机械制造基础期末复习资料(精修版)

材料1.什么叫合金？他们各自常用的判别指标有哪些？了解拉伸曲线，常见力学性能指标的名称及含义？所谓合金，就是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素融合在一起形成具有金属特性的物质。

金属材料的力学性能有哪些指标？主要指标有强度，塑性，硬度，冲击韧度等。

什么叫强度（塑性、韧性、硬度）？（1）所谓强度,是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力.（2）金属发生塑性变形但不破坏的能力称为塑性.（3）硬度是衡量金属材料软硬程度的指标,是指金属抵抗局部弹性变形,塑性变形,压痕或划痕的能力.（4）金属材料在冲击载荷的作用下,抵抗破坏的能力称为冲击韧度.他们各自常用的判别指标有哪些？强度的判别指标有1,在弹性变形范围内的最大载荷F,2,,最小屈服载荷Fs,3，最大载荷Fb. 塑性的判别指标有伸长率，断面收缩率。

硬度的判别指标有布氏硬度HBW，洛氏硬度HRC，维氏硬度HV。

冲击韧度的判别指标有冲击韧度值。

2.什么叫结晶？一切物质从液态到固态的转变过程，统称为凝固。

若凝固后的固态物质是晶体，则这种凝固过程又称为结晶。

什么叫过冷现象？在实际生产中，金属的实际结晶温度T1总是低于理论结晶温度T0，这种现象称为过冷现象。

理论结晶温度与实际结晶温度的差值，称为过冷度，用ΔT表示，即ΔT = T0 - T1。

常见金属的晶格结构有哪些？1），体心立方晶格。

2），面心立方晶格。

3），密排六方晶格。

什么叫同素异构转变？（纯铁的冷却（同素异构转变）曲线）？金属在在固态下随温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的变化，称为金属的同素异构转变。

3、什么叫钢的热处理？钢的热处理是指钢在固态下，采用适当方式进行加热，保温和冷却，以改变钢的内部组织结构，从而获得所需性能的一种工艺方法。

热处理可分为哪些种类？普通热处理：退火、正火、淬火、回火。

表面热处理：表面淬火：感应淬火、火焰淬火、激光淬火、接触电阻加热淬火化学热处理：渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属. 退火（概念：将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺称为退火。

特点：缓慢冷却分类及常用钢类：完全退火（亚共析成分的碳钢和合金钢）、等温退火（合金钢和大型碳钢）、球化退火（共析、过恭喜碳钢及合金工业钢）、均匀退火（高合金钢）、去应力退火。

）正火（概念：正火是将钢加热到Ac3或者Accm以及30~500C,保温适当的时间后，在静止的空气中冷却的热处理工艺。

特点：冷却速得稍快，过冷度较大。

）淬火（概念：将钢加热到Ac3或者Ac1以上某温度，保温一定时间，然后以适当速度冷却而获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。

目的：为了得到马氏体组织，再经回火，是刚得到需要的使用性能，以充分发挥材料的潜能）。

回火（概念：钢件淬火后，在加热到Ac1点一下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。

目的：1.获得共建所需要的性能，2.消除淬火冷却应力，降低钢的脆性。

3.稳定工件组织和尺寸。

）分类及常用钢类：低温回火（高碳钢）中温回火（各种弹性元件）高温回火（结构零件）调质：工业上常把淬火和高温回火相结合的热处理工艺称为“调质”表面热处理的目的？表面热处理是通过对工件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺,其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布，以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能常见的化学热处理有哪些？化学热处理方法有渗碳（有液体、固体、气体渗碳）、渗氮、碳氮共渗、渗金属、离子镀、化学气相沉积、TD处理、PQP处理等什么叫铸铁的石墨化？铸铁中石墨的形成过程称为石墨化过程。

铸铁组织形成的基本过程就是铸铁中石墨的形成过程影响石墨化因素有哪些？化学成分的影响，冷却速度的影响，铸铁的过热和高温静置的影响。

根据C在铸铁中的存在形式，铸铁常分为哪几类？根据C在铸铁中的存在形式，铸铁常分为：白口铸铁、灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁。

