机械工程材料与热加工工艺-(1)
热加工工艺
热加工的对象是各种工程材料，包括金属材料、非金属材料和复合材料等。
将改变制造对象的形状尺寸、相应对象位置和性质等，使其成为成品和半成品的过程称为工艺过程。
砂型铸造工艺过程包括三个基本阶段：准备铸型、浇注金属、落砂清理。
整模造型是将铸件的最大截面在端部并作为一个平面，即分型面，且模样全部放在一个砂箱内造型。
分模造型是将铸件最大截面在中部或空心轴线上，需以最大截面为分型面，将模样分成两半并分别造型、造芯，然后再合箱成铸型。
挖砂及假箱造型挖砂铸件的最大截面一般在端部并为一个曲面，且模样有不便分成两半，造型时常需要将下半型中阻碍起模的型砂挖掉，以便取出模样。
活块与三箱造型活块造型铸件侧面有小凸台而影响起模，可将凸起部分作成可嵌卸的活块，先取出主模样后取出活块；三箱造型铸件两头大而中间截面小，用一个分型面取不出模样需要从小截面处分开模样，用两个分型面、三个砂箱造型。
铸造成形的质量不仅与铸造成形的方法有关，还与金属熔炼与浇注、金属冷凝、型腔条件及模样等工艺相关，影响铸件质量的关键因素是液态金属的充型能力及凝固收缩性能。
液态金属充满铸型型腔，获得形状完整及轮廓清晰铸件的能力，充型能力的强弱取决于液态金属的自身的流动性、浇注温度及填充条件。
液态金属的流动性是指液态金属自身的流动能力。
灰铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。
共晶成分的合金和金属铸件，在恒温条件下由表及里、呈依次逐层结晶。
亚共晶成分的合金随含碳量高低有两种形式。
当含碳量降低结晶温度范围大呈糊状结晶，结晶温度适中则介于逐层和糊状结晶之间。
浇注温度过低会出现浇注不足和冷隔等缺陷。
适当提高浇注温度可以改善合金的流动性，温度过高时会使铸件夹杂、缩孔、缩松和粘砂等缺陷。
在保证充型能力足够的前提下，尽可能的降低浇注温度。
湿砂型含水量高，透气性不好，大量水蒸气与液态金属形成对流，阻碍充型并降低流动性，从而使铸件产生大量的气孔、夹杂、冷隔及浇不足等缺陷，故采用烘干铸型和热铸型。
热加工工艺及设备
热加工工艺及设备1.引言1.1 概述热加工工艺是一种通过加热材料，使其发生物理或化学变化，以达到特定的加工目的的工艺过程。
与冷加工相比，热加工更适用于高温、高压的加工需求，常见于金属加工、塑料加工、玻璃加工等领域。
热加工工艺因其广泛的应用领域，可以根据不同的目的和材料特性进行多种分类。
常见的热加工工艺包括热处理、热轧、热锻、热喷涂等。
这些热加工工艺通过控制温度、时间和加工方式，改变材料的结构和性能，达到提高材料硬度、延展性、韧性等目的。
而在热加工过程中，热加工设备则起到关键的作用。
热加工设备根据不同的加工需求和工艺流程，可以分为多种分类。
常见的热加工设备包括热处理设备、热轧设备、热压设备等。
这些设备通过提供适当的温度和压力条件，实现对材料的加工和形变，从而满足不同行业的加工需求。
综上所述，热加工工艺及设备在许多行业起到了重要的作用。
本文将深入探讨热加工工艺的定义、分类，以及各类热加工设备的概述和分类，旨在为读者全面了解和认识热加工领域提供参考。
文章结构部分的内容可以参考以下写法：1.2 文章结构本文主要介绍热加工工艺及其相关设备。
文章结构包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分首先对热加工工艺进行了概述，简要介绍了热加工的定义和分类。
随后,给出了文章的结构。
正文部分主要分为热加工工艺和热加工设备两个小节。
热加工工艺小节详细介绍了热加工工艺的定义以及其分类。
通过对各类热加工工艺的解析，读者可以对不同的热加工工艺有更清晰的认识。
