工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)課課后習(xí)題參考答案

工程材料及成形技術(shù)基礎(chǔ)課課后習(xí)題參考答案第一章：1-1機(jī)械零件在工作條件下可能承受哪些負(fù)荷？這些負(fù)荷對(duì)零件產(chǎn)生什么作用？答：機(jī)械零件在工作條件下可能承受到力學(xué)負(fù)荷、熱負(fù)荷或環(huán)境介質(zhì)的作用（單負(fù)荷或復(fù)合負(fù)荷的作用）。力學(xué)負(fù)荷可使零件產(chǎn)生變形或斷裂；熱負(fù)荷可使零件產(chǎn)生尺寸和體積的改變，產(chǎn)生熱應(yīng)力，熱疲勞，高溫蠕變，隨溫度升高強(qiáng)度降低（塑性、韌性升高），承載能力下降；環(huán)境介質(zhì)可使金屬零件產(chǎn)生腐蝕和摩擦磨損兩個(gè)方面、對(duì)高分子材料產(chǎn)生老化作用。1-3與、。和「含義是什么？什么叫比強(qiáng)度？什么叫比剛度？答：Qs—Ps/F0,屈服強(qiáng)度，用于塑性材料。。一P/F。,產(chǎn)生0.2%殘余塑性變形時(shí)的條件屈服強(qiáng)度，用于無(wú)明顯屈服現(xiàn)象的材料。。b—Pb/Fo,抗拉強(qiáng)度，材料抵抗均勻塑性變形的最大應(yīng)力值。比強(qiáng)度－材料的強(qiáng)度與其密度之比。比剛度—材料的彈性模量與其密度之比。思考1—1、1—2.2-3晶體的缺陷有哪些？可導(dǎo)致哪些強(qiáng)化？答：晶體的缺陷有：⑴點(diǎn)缺陷一一空位、間隙原子和置換原子，是導(dǎo)致固溶強(qiáng)化的主要原因。⑵線缺陷一一位錯(cuò)，是導(dǎo)致加工硬化的主要原因。⑶面缺陷一一晶界，是細(xì)晶強(qiáng)化的主要原因。2-5控制液體結(jié)晶時(shí)晶粒大小的方法有哪些？答：見(jiàn)P101.3.4.2液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)的細(xì)晶方法。⑴增加過(guò)冷度；⑵加入形核劑（變質(zhì)處理）；⑶機(jī)械方法（攪拌、振動(dòng)等）。2-8在鐵-碳合金中主要的相是哪幾個(gè)？可能產(chǎn)生的平衡組織有哪幾種？它們的性能有什么特點(diǎn)？答：在鐵-碳合金中固態(tài)下主要的相有奧氏體、鐵素體和滲碳體。可能產(chǎn)生的室溫平衡組織有鐵素體加少量的三次滲碳體（工業(yè)純鐵），強(qiáng)度低塑性好；鐵素體加珠光體（亞共析鋼），珠光體（共析鋼），珠光體加二次滲碳體（過(guò)共析鋼），綜合性能好；萊氏體加珠光體加二次滲碳體（亞共晶白口鑄鐵），萊氏體（共晶白口鑄鐵），萊氏體加一次滲碳體（過(guò)共晶白口鑄鐵），硬度高脆性大。思考題鐵-碳合金相圖反映了平衡狀態(tài)下鐵-碳合金的成分、溫度、組織三者之間的關(guān)系，試回答：⑴隨碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，鐵-碳合金的硬度、塑性是增加還是減小？為什么？⑵過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體對(duì)強(qiáng)度、塑性的影響怎樣？⑶鋼有塑性而白口鐵幾乎無(wú)塑性，為什么？⑷哪個(gè)區(qū)域的鐵-碳合金熔點(diǎn)最低？哪個(gè)區(qū)域塑性最好？*⑸哪個(gè)成分結(jié)晶間隔最小？哪個(gè)成分結(jié)晶間隔最大？答：⑴隨碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，硬度增加、塑性減小。因?yàn)殡S碳質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的增加，滲碳體量增加而硬度增加，鐵素體量減少而塑性減少。即硬度只與滲碳體量多少有關(guān)，塑性只與鐵素體量多少有關(guān)。⑵過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體對(duì)強(qiáng)度、塑性均降低。因?yàn)榫W(wǎng)狀滲碳體破壞了基體的連續(xù)性導(dǎo)致強(qiáng)度下降。⑶塑性主要與鐵-碳合金中的鐵素體相含量多少有關(guān)，鐵素體相含量越多塑性越好。鋼含碳量低（3C<2.11%）鐵素體相含量多形成綜合力學(xué)性能好的珠光體為基體而有塑性，白口鐵含碳量高（3C>2.11%）,滲碳體相含量高形成硬而脆的萊氏體為基體而幾乎沒(méi)有塑性。⑷共晶點(diǎn)成分合金（3c=%）的熔點(diǎn)最低，奧氏體區(qū)（GSEJNG）塑性最好（面心立方晶格）。*⑸C點(diǎn)共晶成分（3。=4.3%）、組元純鐵Fe（3c=0%）及滲碳體Fe3c（?c=6.69%）的結(jié)晶間隔最?。榱悖?，E點(diǎn)（3。=2.11%）成分結(jié)晶間隔最大。2.簡(jiǎn)述3c=0.4%的鋼從液態(tài)冷卻到室溫時(shí)的結(jié)晶過(guò)程及組織。答：3c=0.4%的鋼屬于亞共析鋼，結(jié)晶過(guò)程為：LfL+AfAfA+FfP+F思考2—2 2—4 2—6第二章：3-1什么是珠光體、貝氏體、馬氏體？它們的組織及性能有何特點(diǎn)？答：珠光體（P）—鐵碳合金平衡狀態(tài)下，在PSK線（727℃）發(fā)生共析轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物，即鐵素體片和滲碳體片交替排列的機(jī)械混合物組織。強(qiáng)度比鐵素體和滲碳體都高，塑性、韌性和硬度介于鐵素體和滲碳體之間。熱處理后可得到在鐵素體基體上分布著粒狀滲碳體的粒狀珠光體，綜合性能更好。貝氏體（B）—從550℃到乂$范圍內(nèi)中溫轉(zhuǎn)變、半擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變的非平衡組織，即含過(guò)飽和碳的鐵素體和滲碳體的非片層狀混合物組織。按組織形態(tài)不同分羽毛狀的上貝氏體（B上）和針片狀的下貝氏體（B下）。上貝氏體脆性大無(wú)實(shí)用價(jià)值，下貝氏體的鐵素體針細(xì)小，過(guò)飽和度大，碳化物彌散度大，綜合性能好。馬氏體（M）—Ms-Mf之間低溫轉(zhuǎn)變、非擴(kuò)散型轉(zhuǎn)變的非平衡組織，即過(guò)飽和碳的a固溶體。體心正方晶格，分板條馬氏體（低碳馬氏體3c<0.20%,位錯(cuò)馬氏體），強(qiáng)韌性較好；針狀馬氏體（高碳馬氏體3c>1.0%,孿晶馬氏體），大多硬而脆；3c在0.2%?1.0%之間為兩者的混合組織。馬氏體的含碳量越多，硬度越高，馬氏體有弱磁性。A-M,體積要膨脹，產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。3-8什么是淬火？淬火的目的是什么？常用的淬火方法有哪幾種？說(shuō)明各種淬火方法的優(yōu)缺點(diǎn)及其應(yīng)用范圍。答：淬火一將鋼加熱到高溫奧氏體化后以大于臨界冷卻速度Vk冷卻獲得馬氏體或貝氏體的工藝。淬火的目的是使鋼獲得高硬度的組織。常用的淬火方法有單介質(zhì)淬火、雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和等溫淬火。單介質(zhì)淬火操作簡(jiǎn)單但淬火應(yīng)力大，雙介質(zhì)淬火可降低淬火應(yīng)力，但經(jīng)驗(yàn)要求高，分級(jí)淬火操作易控制且能有效降低淬火應(yīng)力，但受尺寸限制只宜小件，等溫淬火獲得下貝氏體組織，強(qiáng)韌性好且變形小，同樣受尺寸限制。適用于處理形狀復(fù)雜、要求變形小或韌性高的合金鋼零件。3-10鋼淬火后為什么一定要回火？說(shuō)明回火的種類及主要應(yīng)用范圍。答：鋼淬火后一般不能直接使用，因?yàn)椋孩倭慵幱诟邞?yīng)力狀態(tài)（>300?500MPa）,放置或使用時(shí)很容易變形和開(kāi)裂；②淬火態(tài)的組織（M+A）是極端非平衡的亞穩(wěn)定狀態(tài)，有向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的自發(fā)趨向，放置或使用中組織轉(zhuǎn)變，引起性能和尺寸變化；③淬火狀態(tài)一般是同種鋼最硬狀態(tài)，但不一定是使用所要求的狀態(tài)。回火的目的：①降低或消除淬火應(yīng)力；②回火的種類及主要應(yīng)用范圍見(jiàn)下表。類別回火溫度/℃組織和硬度/HRC回火目的主要應(yīng)用范圍低溫回火150?250M回，58?64保持高硬度，高耐磨性，消除應(yīng)力，降低脆性刃具，冷作模具，量具，滲碳件，表面淬火件，滾動(dòng)軸承等中溫回火350?500T回，35?50獲高的屈服強(qiáng)度和彈性極限彈簧，模鍛錘桿，熱作模具等高溫回火500?650S回，25?35獲高的綜合機(jī)械性能連桿，軸等思考題1.試說(shuō)明下列鋼件應(yīng)采用何種退火工藝、退火的目的及退火后的組織：⑴經(jīng)冷軋后的15鋼鋼板，要求降低硬度；⑵鑄造成形的機(jī)床床身；⑶經(jīng)鍛造過(guò)熱（晶粒粗大）的3c=0.60%的鍛件；⑷具有片狀滲碳體組織的T12鋼件。正火與退火的主要區(qū)別有哪些？生產(chǎn)中應(yīng)如何選擇？答： ⑴再結(jié)晶退火，消除加工硬化；⑵去應(yīng)力退火，消除鑄造應(yīng)力；⑶完全退火，細(xì)化晶粒；⑷球化退火，改善切削加工性能和為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。正火與退火的主要區(qū)別是： ⑴冷卻速度不同，正火冷卻速度比退火快；⑵退火分相變退火和不相變退火，正火必須加熱到奧氏體區(qū)；⑶組織性能，正火比退火的析出相（F、Fe3C）少,組織細(xì)，強(qiáng)度硬度高，塑性韌性也好。生產(chǎn)中選擇⑴改善切削加工性能，一般3c<0.5%的鋼用正火，提高硬度，3c>0.5%的鋼用退火，降低硬度；⑵消除過(guò)共析鋼網(wǎng)狀二次滲碳體只能用正火;⑶在許可情況下優(yōu)先用正火，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效率。