金属工艺学下册第四章
金属工艺学4
有一定要求。
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第四节 冲压件的结构工艺性
• 3 对拉深件的要求 • （1）拉深件的外形应简单、对称，深度不宜过大。 • （2）拉深件的圆角半径不能太小。
第一节 分离工序
• 4 冲裁件的排样 • 排样指落料件在条料、带料或板料上合理布置的方法。 • 排样有两种类型：有搭边排样和无搭边排样 • 5 修整 利用修整模沿冲裁件边缘或内孔刮削一薄层金
属，以切掉冲裁件上的剪裂带和毛刺。 • 6 切断 是用剪刃或冲模将板料沿不封闭轮廓进行分离的
工序。
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第四节 冲压件的结构工艺性
• 一、冲压件的形状和尺寸 • 1 对落料件和冲孔件的要求 • （1）落料件和冲孔件的形状应力求简单、对称。废料少。 • （2）冲裁件的结构尺寸必须考虑材料厚度。 • （3）冲裁件上直线与直线、曲线与直线交接处，均应用圆弧连接。
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第四节 冲压件的结构工艺性
金属工艺学（热）
锻造部分
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第三章 板料冲压
• 板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方 法。
• 特点： • （1）可以冲压出形状复杂的零件，废料少 • （2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度，
冲压件的互换性好 • （3）能获得重量轻、材料消耗少，强度和刚度都较
只完成一个工序的冲 模。
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第三节 冲模简介 • 二、连续冲模（级进模） • 是在冲床的一次冲程中，在模具的不同部位同时完 成数道工序的模具。
金属工艺学-4
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室 8.手弧焊工艺参数 焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度和线能量等总称为焊接工艺参 数。 ①焊条直径d：焊件厚度δ ﹤4㎜时，d＝δ ； δ ＞1㎜，则取d＝3～6㎜。 ②焊接电流I：I＝10d2（A） ③电弧电压U：U↑,电弧↑。电弧过长，则燃烧不稳，飞溅加大，容深变 小，而且保护不良。 ④焊接速度V：V加大，可以提高生产率并可减小过热区。 ⑤线能量E：E＝（η IU）／V（η 为有效系数，焊条电弧焊η ＝0.66～ 0.85；埋弧焊η ＝0.9～0.99）。
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7.电焊条 ①电焊条的组成及作用 朱明工作室 zhubob@ 组成：焊芯和药皮 作用： 焊芯—填充金属(其直径即称为焊条直径，最小为1.6 ㎜，最大为8㎜。其中以3.2～5㎜的焊条应用最广）； 药皮—稳弧、造气、造渣、脱氧、合金、粘结等。 药皮必须含有造气剂和造渣剂。药皮中还应含有稳弧 剂和合金化剂，以及脱氧剂、脱硫剂和去氢剂等。
①热源—能量要集中，温度要高。以保证金属快速熔化，减小热影响
区。满足要求的热源有电弧、等离子弧、电渣热、电子束和激光。
②熔池的保护—可用渣保护、气保护和渣-气联合保护。以防止氧化，
并进行脱氧、脱硫和脱磷，给熔池过渡合金元素。
③填充金属—保证焊缝填满及给焊缝带入有益的合金元素，并达到力
学性能和其它性能的要求，主要有焊芯和焊丝。
授人以鱼不如授人以渔
朱明工作室
zhubob@
②焊条的型号与牌号的区别 1.焊条的型号是按国家有关标准（GB5117-85)与国际标准确定的。以结 构钢为例，型号编制法为字母“E”表示焊条，第一、二位表示熔敷金属最 小抗拉强度，第三位数字表示焊条的焊接位置，第三、四位数字表示焊接电 流种类及药皮类型。如E4301、E5015、E5016等(见下图）。
金属工艺学各章节习题、测试题(含答案)
第一部分章节习题第一章金属的力学性能一、填空题1、金属工艺学是研究工程上常用材料性能和___________的一门综合性的技术基础课。
2、金属材料的性能可分为两大类:一类叫_____________,反映材料在使用过程中表现出来的特性,另一类叫__________,反映材料在加工过程中表现出来的特性。
3、金属在力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及力—应变关系的性能,叫做金属________。
4、金属抵抗永久变形和断裂的能力称为强度,常用的强度判断依据是__________、___________等。
5、断裂前金属发生不可逆永久变形的能力成为塑性,常用的塑性判断依据是________和_________。
6、常用的硬度表示方法有__________、___________和维氏硬度。
