熱工藝課后習(xí)題答案

材料工程及熱工藝課后習(xí)題答案第二章2、金屬具備哪些特征？請用金屬鍵結(jié)合特點給予說明。答案關(guān)鍵點：特征：好導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，好塑性；強度、硬度有高有低，熔點有高有低，但機械行業(yè)慣用那些好綜協(xié)力學(xué)性能（強度、硬度、塑性、韌性）、好工藝性能材料；金屬鍵：由自由電子及排列成晶格狀金屬離子之間靜電吸引力組合而成。在金屬晶格中，自由電子作穿梭運動，它不專屬于某個金屬原子而為整個金屬晶體所共有。在外電場作用下，自由電子定向運動，產(chǎn)生電流，即導(dǎo)電。這種結(jié)構(gòu)，很輕易溫度改變時，金屬原子與電子振動很輕易一個接一個傳遞，即導(dǎo)熱。當(dāng)金屬晶體受外力作用而變形時，盡管原子發(fā)生了位移，但自由電子連接作用并沒變，金屬沒有被破壞，故金屬晶體有很好塑性、韌性。因為金屬鍵結(jié)合強度有高有低，故金屬強度、硬度、熔點有高有低。6、實際金屬晶體中存在哪些晶體缺點？它們對力學(xué)性能有何影響？答案關(guān)鍵點：存在著點缺點（空位、間隙原子、置換原子），線缺點（位錯），面缺點（晶界、亞晶界）。點缺點引發(fā)晶格畸變，強度、硬度升高，塑性、韌性下降。線缺點極少時引發(fā)各項力學(xué)性能均下降，當(dāng)位錯密度達一定值后，隨位錯密度升高，強度、硬度升高，塑性、韌性下降，機械制造用材中位錯密度基本均大于這一值。面缺點影響力：晶界越多(即晶粒越細(xì))，四種機能均升高。7、晶體各向異性是怎樣產(chǎn)生？為何實際晶體通常都顯示不出各向異性？答案關(guān)鍵點：因為理想晶體中原子作規(guī)則排列，不一樣方向晶面與晶向原子密度不一樣，造成不一樣方向原子面面間距、原子列列間距不一樣，即不一樣方向原子間作用力不一樣，也就表現(xiàn)出各向異性。實際晶體常為多晶體，各種晶面、晶向沿各個方向分布機率均等，所以各向同性。第三章1、從滑移角度闡述為何面心立方金屬比體心立方和密排六方金屬塑性好？答案關(guān)鍵點：塑性變形實質(zhì)是滑移面上位錯沿滑移方向滑移造成，而滑移面是晶體中密排面，滑移方向是密排方向。一個滑移面與一個滑移方向組成一個滑移系，滑移系越多位錯滑移可能性越大，在滑移系相同時，滑移方向越多，滑移可能性越大。在三大晶體中，面心立方與體心立方滑移系相等（為12個），大于密排立方（3個），但面心立方滑移方向（3個）比體心立方(2個)多，所以面心立方金屬比體心立方和密排六方金屬塑性好。4、說明冷變形對金屬組織與性能影響。答案關(guān)鍵點：對組織影響：出現(xiàn)纖維組織，位錯密度增加，出現(xiàn)碎晶、晶格畸變增大，出現(xiàn)織構(gòu)現(xiàn)象等。對性能影響：產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，強度、硬度升高，塑性、韌性下降（即加工硬化），性能出現(xiàn)各向異性。6、冷加工與熱加工主要區(qū)分是什么？熱加工對金屬組織與性能有何影響？答案關(guān)鍵點：冷加工與熱加工主要區(qū)分是：前者在再結(jié)晶以下溫度進行，后者在再結(jié)晶溫度以上進行。熱加工對組織與性能影響：可使鑄態(tài)金屬與合金中氣孔焊合，使粗大樹枝晶或柱狀晶破碎，從而使組織致密、成份均勻、晶粒細(xì)化，力學(xué)性能提升。7、在金屬冷、熱加工，怎樣才能取得細(xì)小晶粒組織？答案關(guān)鍵點;冷加工時：產(chǎn)生合理變形量，（大于臨界變形量，小于產(chǎn)生織構(gòu)變形量），進行合理再結(jié)晶退火。熱變形時：以較大鑄造比進行鑄造，重復(fù)墩拔，然后以合理退火或正火工藝進行處理。8、產(chǎn)生加工硬化原因是什么？說明加工硬化在生產(chǎn)中利弊？答案關(guān)鍵點：原因為：位錯密度增加、碎晶出現(xiàn)、晶格畸變增加，這些原因造成位錯滑移阻力增大，從而強度、硬度升高，塑性、韌性降低。生產(chǎn)中“利”：能夠強化材料，對于不能用熱處理方法強化又有很好塑性材料（如一些鋁合金、銅合金）是很好強化方法?！氨住币驗樗苄浴㈨g性下降了，給需要產(chǎn)生大變形來成形工藝帶來不便，如拉深成型時，變形量過大時需要穿插工序間再結(jié)晶退火。9、金屬晶粒度對其性能有怎樣影響？答案關(guān)鍵點：細(xì)晶晶界多，位錯滑移阻力大，故強度、硬度高，又因細(xì)晶組織晶粒多，各個方向滑移面與滑移方向也多，位錯滑移可能性增大，而且晶粒之間協(xié)調(diào)變形能力也增大，故塑性、韌性也增大。10、工業(yè)生產(chǎn)上怎樣才能取得細(xì)小晶粒組織？答案關(guān)鍵點：鑄造時得細(xì)晶：增大冷卻速度、增加外來晶核、震動攪拌等。冷變形時得細(xì)晶：合理變形度，合理再結(jié)晶退火工藝。鑄造時得細(xì)晶：合理鑄造溫度、較大變形量，合理退火/正火工藝。11、什么事均勻形核與非均勻形核？實際發(fā)生主要是哪一個？