2. 在什么情況下采用表面淬火、表面化學(xué)熱處理、表面形變強(qiáng)化及其他表面處理？用20（3c=0.20%）鋼進(jìn)行表面淬火和用45（3c=0.45%）鋼進(jìn)行滲碳處理是否合適？為什么？答：表面淬火是使表面獲得高硬度高耐磨性的淬火組織而工件內(nèi)部仍保持原有組織與性能。使零件整體獲得“表硬心韌”的性能，用于要求能承受一定沖擊并且表面承受摩擦磨損的零件（如齒輪的輪齒，機(jī)床的道軌，軸及花鍵軸等）。表面淬火只能少量提高表面硬度，一般用于中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，有時(shí)也用于沖擊較小的高碳鋼刃具、模具及鑄鐵件。表面化學(xué)熱處理是通過(guò)改變表層化學(xué)成分來(lái)改變表層組織、性能。同樣獲得“表硬心韌”的性能，化學(xué)熱處理和表面淬火都屬于表面熱處理，但化學(xué)熱處理能更有效地提高表層性能。滲碳用于承受沖擊更大，耐磨性要求更高的零件，用低碳結(jié)構(gòu)鋼和低碳合金結(jié)構(gòu)鋼。滲氮用于顯著提高表面硬度和耐磨性，疲勞強(qiáng)度和抗蝕性，氮化溫度低，變形小，但周期長(zhǎng)，成本高，只用于對(duì)耐磨性和精度要求更高的零件或要求抗熱、抗蝕的耐磨件，如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸、排氣閥、精密機(jī)床絲杠、鏜床主軸等。氮化用中碳合金結(jié)構(gòu)鋼（38CrMoAl是氮化專用鋼）。表面形變強(qiáng)化是通過(guò)對(duì)零件表面產(chǎn)生塑性變形，產(chǎn)生加工硬化，提高表面性能，產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，提高疲勞強(qiáng)度，并可清除表面氧化皮，延長(zhǎng)使用壽命。特別適用于有缺口的零件、零件的截面變化處、圓角、溝槽及焊縫區(qū)等部位的強(qiáng)化。廣泛用于彈簧、齒輪、葉片、飛機(jī)零件等。其他表面處理有高能束表面改性（激光、電子束）、電鍍及化學(xué)鍍、氣相沉積技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)等。主要目的是對(duì)材料表面進(jìn)行特殊的強(qiáng)化或作某些功能處理，以提高表面硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性，或提高零件的裝飾性，或改變表面的電、磁性能等。表面改性技術(shù)一般不改變基體材料的成分或組織。20鋼進(jìn)行表面淬火不合適，低碳鋼表面淬火后表面硬度并不高（W50HRC）,不耐磨;45鋼進(jìn)行滲碳處理以不合適，中碳鋼滲碳熱處理后心部的韌性不夠，不能承受較大的沖擊。思考3—3 3—4 3—6 3-7 3-114-2 何謂調(diào)質(zhì)鋼？從鋼號(hào)如何判別是否為調(diào)質(zhì)鋼?合金調(diào)質(zhì)鋼中常加入的合金元素有哪些？為達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼相近的強(qiáng)韌性能，還可選用哪些鋼種？答：調(diào)質(zhì)鋼是指在調(diào)質(zhì)處理（淬火＋高溫回火）狀態(tài)下使用的鋼種。一般為中碳結(jié)構(gòu)鋼和中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。從鋼號(hào)判別調(diào)質(zhì)鋼主要從①含碳量的表示方法，必須用兩位數(shù)表示的，說(shuō)明是結(jié)構(gòu)鋼；②含碳量的高低，必須是中碳鋼范圍，即3c=0.25%?0.55%。合金調(diào)質(zhì)鋼中常加入合金元素有:①提高淬透性并產(chǎn)生固溶強(qiáng)化的主加元素Mn、Si、Cr、Ni、B等；②形成穩(wěn)定碳化物，阻止加熱時(shí)奧氏體晶粒長(zhǎng)大，起細(xì)晶強(qiáng)韌化作用的輔加元素Ti、V、W、Mo等，Mo、W還能防止產(chǎn)生高溫回火脆性。合金元素可明顯提高鋼的抗回火能力。為達(dá)到調(diào)質(zhì)鋼相近的強(qiáng)韌性，①部分中碳鋼鋼種（如45MnV、35MnS）通過(guò)控制鍛造工藝參數(shù)直接生產(chǎn)零件，可達(dá)調(diào)質(zhì)的性能；②部分低、中碳鋼鋼種（如20CrMnTi、20MnV、15MnVB、27SiMn、20SiMnMoV等）處理成低碳馬氏體（淬火低溫回火）或下貝氏體（等溫淬火），可代替調(diào)質(zhì)鋼。*4-4高碳刃具鋼、高碳滾動(dòng)軸承鋼、高碳冷作模具鋼的熱處理方法、使用狀態(tài)組織及性能有何異同處？答：用表分析：鋼種熱處理方法使用狀態(tài)組織性能相同處不同處高碳刃具鋼①②淬火低高碳M回+碳高硬度，高①含碳量均①刃具鋼有①碳素工溫回火；化物+少量殘耐磨性，高為高碳；熱硬性要具鋼；③淬火余奧氏體的熱硬性，②熱處理方求；②低合金560℃三適量的強(qiáng)法基本相②滾動(dòng)軸承刃具次回火韌性同；鋼對(duì)抗腐鋼；（仍是低③使用組織蝕性、抗③高速溫回火）相同；壓強(qiáng)度和鋼。④高硬度和接觸疲勞高碳滾動(dòng)軸淬火低溫回極細(xì)的M回+高的抗壓高耐磨性強(qiáng)度有要承鋼火細(xì)粒狀碳化物強(qiáng)度和接要求相求；十少量殘余奧觸疲勞強(qiáng)同。③冷作模具氏體度，高的硬鋼對(duì)淬透度和耐磨性要求較性，一定的高；韌性和抗④刃具鋼、腐蝕性冷作模具高碳冷作模①②淬火低高碳M回+碳高強(qiáng)度，高鋼有優(yōu)質(zhì)具鋼溫回火；化物+少量殘硬度，高耐鋼和高級(jí)①碳素工③高溫淬火余奧氏體磨性，一定優(yōu)質(zhì)鋼之具鋼；510?520℃的韌性和分，滾動(dòng)

②低合金多次回火（仍是低溫回較高的淬透性軸承鋼只有高級(jí)優(yōu)工具鋼；③高碳高火）；質(zhì)鋼一鉻鋼；④空冷淬火種；④空冷淬回火；⑤冷作模具火冷作⑤同高速鋼鋼使用的模具鋼；鋼種類型⑤基體鋼多。4-7填寫(xiě)表4-、符號(hào)和數(shù)字的含義、組織特點(diǎn)和用途。表4—21鑄鐵牌號(hào)的類別、符號(hào)和數(shù)字的含義、組織特點(diǎn)和用途鑄鐵牌號(hào)符號(hào)和數(shù)字的含義類別組織特點(diǎn)用途HT200HT-灰鐵，200-最低抗拉強(qiáng)度為200MPa灰口鑄鐵基體（F+P、P）+G片主要用于承壓件和受力較小的不重要零件KTH350-10KTH-黑心可鐵，350-最低抗拉強(qiáng)度為350MPa,10-最低延伸率為10%.黑心可鍛鑄鐵基體（F）+G團(tuán)絮用于形狀復(fù)雜、承受一定沖擊的薄壁件RuT300RuT-蠕墨鑄鐵，300-最低抗力強(qiáng)度為300MPa蠕墨鑄鐵基體+G蠕蟲(chóng)用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、承受熱循環(huán)載荷、組織致密、強(qiáng)度要求高的鑄件QT600-3QT-球鐵，600-最低抗力強(qiáng)度為600MPa3-最低延伸率為3%球墨鑄鐵基體（P+F）+G球用于受力復(fù)雜、對(duì)強(qiáng)度、韌性和耐磨性要求高的零件4-8填寫(xiě)表4-22，指出表中金屬材料的類別、牌號(hào)或代號(hào)的含義、特性和主要用途。表4-22 金屬材料的類別、牌號(hào)或代號(hào)的含義、特性和主要用途材料牌號(hào)或代號(hào)類別牌號(hào)或代號(hào)含義特性用途5A05防銹鋁合金5-Al-Mg系合金，A-原始合金，05-產(chǎn)品代號(hào)。代號(hào)LF5良好的耐蝕性、塑性、及低溫韌性。單相固溶體不能熱處理強(qiáng)化。宜作壓力加工、焊接、冷變形件。2A12硬鋁合金2-Al-Cu-Mg系合金，A-原始合金，12-產(chǎn)品代號(hào)。代號(hào)LY12高強(qiáng)度（ob三300MPa）,比強(qiáng)度接近高強(qiáng)鋼。熱處理強(qiáng)化，形變強(qiáng)化。H68黃銅H-黃，加工普通黃銅，Cu-Zn合金，單相a黃銅，適合冷、熱變形加形狀復(fù)雜的深沖零件，散熱器外

3Cu=68%,余量Zn。工。殼，裝潢件。HPb60-1特殊黃銅H-同上，Pb-合金元素，鉛黃銅，?cu=60%,3Pb=1%,余量鋅。比普通黃銅強(qiáng)度高，耐蝕性、耐磨性較好。一般機(jī)器結(jié)構(gòu)零件（襯套、噴嘴）ZAiSi12鑄造鋁硅合金Z-鑄，3Si=12%,余量為鋁。代號(hào)ZL102。良好的鑄造性能，密度小，耐蝕、耐熱性及焊接性較好，強(qiáng)度低，不可熱處理強(qiáng)化。變質(zhì)處理細(xì)化晶粒提高強(qiáng)度。形狀復(fù)雜的零件（飛機(jī)、儀表的零件，抽水機(jī)外殼）*ZCuSn10Pbi鑄造青銅Z-鑄，3Sn=10%,3Pb=1%,余量銅。代號(hào)ZQSn10-1。鉛改善鑄造性、切削加工性，提高機(jī)械性能和耐磨性。重要軸承、齒輪、軸套等耐磨零件。*ZCuPb30鑄造鉛青銅Z-鑄，3Pb=30%,余量銅。代號(hào)ZQPb30。疲勞強(qiáng)度高，導(dǎo)熱性好，低的摩擦系數(shù)。做承受高載荷、高速度及在高溫下工作的軸承。QBe2鈹青銅Q-青，3Be=2%,余量銅。時(shí)效強(qiáng)化效果極佳，強(qiáng)度、彈性極高，耐磨、耐蝕、耐低溫性能很好，導(dǎo)電、導(dǎo)熱好，無(wú)磁性，受沖擊無(wú)火花，冷、熱加工性及鑄造性好。重要的彈簧及彈性元件，耐磨零件，防爆工具等。思考題2.不銹鋼耐蝕的原理是什么？試比較1Cr13、1Cr18Ni9及1Cr18Ni9Ti的耐蝕性及強(qiáng)度。實(shí)際使用中該如何選用？答：⑴加31>12%提高基體的電極電位；⑵形成致密、穩(wěn)定、牢固的Cr2O3氧化膜，減小或阻斷腐蝕電流；⑶在室溫下形成單相鐵素體或奧氏體。含碳量越低或含鉻量越高越耐腐蝕。三者含碳量相同，故耐蝕性1Cr18Ni9Ti>1Cr18Ni9>1Cr13，Ti防止晶間腐蝕。強(qiáng)度1Cr13為馬氏體不銹鋼強(qiáng)度高，后二者為奧氏體不銹鋼強(qiáng)度低。實(shí)際使用中按使用時(shí)對(duì)耐蝕性和對(duì)強(qiáng)度的要求選用。思考4-1第三章5-1 熱固性與熱塑性塑料的區(qū)別和特點(diǎn)大致有哪些?分別簡(jiǎn)述你常用（或常接觸）的三種熱固性與熱塑性塑料的特性及用途。

