材料工程基礎

1、高硬度，高耐磨，低溫回火過共析 球化退火合金元素，淬透性(獲得馬氏體的能力)含碳量，淬硬性(獲得馬氏體最高硬度)20絡錳鈦模型鍛造，正火(細化晶粒，改善鍛造組織，調整硬度便于加工)滲碳(提高表面碳濃度，為獲得高硬度準備)淬火(獲得馬氏體，高硬度高耐磨)低溫回火(表面得到高碳回火馬氏體，高硬度高耐磨，消除淬火應力，降低脆性)45鋼模型鍛造完全退火(細化晶粒，改善鍛造組織，調整硬度便于加工)淬火(獲得馬氏體)高溫回火(獲得回火馬氏體，綜合機械性能強，降低脆性，消除應力)T10、T12（高碳）模型鍛造球化退火(細化晶粒，改善鍛造組織，調整硬度便于加工)淬火(馬氏體)低溫回火(高碳回火馬氏體

2、，降低淬火應力，降低脆性)回火馬氏體，殘余奧氏體，炭化物鎢18鉻4釩球化退火(細化晶粒，改善鍛造組織，調整硬度便于加工)淬火(油冷，保證得到馬氏體，降低淬火應力)(馬氏體，殘余奧氏體(大量)，炭化物)回火三次(減少殘余奧氏體)回火馬氏體，殘余奧氏體，炭化物740水冷(1)鐵素體，馬氏體，殘余奧氏體840水冷(2)馬氏體，殘余奧氏體840爐冷(3)鐵素體，珠光體硬度213溫度高，晶粒粗大(粗晶組織)淬火溫度高于Accm，碳化物溶解多，Ms下降，殘余奧氏體增加，不利于高硬度高耐磨，淬火應力大，開裂嚴重，高溫氧化脫碳嚴重770780左右，未溶炭化物顆粒在晶界阻止晶粒長大，起到細晶作用 鑄造性能差的合

3、金易產生縮孔、縮松、澆不到、冷隔、氣孔、裂紋等鑄造缺陷。根據金屬流動方向和凸模運動方向的不同，擠壓可為正擠壓、反擠壓、復合擠壓、徑向擠壓四種。馬氏體相變的主要特點為馬氏體相變是無擴散型相變，馬氏體相變的速度極快，馬氏體轉變發(fā)生在一定溫度范圍內。通常將塑料物料、注射機、模具稱為塑料注射成型三要素，而將成型溫度、壓力、周期稱為三原則。泡沫塑料的發(fā)泡方法通常有物理發(fā)泡法、化學發(fā)泡法、機械發(fā)泡法三種。自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲、錯移、扭轉、切斷。胚料加熱時，應盡量提高始鍛溫度，但要避免過熱和過燒缺陷。等離子弧形成時受到熱收縮效應、機械收縮效應、電磁收縮效應三個壓縮作用。傳統(tǒng)硅酸鹽陶

4、瓷主要使用天然礦物原料，而現代陶瓷主要使用化工原料。溶液反應法制備多組元粉體步驟：各種金屬離子鹽水溶液制備、復鹽制備、固液分離（熱析、冷凝、霧干等）、煅燒。陶瓷燒結過程也是一個物質傳遞過程，其傳遞方式有：蒸發(fā)和凝聚傳質、擴散傳質、粘性和塑性傳質、溶解-沉淀傳質。利用火法冶金提取金屬或其他化合物時通常包括礦石儲備、冶煉和精煉三個基本過程。消除過共析鋼網狀二次滲碳體應進行正火處理；消除冷拉鋼絲的加工硬化應進行再結晶退火熱處理。常用的金屬壓力加工方法包括鍛造、沖壓、軋制、拉拔、擠壓。橡膠加工時所需的添加劑主要有硫化劑、硫化促進劑、增強劑、填充劑、防老劑、潤滑劑等。熱塑性塑料的成型方法主要有注射成型、

5、擠壓成型、壓延成型、吹塑成型、模壓成型等。合金鑄造時，從澆注溫度冷卻到常溫要經歷液態(tài)收縮、凝固收縮和固態(tài)收縮。各種化學熱處理都是將工件加熱到一定溫度后，經歷分解、吸收和擴散三個基本過程。焊接變形的基本形式有收縮變形、角變形、彎曲變形、波浪變形、扭曲變形和錯邊等。新型陶瓷技術有粉體、成型、燒結、后加工。玻璃的主要特征是各向同性，介穩(wěn)性，無固定熔點、性質連續(xù)性及可逆性。我國的化工原料分六級，符號A.R為分析純。新型陶瓷配方所采用原料，按功能分為主要原料、添加劑和助溶劑三大類。玻璃成形方法有四種，即壓制、吹制、拉制、拉絲成纖。玻璃制備工藝的四大工序為配合料的制備、玻璃的融制、玻璃的成型和玻璃的退火與

