度、鋼的表面熱處理主要有表面淬火、 物理氣相沉積、 化學(xué)氣相沉積、 等離子化學(xué)氣相沉積等。其中表面1° 、何謂表面淬火?表面淬火適應(yīng)于什么鋼? 答:表面淬火是一種不改變表層化學(xué)成分,而改變表層組織的局部熱處理方法。表面淬火, 是通過(guò)快速加熱, 使鋼件表層奧氏體化,然后迅速冷卻,使表層形成一定深度的淬硬 組織馬氏體,而心部仍保持原來(lái)塑性、韌度較好的組織(退火、正火或調(diào)質(zhì)處理組織)的熱

21、處理工藝。表面淬火適應(yīng)于中碳鋼和中碳合金鋼工件。11 、何謂化學(xué)熱處理?化學(xué)熱處理的目的?常用的化學(xué)熱表層的化學(xué)成分、組織和性能的熱處理工藝。度,各應(yīng)采用何種熱處理?熱理后組織和性能有何差別?行什么熱處理?為什么?處理有哪些?答:化學(xué)熱處理是將鋼件置于活性介質(zhì)中加熱并保溫,使介質(zhì)分解析出的活性原子滲入工作表層,改變化學(xué)熱處理的目的是提高工作表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、耐熱性、耐蝕性和抗氧化性能等。常用的化學(xué)熱處理有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲金屬等。12 、用低碳鋼和中碳鋼制造齒輪,為了獲得表面具有高的硬度和耐磨性,心部具有一定的強(qiáng)度和韌答:低碳鋼制造的齒輪可采用表面滲碳。中碳鋼制造的齒輪表面淬

22、火。13 、形狀復(fù)雜、 變形量大的低碳鋼薄壁工件, 常要進(jìn)行多次沖壓才能完成成形,并在每次沖壓后通常進(jìn)答:每次沖壓后可做去應(yīng)力退火,消除每次沖壓后的殘余應(yīng)力,以防變形、開(kāi)裂。14 、選擇下列淬火鋼件的回火溫度1)45 鋼的軸類零件(要求具有良好的綜合力學(xué)性能)2)60 鋼彈簧;3)T12 鋼銼刀。答:(1 ) 45 鋼的軸類零件的回火溫度為5000C6500C,(2) 60 鋼彈簧回火溫度為350 0C500 0C,( 3) T12 鋼銼刀1500C250 0C。15 、 現(xiàn)有 T12 鋼制造的絲錐,成品硬度要求60HRC 以上,加工工藝路線為:軋制一一熱處理 (1 )( 2)機(jī)加工試寫(xiě)出上述

23、熱處理工序的具體內(nèi)容及其作用。答:熱處理(1)球化退火,熱處理(2)為淬火后再低溫回火。16、熱處理的操作要領(lǐng)?箱式電阻爐加熱操作的步驟?答:熱處理的操作要領(lǐng):(1)須進(jìn)行操作前的準(zhǔn)備工作,如檢查設(shè)備是否正常、確認(rèn)工件及相應(yīng)的工藝。(2)工件要正確捆扎、裝爐。工件裝爐時(shí),工件間要留有間隙,以免影響加熱質(zhì)量。(3)工件淬火冷卻時(shí),應(yīng)根據(jù)工件不同的成分和其力學(xué)性能不同的要求來(lái)選擇冷卻介質(zhì)。如鋼退火時(shí)一般是隨爐冷,淬火冷卻時(shí)碳素鋼則一般在水中冷卻,而合鋼一般在油中冷卻。冷卻時(shí)為防止冷卻不均勻,工件放入淬火槽里后要不斷地?cái)[動(dòng),必要時(shí)淬火槽內(nèi)的冷卻介質(zhì)還要進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)。(4)工件淬入淬火槽中時(shí)要注意淬入

24、的方式,避免由此引起的變形和開(kāi)裂。如對(duì)厚薄不均的工件,厚的部分應(yīng)先浸入;對(duì)細(xì)長(zhǎng)的、薄而平的工件應(yīng)垂直浸入;對(duì)有槽的工件,應(yīng)槽口向上浸入。(5)熱處理后的工件出爐后要進(jìn)行清洗或噴丸,并檢驗(yàn)硬度和變形。箱式電阻爐加熱操作的步驟:1.操作前準(zhǔn)備工作(1)開(kāi)爐前仔細(xì)檢查電氣儀表是否正常。(2)檢查可控氣氛原料是否齊備。2.操作程序(1)操作時(shí),必須兩人以上配合。(2)裝好工件,小心置入爐膛。(3)調(diào)好儀表,啟動(dòng)電氣加熱。(4)按工藝加熱到適宜溫度保溫后出爐第三章鋼鐵金屬材料本章習(xí)題1 、硅、錳、磷、硫?qū)μ间摰牧W(xué)性能有哪些影響?答:硅和錳是煉鋼后期在脫氧和合金化時(shí),加入鋼液而殘留鋼中,是有益元素。當(dāng)硅

