工程材料及成型基礎(chǔ)復(fù)習(xí)課件

第一部分工程材料

材料的力學(xué)性能新標(biāo)準(zhǔn)(GB/T228—2002)舊標(biāo)準(zhǔn)(GB/T228—1987)性能名稱符

號(hào)性能名稱符

號(hào)彈性極限Re彈性極限σe—屈服點(diǎn)σs上屈服強(qiáng)度ReH上屈服點(diǎn)σsU下屈服強(qiáng)度ReL下屈服點(diǎn)σsL抗拉強(qiáng)度Rm抗拉強(qiáng)度σb斷后伸長(zhǎng)率A，A11.2，Axmax斷后伸長(zhǎng)率δ5，δ10，δxmax斷面收縮率Z斷面收縮率Ψ一、靜態(tài)力學(xué)性能力學(xué)性能：σ-ε曲線硬度：HB、HRC、HV二、動(dòng)態(tài)力學(xué)性能аK、σ-1第一部分工程材料–結(jié)構(gòu)

外來(lái)晶核（變質(zhì)處理）提高冷卻速度振蕩結(jié)晶過程：形核、長(zhǎng)大→晶粒大小控制→細(xì)晶強(qiáng)化結(jié)晶

理想晶體→晶胞、晶面、晶向→三種晶格

（純）金屬→晶體→組元+

實(shí)際晶體→區(qū)別：缺陷→塑變基礎(chǔ)其它元素→合金→固溶體（間隙固溶、置換固溶）晶格畸變碳彌散強(qiáng)化（第二相強(qiáng)化）

→固溶強(qiáng)化鐵碳合金鋼鑄鐵鐵素體（F）奧氏體（A）珠光體（P）相圖：結(jié)晶、溶解度、表象點(diǎn)信息（相、成分、相對(duì)量-杠桿定律）、三相反應(yīng)材料力學(xué)行為

同晶格類型中的滑移面體心立方晶格

：六個(gè)滑移面、每滑移面上有兩個(gè)滑移方向共有十二個(gè)滑移系面心立方晶格：四個(gè)滑移面、每個(gè)滑移面上有三個(gè)滑移方向共十二個(gè)滑移系密排六方晶格：只有一個(gè)滑移面，此面上有三個(gè)滑移方向

晶體通過位錯(cuò)移動(dòng)產(chǎn)生滑移細(xì)晶強(qiáng)化

多晶體塑性變形時(shí)，晶界阻礙位錯(cuò)滑移，故強(qiáng)度較單晶體高，且晶粒愈細(xì)，晶界愈多，強(qiáng)度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，每晶粒變形也較均勻，所以塑性、韌性也愈好。塑性變形對(duì)金屬組織性能的影響1.冷變形強(qiáng)化

冷變形強(qiáng)化屬位錯(cuò)強(qiáng)化

2.產(chǎn)生各向異性:纖維組織3.產(chǎn)生織構(gòu)4.殘余應(yīng)力

回復(fù)與再結(jié)晶“回復(fù)和再結(jié)晶”過程的驅(qū)動(dòng)力:點(diǎn)陣畸變能→

冷塑性變形量

1.回復(fù)

:特征：顯微組織無(wú)明顯變化，晶粒仍保持伸長(zhǎng)狀；點(diǎn)陣畸變能大大降低，內(nèi)應(yīng)力顯著減小，強(qiáng)度和硬度變化不大。應(yīng)用：去應(yīng)力退火。如電纜

2.

再結(jié)晶

再結(jié)晶通常是指經(jīng)冷變形的金屬在足夠高的溫度下加熱時(shí)，通過新晶核的形成及長(zhǎng)大，以無(wú)畸變的新晶粒逐漸取代變形晶粒的過程。過程：形核及長(zhǎng)大條件：冷變形+足夠高的溫度特征：晶體缺陷基本消失，形成無(wú)畸變的新等軸晶粒；冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象完全消除與重結(jié)晶區(qū)別：無(wú)晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變（不是重結(jié)晶）晶粒長(zhǎng)大

冷塑性變形金屬材料經(jīng)再結(jié)晶后，一般可得到細(xì)而均勻的等軸狀晶粒。 如加熱溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大或二次再結(jié)晶造成晶粒粗化，力學(xué)性能相應(yīng)變壞。 晶粒長(zhǎng)大：靠晶界推移，晶粒相互吞并（大晶粒吞吃小晶粒）。

晶粒越均勻，晶粒長(zhǎng)大的傾向越小。影響再結(jié)晶后晶粒大小的因素退火加熱溫度;冷變形量;熱加工與冷加工的區(qū)別熱加工與冷加工的區(qū)別是以金屬材料的再結(jié)晶溫度為分界。再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形稱為冷加工。再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的塑性變形加工稱為熱加工，熱加工的下限溫度一般應(yīng)在再結(jié)晶溫度以上一定范圍。金屬材料熱加工時(shí)，在塑性變形的同時(shí)再結(jié)晶也隨之發(fā)生，冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象隨即消除。熱加工對(duì)材料的組織和性能的影響

改善鑄錠和坯料的組織和性能;產(chǎn)生流線組織二元合金基本相：F、A、Fe3C（室溫相？）基本組織：F、A、Fe3C、P、Ld鋼的熱處理鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變非平衡冷卻奧氏體化：A形核-A長(zhǎng)大、殘余Fe3C溶解-A均勻化俗稱C曲線橫向：A過冷區(qū)（反應(yīng)物區(qū)）過渡區(qū)（轉(zhuǎn)變區(qū)）產(chǎn)物區(qū)（P？、B？）縱向：高溫區(qū)（擴(kuò)散轉(zhuǎn)變P ）中溫區(qū)（半擴(kuò)散B）低溫區(qū)（非擴(kuò)散M？）影響C曲線的因素：含碳量的影響、合金元素的影響（合金元素只有固溶于奧氏體中時(shí)才能起上述作用）原始組織的影響、加熱溫度和保溫時(shí)間的影響總之，A越穩(wěn)定，C曲線越右珠光體、貝氏體、馬氏體轉(zhuǎn)變的異同點(diǎn)

相變類型主要異同珠光體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變溫度范圍A1~550℃550℃~MsMs~Mf擴(kuò)散性具有鐵原子和碳原子的擴(kuò)散碳原子擴(kuò)散鐵原子不擴(kuò)散無(wú)擴(kuò)散組成相兩相組織A→F+Fe3C兩相組織A→α-Fe（C）+Fe3C（約350℃以上）A→α-Fe（C）+FexC（約350℃以下）單相組織

A→α-Fe(C)合金元素的分布合金元素?cái)U(kuò)散重新分布合金元素不擴(kuò)散合金元素不擴(kuò)散相變的完全性相變可在恒溫下進(jìn)行到底相變溫度可在恒溫下充分進(jìn)行，相變的完全程度與轉(zhuǎn)變溫度有關(guān)，溫度越低，轉(zhuǎn)變?cè)讲怀浞?，有殘余奧氏體存在。主要在連續(xù)冷卻過程中進(jìn)行，相變具有不完全性。第一部分工程材料–熱處理（四把火）1鋼的普通熱處理：退火和正火、淬火與回火名稱、工藝(溫度)、組織、性能、應(yīng)用、舉例目的及必要條件退火軟化正火?；ㄒ哉恕⒁哉鸫{(diào)質(zhì)、 先正后退）淬火強(qiáng)硬化回火韌化（淬火后）

淬火+低溫回火：目的：降低組織應(yīng)力，保留較高硬度， 組織：回火馬氏體 應(yīng)用：耐磨件淬火+中溫回火

目的：高彈、韌、疲勞性， 組織：回火托氏體 應(yīng)用：彈性元件、熱鍛模淬火+高溫回火（調(diào)質(zhì)）目的：綜合力學(xué)性能組織：回火索氏體應(yīng)用：重要零件S與S回?T與T回?B上與B下?M高與M低?鋼的淬硬性：主要取決于鋼的含碳量鋼的淬透性：主要取決于合金元素含量鋼的表面淬火表面淬火是將零件表面層以極快的速度加熱到淬火溫度，當(dāng)熱量還末傳至工件心部，即迅速用淬火介質(zhì)快速冷卻，使表層淬成馬氏體，而內(nèi)部保持原始組織。 表面淬火前常進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火以保證心部性能化學(xué)熱處理①

