冷加工与热加工
在机械加工中，热加工与冷加工的区别？
冷、热加工的含义有两种：
1、金属的冷变形加工和热变形加工是以再结晶温度来划分的，凡在金属的再结晶温度以上进行的加工称为热加工，而在再结晶温度以下进行的加工称为冷加工。例如钨的最低再结晶温度为1200°C，在低于1200°C的高温下加工仍属于冷加工，而锡的最低再结晶温度约为-7°C，在室温下进行的加工已属于热加工。
2、在机械加工中，一般把铸造、锻造、焊接等称为热加工，热加工多用于毛坯制造；把车、铣、刨、磨、钳等加工手段称为冷加工，一般用于对零件毛坯的进一步精加工。
机械制造基础课堂习题(热加工工艺基础)参考答案20120410
《机械制造基础》课堂习题参考答案 （热加工工艺基础——第一章铸造） 一、选择题 1、 D 2、B 3、A 4、A 5、B 6、C 7、B 8、A 9、B 10、D 11、C 12、B 13、B 14、B 15、C 16、A17、C 18、B 19、C 20、B 21、B 22、A23、B 24、B 25、A 二、判断题 1、╳常见的铸件缺陷砂眼产生的原因是型砂和芯砂的强度不够；砂型和型芯的紧实度不够；合型时局部损坏，浇注系统不合理，冲坏了砂型。 2、╳易形成缩孔，共晶成分合金一般在恒温下结晶，是逐层凝固方式，易形成集中孔洞，即缩孔。 3、╳应改为：要适中，因紧实度太高，易出现气孔，退让性又不好，易产生铸造应力等。 4、√ 5、√影响铸件凝固方式的因素：合金的结晶温度范围、铸件的温度梯度等。 6、√铸钢件均需经过热处理后才能使用。因为在铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等缺陷，这些缺陷大大降低了其力学性能，因此铸钢件必须进行正火或退火。 7、╳浇注时铸件朝上的表面因产生缺陷的机率较大，其余量应比底面和侧面大。 8、√有色金属铸件，由于表面光洁平整，其加工余量应比铸铁小。 9、√为使砂型易于从模样内腔中脱出，铸孔内壁起模斜度比外壁拔模斜度大，通常为3~10°。 10、╳因为共晶合金是在恒温下结晶其凝固方式为逐层凝固，容易形成缩孔。 11、√ 12、√ 13、╳确定铸件的浇注位置的重要原则是使其重要受力面朝下. 14、╳铸件的所有表面不一定应留有加工余量。 15、√ 三、填空题 1、逐层凝固；糊状凝固；中间凝固 2、缩孔；裂缝 3、合金的流动性；浇注条件；铸型的结构 4、液态收缩；凝固收缩；固态收缩 5、充型能力（流动性） 6、收缩性 7、冷却速度 8、拔模斜度；角度或宽度 9、立式；卧式
金属材料与热加工技术
绪论 材料的发展： 公元前1200年左右，人类进入了铁器时代，开始使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为18世纪产业革命的重要内容和物质基础。 20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，日新月异，作为“发明之母”和“产业的粮食”的新材料研制更是异常活跃，出现了称之为“高分子时代”、“半导体时代”、“先进陶瓷时代”和“复合材料时代”等种种提法。在当今新技术革命波及整个国际社会的浪潮冲击下，人类进入了一个“材料革命”的新时代。 1.金属材料 金属具有正的电阻温度系数，通常有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。包括纯金属和以金属元素为主的合金。在工程领域有把金属及其合金分为两类：（1）黑色金属，即铁和铁基合金（钢铁及合金钢）；（2）有色金属，黑色金属以外的所有金属及其合金，常见有铝及铝合金，铜及铜合金等。 金属材料一般有良好的综合机械性能（强度、塑性和韧性等），是工程领域应用最广的材料。金属材料是当今工程领域应用最广的材料材料的发展 2.高分子材料 又称聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻等）和合成高分子材料（塑料，合成橡胶等）。其主要组分高分子化合物是有许多结构相同的结构单元相互连接而成。 它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。高分子材料发明虽晚，但异军突起，因其物美价廉，在工程材料中应用越来越广。 3.复合材料 由两种或两种以上材料组成，其性能是它的组成材料所不具备的。复合材料可以有非同寻常的刚度、强度、高温性能和耐蚀性。按基本材料分类，它可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料等。复合材料具有极其优异性能，质轻，强度高，韧性好，可制作运动器材，而在航空航天领域更是无可替代。 第一章金属的主要性能 教学目标: １.了解材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长 率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学 性能及其测试原理； ２．强调各种力学性能指标的生产实际意义； ３．了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。 第一节强度和塑性 一、拉伸实验与拉伸曲线