25、和錳的含量不多時(shí),對(duì)鋼的性能影響不大。磷和硫是鋼中的有害元素。磷會(huì)形成硬脆化合物FaP,造成“冷脆”;硫與鐵生成FeS,并形成Fe-FeS二元低熔點(diǎn)共晶體,造成“熱脆”危害,嚴(yán)重影響性能,必須嚴(yán)格控制。通常鋼材的質(zhì)量等級(jí)以硫、磷含量的控制來(lái)劃分。2 、現(xiàn)有Q195、Q235BQ255B三種碳素結(jié)構(gòu)鋼,分別用于制造鐵釘、鉚釘和高強(qiáng)銷(xiāo)釘,如何合理選材?答:Q195用于制造鐵釘,Q235B用于制造鉚釘、Q255B用于制造高強(qiáng)銷(xiāo)釘。3 、現(xiàn)有08F、45、65三種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,欲制造儀表板、汽車(chē)彈簧、變速箱傳動(dòng)軸等零件,如何選材?答:08F用于制造儀表板,45用于制造變速箱傳動(dòng)軸等零件,65用于制造

26、汽車(chē)彈簧。4 、說(shuō)明下列牌號(hào)屬于哪一類鋼,并說(shuō)明其符號(hào)及數(shù)字含義,說(shuō)明它們的主要用途。答:Q235A為碳素結(jié)構(gòu)鋼,ds數(shù)值為235Mpa常用于薄板、中板、鋼筋、鋼管、鉚釘、螺柱、連桿、小軸、法蘭、機(jī)殼和焊接結(jié)構(gòu)件等。08F為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,3c=0.08%,這類鋼主要用于軋制薄板、沖壓件、焊接結(jié)構(gòu)件和容器等。20 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,3c=0.2%,這類鋼主要用于承受沖擊載荷、表面要求耐磨而強(qiáng)度要求不太高的零件,如活塞銷(xiāo)、齒輪、小軸等。45為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,3c=0.45%,這類鋼強(qiáng)度和韌度均較好,經(jīng)過(guò)熱處理,特別是調(diào)質(zhì)處理后,性能可有顯著提高,廣泛用作各種重要機(jī)械零件,如主軸、齒輪、鍵、連桿等

27、;也可以進(jìn)行表面淬火處理,用作表面耐磨零件。T8為碳素工具鋼,3c=0.8%,這類鋼主要用作受力不大、形狀較簡(jiǎn)單的沖擊工具,如沖頭、頂尖、鐘釘模、鐵錘、剪刀、木工工具等。T12A為碳素工具鋼,3。=1.2%,這類鋼主要用作硬而耐磨,但不受沖擊的工具,如鋰刀、刮刀、鉆巖石鉆頭、絲錐、鐘表工具、醫(yī)療外科工具等。ZG25為鑄鋼,3c=0.25%,這類鋼主要用作形狀較復(fù)雜而難于鍛壓成形,但對(duì)強(qiáng)度、韌度要求又較高的齒輪撥叉等。ZG200400為鑄鋼,ds=200Mpadb=400Mpa,這類鋼主要用作形狀較復(fù)雜而難于鍛壓成形,但對(duì)強(qiáng)度、韌度要求又較高的大型齒輪、壓力機(jī)械機(jī)座等。5、何謂合金鋼?合金鋼中經(jīng)

28、常加入的合金元素有哪些?主要起什么作用?答:合金鋼,是指為改善鋼的組織、性能,在冶煉時(shí)特意加入合金元素的鋼。合金元素中經(jīng)常加入的合金元素有鎰(Mn、硅(Si)、銘(Cr)、銀(Ni)、鋁(Me)、鴇(W鈦(Ti)、硼(B)、鋁(Al)、犯(Nb)、錯(cuò)(Zr、等。主要起如下作用:1).強(qiáng)化2).穩(wěn)定組織、細(xì)化晶粒3).提高淬透性4).提高抗氧化和耐蝕能力6、合金結(jié)構(gòu)鋼按其按合金元素含量,可以分為哪幾類?答:(1)低碳合鋼鋼中合金元素總含量3MeW5%。(2、中合金鋼鋼中合金元素總含量3Me=5%10%(3)高合金鋼鋼中合金元素總含量3Me>10%7、合金工具鋼按其用途,可分為哪幾類?答:(

29、1)合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于強(qiáng)度、塑性和韌度要求較高的建筑、工程結(jié)構(gòu)和各種機(jī)械零件。(2)合金工具鋼主要用于硬度、耐磨性和熱硬性等要求高的各種刀具、工具和模具。(3)特殊性能鋼耐磨包括要求特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的各種不銹鋼、耐熱鋼、鋼、磁鋼、超強(qiáng)鋼等。8、高速工具鋼的成分和用途是什么?常用的高速工具鋼有哪些?答;高速工具鋼碳含量為0.7%1.65%,合金元素含量為10%25%。高速工具鋼的主加合金元素為Cr、WMoV等.高速工具鋼是用于制造中、高速切削刀具。廣泛用作各種中、高速切削車(chē)刀、銃刀、鉆頭、齒輪刀具和拉刀等。常用的高速工具鋼有W18Cr4V(18-4-1)、W6Mo5Cr4V2(6-5-4