答：熱固性與熱塑性塑料的區(qū)別大致有：熱塑性塑料①線型（含支鏈型）分子結(jié)構(gòu)；②受熱軟化可再生。熱固性塑料①體網(wǎng)型分子結(jié)構(gòu)；②固化后不溶、不熔，不可再生。特點(diǎn)有：熱塑性塑料具有較高的機(jī)械性能，加工成型簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)為耐熱性和剛性差；熱固性塑料具有耐熱性高，受壓不易變形，結(jié)構(gòu)便宜，缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低。常見(jiàn)熱塑性和熱固性塑料的特性及用途見(jiàn)下表：種類材料名稱主要特性主要用途熱塑性塑料聚乙烯（PE）結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，吸水小，耐蝕性和電絕緣性能極好，無(wú)毒無(wú)味，良好的耐低溫性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性；耐熱性低只能在＜80℃下使用。薄膜、瓶類、電絕緣護(hù)套；化工耐蝕管道、圓珠筆芯；醫(yī)用軟管；人工關(guān)節(jié)、防彈衣、小齒輪等。聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃，PMMA）透光率比玻璃高，耐紫外線和大氣老化，強(qiáng)度比玻璃高得多（7?18倍），成形性很好（可切削加工、吹塑、注射、擠壓、澆鑄成形等），染色性很好；但表面硬度較低而耐磨性較差。防彈玻璃、飛機(jī)窗玻璃、風(fēng)擋、透明的裝飾面板、儀表板、容器、燈罩、光盤、光纖、眼鏡、假牙、工藝美術(shù)品等。聚四氟乙烯（PTFE或F4）最優(yōu)良的耐高、低溫性能（一260℃~250℃長(zhǎng)期使用），耐蝕性強(qiáng)（耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑），化學(xué)穩(wěn)定性高，摩擦系數(shù)最小、介電損耗最小、吸水最小。無(wú)毒、無(wú)味、g/cm3）。不粘鍋、不粘油的抽油煙機(jī)涂層，密封“生料帶”減摩密封零件，耐高頻絕緣零件，耐強(qiáng)腐蝕場(chǎng)合設(shè)備襯里及零件，人造血管，人工心臟，人工食道等。熱固性塑料酚醛樹(shù)脂（PF）原料價(jià)格便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成形加工容易，制品尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定性好（耐酸不太耐堿），耐熱性突出，有阻燃性及低煙釋放和低燃燒毒性，制品硬而耐磨，但性能較脆，顏色單調(diào)。燈頭、開(kāi)關(guān)、插座、鍋勺手把，粘接劑，涂料，火箭、宇宙飛船外殼的耐燒蝕保護(hù)層材料。環(huán)氧塑料（EP）較強(qiáng)韌，固化收縮率低，耐水、耐化學(xué)腐蝕（特別是堿），耐溶劑，粘接牢固，介電性能優(yōu)良。膠粘劑，配制防腐材料，制模具等。有機(jī)硅塑料（SI）不燃，優(yōu)良的電絕緣性，耐高低溫性（一100?300℃）,耐臭氧，突出的憎水防潮性，良好的耐大氣老化性及生理惰性。用于高頻絕緣件，耐熱件，防潮零件等。思考5-35-46-7根據(jù)下列零件的性能要求及技術(shù)條件，試選擇熱處理工藝方法并說(shuō)明理由。①用45鋼制作的某機(jī)床主軸，其軸頸部分與軸承接觸，要求耐磨，52?56HRC,硬化層深1mm。②用20CrMnTi制作的某汽車傳動(dòng)齒輪，要求表面具有高硬度及高耐磨性，58?63HRC,硬化層深0.8mm。③用65Mn制作直徑為5mm的某彈簧，要求具有高彈性，38?40HRC,回火屈氏體組織。④用HT200制作減速器殼，要求具有良好的剛度、強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性。答：①預(yù)先熱處理正火，最終熱處理調(diào)質(zhì)加軸頸部分表面淬火低溫回火。調(diào)質(zhì)使整體獲得良好的綜合機(jī)械性能，高頻感應(yīng)加熱表面淬火低溫回火使軸頸部分獲得高硬度、高耐磨性。②預(yù)先熱處理正火，最終熱處理滲碳淬火低溫回火。滲碳使表面為高碳鋼，淬火低溫回火獲得高硬度，高耐磨性。淬火中溫回火，獲得回火屈氏體，具有高彈性。去應(yīng)力退火，消除鑄造應(yīng)力。6-8汽車、拖拉機(jī)變速箱齒輪多用滲碳鋼制造，而機(jī)床變速箱齒輪又多采用調(diào)質(zhì)鋼制造，原因何在？答：汽車、拖拉機(jī)變速箱齒輪承受沖擊力較大，多用滲碳鋼制造經(jīng)滲碳淬火低溫回火后使用；而機(jī)床變速箱齒輪受力平穩(wěn)沖擊載荷小，多采用調(diào)質(zhì)鋼制造經(jīng)調(diào)質(zhì)表面淬火低溫回火后使用。思考題*1.指出下列零件在選材和制定熱處理技術(shù)條件中的錯(cuò)誤，并說(shuō)明理由及改進(jìn)意見(jiàn)①直徑30mm、要求良好綜合力學(xué)性能的傳動(dòng)軸，材料用20鋼，熱處理技術(shù)條件：調(diào)質(zhì)40?45HRC。轉(zhuǎn)速低、表面耐磨及心部強(qiáng)度要求不高的齒輪，材料用45鋼，熱處理技術(shù)條件：滲碳+淬火，58?62HRC。彈簧（直徑①15mm）,材料用45鋼，熱處理技術(shù)條件：淬火十回火，55?60HRC。機(jī)床床身，材料用QT400-15,采用正火熱處理。表面要求耐磨的凸輪，選用45鋼，熱處理技術(shù)條件：淬火、回火，60?63HRC。答：①分析：要求良好綜合力學(xué)性能的傳動(dòng)軸，應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼（或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼）調(diào)質(zhì)熱處理。材料用20鋼（低碳鋼）不對(duì)，強(qiáng)度不夠，要求40?45HRC指標(biāo)高了（25?35HRC）,調(diào)質(zhì)達(dá)不到。改進(jìn)：根據(jù)題目要求結(jié)合本題條件，材料選40Cr鋼（D0油=20?40mm）,850℃油淬+520℃回火，30?35HRC。轉(zhuǎn)速低,表面耐磨及心部強(qiáng)度要求不高的齒輪,應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼（或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼）,正火或調(diào)質(zhì)，表面淬火+低溫回火。正火心部硬度為160?200HBS,調(diào)質(zhì)心部硬度為200?280HBS,表面淬火低溫回火后表面硬度為50?55HRC。材料選用是可以的，但滲碳十淬火不對(duì),成本太高。 改進(jìn)： 材料用45鋼,正火＋表面淬火＋低溫回火,心部硬度160?200HBS,表面硬度為50?55HRC。分析：彈簧應(yīng)選高碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼及高碳合金結(jié)構(gòu)鋼,淬火＋中溫回火,35?50HRC。選45鋼（中碳結(jié)構(gòu)鋼）不對(duì)，彈性極限低，55?60HRC只能淬火+低溫回火才能達(dá)到且太脆。 改進(jìn)：材料選65Mn鋼（截面W15mm）,830℃油淬+540℃回火，45?50HRC。機(jī)床床身,受壓且要求消振性好,鑄鐵受壓性能都好,但消振性灰鑄鐵最好,灰鑄鐵是機(jī)床床身的首選材料。材料用QT400-15不對(duì)。改進(jìn)： 材料用HT200即可。⑤表面要求耐磨的凸輪，應(yīng)選中碳結(jié)構(gòu)鋼或中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，正火或調(diào)質(zhì)，表面淬火＋低溫回火。改進(jìn)：材料用45鋼，正火十表面淬火+低溫回火，58?62HRC。第四章7-1 *鑄造的成形原理是什么？這種成形原理有什么特點(diǎn)？答：鑄造的成形原理是“液態(tài)成形”—即將金屬液注入鑄型型腔中，冷卻凝固后獲得所需的鑄件。特點(diǎn)有：①適應(yīng)性很廣，工藝靈活性大（合金種類、形狀、大小、生產(chǎn)批量等幾乎不受限制）。②成本較低，原輔材料廣泛（鑄件與零件形狀相似、尺寸相近，降低成形和加工成本）。缺點(diǎn)是：鑄造工藝過(guò)程較繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，易產(chǎn)生鑄造缺陷（縮孔、縮松、氣孔、夾渣、變形等）；鑄件品質(zhì)不夠穩(wěn)定，性能比鍛造低得多，對(duì)環(huán)境有污染，勞動(dòng)環(huán)境較差。7-3何謂合金的鑄造性能？若合金的鑄造性能不好，會(huì)引起哪些鑄造缺陷？答：合金的鑄造性能—是指合金材料對(duì)一定鑄造工藝的適應(yīng)程度即獲得形狀完整、輪廓清晰、品質(zhì)合格的鑄件的能力。若合金的鑄造性能不好，會(huì)帶來(lái)鑄造生產(chǎn)成本提高或無(wú)法得到合格鑄件的后果。7-6鑄造應(yīng)力有哪幾種？從鑄件結(jié)構(gòu)和鑄造技術(shù)兩方面考慮，如何減小鑄造應(yīng)力、防止鑄件變形和裂紋？答：鑄造應(yīng)力主要有熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力兩類。從鑄件結(jié)構(gòu)和鑄造技術(shù)兩方面考慮，減小鑄造應(yīng)力，防止鑄件變形的措施有：⑴對(duì)體收縮小的合金，鑄造工藝上采用“同時(shí)凝固原則”減小各部位間的溫差減小熱應(yīng)力；⑵對(duì)鑄件結(jié)構(gòu)盡可能減小壁厚差異，增加鑄件剛度;⑶采用反變形法減小變形；⑷去應(yīng)力退火。