金属热加工工艺复习(完全体)资料
金属热加工工艺复习（完全体） 一名词解释： 1.金属液态成形：是一种将金属（一般为合金）浇入铸型型腔，冷却凝固后获得零件 或毛坯的成形工艺。 2.铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力、电磁力等外力 场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状与性能零件和毛坯生产过程。 3.直浇道窝：在直浇道底部设有半圆形或圆锥台形的窝坑，称为直浇道窝。 4.流动性：指熔融金属的流动能力。它是影响熔融金属充型能力的主要因素之一。 5.冷铁：为增加铸件的局部冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的激冷物。 6.补贴：为增加冒口补缩效果，沿冒口补缩距离，向着冒口方向铸件断面逐渐增厚的 多余金属。 7.浇注位置：浇注状态下铸件在铸型内所处的位置。 8.分型面：是指两半型（一般为上、下）或多个铸型（多箱造型）相互接触配合的表 面。 9.特种铸造：是指有别于砂型铸造工艺的其它铸造工艺。 10.离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的 一种铸造方法。 11.熔模铸造：又称失蜡铸造，用易熔材料（蜡或塑料等）制成精确的可熔性型壳熔模， 并进行蜡模组合，涂以若干层耐火涂料，经干燥、硬化成整体型壳，加热型壳熔失模型，经高温焙烧成耐火型壳，在型壳中浇注铸件的方法。 12.锻造温度：是指开始锻造的温度（始锻温度）和结束锻造的温度（终锻温度）之间 的一段温度区间。 13.始锻温度：锻造温度的上限。 14.终锻温度：锻造温度的下限。 15.锻造成形：锻造成型是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生 塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 16.自由锻：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不 受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自 由锻。 17.胎膜锻：胎模锻是在自由锻设备上使用简单的活动模具（称为胎模）生产锻件的方 法 18.模锻：模型锻造简称为模锻，是将加热到锻造温度的金属坯料放到固定在模锻设备 上的锻模模膛内，使坯料承受冲击功或静压力产生塑性变形而获得锻件的方法。 19.拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深 的空心件)而厚度基本不变的加工方法。 20.分模面：是指锻模上模与下模的分界面 21.分模线：分模面预锻件表面的交线称锻件的分模线。分模线是锻件最基本的结构要 素。 22.芯轴扩孔：是将芯轴穿过空心坯料而放在“马架”上，坯料转过一个角度压下一次， 逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩大。因此，这种扩孔也称为马架上扩孔。
材料热加工工艺模拟现状及趋势
材料热加工工艺模拟现状及趋势 作者：房贵如 当前，金属材料仍是应用范围最为广泛的机械工程材料，材料热加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等)是机械制造业重要的加工工序，也是材料与制造两大行业的交叉和接口技术。材料经热加工才能成为零件或毛坯，它不仅使材料获得一定的形状、尺寸，更重要的是赋予材料最终的成份、组织与性能。由于热加工兼有成形和改性两个功能，因而与冷加工及系统的材料制备相比，其过程质量控制具有更大的难度。因此，对材料热加工过程进行工艺模拟进而优化工艺设计，具有更为迫切的需求。近二十多年来，材料热加工工艺模拟技术得到迅猛发展，成为该领域最为活跃的研究热点及技术前沿。 引言 1 使金属材料热加工由“技艺”走向“科学”，彻底改变热加工的落后面貌 金属材料热加工过程是极其复杂的高温、动态、瞬时过程，难以直接观察。在这个过程中，材料经液态流动充型、凝固结晶、固态流动变形、相变、再结晶和重结晶等多种微观组织变化及缺陷的产生与消失等一系列复杂的物理、化学、冶金变化而最后成为毛坯或构件。我们必须控制这个过程使材料的成分、组织、性能最后处于最佳状态，必须使缺陷减到最小或将它驱赶到危害最小的地方去。但这一切都不能直接观察到，间接测试也十分困难。 长期以来，基础学科的理论知识难以定量指导材料加工过程，材料热加工工艺设计只能建立在“经验”基础上。近年来，随着试验技术及计算机技术的发展和材料成形理论的深化，材料成形过程工艺设计方法正在发生着质的改变。材料热加工工艺模拟技术就是在材料热加工理论指导下，通过数值模拟和物理模拟，在试验室动态仿真材料的热加工过程，预测实际工艺条件下材料的最后组织、性能和质量，进而实现热加工工艺的优化设计。它将使材料热加工沿此方向由“技艺”走向“科学”，并为实现虚拟制造迈出第一步，使机械制造业的技术水平产生质的飞跃。 2 是预测并保证材料热加工过程质量的先进手段，特别对确保关键大件一次制造成功，具有重大的应用背景和效益 我国重大机电设备研制、生产的一个难点是大件制造；大件制造的关键又是热加工。我国在