30、-2)、W9Mo3CrV(9-3-4-1)等。9、不銹鋼分為哪幾類?各有何性能特點(diǎn)和用途?答:常用的不銹鋼分為馬氏體型、鐵素體型和奧氏體型三類。(1)馬氏體型不銹鋼主要為鉻不銹鋼,鉻含量為12%18%,碳含量較高(3c=0.10%0.40%),主要用于制造力學(xué)性能要求較高、并能耐腐蝕工件,如汽輪機(jī)葉片、噴嘴、閥座、醫(yī)療器械、量具等。常用的鋼號(hào)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、7Cr17等,使用時(shí)需經(jīng)淬火和回火熱處理。(2)鐵素體型不銹鋼亦屬鉻不銹鋼,但鉻含量較高,一般為17%32%,而碳含量較低,一般小于0.12%。其鐵素體單相組織具有良好的抗高溫氧化和大氣、鹽水、硝酸的腐蝕,但強(qiáng)度較低,

31、因此主要用作耐蝕性要求較高而強(qiáng)度要求不高的零部件,如化工食品設(shè)備、管道、容器、熱交換器等。常用的鋼號(hào)有1Cr17、1Cr17Mo00Cr27Mo等,一般在退火狀態(tài)下使用。(3)奧氏體不銹鋼屬鉻鎳不銹鋼,鉻含量為17%19%,鎳含量為8%9%,組織基本為奧氏體,耐蝕性高于鉻不銹金鋼,具有良好的塑性和低溫韌度,沒(méi)有磁性,但強(qiáng)度不高,切削加工性差。主要用作在各種腐蝕介質(zhì)中工作的工件,如化工容器、管道、醫(yī)療器械以及抗磁儀表、建筑造型裝飾等。常用的鋼號(hào)有1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、0Cr18Ni11Ti10 、根據(jù)碳在鑄鐵中的存在形成不同,鑄鐵可分為哪幾類?答:鑄鐵中由于碳的存在形式不同而有不同

32、的組織,因而性能和用途也各不相同。通常可分為白口鑄鐵、灰鑄、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵等幾種。11 、說(shuō)明下列牌號(hào)屬于哪上類鑄鐵?并說(shuō)明其符號(hào)及數(shù)字的含義說(shuō)明它們的用途。HT250QT40015KTZ55004RaT300答:HT250為灰鑄鐵db>250Mpa用于制造內(nèi)燃機(jī)汽缸、活塞、油缸、泵體、戈U線平臺(tái)、皮帶輪和化工容器等。QT40015為球墨鑄鐵db>420Mpa,斷后伸長(zhǎng)率S>15%,用于制造柴油機(jī)曲軸、凸輪軸、閥體、傳動(dòng)軸、螺旋傘齒輪等。KTZ55004為珠光體可鍛鑄鐵,db>550Mpa,斷后伸長(zhǎng)率24%用于制造各種管接頭、低壓閥門(mén)及汽車(chē)、拖拉

33、機(jī)、農(nóng)機(jī)零件等RaT300為)蠕墨鑄鐵,db>300Mpa用于生產(chǎn)汽缸蓋、鋼錠模、液壓閥、制動(dòng)盤(pán)、鋼珠研磨盤(pán)等。12 、試述銅合金的分類?說(shuō)明黃銅的用途?答:常用的銅合金有黃銅、青銅和白銅等。黃銅有良好的力學(xué)性能、耐蝕性和工藝性能,價(jià)格較純銅便宜,廣泛用于制造機(jī)器零件、電氣元件和生活用品,如散熱器、油管、墊片、螺釘?shù)?。常用的黃銅有H68、H62等。13 、試述鋁合金的分類?說(shuō)明防銹鋁合金的用途?答:鋁合金通常按形成工藝分為鑄造鋁合金和形變鋁合金兩大類。防銹鋁合金主要用作容器管道、鉚釘及承受中等載荷的零件與制品。14 、硬質(zhì)合金有哪些特點(diǎn)?常用的硬質(zhì)合金的種類及用作刀具材料的用途?答:硬質(zhì)

34、合金有如下特點(diǎn)(1)硬度、耐磨性和紅硬性高(2)強(qiáng)度、彈性模量高(3)耐蝕性、抗氧化性好(4)線膨脹系數(shù)?。?)成型制品不再加工、重磨常用硬質(zhì)合金,按成分和性能特點(diǎn)分為三類:鎢鈷類、鎢鈦鈷類、鎢鈦鉭鈮類。鎢鈷類硬質(zhì)合金適于黑色金屬、有色金屬的短切屑加工和非金屬材料的加工,鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金適于鋼等黑色金屬的長(zhǎng)切屑加工,鎢鈦鉭鈮類硬質(zhì)合金對(duì)于不銹鋼等難加工材料的加工壽命,較其他硬質(zhì)合金長(zhǎng)得多。15 、工業(yè)中常用的非金屬材料有哪些?陶瓷材料有哪些用途?答:工業(yè)中常用的非金屬材料有高分子材料、陶瓷材料和復(fù)合材料三大類。陶瓷的應(yīng)用廣泛。普通陶瓷可以制作生活用品、建筑材料和耐腐蝕的容器和管道。特種陶瓷可以