強(qiáng)化表面，提高零件的某些力學(xué)性能，如表面硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度和多次沖擊抗力。 ②

保護(hù)零件表面，提高某些零件的物理化學(xué)性質(zhì)，如耐高溫及耐腐蝕等。因此，在某些方面可以代替含有大量貴金屬和稀有合金元素的特殊鋼材。滲碳：（900～950℃），目的：提高鋼件表層的硬度和耐磨性，而其內(nèi)部仍保持原來(lái)的高塑性和韌性成分。 后熱處理：淬火+低溫回火 應(yīng)用：汽車調(diào)速齒輪·氮化：（500～600℃），目的：提高表面硬度和耐磨性，并提高疲勞強(qiáng)度和抗蝕性應(yīng)用：1）耐磨性要求很高的精密零件，如精密齒輪、高精度機(jī)床主軸、鏜床鏜桿、精密絲桿等；

2）較高溫度下工作的耐磨零件，如汽缸套筒、氣閥及壓鑄模等。 為保證心部有足夠的強(qiáng)度，氮化前應(yīng)先進(jìn)行調(diào)質(zhì)。鋼→結(jié)構(gòu)鋼→普通結(jié)構(gòu)鋼滲碳鋼優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼→調(diào)質(zhì)鋼彈簧鋼

碳素工具鋼滾動(dòng)軸承鋼工具鋼→普通低合金工具鋼→刃具鋼高速鋼冷作模具鋼

模具鋼

熱作模具鋼碳鋼的特點(diǎn)低碳鋼：塑、韌，適用于各種冷、熱加工與焊接；中碳鋼：可得到各種性能的較佳配合，淬火效果也顯著優(yōu)于低碳鋼，在制造齒輪、軸、彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)零件等方面得到廣泛的應(yīng)用；高碳鋼：硬度、耐磨性較高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具五、金屬材料鋼種、成分特點(diǎn)、熱處理、組織、性能、應(yīng)用、鋼號(hào)碳鋼的特點(diǎn)低碳鋼：塑、韌，適用于各種冷、熱加工與焊接；中碳鋼：可得到各種性能的較佳配合，淬火效果也顯著優(yōu)于低碳鋼，在制造齒輪、軸、彈簧等機(jī)械結(jié)構(gòu)零件等方面得到廣泛的應(yīng)用；高碳鋼：硬度、耐磨性較高，有一定淬火效果，可用于制作刃、模、量具合金鋼的特點(diǎn)合金元素在鋼中的作用非碳化物形成元素：

Ni、Co、Al、Si等。

碳化物形成元素（按與碳親合力由弱到強(qiáng)排）：

Mn、Cr、Mo、W、V、Nb、Zr、Ti滲碳鋼：C%：0.10%～0.25% Me%： Mn、Ni、Cr、B、V、Ti、Mo

耐磨同時(shí)又承受沖擊或交變載荷的零件下料→鍛造→正火→加工齒形→滲碳→預(yù)冷→淬火→低溫回火→噴丸→精磨?！ふ{(diào)質(zhì)鋼：C%：0.25%～0.50%

Me%：Mn、Ni、Cr、Si、BMo、W

、V、Ti熱處理：調(diào)質(zhì)，S回，綜合力學(xué)性能 正火，S，（厚大件、要求不高件），一般 淬火+中、低回，T回、

M回，較高，多沖、耐磨

調(diào)質(zhì)+表淬+低回，心：S回，表：M回

調(diào)質(zhì)+氮化，調(diào)質(zhì)鋼主要用于各種重要的承受沖擊載荷或負(fù)荷較大的機(jī)器零件，如曲軸、連桿、蝸桿、軸類等零件。彈簧鋼：Si，中、高C%碳素彈簧鋼0.6%～0.9%；合金彈簧鋼0.5%～0.7% Mn、Cr、V

彈簧鋼主要用來(lái)制造各種彈性元件，尤其是各種彈簧。熱處理后冷成型：鋼絲直徑φ＜8mm，板簧厚度h＜5mm，先淬火+中溫回火，得T回，成型后<150℃去應(yīng)力退火。 成型后進(jìn)行熱處理：熱成型后的彈簧，可于830～870℃油淬，420～450℃回火，亦得T回。 熱成型后的彈簧也可進(jìn)行等溫淬火得到B下·滾動(dòng)軸承鋼：C%：0.95％～1.10％，Cr%：0.4％～1.65％。鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火→冰冷處理→低溫回火→磨削→穩(wěn)定化處理滾動(dòng)軸承鋼大量用來(lái)制作滾動(dòng)軸承的滾珠、滾柱和內(nèi)外圈。工具鋼正確地使用工具鋼，需要在韌性和耐磨性之間，進(jìn)行優(yōu)化處理。這兩個(gè)互相矛盾的基本性能取決于熱處理淬火、回火后馬氏體的成分、形貌、硬度與碳化物的性質(zhì)、類型、數(shù)量、形態(tài)和分布。

要求：高的硬度、熱穩(wěn)定性、熱硬性、耐磨性以及足夠的強(qiáng)度和韌性→高C%:0.6%～1.3%→淬火后得到過飽和度大M高碳且→足夠的碳化物強(qiáng)化相→提高耐磨性。Me:Cr、W、Mo、V、Nb、Ti等強(qiáng)碳化物形成元素→形成多種類型碳化物→↗抗回火軟化能力（耐回火性）、二次硬化→熱硬性、熱穩(wěn)定性。

Mn、Si→↗淬透性、抗回火軟化能力，↘熱處理變形，↗熱硬性。淬火加熱溫度選擇在Ac1～Accm之間回火溫度的確定，主要是在消除有害應(yīng)力的前提下，盡量保證高硬度來(lái)考慮的。刃具鋼：碳素工具鋼：0.65%～1.35%C

鍛造后應(yīng)球化退火， 最終熱處理：淬火和低溫回火。 淬火后的硬度一般在60～65HRC?！さ秃辖鹑芯咪摚篊%:0.8%～1.5%、Cr、Si、Mn、W、V熱處理與承軸鋼相近·高速鋼：C%：0.7%～1.5%Me：Cr、W、VMe≥10%～25%常用來(lái)制造各種切削刀具，如車刀、銑刀、拉刀、刨刀等，工作溫度可達(dá)600℃。

鍛透、高溫淬火+3次高溫回火模具鋼

熱作模具鋼：0.25%～0.60%C、Me：Cr、Ni、Mn→↗淬透性，輔以：Mo、W、V→二次硬化下料→鍛造→完全退火→機(jī)加工→淬火→回火→精磨加工(修型、拋光)冷作模具鋼：1.0%～2.0%C%：

→↗淬硬性（50～60HRC）和耐磨性；Me：Cr、Mo、W、V→難熔碳化物，↗耐磨性，Cr→↗淬透性。下料→鍛造→球化退火→機(jī)加工→淬火→回火→精磨→成品量具鋼

熱處理為球化退火、淬火及低溫回火，磨削后進(jìn)行人工時(shí)效，以穩(wěn)定尺寸.2.鑄鐵鑄鐵→灰口鑄鐵（C→G、G+Fe3C）C存在形式白口鑄鐵（C→Fe3C）→G的形貌灰鑄鐵（片狀G）蠕墨鑄鐵（蟲狀G）球墨鑄鐵（球狀G）可鍛鑄鐵（團(tuán)狀G）孕育鑄鐵（細(xì)片狀G）普通灰鑄鐵（厚片狀G）影響鑄鐵組織和性能的因素化學(xué)成分、冷卻速度、提高灰鑄鐵強(qiáng)度有兩個(gè)基本途徑：