二、单项选择题7、下列不是金属力学性能的是()A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能8、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的()A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性9、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为()A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度10、拉伸实验中,试样所受的力为()A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力11、属于材料物理性能的是()A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性12、常用的塑性判断依据是()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13、工程上所用的材料,一般要求其屈强比()A、越大越好B、越小越好C、大些,但不可过大D、小些,但不可过小14、工程上一般规定,塑性材料的δ为()A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%15、适于测试硬质合金、表面淬火刚及薄片金属的硬度的测试方法是()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都可以16、不宜用于成品与表面薄层硬度测试方法()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上方法都不宜17、用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试()A、布氏硬度B、洛氏硬度C、维氏硬度D、以上都可以18、金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而()A、变好B、变差C、无影响D、难以判断19、判断韧性的依据是()A、强度和塑性B、冲击韧度和塑性C、冲击韧度和多冲抗力D、冲击韧度和强度20、金属疲劳的判断依据是()A、强度B、塑性C、抗拉强度D、疲劳强度21、材料的冲击韧度越大,其韧性就()A、越好B、越差C、无影响D、难以确定三、简答题22、什么叫金属的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?23、什么是疲劳断裂?如何提高零件的疲劳强度?四、计算题24、测定某种钢的力学性能时,已知试棒的直径是10mm,其标距长度是直径的五倍,Fb=33.81KN,Fs=20.68KN,拉断后的标距长度是65mm。
金属工艺学ppt课件
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
不合理
合理
第二节铸件构造与合金铸造性能的关系
铸件构造设计
防止铸造缺陷的合理构造
铸件的各壁之间应 均匀过渡，两个非 加工外表所构成的 内角应设计成圆角
第二节 金属型铸造
• 二、金属型的铸造工艺 • 1. 必需喷刷涂料；衬料和外表涂料 • 2. 金属型应坚持一定的任务温度；铸铁件250-350，非
铁金属件ห้องสมุดไป่ตู้00-250度。减缓激冷。 • 3. 适宜的出型时间；尽早出型，小型铸铁件10-60s，铸
件温度约780-950度。 • 三、金属型铸造的特点和适用范围 • 优点：一型多铸，便于实现机械化和自动化消费，可大
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
合理设计凸台和防 止侧壁具有防碍拔 模的部分凹陷构造
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理 确定构造斜度
不合理
合理
第一节铸件构造与铸件工艺的关系
铸件构造设计
简化工艺过程的合理构造
设计铸件应合理确定 构造斜度
不合理
大提高消费率。同时铸件的精度和外表质量比砂型铸造 显著提高。组织致密，力学性能得到显著提高。 • 缺陷：金属型的本钱高，消费周期长。同时铸造工艺要 求严厉，容易出现缺陷，灰铸铁件又难以防止白口缺陷 。 • 主要用于铜、铝合金铸件的大批量消费。如铝活塞、气 缸盖、油泵壳体、铜瓦等。
第三节 压力铸造
• 描画:是在高压下〔比压约为5-150MPa〕将液态 或半液态合金快速地(0.01-0.2s)压入金属铸型中 ，并在压力下凝固，以获得铸件的方法。
金属工艺学电子教学教案——第四章 钢的热处理02(高教版 王英杰主编)
第四节淬火教学重点与难点1．重点淬火、回火2．难点淬透性和淬硬性教学方法与手段1．利用挂图等教具。
2．举生活中应用淬火与回火的现象，分析原理与应用，触类旁通。
教学组织1.复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容♦钢的淬火是指工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。