35、制作火花塞、坩堝熱是偶套管、高溫電爐坩堝、刀具材料、耐腐蝕、耐高溫制品。16 、材料的鑒別方法有那些?火花鑒別法的原理是什么?答:材料鑒別的方法很多,有火花鑒別、色標(biāo)鑒別、斷口鑒別、音響鑒別和化學(xué)分析、金相檢驗(yàn)等?;鸹ㄨb別法的原理是是鋼被砂輪磨削后,被砂輪磨削下來(lái)具有高溫的鋼顆粒飛出時(shí),在空氣中被劇烈地氧化而發(fā)光,從而形成明亮流線束,同時(shí)微粒熔化,其中的碳被氧化成CO氣體爆裂而形成爆花。不同成分鋼的火花特征不同,據(jù)此可以大致確定鋼的化學(xué)成分。第四章鑄造習(xí)題答案1. 鑄造是利用金屬在液態(tài)時(shí)容易成型的原理來(lái)生產(chǎn)金屬制品的一種加工工藝。首先,把金屬或合金的原材料熔配成具有一定的化學(xué)成分和一定溫度的熔

36、液,然后在重力或外力作用下將它澆注到鑄型型腔中,經(jīng)凝固冷卻后便形成所需要的鑄件。鑄造是多工部、多工序的生產(chǎn)過(guò)程。主要工序有制模、砂處理(砂型鑄造)、造型與制芯、澆注、清砂與清理等。2. 鑄型主要包括外型和型芯兩大部分。在砂型鑄造中,外型也叫砂型,用來(lái)形成鑄件的外部輪廓;型芯也叫砂芯,用來(lái)形成鑄件的內(nèi)腔。從廣義上講,砂型也包括砂芯。砂型鑄造的生產(chǎn)過(guò)程:首先根據(jù)零件圖制成模樣,并用模樣和配制的型砂制成砂型;然后把熔化好的金屬液澆入型腔,待金屬液在型腔內(nèi)凝固后,將砂型破壞,取出鑄件;最后清理鑄件上的附著物,經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格,就可獲得所需要的鑄件。3. 為獲得優(yōu)質(zhì)鑄件,混制的型砂應(yīng)滿足強(qiáng)度、透氣性、可塑性

37、、退讓性和耐火性等方面的性能要求。型砂是由原砂、舊砂、粘結(jié)劑、水和附加物按一定比例混制而成的造型材料。由于型芯工作時(shí)四周被高溫金屬液包圍,工作條件比砂型更為惡劣,所以,芯砂除應(yīng)具有更高的強(qiáng)度、耐火性、透氣性和退讓性外,還應(yīng)具有較小的發(fā)氣性、較低的吸濕性和較好的出砂性。4. 為了改善和提高型砂的性能,有時(shí)還需加入煤粉以防止鑄件表面粘砂,加入木屑、焦炭粒可以改善其退讓性、透氣性。5. 整模造型操作簡(jiǎn)便,制得的型腔形狀和尺寸精度較好,適用于形狀簡(jiǎn)單而且最大截面在一端的鑄件。分模造型操作簡(jiǎn)便,是應(yīng)用最廣的一種造型方法,常應(yīng)用于筒類、管類、閥體等形狀比較復(fù)雜的、各種生產(chǎn)批量的鑄件。挖砂造型它的特點(diǎn)是:模

38、樣形狀較為復(fù)雜,分型面是曲面,合箱操作難度較大;要求準(zhǔn)確挖至模樣的最大截面處,比較費(fèi)工時(shí),生產(chǎn)率低,要求操作工人技術(shù)水平高。它僅適用于單件、小批生產(chǎn)。當(dāng)成批生產(chǎn)時(shí),可用假箱造型或成形模板造型來(lái)代替挖砂造型。6. 型芯的主要作用是形成鑄件的內(nèi)腔,有時(shí)也可用來(lái)形成鑄件難以起模部分的局部外形,如凸臺(tái)、凹槽等。芯頭是指伸出鑄件以外,不與金屬接觸的砂芯部分,它主要用于定位和固定砂芯,使砂芯在鑄型中有準(zhǔn)確的位置。7. 一般的澆注系統(tǒng)由四部分組成,即澆口杯(盆)、直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道。澆口杯(盆)的作用是:承接來(lái)自澆包的金屬液流并引入直澆道,防止金屬液過(guò)澆而溢出;避免金屬液直沖直澆道,減小液流對(duì)鑄型的沖擊