防止裂紋的措施：⑴良好的型砂（芯砂）的退讓性；⑵限制S、P含量防止冷、熱脆性。⑶降低內(nèi)應(yīng)力防止變形的措施。7-10*比較熔模鑄造、金屬型鑄造、壓力鑄造、離心鑄造與砂型鑄造，它們各有何特點(diǎn)？其應(yīng)用的局限性為何？答：熔模鑄造與砂型鑄造相比：①鑄件精度高，表面質(zhì)量好；②可制造形狀復(fù)雜鑄件；③鑄造合金種類不受限制；④生產(chǎn)批量基本不受限制。缺點(diǎn)是工序繁雜，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本較高，鑄件不宜太大、太長(zhǎng)，一般＜25Kg。主要用于生產(chǎn)汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的葉片，泵的葉輪，切削刀具及中、小型零件金屬型鑄造與砂型鑄造相比：①尺寸精度高，表面粗糙度小，機(jī)械加工余量小；②晶粒細(xì)，力學(xué)性能好；③可一型多鑄，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，且節(jié)約造型材料。但缺點(diǎn)有金屬型的制造成本高，用于大批量生產(chǎn)，不宜生產(chǎn)大型（尺寸在300mm以內(nèi)，質(zhì)量W8Kg）、形狀復(fù)雜和薄壁鑄件；冷卻快，鑄鐵件表面易產(chǎn)生白口，切削加工困難；受金屬型材料熔點(diǎn)的限制，熔點(diǎn)高的合金不適用，用于銅合金、鋁合金鑄件大批量生產(chǎn)。壓力鑄造與砂型鑄造相比：①尺寸精度高，表面質(zhì)量好；②可壓鑄薄壁、形狀復(fù)雜及很小孔和螺紋的鑄件；③鑄件強(qiáng)度和表面硬度較高；④生產(chǎn)率高。缺點(diǎn)易產(chǎn)生皮下氣孔，壓鑄件不能熱處理，也不能在高溫工作；易產(chǎn)生縮孔和縮松；不宜小批量生產(chǎn)。主要用于生產(chǎn)鋅合金、鋁合金、鎂合金和銅合金等鑄件。離心鑄造與砂型鑄造相比：①不用型芯即可鑄出中空鑄件；②離心力提高金屬充填鑄型的能力，可使一些流動(dòng)性較差的合金和薄壁鑄件用離心鑄造生產(chǎn)；③產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和夾雜等缺陷的概率較?。虎芄?jié)約金屬（無(wú)澆注系統(tǒng)和冒口）。缺點(diǎn)是鑄件的內(nèi)表面上尺寸不精確，質(zhì)量較差；易產(chǎn)生成分（密度）偏析。主要用于鑄鐵管、汽缸套、銅套、雙金屬軸承、無(wú)縫管坯、造紙機(jī)滾筒等。

思考7-77-10思考7-77-108-2為什么金屬材料的固態(tài)塑性成形不像鑄造那樣具有廣泛的適應(yīng)性？答：金屬材料的固態(tài)塑性成形原理是在外力作用下金屬材料通過(guò)塑性變形，以獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的毛坯或零件。要實(shí)現(xiàn)金屬材料的固態(tài)塑性變形必須金屬材料要具備一定的塑性且有外力作用其上。金屬材料的固態(tài)塑性成形受到內(nèi)、外兩方面因素的制約，內(nèi)因指金屬本身能否進(jìn)行固態(tài)塑性變形和可形變的能力大?。煌庖蛑感枰啻蟮耐饬巴饨鐥l件（溫度、變形速度、應(yīng)力狀態(tài)等）的影響。故金屬材料的固態(tài)塑性變形不如鑄造成形那樣具有廣泛的適應(yīng)性，不能壓力加工脆性材料（鑄鐵、鑄鋁合金等）和形狀特別復(fù)雜（尤其是內(nèi)腔形狀復(fù)雜）或體積特別大的毛坯或零件，此外，壓力加工設(shè)備和模具投資較大。8-5提高金屬材料可鍛性最常用且有效的方法是什么？為何這樣？答：提高金屬材料可鍛性最常用且有效的方法是提高塑性變形溫度。隨溫度升高，金屬材料的塑性（3、巾）增加，變形抗力降低。*8-9下列圖示零件（圖8.77、圖8.78、圖8.79）2若各自分別按單件小批量、成批量和大批量的鍛造生產(chǎn)毛坯，試解答：⑴根據(jù)生產(chǎn)批量選擇鍛造方法。⑵由選取的鍛造方法繪制出相應(yīng)的鍛造過(guò)程圖（鍛件圖）。⑶確定所選鍛造過(guò)程的工序，并計(jì)算坯料的質(zhì)量和尺寸。答：⑴單件小批量鍛造生產(chǎn)均選自由鍛、成批量鍛造生產(chǎn)均選模鍛、大批量鍛造生產(chǎn)分別選輥環(huán)軋制、齒輪齒形軋制和楔橫軋。⑵、⑶略。8-10落料或沖孔與拉深過(guò)程凹、凸模結(jié)構(gòu)及間隙Z有何不同？為什么？答：落料或沖孔與拉深過(guò)程凹、凸模結(jié)構(gòu)在于落料或沖孔的凹、凸模有鋒利的刃口切斷材料而拉深過(guò)程凹、凸模有適當(dāng)?shù)膱A角；拉深過(guò)程凹、凸模間隙Z（Z^0.1s）比落料或沖孔凹、凸模間隙Z（Z處1.1s）大得多，容材料。思考8-6 8-7 8-9第五章9-1顆粒狀材料的成形原理是什么？這種成形原理有什么特點(diǎn)？答：顆粒狀材料的成形原理—用金屬粉末做原料，經(jīng)壓制成形后燒結(jié)而制造出各種類型的零件和產(chǎn)品的成形方法。粉末（顆粒材料）兼有液體和固體的雙重特性，即整體具有一定的流動(dòng)性和每個(gè)顆粒本身的塑性。粉末壓制具有以下特點(diǎn)：⑴能夠生產(chǎn)其他方法不能或很難制造的制品?？芍迫‰y熔、極硬和特殊性能的材料（鎢絲、硬質(zhì)合金、耐熱材料等）及生產(chǎn)凈形和近似凈形的優(yōu)質(zhì)機(jī)械零件（多孔含油軸承、精密齒輪等）；⑵材料利用率很高（接近100％）；⑶其他方法可以制造但粉末冶金法更經(jīng)濟(jì)；⑷適宜大批量生產(chǎn)的零件。思考9-2*10-1什么是焊接熱影響區(qū)？為什么會(huì)產(chǎn)生焊接熱影響區(qū)？焊接熱影響區(qū)對(duì)焊接接頭有何影響？如何減小或消除這些影響？答：焊接熱影響區(qū)—指熔化焊在電弧熱的作用下，焊縫兩側(cè)處于固態(tài)的母材發(fā)生組織或性能變化的區(qū)域。是由于各處受熱不同引起的。焊接熱影響區(qū)各處受熱不同，其組織變化不同，性能不同。分過(guò)熱區(qū)、正火區(qū)和部分相變區(qū)，過(guò)熱區(qū)奧氏體晶粒急劇長(zhǎng)大，性能很差。在保證焊接接頭品質(zhì)的前提下，增加焊接速度或減少焊接電流（減少熱量）都能使熔合區(qū)、過(guò)熱區(qū)變小，減小或消除其影響。10-2產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的原因是什么？防止焊接應(yīng)力和變形的措施有哪些？答：產(chǎn)生焊接應(yīng)力的原因是焊接過(guò)程中對(duì)焊件進(jìn)行了局部的不均勻的加熱，使焊件各個(gè)部分的熱脹冷縮極不一致而產(chǎn)生相互制約形成的。當(dāng)焊接應(yīng)力超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí)（。焊>QS）就會(huì)造成焊件變形。減小焊接應(yīng)力的措施：主要從焊縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和焊接過(guò)程兩方面考慮。⑴合理地設(shè)計(jì)焊接構(gòu)件（核心問(wèn)題是焊縫布置），在保證結(jié)構(gòu)承載能力下，盡量減少焊縫數(shù)量、焊縫長(zhǎng)度及焊縫截面積；要使結(jié)構(gòu)中所有焊縫盡量處于對(duì)稱位置；對(duì)厚大件應(yīng)開(kāi)兩面坡口進(jìn)行焊接，避免焊縫交叉或密集。此外，提高材料的塑性或降低剛性也能降低焊接應(yīng)力。⑵采取必要的焊接技術(shù)措施，①選擇合理的焊接順序（使焊縫自由收縮）；②焊前預(yù)熱（減小溫差使其較均勻的收縮同時(shí)可適當(dāng)提高塑性）；③加熱“減應(yīng)區(qū)”（反向變形減少焊縫收縮約束）；④反變形法（用反方向變形來(lái)抵消焊接變形）；⑤焊后熱處理（消除焊接應(yīng)力）。減小變形的措施：降低焊接應(yīng)力或提高材料的屈服強(qiáng)度或剛度（剛性?shī)A持法），能減小變形。已產(chǎn)生焊接變形的可通過(guò)矯正方法減小變形。10-5焊接低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，應(yīng)采取哪些措施防止冷裂紋的產(chǎn)生？答：焊接低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼時(shí)，應(yīng)采取①盡可能選低氫型焊條或堿度高的焊劑和適當(dāng)?shù)暮附z配合。②焊前預(yù)熱，溫度三150℃。③焊后緩冷，去應(yīng)力退火。思考10-4 10-6思考11-1思考12-1 12-6第一章材料的種類與性能1．強(qiáng)度：強(qiáng)度是指在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力。2．屈服強(qiáng)度：材料在外力作用下開(kāi)始發(fā)生塑性變形的最低應(yīng)力值。3．彈性極限：產(chǎn)生的變形是可以恢復(fù)的變形的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彈性變形階段最大應(yīng)力稱為彈性極限。4．彈性模量：材料在彈性變形范圍內(nèi)的應(yīng)力與應(yīng)變的比值稱為彈性模量。5．抗拉強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度是試樣拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值。6．塑性：斷裂前材料產(chǎn)生的塑性變形的能力稱為塑性。 7．硬度：硬度是材料抵抗硬物壓入其表面的能力。 8．沖擊韌度：沖擊韌度是材料抵抗沖擊載荷的能力。9．?dāng)嗔秧g度：斷裂韌度是材料抵抗裂紋擴(kuò)展的能力。10．疲勞強(qiáng)度：疲勞強(qiáng)度是用來(lái)表征材料抵抗疲勞的能力。11．