制造工艺详解——铸造
制造工艺详解——铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。 一、铸造的定义和分类 铸造的定义：是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类方法如下表所示。 砂型铸造：砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 精密铸造：精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，是一种近净形成形的先进工艺。 铸造方法分类 二、常用的铸造方法及其优缺点 1. 普通砂型铸造
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂，硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。 砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分 为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。 砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件，如灰铸铁，球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。 工艺参数的选择 加工余量：所谓加工余量，就是铸件上需要切削加工的表面，应预先留出一定的加工余量，其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。 起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。 铸造圆角：为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。 型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，模样和型芯都要设计出型芯头。 收缩余量：由于铸件在浇注后的冷却收缩，制作模样时要加上这部分收缩尺
热加工课后习题答案
第一章金属的晶体结构与结晶 1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。 答：点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。 如位错。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位 错” 。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体” 。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的 固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率， 细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？a-Fe、丫- Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构？ 答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格； a —Fe、Cr、V属于体心立方晶格； Y - Fe、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格； Mg、Zn属于密排六方晶格； 3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？ 答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。晶体中配位数和致密度越大，则晶体中原子排列越紧密。 4.晶面指数和晶向指数有什么不同？ 答：晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为Uvw 1；晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为hkl。 5.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？ 答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增力口。同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。 6.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？ 答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡， 因而表现各向同性。 7.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影