其中常见的灰口铸铁有哪几种？能够解释常见钢、铸铁的牌号？常见的有：灰铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁、可锻铸铁、合金铸铁。

铸铁的石墨化过程：铸铁组织中石墨的形成过程成为铸铁的石墨化过程。

石墨的存在形式：灰铸铁中石墨呈片状；球墨铸铁中的石墨呈球状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。

Q235-A F 普通碳素钢。

2)T8A 优质碳素工具钢T1碳素工具钢3)45 优质碳素钢40Cr合金结构钢4)H62焊条钢5)HT200灰口铸铁QT400-18 球墨铸铁6)W18Cr4V高速工具钢7)GCr15轴承钢能够画出铁碳相图，并能分析亚共析钢、共析钢、过共析钢结晶过程中的组织转变情况。

（一）上半部分图形—由液态变为固态的一次结晶（912℃以上）一）A点——纯铁的熔点；D点——渗碳体的熔点；E点——在1148℃时碳在γ-Fe中的最大溶解度，也是钢和铁的分界点，ωc ＜ 2.11％的铁碳合金属于钢，ωc ＞ 2.11％的铁碳合金属于生铁；C点——为共晶点。

具有C点成分 (ωc = 4.3％) 的液态合金，在恒温下(1148℃)将发生共晶转变，即从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体组成的机械混合物(共晶体)，称为莱氏体(Ld)。

其反应式为： LC Ld(AE+ Fe3C) 二）图中各线的分析： AC 线和CD 线——液相线。

ωc < 4.3％的液态合金冷却到AC线温度时开始结晶出奥氏体( A )；ωc > 4.3％的合金冷却到CD线温度时开始结晶出渗碳体，称为一次渗碳体，用Fe3CІ表示。

三）AECF线——固相线。

在此线以下，合金完成结晶，全部变为固体状态。

四）AE线是合金完成结晶，全部转变为奥氏体的温度线。

五）ECF 线叫共晶线，是一条水平恒温线。

液态合金冷却到共晶线温度(1148℃)时，将发生共晶转变而生成莱氏体 (Ld) 。

ωc = 2.11％～6.69％的铁碳合金结晶时均会发生共晶转变。

六）ES线——碳在奥氏体中的溶解度曲线，通常称为Acm线。

碳在奥氏体中的最大溶解度是E点(ωc = 2.11％)，随着温度的降低，碳在奥氏体中的溶解度减小，将由奥氏体中析出二次渗碳体，用Fe3CП表示。

（二）下半部分图形——固态下相变G点——为α-Fe 与γ-Fe 的同素异晶转变点，温度为912℃；P点——为在727℃时碳在α-Fe 中最大溶解度（wc = 0.0218％）;S点——为共析点。

具有S点成分 (wc = 0.77％) 的奥氏体在恒温下（727℃）将发生共析转变，即奥氏体同时生成铁素体和渗碳体片层相间的机械混合物(共析体)，称为珠光体 (P)。

其反应式为： AS FP + Fe3C珠光体的性能介于两组成相性能之间。

一般为：σb = 750～900MPa；δ = 20％～25％； Ak = 30～40J／cm2；硬度 180～280HBW。

图中各线分析： GS线——是奥氏体冷却时开始向铁素体转变的温度线，称为 A3 线； PSK线——叫共析线，称为A1线。

奥氏体冷却到共析线温度 (727℃) 时，将发生共析转变生成珠光体 (P)，ωc >0.0218％的铁碳合金均会发生共析转变； PQ线——是碳在铁素体中的溶解度曲线。

碳在铁素体中最大的溶解度是 P 点(ωc = 0.0218％)，随着温度的降低，溶解度将逐渐减少，室温时，铁素体中溶碳量几乎为零。

从727℃冷却到室温的过程中，铁素体内多余的碳将以渗碳体的形式析出，称为三次渗碳体，用Fe3CШ表示。

铁碳合金的基本组织有哪几种？铁素体奥氏体渗碳体什么叫固溶体？合金在由液态结晶为固态时，组元间慧互相溶解，形成一种在某一组元晶格中包含有其他组元的新组，这种新称为固液体主要分为哪几种固溶体？置换固液体间隙固液体。