39、。直澆道是澆注系統(tǒng)中的垂直通道,其作用是從澆口杯(盆)向下引導(dǎo)金屬液進(jìn)入橫澆道,并提供足夠的壓力,使金屬液在重力作用下能克服流動(dòng)過(guò)程中的各種阻力,充滿型腔的各個(gè)部位。一般直澆道的高度應(yīng)比鑄型內(nèi)型腔頂點(diǎn)高100?200mm。橫澆道是澆注系統(tǒng)中的水平通道,用以連接直澆道和內(nèi)澆道,并將金屬液平穩(wěn)而均勻地分配給各個(gè)內(nèi)澆道。橫澆道與鑄型型腔的連接部分稱為內(nèi)澆道,其作用是引導(dǎo)金屬液進(jìn)入型腔。8. 合金的鑄造性能是指合金在鑄造中表現(xiàn)出來(lái)的綜合工藝性能,包括流動(dòng)性、吸氣性、收縮、成分偏析、氧化等。其中流動(dòng)性和收縮性對(duì)合金的鑄造性能影響最大,對(duì)于是否容易獲得合格的鑄件是非常重要的。合金的流動(dòng)性越好,金屬液充填鑄

40、型的能力就越強(qiáng),就越容易得到輪廓清晰、壁薄而形狀復(fù)雜的鑄件。合金的流動(dòng)性好,還有利于金屬液中的氣體、渣、砂等雜物的上浮和排除,易于對(duì)金屬液在凝固過(guò)程中所產(chǎn)生的收縮進(jìn)行補(bǔ)充。9. 澆注溫度升高,過(guò)熱度增大,金屬液的流動(dòng)時(shí)間就延長(zhǎng),粘度就降低,流速就增加。鑄鐵的澆注溫度每提高10C,流動(dòng)性指標(biāo)增長(zhǎng)100mm。型腔過(guò)窄,直澆道過(guò)低,內(nèi)澆道面積過(guò)小或布置不合理,型砂含水過(guò)多或透氣性不足,鑄型排氣不暢,鑄型材料導(dǎo)熱性過(guò)大等,均會(huì)降低合金流動(dòng)性。為了改善鑄型的充填條件,鑄件設(shè)計(jì)時(shí)必須保證鑄件的壁厚大于規(guī)定的“最小壁厚”,并在工藝上采取相應(yīng)的措施,如加高直澆道,擴(kuò)大內(nèi)澆道截面,增加通氣道等。碳、硅含量越多,

41、硫含量越少,則析出的石墨越多,凝固收縮越小。澆注溫度越低,過(guò)熱度越小,液態(tài)收縮就越小。發(fā)生矛盾時(shí)應(yīng)根據(jù)合金成分及鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定適當(dāng)?shù)臐沧囟龋匀姹WC鑄件的質(zhì)量。10. 鑄造時(shí),金屬液在鑄型內(nèi)的凝固過(guò)程中,若其收縮得不到補(bǔ)充,在鑄件最后凝固的地方將形成孔洞。大而集中的孔洞稱為縮孔,小而分散的孔洞,稱為縮松。收縮是合金的物理本性,是不可避免的,但只要合理控制鑄件的凝固,使之實(shí)現(xiàn)定向凝固,是可以獲得沒(méi)有縮孔的致密鑄件的。所謂定向凝固,就是采取一些工藝措施,使鑄件遠(yuǎn)離冒口的部位先凝固,爾后是靠近冒口的部位凝固,最后才是冒口本身凝固,將縮孔轉(zhuǎn)移到冒口中去。11. 鑄件凝固后,溫度繼續(xù)下降,產(chǎn)生固

42、態(tài)收縮,尺寸縮小。當(dāng)線收縮受到阻礙時(shí),便在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力。這種內(nèi)應(yīng)力有的僅存在于冷卻過(guò)程中,有的一直殘留到室溫,故稱為殘余應(yīng)力。鑄造內(nèi)應(yīng)力是導(dǎo)致鑄件變形、也是產(chǎn)生裂紋的主要因素。鑄造內(nèi)應(yīng)力簡(jiǎn)稱鑄造應(yīng)力,按產(chǎn)生的機(jī)理分為收縮應(yīng)力、熱應(yīng)力和金相組織體積變化產(chǎn)生的相變應(yīng)力。預(yù)防熱應(yīng)力、減小鑄件變形的基本途徑是盡量減小鑄件各部分的溫度差,使其均勻冷卻。為此,設(shè)計(jì)鑄件時(shí),應(yīng)盡量使其壁厚均勻,并采用同時(shí)凝固原則,即采取措施使鑄件各個(gè)部分凝固時(shí)沒(méi)有大的溫差。另外,不允許變形的重要鑄件必須采用時(shí)效方法有效地去除殘余應(yīng)力。12. 當(dāng)鑄造內(nèi)應(yīng)力超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限時(shí),鑄件便產(chǎn)生裂紋。裂紋是一種嚴(yán)重的鑄件缺陷,必須