6、淬火。不論是現代（新型）陶瓷、傳統(tǒng)硅酸鹽陶瓷其顯微組織結構通常是由主晶相、玻璃相、氣相構成的多晶多相聚合體。用各種工藝方法，控制一定的工藝參數，可以得到不同結構的薄膜，如單晶薄膜、多晶薄膜、非晶態(tài)薄膜、亞微米級的超薄膜以及晶體取向外延薄膜等。玻璃成形方法有拉制、壓制、吹制和拉絲成纖四種。目前鋼化玻璃有兩種制造方法，一種是將玻璃進行高溫淬火，另一種是表面離子交換的化學方法。常用的測量粉體比表面積方法有吸附法和氣體透過法。FRP工字型、方管、圓管等結構型材通常用拉擠成型方法生產。機械行業(yè)中廣泛使用的含油軸承通常采用粉末冶金方法生產。下列焊接方法中只適宜于平焊的是埋弧焊。壓力鑄造生產的鑄件不能熱處理

7、，也不能在高溫下使用（氣孔）。用氧化鋁制作外徑50mm，內徑30mm，長度1000mm陶瓷管，最佳成型方法為擠壓。碳化硅陶瓷有多種燒結方法，其中反應燒結制品尺寸精度高。電功能陶瓷在燒結后，為使功能顯現，通常采用上銀電極。鋼化玻璃制造過程，正確的順序為：玻璃液形成-玻璃液均化-玻璃液澄清-玻璃液冷卻-玻璃表面離子交換。Zr0.96Y0.04O2是稀土材料。納米材料制備技術方法很多，這些方法有時用英文縮寫符號表示，SHS是代表自蔓延高溫合成技術，RTM樹脂傳遞模塑。電阻焊和滾焊必須用搭接。下列鑄造方法，使用無分型面鑄型的是熔模制造。生產工字鋼、角鋼等型材通常用的方法是軋制。硅酸鹽陶瓷形狀復雜制品，

8、用注漿成型方法最佳。氧化硅陶瓷用反應燒結方法燒結，制品尺寸不變。玻璃制備過程分為以下幾個階段，正確順序為：成分設計與配合料制備-玻璃熔制-玻璃成型-玻璃退火與淬火。在Al2O3陶瓷上打10mm的圓孔，采用激光+磨削方法?；瘜W鍍鎳后PTCR陶瓷元件表面全部被鎳所覆蓋，若要形成兩電極面，應采用外圓磨削加工加工手段。為獲得透明AL2O3陶瓷，燒結氣氛是H2.用Sol-gel方法制備納米微粒，形成凝膠后都要經熱處理，合理的熱處理制度制定依據通常采用DTA+TG。微波燒結方法使制品燒結溫度梯度最小。對外形復雜的ZrO2陶瓷零件表面精加工，應采用超聲加工加工手段。陶瓷渦輪葉片最佳成型方法為注射透明氧化鋁陶

9、瓷燒結方法還原氣氛燒結計算題（表格，縱）原料（分子式）Pb3O4 La2O3 ZrO2 TiO2分子比（x）0.91×1/3 0.09×1/2 0.65 0.35分子量（M）685.57 325.82 123.22 79.90相對重量（xM=W）207.96 14.66 80.09 27.97重量（W/W×100）62.89 4.43 24.22 8.46結果 628.9g 44.3g 242.2g 84.6g簡述煉鋼的基本過程煉鋼的基本過程包括：（1）多余碳和雜質元素的氧化，（2）造渣脫磷和脫硫，（3）脫氧及合金化。從鐵-滲碳體相圖分析，什么成分合金具有較好的流

10、動性？為什么？共晶成分合金具有較好的流動性。因為共晶成分合金的結晶是在恒高溫下進行的，在液態(tài)金屬裝填過程中，由表向里呈逐層凝固，在這種情況下，已凝固的硬殼表面比較光滑，對液態(tài)合金的阻力小，其他成分合金（純金屬除外）的結晶是在一個溫度范圍內進行的，即經過了液、固共存的兩相區(qū)。由于初生樹枝晶對液態(tài)合金流動的阻礙，使其流動性比共晶合金差。同時，共晶合金與其他成分合金相比凝固溫度最低，這樣在同樣的澆注溫度下，液態(tài)合金的過熱度最高，推遲了合金的凝固。什么是剛的淬透性、淬硬性和淬硬深度？其影響因素分別是什么？鋼的淬硬性：鋼在淬火時能獲得馬氏體的能力。鋼的淬硬性：淬火后形成的馬氏體組織所能達到的最高硬度淬硬