1.改變石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布；

2.改善基體組織，在石墨的影響減少之后，以期充分發(fā)揮金屬基體的作用。鋼種成分熱處理組織性能應(yīng)用舉例常用鋼號(hào)C%Me%滲碳鋼1.0~0.25↗淬透性：Mn、Ni、Cr、B（Si→脫碳）細(xì)晶：V、Ti、Mo滲碳鋼+淬火+低溫回火表：M回高心：S/M回低外強(qiáng)內(nèi)韌沖擊+耐磨件；汽車、拖拉機(jī)調(diào)速齒輪20Cr、20Mn2B、20CrMnTi調(diào)質(zhì)鋼0.25~0.55↗淬透性（強(qiáng)F）：Mn、Ni、Cr、Si、B防二回脆：Mo、W；細(xì)晶：V、Ti調(diào)質(zhì)/正火（+表淬+低回/+氮化）S回/S(表：M回;心：S回/S)綜合（表硬+綜合）重要零件；機(jī)床主軸、變速齒輪45、40Cr42CrMo彈簧鋼0.60~0.900.45~0.70↗淬透性：Mn、Cr、Si(↗σb)防Mn過熱、Si脫碳：Mo、W、V熱成型：淬火+中回冷成型：去應(yīng)力/淬火+中回T回冷硬/T回/B下高彈性（韌、疲勞）彈性元件、熱鍛模65、T8、65Mn、60Si2Mn軸承鋼0.95~1.10（淬硬性）Cr：0.50~1.65（淬透性）淬火+低溫回火M回+K高硬、耐磨滾動(dòng)軸承元件GCr9GCr15鋼種成分熱處理組織性能應(yīng)用舉例常用鋼號(hào)C%Me%工藝熱處理最終熱處理刃具鋼碳素工具鋼≥0.7球化退火（先正后退）淬火+低溫回火M回+Fe3CⅡ粒+A殘高硬低紅硬手動(dòng)工具<200℃T7、T8、T10、T12低合金工具鋼0.75~1.5Mn、Cr、Si、Mo、W、V球化退火（先正后退）淬火+低溫回火M回+K粒+A殘高硬較高紅硬250~300℃低速工具較復(fù)雜工具9CrSi、9Mn2V、CrWMn高速鋼0.70~1.25Cr（↗淬）；Mo、W、V（二次硬化+細(xì)晶）球化退火（先正后退）鍛透1200~1300淬火+3×560℃回火M回+K粒+A殘高硬、高紅硬（600℃）高速、大載復(fù)雜刀具W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2冷模Cr12系列1.0~2.0（→↗K+M）高達(dá)12%Cr：↗淬+難溶KMo、W、V（Cr）：二次硬化球化退火（先正后退）鍛透980℃淬+180℃回1100℃淬+2×520℃回M回+K粒+A殘高硬重載、復(fù)雜冷沖模Cr12Cr12MoV熱模熱鍛模0.3~0.6↗淬：Mn、Ni、Cr二硬（回脆）：Mo、W、V完全退火淬火+中、高回火M回+K粒較高硬較高紅硬熱鍛模5CrMnMo5CrNiMo熱壓模1050~1150℃淬+2~3×560~600℃回火（二硬）M回+K粒較高硬高紅硬壓鑄模3Cr2W8V第二部分鑄造-工藝基礎(chǔ)

流動(dòng)性→三種凝固：逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固

充型能力

澆注條件（澆注溫度和充型壓力）

鑄型條件（簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)、鑄型蓄熱能力、鑄型溫度、鑄型中的氣體）

鑄件結(jié)構(gòu)工藝基礎(chǔ)：

三個(gè)階段：液態(tài)收縮（體收縮）、凝固收縮、固態(tài)收縮第一、二階段是產(chǎn)生縮孔和縮松的主要原因第三階段是產(chǎn)生鑄造應(yīng)力和變形開裂的主要原因

收縮

影響因素：過熱度、凝固收縮和凝固溫度范圍

收縮缺陷：縮孔和縮松（熱節(jié)）、變形和裂紋（應(yīng)力的形成、分布、變形及其防止）

相關(guān)缺陷：澆不足、冷隔；補(bǔ)縮不良→縮孔、縮松；粘度增加→氣孔、渣孔?？s孔、縮松的措施：定向（順序）凝固、減小熱節(jié)防止鑄造應(yīng)力和變形的措施：壁厚均勻、結(jié)構(gòu)對(duì)稱、同時(shí)凝固、反變形、時(shí)效處理比較項(xiàng)目砂型鑄造金屬型鑄造熔模鑄造壓力鑄造低壓鑄造離心鑄造適合金屬任意不限,以有色為主不限,多為鑄鋼有色合金有色合金鑄鋼、鑄鐵、銅合金鑄件大小不限中、小鑄件<25kg,小鑄件<10kg，可用于中型鑄件中、小鑄件不限尺寸精度IT14-16IT12-14IT11-14IT11-13IT12-14決定于鑄型材料Ra/μm50-12.512.5-6.312.5-3.23.2-1.612.5-3.2同上投產(chǎn)的最小批量（件）單件700-1000100010001000100-1000鑄件內(nèi)部質(zhì)量結(jié)晶粗結(jié)晶細(xì)結(jié)晶粗表層細(xì),內(nèi)部有孔洞結(jié)晶細(xì)結(jié)晶細(xì)鑄件加工余量大小小或不加工小或不加工較小較大生產(chǎn)率低中中高低中最高中中高應(yīng)用舉例機(jī)床床身、箱體、支座軸承蓋鋁活塞、軸套、氣缸蓋、水暖器材等葉片、儀器元件、切削刀具儀器儀表零件、缸套等氣缸體、缸蓋、曲軸箱、紡織機(jī)零件等各種鑄鐵管、套筒、滑動(dòng)軸承鑄造工藝設(shè)計(jì)澆注位置：三下一上分型面：便于起模、大部分一箱、一型內(nèi)不過高、少用砂芯且便于安放和檢驗(yàn)工藝參數(shù)的確定繪制鑄造工藝圖首先從保證鑄件質(zhì)量出發(fā)確定澆注位置，再?gòu)暮?jiǎn)化工藝出發(fā)確定分型面。鑄件結(jié)構(gòu)工藝性鑄造工藝對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求合金鑄造性能對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求鑄造方法對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)的要求外形簡(jiǎn)單少用活塊和芯壁厚合理、均勻壁與壁的連接避免收縮受阻避免大平面第三部分壓力加工-工藝基礎(chǔ)工藝基礎(chǔ)塑性變形單晶體的彈性變形單晶體的塑性變形→滑移，滑移系、滑移面、滑移方向塑性變形的本質(zhì)→滑移的機(jī)理：位錯(cuò)實(shí)際金屬的塑性變形關(guān)鍵：晶界的存在及各晶粒位向不同細(xì)晶強(qiáng)化對(duì)金屬組織性能的影響各向異性冷變形強(qiáng)化纖維組織織構(gòu)殘余應(yīng)力（宏觀內(nèi)應(yīng)力、微觀內(nèi)應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變）回復(fù)與再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力:點(diǎn)陣畸變能冷塑性變形量過程:形核及長(zhǎng)大與重結(jié)晶區(qū)別：無(wú)晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變影響因素：溫度、冷變形量熱加工與冷加工的區(qū)別：再結(jié)晶溫度為分界→冷變形強(qiáng)化消除與否T再（K）≈（0.35~0.4）T熔（K）鍛造性鍛造流線與纖維組織鍛造性鍛造流線與纖維組織指標(biāo)：σs和δ→金屬的塑性高、變形抗力小，其鍛造性就好影響因素區(qū)別：冷變形強(qiáng)化消除與否利用：合理布置鍛件與鑄件相比的特點(diǎn)：晶粒細(xì)化、組織致密→力學(xué)性能提高鍛造比：拔長(zhǎng)鍛造比：拔長(zhǎng)前后截面積比鐓粗鍛造比：鐓粗前后高度積比鍛造比>1化學(xué)成分組織和性能變形溫度變形速度應(yīng)力狀態(tài)常用模鍛方法工藝設(shè)計(jì)自由鍛工序盤類（如齒輪坯）:鐓粗→沖孔→擴(kuò)孔→滾圓。軸類（如傳動(dòng)軸）:坯料→（鐓粗）→拔長(zhǎng)→滾壓→（彎曲）→預(yù)鍛→終鍛模鍛鍛件圖：余塊（敷料）、余量、公差鍛件圖分模面的選擇分模面最好是一個(gè)平面應(yīng)選在模鍛件的最大截面處使上下兩模沿分模面的模膛輪廓一致使模腔淺而寬、使零件上所加的敷料最少工藝參數(shù):鍛公差、模鍛斜度、模鍛圓角、連皮厚度工序盤類（如如齒輪、法蘭盤等）:鐓粗→沖孔→預(yù)鍛→終鍛軸類（如傳動(dòng)軸）:坯料→拔成圓棒→壓肩→拔出一端→再調(diào)頭拔出另一端→修正板料沖壓分離工序沖孔：沖下的是廢料落料：沖下的是零件落料模：按落料件確定凹模刃口尺寸，根據(jù)間隙確定凸模尺寸，即用縮小凸模刃口尺寸來(lái)保證間隙值?！鷽_孔模：按沖孔件確定凸模刃口尺寸，根據(jù)間隙確定凹模尺寸，即用擴(kuò)大凹模刃口尺寸來(lái)保證間隙值。變形工序受力特點(diǎn)：內(nèi)層的金屬受壓、外層受拉最小內(nèi)彎半徑:板料厚度的1/4；回彈坯料尺寸受力特點(diǎn)：周向受、徑向受拉；防止起皺：采用壓邊圈；防止拉裂：合理選擇凸、凹模間隙、工作圓角半徑及拉深系m=d/D