♦临界冷却速度是指获得马氏体的最低冷却速度。
♦马氏体是碳或合金元素在α-Fe中的过饱和固溶体，是单相亚稳组织，硬度较高，用符号M表示。
马氏体的硬度主要取决于马氏体中碳的质量分数。
马氏体中由于溶入过多的碳原子，从而使α-Fe晶格发生畸变，增加其塑性变形抗力，故马氏体中碳的质量分数越高，其硬度也越高。
一、淬火(一)淬火的目的淬火的目的主要是使钢件得到马氏体(和贝氏体)组织，提高钢的硬度和强度，与适当的回火工艺相配合，更好地发挥钢材的性能潜力。
(二)淬火工艺1．淬火加热温度的确定亚共析钢淬火加热温度为Ac以上30℃～50℃。
3以上30℃～50℃。
共析钢和过共析钢淬火加热温度为Ac12．淬火介质常用的淬火冷却介质有油、水、盐水、硝盐浴和空气等。
3．淬火方法(1)单液淬火。
♦将已奥氏体化的钢件在一种淬火介质中冷却的方法。
例如，低碳钢和中碳钢在水中淬火，合金钢在油中淬火等。
单液淬火方法主要应用于形状简单的钢件。
(2)双液淬火。
♦将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质中，在组织即将发生马氏体转变时立即转入冷却能力弱的介质中冷却的方法，称为双液淬火。
例如，先在水中冷却后在油中冷却的双液淬火。
双液淬火主要适用于中等复杂形状的高碳钢工件和较大尺寸的合金钢工件。
(3)马氏体分级淬火♦工件加热奥氏体化浸入温度稍高于或稍低于Ms点的盐浴或碱浴中，保持适当时间，在工件整体达到冷却介质温度后取出空冷以获得马氏体组织的淬火方法，称为马氏体分级淬火。
马氏体分级淬火能够减小工件中的热应力，并缓和相变过程中产生的组织应力，减少淬火变形。
金属工艺学 下册(第六版) 邓文英 宋力宏 课后题答案
解： h = dw dm 86 80 3mm
2
2
tm
d w
(lw l1 l2 ) h vc f ap
PE=4.5kW，试问电动机功率是否足够？ 解：查表 1-2 kc=1962Mpa Fc Kc ap f 1962 4 0.3 2354.4N Pm 103 Fc vc 103 2354.4 100 60 3.924kw P PE 4.5 0.75 3.375kw Pm 答经上述计算电机功率是不足的。
43.49r/min
（2）根据图 2－30 所示的传动系统图，试列出其传动链，并求：1、主轴Ⅴ有几 级转速？2、主轴Ⅴ的最高转速和最低转速各为多少？
解：传动链：电动机（1440r/min）－
34
48
41
－Ⅰ－
－Ⅱ－
41
22
－Ⅲ－
－
60
28
（9）假设题（8）的其他条件不变，仅工件材料换成灰铸铁 HT200（退火，170HBS） 或铝合金 LY12（淬火及时效，107HBS），试计算这种情况下的切削力 Fc 和 切削功率 Pm。它们与加工 45 刚时相比有何不同？为什么？
解：查表 1-2 灰铸铁 HT200（退火，170HBS）kc1=1118Mpa；铝合金 LY12（淬火及 时效，107HBS）kc2=834Mpa
（3）在一般情况下，K 类硬质合金适于加工铸铁件，P 类硬质合金适于加工钢件。 但在粗加工铸钢件毛坯时，却要选用牌号为 K20 的硬质合金，为什么？
金属工艺学第4章
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第四节 退火与正火
• （３）去应力退火 • 去应力退火又称低温退火，其目的是为了消除由于塑性变形、焊接、
机械加工、铸造等原因所造成的残余应力。 • 去应力退火的工艺一般是将钢加热到Ａｃ１以下某一温度，保温一定
• １.奥氏体晶粒大小及对钢性能的影响 • 奥氏体晶粒的大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。钢在加热时
获得的奥氏体晶粒大小直接影响到冷却后转变产物的晶粒大小和力学 性能。
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第二节 钢在加热时的组织转变
• 加热时获得的奥氏体晶粒细小，则冷却后转变产物的晶粒也细小，其 强度、塑性和韧性较好；反之，粗大的奥氏体晶粒冷却后转变产物也 粗大，其强度、塑性较差，特别是冲击韧性显著降低。表示奥氏体晶 粒大小的是晶粒度，工程上将奥氏体标准晶粒度分为００，０，１， ２，…，１０等级，１～４级为粗晶粒，５～８级为细晶粒，超过８ 级为超细晶粒。
奥氏体晶核，这是因为相界面处成分不均匀，原子排列紊乱，晶格畸 变大，具有能为产生奥氏体晶核提供成分和结构等两方面的有利条件 。 • ２.奥氏体晶核的长大 • 奥氏体晶核形成后，依靠铁素体的晶格改组和渗碳体的不断溶解，奥 氏体晶核不断向铁素体和渗碳体两个方向长大。与此同时，新的奥氏 体晶核也不断形成并随之长大，直至铁素体全部转变为奥氏体为止。
渐长大，温度越高，晶粒长大越明显；在一定温度下，保温时间越长 ，奥氏体晶粒就越粗大。因此，热处理加热时要合理选择加热温度和 保温时间，以保证获得细小均匀的奥氏体组织。 • （２）钢的成分 • 随着奥氏体中碳含量的增加，晶粒的长大倾向也增加；若碳以未溶碳 化物的形式存在时，则有阻碍晶粒长大的作用。
金属工艺学_课后习题参考答案