热加工工艺基础论文
热加工工艺基础（论文） 题目：爆炸焊接技术的展望 专业名称：机械设计制造及其自动化 指导老师：樊老师 学院：船山学院 班级：09机械01班 学号：20099410102 学生姓名：X X 2011年12月6日 论铸造与焊接工艺的优劣 摘要：铸造和焊接的工艺是机械工业中不可或缺的加工方式，可以根据两工艺的应用种类、范围、力学分析、工序及缺陷分析和控制综合对比两种工艺的特点，以便更好地了解这两种工艺，为以后的学习奠定基础。 本人通过查阅大量文献资料和实验结论总结了以上两种工艺的特点以及分析两种工艺的优劣。总结分析表明：其中铸造的原材料大都来源广泛，价格较低，工艺装备及设备的投资费用较低，在各类机械产品中，铸件质量占整机质量的比重很大；焊接应用几乎不受限制，主要用来制造机器零件、部件和工具等，有连接性能好，省料、省工、成本低，重量轻，简化工艺。主要缺点是：铸造的铸件组织疏松，力学性能较差；铸造工序多，难以精确控制；焊接的结构是不可拆卸的，不便更换、修理部分零件，接头的力学性能不如母材，而且会产生残余应力和焊接变形等缺陷。 Abstract：casting and welding processes is indispensable in the mechanical industry, processing methods can be applied in accordance with the two types of processes, scope, mechanics analysis, processes and error control integrated seamless and compares the two craft character in order to better understand how the two craft, lay the foundation for future learning. I passed a substantial literature information available and experimental conclusions summarized above two technics characterized by two technics of analysis as well as disadvantages. Summary: the casting of raw materials analysis shows that most widely, sources at a lower price, technical equipment and equipment investment in low-cost, quality castings in all types of machinery products accounted for a great proportion of the whole machine quality; welding applications, which are used for virtually unrestricted manufacturing machine parts, components and tools, such as good performance, and materials that are linked up and low-cost, light weight, and streamline processes. The main disadvantage is that foundry casting organizations: Osteoporosis is a relatively poor performance, and mechanics; casting process, it will be difficult to control the exact structure; welding of inconvenience which can not be demolished, replacement, repair part of the joints, spare parts and materials, and mechanical performance rather than a residual stress and welding deformation such deficiencies. 关键词：铸造；焊接；工艺种类；加工工艺；应用范围；力学分析；误差分析与控制Keywords：Casting; welding; technology types; processing technology; application; mechanical analysis; error analysis and control 一、焊接与铸造工艺的种类
金属材料与热处理基础考试题