（0.5-0.8）彎曲拉深翻邊：翻邊系數(shù)=翻邊前的直徑/翻邊后的直徑，一般要大于0.65-0.72結(jié)構(gòu)工藝性自由鍛鍛件盡量避免錐體和斜面盡量避免空間曲線盡量避免橢圓形、工字形等復(fù)雜表面盡量避免凸臺(tái)、筋等凸起結(jié)構(gòu)盡量避免橫截面突變模鍛件模鍛件必須具有一個(gè)合理的分模面，余塊最少，鍛模容易制造模鍛件外形應(yīng)力求簡(jiǎn)單、平直和對(duì)稱，盡量避免模鍛件截面間差別過大，或具有薄壁、高筋、高臺(tái)等結(jié)構(gòu)鍛件上與分模面垂直的非加工表面，應(yīng)設(shè)計(jì)出模鍛斜度兩個(gè)非加工表面形成的角都應(yīng)按模鍛圓角設(shè)計(jì)模鍛件的結(jié)構(gòu)中應(yīng)避免深孔或多孔結(jié)構(gòu)沖壓件落料和沖孔件孔及有關(guān)尺寸外形要求直線與直線、曲線與直線的交接彎曲件彎曲邊的高度要大于2倍的板厚孔的位置如圖以免彎曲變形引起孔的變形彎曲半徑應(yīng)大于材料的最小內(nèi)彎半徑拉深件合理的拉深圓角，要大于2倍的板厚組合結(jié)構(gòu)第四部分焊接-工藝基礎(chǔ)焊接熔焊：焊接過程中，將焊件接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓完成焊接的方法。如電弧焊、氣焊等。壓焊：焊接過程中，必須對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱），以完成焊接的方法。如電阻焊、摩擦焊等。釬焊：采用比母材（被焊接的材料的總稱）熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn)的溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。軟釬焊、硬釬焊都屬于這種方法。分類焊接電弧構(gòu)造：焊接電弧可劃分為陰極區(qū)、陽(yáng)極區(qū)和弧柱區(qū)。本質(zhì)：氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象2600K2400K8000K極性：正接或反接。正接是工件接正極焊條(或電極)接負(fù)極，對(duì)工件加熱較多；反接是工件接負(fù)極焊條(或電極)接正極酸性焊條：可用交流也可采用直流，厚板一般采用直流正接；焊接薄板時(shí)，采用直流反接，以防焊穿；

堆焊：采用反接，其目的是增加焊條的熔化速度，減少母材的熔深，有利于降低母材對(duì)堆焊層的稀釋。

堿性焊條(低氫焊條)：直流反接，電弧燃燒穩(wěn)定，飛濺少，而且焊接時(shí)聲音較平靜均勻。鎢極氬弧焊 一般都采用直流正接，電弧比較穩(wěn)定，鎢極壽命長(zhǎng)；采用反接時(shí)，鎢極因過熱而損失嚴(yán)重，使用壽命短，但可產(chǎn)生“陰極破碎”。熔化極氣體保護(hù)焊 均采用直流反接，電弧穩(wěn)定，焊絲熔化速度快，熔敷效率高。埋弧焊：當(dāng)焊劑中含氟化物時(shí)，采用直流反接，以穩(wěn)定電弧。熔焊冶金焊接性熔焊冶金焊接性冶金措施:機(jī)械保護(hù)，滲合金、脫氧、脫硫、脫磷、穩(wěn)弧焊接接頭的組織與性能（再結(jié)晶區(qū)）焊縫區(qū)熔合區(qū)熱影響區(qū)過熱區(qū)正火區(qū)部分相變區(qū)焊接應(yīng)力和變形原因焊接加熱是局部進(jìn)行的。焊縫被加熱→焊縫區(qū)域應(yīng)膨脹；焊縫周圍金屬未被加熱和膨脹→制約焊縫自由膨脹→焊縫被塑性壓縮→焊縫冷卻后，焊縫比周圍短，周圍區(qū)域沒縮短→阻礙焊縫自由收縮→殘余應(yīng)力。應(yīng)力分布：焊縫及附近區(qū)域受拉，周圍區(qū)域受壓。預(yù)防和消除焊接應(yīng)力的措施1）預(yù)防焊接應(yīng)力的工藝措施先焊短焊縫，后焊直通焊縫焊前對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱、焊后緩冷、多層多道施焊，2）消除焊接應(yīng)力的工藝措施使焊接接頭產(chǎn)生適量的塑性變形、焊后去應(yīng)力退火。焊接變形的基本形式收縮變形：由于焊接區(qū)沿縱向（焊縫方向）和橫向（垂直于焊縫方向）收縮引起的，結(jié)果焊件長(zhǎng)、寬尺寸減小彎曲變形：焊接區(qū)縱向收縮沿焊件高度方向分布不均勻而產(chǎn)生扭曲變形：焊接方向和焊接順序不合理而引起角變形：焊縫橫向收縮沿板厚度方向分布不均勻，波浪變形：由于焊接區(qū)的收縮產(chǎn)生的壓應(yīng)力使板件失去穩(wěn)定性而形成。易發(fā)生在薄板焊件中。減少焊接變形的工藝措施反變形法合理焊接順序：使焊件自由收縮剛性固定法選用合理的焊接規(guī)范矯正焊接變形的工藝措施“機(jī)械矯正法”和“火焰矯正法”定義工藝焊接性：是指在某一焊接工藝條件下，能得到優(yōu)質(zhì)焊接接頭的能力。使用焊接性：是指整個(gè)焊接接頭或整體結(jié)構(gòu)滿足焊接技術(shù)條件規(guī)定的使用性能的程度。影響因素材料因素：包括母材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)以及焊接材料的成分等工藝因素：包括所用的焊接方法、焊接規(guī)范以及工藝措施等結(jié)構(gòu)因素：包括焊接接頭或結(jié)構(gòu)的剛度大小與應(yīng)力狀態(tài)等使用條件：包括焊接接頭的工作溫度(如高溫或低溫)，承受載荷