热加工设备小节则概述了热加工设备的基本情况，并对其进行了分类。
这一部分将使读者对热加工设备有一个初步的了解。
结论部分对本文进行总结。
首先总结了热加工工艺的特点和应用领域，再总结了热加工设备的特点和适用范围。
这一部分旨在回顾全文所介绍的内容，并提供进一步思考和研究的方向。
通过以上的文章结构，读者可以全面而系统地了解热加工工艺及其设备。
每个部分的详细内容将为读者提供相关知识，并使读者对热加工工艺及其设备具备更深入的理解。
《金属工艺学》课程教学改革与实践
与的实验的积极性 、 主 动 性 和 创 造 性 都 可 以 得到 很 好 的 发挥 ， 提 高 了 实验 教 学 质量 。 此外， 指导、 鼓 励 学 生 参 与校 内 外 技能 大 赛
和 创新 大赛 也 可 作 为 创新 能 力培 养 的一 部
分 。
３ 改进课堂教学和考核方法 ， 提 高教 学质 量
利 于 培 养学 生 的创 新 能 力 。 因此 ， 跟据 学 校 的实际情况和现有设备 ， 可 将 验 证 性 实 验 改 成 综 合性 、 设 计性 、 具有创新性的实验。 在 实验 过 程 中 ， 学 生 独 立 操作 ， 教 师 只做 辅 导。 这 样 的 实 验 更接 近 于 生 产 实际 ， 学生 参
教学 内容的 增加和学时 数的减 少 ， 势 必 需要 对 课 堂 教 学 方 法和 教 学 手 段 等进 行 改革 ： （ １ ） 讲好“ 第一 课 ” ， 从 机 械 产 品 的构 思 、 设计、 制造 、 运 行 以及 失效 来分 析 本 课 程 在 其 中的 重 要 作 用 ， 使 学 生 认 识 到 课 程 的 重 要 性 并 激 发 学 习兴 趣 。 （ ２ ） 改变跟着 “ 教材走 ” 的 传 统 教 学 模 式， 采用 “ 讨论 式 ” 和“ 启发式” 课堂教学。 多 举生 活 、 生 产 中的 实 例 ， 并以 “ 典型 ” 为例 ， 提 出 问题 、 分析 问题 、 然后归纳总结 ， 进 而 将 各教 学 内容 之 间以 及 理论 与 实践 有机 的 结合起来 。 学 生 在 掌 握 典 型 的 基 础 上 进 行 举 一 反三 、 触类旁通 ， 进而 培 养 学 生 的 主 观 能 动 性 及 自学 的 能 力 。 （ ３ ） 优 化考核内容与方式。 为 了全 面 衡 量学生掌握知 识的程度 ， 使其更注 重于 自 己分 析 解 决 实 际 问 题 的 能 力 ， 在试 卷 中 除 了安 排 一 部 分 基 本 概 念 题 以 外 ， 还 应安 排 些实际例子 和问题 ， 不 设 统 一 的标 准 答 案， 让学 生 自 己分 析和 发 挥 ， 考 察 他们 的 综 合分 析能 力 。 为 了提 高学 生 的 阅 读文 献 、 获 取 先 进技 术 信 息 的 能 力 ， 可 以 布 置 课程 “ 大 作业 ” ， 要 求 每 个学 生阅 读 ｌ ０ 篇以 上 的 科技
机械工程材料与热加工工艺1第二章
fcc 4 12 74% 0.41r γ-Fe.AI.Cu. 最紧排列
bcc 2 8 68% 0.29r α-Fe.Cr.W. 次紧排列
hcp 6 12
74% 0.41r Mg.Zn.Be 最紧排列
三、金属的实际晶体结构与晶体缺陷
1. 单晶体 多晶体
单晶体具有各向异性
晶体的各向异性： 晶体不同方向上的性能差异
工业用金属一般是多晶体---- 多个单晶体（晶粒） 组成 呈现出各向同性
几个名词：晶界
亚晶粒:晶粒内部不同晶格位向的区域.
亚晶界
2、实际金属的晶体缺陷
金属中原子排列的不完整性 (1)点缺陷—空位,间隙原子（离位原子）.