黏著磨損：黏著磨損又稱咬合磨損，其實(shí)質(zhì)是接觸面在接觸壓力作用下局部發(fā)生黏著，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)黏著處又分離，使接觸面上有小顆粒被拉拽出來(lái)，反復(fù)進(jìn)行造成黏著磨損。12．磨粒磨損：磨粒磨損是當(dāng)摩擦副一方的硬度比另一方大的多時(shí)，或者在接觸面之間存在著硬質(zhì)粒子是所產(chǎn)生的磨損。13．腐蝕磨損：腐蝕磨損是由于外界環(huán)境引起金屬表面的腐蝕物剝落，與金屬表面之間的機(jī)械磨損相結(jié)合而出現(xiàn)的磨損。14．功能材料：是具有某種特殊的物理性能，化學(xué)性能，生物性能以及某些功能之間可以相互轉(zhuǎn)化的材料。15．使用性能：是指在正常使用條件下能保證安全可靠工作所必備的性能，包括材料的力學(xué)性能，物理性能，化學(xué)性能等。16．工藝性能：是指材料的可加工性，包括可鍛性，鑄造性能，焊接性，熱處理性能及切削加工性。17．交變載荷：大小，方向隨時(shí)間呈周期性變化的載荷作用。18．疲勞：是機(jī)械零件在循環(huán)或交變載荷作用下，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的工作而發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。20．蠕變：固體材料在保持應(yīng)力不變的條件下，應(yīng)變隨時(shí)間延長(zhǎng)而增加的現(xiàn)象。21．脆斷：在拉應(yīng)力狀態(tài)下沒(méi)有出現(xiàn)塑性變形而突然發(fā)生脆性斷裂的現(xiàn)象。22．應(yīng)力松弛：是指承受彈性應(yīng)變的零件在工作過(guò)程中總變形量保持不變，但隨時(shí)間的延長(zhǎng)，工作應(yīng)力自行逐漸衰減的現(xiàn)象。23．腐蝕：材料因化學(xué)侵蝕而損壞的現(xiàn)象。二、填空題。.工程材料通常分為金屬材料、高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、復(fù)合材料和功能材料。.金屬材料通常分為鋼鐵合金和非鐵合金材料。.高分子材料通常分為纖維、橡膠和塑料。.復(fù)合材料按其基體分為樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料和陶瓷基復(fù)合材料。.塑料通常分為通用塑料、三程塑料、特種塑料和膠黏劑。6工程材料的性能分為使用性能和工藝性能。.工程材料的使用性能包括力學(xué)性能、,物理性能和化學(xué)性能。.金屬材料常用的力學(xué)性能指標(biāo)有：瓜表示抗拉強(qiáng)度；6s表示屈服強(qiáng)度;H表示硬度;伸長(zhǎng)率6和斷面收縮率中表示塑性；ak表示沖擊韌性。三、判斷題。.布氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)氏壓痕面積大，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，因而適用于成品及薄壁件檢驗(yàn)。（X）.壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用HBW表示布氏硬度。 （，）.壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用HBS表示布氏硬度。 （X）.洛氏硬度的測(cè)定操作迅速，簡(jiǎn)便，壓痕面積小，數(shù)據(jù)波動(dòng)大，適用于半成品檢驗(yàn)。（X）四、問(wèn)答題：見(jiàn)教材、習(xí)題集及補(bǔ)充題。第二章材料的組織結(jié)構(gòu).晶體：晶體是原子或分子在三維空間做有規(guī)律的周期性重復(fù)排列的固體。.晶格：為便于理解和描述，常用一些假想的連線將各原子的中心連接起來(lái)，把原子看做一個(gè)點(diǎn)，這樣形成的幾何圖形稱為晶格。.各向同性：.各向異性：.晶胞：晶格中的一個(gè)基本單元。.晶向：晶格中各原子列的位向。.單晶體：由原子排列位向或方式完全一致的晶格組成的稱為單晶體。.晶體缺陷：偏離晶體完整性的微觀區(qū)域稱為晶體缺陷。9．空位：是指未被原子占據(jù)的晶格節(jié)點(diǎn)。10．間隙原子：是指位于晶格間隙中的原子。11．晶面：在晶格中由一系列原子組成的平面。12．位錯(cuò)線：是指在晶體中，某處有一列或若干列原子發(fā)生了某種有規(guī)律的錯(cuò)排現(xiàn)象。13．晶界：晶界是位向不同，相鄰晶粒之間的過(guò)渡層。14．合金：是指由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的，具有金屬特性的物質(zhì)。15．組元：組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)。16．合金系：一系列相同組員組成的不同成分的合金稱為合金系。17．合金化：采用合金元素來(lái)改變金屬性能的方法稱為合金化。18．相：合金中具有相同化學(xué)成分，相同晶體結(jié)構(gòu)和相同物理或化學(xué)性能并與該系統(tǒng)其余部分以界面相互隔開(kāi)的均勻組成部分。19．固溶體：是指溶質(zhì)組員溶入溶劑晶格中而形成的單一的均勻固體。20．置換固溶體：置換固溶體是指溶質(zhì)原子取代了溶劑晶格中某些節(jié)點(diǎn)上的原子。21．間隙固溶體：間隙固溶體是溶質(zhì)原子嵌入溶劑晶格間隙中，不占據(jù)晶格節(jié)點(diǎn)位置。22．有限固溶體：在一定條件下，溶質(zhì)組員在固體中有一定的限度，超過(guò)這個(gè)限度就不再溶解了。23．無(wú)限固溶體：若溶質(zhì)可以任意比例融入溶劑，即溶質(zhì)的的溶解度可達(dá)%100，則固溶體稱為無(wú)限固溶體。24．固溶強(qiáng)化：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。25.金屬化合物：兩組元A和B組成合金時(shí)，除了可形成以A或以B為基的固溶體外，還可能相互作用化和形成新相，這種新相通常是化合物，一般可用AmBn表示。26．晶體相：晶體相是一些以化合物或以化合物為基的固溶體，是決定陶瓷材料物理，化學(xué)和力學(xué)性能的主要組成物。27.玻璃相：P1228．氣相：氣象是指陶瓷材料中的氣孔。29．單體：可以聚合成大分子鏈的小分子化合物稱為單體。30.聚合度：衡量聚合物分子大小的指標(biāo)。.結(jié)晶溫度：金屬結(jié)晶時(shí)都存在著一個(gè)平衡結(jié)晶溫度Tm,液體中的原子結(jié)晶到晶體上的數(shù)目，等于晶體上的原子溶入液體中的數(shù)目。.過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與平衡結(jié)晶溫度Tm之差稱為過(guò)冷度。.細(xì)晶強(qiáng)化：金屬的強(qiáng)度，塑性和韌性都隨晶粒的細(xì)化而提高，稱為細(xì)晶強(qiáng)化。.同素異構(gòu)：P17.同分異構(gòu)：化學(xué)成分相同而分子中原子排列不同的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)。.共晶反應(yīng)：共晶反應(yīng)是指從某種成分固定的合金溶液中，在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)皆不相同的固相反應(yīng)。.共析反應(yīng)：共析反應(yīng)是指由一種固相在恒溫（共析溫度）下同時(shí)轉(zhuǎn)變成兩種新的固相。.鐵素體：是碳在a—Fe中形成的間隙固溶體。39.奧氏體：是碳在丫一Fe中形成的間隙固溶體。.滲碳體：是鐵和碳的金屬化合物（Fe3C）,其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69%。.珠光體：是鐵素體與滲碳體的機(jī)械混合物。.萊氏體：.工業(yè)純鐵：.共析鋼： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.77%，組織是珠光體。.亞共析鋼： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.77%，組織是珠光體和鐵素體。.過(guò)共析鋼： 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.77%，組織是珠光體和二次滲碳體。

47．共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%，組織是萊氏體。48．亞共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于4.3%，組織是萊氏體、珠光體和二次滲碳體。49．過(guò)共晶鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于4.3%，組織是萊氏體和一次滲碳體。二、填空題。.實(shí)際金屬中存在著的晶體缺陷有點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。.世界金屬中晶體的點(diǎn)缺陷分為空位和間隙原子兩種。.常見(jiàn)合金中存在的相可以歸納為固溶體1口金屬化合物兩大類。.固溶體按照溶質(zhì)原子在溶劑原子中的位置可以分為置換固溶體和間隙固溶體。.固溶體按照溶解度的大小可以分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。.固溶體按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中分布的特點(diǎn)分為無(wú)序固溶體和有序固溶體。.線型無(wú)定型高聚物隨溫度不同可處于玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。.實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于平衡結(jié)晶溫度，兩者之差稱為過(guò)冷度。.共析鋼隨溫度下降至727C時(shí)發(fā)生共析反應(yīng)，有奧氏體中析出珠光體和三次滲碳體.