情況(如沖擊或疲勞)，接觸的介質(zhì)腐蝕性等碳當(dāng)量Ceq當(dāng)Ceq<0.4%時(shí)，鋼的塑性好，焊接性良好，一般不需要采取特殊工藝措施就能獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭。當(dāng)Ceq＝0.4%～0.6%時(shí)，鋼的塑性較差，易出現(xiàn)淬硬組織，產(chǎn)生裂紋，焊接性較差。常要采用預(yù)熱、緩冷等工藝措施。當(dāng)Ceq>0.6%時(shí)，鋼的塑性較差，淬硬和冷裂傾向嚴(yán)重，焊接性很差。焊接時(shí)需要采取嚴(yán)格的工藝措施。第四部分焊接-焊接方法在手弧焊中，應(yīng)注意焊條的分類和選擇。 分類：酸性，堿性？ 選擇：原則！等強(qiáng)度；抗氣孔；防裂紋；同成分；經(jīng)濟(jì)性等鑄鐵應(yīng)選用堿性焊條，焊接前應(yīng)預(yù)熱。焊接不銹鋼或耐熱鋼等有特殊性能要求的鋼材，應(yīng)選用相應(yīng)的專用焊條，以保證焊縫的主要化學(xué)成分與性能和母材相同常用焊接方法的特點(diǎn)焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)焊接結(jié)構(gòu)件材料的選擇首選Ceq≤0.4的碳鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼對(duì)體積和重量有所要求的焊接結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇強(qiáng)度與重量之比較高的材料，強(qiáng)度等級(jí)較低的鋼材，其價(jià)格較低，焊接性較好，但在重載情況下會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸和重量增大。強(qiáng)度等級(jí)較高的鋼材，雖然價(jià)格較高，但卻可以節(jié)省用料，減小產(chǎn)品尺寸和重量。優(yōu)先選用型材和管材、采用鑄—焊、鍛—焊或沖—焊結(jié)構(gòu)。用兩種或兩種以上異質(zhì)鋼材或異種金屬構(gòu)成，以滿足不同部位的性能要求。焊接方法的選擇在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)先選用常用的焊接方法焊件厚度是重要因素，過薄易焊穿，過厚明顯降低生產(chǎn)率，易造成焊不透、晶粒粗大等缺陷。對(duì)于具有良好焊接性的低碳鋼：薄板結(jié)構(gòu)，可采用氣焊、二氧化碳?xì)獗Ｗo(hù)焊、縫焊，無(wú)密封要求時(shí)可采用點(diǎn)焊；中厚板結(jié)構(gòu)（壁厚10～20mm）的短焊縫或單件小批量生產(chǎn)，可采用手弧焊；長(zhǎng)焊縫或大批量生產(chǎn)，可采用埋弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；厚板重型結(jié)構(gòu)，主要采用電渣焊。致于氬弧焊等，因成本高，一般不用于焊接低碳鋼，主要用于焊接不銹鋼、耐熱鋼和有色金屬等。易淬火鋼焊接(1)熱影響區(qū)冷裂傾向大(2）焊縫中容易產(chǎn)生焊接缺陷高碳鋼的焊接多為補(bǔ)焊和堆焊，工藝方法常用手弧焊和氣焊。其它易淬硬鋼的焊接或補(bǔ)焊，常用手弧焊、埋弧自動(dòng)焊、CO2焊、電阻焊、摩擦焊等，當(dāng)焊接質(zhì)量難以保證時(shí)，還可以采用氬弧焊、等離子弧焊等方法。焊接易淬便鋼一般都用抗裂性能好的低氫型焊條，必要時(shí)也可采用奧氏體不銹鋼焊條。焊接接頭形式焊件坡口型式焊縫布置焊縫應(yīng)避免密集交叉焊縫應(yīng)對(duì)稱分布結(jié)構(gòu)的工作應(yīng)力較大處應(yīng)該避免設(shè)計(jì)焊縫焊縫應(yīng)避開焊后要進(jìn)行機(jī)械加工的部位焊縫應(yīng)該考慮到焊接操作空間1、判斷改錯(cuò)題（對(duì)“×”，錯(cuò)“√”，并改正。每小題2分，共20分）：1）機(jī)械零件正常服役時(shí)其材料處于塑性狀態(tài)…（×）“塑性”狀態(tài)改為“彈性”2)疲勞強(qiáng)度是指材料抵抗塑變而不破壞的能力。（×）“塑變”改為“交變載荷”3)屈服點(diǎn)是是材料從彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)向塑性狀態(tài)的標(biāo)志。（√）4)金屬?gòu)椥阅Ａ渴且粋€(gè)對(duì)金屬組織不敏感的力學(xué)性能指標(biāo)。（√

）5）機(jī)械零件正常服役時(shí)其材料處于彈性狀態(tài)………（

√

）6）HB硬度一般用于硬度較小的材料測(cè)量，優(yōu)點(diǎn)是重復(fù)性較好，但是壓痕大。………（

）7）通常，布氏硬度用于測(cè)量淬火后零件的硬度,洛氏硬度用于測(cè)量未淬火零件的硬度?！?/p>

）8）HBW是洛氏硬度的硬度代號(hào)。

（

）2、單項(xiàng)選擇題1）低碳鋼所受到的拉應(yīng)力(D)時(shí)，出現(xiàn)明顯的塑性變形；A．＞σb；B．＞σs；C．達(dá)到σb；D．達(dá)到σs

2）機(jī)械零件在正常工作條件下多數(shù)處于（

A）。

A彈性變形狀態(tài)；B塑性變形狀態(tài)；

C彈塑性變形狀態(tài)；D柔性狀態(tài)3）力學(xué)性能指標(biāo)180~220HBS表示（

）。A.強(qiáng)度

B.硬度

C.塑性

D.韌性4）在圖紙上若出現(xiàn)以下幾種標(biāo)注硬度要求的符號(hào)，其中正確的是（

）。A.230HBWB.500HBSC.12～15HRCD.799HV5.碳鋼開始出現(xiàn)明顯的塑性變形時(shí)，所受到的拉應(yīng)力()；A．<σb；

B．<σs；

C．達(dá)到σb；

D．達(dá)到σs；三、填空題1.在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為

；材料抵抗沖擊而不破壞的能力稱為

；材料抵抗交變載荷而不破壞的能力稱為

。一、判斷改錯(cuò)題1、隨鋼的C%增加，其抗拉強(qiáng)度增加……（×

）隨鋼c％增加抗拉強(qiáng)度增加改為先增加后下降2、隨鋼的C%增加，其塑性增加。……（

×

）隨鋼的C%增加，其塑性增加，改為下降或塑性→硬度3、隨鋼的C%增加，其韌性增加?！ā?/p>

）增加改為降低4、隨鋼的C%增加，其硬度增加………………（√）5、結(jié)晶過程包括形核與長(zhǎng)大兩個(gè)過程?！ā蹋?、冷卻速度越慢，金屬晶粒越細(xì)……………（×

）越慢改為越快或越細(xì)改為越粗7、晶粒愈小，金屬材料常規(guī)力學(xué)性能愈差。…………（×）小改為大8、珠光體是單相固溶體……………（×）是改為不是

9、純鐵在降溫過程中，912℃時(shí)發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，由面心立方晶格的γ-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格的α—Fe?！ā蹋?0、實(shí)際晶體的線缺陷表現(xiàn)為空位和間隙原子（×

)線改為點(diǎn)11、多晶體塑性變形的抗力隨晶粒之變粗而增加。（×

）粗改為細(xì)，或增加改為下降1．因單晶體具有各向異性，所以實(shí)際金屬晶體在各個(gè)方向上的性能也是不相同的。（

）2．在均勻的固溶體中，由于存在著晶界，所以該固溶體是由不同的晶粒所構(gòu)成的一個(gè)多相系

（）3．凡是由液體凝固成固體的過程都是結(jié)晶。（

）4．在實(shí)際金屬和合金中，自發(fā)形核常常起著主導(dǎo)和優(yōu)先的作用（

）5．當(dāng)固溶體合金結(jié)晶后出現(xiàn)枝晶偏析時(shí)，可以通過再結(jié)晶退火使其成分均勻化。（

）6．純鐵在1359－1538℃之間時(shí)，其晶格類型為體心立方的a－Fe。（

）7.α-Fe比γ-Fe的致密度小，故溶碳量較大。――――（

）8.金屬晶體缺陷總是使金屬?gòu)?qiáng)度降低，不會(huì)使金屬?gòu)?qiáng)度提高。―――（

）9.金屬結(jié)晶時(shí)的冷卻速度越慢，過冷度越小，N/G值越大，獲得的晶粒越細(xì)。―――――（

）10.在溶質(zhì)溶入量相同的情況下，間隙固溶體的強(qiáng)度比置換固溶體的強(qiáng)度大。―――――（

）11.通常，金屬中的固溶體塑性較好，而金屬間化合物的硬度較高。

（

）1.金屬在結(jié)晶過程中，由于外表面和心部的冷速不一致，將使鑄件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，而塑性變形不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。―――――――（