43、設(shè)法防止。鑄件所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和收縮應(yīng)力的總和,若大于該溫度下合金的強(qiáng)度,則產(chǎn)生冷裂。冷裂是在較低溫度下形成的,并常出現(xiàn)在受拉伸的部位,其裂縫細(xì)小,呈連續(xù)直裂狀,縫內(nèi)干凈,有時(shí)呈輕微氧化色。壁厚差別大、形狀復(fù)雜的鑄件,尤其是大而薄的鑄件,易發(fā)生冷裂。凡能減小鑄造內(nèi)應(yīng)力或降低合金脆性的因素,都能防止冷裂的發(fā)生。鋼和鑄鐵中的磷明顯降低合金的沖擊韌度,增大脆性,因此,在金屬熔煉中必須加以限制。13. 分型面是指兩半鑄型的接觸表面。挖砂時(shí),必須挖到模樣的最大截面處。分型面應(yīng)平整光滑。為避免上型的吊砂過(guò)陡,分型面的坡度應(yīng)盡量小。14. a)三箱造型:它的特點(diǎn)是:中箱的上、下兩面均為分型面,且中箱高度應(yīng)與中

44、箱中的模樣高度相近,模樣必須采用分模。三箱造型操作較復(fù)雜,生產(chǎn)率低,故只適用于單件、小批生產(chǎn)。b)整模造型:造型時(shí)模樣全部放在一個(gè)砂箱內(nèi),有一個(gè)平整的分型面。整模造型操作簡(jiǎn)便,制得的型腔形狀和尺寸精度較好,適用于形狀簡(jiǎn)單而且最大截面在一端的鑄件。c)分模造型:特點(diǎn)是:模樣在最大截面處分成兩半,兩半模樣分開(kāi)的平面(即分模面)常常作為造型時(shí)的分型面。造型時(shí),兩半模樣分別在上、下兩個(gè)砂箱中。分模造型操作簡(jiǎn)便,是應(yīng)用最廣的一種造型方法,常應(yīng)用于筒類、管類、閥體等形狀比較復(fù)雜的、各種生產(chǎn)批量的鑄件。還可采用刮板造型。15. 鑄件的結(jié)構(gòu)工藝性是指進(jìn)行鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮能否滿足使用性能的要求,還必須

45、考慮該結(jié)構(gòu)是否符合鑄造工藝和合金鑄造性能的要求。合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求:1 )鑄件的壁厚應(yīng)合理首先保證合金流動(dòng)性的要求,然后再考慮盡量不使鑄件的壁厚過(guò)大。2 )鑄件各處壁厚應(yīng)盡量均勻熱節(jié)處則容易形成縮孔、縮松、晶粒粗大等缺陷。3)壁間連接要合理(1)要有結(jié)構(gòu)圓角。(2)壁的厚薄交界處應(yīng)合理過(guò)渡。(3)壁間連接應(yīng)避免交叉和銳角。4)鑄件的厚壁處應(yīng)考慮補(bǔ)縮方便5)鑄件應(yīng)盡量避免大的水平面6)避免鑄件收縮時(shí)受阻鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求1)簡(jiǎn)化鑄件結(jié)構(gòu),減少分型面。2)盡量使分型面平直。3)盡量避免造型時(shí)取活塊。4)盡量減少或不用型芯。5)垂直壁考慮結(jié)構(gòu)斜度。6)考慮型芯的固定、出氣和清理。16

46、. 簡(jiǎn)化鑄件結(jié)構(gòu),減少分型面。盡量使分型面平直。17. 鑄件各處壁厚應(yīng)盡量均勻。垂直壁考慮結(jié)構(gòu)斜度??紤]型芯的固定、出氣和清理。壁間連接要合理。18. 鑄件壁厚過(guò)薄易產(chǎn)生澆不到、冷隔等缺陷;過(guò)厚易在壁中心處形成粗大晶粒,并產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷。因此,鑄件壁厚應(yīng)在保證使用性能的前提下合理。鑄件各部位壁厚若相差過(guò)大,由于各部位冷卻速度不同,易形成熱應(yīng)力而使厚壁與薄壁連接處產(chǎn)生裂紋,同時(shí)在厚壁處形成熱節(jié)而產(chǎn)生縮孔、縮松等缺陷,如壁厚均勻,可避免上述缺陷。19. 內(nèi)圓弧徑約為H1,外圓弧徑約為2H1。20. 孔中部直徑取大一些。21. 金屬型鑄造的特點(diǎn):1 )與砂型鑄造相比,生產(chǎn)效率高,成本低,便于機(jī)

47、械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。2)鑄件精度高,表面質(zhì)量較好,精度可達(dá)IT12?IT14,表面粗糙度Ra=12.5?6.3Pm,減少了鑄件的機(jī)械加工余量。3)由于鑄件冷卻速度快,晶粒細(xì),故鑄件的力學(xué)性能好。4)金屬型的制造成本高,周期長(zhǎng),不適合于單件、小批生產(chǎn);鑄件冷卻速度快,不適合于澆注薄壁鑄件,鑄件形狀不宜太復(fù)雜。目前,金屬型鑄造主要用于中、小型非鐵合金鑄件的大量生產(chǎn),如鋁活塞、汽缸體、缸蓋、油泵體等,有時(shí)也用來(lái)生產(chǎn)一些鑄鐵件和鑄鋼件。22. 壓力鑄造的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍:1)可以制造出形狀復(fù)雜的薄壁件,鋁合金的最小壁厚為0.5mm,最小孔徑為0.7mm,可以直接鑄出螺紋、齒形、花紋和圖案等。壓鑄尺寸精度為