共晶鑄鐵隨溫度下降至1148c時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)，有液體中同時(shí)析出萊氏體和珠光體。.典型的金屬晶體結(jié)構(gòu)有體心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三種。.純鐵具有同素異構(gòu)性，當(dāng)加熱到912C時(shí)，將由體心立廠晶格的a-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц竦难?Fe,加熱到1394C時(shí)，又由面心立方晶格的丫-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格的§-Feo.液態(tài)金屬冷卻到平衡結(jié)晶溫度以下才開(kāi)始結(jié)晶的現(xiàn)象稱為有效結(jié)晶現(xiàn)象。.金屬的 平衡結(jié)晶溫度與實(shí)際結(jié)晶溫度之差，稱為過(guò)冷度.實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，其行核方式有自發(fā)行核和非自發(fā)行核兩種，其中，非自發(fā)行核又稱為變質(zhì)處理。 16.金屬結(jié)晶后的晶粒越細(xì)小，強(qiáng)度、塑性和韌性越高。.合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)，組成合金最基本的獨(dú)立物質(zhì)稱為組員。18.由于構(gòu)成合金各組員之間的相互作用不同，合金的結(jié)構(gòu)有固溶體和金屬化合物兩大類。19.鐵碳合金是由鐵和碳組成的二元合金，其基本組織有鐵素體、滲碳體、奧氏體、珠光體基本組織有鐵素體、滲碳體、奧氏體、珠光體、萊氏體。三、判斷題。.晶體具有各向異性的特點(diǎn)。.非晶體具有各向異性的特點(diǎn)。.金屬的實(shí)際晶體結(jié)果是多晶體。.金屬是多晶體結(jié)構(gòu)，具有晶體的各向異性特點(diǎn)。.晶體缺陷的存在可以提高金屬的強(qiáng)度。.晶體缺陷的存在可以提高金屬的耐腐蝕性能。.金屬化合物的晶格類型與組元的晶格完全不同。.金屬化合物一般具有高熔點(diǎn)，高硬度，高韌性。.金屬化合物一般具有高熔點(diǎn)，高硬度，脆性大的特點(diǎn)。.陶瓷材料通常熔點(diǎn)高，硬度高，耐腐蝕，塑性差的特點(diǎn)。.陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有各向異性的特點(diǎn)。.陶瓷材料是多晶體，同金屬一樣具有晶界面。.陶瓷材料中氣相所占比例增加時(shí)，使強(qiáng)度增加。.陶瓷材料中氣相所占比例增加時(shí)，陶瓷密度減小，絕熱性好。.線型無(wú)定型高聚物處于黏流態(tài)是其工作狀態(tài)。.線型無(wú)定型高聚物處于黏流態(tài)是加工成形的工藝狀態(tài)。(V)(x各向同性)(V)(x各向同性)(V)(x降低耐腐蝕性)(V)(x低韌性，即高脆性)(V)(V)(x各向同性)(V)(x強(qiáng)度減小)(V)(x是其加工的工藝狀態(tài))(V).高分子材料在熱、光、化學(xué)、生物和輻射等的作用下，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)不變。（X結(jié)構(gòu)和性能變化很大）.許多橡膠在空氣中氧的作用下會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的交聯(lián)而變硬，變脆失去彈性。（，）19．一般情況下，金屬的強(qiáng)度，塑性和韌性隨晶粒的細(xì)化而降低。 （X增強(qiáng)）TOC\o"1-5"\h\z20.具有同素異構(gòu)特點(diǎn)的金屬材料可以應(yīng)用熱處理的方法改變性能。 （，）21．共晶成分的鑄鐵的鑄造性能較差。 （X較好）22.鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，硬度高的滲碳體增多，硬度增高。 （，）23．鐵碳合金隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，硬度低的鐵素體增多，硬度減少。 （X硬度增強(qiáng)）24.亞共析鋼的強(qiáng)度與組織的細(xì)密度有關(guān)，組織越細(xì)密則強(qiáng)度越高。 （，）25．鐵碳合金的塑性隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高。 （X減?。?6.鐵碳合金的沖擊韌性對(duì)組織及其形態(tài)最為敏感。 （，）27．鐵碳合金的沖擊韌度隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加而提高。 （X減小）四、問(wèn)答題：見(jiàn)教材、習(xí)題集及補(bǔ)充題。.簡(jiǎn)述金屬三種典型晶體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。答：體心立方晶格：在立方體的8個(gè)頂角上和立方體中心各有1個(gè)原子；面心立方晶格：在立方體的8個(gè)頂角上和6個(gè)面的中心各有1個(gè)原子；密排六方晶格：在六棱柱的上、下六角形面的頂角上和面的中心各有1個(gè)原子，在六棱柱體的中間有3個(gè)原子。.金屬的實(shí)際晶體中存在哪些晶體缺陷？它們對(duì)性能有什么影響？答：金屬的實(shí)際晶體中存在三種晶體缺陷：點(diǎn)缺陷——空位和間隙原子；線缺陷——位錯(cuò)線；面缺陷——晶界；影響：一般情況下，晶體缺陷的存在可以提高金屬的強(qiáng)度，而且金屬缺陷常常降低金屬的耐腐蝕性能，可以通過(guò)腐蝕觀察金屬的各種缺陷。.合金元素在金屬中的存在形式有哪幾種？它們各自具有什么特性？答：合金元素在金屬中的存在形式有兩種：固溶體和金屬化合物特性： 固溶體，保持溶劑的晶格結(jié)構(gòu)，但會(huì)引起溶劑晶格不同程度的畸變，試晶體處于高能狀態(tài)，從而提高合金個(gè)強(qiáng)度和硬度。金屬化合物，一般都具有高熔點(diǎn)、高硬度，但很脆，可提高合金的強(qiáng)度、硬度及耐磨性能。.什么事固溶強(qiáng)化？造成固溶強(qiáng)化的原因是什么？答：固溶強(qiáng)化：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)，從而合金的強(qiáng)度和硬度，即為固溶強(qiáng)化。5、6、7（略，為第2.2節(jié)非金屬內(nèi)容）.金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？答：結(jié)晶時(shí)首先是從液體中形成一些稱之為晶核的細(xì)小晶體開(kāi)始的，然后已形成的晶核按各自不同的位向不斷長(zhǎng)大。同時(shí)，在液體中有產(chǎn)生新的晶核并逐漸長(zhǎng)大，直至液體全部消失，形成由許多位向不同、外形不規(guī)則的晶粒所組成的多晶體。.如果其他條件相同，試比較下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大?。?）金屬型澆注與砂型澆注（2）鑄成薄件與鑄成厚件（3）澆注時(shí)采用振動(dòng)與不采用振動(dòng)答：砂型澆注比金屬型澆注的晶粒小：因?yàn)樯靶蜐沧⒅杏须s質(zhì)滲入，形成晶粒細(xì)化；鑄成薄件比鑄成厚件的晶粒?。阂詾楸〖睦鋮s速度快，冷卻度大，使得晶粒細(xì)化；澆注時(shí)采用振動(dòng)比不采用振動(dòng)的晶粒?。阂?yàn)闈沧r(shí)振動(dòng)具有細(xì)化晶粒的作用。.過(guò)冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？答：冷卻速度越快，冷卻度越大。使晶核生成速度大于晶粒長(zhǎng)大速度，因而使晶粒細(xì)化。11.何謂共晶反應(yīng)、勻晶反應(yīng)和共析反應(yīng)？試比較三種反應(yīng)的異同點(diǎn)。

答：共晶反應(yīng)：指從某種成分固定的合金溶液中、在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種成分和結(jié)構(gòu)皆不相同的固相的反應(yīng)；勻晶反應(yīng)：從液相中結(jié)晶出固溶體的反應(yīng)；共析反應(yīng)：由一種固相在恒溫下同時(shí)轉(zhuǎn)變成兩種新的固相。P14.為什么鑄造合金常選用接近共晶成分的合金？為什么要進(jìn)行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金？答：鑄造合金常選用接近共晶成分的合金是因?yàn)榻咏簿С煞值暮辖鹑埸c(diǎn)低，結(jié)晶范圍小，流動(dòng)性好，具有良好的鑄造性能。進(jìn)行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金是因?yàn)閱蜗喙倘荏w成分的合金有良好的塑性，變形抗力小，具有良好的可鍛性。a、Y、Fe3C、P、A、Ld(Ld,)?它們的結(jié)構(gòu)、組織形態(tài)、力學(xué)性能有何特點(diǎn)？答：a一鐵素體： 為體心立方結(jié)構(gòu)，因溶碳能力差，故強(qiáng)度、硬度不高，塑性、韌性良好；Y、A—奧氏體：為面心立方結(jié)構(gòu)，有一定的溶碳能力，一般硬度較低而塑性較高；Fe3C一滲碳體：為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零；P—珠光體： 鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，因滲碳體的強(qiáng)化作用，故具有良好的力學(xué)性能；Ld(Ld')一萊氏體(低溫萊氏體)：萊氏體為奧氏體和滲碳體的化合物，低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的產(chǎn)物，二者因滲碳體較多，屬脆性組織。.碳鋼、鑄鐵兩者的成分、組織和性能有何差別？并說(shuō)明原因。