第一章（p11）1.什么是应力？什么是应变？答：应力是试样单位横截面的拉力；应变是试样在应力作用下单位长度的伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最大载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。
缩颈发生在拉伸曲线上bk段。
不是，塑性变形在产生缩颈现象前就已经发生，如果没有出现缩颈现象也不表示没有出现塑性变形。
4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采用哪种方法检查其硬度？库存钢材硬质合金刀头锻件台虎钳钳口洛氏硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较大，不适于成品检验。
布氏硬度法测试值较稳定，准确度较洛氏法高。
；迅速，因压痕小，不损伤零件，可用于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
硬质合金刀头，台虎钳钳口用洛氏硬度法检验。
库存钢材和锻件用布氏硬度法检验。
5.下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么?σb抗拉强度它是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力.σs屈服点它是指拉伸试样产生屈服时的应力。
σ2.0规定残余拉伸强度σ1-疲劳强度它是指金属材料在应力可经受无数次应力循环不发生疲劳断裂，此应力称为材料的疲劳强度。
σ应力它指试样单位横截面的拉力。
a K冲击韧度它是指金属材料断裂前吸收的变形能量的能力韧性。
HRC 洛氏硬度它是指将金刚石圆锥体施以100N的初始压力，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。
以残余压痕深度计算其硬度值。
HBS 布氏硬度它是指用钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的金属的布氏硬度。
HBW 布氏硬度它是指以硬质合金球为压头的新型布氏度计。
第二章（p23）(1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。
理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。
（2）金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？答：金属的晶粒粗细对其力学性能有很大影响。
金属工艺学第4篇PPT课件
3
§1.2 焊接接头金属组织与性能的变化
焊接接头 一、焊缝区
焊接接头的中心部分──焊缝区 紧接焊缝的母材──热影响区
在焊接过程中，焊缝受到一次冶金的过程。
二、热影响区
焊缝两侧因焊接热作用而发生组织性能变化的区域，热 影响区各点相当于受到一次不规范的热处理。
1.熔合区 2.过热区
性能最差
3.正火区
4.部分相变区
采用直流正接法：用于焊接低合金钢、不锈钢、耐热钢、钛 合金等。
采用交流电源： 用于焊接铝、镁合金。
保护效果最好，但氩气成本高。主要用于焊接易氧化的有色 金属，稀有金属，高强度合金钢及一些特殊性能的合金钢。
② 可制造双金属结构 ③ 焊接时局部加热，而产生焊接残余应力和焊接变形。 ④ 焊接缺陷的隐避性，易导致焊接结构的意外破坏。
-
2
第1章 电弧焊
§1.1 焊接电弧 一、概念
二、产生焊与接存电在弧的是条在件电极与工件间的气体介质中长时间而有
1. 2.
气力体的电放离电现象，即在局部气体介质中有大量电子流通 阴过极的发导射电电现子象（。电源）
2.电弧受到保护气流压缩，热量集中，焊接速度快；熔池小， 溶池深，热影响区窄；焊后变形小，适于薄件及有色件。 3.焊缝表面无渣，可以节约大量清渣时间。 4.适于全位置焊接，并有利于焊接过程自动化。 5.气体保护焊设备较复杂，焊接时，容易受气流干扰。
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14
二、种类 1.氩弧焊
不熔化极氩弧焊（钨极氩弧焊) 熔化极氩弧焊
4.其它
焊接不锈钢或耐热钢等有特 殊性能要求的钢材，应选用 相应的专用焊条，以保证焊 缝金属的主要化学成分与性 能和母材相同。
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第二章 其他常用焊接方法
金属工艺学作业参考答案
金属工艺学作业参考答案1. 金属工艺学作业参考答案第一篇第1章1、什么是应力,什么是应变,2. 答:应力:单位面积上所受的力。
第一篇应变:单位长度上的变形量。
3. 缩颈是如何产生的,4. 缩颈发生在拉伸曲线上哪个线段,如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样没发生塑性变形,5. 答:拉伸试验中，当载荷增大到b点后，试件上某部分开始变细，这就是“缩颈”，发生在bk阶段。
如果没有出现缩颈现象，不表示没有发生塑性变形，因为当拉力超过s点后，已经发生了塑性变形。