答案關(guān)鍵點：均勻形核：液態(tài)金屬原子在過冷到一定條件時，自發(fā)聚集按金屬固有排列規(guī)律排列而形成小結(jié)晶關(guān)鍵。非均勻形核：液態(tài)金屬原子依附于一些固態(tài)雜質(zhì)顆粒而形成結(jié)晶關(guān)鍵。實際發(fā)生主要是非均勻形核。12、什么是金屬結(jié)晶時過冷度？過冷度對金屬鑄錠晶粒大小有何影響？答案關(guān)鍵點：過冷度：理論結(jié)晶溫度與實際結(jié)晶溫度之差。實際生產(chǎn)中通常為過冷度越大，結(jié)晶趨動力越大，形核率越大，晶粒越細(xì)。14、合金化強化金屬方法有哪幾個？答案關(guān)鍵點：主要有固溶強化與第二相強化。15、總結(jié)合金四種基本強化方式異同點，金屬強化本質(zhì)是什么？答案關(guān)鍵點：四種強化方法是：冷變形強化（加工硬化），細(xì)晶強化，合金強化（包含固溶強化和第二相強化），熱處理強化。相同點：四種強化均為增大位錯滑移阻力。不一樣點：冷變形強化是因位錯密度增大、碎晶出現(xiàn)使晶格畸變增大，從而使位錯滑移阻力增大；細(xì)晶強化是因晶界增多，位錯滑移阻力增大；合金強化是因溶質(zhì)原子溶入晶格畸變增大或第二相對位錯線釘扎而造成位錯滑移阻力增大；熱處理強化是因形成細(xì)晶，或過飽和組織引發(fā)較大晶格畸變而使位錯滑移阻力增大。金屬強化本質(zhì)：位錯運動阻力增大。16、什么事熱處理？影響熱處理質(zhì)量主要原因是什么？答案關(guān)鍵點：熱處理：是將金屬在固態(tài)下加熱至一定溫度，保溫一定時間，以一定速度冷卻至室溫，來改變其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，以取得所需性能一個加工工藝。影響熱處理主要原因是：加工溫度、保溫溫度、冷卻速度。17、鋼奧氏體基本過程是什么?基本規(guī)律是什么？為何在奧氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束時還有不溶解滲碳體？答案關(guān)鍵點：基本過程：加熱至AC1時，1）、在F與Fe3C相界面形成A晶核；2）、A晶粒長大；3）、剩下Fe3C溶入；4）A成份均勻；5）、對于過共析與亞共析鋼，溫度繼續(xù)升高時有先共析相溶入，直至完全相變溫度轉(zhuǎn)變?yōu)閱我籄。因滲碳體成份與結(jié)構(gòu)與A都相差很大，造成A向F中長大速度大于向滲碳體中長大速度，所以……18、奧氏體晶粒度是怎樣影響鋼性能？怎樣控制奧氏體晶粒大?。看鸢戈P(guān)鍵點：組織具備遺傳性，高溫下奧氏體晶粒粗大所得室溫組織晶粒也對應(yīng)粗大，所以就會影響到鋼性能。主要經(jīng)過控制加熱溫度與保溫時間來控制A晶粒大小。19、鋼件為何能進行各種各樣熱處理？答案關(guān)鍵點：因為剛在固態(tài)下有相變，加熱至A化后可經(jīng)過不一樣冷卻速度取得不一樣不一樣非平衡組織，從而可得到不一樣性能。20、鋼奧氏體化后組織轉(zhuǎn)變有幾個？是什么？答案關(guān)鍵點：有三種。是P型組織，B型組織，M型組織。21、什么是珠光體、貝氏體、馬氏體？它們組織及性能有何特點？答案關(guān)鍵點：珠光體：由層片狀F與Fe3C相隔排列而成一個組織，依照粗細(xì)不一樣分為P（500倍下可區(qū)分層片）、S（800~1000倍下可區(qū)分層片）、T（10000倍以上才可區(qū)分層片）。貝氏體：碳素體基體上分布著斷續(xù)短棒狀滲碳體（光鏡下呈羽毛狀組織）為上貝氏體。鐵素體基體上分布著顆粒狀滲碳體（光鏡下呈竹葉狀組織）為下貝氏體。馬氏體：過飽和A固溶體。珠光體、貝氏體、馬氏體依次形成溫度降低，組織變細(xì)、偏離平衡程度增大，強度硬度增加，塑性韌性降低。22、碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出0.6%以后，馬氏體強度、硬度改變趨于平緩，為何高于0.6%碳鋼還廣泛使用？馬氏體強化主要原因是什么？答案關(guān)鍵點：談質(zhì)量分?jǐn)?shù)超出0.6%鋼往往是工具鋼，需要有好耐磨性能，淬火溫度為AC1+30~50，使其保留未溶碳化物提升耐磨性能，碳含量越高，未溶碳化物越多，耐磨性能越好，所以……馬氏體強化主要原因是固溶強化。23、什么是C曲線？影響C曲線原因有哪些?答案關(guān)鍵點：表示奧氏體急速冷卻到臨界點A1以下在各不一樣溫度下保溫過程中轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間關(guān)系曲線，又稱C曲線。主要影響原因：成份影響（含碳量影響、合金元素影響）、奧氏體化條件影響。25、什么是殘余奧氏體？它對鋼性能有何影響？怎樣降低或消除殘余奧氏體？答案關(guān)鍵點：發(fā)生M轉(zhuǎn)變后殘留下來A叫做殘余奧氏體。殘余奧氏體對鋼性能影響是：硬度不均勻，組織尺寸不穩(wěn)定。進行冷處理、回火。26、什么是淬火？淬火目標(biāo)是什么？慣用淬火方法有幾個？說明各種淬火方法優(yōu)缺點及其應(yīng)用范圍。