置换 原子 特点：三维尺寸都很小 (2)线缺陷—位错（位错线） 特点：二维尺寸都很小，另一维尺寸相对较长 以位错密度表示 “ρ” 单位 cm/cm3或cm2 (3)面缺陷—晶界,亚晶界 “亚晶”（界） 特点：一维尺寸很小，另二维尺寸相对较大 晶体缺陷并非一成不变
┗溶质原子溶入溶剂中形成的固溶体,使金
属的强度.硬度升高的现象称为固溶强化。
一种强化方式，提高材料机性的主要途径 之一
固溶体σb↑. HB↑,但仍不高,仍保持相当δ.ak,工 业常用作基本相,还需强化相---金属化合物。
2.金属化合物
合金中的两组元相互作用而形成的一种新相，它 的晶体结构.性能.熔点与两组元都不同，并具有金 属特征，这种相称为金属化合物 。
二元合金相图的基本类型
各组元仍保持原来的晶格类型；强度.硬度高于单 一固溶体，但塑性、可锻性不如单一固溶体。 ∴ 锻钢先加热→单一固溶体（A），再锻打。
组织----显微镜下看到的具有一定形貌或形态的部 分称为组织。有单相.多相
工程材料及热加工—钢的热处理原理
一、概述 二、钢的热处理原理
一、概述
1、定义： 将钢在固态下通过不同的加热、保温、冷却来改变金属 整体或表层的组织，从而改善和提高其性能的一种热加工 工艺。 工艺曲线：
2、目的： • 充分发挥材料的性能潜力。 • 调整材料的工艺性能和使用性能。
3、分类： • 普通热处理：整体穿透加热 • 表面热处理：表层的成分、组织、性能 • 特殊热处理：形变热处理、真空热处理
⑶ 马氏体型转变 • 定义：是指钢从奥氏体状态快速冷却(即淬火)而发生的无扩散型相变， 转变产物称为马氏体，马氏体是碳溶于α-Fe中的过饱和间隙式固溶体， 记为M。 • 转变特点：⑴无扩散性： ⑵降温转变: 过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度用Ms 表示。而马氏体转变的终了温度用Mf表示。马氏体转变量是在Ms~Mf 温度范围内，通过不断降温来增加的。由于多数钢的Mf在室温以下， 因此钢快冷到室温时仍有部分未转变的奥氏体存在，称之为残余奥氏 体，记为Ar。 • 组织形态：钢中马氏体的形态很多，其中板条马氏体和片状马氏体最 为常见。 ⑴板条马氏体: 低碳钢＜0.2﹪中的马氏体组织是由许多成群的、相互平 行排列的板条所组成，故称为板条马氏体。板条马氏体的亚结构主要 为高密度的位错，故又称为位错马氏体。
二、钢的热处理原理
1、钢的临界温度 铁碳合金相图中组织转变的临界温度A1、A3、Acm 是在极其缓慢的加热和冷却条件下测定的。而在热处理中， 加热和冷却并不是极其缓慢的，和相图的临界温度相比发 生一定的滞后现象，也就是通常所说的需要有一定的过热 和过冷，组织转变才能充分进行。与相图上A1、A3、Acm 相对应，通常把实际加热时的临界温度用Ac1、Ac3、 Accm 表示，把实际冷却时的临界温度用Ar1、Ar3、Arcm 表示。
机械工程材料与热加工工艺
机械工程材料与热加工工艺摘要：本文主要阐述了机械工程材料的主要性能及其应用，同时说明机械工程材料热加工工艺，其中包括钢铁生产与质量、钢的热处理、低合金钢和合金钢、铸铁以及有色金属及其合金等。
关键词：机械工程；工程材料；热加工工艺引言：机械工程材料种类繁多，其中最为常见就是有色金属材料，要根据有色金属材料特点，采用正确的制造技术和加热工艺，有效增强有色金属强度和耐腐蚀性等，确保所制作出的零部件，其质量和性能都有显著增强。
1机械工程材料的主要性能及其应用机械工程各类产品多数都是由种类繁多、性能各异的金属材料和非金属，通过正确加工所制作出的零部件共同构成的。
金属材料的机械性能主要是指金属材料在各种形式的外力作用下，抵抗变形和断裂的能力，判断金属机械性指标包括金属材料强度、塑性和硬度等。
金属材料在受力时抵抗产生弹性的能力则称为刚度。
金属材料的硬度主要是指材料抵抗外物压力的能力，硬度越高，金属材料抵抗局部塑性变形的能力就越大。
通常材料的硬度越高，其耐磨性就越强，强度和硬度间存在着内部联系。
金属冲击韧性是材料在冲击荷载作用下，抵抗断裂的能力，现阶段机械工程技术常用一次摆锤冲击弯曲试验，测定材料受冲击荷载能力。
机械工程所用零件种类较多，如发动机设备中的曲轴、连轴等，该类零件常在交变荷载下工作。
此外，转动轴等零件虽然受到的荷载无法随时间交替变化，但零件本身是能够旋转的。
以该两种情况为背景，零部件中都会产生随时间变化的应力，该种应力即称为“交变应力”。