11、深度：通常將由工件表面測量至半馬氏體區(qū)（50馬氏體和50非馬氏體）的垂直距離作為淬硬深度。影響淬透性的因素：奧氏體化學成分，奧氏體化條件。影響淬硬性的因素：主要取決于馬氏體的含碳量。影響淬硬深度因素：鋼的淬透性，工件的形狀、尺寸、冷卻介質的冷卻能力等外界因素。什么事復合材料纏繞成型？什么是復合材料模壓成型？將浸過樹脂膠液的連續(xù)纖維或布帶，按照一定規(guī)律吵擾到芯模上，然后固化脫模稱為增強塑料制品的工藝過程稱為纏繞成型；將定量的模塑料或顆粒狀樹脂與短纖維的混合物放入敞開的金屬對模中，閉合后加熱使其熔化，并在壓力下充滿模腔、形成與模腔相同現狀的制品，再經加熱使樹脂進一步發(fā)生交聯(lián)反應而固化，或冷卻使樹脂

12、硬化，脫模后得到復合材料制品的工藝過程為模壓成型。簡述燒成與燒結的區(qū)別。燒成除了包括燒結過程外還包括其他物理化學反應燒結僅指陶瓷致密化過程。包括均勻細致的晶粒尺寸，和低氣孔率。什么是玻璃的退火熱處理？為何要進行？ 將玻璃加熱到退火點，緩慢冷卻到室溫。因為陶瓷材料由高溫冷卻時，表面和心部冷卻速率和熱收縮的差異，會產生內應力，及熱應力，可以通過退火熱處理減小或消除。下圖為二塊低碳鋼冷軋鋼板，用手工電弧焊焊接成一整體，試一次標出焊縫一側的焊接熱影響區(qū)內各區(qū)域的名稱，并說明各區(qū)域的組織和性能。焊縫-過熱-正火-部分相變-再結晶過熱區(qū)：過熱或粗晶組織，機械性能較差正火區(qū)：細晶區(qū)，機械性能優(yōu)于母材部分相變

13、區(qū)：由細晶珠光體、鐵素體和粗晶鐵素體組成，機械性能較母材差再結晶區(qū)：再結晶等軸細晶，機械性能提高。金屬的鍛造性能通常用什么指標來衡量？影響鍛造性能的因素有哪些？浸塑的鍛造性能通常用金屬材料的塑性和變形抗力兩個因素來綜合衡量，塑性越好，變形抗力越小，可鍛性越好。金屬段造性的影響因素：1.金屬本質的影響，即化學成分和組織結構的影響，2.變形條件的影響，主要包括變形溫度的影響、變形速度的影響和變形方式的影響，潤化條件和環(huán)境的影響。復合材料根據基體常分為哪幾種？如何解決金屬基復合材料的基體與纖維的化學不相容性？復合材料根據機體?？煞譃榫酆衔锘鶑秃喜牧稀⒔饘倩鶑秃喜牧虾吞沾苫鶑秃喜牧?、解決途徑：對纖維進

14、行表面處理，優(yōu)化工藝方法和工藝參數。試述粉末冶金制品的燒結機理，何謂固相燒結和液相燒結？粉末冶金燒結的機理是：粉末的表便能大，結構缺陷多，出于活性狀態(tài)的原子也多，它們力圖將本身的能量降低。將壓肧加熱到高溫，為粉末原子所貯存的能量釋放創(chuàng)造了條件，由此引起粉末物質的遷移，使粉末體的接觸面積增大，導致孔隙減少，密度增高，強度增加，形成了燒結。如果燒結發(fā)生在低于其組成成分熔點的溫度，則產生固相燒結。如果燒結發(fā)生在兩種組成成分熔點之間，則產生液相燒結。簡述共析鋼奧氏體化過程奧氏體形核，核長大，殘余滲碳體溶解，奧氏體均勻化畫出共析鋼的TTT圖？簡述影響TTT圖的主要因素。主要因素（1）碳含量 亞共析鋼隨含

15、碳量的增加，C曲線右移，過共析鋼隨含碳量的增加，C曲線左移，出現先共析析出線，隨含碳量的增加，Ms下降；（2）合金元素 除Co外，溶于A中的合元增加，C曲線右移；（3）奧氏體化條件 隨著加熱溫度升高，保溫時間延長，C曲線右移，Ms下降。列出三種使鋼表面獲得高硬度及耐磨性，而心部又有良好塑性與韌性的表面熱處理方法及相應的三種材料類別。（1）低碳鋼進行滲碳+淬火+低溫回火（2）氮化鋼進行調制+氮化（3）中碳鋼進行表面淬火+低溫回火平時使用的鋼鋸條一折就斷，而退貨后的鋼鋸條卻不容易折斷，是什么原因？退火后的鋼鋸條還能用嗎？為什么？因為平時使用的鋼鋸條是經過淬火+低溫回火處理，硬度高但脆性大，而退火后的剛鋸條硬度降低，脆性小，但硬度低了，不能再使用熔化焊、壓力焊和釬焊各是如何實現原子間結合而達到焊接目的的？熔化焊是將焊件的被鏈接處局部加熱至熔化狀態(tài)，形成共同的熔池，冷卻凝固后形成牢固的焊接接頭；壓力焊是在壓力作用下，在被焊的分離金屬結合面處產生塑性變形而使金屬連接成為