金属工艺学第五版cp2复习课程
金属工艺学_邓文英_第五版_课后习题参考答案 (2)
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。
第五题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。
金属工艺学第五版课后习题详解
《金属工艺》习题答案第一篇，第一章，P11页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：硬度是指除了表面抵抗局部变形、特别是塑性变形、压痕、划痕的能力，反应了金属材料综合的性能指标，同时，各种硬度与强度间有一定的换算关系，故在零件图的技术条件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换算关系获得。
5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。
σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。
σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。
δ：延伸率，衡量材料的塑性指标。
αk：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。
HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。
HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。
第一篇，第二章，P23页2、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响，细化晶粒的途径是是什么？答：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其强度、硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。
影响晶粒粗细的因素很多，但主要取决于晶核的数目，晶核越多，晶核长大的余地愈小，长成的晶粒越细，主要途径有：1、提高冷却速度，增加晶核数目；2、添加变质剂（孕育处理），增加外来晶核；3、热处理或塑性加工，固态金属晶粒细化；4、凝固时震动液体，碎化结晶的枝状晶。
第一篇，第三章，P29页3、碳钢在油中淬火，后果如何？为什么合金钢通常不在水中淬火？答：由于碳钢的淬透性较差，因此在油中淬火时，心部冷却速度较慢，可能得不到马氏体组织，降低了材料的力学性能。
对于合金钢，其淬透性较好，若在水中淬火，其整个截面将全部变成马氏体，内应力较大，容易产生变形及开裂。
5、钢锉、汽车大弹簧、车床主轴。
发动机缸盖螺钉最终热处理有何不同？答：钢锉的最终热处理为淬火+低温回火，其组织为低温回火马氏体，主要提高表面的硬度及耐磨性。
金属工艺学 第五版 cp2.4特种铸造
b.制造单个泡沫塑料模
C.组装模样束
（2）上涂料 泡沫塑料模样束表面应上两层
涂料。第一层是用来提高表面光洁度的涂料。第
二层是耐火涂料。
（3）填砂、紧实、浇注 （4）落料、清理
消失模铸造特点
1、铸件尺寸精度高(可达5-7级）
2、铸件表面光洁（Ra6.3-12.5um) 3、铸件加工量小 4、铸件无飞边毛刺，落砂清理容易，清理工时少， 劳动环境好 5、消失模铸造不用下芯子，没有分型面，可以采 用灵活的设计，生产出各种形状复杂、薄壁、多孔 槽的铸件。 6、环境污染少， “绿色铸造工程”。 可用于生产铸铁、碳钢、工具钢、不锈钢、铝、镁 及铜合金等铸件。一般情况下，铸件最小壁厚为 4.06mm，最小铸出孔直径可达1.52mm，质量从1KG50t。
工艺过程
金属型的预热（预热温度一般不低于150°C)
金属型导热性好／液体金属冷却快，铸件易出现 冷隔、浇不足、气孔等缺陷。同时保护铸型。
涂料（耐火涂料的厚度为0.3~0.4mm)
利用涂料层的厚薄，调节铸件的冷却速度； 保护金属型，防止高温金属液对型壁的冲蚀和 热击； 利用涂料层蓄气排气。
第五章 特种铸造
教学重点：每种特种铸造的优越之处和选择原则 教学难点：熔模铸造的工艺过程 教学目标和要求：了解各种铸造方法的特点及应 用范围，每种铸造的优越之处和选择原则。
第四章
特种铸造
特种铸造方法通常是指区别于普通砂型铸造的一些 方法。其在提高铸件精度和表面质量,改善合金性能, 提高生产率,改善劳动条件和降低铸造成本等方面,各 有优越之处。 熔模铸造 离心铸造
金属型成本高，生产周期长
铸造工艺严格， 易出现浇不足、冷隔、裂纹 铸件的形状和尺寸受一定的限制
金属工艺学第五版cp522
? 传动链 是用来表示传动件从首端向末端传递动力
的状态，它是由若干传动副按一定方法依次组合
起来的。传动链的表示形式如下
z1
z2
? ——I—
z3
—— Ⅱ——
z4
10
第十页，编辑于星期三：十点 三十九分。
3.C6132卧式车床的传动系统
11
第十一页，编辑于星期三：十点 三十九分。
C 6132 机床的机械传动系统框图
8）对油温变化比较敏感，性能受温度的影响较大。
16
第十六页，编辑于星期三：十点 三十九分。
例题： 请画出下图系统的传动系统图，并计算此状态下传动系统的转速。
N2=n1*i1=1440*100/150=960(940.8)r/min
N3=n2*i2=960*50/20=2400(2352)r/min
N4=n3*i3=2400*30/25=2880(2822.4)r/min N5=n4*i4=2880*1/40=72(70.56)r/min
30/40
50/20
Ⅰ 100/150 Ⅱ
20/50
Ⅲ
40/30
100 20 20 1
N5m
?i n1440 ? 150 ?
?
50
?