）2.枝晶偏析可以通過熱處理來(lái)減輕或消除。―――――――――（

）3.勻晶轉(zhuǎn)變會(huì)形成兩相混合物。――――――――――（

）4.當(dāng)合金形成單相固溶體時(shí)，合金的性能與溶質(zhì)的溶入量有關(guān)。（

）5.在合金結(jié)晶過程中析出的初生晶和二次晶，均具有相同晶型，但具有不同的組織形態(tài)。（

）6.金屬理想晶體的強(qiáng)度比實(shí)際晶體的強(qiáng)度低。―――――――――（

）7.實(shí)際金屬晶體中原子排列缺陷意味著材料本身有缺陷…………（

）8.液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和氣態(tài)比較接近，而與固態(tài)相差較大。-------------（

）9.純鐵發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)，必然伴隨體積和尺寸的變化。

（

）10.單晶體與多晶體的性能都具有方向性，即各向異性。（

）11.面心立方晶格的金屬比體心立方晶格的金屬更加適宜于壓力加工。（

）12.在實(shí)際金屬和合金中，自發(fā)形核常常起著主導(dǎo)和優(yōu)先的作用。（

）二、選擇判斷題（用箭頭進(jìn)行彼此間連接，可多選）1.鐵素體

珠光體

奧氏體

萊氏體

滲碳體

固溶體

機(jī)械混合物

化合物2.有色金屬

淬火鋼

退火鋼

箔材（測(cè)硬度）

布氏硬度

洛氏硬度

維氏硬度二、單項(xiàng)選擇題1、實(shí)際晶體的線缺陷表現(xiàn)為（B

）。A空位和間隙原子B位錯(cuò)C晶界D亞晶界2、過冷度是金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，它的大小主要取決于（

D

）。A化學(xué)成分B加熱溫度C晶體結(jié)構(gòu)D冷卻速度3、在三種常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)中，塑性最好的是（

）。A面心立方晶格

B體心立方晶格

C密排六方晶格

D三者相同4、在實(shí)際生產(chǎn)中，為細(xì)化金屬或合金的晶粒，可采用（

）。A.快速澆注

B.低溫澆注

C.加變質(zhì)劑

D.以砂型代金屬型5、過冷度是金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，它的大小主要取決于（

）。

A化學(xué)成分；

B加熱溫度；

C晶體結(jié)構(gòu)；

D冷卻速度6、在工業(yè)生產(chǎn)條件下金屬結(jié)晶時(shí)，過冷度越大，則（

）。AN增大，G越??；

BG增大，N越小；

CN/G提高；

DN/G降低7、在三種常見的金屬晶體結(jié)構(gòu)中，原子排列最疏松的是（

）。

A面心立方晶格

B體心立方晶格

C密排六方晶格

D三者相同8、單晶體和多晶體的主要區(qū)別是（

）。

A多晶體有晶界

B多晶體無(wú)各向異性

C多晶體晶粒間位向不同

DA+B+C1.多晶體具有（

）A、各向同性

B、偽各向同性

C、偽各向異性

D、各向異性2.當(dāng)固溶體濃度較高時(shí)，隨溫度下降溶解度下降會(huì)從固溶體中析出第二項(xiàng)，為使金屬?gòu)?qiáng)度、硬度有所提高，希望第二項(xiàng)呈（

）。A網(wǎng)狀析出

B針狀析出

C塊狀析出

D彌散析出3.單晶體和多晶體的主要區(qū)別是（

）。A單晶有晶界；

B單晶無(wú)各向異性；C多晶有各向異性；D多晶體各晶粒間有位向差4.鋁是面心立方晶格，其致密度是（

）。A.74%B.68%C.60%D. 80%5.為了得到良好強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性的金屬或合金，應(yīng)采用的措施為（

）。A．冷變形強(qiáng)化B.固溶強(qiáng)化

C.細(xì)晶強(qiáng)化

D.彌散強(qiáng)化三、填空題1、金屬結(jié)晶包括

形核與長(zhǎng)大

兩個(gè)過程。2、金屬的結(jié)晶過程是由

和

過程組成的。3、晶粒和晶粒之間的界面稱為

晶界

。4、在結(jié)晶過程中，細(xì)化晶粒的措施有

、

、

。5、由于溶質(zhì)原子的溶入，固溶體發(fā)生晶格畸變，變形抗力增大，使金屬的強(qiáng)度、硬度升高的現(xiàn)象稱為

強(qiáng)化。6、常見的金屬晶格類型有

、

和

。7、在晶體缺陷中，點(diǎn)缺陷主要有

，線缺陷主要有

，面缺陷主要有

。8、金屬結(jié)晶時(shí)，實(shí)際結(jié)晶溫度必須

理論結(jié)晶溫度，結(jié)晶過冷度主要受

影響。9、當(dāng)金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，將使合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性明顯提高，這一現(xiàn)象稱為

強(qiáng)化。10、在鑄造生產(chǎn)中常用的細(xì)化晶粒的方法有

、

和

。四、簡(jiǎn)答題1.金屬晶體的常見晶格有哪幾種？體心立方、面心立方、密排立方2.固溶體有幾種類型?鐵素體屬何種固溶體？固溶體：有間隙固溶體和置換固溶體兩類，鐵素體屬于間隙固溶體。3.什么是細(xì)晶形強(qiáng)化？給出兩種細(xì)化晶粒的措施。通過細(xì)化晶粒來(lái)提高材料力學(xué)性能的方法稱為細(xì)晶強(qiáng)化。細(xì)化措施：1）變質(zhì)處理；2）提高冷卻速度3）振蕩4.何謂細(xì)晶強(qiáng)化？5.列出三種細(xì)化晶粒的工藝措施。6.為什么過冷度越大，結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小?一、判斷改錯(cuò)題1.冷變形金屬經(jīng)過回復(fù)階段還能保持形變強(qiáng)化的力學(xué)性能。―――（

）2.對(duì)金屬進(jìn)行壓力加工的唯一目的是為了得到零件的外形和尺寸――（

）3.變形金屬的再結(jié)晶退火溫度越高，退火后得到的晶粒越粗大。―（

）4.金屬的預(yù)變形程度越大，其開始再結(jié)晶的溫度越高。――――（

）5.不管什么材料，在發(fā)生塑性變形之前必然發(fā)生彈性變形。――――（

）6.用冷拉紫銅管制造輸油管，在冷彎以前應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火，以降低硬度，提高塑性，防止在彎曲時(shí)產(chǎn)生開裂。

（

）7.金屬在再結(jié)晶溫度以上的加工稱為熱加工。

（

）8.金屬在再結(jié)晶溫度以下的加工稱為熱加工。

（

）二、單項(xiàng)選擇題1.金屬在冷變形后進(jìn)行機(jī)加工，

一般都需要在其中增加退火，其目的（

）。

A消除網(wǎng)狀組織；

B消除冷變形強(qiáng)化；

C消除流線；

D消除偏析組織2.鉛在常溫下的變形屬：()A冷變形

B熱變形

C彈性變形

D既有冷變形也有熱變形3.為了獲得均勻細(xì)小的再結(jié)晶晶粒組織，金屬的預(yù)先變形程度應(yīng)該：（）A.小于臨界變形度

B.等于臨界變形度

C.大于臨界變形度

D.>85%4.冷變形后的工件加熱到回復(fù)階段時(shí)（

）。

A消除冷變形強(qiáng)化

B消除殘余應(yīng)力

C重新結(jié)晶，晶粒變細(xì)

D重新結(jié)晶，晶粒變粗5.在晶體中，滑移方向數(shù)目最多的晶格類型是：（

）A．密體六方

B.體心立方

C.面心立方

D.三者一樣6.鍛件中的流線使其力學(xué)性能呈現(xiàn)方向性，它是（

）A.不能消除也不能改變

B、可以用熱處理消除

C.只能用多次鍛造使其合理分布

D、可經(jīng)鍛造消除它7.在多工序冷拔鋼絲過程中，插有中間退火工序，這是為了消除（

）A纖維組織

B回彈現(xiàn)象

C冷變形強(qiáng)化

D化學(xué)成分偏析8.冷變形后的工件加熱到再結(jié)晶階段時(shí)（

）。

A消除冷變形強(qiáng)化

B消除殘余應(yīng)力

C重結(jié)晶，晶粒變細(xì)