此外，以此种情况为背景工作的零部件，其最大应力要低于材料在静荷载小的极限，但经过长期工作的磨损，难免会出现断裂等情况，引发断裂事故。
所以，要采取有效措施避免断裂事故发生。
制造零部件和选用工艺时，要充分考虑所选材料的工艺性能，如低碳钢有着较强的塑性成形性能和可焊性，所以常被用作制造量器和刀具等[1]。
2机械工程材料表面处理方法机械工程材料表面处理方法主要包括强化处理法、表面防护处理法、涂料涂装法和氧化处理法，其中，强化处理法即可分为表面覆盖层强化法、表面表型强化法两种，表面覆盖层强化法指的是在材料表面，获得特殊性能的覆盖膜，以此增强材料表面的刚度、硬度和耐疲劳性，增强材料质量。
机械工程材料与热加工工艺试题与答案
一、名词解释：１、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。
２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。
２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。
５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。
二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料：45钢2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。
去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回四、选择填空（20分）１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。
（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12（c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理4．制造手用锯条应当选用（a ）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火5．高速钢的红硬性取决于（b ）（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火8. 二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。
工程材料及机械制造基础热加工工艺基础教学设计
工程材料及机械制造基础热加工工艺基础教学设计一、教学目标本次教学旨在让学生了解热加工工艺及其在工程材料及机械制造中的应用基础，学生应当能够：1.熟悉热加工工艺的基本概念及原理。
2.掌握金属热加工的基本方法、步骤及原理。
3.能够了解不同工艺条件下的金属组织变化规律。
4.可以熟练掌握对常用金属材料的热处理操作。
5.具备应用热处理工艺处理不同金属材料的能力。
二、教学内容1.热加工工艺概述：（1）热加工工艺的定义及作用；（2）热加工工艺的分类；（3）热加工过程中的物理、化学及热学特性。
2.金属热加工原理：（1）金属热加工的基本方法；（2）金属热加工的步骤及相关工艺参数；（3）热加工过程中的组织变化及其原理；（4）金属热处理原理及分类。
3.常用金属材料的热处理操作：（1）铁素体变换；（2）退火；（3）淬火；（4）调质；（5）正火；（6）淬火回火。
三、教学方法1.课堂讲授法：通过讲解，解释和演示的形式授课，使学生理解热加工工艺基础知识，明确热加工原理及相关操作。
2.实验教学法：通过模拟实验教学，让学生熟悉常用金属材料的热处理操作，掌握热处理过程中的关键参数及操作技巧。
3.案例分析法：通过案例分析，详细讲解实际热加工工程中遇到的问题及解决方法，增强学生的实际操作能力。
四、教学评估1.课堂测试：通过课堂测试了解学生对教学内容的掌握情况和理解程度。
2.实验测评：课后进行实验测评，了解学生的实际操作能力及掌握情况。
3.作业评估：教师布置与本次教学相关的练习和作业，通过作业批改了解学生的作业完成情况和学习成果。
本次教学的评估，将综合以上三个方面的评估结果，全面了解学生的学习情况及教学效果。
热加工工艺基础答案
• 铸件上、下部分化学成分不均匀的现象称为 体积质量偏析。
热加工工艺基础答案
• 2. 铸件中的气孔和合金的吸气
• （1）侵入性气孔 侵入性气孔是由于铸型 表面聚集的气体侵入金属液中而形成的孔洞。