金属材料与热处理基础考试题 部门__________姓名___________工号__________得分____________ 一、选择题 1、拉伸试验时，试样拉断前所能够承受的最大应力称为材料的（）。 A、弹性极限 B、抗拉强度 C、屈服点 2、用拉伸试验可测定材料的（）性能指标。 A、强度 B、韧性 C、硬度 3、将钢件奥氏体化后，先浸入一种冷却能力强的介质中，然后迅速浸入另一种冷却能力弱的介质中，使之发生马氏体转变的淬火方法称（）。 A、分级淬火 B、等温淬火 C、水冷淬火 D、双介质淬火 4、制造小弹簧宜选用（），制造冷压件宜选用（）钢。 A、08F B、45 C、65Mn D、T12A 5、滚动轴承钢GCrl5中的平均含铬量为（）。 A、% B、% C、15% D、% 6、合金渗碳钢渗碳后必须进行（）热处理才能使用。 A、淬火加高温回火 B、淬火加中温回火 C、淬火加低温回火 D、高温回火 7、工业纯铝的特点的是（）。 A、密度小 B、导电性好 C、强度高 D、抗腐蚀能力高 二、判断题 1、材料的屈服点越低，则允许的工作应力越高。（） 2、对钢进行热处理的目的都是为了获得细小、均匀的奥氏体组织。（） 3、退火与正火的目的大致相同，它们主要的区别是保温时间长短。（） 4、回火的目的主要是消除应力，降低硬度，便于进行切削加工。（）
5、感应加热表面淬火时所使用的电流频率越高，则工件表面的淬硬层深度 越深。（） 6、渗碳的零件可以是低碳钢也可以是高碳钢。（） 7、在去应力退火过程中，钢的组织不发生变化。（） 8、合金钢只有经过热处理，才能显著提高其力学性能。（） 9、工业纯铝具有较高的强度，常用作工程结构材料。（） 三、填空题 1、金属材料的使用性能包括、和等；工艺性能包括、、、和 ` 等。 2、材料的力学性能包括、、和等。 3、强度是指金属材料在作用下，抵抗和的能力。 4、热处理是将固态金属或合金采用适当的方式进行、 和以获得所需要的组织结构与性能的工艺。 5、生产中常用的冷却介质有、和等。 6、生产中在钢淬火后进行的热处理工艺称为调质，调质后的组织 为。 7、Q235—A 表示为235MPa，质量为级的钢。 8、T10A表示含碳量为的钢。 9、常用来制造高速切削的车刀、刨刀的高速工具钢有和。 10、不锈钢是指在介质或大气中具有抗腐蚀性能的钢，其成分特点是 含量较高，含量较低。 11、表面要求具有高的，而心部需要足够的的零件应进行表面热处理。 12、滚动轴承钢的热处理首先采用，以降低锻造后钢的硬度， 便于切削加工，然后采用，以提高轴承的硬度和耐磨性。
《工程材料和热加工工艺基础》基础题
一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ
10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。
几种耐磨材料的研究与进展
几种耐磨材料的研究与进展 摘要：为了了解国内耐磨材料的研究与进展情况，本文对近年来耐磨自润滑发展进行了研究。研究表明：(1)在耐磨材料研究和发展中，应充分分析典型磨损工况，了解各种磨损机理所占比重，从而确定对耐磨材料的要求，以进行合理的合金和组织设计。(2)耐磨钢的发展方向在于通过合金化强化基体,提高其起始硬度和屈服强度，以改善低冲击、低应力磨损条件下的耐磨性,扩大其应用范围,并防止变形[1]。(3)低、中合金耐磨钢通过合金设计和适当热处理，获得具有较高硬度，足够韧性，良好耐磨性的组织，可在较大冲击、较高应力的磨料磨损工况条件下使用。 关键词：耐磨材料自润滑摩擦磨损 引言 材料的破坏有3种形式：即断裂、腐蚀和磨损。材料磨损尽管不象另外两种形式那样，很少引起金属工件灾难性的危害，但其造成的经济损失却是相当惊人的。据早期统计，由磨损造成的经济损失,美国约150亿美元/年，西德约100亿马克/年，前苏联约120亿卢布/年。在各类磨损中,磨料磨损又占有重要的地位，在金属磨损总量中占50%，在冶金矿山、建材、电力、农机、煤炭等行业磨料磨损尤为严重因此，研究和发展用于磨料磨损条件下的耐磨材料，以减少金属磨损，对国民经济有重要的意义[2]。 根据各类磨损机理与材料性能的关系，可提出对耐磨材料的常规要求：a、较高硬度、一定塑性；b、足够韧性和脆断抗力；c、高的应变疲劳和剥层疲劳抗力；d、高的淬透性和获得足够深的淬透层；e、良好的工艺性和生产工艺方便易行[3]。 1Fe-20Ni-3.5C自润滑材料 镍基合金具有优良的热稳定性和抗腐蚀性能,在高温发动机和高温结构材料中具有极其重要的应用,近年来的研究表明,含石墨的镍基合金具有良好的自润滑性能,但由于镍的资源较短缺,价格居高不下,限制了材料的应用。用熔炼法制备了Fe含量为20%~60%(质量分数)的镍-铁-石墨-硅合金,该合金具有良好的自润滑性能并显著降低了材料成本,其实验结果表明随着铁含量的增加,合金的自润滑性能逐渐提高, 其中铁含量为60%时,合金干摩擦因数相对较低。进一步增加Fe的含量可以使材料价格进一步降低,但对合金的摩擦磨损性能和机械性能的影响需要进行研究.研究采用熔炼法制备了Fe-20Ni-3.5C合金.随着 铁含量的增加,合金析出碳化物的可能性变大,有可能减少固体润滑剂石墨的含量.硅是一种石墨化元素,可以抑制碳化物的生成,促使碳原子结晶成为石墨,提高合金中固体润滑组元的含量,而且可以固溶于奥 氏体中提高材料的强度,改善材料的摩擦磨损性能.但硅含量的增加会使合金变脆,机械性能降低.