D重結(jié)晶，晶粒變粗9.冷變形后的工件加熱到回復(fù)階段時(shí)（

）。

A消除冷變形強(qiáng)化

B消除應(yīng)力

C重新結(jié)晶

D再結(jié)晶10.對(duì)金屬冷變形后再結(jié)晶晶粒度影響不大的是（

）A冷變形量

B再結(jié)晶溫度

C再結(jié)晶時(shí)間

D加熱方式11.金屬的冷加工與熱加工是以何分界：（

）A.變形時(shí)溫度、B.室溫組織、C.最低再結(jié)晶溫度、

D.產(chǎn)生形變強(qiáng)化與否三、填空題1.進(jìn)行再結(jié)晶退火的前提是預(yù)先冷變形，它與重結(jié)晶的區(qū)別在于

無(wú)相變

。2.再結(jié)晶過程是由包括

形核

和

長(zhǎng)大

的過程組成。3.再結(jié)晶的必要條件是預(yù)先冷變形，其過程包括

形核

和

長(zhǎng)大

。四、簡(jiǎn)答題1.試用多晶體塑性變形的過程說(shuō)明細(xì)晶強(qiáng)化的機(jī)理。多晶體塑性變形時(shí)，晶界阻礙位錯(cuò)滑移，故強(qiáng)度較單晶體高，且晶粒愈細(xì)，晶界愈多，強(qiáng)度愈高，硬度愈大。另一方面，因晶粒愈細(xì)，變形被分散到更多的晶粒內(nèi)進(jìn)行，每晶粒變形也較均勻，所以塑性、韌性也愈好。2.在一定范圍內(nèi)，為什么冷變形度越大，再結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小?在一定范圍內(nèi)，冷變形度越大，再結(jié)晶驅(qū)動(dòng)力越大，故再結(jié)晶后得到的金屬晶粒越細(xì)小3.導(dǎo)線常用冷拔銅絲為材料，試分析冷拔的目的和冷拔后的處理。冷拔的目的：冷變形強(qiáng)化；冷拔后的處理：去應(yīng)力退火4.簡(jiǎn)述金屬材料強(qiáng)化的基本機(jī)理？5.何謂冷變形強(qiáng)化？有何利弊？五、分析題（10分）纖維組織對(duì)材料的性能有何影響，舉例說(shuō)明在零件成形中如何利用這一特性。纖維組織存在各向異性，如齒輪毛坯的鐓粗、軋制齒輪，重要軸類零件毛坯的拔長(zhǎng)等一、判斷改錯(cuò)題1、鋼鐵材料能夠進(jìn)行熱處理的依據(jù)是純鐵具有同素異構(gòu)現(xiàn)象……（√）2、共析鋼退火態(tài)組織為P+F……（×

）P+F改為P3.在鐵碳合金中，含二次滲碳體最多的成分點(diǎn)為含4.3%的合金。（

）4.鐵碳合金中，只有共析成分點(diǎn)的合金結(jié)晶時(shí)才發(fā)生共析反應(yīng)。―（

）5.鐵素體的塑性比奧氏體好。――――――――――――（

）6.凡組織組成物都是以單相狀態(tài)存在于合金系中。――――――（

）7.過共析鋼由液態(tài)緩慢冷卻至室溫后所得組織為珠光體加二次滲碳體（

）8.鐵碳合金室溫平衡組織都是有鐵素體和滲碳體兩相組成，含碳量越高，滲碳體的含量就越多。――――――――――（

）9.合金結(jié)晶的溫度范圍越大，其鑄造性能越好。―――――――（

）10.鐵碳合金中，只有共晶成分點(diǎn)的合金結(jié)晶時(shí)才發(fā)生共晶反應(yīng)。――（

）11.珠光體是單相固溶體……（

）12.共晶合金具有良好的鑄造性能。

……（

）13.a-Fe比Y—Fe的致密度小，故溶碳量較大。

()14.過共析鋼退火態(tài)組織為P+F…………（

）15.鋼的室溫平衡組織是珠光體。

（

）二、單項(xiàng)選擇題1.鐵素體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（B

）。A具有良好的硬度和強(qiáng)度B具有良好的塑性和韌性C具有良好的綜合力學(xué)性能D具有良好的耐磨性2.含碳量為4.3%的鐵碳合金具有（

）。A良好的鍛造性

B良好的綜合力學(xué)性能

C良好的鑄造性

D良好的焊接性3.杠桿定理適用于相圖中的：（）A.單相區(qū)、

B.兩相區(qū)、

C.三相區(qū)、

D.不限制相的數(shù)量4.奧氏體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（

B）。A具有良好的硬度和強(qiáng)度

B具有良好的塑性C具有良好的綜合力學(xué)性能

D具有良好的耐磨性5.按鐵碳相圖，鋼與鑄鐵的成分分界點(diǎn)為：（

）

A、含碳0.77%B、含碳2.11%C、含碳4.3%D、含碳6.69%6.奧氏體的晶格類型是（

）。A體心立方

B面心立方

C密排六方

D密排立方7.室溫下平衡組織由鐵素體和珠光體組成的鋼是（

）。

A.鑄鐵B.亞共析鋼C.共析鋼D.過共析鋼三、填空題（每空1分，1.奧氏體的晶格類型是

面心立方

。2.鐵素體的晶格類型是

體心立方

。3.共晶反應(yīng)的特征是

，其反應(yīng)式為

。4.合金元素在鋼中存在相的形式有

和

。5.碳鋼在平衡條件下的室溫組織有

、

、

。6.共析成分的鐵碳合金平衡結(jié)晶至常溫時(shí)，其組織組成物是

，相組成物是

。7.奧氏體是碳溶于_______中形成的_______，

______℃時(shí)含碳量達(dá)到最大值_______%，它的_____性比鐵素體好。8.室溫下鐵碳合金的基本相為

和

。9.共析反應(yīng)的特征是

，其反應(yīng)式為

。

10.共析鋼的室溫組織是

P

。11.亞共析鋼的室溫組織是

F+P

。

12.過共析鋼的室溫組織是

P+Fe3C

。13.共晶反應(yīng)的產(chǎn)物是

Ld四、簡(jiǎn)答題1.固溶體有幾種類型？鐵素體屬何種固溶體？

2.室溫下Fe-C合金中基本相有哪些？基本組織有哪些？基本相有：鐵素體、奧氏體、滲碳體基本組織有：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體3.根據(jù)鐵碳合金相圖分析說(shuō)明制造汽車外殼多用低碳鋼（C<0.2%），制造機(jī)器零件（如機(jī)床主軸）多用中碳鋼，制造工具（如銼刀）多用高碳鋼，而C>1.3%的鐵碳合金工業(yè)上很少應(yīng)用的原因。低碳鋼組織以F為主，塑性好中碳鋼組織以P為主，終合性能好高碳鋼組織為P+滲碳體，硬度高C>1.3%時(shí)，滲碳體成網(wǎng)嚴(yán)重，性能變變脆4.為什么T12鋼比T8鋼硬度高，但強(qiáng)度低？T12組織中滲碳體含量比T8高，故硬度高；但滲碳體成網(wǎng)，強(qiáng)度低

五、分析題1.(10分)現(xiàn)有形狀相同的三塊平衡態(tài)鐵碳合金，分別為20，T12，HT200請(qǐng)?jiān)O(shè)法將它們區(qū)分開。2.（10分）試用鐵碳相圖分析45鋼平衡結(jié)晶過程，畫出其室溫金相圖。3.根據(jù)鐵碳相圖，計(jì)算含碳量為1.2%的鐵碳合金室溫下相組成物的相對(duì)量，畫出室溫組織示意圖。4.（10分）現(xiàn)有兩種鐵碳合金，其中一種合金的顯微組織為珠光體占75%，鐵素體占25%；另一種合金的顯微組織為珠光體占92%，二次滲碳體占8%；問這兩種合金各屬于哪一類合金，并估算其含碳量。5.（10分）根據(jù)下列部分鐵碳平衡相圖回答問題1）寫出圖中豎線所示含碳量的鐵碳合金對(duì)應(yīng)的碳鋼鋼號(hào)，并說(shuō)明其屬于哪類鋼。（2分）