• （2）析出性气孔 析出性气孔是溶解在金 属液中的气体，在凝固时由金属液中析出而 未能逸出铸件所产生的气孔。
• a）铸型的蓄热能力、b）铸型温度 • c）铸型中的气体
• （2）浇注条件
• a）浇注温度、b）充型压力 • c）铸件结构
热加工工艺基础答案
二 合金的凝固与收缩
• （一）铸件的凝固方式及影响因素
• 1. 铸件的凝固方式 • （1）逐层凝固方式 • （2）糊状凝固方式 • （3）中间凝固方式
热加工工艺基础答案
热加工工艺基础答案
• 2. 流动性的影响因素
• 1）合金的种类 不同种类的合金，即具有不 同的流动性。其中灰铸铁的流动性最好，硅黄铜、 铝硅合金次之，而铸钢的流动性最差。
• 2）化学成分和结晶特征
纯金属和共晶成分
的合金，凝固是由铸件壁表面向中心逐渐推进，
凝固后的表面比较光滑，对未凝固液体的流动阻
力较小，所以流动性好。
•热加工工艺基础
• TEL：010—68913304 • E-MAIL：
热加工工艺基础答案
《热加工工艺基础》复习大纲
•英文名称：High Temperature Process •学分：2 •学时：40 •适用专业： 机电工程、车辆工 程
热加工工艺基础答案
教材及参考书：
• 教材：王俊昌、王荣声
•
热加工工艺基础答案
在一定凝固温度范围内结晶的亚共晶合 金，凝固时铸件内存在一个较宽的既有 液体又有树枝状晶体的两相区。凝固温 度范围越宽，则枝状晶越发达，对金属 流动的阻力越大，金属的流动性就越差。
工程材料与热成型工艺期末试卷及参考答案
一、填空题1、材料的使用性能是指材料在使用过程中所表现出来的性能，主要包括力学性能、物理性能和化学性能等。
2、材料在外力去除后不能完全自动恢复而被保留下来的变形称为塑性变形。
3、纯铁在室温时为体心立方晶格，而加热至912℃以上则转变为面心立方晶格。
c相图反映了钢铁材料的组织随成分和温度变化的规律，在工4、Fe-Fe3程上为正确选材、用材及制定热加工工艺提供了重要的理论依据。
5、铁碳合金中的珠光体组织是由F和Fe3CII组成的机械混合物。
6、把工件表层迅速加热到淬火温度然后快速冷却进行淬火的热处理工艺称为表面淬火。
7、主要用于制造要求综合力学性能良好的机械零件、一般需经调质处理后使用的合金钢称为合金调质钢。
8、钢牌号"60SiMn”中，其中“60”表示Wc = 0.6% ,按用途这是一种合金2弹簧钢。
9、工程上常用的特殊性能钢主要包括不锈钢和耐热钢两大类。
二、判断题1、金属材料的力学性能差异是由其化学成分和组织结构决定的。
（V ）2、某些机械零件在工作过程中即使承受的应力远小于材料的屈服点也有可s能发生突然性断裂。
（V ）3、常见的固态金属一般都是非晶体，其内部原子排列是不规则的。
4、铁碳合金中的铁素体组织是碳溶解于a-Fe中形成的间隙固溶体。
（V ）5、Wc=0.45%的碳素钢其室温平衡组织是珠光体。
（X ）就是钢在淬火时为抑制非马氏体转变所需的6、所谓马氏体临界冷却速度Vk最小冷却速度。
（V ）7、铁碳合金中的含碳量越高，其强度越高。
（X ）8、过共析钢的预备热处理应采用完全退火。
（X ）9、贝氏体等温淬火是将钢件加热到奥氏体化后，随即快速连续冷却到室温的热处理工艺。
（X ）10、在规定条件下，决定钢材淬硬层深度和硬度分布的特性称为钢的淬透性，通常以钢在规定条件下淬火时获得的淬硬层深度的能力来衡量。
（V ）11、在碳含量相同的情况下，一般合金钢具有比碳素钢更高的淬透性。
（V ）12、5CrNiMo是一种Wc=0. 50%的合金调质钢。
机械工程材料与热加工工艺试卷
机械工程材料与热加工工艺试卷一、选择题（每题2分，共10分）1. 钢的含碳量一般介于_______。
A. 0.2%～0.5%B. 0.5%～1.7%C. 1.7%～2%D. 2%～3%2. 钢的淬火是为了提高材料的_______。
A. 弹性B. 韧性C. 硬度D. 强度3. 下列不属于金属材料的力学性能的是_______。
A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 导电性4. 关于金属的疲劳断裂，以下说法错误的是_______。
A. 疲劳断裂是由循环应力引起的B. 疲劳断裂的过程是裂纹形成、扩展和断裂三个阶段C. 高强度材料不易发生疲劳断裂D. 疲劳断裂具有突然性5. 关于焊接，下列说法错误的是_______。