铁碳合金中典型的固溶体、金属化合物、机械混合物有哪些？他们用什么符号表示？构成怎样？1）、铁素体：代表符号F，即碳在体心立方晶格"尔发"铁中形成的固溶体。

2）、奥氏体：代表符号A，即碳在面心立方晶格"伽马"铁中形成的固溶体。

3）、渗碳体：代表符号Cem，即碳与铁形成的化合物Fe3C。

铸造9、什么叫铸造？什么叫起模斜度，与结构斜度有何区别？浇注时浇注位置、分型面选择应注意哪些原则？铸造是指熔炼金属，制造铸型，并将熔融的金属浇入铸型，凝固后获得一定形状和性能的铸件的成形方法。

起模斜度是指为使模样容易从铸型中取出或型芯自芯盒脱出，平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度。

铸件的起模斜度是为方便起模而设定，其垂直于分型面，而加工后不一定存在；而结构斜度是为铸件的美观度和结构需要而做出的，没有方向性。

浇注位置的选择注意的原则：(1)铸件的重要表面应朝下(2)铸件上的大平面应尽可能朝下(3)铸件的薄壁部位应置于下部。

此外，若铸件需要补缩，还应将其厚大部分置于铸型上方，以便于设置冒口补缩；为了简化造型，浇注位置还应有利于下芯、合型和检验等。

分型面的选择应注意的原则：(1)便于起模(2)简化造型(3)尽量使铸件位于同一砂箱内。

此外，分型面的选择也应结合浇注位置综合考虑，尽可能使两者相适应，避免合型后翻动铸型，防止因翻动铸型引起的偏芯、砂眼、错型等缺陷。

10、什么叫金属的流动性？影响金属流动性的因素有哪些？流动性是指液态合金的流动能力。

化学成分是影响流动性的原因之一，同种类型的合金而成分不同时，其结晶特点也不同，流动性也不同。

合金的熔点、粘度、结晶潜热、比热容、热导率等也影响流动性。

11、铸件的凝固过程中，其断面一般分为哪三个区域？液态合金有哪些凝固方式？那些收缩阶段？固态收缩常用什么收缩率表示？什么叫缩孔和缩松？其产生根源是什么？缩孔和缩松常用什么凝固原则防止？定向凝固原则常用什么手段来实现？铸造应力产生的根源是什么？铸造热裂纹、冷裂纹各有何特征？1）铸件的凝固过程中分为固相区、凝固区、液相区。

有顺序凝固和同时凝固两种凝固方式；液态收缩、凝固收缩、和固态收缩三种收缩阶段；固态收缩一般用三个方向的线收缩率来表示。

2）液态合金在铸型内冷却凝固时，由于液态收缩和凝固收缩会产生体积减少，如果得不到合金液的补充，就会在铸件最后凝固的部位形成孔洞。

其中大而集中的空洞称为缩孔，细而分散的孔洞称为缩松。

随着冷却和凝固，内部液体因液态收缩和凝固收缩，体积减小，液面下降，铸件内出现了空隙。

如此继续，其结果是铸件内最后凝固的部分形成了缩孔；缩松实际上是分散在铸件上的小缩孔。

铸件首先从外层开始凝固，凝固前沿表面凹凸不平。

当两侧凹凸不平的凝固前沿在中心会聚时，剩余液体被分隔成许多小熔池。

最后，这些众多的小熔池在凝固收缩时，因得不到金属液的补充而形成缩松。

3）常用定向凝固的方式来防止；采用冒口、冷铁等，实现铸件定向凝固。

4）根源：铸件凝固后，在继续冷却的过程中，将开始固态收缩，若收缩受到阻碍，则会在铸件内部产生应力，称为铸造应力。