答案關(guān)鍵點：淬火：將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于VK速度冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體熱處理工藝。淬火目標(biāo)：淬火目標(biāo)是為取得馬氏體組織，提升鋼性能單液淬火法：優(yōu)點：操作簡單，易實現(xiàn)自動化；缺點：易產(chǎn)生淬火缺點。適適用于形狀簡單小件。雙液淬火：優(yōu)點：冷卻理想；缺點：操作不易掌握。用于形狀復(fù)雜碳鋼件及大型合金鋼件。分液淬火法：優(yōu)點：可降低內(nèi)應(yīng)力；缺點：冷卻能力有限。用于小尺寸復(fù)雜、變形控制嚴(yán)格工件。等溫淬火：優(yōu)點：變形、應(yīng)力均??；缺點：不能得M，得是B。適適用于形狀復(fù)雜，尺寸要求精準(zhǔn)小型件。28、什么是回火？回火目標(biāo)是什么？簡述高、中、低溫回火組織性能特點及其在生產(chǎn)中應(yīng)用范圍。答案關(guān)鍵點：回火：是指將淬火鋼加熱到A1以下某溫度保溫后冷卻工藝?；鼗鹉繕?biāo)：1）、降低或消除淬火內(nèi)應(yīng)力，預(yù)防變形或開裂。2）、取得所需要力學(xué)性能。3）、穩(wěn)定尺寸。4）、對于一些高淬透性鋼，采取回火降低硬度。高溫回火：S回：得良好綜協(xié)力學(xué)性能，即在保持較高強度同時，具備良好塑性和韌性。廣泛用于各種結(jié)構(gòu)件如軸、齒輪等熱處理。也可作為要求較高精密件、量具等預(yù)備熱處理。中溫回火：T回：提升σe及σs,同時使工件具備一定韌性。適適用于彈簧熱處理。適適用于各種高碳鋼、滲碳鋼及表面淬火件。29、退火主要目標(biāo)是什么？生產(chǎn)中慣用退火方法有哪幾個？指出各類退火應(yīng)用條件。答案關(guān)鍵點：退火：是鋼加熱至適當(dāng)溫度保溫，然后遲緩冷卻（爐冷）熱處理工藝退火目標(biāo)：調(diào)整硬度，便于切削加工。適合切削加工硬度為170-250HB。消除內(nèi)應(yīng)力，預(yù)防加工中變形。細(xì)化晶粒，為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。慣用退火方法：完全退火、等溫退火、球化退火、擴散退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火。完全退火：主要用于亞共析鋼均勻組織、細(xì)化晶粒、消除應(yīng)力，取得適宜硬度便于切削加工。等溫退火：可適于各種鋼退火，主要目標(biāo)在于縮短退火時間。球化退火：用于共析、過共析鋼，得球狀珠光體（鐵素基體上分布著顆粒狀滲碳體），降低溫度，便于切削加工，為淬火作組織準(zhǔn)備。擴散退火：主要用于化學(xué)成份和組織不均勻。再結(jié)晶退火：用于消除經(jīng)冷變形而產(chǎn)生加工硬化。去應(yīng)力退火：用于需消除內(nèi)應(yīng)力工件。 31、什么是鋼回火脆性？怎樣抑制鋼回火脆性？答案關(guān)鍵點：回火脆性：在一些溫度范圍內(nèi)回火時，會出現(xiàn)沖擊韌性下降現(xiàn)象。第一類回火脆性（低溫回火脆性/不可逆回火脆性）只能采取回避在所產(chǎn)生溫度下回火。第二類回火脆性（高溫回火脆性/可逆回火脆性）采取回火后快速冷卻，或使用加有W/Mo合金元素鋼；如已產(chǎn)生采取加熱至高于已采取回火溫度，保溫然后快冷。鋼經(jīng)滲碳及熱處理后，其力學(xué)性能怎樣改變？為何？答案關(guān)鍵點：力學(xué)性能改變是：表面由原來低碳鋼性能變成高碳鋼性能。因為表面在滲碳處理時由低碳鋼變成了含量為1.0%左右工具鋼碳含量，再經(jīng)經(jīng)典工具鋼最終熱處理（淬火+低溫回火）得組織是：M回+顆粒狀碳化物+少時殘余奧氏體。什么是鋼淬透性？影響鋼淬透性主要原因有哪些？為何說鋼熱處理工藝性能主要是指鋼淬透性？答案關(guān)鍵點：淬透性：是指鋼在淬火時取得淬硬層深度能力。淬透性影響原因：臨界冷卻速度Vk，Vk越小，淬透性越高。因而凡是影響C曲線原因都是影響淬透性原因，即除Co外，凡溶入奧氏體合金元素都使鋼淬透性提升；奧氏體化溫度高、保溫時間長也使鋼淬透性提升。淬透性對工件機械性能影響非常大，只有整個截面淬透才能使整個截具備一樣組織，一樣組織，一樣性能，而重工件經(jīng)常需要淬火，要求整個截面均勻承載主要件，必須整個截面淬透，所以說鋼熱處理工藝···答案關(guān)鍵點：淬透性是指淬火時取得淬硬層深度能力，主要由臨界冷卻速度決定；淬硬性指淬火時所能達成最高硬度，及硬化能力，主要由M中含碳量決定。它們之間關(guān)系：對于亞共析鋼隨含碳量升高，淬硬性升高，同時C曲線右移，淬透性也升高。對于過共析鋼，隨含碳量升高，淬透性平緩升高，但C曲線左移，淬透性下降，合金元素對淬硬性影響不大，但除Co外溶入A中合金元素均提升淬透性。第四章碳素鋼中五元素對鋼性能有何影響？答案關(guān)鍵點：、C：伴隨C含量升高，硬度升高，塑性、韌性下降，強度為先升后降（在C含量為0.9%時有極值）。