6. 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点,下列材料或者零件通常采用哪种方法检查其硬度,7. 答:布氏硬度法测试的数值比较稳定，准确度较洛氏高，缺点，痕迹较大，不适于测成品比较薄的工件。
洛氏硬度测试简便、迅捷、压痕小、不损伤零件，可用于成品，厚薄零件都可以用。
特点是数值，重复性差，需在不同部位测量，取平均值。
8. 库存钢材——用布氏硬度法测量硬质合金刀口——用洛氏硬度法测量9. 锻件——用布氏硬度法测量台虎钳钳口——用洛氏硬度法测量 10. 5、下列各符号所表示的力学性能指标名称和含义名称是什么, 11. δ—抗拉强度δs—屈服强度δ—设有明显塑性变形现象的金属b0.2材料的屈服点δ—疲劳强度δ—伸长率 a—冲击韧性 HRC—,-1洛氏硬度 HBS—淬火刚球为压头的布氏硬度 HBW—硬质合金为压头的布氏硬度12. 第2章13. 什么是“过冷现象”,过冷度指什么,14. 答:液态合金的实际结晶温度低于理论结晶温度的这种现象称为“过冷”;理论结晶温度与实际结晶温度之差称为“过冷度”。
15. 2(金属晶粒粗细对其力学性能有什么影响,细化晶粒的途径有哪些, 16. 答:金属晶粒越细，强度，硬度越高，塑性和韧性越好，细化晶粒的主要途径，在结晶时，提高冷却速度，或加入变质剂增加结晶晶核，固态时，可采用正火或塑性加工使晶粒破碎达到细化晶粒的目的。
17. 什么是同素异晶转变,室温和1100?时的纯铁晶格有何不同, 18. 答:固态金属的晶格随温度的改变而改变，称同素异晶转变。
金属工艺学4
3 晶体的生长形态 （1）液固界面前沿温度分布 ） 正温度梯度温度分布 正温度梯度温度分布: 温度分布 液相温度随至界面距离增 加而提高。 加而提高。——靠近模壁处 靠近模壁处 负温度梯度温度分布 负温度梯度温度分布: 温度分布 液相温度随至界面距离增 加而降低。 加而降低。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2） 晶体的生长形态 ） (一) 正温度梯度下 一 光滑界面: 易于形成具有规则形状的晶体。 光滑界面 易于形成具有规则形状的晶体。
工业上常用的方法： 工业上常用的方法： （1）增加过冷度 ） 过冷度增大， 、 过冷度增大，N、G 均增大， 均增大，但N提高的 提高的 幅度远高于G 幅度远高于 ——增加过冷度 增加过冷度 —— 加大冷却速度
（2）变质处理 ） 添加固相微粒或表面——非均匀形核 添加固相微粒或表面 非均匀形核 变质处理定义 定义： 变质处理定义：在浇注前往液体中加入 变质剂(孕育剂 孕育剂)， 变质剂 孕育剂 ，促进形成大量的非均匀晶 该工艺称为~。 核，该工艺称为 。 孕育剂选择原则： 孕育剂选择原则： 点阵匹配： 结构相似、尺寸相当。 Ⅰ 点阵匹配：即结构相似、尺寸相当。 Ⅱ 孕育剂熔点远高于金属本身
液态合金在冷凝过程中，若其液态收缩和凝固收缩所缩 减的容积得不到补充，则在铸件最后凝固的部位形成一些 孔洞 。大而集中的称为缩孔，细小而分散的称为缩松。 1)缩孔和缩松的形成
一. 缩孔与缩松的形成机 理
电子显微镜下看到的 非金属夹杂物颗粒举例
(形状不确定)
二 晶核的长大 1 液固界面类型 光滑界面 粗糙界面 ┗ 为原子尺度 当显微观察时， 当显微观察时， 恰好相反
小平面界面 非小平面界面
光滑界面: 光滑界面 液固界面截然分开
粗糙界面: 粗糙界面 液固界面犬牙交错 液固界面犬牙交错
【精品课件】金属工艺学(下册)
精车选M10；半精车用M20；粗车时可用M30。
3）K类（红色） 相当于旧牌号TG类硬质合金。 适宜加工短切屑的金属或非金属材料，如淬硬钢、 铸铁、铜铝合金、塑料等，其代号有K01、K10、K20、 K30、K40等，数字大，耐磨性降而韧性大。如车削时： 精车选K01；半精车K10、K20；粗车用K30。 3.新型刀具材料 （1）涂层刀具材料 是指通过气相沉积或其他技术方法，在硬质合金或高 速钢的基体上涂覆一薄层高硬耐磨的难熔金属或非金属 化合物而构成的。
刀具寿命比硬质合金高几十至三百倍，宜精细加工。 立方氮化硼（CBN）的显微硬度达8000～9000HV，仅次 于天然金刚石（10000HV），耐磨性很好，其耐热性达 1500oC，且与铁族材料亲和作用小。
适于加工高硬、难切材料。 注意刀具材料的使用性能，工艺性能和价格不同，各种 切削加工条件对刀具要求也各异，应综合考虑，合理地 选用刀具材料。
（二）刀具角度参考系
刀具角度是确定车刀各部分几何形状的重要参数，用
于定义和规定刀具角度的各基准坐标平面称为参考系。
参考系有两类：
一类称为刀具静止参考系，又称标注参考系，
它是刀具设计时标注、刃磨和测量的基准，用此定义 的刀具角度称刀具标注角度；
金属工艺学—铁碳相图
第四章铁碳相图（一）教学内容铁碳合金基本组织铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体的定义、表示符号、晶体结构、显微组织特征、形成条件及性能特点。
铁碳合金状态图的构成、状态图中特性点、线的含义。
典型合金的结晶过程分析及其组织，室温下不同区域的组织组成相。
碳含量对铁碳合金组织和性能的影响。