因此必须以Fe-20Ni-3.5C合金为基础,研究添加不同含量的硅对合金的凝固组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响及其规律： 1)采用熔炼法制备出不同硅含量的Fe-20Ni-3.5C固体自润滑材料,合金组织致密,石墨分布均匀,随着硅含量的增加,结晶的石墨形态由细片状逐渐变为粗片状石墨,当硅含量增至3.5%时,石墨的生长形态趋于等轴球状； 2)随着添加硅量的增加,固溶于合金基体中的硅原子含量增加而碳含量降低,合金的硬度和抗拉强度先提高后降低,冲击韧性则随着合金硬度的降低而升高.当加入Si量达到3.5%时,由于合金基体硬度的降低及石墨的球状化,冲击韧性大幅度提高； 3)合金的磨损率随合金硬度值的提高而降低.硬度的提高,减轻了粘着磨损,降低了磨损率,其中 Fe-20%Ni-3.5%-2.5%Si具有较小的摩擦因数和较低的磨损率,其摩擦因数稳定在0.23左右,磨损形式主要以疲劳磨损为主[4]。 2稀土低合金耐磨钢焊条 在对高锰钢的研究中已经发现：在高应力状态下（如强烈冲击或挤压载荷），高锰钢产生加工硬化，
冷加工与热加工区别
冷加工，通常指金属的切削加工，即用切削工具从金属材料（毛坯）或工件上切除多余的金属层，从而使工件获得具有一定形状、尺寸精度和表面粗糙度的加工方法。如车削、钻削、铣削、刨削、磨削、拉削等。在金属工艺学中，与热加工相对应，冷加工则指在低于再结晶温度下使金属产生塑性变形的加工工艺，如冷轧、冷拔、冷锻、冲压、冷挤压等。冷加工变形抗力大，在使金属成形的同时，可以利用加工硬化提高工件的硬度和强度。冷加工适于加工截面尺寸小，加工尺寸和表面粗糙度要求较高的金属零件。 热加工，在高于再结晶温度的条件下使金属材料同时产生塑性变形和再结晶的加工方法。热加工通常包括铸造、热扎、锻造和金属热处理等工艺，有时也将焊接、热切割、热喷涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变结晶状态以改善零件的机械性能。对于低熔点的金属材料，如铅、锌、锡等，其再结晶温度低，在室温下对它们进行的塑性加工，也属于热加工。 热轧板硬度低，加工容易，延展性能好，强度相对较低,表面质量差点(有氧化\光洁度低),但塑性好,一般为中厚板, 热轧钢板，机械性能远不及冷加工，也次于锻造加工，但有较好的韧性和延展性。 冷轧板:强度高\硬度高, 加工相对困难些，但是不易变形，表面光洁度高,一般为薄板,可以作为冲压用板；由于有一定程度的加工硬化，韧性低，但能达到较好的屈强比，用来冷弯弹簧片等零件，同时由于屈服点较靠近抗拉强度，所以使用过程中对危险没有预见性，在载荷超过许用载荷时容易发生事故。大部分冷轧钢板厚度在4.5mm以下。冷轧板硬度高，，强度较高 中厚板是指厚度4.5-25.0mm的钢板，厚度25.0-100.0mm的称为厚板，厚度超过100.0mm的为特厚板 （1）：退火：指金属材料加热到适当的温度，保持一定的时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。常见的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降低金属材料的硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，提高组织和成分的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。 （2 ）：正火：指将钢材或钢件加热到Ac3或Accm（钢的上临界点温度）以上，30～50℃保持适当时间后，在静止的空气中冷却的热处理的工艺。正火的目的：主要是提高低碳钢的力学性能，改善切削加工性，细化晶粒，消除组织缺陷，为后道热处理作好组织准备等。 （3）：淬火：指将钢件加热到Ac3 或Ac1（钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐浴淬火，马氏体分级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。 （4）：回火：指钢件经淬硬后，再加热到临界点AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。常见的回火工艺有：低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。回火的目的：主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，使钢件具有高的硬度和耐磨性外，并具有所需要的塑性和韧性等。 （5）：调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。使用于调质处理的钢称调质钢。它一般是 指中碳结构钢和中碳合金结构钢。 （6）：渗碳：渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层，再经过淬火和低温回火，使工件的表面层具有高硬度和耐磨性，而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。 退火→将工件加热到适当温度，根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态，获得良好的工艺性能和使用性能，或者为进一步淬火作组织准备。 正火→将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，正火的效果同退火相似，只是得到的组织更细，常用于改善材料的切削性能，也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。 淬火→将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”，其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可