、Mn：<0.8%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：1、強化鐵素體；2、消除硫有害作用。、Si<0.5%時為雜質(zhì)，是有益元素。作用為：1、強化鐵素體：2、增加鋼液流動。碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號怎樣表示？這類鋼屬什么質(zhì)量等級，慣用于什么場所？答案關(guān)鍵點：碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號用以下方法表示：Q+σS+質(zhì)量等級+脫氧方法。屬普通質(zhì)量鋼常為工程用鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號怎樣表示？碳素滲透鋼、碳素調(diào)質(zhì)鋼、碳素彈簧鋼常指哪些牌號，其性能與用途各有何區(qū)分？答案關(guān)鍵點：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號：用2位數(shù)字表示，數(shù)字表示鋼平均含碳量萬分?jǐn)?shù)碳素滲碳鋼：10、20；適適用于作冷沖壓和焊接用鋼，也作滲碳件。碳素調(diào)質(zhì)鋼：30、40、45、50:；常經(jīng)調(diào)質(zhì)后作性能要求不高結(jié)構(gòu)件。碳素彈簧鋼：60、65、65Mn；經(jīng)淬火+中溫回火后作截面不大彈性零件。碳素工具鋼牌號怎樣表示？其成份和性能與結(jié)構(gòu)鋼有何區(qū)分，慣用于制造哪些類型工具？答案關(guān)鍵點：碳或T+數(shù)字”表示，數(shù)字表示鋼平均碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)千分?jǐn)?shù)。其成份和性能與結(jié)構(gòu)鋼區(qū)分：碳含量比結(jié)構(gòu)鋼高，塑性、韌性比結(jié)構(gòu)鋼低，硬度比結(jié)構(gòu)鋼高。慣用于：小尺寸冷作模具，刀具（工作溫度通常不超出180℃）和量具等鑄鋼牌號怎樣表示？在什么情況下選取鑄鋼？答案關(guān)鍵點：鑄鋼牌號：用鑄鋼2字拼音首字“ZG”加2組數(shù)字組成，第一組數(shù)字表示屈服強度，第二組數(shù)字表示抗拉強度。慣用于：形狀復(fù)雜，承受較大沖擊載荷、鑄鐵不能滿足要求時。6.合金鋼中主要合金元素有哪些?那些元素屬強碳化合物形成元素?特殊碳化物對合金鋼性能有那些影響?答:主要合金元素Si,Mn,Ni,Ti,Nb,V,W,Mo,Cr等。Ti,Nb,Nr,V,W,Mo,Cr屬碳化物形成元素。特殊碳化物對合金鋼得性能影響：妨礙奧氏體晶粒長大、細(xì)化晶粒、提升耐磨性。7.合金鋼分為幾大類？各類合金鋼牌號表示方法有何異同？答：分為：合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼。鋼號表示方法相同點：用成份表示鋼（碳含量、合金元素含量）；不一樣點：通用標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)鋼中碳含量以萬分之幾表示，工具鋼以千分之幾表示，大于1%時不標(biāo)。8.合金結(jié)構(gòu)鋼可按熱處理及用途分為幾個鋼種？各鋼種化學(xué)成份、熱處理及性能有何不一樣？答：分為：滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、易切削鋼。各種鋼化學(xué)成份、熱處理、性能：C%合金元素預(yù)先熱理最終熱處理性能滲碳鋼0.1~0.25Cr,Mn,Ni,B,W,Mo,Ti,V正火滲碳淬火低溫回火表硬里韌調(diào)質(zhì)鋼0.3~0.5Mn,Si,Cr,Ni,B,Ti,V,W,Mo完全退火調(diào)質(zhì)良好綜合機性彈簧鋼0.45~0.7Mn,Si,Cr,V完全退火淬火中溫回火滾動軸承鋼0.95~1.10Cr,Si,Mn球化退火淬火低溫回火高硬、高耐磨性能易切削鋼各種鋼S，Pb，Ca，P與原鋼相同與原鋼相同好切削加工性9.合金鋼與碳素鋼相比有哪些有缺點？在什么情況下應(yīng)選取合金鋼，在什么情況下不用合金鋼？答：合金鋼與碳素鋼相比優(yōu)點：愈加好淬透性、更高強度、更高耐磨性、好回火抗力、有紅硬性，以及一些特殊性能（耐蝕、耐熱、耐磨等）。缺點：殘余奧氏體量增多、焊接性能不如碳鋼、鑄態(tài)下組織缺點比碳鋼多、價貴。合金鋼用于碳素鋼性能不用滿足零件使用性能要求時(如淬透性不夠、強度不夠、耐磨性不夠、紅硬性不夠等)。碳鋼能滿足使用性能要求情況下，首選碳鋼，不用合金鋼。10.合金鋼元素對鋼基本相、狀態(tài)圖和熱處理有哪些影響？答：對基本相影響：溶于鐵素體，形成合金F，強度增高。形成碳化物，增大第二相強化作用、耐磨性能增強。對狀態(tài)圖影響：對奧氏體相區(qū)影響（擴大或縮小A相區(qū)）對E點和S點位置影響（E、S左移）對熱處理影響：對奧氏體化影響。