铁碳合金状态图的实际应用。
锰、硅、硫、磷等常存杂质元素对钢性能的影响。
碳铁的分类、牌号、性能和用途。
（二）教学目的与要求本章阐述了铁碳合金的基本组织，铁碳合金状态图，碳钢的分类、牌号和用途。
要求牢固掌握铁碳合金的基本组织(铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体)的定义、结构、形成条件和性能特点。
牢固掌握简化的铁碳合金状态图；熟练分析不同成分的铁碳合金的结晶过程；掌握铁碳合金状态图各相区的组织及性能，以及铁碳合金状态图的实际应用。
掌握碳钢中常存元素对碳钢性能的影响；基本掌握碳钢的分类、牌号、性能和用途。
（三）重点、难点本章是金属工艺学的重点章节。
建议开出铁碳合金平衡组织的金相观察实验，结合课堂授课，作重分析铁碳合金的基本组织及其室温下不同成分铁碳合金的组织特征。
在课堂讲授的基础上，开展课堂讨论，练习绘制铁碳合金状态图，对不同成分的合金结晶过程进行分析。
(四)考核知识点与考核要求1．铁碳合金的基本相（领会，记忆相结构，并能认识其显微组织）2．铁碳相图分析（领会，各特性点，特性线的含义，记忆相组分，并能认识钢的纤维组织）3．铁碳合金的分类及结晶过程分析（领会：铁碳合金的分类，对典型合金能进行结晶过程分析）4．钢的成分、组织与性能之间的关系（领会，能根据碳的质量分数分析常用碳钢的组织与性能, 能根据碳的质量分数分析常用碳钢的组织和性能。
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金属工艺学电子教学教案——第四章钢的热处理03(高教版王英杰主编).doc
第六节钢的表面热处理与化学热处理教学重点与难点1・重点表面淬火与化学热处理2 •难点渗碳与渗氮教学方法与手段1.利用挂图等教具。
2.列举生活与生产中应用表面淬火与化学热处理、渗碳与渗氮工艺的实例，分析原理与应用，以点带面，触类旁通。
教学组织1 •复习提问10分钟2.讲解75分钟3.小结5分钟教学内容的表面热处理♦表面热处理是为改变工件表面的组织和性能，仅对其表面进行热处理的工艺。
其中表面淬火是最常用的表面热处理。
♦表面淬火是指仅对工件表层进行淬火的工艺。
其目的是使工件表面获得高硬度和耐磨性，而心部保持较好的塑性和韧性。
依加热方法的不同，表面淬火方法主耍有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、屯接触加热表面淬火及屯解液加热表面淬火等。
(一)感应加热表面淬火利用感应电流通过工件所产生的热效应，使工件表而、局部或整体加热并进行快速冷却的淬火工艺称为感应加热淬火。
1.感应加热基木原理依靠感应电流的热效应，使工件表层在几秒钟内快速加热到淬火温度，然后迅速冷却，淬帔工件表面层，这就是感应加热表面淬火的基本原理。
2.感应加热表面淬火的特点(1)加热时间短，工件基本无氧化、脱碳，且变形小。
奥氏休晶粒细小，淬火后获得细小马氏体组织，使工件表层比一般淬火駛度高2〜3HRC,且脆性较低。
工件表面淬火后，在淬硬的表面层中存在较大的残余压应力，因此，提高了工件的疲劳强度。
(2)加热速度快，热效率高，生产率高，易实现机械化、口动化，适于大批量生产。
(3)感应加热设备投资大，维修调试比较困难。
3 •感应加热表而淬火的应用感应加热表面淬火主要用于中碳钢和中碳合金钢制造的工件，如40钢、45 钢、400、40MnB 等。
生产上通过选择不同的电流频率来达到满足不同要求的淬硬层深度。
根据电流频率不同，感应加热淬火分为三类：高频感应加热表面淬火、中频感应加热表面淬火和工频感应加热表面淬火。
感应加热表而淬火后，需要进行低温回火。
感应加热表面淬火零件的工艺路线一般如下：毛坯锻造(或轧材下料)一退火或正火一粗加工一调质一精加工一感应加热表而淬火一低温回火一磨削加工。
金属工艺学习题答案
第二篇 铸 造
第一章 铸造工艺基础
第二篇 铸 造
第一章 铸造工艺基础
见教材 P48
（5）缩孔和缩松有何不同？为何缩孔比缩松较容易防止？
答：缩孔：呈倒圆锥形，内腔粗糙，是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的 孔洞。 缩松：呈小圆柱形，内腔光滑，分散在铸件某区域的细小缩孔。
邓文英等 金属工艺学
目 录
第 一 篇 金属材料的基本知识 ......................................................................................... 2
第一章 金属材料的主要性能 ................................................................................... 2
第 2 页 共 30 页
邓文英等 金属工艺学
（3）对于具有力学性能要求的零件，为什么在零件图上通常仅标注其硬度要求，而 极少标注其他力学性能要求？
答：①在零件图上，除了用视图表达出零件的结构形状和用尺寸标明零件的各组成 部分的大小及位置关系外，通常还标注有相关的技术要求。