A. 焊接是一种永久性连接方法B. 焊接过程通常包括熔化、结晶和冷却三个阶段C. 电弧焊是最常见的焊接方法之一D. 焊接不会改变母材的化学成分二、填空题（每空1分，共10分）1. 在金属材料的力学性能中，硬度表示材料抵抗_______或_______的能力。
2. 钢的热处理工艺一般包括加热、______、______和冷却四个阶段。
3. 在工业中常用的合金钢有不锈钢、______钢和______钢等。
4. 焊接时产生的焊接缺陷通常有焊接裂纹、______和______等。
5. 在选择机械工程材料时，我们通常需要考虑材料的物理性能、化学性能和工艺性能，其中工艺性能主要指材料的切削加工性能和______。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述钢的热处理工艺对材料硬度的影响。
2. 请解释金属的疲劳断裂的主要原因和影响因素。
3. 在机械工程中，为什么需要重视材料的工艺性能？其重要性体现在哪些方面？。
工程材料及热处理实验指导书
《工程材料及热处理》实验指导书机械与电子工程系2011年目录实验1 金属材料的硬度试验 (3)实验2 铁碳合金平衡状态的显微组织分析 (7)实验3 碳钢的热处理 (10)实验1 金属材料的硬度试验一、实验目的1、了解布氏、洛氏和维氏硬度试验机的使用方法和试验原理。
2、初步掌握布氏、洛氏硬度的测定方法和应用范围。
二、实验原理硬度是指金属材料抵抗比它硬的物体压入其表面的能力。
硬度越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大。
它是重要的力学性能指标之一，它与强度、塑性指标之间有着内在的联系。
硬度试验简单易行，又不会损坏零件，因此在生产和科研中应用广泛。
常用的硬度试验方法有：布氏硬度试验——主要用于黑色、有色金属原材料检验，也可用于退火、正火钢铁零件的硬度测定。
所用设备为布氏硬度计。
洛氏硬度试验——主要用于金属材料热处理后的产品性能检测。
所用设备为洛氏硬度计。
维氏硬度试验——主要用于薄板材或金属表层的硬度测定，以及较精确的硬度测定。
所用设备为维氏硬度计。
显微硬度试验——主要用于测定金属材料的组织组成物或相的硬度。
所用设备为显微硬度计。
1、布氏硬度试验原理布氏硬度试验是将一直径为D 的淬火钢球或硬质合金球，在规定的试验力P 作用下压入被测金属表面，保持一定时间t 后卸除试验力，并测量出试样表面的压痕直径d ，根据所选择的试验力P 、球体直径D 及所测得的压痕直径d 的数值，求出被测金属的布氏硬度值HBS 或HBW ，布氏硬度的测试原理如图6-1所示。
布氏硬度值的大小就是压痕单位面积上所承受的压力。
单位为kg/mm 2或N/mm 2，但一般不标出。
硬度值越高，表示材料越硬。
在实验测量时，可由测出的压痕直径d 直接查压痕直径与布氏硬度对照表而得到所测的布氏硬度值。
设压痕深度为h 则压痕球面积为2(22d D D D Dh F --==ππ）试样硬度值为：)(222d D D D P F P HB --==π式中 P ——施加的载荷，kg 或N ；D ——压头（钢球）直径，mm ； d ——压痕直径，mm ；F ——压痕面积，mm 2。
《工程材料及热加工工艺基础》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750Kgf 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.A kC.HRCb4.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 eLB.R sC.R mD.1-σ10.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%。
热加工工艺基础[1]
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2020/11/21
热加工工艺基础[1]ຫໍສະໝຸດ 《热加工工艺基础》教学大纲
英文名称：High Temperature Process
学分：2 学时：40 适用专业： 机电工程、车辆工程
热加工工艺基础[1]
课程的性质、地位和任务
热加工工艺基础是材料科学与工程、 机电工程、车辆工程等专业的必修 课程。本课程对了解材料的热加工 工艺过程、材料热加工过程中的结 晶、变形及强化规律有重要作用， 对解决材料加工实际问题有很大帮 助。