答：碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.02%-2.11%的鐵碳合金，組織為：亞共析鋼(號(hào)＜0.77%)、共析鋼(、=0.77%)、過(guò)共析鋼(號(hào)＞0.77%),性能：具有良好的塑性和韌性，宜于鍛造；鑄鐵：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.11%的鐵碳合金，組織：亞共晶鑄鐵(,＜4.3%)、共晶鑄鐵(號(hào)=4.3%)、過(guò)共晶鑄鐵(號(hào)＞4.3%)性能：具有較強(qiáng)高的強(qiáng)度和硬度，有良好的鑄造性能。.分析碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的鐵碳合金從液態(tài)緩冷至室溫時(shí)的結(jié)晶過(guò)室溫組織為：F+Fe室溫組織為：F+Fe3c皿室溫組織為：F+P室溫組織為：P+Fe3Cn室溫組織為：P+Fe3Cn一般硬度較低而塑性較高；答：3c=0.20%時(shí)，結(jié)晶過(guò)程：A—A+F—F—F+Fe3c皿w=0.60%時(shí)，結(jié)晶過(guò)程：A—A+F—F+Pcwc=0.80%時(shí)，結(jié)晶過(guò)程：A—A+Fe3Cn—P+Fe3Cnwc=1.0%時(shí)，結(jié)晶過(guò)程：A—A+Fe3Cn—P+Fe3CnA—奧氏體： 為面心立方結(jié)構(gòu)，有一定的溶碳能力F—鐵素體： 為體心立方結(jié)構(gòu)，因溶碳能力差，故強(qiáng)度、硬度不高，塑性、韌性良好；P—珠光體：鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，因滲碳體的強(qiáng)化作用，故具有良好的力學(xué)性能;Fe3C一滲碳體：為鐵和碳的金屬化合物，硬度高，脆性大，塑性和韌性幾乎為零;.滲碳體有哪5種基本形態(tài)，它們的來(lái)源和形態(tài)有何區(qū)別？答：(1)一次滲碳體：從液體中直接析出，呈長(zhǎng)條狀；(2)二次滲碳體：從奧氏體中析出，沿晶界呈網(wǎng)狀；(3)三次滲碳體：從鐵素體中析出，沿晶界呈小片或粒狀；(4)共晶滲碳體：同奧氏體相關(guān)形成，在萊氏體中為連續(xù)的基體；(5)共析滲碳體：同鐵素體交互形成，呈交替片狀?！晗鄨D，說(shuō)明產(chǎn)生下列現(xiàn)象的原因(1)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的鋼比碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的鋼硬度高；(2)低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差；（3）捆扎物體一般用鐵絲（鍍鋅的碳鋼絲），而起重機(jī)起吊重物卻用鋼絲繩（用60、65、70、75等鋼制成）；（4）一般要把剛才加熱的高溫（約1000-1250℃）下進(jìn)行熱軋或鍛造；（5）鋼適宜于通過(guò)壓力加工成形，而鑄鐵適宜通過(guò)鑄造成形。答：（1）3c=1.0%的鋼成分是F+P,而3c=0.5%的鋼成分是P+Fe3CnoFe3C硬度高，脆性大，而F因溶碳能力差，強(qiáng)度、硬度低。所以碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的鋼比碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的鋼硬度高；（2）低溫萊氏體為珠光體和滲碳體的混合物，因?yàn)闈B碳體硬度高，脆性大，所以比珠光體的塑性差；（3）鐵絲中含有較多的珠光體和滲碳體，強(qiáng)度高，但質(zhì)脆。而鋼絲中含有鐵素體和滲碳體，不但強(qiáng)度滿足要求，還具有較好的韌性；（4）把剛才加熱的高溫（約1000-1250℃）時(shí)，其內(nèi)部組織轉(zhuǎn)化為奧氏體，塑性較高，易于塑性成形，適合進(jìn)行熱軋或鍛造；（5）鋼含有較多的鐵素體，含碳量較低，塑性和韌性好，所以宜于通過(guò)壓力加工成形，而鑄鐵含有較多的珠光體和滲碳體，熔點(diǎn)低，結(jié)晶范圍小，具有良好的鑄造性能。五、選擇題：.珠光體是下述（C）的產(chǎn)物。.過(guò)共析鋼在冷卻過(guò)程中遇到ES線時(shí)，將發(fā)生的反應(yīng)是（A）o.Fe—Fe3c相圖中的GS線是（A）。C的開(kāi)始線3第三章金屬熱處理及表面改性1.熱處理：通過(guò)加熱、保溫和冷卻改變金屬內(nèi)部組織或表面組織，從而獲得所需性能的工藝方法；2.過(guò)熱：熱處理中，實(shí)際加熱的臨界溫度和相圖的平衡臨界溫度相比存在一定的滯后，即為過(guò)熱；3.奧氏體：熱處理中，把鋼件加熱到臨界溫度人1線以上，其內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變成新的組織即為奧氏體;4.等溫轉(zhuǎn)變：指過(guò)冷奧氏體在不同過(guò)冷溫度下的等溫過(guò)程中進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變；.索氏體：按照組織中層片的尺寸，把在650-600℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為索氏體；.托氏體：按照組織中層片的尺寸，把在600-550℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為托氏體；.貝氏體：按照組織中層片的尺寸，把在550-230℃之間的溫度轉(zhuǎn)變的組織稱為貝氏體；.馬氏體：在230℃時(shí)過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變成的組織即為馬氏體；.高碳馬氏體:碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1%時(shí)得到的馬氏體；.低碳馬氏體:碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.2%時(shí)得到的馬氏體；.連續(xù)冷卻:將已奧氏體化的鋼冷卻，使其在溫度連續(xù)下降的過(guò)程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，稱為連續(xù)冷卻；12.退火:將偏離平衡狀態(tài)的金屬或合金，先加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，保持一定時(shí)間，然后緩慢冷卻，以達(dá)到接近平衡狀態(tài)的熱處理工藝稱為退火；.正火:將鋼加熱到Ac3或Accm線以上30-50℃,適當(dāng)保溫后在空氣中冷卻至室溫，得到珠光體類型的組織，這種熱處理工藝稱為正火。.完全退火：完全退火是將鋼加熱到人口線以上30-50℃,保溫一段時(shí)間，再緩慢冷卻下來(lái)。.不完全退火：不完全退火是將鋼加熱到AC1線以上20-30℃,經(jīng)適當(dāng)保溫后緩慢冷卻。.去應(yīng)力退火:將鋼加熱到AC1線以下某一溫度，保溫后緩慢冷卻。17．球化退火:過(guò)共析鋼的不完全退火又稱球化退火。.淬火：將鋼加熱到人^或人^線以上30-50℃,保溫一段時(shí)間，再快速冷卻，以獲得馬氏體、貝氏體等非平衡組織的熱處理工藝。.回火：淬火后的鋼先加熱到AC1先以下某一溫度，保溫一定時(shí)間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。20．高溫回火：高溫回火的加熱溫度為500-650℃。21．中溫回火：中溫回火的加熱溫度為250-500℃。22．低溫回火：低溫回火的加熱溫度為150-250℃。23．調(diào)質(zhì)處理：生產(chǎn)中把淬火和高溫回火相結(jié)合的熱處理工藝稱為調(diào)質(zhì)。24．淬透性：鋼的淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。25．淬硬性：鋼的淬硬性是指鋼在淬火時(shí)所能獲得的最高硬度。26．表面淬火：通過(guò)快速加熱，在零件表面很快達(dá)到淬火溫度而內(nèi)部還沒(méi)有達(dá)到臨界冷卻溫度時(shí)迅速冷卻使零件表面獲得馬氏體組織而心部仍保持塑性、韌性較好的原始組織的局部淬火方法。27．表面化學(xué)熱處理：將工件放在一定的活性介質(zhì)中加熱保溫，使介質(zhì)中的活性原子滲入工件表層，從而改變表層的化學(xué)成分、組織和性能的工藝方法。28．滲碳：滲碳是向工件表面層滲入碳原子。29．滲氮：滲碳是向工件表面層滲入氮原子，形成富氮的表面硬化層的過(guò)程。30.碳氮共滲：碳氮共滲是將碳、氮原子同時(shí)滲入工件表層，形成碳氮共滲層的化學(xué)熱處理。^m致密的氧化膜。.磷化處理：將鋼鐵零件浸入磷酸鹽溶液中，在其表面形成一層5-15^m厚的磷化膜。.鈍化處理：經(jīng)陽(yáng)極氧化或化學(xué)氧化方法等處理后的金屬零件，由活潑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過(guò)程，簡(jiǎn)稱鈍化。.電火花表面強(qiáng)化：電火花表面強(qiáng)化是通過(guò)電火花放電的作用，把一種導(dǎo)電材料涂敷熔滲到另一種導(dǎo)電材料的表面，從而改變后者表面物理和化學(xué)性能的工藝方法。.噴丸表面強(qiáng)化：噴丸表面強(qiáng)化是將大量高速運(yùn)動(dòng)的彈丸噴射到零件表面，使其表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形，從而獲得一定厚度的強(qiáng)化層表面。.鋼的普通熱處理分為退火、正火、淬火和回火。.鋼的退火根據(jù)材料與目的要求分為短全退火 、不完全退火和去應(yīng)力退火。.鋼的淬火分為單液淬火、 雙介質(zhì)淬火、分級(jí)淬火和 貝氏體等溫淬火。.淬火后的鋼根據(jù)加熱溫度的不同，回火分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。.