②零件图上的技术要求一般有以下几个方面的内容：零件的极限与配合要求；零件 的几何公差；零件上各表面的粗糙度；对零件材料的要求和说明；零件的热处理、表面 处理和表面修饰的说明；零件的特殊加工、检查、试验及其它必要的说明；零件上某些 结构的统一要求，如圆角、倒角尺寸等。
第 1 页 共 30 页
第一篇 金属材料的基本知识
第一章 金属材料的主要性能
第 一 篇 金属材料的基本知识 第一章 金属材料的主要性能
金属工艺学_课后习题参考答案
⾦属⼯艺学_课后习题参考答案第⼀章（p11）1.什么是应⼒？什么是应变？答：应⼒是试样单位横截⾯的拉⼒；应变是试样在应⼒作⽤下单位长度的伸长量2．缩颈现象在拉伸实验中当载荷超过拉断前所承受的最⼤载荷时，试样上有部分开始变细，出现了“缩颈”。
缩颈发⽣在拉伸曲线上bk段。
不是，塑性变形在产⽣缩颈现象前就已经发⽣，如果没有出现缩颈现象也不表⽰没有出现塑性变形。
4.布⽒硬度法和洛⽒硬度法各有什么优缺点？下列材料或零件通常采⽤哪种⽅法检查其硬度？库存钢材硬质合⾦⼑头锻件台虎钳钳⼝洛⽒硬度法测试简便，缺点是测量费时，且压痕较⼤，不适于成品检验。
布⽒硬度法测试值较稳定，准确度较洛⽒法⾼。
；迅速，因压痕⼩，不损伤零件，可⽤于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
硬质合⾦⼑头，台虎钳钳⼝⽤洛⽒硬度法检验。
库存钢材和锻件⽤布⽒硬度法检验。
5.下列符号所表⽰的⼒学性能指标名称和含义是什么?σb抗拉强度它是指⾦属材料在拉断前所能承受的最⼤应⼒.σs屈服点它是指拉伸试样产⽣屈服时的应⼒。
σ2.0规定残余拉伸强度σ1-疲劳强度它是指⾦属材料在应⼒可经受⽆数次应⼒循环不发⽣疲劳断裂，此应⼒称为材料的疲劳强度。
σ应⼒它指试样单位横截⾯的拉⼒。
a K冲击韧度它是指⾦属材料断裂前吸收的变形能量的能⼒韧性。
HRC 洛⽒硬度它是指将⾦刚⽯圆锥体施以100N的初始压⼒，使得压头与试样始终保持紧密接触，然后，向压头施加主载荷，保持数秒后卸除主载荷。
以残余压痕深度计算其硬度值。
HBS 布⽒硬度它是指⽤钢球直径为10mm，载荷为3000N为压头测试出的⾦属的布⽒硬度。
HBW 布⽒硬度它是指以硬质合⾦球为压头的新型布⽒度计。
第⼆章（p23）(1)什么是“过冷现象”?过冷度指什么？答：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度），这种线性称为“过冷”。
理论结晶温度与实际结晶温度之差，称为过冷度。
（2）⾦属的晶粒粗细对其⼒学性能有什么影响？细化晶粒的途径有哪些？答：⾦属的晶粒粗细对其⼒学性能有很⼤影响。
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一、研磨
1.加工原理 在研具与工件之间置以研磨剂，对工件表面进行精整加 工的方法。尺寸公差等级可达IT5～IT3，Ra值可达 0.1～0.008 m 。 原理：研具与工件表面之问作复杂的相对运动，通过研磨 剂的机械及化学作用，从工件表面上切除一层材料，从而 达到很高的精度和很小的粗糙度。
研具材料：可以用铸铁、软钢、黄铜、塑料或硬木制造，
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二、珩磨
1．加工原理： 珩磨是利用带有油石的珩
磨头对孔进行精整加工的方 法。
右图所示为珩磨加工示意图
尺寸公差 等级可达IT6～IT4，Ra值可达
0.2～0.025 m 。
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右图所示为一种结构较简单的珩磨头。
珩磨液的作用： 可以及时地排出切屑和切削热， 降低切削温度和减小表面粗糙度。 珩磨铸铁和钢件： 通常用煤油加少量(10％～20％)机油或 锭子油(用于高速锭子润滑的低粘度润滑油) 作珩磨液； 珩磨青铜等脆性材料：可以用水剂珩磨液。
在一定压力下对工件表面进行光整加工的方法。 光磨液(一般为煤油加锭子油）： （1）冷却、润滑及清除切屑 （2）形成油膜，以便自动终止切削作用
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2．超级光磨的特点及应用
超级光磨具有如下特点： (1)设备简单，操作方便 (2)加工余量极小 (3)生产率较高 (4)表面质量好 超级光磨的应用很广泛： 汽车和内燃机零件、轴承、精密量具等小粗糙度表面 ； 不仅能加工轴类零件的外圆柱面，还能加工圆锥面、孔、 平面和球面等。
但最常用的是铸铁研具。
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一、研磨
1．研磨的种类
① 湿研 将液状研磨剂涂敷或连续加注于研具表面，使磨料
(W14～W5)在工件与研具间不断地滑动与滚动，从而实 现对工件的切削。湿研应用较多。 ② 干研
将磨料(W3.5～W0.5)均匀地压嵌在研具表层上，研磨 时需在研具表面涂以少量的润滑剂。干研多用于精研。
常用：金刚石、刚玉、碳化硅等
氧化铝（刚玉）：白色透明，外形呈多角状；粗抛光和精抛光
碳化硅（金刚砂）：绿色，颗粒较粗；用于磨光和粗抛
金刚石: 颗粒尖锐、锋利，磨削作用佳，寿命长，变形层少；适用于各种材料
的粗、精抛光。
粒度：粗研时为240＃～W20，精研时为W20以下。