對奧氏體形成速度影響：除NI、CO外，都減緩奧氏體化過程。對奧氏體晶粒長大傾向影響：碳、氫化合物形成元素妨礙奧氏體晶粒長大。Mn、P促進長大。2、對過冷奧氏體轉(zhuǎn)變影響（1）對C曲線和淬透性影響：除Co外，凡溶入奧氏體合金元素均使C曲線右移，淬透性提升。（2）對Ms、Mz點影響：除CO、AL外，全部元素都使Ms、Mz點下降。3、對回火轉(zhuǎn)變影響（1）提升耐回火性（2）產(chǎn)生二次硬化（3）預(yù)防第二類回火脆性（W、WO）。11.工具鋼應(yīng)具備哪些基本性能？合金工具鋼與碳素工具鋼基本性能有哪些區(qū)分？答：全部工具鋼都應(yīng)具備基本性能是：高硬度、高耐磨性、足夠強度與韌性。除此之外，刃具鋼還要求好紅硬性，熱做模具鋼要求有好抗熱疲勞性能，量具鋼要求好尺寸穩(wěn)定性。合金工具鋼與碳素工具鋼基本性能區(qū)分：紅硬性愈加好、強度更高、耐磨性愈加好。高速鋼碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為WC<1.5%,為何鑄態(tài)會出現(xiàn)萊氏體組織?高速鋼熱處理工藝為何與通常工具鋼不一樣?為何淬火加熱溫度不是Ac1+(30~50)攝氏度？為何淬火后不是低溫回火？答：高速鋼含有大量合金元素使相圖E點大大左移,造致E點碳含量小于高速鋼碳含量,從而使高速在凝固時有共晶反應(yīng),也即鑄態(tài)組織中含有萊氏體。高速鋼中含有大量碳化物形成元素:W、Mo、V、Cr等，形成了大量高熔點、高穩(wěn)定性碳冷化物，大量碳與合金元素都存在于這些合金碳化物中，這些碳化物需加熱至1100度以上才會不停溶入奧氏體中，要使高速鋼有高硬度、耐磨性、紅硬性，那么淬火加熱時熱因為淬火+低溫度所得硬度并不是最高，同時會存在較殘余奧氏體，也不存在有回火時析出細(xì)小彌散高硬度、高耐磨性合金碳化物，工作時不具備紅硬性，不能滿足刃具使用性能要求。對冷作模具鋼、熱作模具鋼、塑料模具鋼性能要求有何不一樣？冷作模具鋼與熱作模具鋼為何含碳量不一樣？答：冷作模具鋼要求是室溫下高硬度、高耐磨性，熱作模具要求高溫下高硬度、高耐磨性，尤其是耐熱疲勞性能，塑性模具往往要求良好表面加工性及表面質(zhì)量保持能力。因為它們工作溫度不一樣，熱作模具鋼在高溫下工作，承受著熱疲勞載荷，為使抗熱疲勞性能好材料需要有好導(dǎo)熱性，而含碳量越高導(dǎo)熱性越差，所以熱作模具鋼不能像冷作模具鋼一樣具備較高碳含量。15.鑄鐵石墨化程度與鑄鐵組織有何關(guān)系？答：對成份一定鑄鐵伴隨石墨化程度提升，石墨含量增加，基體組織依次轉(zhuǎn)變?yōu)椋篜基體、P+F基體、F基體。16.灰鑄鐵抗拉強度為何比鋼低？提升灰鑄鐵強度路徑是什么？答:灰鑄鐵組織是：在鋼基體上分布著片狀石墨，能夠認(rèn)為是充滿裂紋鋼，片狀石墨尖端很輕易引發(fā)應(yīng)力集中，引發(fā)裂紋、擴展、斷裂，所以灰鑄鐵抗拉強度比鋼低。提升灰鑄鐵強度路徑是：在具備高強度基體組織同時，改變鑄鐵大小、形狀與分布，使石墨細(xì)小、分布均勻、形狀鈍化，方便使基體強度得到更多發(fā)揮。17.影響灰鑄鐵組織原因有哪些？什么情況下可得白口鑄鐵，什么情況下可得鐵素體加粗大石墨灰鑄鐵？答：影響灰鑄鐵組織影響原因有：化學(xué)成份（主要是碳、硅含量高）冷卻速度。碳、硅含量低，冷卻速度快可得白口鑄鐵。當(dāng)碳、硅含量高，冷卻速度很慢可鐵素體加粗大石墨灰鑄鐵。從化學(xué)成份、金相組織和力學(xué)性能三方面比較，試述鑄鐵與鋼區(qū)分。答：鑄鐵碳含量、硅含量比鋼高，成份?？拷簿С煞?，形成組織是在鋼基體上分布著石墨，石墨軟而脆，是很好潤滑劑，能夠?qū)㈣T鐵組織想象為充滿孔洞鋼，所以鑄鐵與鋼性能將為：強度、塑性、韌性比鋼差，不能進行鑄造。具備優(yōu)良鑄造性能、切削加工性能、良好減磨性、耐磨性、消鎮(zhèn)性、缺口敏感性低等。球墨鑄鐵強度為何比灰鑄鐵高？灰鑄鐵通常不采取熱處理方法提升強度，而球墨鑄鐵則常經(jīng)過熱處理提升強度，為何？答：球墨鑄鐵是在鋼基體上分布著球狀石墨，灰鑄鐵是在鋼基體上分布著片狀石墨，球狀石墨對基體割裂傾向比片狀石墨對基體割裂傾向輕，基體強度可得到更大表現(xiàn)，所以球墨鑄鐵強度灰鑄鐵高。熱處理不能改變石墨大小、形狀與分布，只能改變基體組織，灰鑄鐵強度不高，不是因為基體強度不高，而是因為片狀石墨對基體割裂作用太大，故通常不采取熱處理方法提升強度。球墨鑄鐵中石墨對基體割裂作用輕，基體強度能得到較大表現(xiàn)，只要基體強度高，球鐵強度就高，故慣用熱處理提升基體強度，也就提升了球鐵強度。以下牌號合金成什么鋼種?各種元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?慣用熱處理方法是什么?Q235、45、65Mn、T8、16Mn、20CrMnTi、40Cr、60Si2Mn、GCr15、ZGMn13、1Cr18Ni9Ti、1Cr13、Cr12MoV、5CrNiMo、W18Cr4V、3Cr2Mo、9SiCr。