常用的表面化學(xué)熱處理有 滲碳、滲氮 和碳氮共滲。.常用的表面熱處理可分為表面淬火和表面化學(xué)熱處理。二、判斷題。.金屬熱處理就是加熱、冷卻改變金屬內(nèi)部組織火表面組織，從而獲得所需要TOC\o"1-5"\h\z所性能的工藝方法。 （X）.熱處理中加熱冷卻速度較快，實(shí)際的臨界溫度和相圖中的平衡溫度相比存在一定的滯后現(xiàn)象。 （X）.奧氏體晶粒的大小對(duì)冷卻后鋼的組織和性能沒(méi)有很大影響。 （X）.奧氏體晶粒的大小主要取決與加熱溫度和保溫時(shí)間。 （，）.冷卻方式和冷卻速度對(duì)奧氏體的組織轉(zhuǎn)變及其鋼的最終性能沒(méi)有影響。 （X）.索氏體與托氏體同為片層狀珠光體，他們之間的僅有厚薄的差別。 （X）.完全退火工藝適用于過(guò)共析鋼。 （X）.球化退火工藝適用于亞共析鋼。 （X）.完全退火工藝適用于亞共析鋼。 （，）10?球化退火工藝適用于過(guò)共析鋼。 （，）.低碳鋼為便于切削加工，預(yù)備熱處理常用退火，以降低硬度。 （，）.低碳鋼為便于切削加工，預(yù)備熱處理常用正火，以適當(dāng)提高硬度。 （X）.鋼的淬透性就是鋼的淬硬性。 （X）.鋼的淬透性是由鋼材本身的屬性所決定，所固有。 （，）15．鋼的淬透性取決于外部工藝條件的影響。 （X）16.鋼的淬硬性取決于鋼的含碳量，含碳量越高，硬度越高。 （，）17．臨界冷卻速度對(duì)鋼的淬透性無(wú)任何影響。 （X）18．感應(yīng)加熱表面淬火工藝加熱快，生產(chǎn)率高，適用于單件少量生產(chǎn)。 （X）19.感應(yīng)加熱表面淬火工藝加熱快，生產(chǎn)率高，適用于大批量生產(chǎn)。 （，）20．火焰加熱表面淬火設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于大批量生產(chǎn)。 （X）21.火焰加熱表面淬火設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于單件或小批量生產(chǎn)。 （，）22．低碳鋼零件滲碳后含碳量增加，硬度自動(dòng)升高。 （X）23.低碳鋼零件滲碳后，僅表層含碳量增加，經(jīng)淬火后硬度才能升高。 （，）24．低碳鋼零件經(jīng)滲氮后，僅表層化學(xué)成分改變，硬度不變。 （X）25．滲氮處理的零件耐熱性好，耐磨性好。 （X）.發(fā)黑處理主要消除內(nèi)應(yīng)力。 （，）.發(fā)黑處理形成的氧化膜，可以防止金屬腐蝕和機(jī)械磨損。 （，）.發(fā)黑處理主要作為裝飾性加工工藝。 （X）.磷化處理膜使金屬基體表層的吸附性，耐熱性和減磨性得到改善。 （，）三、問(wèn)答題：見(jiàn)教材、習(xí)題集及補(bǔ)充題。下述鋼中強(qiáng)度最高的是（D）。A.T8鋼 B.45鋼 C.65鋼下述鋼中硬度最高的是（ D）。A.40鋼 B.30CrMnSi C.T8鋼Q235A屬于（B）A.合金鋼 B.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼T12A屬于（D）.A.合金鋼 B.工具鋼 C.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼40CrNiMo是一種合金結(jié)構(gòu)鋼，元素符號(hào)前面的40表示的是（B）。A.鋼中含碳量的千分?jǐn)?shù)9Mn2V是一種合金工具鋼，元素符號(hào)前面的數(shù)字9表示的是（ B）。A.鋼中含碳量的百分?jǐn)?shù)第四章 鋼鐵材料及其用途.低碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25％的碳鋼。.中碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.60%的碳鋼。.高碳鋼：碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.60%的碳鋼。.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?050%,p的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?045%.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和p的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均三0?035.高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?020%「的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?030%.特級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：s的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?015%「的質(zhì)量分?jǐn)?shù)三0?025%8．紅硬性：紅硬性是指材料在經(jīng)過(guò)一定溫度下保持一定時(shí)間后所能保持其硬度的能力。9．白口鑄鐵：白口鑄鐵中碳的絕大部分以滲碳體的形式存在，斷口呈銀白色10．灰口鑄鐵：碳的大部分或是全部以片狀石墨形式存在，斷口呈暗灰色11．石墨化：通常把鑄鐵中的石墨形成過(guò)程成為石墨化過(guò)程二．常用材料牌號(hào)識(shí)別：Q195：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，195為屈服強(qiáng)度數(shù)值。Q235：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，235為屈服強(qiáng)度數(shù)值。Q235F：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，235為屈服強(qiáng)度數(shù)值。F表示沸騰鋼。Q255Z：碳素結(jié)構(gòu)鋼，Q為屈服強(qiáng)度的“屈”字漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母，255為屈服強(qiáng)度數(shù)值。Z表示鎮(zhèn)靜鋼。25：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，25表示平均含碳量為0.25％。35：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，35表示平均含碳量為0.35％。.45：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，45表示平均含碳量為0.45％。65：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，65表示平均含碳量為0.65％。T7:碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，7表示平均含碳量為0.7%。T8： 碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，8表示平均含碳量為0.8%。T10：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，10表示平均含碳量為1.0%。T13：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，13表示平均含碳量為1.3%。T13A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，13表示平均含碳量為1.3%,A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。T10A：碳素工具鋼，T表示“碳”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母，10表示平均含碳量為1.0%,A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。ZGMn13：2Cr13：鉻不銹鋼，2表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號(hào)，13表示含鉻量為13%。3Cr13：鉻不銹鋼，3表示平均含碳量為0.2%,Cr為鉻的元素符號(hào)，13表示含鉻量為13%。20CrMnTi：合金結(jié)構(gòu)鋼中的合金滲碳鋼。20表示平均含碳量為0.2%,Cr、Mn、Ti為合金元素鉻,錳,鈦的元素符號(hào),其含量平均小于1.0%。18Cr2Ni4WA：40Cr：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr為合金元素鉻的元素符號(hào)，其平均含量小于1.0%。35CrMo：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，35表示平均含碳量為0.35%,Cr、Mo為合金元素鉻、鉬的元素符號(hào),其平均含量小于1.0%。40CrNiMo：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，40表示平均含碳量為0.40%,Cr、Ni、Mo為合金元素鉻、鎳、鉬的元素符號(hào),其平均含量小于1.0%。38CrMoAl：合金結(jié)構(gòu)鋼中的調(diào)質(zhì)鋼，38表示平均含碳量為0.38%,Cr、Mo、Al為合金元素鉻、鉬、鋁的元素符號(hào),其平均含量小于1.0%。65Mn：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼，65表示平均含碳量為065%,Mn為合金元素錳的元素符號(hào)，其平均含量小于1.0%。50CrVA：合金結(jié)構(gòu)鋼中的彈簧鋼，50表示平均含碳量為0.50%,Cr、V為合金元素鉻、釩的元素符號(hào)，其平均含量小于1.0%。A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。W18Cr4