48、IT11?IT13,表面粗糙度為Ra=3.2?0.8Pm,一般不需要切削加工。2)壓鑄件在高壓作用下快速結(jié)晶,因而結(jié)晶組織細(xì)密,力學(xué)性能高,抗拉強(qiáng)度比砂型鑄件提高25%?40%。3 )壓鑄的生產(chǎn)率在各種鑄造方法中是最高的。4 )壓鑄件在壓力下快速凝固,鑄件內(nèi)的小氣孔較多。因此,壓鑄件不宜進(jìn)行大余量的切削加工,以免氣孔外露;也不宜進(jìn)行熱處理或在高溫下工作,以免氣體受熱膨脹,表面鼓泡。5 )壓力鑄造設(shè)備投資大,鑄型結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造周期長(zhǎng),成本高,僅適用于大量生產(chǎn)。6 )壓力鑄造不適合于鋼、鑄鐵等高熔點(diǎn)合金的鑄造。目前,壓力鑄造主要用于大量生產(chǎn)的鋁、鎂、鋅、銅等非鐵合金薄壁、形狀復(fù)雜的中小型鑄件,在汽

49、車(chē)、拖拉機(jī)、儀表、電信器材、醫(yī)療器械、航空等部門(mén)都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著真空壓鑄、加氧壓鑄、半液態(tài)壓鑄等技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,壓鑄的應(yīng)用范圍將日益擴(kuò)大。熔模鑄造主要用來(lái)生產(chǎn)形狀復(fù)雜、精度要求較高或難以切削加工的小型零件,如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪發(fā)動(dòng)機(jī)等的葉片、葉輪、導(dǎo)向器、導(dǎo)向輪和汽車(chē)、拖拉機(jī)、風(fēng)動(dòng)工具、機(jī)床上的小型零件。目前,它的應(yīng)用范圍正在日益擴(kuò)大。23. 熔模鑄造的工藝過(guò)程:首先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的石蠟和50%的硬脂酸作蠟料,做成與鑄件形狀相同的蠟?zāi)<跋鄳?yīng)的澆注系統(tǒng);將蠟?zāi)Ec澆注系統(tǒng)焊成蠟?zāi)=M;在蠟?zāi)=M上涂掛涂料(涂料是由硅石粉和水玻璃等配制而成的),然后向其表面撒上一層硅砂,浸入固化劑(一

50、般為氯化氨水溶液)中硬化;反復(fù)涂掛涂料和硅砂并硬化,形成5?10mm厚的型殼;溫焙燒,四周填鑄件的一種方將型殼浸泡在85?95C的熱水中,熔去蠟?zāi)1惬@得無(wú)分型面的鑄型;型殼再經(jīng)過(guò)烘干并高砂后便可澆注,經(jīng)凝固、冷卻、落砂、清理而獲得鑄件。24. 離心鑄造是將金屬液澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中,在離心力作用下,充填鑄型并凝固而獲得法。離心鑄造具有以下特點(diǎn):1)2)3)4)鑄件在離心力作用下結(jié)晶,內(nèi)部晶粒組織致密,無(wú)氣孔、縮孔及夾渣缺陷,力學(xué)性 鑄造管類鑄件時(shí),可省去型芯和澆注系統(tǒng),提高金屬利用率和簡(jiǎn)化鑄造工藝。 可鑄造“雙金屬”鑄件,如鋼套內(nèi)鑲嵌銅軸瓦等。鑄件內(nèi)表面粗糙,內(nèi)孔尺寸不準(zhǔn)確,需采用較大的加工余量。

51、離心鑄造主要用于生產(chǎn)中空回轉(zhuǎn)體及能高。、車(chē)床床身(砂型鑄造) 、汽 缸套(連續(xù)鑄造)雙金屬鑄件,如鑄鐵管、汽缸套、活塞環(huán)等和鋼套鑲銅軸瓦等。25. 大生產(chǎn)鋁活塞(金屬型鑄造)、汽輪機(jī)葉片(熔模鑄造)(離心鑄造)、摩托車(chē)汽缸體(金屬型鑄造)、大口徑污水管鑄件(連續(xù)鑄造)第四章鑄造、填空題(本題共20個(gè)空,每空一分,共二十分)1. 通常把鑄造方法分為和兩類.2. 特種鑄造是除以外的其他鑄造方法的統(tǒng)稱,如及連續(xù)鑄造等。3. 制造砂型和芯用的材料,分別稱為和,統(tǒng)稱為造型材料。4. 為保證鑄件質(zhì)量,造型材料應(yīng)有足夠的和一定、等性能。5. 用和制造型芯的過(guò)程叫造芯。6. 為填充型腔和冒口兒開(kāi)設(shè)于鑄型中的系