（2）缩松的形成 宏观缩松多分布在铸件最后凝固的部位，显微缩 松则是存在于在晶粒之间的微小孔洞，形成缩松 的主要原因也是液态收缩和凝固收缩所致。缩松 形成过程见图1-7。
热加工工艺基础[1]
（3）缩孔、缩松的防止措施
a）采用定向凝固的原则 所谓定向凝固，是使铸
件按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固的过程。
热加工工艺基础[1]
（3）铸件的变形和防止 铸件的变形包括铸件凝固后所发生的变形以及 随后的切削加工变形。防止铸件变形有以下几 种方法：
a) 采用反变形法 可在模样上做出与铸件变形 量相等而方向相反的预变形量来抵消铸件的变 形，此种方法称为反变形法。
b) 进行去应力退火 铸件机加工之前应先进行 去应力退火，以稳定铸件尺寸，降低切削加工 变形程度。
相同。在常用铸造合金中铸刚的收缩最大，灰铸 铁最小。
2. 浇注温度 合金浇注温度越高，过热度越大，
液体收缩越大。
3. 铸件结构与铸型条件 铸件冷却收缩时，因
其形状、尺寸的不同，各部分的冷却速度不同， 导致收缩不一致，且互相阻碍，又加之铸型和型 芯对铸件收缩的阻力，故铸件的实际收缩率总是 小于其自由收缩率。这种阻力越大，铸件的实际 收缩率就越小。
久如何编写机械专业实验报告
久如何编写机械专业实验报告摘要:本文强调了学生实验报告的重要性。
介绍了如何编写学生实验报告,内容包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理、分析与结论、回答问题等。
关键词:机械专业实验报告钢热处理学生的实验是培养学生掌握实验技能和实验方法的一种重要训练。
这种实验虽然与实验研究获得成果的实验不完全相同,但是对培养学生的能力和加深对所学知识的认识是非常重要的。
特别是工科类职业学校,各专业课实验均较多。
而且绝大多数课程都只有教材,无有关实验资料。
因此,大多数学校教师对学生实验报告没有严格要求,一般只要求学生对实验测得数据作出记录即可,也有些教师要求学生只做实验而不写实验报告。
这样,对于提高专业课教学质量和培养学生动手能力都是不利的。
因此,对实验报告的编写,必须认真负责,切忌潦草马虎,那种不重视实验报告的观点是错误的。
对于职校学生来说,文化基础较差,分析问题和解决问题的能力比较薄弱,所以,在实验时常常感到因难,尤其是编写实验报告时,更是无从入手,缺少办法,从而产生畏难情绪,影响实验的积极性。
下面我就结合钢的热处理实验教学,简单谈谈如何编写学生实验报告。
1 实验报告的内容学生实验报告的内容,一般包括实验名称、实验目的、实验原理、实验装置、实验步骤、数据处理、实验结果、分析与结论、回答问题等。
对于某一项具体的实验,根据实际情况,对以上内容可以作适当的合并和删减。
1.1 实验名称学生所进行的实验一般都是教师指定实验名称的实验,应按指定的实验写上实验名称。
1.2 实验目的任何实验都应该有明确的目的,并应在实验报告的开头部分写明,如实验目的分为几点时,则宜用分行形式写出,务求简明扼要,以使读者一看就知道为什么要进行这一实验。
1.3 实验原理在这一部分里,应扼要地叙述报告作者所进行实验的原理依据,实验的方案及重要的数学表达式。
1.4 实验装置及实验步骤本节应包括介绍实验所用的主要仪器设备及说明测量方法等内容。
职业本科机械类专业“机械工程材料”课程教学改革
职业本科机械类专业“机械工程材料”课程教学改革
田宁;李宾;孙慧;尚晓娟
【期刊名称】《时代汽车》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】培养高层次技术技能人才是职业本科培养模式的基本内涵,是保障职业本科高质量发展的必经之路。
为了深化教学改革,文章对职业本科机械类专业必修课
程“机械工程材料”课程的教材建设及教学内容和方法进行了改革与探索。
首先采取高校及企业专家深度融合的方式,形成校企共建的教材编写模式建设适合职业本
科“机械工程材料”的教材。
其次合理选择理论教学内容及改革考核手段,“以学
生为中心”这一原则,提高学生对课程的理解并考核学生的综合能力。
最后对实验
课程教学进行改革,使学生的学习变被动为主动,给学生更加自主创新的空间,提高学生对实践操作的兴趣。
【总页数】3页(P104-106)
【作者】田宁;李宾;孙慧;尚晓娟
【作者单位】贵州交通职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.新建本科“机械工程材料及热处理”课程教学改革的思考