机械制造基础(热加工工艺基础)复习题
《机械制造基础（热加工工艺基础）》复习题 一．选择题（每小题5|分） 1.铸件缩孔常产生的部位是（）。 A 冒口 B 最后凝固区 C 浇口 2．在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（）。 A.砂型铸造 B金属型铸造 C 离心铸造 D熔模铸造 3.下列冲压基本工序中，属于变形工序的是（）。 A 拉深 B 落料 C 冲孔 D 切口 4.机床床身的成形方法通常为（）。 A 锻压 B 焊接 C 冷冲压 D 铸造 5.减速器箱体的成形方法通常为（）。 A 锻压 B 焊接 C 铸造 D冷冲压 6．为防止铸件产生内应力，型砂应具有一定的（）。 A.透气性 B耐火性 C 强度 D退让性 7.板料在冲压弯曲时，弯曲园弧的弯曲方向应与板料的纤维方向（）。 A 垂直 B斜交 C 一致 8.焊采用一般的工艺方法，下列金属材料中焊接性能较好的是（）。 A 铜合金 B铝合金 C 可锻铸铁 D 低碳钢 二.填空题（每小题5分） 1.拉深变形后制件的直径与其毛坯直径之比称作。 2.手工电弧焊焊条焊芯的作用是和。 3.皮带轮在批量生产时应采用毛坯。 4.金属的焊接方法主要可分为、和三大类。 5.影响铸铁石墨化及组织、性能的因素是和。 62拉深工艺的主要缺陷是和。 7.生产机床床身一般应采用毛坯。 8.超塑性成型的主要工艺方法有、、和等。三．名词解释（每个5分） 1.落料 2.拔模斜度
3.最小弯曲半径 4.离心铸造 5.爆炸成形 6.烙铁钎焊 四.简答题（每题10分） 1.在落料和冲孔等冲裁工序中，凹模和凸模之间的间隙主要取决于什么？ 2.缩孔和缩松是怎么形成的？如何防止？ 3.什么叫碳当量？它有何作用？ 4.什么叫铸造应力？减少和消除铸造应力的方法有哪些？ 5.在板料的拉深工艺中，如何防止拉穿和起皱褶这样的缺陷？ 6.什么叫焊接性？影响焊接性的因素有哪些？ 五．综合题（15分） 1.试指出图中哪种焊接方案是合理的，说明理由。 2.试编制图中冲压零件的工艺规程。
金属工艺学热加工工艺基础部分作业题
金属工艺学热加工工艺基础部分作业题 铸造部分 1、什么是合金的铸造性能？它可以用哪些性能来衡量？铸造性能不好，会引起哪些缺陷？合金的流动性受到哪些因素影响？ 2、铸件的凝固方式有哪些？合金的收缩经历哪几个阶段？缩孔和缩松的产生原因是什么？防止缩孔和缩松的方法有哪些？ 3、热应力和机械应力产生的原因是什么？什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各有何应用？热裂和冷裂的特征是什么？ 4、机器造型的工艺特点是什么？铸造方法分为哪几类？ 5、什么是浇注位置？什么是分型面？选择浇注位置的原则及其原因？什么是起模斜度？ 6、常见特种铸造方法有哪些？熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造和离心铸造都主要适合生产哪些合金铸件？ 金属塑性加工部分 1、什么是始锻温度？什么是终锻温度？什么是锻造温度范围？ 2、什么是锻造比？纤维组织有何特点？影响金属可锻性的因素有哪些？ 3、自由锻的工序有哪些？基本工序有哪些？ 4、自由锻、模锻设备主要有哪些？各有何应用？分模面选择原则是什么？ 5、怎样确定落料模和冲孔模刃口尺寸？ 6、拉深时的废品有哪些？如何防止？什么是拉深系数？有何意义？ 7、弯曲的最小弯曲半径是多少？如何控制弹复现象保证弯曲精度？ 焊接部分 1、按焊接过程的特点不同，焊接方法分为哪几类？ 2、焊接接头由哪些部分组成，各有何特点？ 3、焊条药皮有哪些作用？焊芯和焊丝有哪些作用？如何正确选用焊条？下列焊条型号或牌号的含义是什么？E4303，J422，J507 4、点焊和缝焊各有哪些用途？闪光对焊和电阻对焊有什么相同点和不同点？ 5、钎焊时，钎剂的作用是什么？什么是软钎焊？什么是硬钎焊？各有哪些用途？ 6、埋弧焊、氩弧焊、CO2气体保护焊、电阻焊各有何应用？ 7、什么是金属焊接性？间接评价金属焊接性的方法有哪些？ 铸造部分 一、判断题： 1、铸造的实质使液态金属在铸型中凝固成形。………………………………………（） 2、随着铸造生产的发展，砂型铸造将逐步被特种铸造所取代。……………………（） 3、活块造型、三箱造型也适用于机器造型。…………………………………………（） 4、为了提高铸件的刚度和强度，通常采用的措施是：增设加强肋而不是增加壁厚。（） 5、铸件加工余量完全取决于铸造合金的种类和铸件的最大尺寸。