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磨粒与微粉
• 粒度指磨料颗料的大小。粒度分磨粒与 微粉两组。磨粒用筛选法分类，它的粒
度号以筛网上一英寸长度内的孔眼数来 表示。例如 60 # 粒度的的磨粒，说明能 通过每英寸长有 60 个孔眼的筛网，而 不能通过每英寸 70 个孔眼的筛网。微 粉用显微测量法分类，它的粒度号以磨 料的实际尺寸来表示（ W ）。
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一、研磨
研磨液：冷却和润滑作用，并使磨粒较均匀地分布在研具表面。 常用：煤油、汽油、机油等
但珩磨则主要用于孔的精整加工。
从所用工具和设备来看：
抛光最简单，研磨和超级光磨稍复杂，而珩磨则较为复杂。
金属工艺学（下册） 第四章 精密加工和特种加工简介
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第一节 精整和光整加工
精整加工是指在精加工之后从工件上切除很薄的材 料层，以提高工件精度和减小表面粗糙度为目的的 加工方法，如研磨和珩磨等。
光整加工是指不切除或从工件上切除极薄材料 层，以减小工件表面粗糙度为目的的加工方法， 如超级光磨（有的资料称超精加工）和抛光等。
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四、抛光
1．加工原理
在高速旋转的抛光轮上涂以磨膏，对工件表面 进行精整加工的方法。
抛光轮：一般用毛毡、橡胶、皮革、布或压制纸板做成； 磨 膏：由磨料(氧化铬、氧化铁等)和油酸、软脂等配制而成。
抛光过程：
抛光时，将工件压于高速旋转的抛光轮上，在磨膏介质的作用下， 金属表面产生的一层极薄的软膜，可以用比工件材料软的磨料切除， 而不会在工件表面留下划痕。加之高速摩擦，使工件表面出现高温， 表层材料被挤压而发生塑性流动，从而可以填平表面原来的微观不平， 获得很光亮的表面(呈镜面状)。
辅助填料：使金属表面产生极薄的、较软的化合物薄膜，以 便工件表面凸峰容易被磨粒切除，提高研磨效率和表面质 量． 常用：硬脂酸、油酸等化学活性物质。
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研磨方法：手工研磨和机械研磨。
手工研磨： 由工人手持研具或工件进行研磨，例如研磨外圆面。
机械研磨：在研磨机上进行。
右图所示为其工作示意图。
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2．抛光特点及应用
抛光具有如下特点： (1)方法简便而经济 (2)容易对曲面进行加工 (3)仅能减小表面粗糙度值而不能保持或提高原加工精度 (4)劳动条件较差
应用： 抛光主要用于零件表面的装饰加工，或者用于消除前道工序 的加工痕迹，以提高零件的疲劳强度，而不是以提高精度为目的。
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综述：
研磨、珩磨、超级光磨和抛光所起的作用是不同的。
抛光仅能提高工件表面的光亮程度，而对工件表面粗糙度的改善并无益处。
超级光磨仅能减小工件的表面粗糙度．而不能提高其尺寸和形状精度。
研磨和珩磨则不但可以减小工件表面的粗糙度，也可以在一定程度上提高
其尺寸和形状精度。
从应用范围来看：
研磨、珩磨、超级光磨和抛光都可以用来加工各种各样的表面，
③ 半干研 所用研磨剂为糊状的研磨膏，粗、精研均可采用。
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一、研磨
1) 研具材料
• 铸铁：研磨淬硬和不淬硬的钢件 及铸铁件。
• 黄铜：研磨各种软金属。
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一、研磨
研磨剂由磨料、研磨液和辅助填料等混合而成， 有液态、膏状和固态三种
磨料起机械切削作用，由游离分散的磨粒作自由滑动、滚动和冲击来完成的。
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2．珩磨的特点和应用
特点： 应用：
(1)生产率较高 (2)精度高
(3)珩磨表而耐磨损 (4)珩磨头结构较复杂
主要用于孔的精整加工，加工范围广，可以加工深孔。 还可以加工外圆、平面、球面、齿面等。 对于某些特殊孔，珩磨是典型的精整加工方法。
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三、超级光磨
1．加工原理： 超级光磨是用装有细磨粒、低硬度油石的磨头，
2．研磨的特点及应用
研磨具有以下特点：
1.加工简单，不需复杂设备；
2.可以达到高的尺寸精度、形状精度和小的表面粗糙度，
但不能提高工件各表面间的位置精度；
3.生产率较低，加工余量一般不超过0.01～0.03mm；
4.研磨剂易于飞溅，污染环境。
应用：
用于常见表面的精整加工；
作为精密零件的最终加工。
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