52、列通道稱為澆注系統(tǒng),通常由組成。7. 使用手工或機(jī)械使鑄件或型砂、砂箱分開(kāi)的操作。、單向選擇題(每小題一分)1 .下列使鑄造特點(diǎn)的是)A模1B造型芯C冒口 D芯砂鑄件上有未完全()A成本高B適應(yīng)性廣2 .機(jī)床的床身一般選A鑄造B鍛造3 .造型時(shí)上下型的結(jié)合面稱為A內(nèi)腔B型芯4 .型芯是為了獲得鑄件的A外形B尺寸5 .造型時(shí)不能用嘴吹芯砂和A型芯B工件6 .沒(méi)有分型面的造型是A整體模造型B分開(kāi)模造型7 .冒口的主要作用是排氣和A熔渣B補(bǔ)縮8 .澆鑄時(shí)產(chǎn)生的抬箱跑火現(xiàn)象的原因是A澆鑄溫度高B澆鑄溫度低9 .把熔煉后的鐵液用澆包注入鑄腔的過(guò)程是A合箱B落砂10 .融合的縫隙,接頭處邊緣圓滑是C精度局

53、D鑄件質(zhì)量高()C焊接D沖壓()C芯頭D分型面()C內(nèi)腔D表面()C型砂D砂箱()C三箱造型D熔模造型()C結(jié)構(gòu)需要D防沙粒進(jìn)入()C鑄型未壓緊D為開(kāi)氣孔()C清理D澆鑄A裂縫B冷隔C11 .落砂后冒口要A清除B保留12 .制造模樣時(shí)尺寸放大是為了A留收縮量B留加工余量13 .型芯外伸部分叫芯頭,作用是A增強(qiáng)度B工件需要14 .手工造型時(shí)有一工具叫秋葉,作用是A.砂B修平面15 .芯盒用來(lái)造錯(cuò)型D 砂眼C保留但修毛刺C造型需要C形成工件內(nèi)腔C修凹的曲面(噴丸處理D)(取模方便D()D定位和支撐芯子()D起模C砂眼D縮孔( )C催化劑D提供熱量()C熔模鑄造D金屬型鑄造()相同D無(wú)法比較()無(wú)C

54、壓力鑄造法比較16 .鑄件厚斷面出現(xiàn)不規(guī)則孔眼,孔內(nèi)壁粗糙是()A氣孔B渣眼17 .熔煉鐵液時(shí)加溶劑作用A溶鐵B稀釋熔渣18 .成批大量鑄造有色金屬鑄件選A砂型鑄造B壓力鑄造19 .金屬型鑄造比砂型鑄造尺寸精度A高B低C20 .下列鑄件尺寸最高的是A砂型鑄造B金屬型鑄造三、簡(jiǎn)答題21 鑄件有那些特點(diǎn)?22 鑄件常見(jiàn)缺陷有哪些?參考答案7落砂11-15 AADCB16- 20 DBDAC.二單項(xiàng)選擇題15BADCC6-10ABCDB一填空題1 砂型鑄造特種鑄造壓力鑄造熔模鑄造退讓性內(nèi)澆道離心鑄造2 砂型鑄造金屬型鑄造3 型砂芯砂4 強(qiáng)度耐火性透氣性5 芯砂芯盒6 澆口杯直澆道橫澆道三簡(jiǎn)答題1(1

55、)適應(yīng)性廣(2)生產(chǎn)成本低(3)鑄件質(zhì)量低,形狀和尺寸精度也低2(1)氣孔(2)縮孔(3)裂紋(4)冷隔(5)夾砂、粘砂(6)澆不足(7)錯(cuò)型、錯(cuò)芯(8)渣眼、砂眼第五章鍛造習(xí)題答案1. 當(dāng)外力作用在金屬上時(shí),金屬內(nèi)部要產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)一定值時(shí),會(huì)迫使原子離開(kāi)原來(lái)的平衡位置,從而改變?cè)娱g的距離,使金屬發(fā)生變形,并引起原子位能升高。處于高位能的原子具有返回到低位能平衡位置的傾向,因而當(dāng)外力停止作用時(shí),應(yīng)力消失。如果此時(shí)變形也隨之消失,則這種變形稱為彈性變形。當(dāng)外力增大到使應(yīng)力超過(guò)該金屬的屈服極限后,外力停止作用時(shí),變形并不消失,這種變形稱為塑性變形?,F(xiàn)代理論認(rèn)為,滑移原來(lái)是由滑移面上的位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)造成的。位錯(cuò)的存在使部分原子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在比理論值低許多的切應(yīng)力作用下,處于高位能的原子很容易從一個(gè)相對(duì)平衡的位置移動(dòng)到另一個(gè)位置,形成位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)到晶體表面就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)晶體的塑性變形。多晶體金屬的塑性變形與單晶體相比并無(wú)本質(zhì)區(qū)別,即每個(gè)晶粒的塑性變形仍以滑移方式進(jìn)行,但由于晶界的存在和各個(gè)晶粒的位向不同,故在多晶體中的塑性變形過(guò)程要比單晶體中的復(fù)雜得多。因?yàn)槎嗑w金屬在塑性變形時(shí),各個(gè)晶粒之間也有滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng),稱為晶間變形2. 金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的變形加工,稱為冷變形,冷變形過(guò)程中只有冷變形強(qiáng)化而無(wú)回復(fù)與再結(jié)晶現(xiàn)象。冷變形時(shí)變

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