2）若在該成分中加入一定量的Si和Mn（wSi＜2.5%、wMn＜1.5%），形成對(duì)應(yīng)的合金鋼鋼號(hào)是：（1分）

3）與原碳鋼相比，該合金鋼具有何性能特點(diǎn)：（1分）

4）該合金鋼常用于制造汽車上的哪類零件？（1分）

5）上述碳鋼和合金鋼典型的熱處理工藝和熱處理后的顯微組織是什么？（2分）

6）這種熱處理的目的（熱處理后的力學(xué)性能）？（1分）

7）在圖中填寫各個(gè)區(qū)域內(nèi)的組織（2分）一、判斷改錯(cuò)題1.20鋼鍛件，為了便于切削加工，一般預(yù)先進(jìn)行正火處理。…………（√）2.T12鋼的淬火溫度為Ac1以上30~50℃…………（√）3.生產(chǎn)中可通過增加鋼中珠光體數(shù)量的方法來(lái)提高亞共析鋼的強(qiáng)度，為此采用正火?！?/p>

）4.高合金鋼既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性?！?/p>

）5.T8鋼比T10鋼有更好的淬透性?！?/p>

）6.馬氏體的硬度主要取決于馬氏體中的含碳量…………（

）7.冷處理可使殘余奧氏體繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而增加尺寸的穩(wěn)定性。（

）8.在熱處理的正常加熱條件下，含碳量越高，過共析鋼的過冷奧氏體越穩(wěn)定。――――――――――――――――――――――――（

）9.因?yàn)檫^冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線位于等溫C曲線的右下方，所以連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線的臨界冷卻速度比等溫轉(zhuǎn)變曲線的大。―――――（

）10.正火的冷卻速度比退火快，得到的組織細(xì)、強(qiáng)度、硬度高。――（

）11.截面為?50mm的45鋼軸類零件，能夠獲得與40Cr同樣截面試樣的相同性能。――――――――――――――――――――――――（

）12.鋼的淬硬性隨C%的增加而增加………………（

）13.球化退火主要用于過共析成分的碳鋼和合金鋼―――――――（

）14.20鋼鍛件，為了便于切削加工，一般預(yù)先進(jìn)行正火處理。―――（

）15.與上貝氏體相比，下貝氏體的強(qiáng)度、韌性均較差。---------------------（

）16.鋼淬火后的硬度達(dá)不到60HRC，是因?yàn)殇摰拇阃感蕴睢?-----------（

）17.生產(chǎn)中常用淬火增加鋼中的珠光體量的方法來(lái)提高亞共析鋼的強(qiáng)度（

）18.馬氏體是一種過飽和的固溶體，其塑性大、硬度高，是淬火件的有效組織。---------------------------------------------------------------------------------()19.馬氏體都很脆。------------------------------------------------------------()20.利用熱處理提高灰鑄鐵的機(jī)械性能，效果顯著。---------------------（

）21.表面淬火既能改變鋼表面的化學(xué)成分，也能改善心部的組織與性能（）22.相同工藝條件下，鋼的淬透性越高，則其淬硬層的深度也越大。（

）．選擇判斷題1.（確定碳鋼熱處理后的組織）退火

正火

淬火+高溫回火

淬火+中溫回火

淬火+低溫回火

索氏體

珠光體

回火索氏體

回火馬氏體

回火托氏體2.（合金元素的作用，可多選）強(qiáng)化鐵素體

提高淬透性

細(xì)化晶粒

避免第二類回火脆性

（Cr，Mn）

（B）（W，Mo）（V，Ti）二、單項(xiàng)選擇題1.鋼的淬透層深度取決于（

）。

A臨界冷卻速度；

B工件的表面尺寸C淬火介質(zhì)的冷卻能力；

D與上述因素都有關(guān)2.回火索氏體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（

）。

A具有良好的硬度和強(qiáng)度

B具有良好的塑性和韌性C具有良好的綜合力學(xué)性能

D具有良好的耐磨性3.影響淬火后殘余奧氏體量的主要原因?yàn)?)。

A鋼本身的含碳量；

B鋼中奧氏體的含碳量；C鋼中合金元素的含量；

D淬火的冷卻速度4.調(diào)質(zhì)處理是指A淬火+低溫回火

B淬火+中溫回火

C淬火+高溫回火

D淬火+氮化5.傳動(dòng)軸的調(diào)質(zhì)一般安排在()A粗加工前；

B粗加工后；

C精加工后；

D隨便

6.軸類零件常用的最終熱處理工藝是（

）。

A淬火+高溫退火；

B淬火+高溫回火；

C淬火+低溫退火；

D淬火+低溫回火7.亞共析鋼因冷卻速度小于臨界速度Vk造成淬火不很充分，其組織是（

）A.M+T+FB.M+TC.M+T+未溶碳化物

D.P+F8.馬氏體的硬度主要取決于：（）A.鋼中合金元素的含量

B.奧氏體中合金元素的含量

C.鋼的含碳量

D.奧氏體的含碳量9.改善具有網(wǎng)狀碳化物的過共析碳鋼和高碳高合金工具鋼的切削加工性能應(yīng)選用（）淬火+低溫回火

B、擴(kuò)散退火

C、正火+球化退火

D、球化退火10.淬硬性好的鋼具有（

）。

A較高的合金元素含量

B較高的含碳量

C低的含碳量

D低的合金元素含量11.淬透性好的鋼具有（

）。A高的合金元素含量

B高的含碳量C低的含碳量

D低的合金元素含量12.在珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的過程中，奧氏體優(yōu)先在（

）形核。

A滲碳體內(nèi)部

B鐵素體內(nèi)部C滲碳體和鐵素體內(nèi)部

D滲碳體和鐵素體晶界13.生產(chǎn)上消除枝晶偏析的熱處理方法為（

）。

A完全退火；

B球化退火；

C去應(yīng)力退火；

D擴(kuò)散退火14.馬氏體的力學(xué)性能特點(diǎn)是（

）。

A高塑性

B高彈性

C高韌性

D高強(qiáng)度和硬度15.高碳鋼在鍛造后切削加工前需進(jìn)行的預(yù)備熱處理是（

）。A.退火

B.淬火

C.正火

D.回火16.生產(chǎn)上消除枝晶偏析的熱處理方法為()。A完全退火

B球化退火；

C去應(yīng)力退火；

D擴(kuò)散退火三、填空題1.20鋼齒輪、45鋼小軸、T12鋼銼的正火的目的分別是：

、

、

。2、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，

T8

鋼的σb值最高。3、在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼；、T13鋼中，

T13鋼的HBS值最高。4、為使鋼得到理想的耐磨性，應(yīng)進(jìn)行淬火加

低溫

回火，所得組織為

。5、為使鋼獲得理想的彈性，應(yīng)進(jìn)行淬火加

中溫

回火，所得組織為

。6、為保證鋼的綜合性能，淬火后應(yīng)進(jìn)行

高溫

回火，所得組織為

。7.為改善低碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為正火或退火。8.為改善高碳鋼的切削性能，常采用的熱處理為退火。9.軸類等重要零件的最終熱處理常為調(diào)質(zhì)。10.冷沖模等常用的最終熱處理為淬火加低溫回火。11.汽車變速齒輪等常用的最終熱處理為

滲碳、淬火加低溫回火。12.機(jī)床變速齒輪等常用的最終熱處理為調(diào)質(zhì)加表面淬火。13.鋼的常規(guī)熱處理（四把火）是指

退火、正火、淬火、回火

。14.影響奧氏體晶粒長(zhǎng)大的因素有

和

。

15.馬氏體是碳在___-Fe中的___________，其力學(xué)性能的主要特點(diǎn)是具有高的_______和______。16.在正火態(tài)的20鋼、45鋼、T8鋼、T13鋼中，

鋼的二次滲碳體最多，

鋼的珠光體最多，

鋼的鐵素體最多，

鋼的強(qiáng)度最高，

鋼的塑性最好，

鋼的硬度最高。17.鋼的淬透性主要取決于

，淬硬性主要取決于

。18.共析鋼退火態(tài)組織為

、亞共析鋼退火態(tài)組織為

、過共析鋼退火態(tài)組織為

19.鋼的淬透性主要取決于

，碳素鋼常用的淬火介質(zhì)為

、合金鋼用的淬火介質(zhì)為

。20.鋼的淬透性越高，其臨界冷卻速度越

，其C曲線的位置越

。21.鋼的淬硬性是指

，

鋼的淬透性是指

。22.用光學(xué)顯微鏡觀察，珠光體組織的形貌特征為

。索氏體組織的形貌特征比珠光體