答：鋼種C%合金元素預(yù)先熱處理最終熱處理Q235普通碳素結(jié)構(gòu)鋼低碳——————45碳素調(diào)質(zhì)鋼0.45——完全退火正火調(diào)質(zhì)65Mn彈簧鋼0.62完全退火淬火+中溫回火T8碳素工具鋼0.8——球化退火淬火+低溫回火16Mn低合金鋼0.1620CrMnTi滲碳鋼0.20正火滲碳+淬火+低溫回火40Cr合金調(diào)質(zhì)鋼0.40完全退火調(diào)質(zhì)60Si2Mn彈簧鋼0.60完全退火淬火+中溫回火GCr15滾動軸承鋼約1.01.5球化退火淬火+低溫回火ZGMn13耐磨鋼〉1.0水韌處理1Cr18Ni9Ti不銹鋼0.11Cr13不銹鋼0.1Cr12MoV冷作模具鋼〉1.0球化退火淬火+低溫回火5CrNiMo熱作模具鋼0.5完全退火調(diào)質(zhì)W18Cr4V高速鋼0.7~0.8等溫退火淬火+560度三次回火3Cr2Mo塑料模具鋼0.3表面處理9SiCr低合金工具鋼0.9球化退火淬火+低溫回火第六章1、試述鑄造生產(chǎn)特點，并舉例說明其應(yīng)用情況。答案關(guān)鍵點：1）、能造成形狀復(fù)雜，尤其是具備復(fù)雜內(nèi)腔毛坯；2）、鑄件重量及所用合金幾乎不受限制；3）、鑄件切削加工余量較小、成本低。所以，得到了

廣泛應(yīng)用。不過：1）、抗拉強度和沖擊韌性不如鍛、焊件。2）、工藝復(fù)雜，故廢品率高。如慣用來生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜，尤其是具備復(fù)雜內(nèi)腔支撐件如變速箱箱件、機床床身。2、試分析比較整模造型、分模造型、挖砂造型、活塊造型和刮板造型特點和應(yīng)用場所。答案關(guān)鍵點：整模造型：是全部造型方法中最簡單，整個型腔都位于下箱，合箱、鑄件清理均方便。適用地最大截面在端部鑄件。分模造型：模型分成兩部分，型腔也分成兩部分，造型、合箱、鑄件清理比整模造型復(fù)雜，比其余方法簡單。適適用于最大截面在中部鑄件。挖砂造型：需要人工挖砂，造型工藝復(fù)雜，不能機械造型。適適用于分型面為曲面，或分型面能夠是平面，但工件太薄不宜分開。活塊造型：需要人工起活塊，造型工藝復(fù)雜，不能機械造型。適適用于鑄件上存在影響起小凸臺情況。刮板造型：不需實體模型，只需與鑄件截面形狀相適應(yīng)板狀模型。適適用于單件、小批回轉(zhuǎn)類或等截面類大件。3、經(jīng)典澆注系統(tǒng)由哪幾部分組成？各部分有何作用？答案關(guān)鍵點：經(jīng)典澆注系統(tǒng)由：澆口杯、直澆道、橫澆道、內(nèi)澆道組成。澆口杯：便于液態(tài)金屬澆入。直澆道：產(chǎn)生必要充型壓力。橫澆道：分配金屬液體、阻擋熔渣。內(nèi)澆道：將液態(tài)金屬導(dǎo)入鑄型，預(yù)防沖沙、縮孔、縮松、裂紋等。4、什么是合金鑄造性能？試比較鑄鐵和鑄鋼鑄造性能。答案關(guān)鍵點：合金鑄造性能常指：液態(tài)合金流動性、凝固方式、體收縮率、線收縮率、熔化溫度等。鑄鐵和鑄鋼比：鑄鐵流動性好、凝固方式好、體收縮率小、線收縮率小、熔化溫度低，這一系列性能都決定鑄鐵鑄造性能比鑄鋼好。5、什么是合金流動性？合金流動性對鑄造生產(chǎn)有何影響？答案關(guān)鍵點：合金流動性是指合金本身流動能力。合金流動性會影響到鑄造生產(chǎn)中充型能力。流動性越好，充型能力越好，越輕易澆注出形狀完整、輪廓清楚、薄而復(fù)雜鑄件。6、鑄件為何會產(chǎn)生縮孔、縮松？采取何種方法加以降低和預(yù)防？答案關(guān)鍵點：縮松、縮孔產(chǎn)生原因：液態(tài)合金在冷凝過程中，若其液態(tài)收縮和凝固收縮所收縮容積得不到補足，則在鑄件最終凝固部位形成一些孔洞，按孔洞大小和分布，分為縮孔和縮松，大叫縮孔，小叫縮松。縮孔和縮松降低和預(yù)防：（1）、適當(dāng)?shù)亟档蜐沧囟群蜐沧⑺俣?。?）、采取次序凝固、冒口補縮（次序凝固標(biāo)準(zhǔn)）。（3）、按冷鐵、采取金屬型（改進凝固方式）。7、什么是鑄造應(yīng)力？鑄造應(yīng)力對鑄件質(zhì)量有何影響？怎樣降低和預(yù)防這種應(yīng)力？答案關(guān)鍵點：鑄造應(yīng)力：是因為鑄件各部分線收縮受阻引發(fā)。（分為機械應(yīng)力與熱應(yīng)力）。鑄造應(yīng)力會引發(fā)鑄件變形、開裂與降低承載能力。減小機械應(yīng)力方法是提升鑄型退讓能力。減小和預(yù)防熱應(yīng)力方法是：①、設(shè)計壁厚均勻鑄件；②、選取線收縮率小合金；③、在工藝上采取方法，控制鑄件厚處和薄處同時冷卻（同時凝固標(biāo)準(zhǔn)）；④、對已存在應(yīng)力鑄件進行低溫去應(yīng)力退火。8、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造和離心鑄造各有何特點？應(yīng)用范圍怎樣？答案關(guān)鍵點：熔模鑄造：1）、鑄件精度及表面質(zhì)量均優(yōu)：可生產(chǎn)形狀復(fù)雜薄壁件；2）、適合各種合金鑄造，這對于高熔點及難切削加工合金（如高錳鋼、耐熱合金）鑄造尤為可貴；3）、生產(chǎn)批量不收限制。