…………………（） 6、当浇注条件和铸件结构相同时，同一化学成分的液态合金在金属型和砂型中具有相同的充型能力。…………………………………………………………………………………（） 7、型芯只能确定铸件的内部形状。………………………………………………………（） 8、铸造合金固态收缩是引起铸件产生缩孔的根本原因。………………………………（） 9、离心铸造只能生产空心铸件。…………………………………………………………（） 10、砂型铸造时，分型面只能有一个。………………………………………………（） 11、浇注位置是指造型时模样在铸型中所处的位置，它影响铸型的质量。…………（） 12、在同一合金系中，共晶合金的流动性最好。…………………………………………（） 13、从凝固机理上看，铸件产生缩孔和缩松的主要原因是合金液态收缩量与凝固收缩量之
金属材料与热加工基础试题
金属材料与热加工基础试题 （一部分）填空题； 金属中常见的晶格类型有哪三种；1、体心立方晶格 2、面心立方晶格 3、密排立方晶格金属有铬、钨、钼、钒、及&铁属于（体心立方晶格） 金属有铜、铝、银、金、镍、y铁属于（面心立方晶格） 金属有铍、镁、锌、钛等属于（密排立方晶格） 金属的晶体缺陷：按照缺陷的几何特征，一般分为以下三类： 1.空位和间隙原子（点缺陷） 2.位错（线缺陷） 3.晶界和亚晶界（面缺陷） 金属结晶后的晶粒大小： 一般来说，在常温下细晶粒金属比粗晶粒金属具有较高的强度、硬度、塑性和韧性。 工业中常用以下方法细化晶粒： 1.增加过 2.变质处理 3.附加振动 4.降低浇注速度 二元合金的结晶过程 二元合金相图的基本类型有匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图等。
铁碳合金在固态下的基本相分为固溶体与金属化合物两类。属于固溶体的基本相有铁素体和奥氏体，属于金属化合物的有渗碳体。 1.铁素体 (F) 碳溶入&铁中的间隙固溶体称为铁素体， 2.奥氏体（A） 碳溶入y铁中的间隙固溶体称为奥氏体， 3.渗碳体（Fe3C） 铁与碳组成的金属化合物称为.渗碳体， 第四章铁碳合金相图 根据相图中S点碳钢可以分为以下几类 1.共析钢（含碳量小于%）的铁碳合金，其室温组织为铁素体。 2亚共析钢（含碳量等于%到%）的铁碳合金，其室温组织为珠光体+铁素体。 3过共析钢（含碳量等于%到%）的铁碳合金，其室温组织为+二次渗碳体。
第三节碳素钢 按用途分类：（1）碳素结构钢。主要用于各种工程结构件（如桥梁、船舶、建筑构件等）和机器零件（齿轮、轴、、螺钉、螺栓、连杆等）。这类钢属于低碳钢和中碳钢 （2）碳素工具钢。主要用于刃具、量具、模具等。这一类钢一般属于高碳钢。 第五章钢的热处理 一般加热时的临界点用Ac1、Ac3、Accm来表示；冷却时的临界点用Ar1、Ar3、Arcm来表示。 共析碳钢的过冷奥氏体在三个不同的温度转变，可发生三种不同的转变：珠光体型转变、贝氏体型转变、马氏体型转变。 珠光体型转变有区别起见，又分为珠光体、索氏体、和托氏体三种。 第十章铸造 合金的铸造性能铸造性能是合金在铸造生产中表现出来的工艺性能出来，通常用合金的流动性、收缩性、吸气性、偏析倾向等来衡量。 流动性最好的是HT200、其次是黄铜。流动性最差的是铸钢。 第十一章锻压 第二节金属的塑性变形 单晶体的塑性变形的方式有两种：滑移和孪生（孪晶），而滑移是单晶体塑性变形的主要方式。 多晶体的塑性变形的方式有两种：晶内变形和晶间变形。
简述常用热处理工艺的原理与特点
简述常用热处理工艺的原理与特点。 热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。 热处理工艺原理 1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。 3、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。 4、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。 5、调质处理：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。 特点：金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，金球的热处理工艺与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。 比较钢材与非金属材料热处理的异同点。 热处理有金属材料热处理和非金属材料热处理 相同点：热处理的原理基本一样，都是一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。 不同点： 1.钢的表面热处理有两大类：一类是表面加热淬火热处理，另一类是化学热处理。 非金属材料的表面热处理：喷漆、着(染)色、抛光、化学镀后再电镀(如ABS)等。 2.金属材料热处理包括：退火、正火、淬火和回火。 非金属材料热处理包括碳纤维预氧化、碳化、石墨化设备，石墨化烧结等；复合材料成形以及空间环境模拟，包括热压罐，热压机，KM系列模拟罐，用户分布于汽车、模具、工具、碳纤维加工和其他高端应用领域。