2.高校机械类专业《机械工程材料》课程实验教学改革探讨
3.应用型本科《机械工程材料与热加工工艺》
课程教学改革探索4.高职院校机械类专业课程思政教学改革探究——以机械工程材料及热处理为例
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第一章 金属材料的力学性能
1. 什么是应力？什么是应变？
2. 缩颈现象在力—拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样没发生塑性变形？
3. 将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？
4. 布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度：
库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。
5. 下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么：
0.21,,,,,,,,,,,.s b k E HRC HBS HBW HV σσσσδψα-
洛氏硬度的测试规范
标尺 压头 总载荷／N
适用测试材料 有效值 HRA 1200金刚石圆锥体
600 硬质合金，表面
淬火钢 70-85 HRB 1.588mm φ淬火钢球
1000 退火钢，非铁合
金
25-100 HRC 1200金刚石圆锥体
1500
一般淬火钢件
20-67
第二章 金属及合金的结构与结晶
1. 名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。
2. 简述金属的结晶过程。
3. 金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。
4. 典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？
第三章 铁碳合金相图
1. 什么是同素异构转变？室温和11000C 时纯铁晶格有什么不同？
和组织名称。
4. 分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。
5. 含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？
第四章 钢的热处理
1. 什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？
2. 简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？
3. 简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素有哪些？
4. 在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？
5. 什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？
6. 亚共析钢的淬火为何是3(3050)c A C +-︒?过高或过低有什么弊端？
7. 什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ 8. 碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？
9. 钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机缸盖螺钉应采用哪种回火？为什么？
10. 锯条，大弹簧，车床主轴，汽车变速器齿轮的最终热处理有何不同？ 11. 用T12钢制造钢件，请填写工艺结构方框图中的处理工序名称：
12. 在普通热处理中，加热后进行保温的作用是什么？感应加热表面淬火是否需要保温，化学热处理的保温有何特点？为什么？
第五章 工业用钢
1. 填表
钢号 所属类别
大致含碳量（%）
性能特征
用途举例
Q235-A-F
45 T10A 16Mn 20CrMnTi 9CrSi
2. 仓库中储存了相同规格的20钢，45钢和T10圆钢，请找出一种较为简便的区分方法。
、
3. 现拟制造如下产品，请选用适用的钢号：
六角螺钉，车床主轴，钳工錾子，液化石油气罐，活扳手,脸盆,自行车弹簧，钢锉，铣刀，门窗合页。