但：1）、材料昂貴、工藝繁雜，生產(chǎn)周期長；2）、難以全盤機械化；3）、不能生產(chǎn)大型鑄件。慣用于高熔點、難切削合金，形狀復(fù)雜薄壁中小件。金屬型鑄造：一型多鑄：鑄件表面光潔，尺寸準(zhǔn)確，可降低機加工余量；鑄件組織致密，機性很好；生產(chǎn)率高，適于大量、大批生產(chǎn)。但金屬型成本高，加工費用大；冷速快，無退讓性和透氣性，鑄件易產(chǎn)生澆不足、冷隔、裂紋、氣孔等缺點。慣用于生產(chǎn)有色金屬鑄件，在冷硬鑄造中也用于澆注鑄鐵件。壓力鑄造：鑄件精度及表面質(zhì)量較其它方法均高；可壓鑄出形狀復(fù)雜薄壁件或鑲嵌件；鑄件強度和硬度都比較高；生產(chǎn)率比其余鑄件方法高，宜實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。但壓鑄設(shè)備投資大，制造壓型費用高、周期長；壓鑄合金種類受限制（低熔點合金）；鑄件內(nèi)部常有氣孔和縮松，不宜較大余量切削加工；不能用熱處理提升鑄件性能。適于有色合金薄壁小件大量生產(chǎn)，在航空、汽車、電器、儀表工業(yè)廣泛應(yīng)用。離心鑄造：利用自由表面生產(chǎn)圓筒形鑄件時，可省型芯和澆注系統(tǒng)；鑄件在離心力作用下結(jié)晶凝固，組織致密，極少存在縮孔、氣孔、夾渣等缺點；合金充型能力強，便于流動性差及薄件生產(chǎn)；便于制造雙金屬鑄件。但依靠自由表面所形成內(nèi)孔尺寸偏差大而內(nèi)表面粗糙；不適于比重偏析大合金及輕合金；不宜單件小批生產(chǎn)。慣用于鑄鐵管、氣缸套、雙金屬軸承。9、砂型鑄造時鑄型中為何要有分型面？舉例說明選擇分型面應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)。答案關(guān)鍵點：砂型鑄造時為了模型能取出而又不損壞鑄型型腔就必須有分型面。選擇分型面應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)：在能確保鑄件質(zhì)量前提下，盡可能簡化工藝，方便造型。如：1）、應(yīng)盡可能使鑄件全部或大部分置于同一砂箱，以確保鑄件精度；2）盡可能降低分型面，砂型鑄造時鑄型中為何要有分型圖？舉例說明選擇分型面應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)。答案關(guān)鍵點：砂型鑄造時為了模型能取出面又不損壞鑄型型腔就必須有分型面。選擇分型面應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)：在能確保鑄件質(zhì)量前提下，金陵簡化工藝，方便造型。如：1，應(yīng)盡可能使鑄件全部成大部分置于同一沙箱，以確保鑄件精度；2，盡可能降低分型面；3，盡可能使分型面平直，防止無須要或塊和型芯；4，盡可能使型腔及主要型芯位于下砂箱。10，零件，鑄件，模樣之間有何聯(lián)絡(luò)？又有何差異？答案關(guān)鍵點：它們之間聯(lián)絡(luò)是，用模樣造出鑄型，澆鑄出鑄件，經(jīng)機加工形成零件。差異為：鑄件，模樣都是在零件基礎(chǔ)上，考慮到鑄件工藝需要，需要加這些部分；鑄件比零件多出：加工余量，拔模斜度，鑄造圓角，為鑄出孔等。模樣比鑄件多出：型芯部分，收縮量等。11，試確定圖6-55各灰鑄鐵零件澆注位置和分型面（批量生產(chǎn)，手工造型）12，為何要要求鑄件最小壁厚？灰鑄鐵件壁過薄或過厚會出現(xiàn)哪些問題？答案關(guān)鍵點：因為壁厚過小是輕易引發(fā)冷隔，澆不足。過后出理得問題：縮孔，縮松，粗晶等。13，為何鑄件壁連接要采取圓角和逐步過渡結(jié)構(gòu)？答案關(guān)鍵點：采取圓角是為了：它既可使轉(zhuǎn)角處不產(chǎn)生脆弱面，應(yīng)力集中，防止產(chǎn)生沖砂，縮孔和裂紋。采取逐步過渡結(jié)構(gòu)是為了：以防接頭處熱量聚集，和應(yīng)力集中。14試述鑄造工藝對鑄件結(jié)構(gòu)要求。答案關(guān)鍵點：鑄件外形力爭簡單：降低分型面數(shù)量，防止無須要挖沙，活快。鑄件內(nèi)腔設(shè)計：降低型芯數(shù)量，便于型芯固定，排氣與清理。合理設(shè)計鑄件結(jié)構(gòu)斜度，結(jié)構(gòu)圓角。15圖6-56所表示鑄件各有兩種結(jié)構(gòu)，哪一個比較合理？為何？16試確定圖6-57灰鑄鐵零件，在小批量生產(chǎn)時澆筑位置和分型面，并繪出其鑄造工藝圖。《第七章》為何鋼制機械零件需要鑄造而不宜直接選取型材進行加工？答案關(guān)鍵點：因為鋼具備很好可鍛性，用鑄造方法成形用型材削節(jié)約材料，降低加工工時，且降低了組織缺點，機械性能愈加好。單晶體和多晶體塑性變形實質(zhì)是什么？答案關(guān)鍵點：單晶體塑性變形實質(zhì)是：在切應(yīng)力作用下，滑移面上位錯沿滑移方向發(fā)生滑移而形成。