机械制造基础复习汇编

第一章金属材料的力学性能

1、力学性能的主要指标有：强度、塑性、硬度、冲击韧度等。

*强度：—金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。

*强度指标：（1）弹性极限σe（2）屈服点σs与屈服强度σ0.2（3）抗拉强度σb【判别金属材料强度高低的指标】

*塑性：金属发生塑性变形但不破坏的能力

*塑性指标：（1）伸长率δ（2）断面收缩率ψ

δ和ψ是材料的重要性能指标。它们的数值越大，材料的塑性就越好，故可以进行压力加工；普通铸铁的塑性差，因而不能进行压力加工，只能进行铸造。

2、硬度的表示方法。

*布氏硬度：用符号HBW表示，习惯上只写明硬度的数值而不标出单位。硬度符号HBW前面的数值为硬度值，符号后面的数值表示试验条件的指标，依次为球体直径、试验力大小及试验力保持时间（10～15 s时不标注）。【例：600HBW1/30/20表示用直径为1mm的硬质合金球，在294N 的试验力作用下保持20s，测得的布氏硬度值为600。】

*洛氏硬度：用符号HR表示。顶角为120°的金刚石圆锥或直径为1.588mm 的淬火钢球或硬质合金球作压头，用深度的大小来表示材料的洛氏硬度值，并规定每压入0.002mm为一个硬度单位。淬火钢球压头用于退火件、有色金属等较软材料的硬度测定；金刚石压头适用于淬火钢等较硬材料的硬度测定。当材料的硬度较高或试样过小时，需要用洛氏硬度计进行硬度测试。

*维氏印度:用符号HV表示。压头为锥面夹角为136度的金刚石正四棱锥体。维氏硬度标注时，在符号HV前面标出硬度值，在HV后面的数值依次表示试验力值和试验力保持时间(保持时间为10～15s时不标出)。【例：640HV300表示在试验力为294.2N下，保持10～15s测得的维氏硬度为640；640HV300／20表示在试验力为294.2N下，保持20s测得的维氏硬度值为640。】

3、强度、塑性、冲击韧度符号的表示意义。

*强度：（1）弹性极限σe（2）屈服点σs（3）屈服强度σ0.2（4）抗拉强度σb *塑性：（1）伸长率δ（2）断面收缩率ψ

*冲击韧度：（1）冲击吸收功Ak（2）冲击韧度值：用试样缺口处的横截面积S 去除AK所得的商。用符号αK表示，单位为焦耳／厘米2 (J／cm2)。(3)试样缺口有U和V两种，冲击韧度值分别以αKU和αKV表示。

第二章金属与合金的晶体结构

1、金属中常见的晶体结构类型：（1）体心立方晶格（铬、钨、钼、钒及α铁）（2）面心立方晶格（铜、铝、银、金、镍、γ铁）（3）密排六方晶格（铍、镁、锌和钛）

2、合金中相的结构类型：（1）固溶体：合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相。（2）金属化合物：各组元的原子按一定的比例相互作用生成的晶格类型和性能完全不同于任一组元，并且有一定金属性质的新相。

3、固溶体根据溶质原子在溶剂晶格结点所占的位置分类：（1）置换固溶体：保持溶剂的晶格不变，但引起晶格常数的改变。（2）间隙固溶体：引起晶格畸变，使其塑性变形的抗力增大，因而使合金的强的、硬度增大。

4、金属晶体缺按照几何特征分为:(1)空位和间隙原子(2)位错(3)晶体和亚晶体。第三章金属与合金的结晶

1、掌握过冷度的概念，过冷度的特点？

理论结晶温度与与实际结晶温度的差值，称为过冷度。它不是恒定值，液体金属的冷却速度越快，实际结晶温度就越低，即过冷度越大。

2、晶粒大小对金属的力学性能有何影响? 生产中有哪些细化晶粒的方法?

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，塑形和

3、掌握铁在不同温度下的同素异构现象；纯铁在大概912摄氏度以下为体心立方结构晶格，成为α铁素体；912~1394摄氏度为面心立方结构，称为奥氏体；1394~1538摄氏度为体心立方晶格结构，称为δ铁素体

P22图3-4

第四章铁碳合金

1、了解铁素体、奥氏体、渗碳体的特点；

铁素体：碳溶于a-Fe中所形成的间隙固溶体，碳在α-Fe中的溶解度很小，所以铁素体室温时的力学性能与工业纯铁接近，其强度和硬度较低，塑性、韧性良好。

奥氏体：碳溶入γ-Fe中的间隙固溶体，奥氏体具有良好的塑性和低的变形抗力，易于承受压力加工，生产中常将钢材加热到奥氏体状态进行压力加工。

渗碳体：Fe 与 C 所形成的金属化合物1、渗碳体硬而脆，硬度很高，塑性几乎为零，是铁碳合金的重要强化相；2、渗碳体越细小，并均匀地分布在固溶体基体中，合金的力学性能越好；反之，越粗大或呈网状分布则脆性越大； 3、渗碳体在铁碳合金中的形态可呈片状、粒状、网状、板条状；4、渗碳体不发生同素异晶转变，但有磁性转变，在230℃以下具有弱磁性，230℃以上失去磁性。5、渗碳体属于一种亚稳定化合物。在一定条件下会全部或部分地分解为铁和石墨(称石墨化)，即Fe3C → 3Fe + C ( 石墨 )。，

2、掌握Fe—Fe3C 相图：相区、主要的特征点、主要的特征线、分类、结晶过程；

参看P30图表

。

3、掌握共析钢、亚共析钢的结晶过程；

共析钢：先合金处于液态，当合金缓冷到液相线时，开始结出奥氏体，奥氏体发生共析转变，形成F与Fe3C相间的机械混合物，即珠光体。

亚共析钢：前面与共析钢相似，奥氏体析出铁素体，随着温度下降，剩余奥氏体发生共析转变形成珠光体。因此他的室温组织是铁素体和珠光体。

4、掌握常存杂质元素对碳钢性能的影响；

1锰：锰是炼钢时加入锰铁脱氧而残留在钢中的。锰的脱氧能力较好，能清除钢中的FeO，降低钢的脆性；锰还能与硫形成MnS，以减轻硫的有害作用。锰是一种有益元素。

2硅：硅的脱氧能力比锰强，在室温下硅能溶人铁素体，提高钢的强度和硬度。因此，硅也是有益元素。作为杂质存在时，其含量小于0.4％，对钢的性能影响不大。

3硫：化合物FeS, 低熔点(985℃) 。当加热1100~1200℃进行锻压加工时，共晶体已熔化，造成在锻压加工过程中开裂，这种现象称为“热脆”，硫是有害元素。

4磷：磷可全部溶于铁素体，产生强烈的固溶强化，使钢的强度、硬度增加，但塑性韧性显著降低。称为“冷脆”。磷在结晶时还容易偏析，从而在局部发生冷脆。因此，磷也是有害元素，其含量必须严格控制在0.035％～0.045％以下。

5、掌握碳钢的分类及其特点；常用的典型的材料代号；例如：Q235、45、T10A 等

(一) 按钢中碳的质量分数分类

(1) 低碳钢。ωc ≤0.25％。 (2) 中碳钢。0.25％ <ωc ≤0.60％。(3) 高碳钢。ωc ≥ 0.6％。