多晶體塑性變形實質(zhì)：在切應(yīng)力作用下，各種位相晶粒中滑移面上錯位分批開啟沿滑移方向發(fā)生滑移，各晶粒之間經(jīng)過晶界連接會引發(fā)對應(yīng)轉(zhuǎn)動，位相同時發(fā)生轉(zhuǎn)換，達成協(xié)調(diào)變形。冷變形和熱變形有何區(qū)分？答案關(guān)鍵點：冷變形和熱變形是變形時溫度高低不一樣而區(qū)分，在結(jié)晶以上變形叫熱變形，以下變形叫冷變形，主要區(qū)分是：冷變形時，會產(chǎn)生加工硬化，熱變形時加工硬化與再結(jié)晶同時進行，變形過后不余留加工硬化。冷變形強化對金屬組織性能有何影響，在實際生產(chǎn)中怎樣利用其有利原因？答案關(guān)鍵點：冷變形強化對金屬組織性能影響：產(chǎn)生纖維組織，出現(xiàn)各項異性：產(chǎn)生加工硬化，內(nèi)應(yīng)力過大。在板料沖壓中常利用冷變形強化，沖壓出薄壁，高強度工件。再結(jié)晶對金屬組織性能有合影響：在實際生產(chǎn)中怎樣利用有利原因？答案關(guān)鍵點：再結(jié)晶能消除加工硬化現(xiàn)象。在實際生產(chǎn)中相機行一步產(chǎn)生較大變形量時常需合理采取再結(jié)晶。如拉伸工序中如拉伸洗漱太小，就應(yīng)分?jǐn)?shù)次拉伸，穿插工序間再結(jié)晶退火，以防止拉穿缺點。鑄造流線存在對金屬機械性能有何影響？在零件設(shè)計中應(yīng)注意哪些問題？答案關(guān)鍵點：鑄造流線是鑄態(tài)金屬中非金屬夾雜沿變形方向拉長，形成彼此平行宏觀條紋，稱作流線，它使鋼產(chǎn)生各向異性。在零件設(shè)計中：應(yīng)使流線分布合理，盡可能與拉應(yīng)力方向一致。7.為何要要求鑄造加熱溫度范圍。因為加熱溫度過高會出現(xiàn)：氧化，脫碳、過熱、過燒等缺點。如加熱溫度過低，將造成可利用鑄造溫度范圍變窄，在一次火次中可產(chǎn)生變形量降低。8.金屬在加熱時可能會出現(xiàn)哪些缺點，怎樣預(yù)防？可能出現(xiàn)缺點是：變形、開裂，氧化、脫碳、過熱、過燒、變形、開裂主要是導(dǎo)熱性差高合金工具鋼大件可能會出現(xiàn)，注意到溫前進行必要等溫，以降低應(yīng)力。適當(dāng)表層氧化，脫氧極難防止，盡可能降低加熱火次，溫度不要過高，要求嚴(yán)格時在保護氣體中加熱。

過熱，過燒一定要防止，經(jīng)過控制加熱溫度（不要過高）。9.自由鍛有哪些主要工序？并敘述應(yīng)用范圍。自由端基本工序：墩粗、拔長、彎曲、沖孔、切割、扭轉(zhuǎn)、錯移等。墩粗：使胚料截面積增大，高度降低。慣用于餅類工件。拔長：使胚料長度增加，截面積降低。慣用于軸類工件。彎曲：使胚料彎曲成一定角度。慣用于彎曲類工件。沖孔：使胚料中部形成空心。慣用于空心類工件。切割：切斷或鉗口、切臺階。用于切去料頭，分離工件等。扭轉(zhuǎn)：使胚料一部分相對于另一部分旋轉(zhuǎn)一定角度。如麻花鉆之類工件。錯移：使胚料一部分相對另一部分平移一定距離。如曲軸類工件。10.設(shè)計自由鍛時應(yīng)注意哪些問題？1）防止錐面或斜面2）防止圓柱面與圓柱面相交3）防止肋板和凸臺等結(jié)構(gòu)4）防止非規(guī)則截面和非規(guī)則外形5）橫截面面積有急劇改變或形狀復(fù)雜時，應(yīng)設(shè)計成由幾個簡單組成組合體。11.試確定圖7-29所表示零件圖工藝。下料（園鋼）--墩粗（中心大孔，四小孔敷料）--沖孔---休整外圓（套上芯軸）-修正端面。12.預(yù)防模膛與終緞模膛作用有何不一樣？什么情況下需要預(yù)鍛模膛？飛邊槽作用是什么？預(yù)鍛模膛作用是使胚料變形到靠近于鍛件形狀和尺寸方便降低終緞模膛磨損，延長其使用壽命。終鍛模膛：是使胚料最終變形到鍛件所要要求形狀和尺寸。飛邊槽作用是容納多出金屬盒促使金屬充滿毛膛。13.圖7-30所表示中個零件在單件小批、中等批量和大批量生產(chǎn)時，可選擇那些方法制造毛胚？那種方法最適宜？單件小批：abcdefg均自由鍛中等批量時：acg自由鍛：bdef胎模鍛。大批量時：adef模鍛：bcg平鍛上模鍛。15.生活用具中那些產(chǎn)品是板料沖壓制成？舉例說明其沖壓工序。生活用具中如不銹鋼、變形鋁合金生產(chǎn)鍋、碗、盤、桶等等容器。這些常是一些拉深件。以不銹鋼盆為例：首先是在剪床上下料，然后在沖床上用落料模沖裁出圓形板料，在在沖床上用拉深模拉深成盆。16.彎曲時，工件受力和變形過程？易產(chǎn)生什么缺點，怎樣預(yù)防？彎曲時胚料內(nèi)側(cè)產(chǎn)生壓縮變形、外側(cè)產(chǎn)生拉伸變形。易產(chǎn)生外側(cè)出現(xiàn)裂紋。預(yù)防方法：彎曲最小半徑不要過小：考慮材料纖維方向，合理下料。17拉深時，工件受力和變形情況怎樣？拉深時常見廢物有哪些？拉深時工件底部與立壁相交處受較大拉應(yīng)力，厚度有所減薄，立壁上緣發(fā)生壓縮變形而加厚，越往上壓縮變形量越大。故輕易出現(xiàn)立壁與底部相交處拉裂，上部起皺缺點。預(yù)防方法：1.合理設(shè)計凸凹模圓角半徑大?。ú荒芴。?。對鋼：r凹=10s，r凸=（0.6-1）r凹。2.合理設(shè)計凸凹模