35
40
? 5.5r / mi
18
第十八页，编辑于星期三：十点 三十九分。
一、自动机床
? 采用各种自动控制装置， 实现机床自动 加工的机床。
? 自动机床控制方式分为机械程序、油液
程序、电程序、数字程序。
? 图2-16为机械程序控制的自动车床。
? 这类机床适合于大批大量地生产形状
不太复杂的零件。自动生产单件、小批
金属工艺学第五版上下册(机械制造基础)复习提纲
一、填空题1、刀具磨损形式包括：前刀面磨损、后刀面磨损和前后刀面磨损。
2、切削运动主要包括主运动和进给运动。
P1 下册3、铸件壁厚相差过大将导致其产生热应力，从而使铸件厚壁部位产生拉应力、薄壁部位产生压应力。
4、周铣时根据切削部位刀齿旋转方向与工件进给方向的不同分为__顺铣 _和_ 逆铣_ _。
5、焊条药皮主要起提高电弧燃烧的稳定性、防止空气对融化金属的有害作用和保证焊缝金属的化学成分和力学性能作用。
6、拉深中容易产生的两种废品包括拉穿废品和拉皱拉深废品。
7、在设计、制造零件时应使零件在工作中产生的最大正应力与纤维方向重合，最大切应力与纤维方向垂直；并使纤维组织沿零件轮廓分布，避免纤维组织被切断。
8、生产类型一般分为大量生产、成批生产和_单件小批生产 ____。
9、加工轴类零件时常用的精基准是两端中心孔。
11、工序是机械加工工艺过程最基本的组成单元。
12、加工平面最常用的两种方法是__ 铣 _和__ 刨 __。
13、小尺寸螺纹常用的加工方法是：攻丝和套扣。
14、铸件的凝固方式有：逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
15、焊接接头由焊缝和焊接热影响区两部分组成。
16、影响液态合金充型能力的因素有：合金的流动性、浇注温度和充型压力和铸型填充条件。
17、金属的可锻性常用金属塑性指标和变形抗力两个指标来衡量。
18、焊条焊芯主要起导电和填充焊缝金属作用。
19、切削用量三要素是指切削速度、进给量和背吃刀量。
20、铸件的三种凝固方式是逐层凝固、___糊状凝固__、___ 中间凝固。
21、常见的三种切屑类型是__ 带状切屑__、_ 节状切屑__、_崩碎切屑__。
22、根据钎料熔点的不同，钎焊可分为软钎焊、硬钎焊两类。
23、板料弯曲变形时，应尽量使弯曲线与纤维组织垂直。
P134 上册24、等离子弧是基于机械压缩效应、热收缩效应、磁收缩效应三种压缩效应所得到的截面细小的收缩电弧。
25液态合金的充型能力不足时，铸件会产生_浇不足_和_ 冷隔 _等缺陷。
金属工艺学课程教学大纲
金属工艺学课程教学大纲一、课程简介金属工艺学是一门研究金属材料加工加工工艺的学科，通过对金属加工的基本原理和方法的学习，使学生全面了解金属材料的特性与金属材料加工技术的基本知识，为学生开展金属材料加工工艺的研究和实践提供基础。
二、课程目标1.使学生掌握金属工艺学的基本理论和基本知识，了解金属材料的基本特性和机械加工加工原理；2.培养学生良好的实验观察、数据处理和问题解决的能力，并树立正确的科学态度；3.引导学生了解金属工业生产及相关材料加工的现状与发展趋势，增强学生立体、创新思维；4.培养学生的工程实践和技术创新能力，为今后从事金属材料加工工艺的工作做好准备。
三、课程内容1.金属工艺学导论1.1 金属工艺学的定义和发展概况1.2 金属工艺学与相关学科的关系1.3 金属材料加工的重要性和应用领域1.4 金属工艺学研究的方法和手段2.金属材料的物理与化学性质2.1 金属材料的常见物理性质2.2 金属材料的组织结构和相变规律 2.3 金属材料的常见化学性质2.4 金属材料的热处理和表面处理3.金属材料的机械加工工艺3.1 金属材料的加工硬化机制3.2 金属材料的塑性变形和损伤3.3 金属材料的切削加工原理3.4 金属材料的压力加工原理4.常见金属加工工艺技术4.1 金属材料的铸造工艺4.2 金属材料的焊接工艺4.3 金属材料的热处理工艺4.4 金属材料的表面处理工艺五、教学方法1.理论授课：通过课堂讲授的方式，介绍金属工艺学的基本原理和知识点，培养学生的理论基础。
2.实验教学：组织学生进行金属工艺实验，让学生亲自操作、观察和记录实验数据，培养学生的实验能力和数据处理能力。
3.案例分析：通过分析实际案例，引导学生应用所学知识解决问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
4.讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论和互动，促进思想交流与碰撞，培养学生的合作与交流能力。
六、考核方式1.平时成绩：包括学生的课堂表现、作业完成情况和实验报告等。
金属工艺学第五版cp-资料
如何学好本课程？
即使天上掉馅饼， 也只有早起的人才能得到
2020/5/31
要付出劳动
是否想学好本课程？
• 为了应付考试？
记录老师讲课重点（经常提到）
• 为了工作需要？
认真读懂教材和参考书
• 为了扩大知识面？ 广泛涉及课外书籍、勤于思考
2020/5/31
约
定
❖不迟到
❖字迹工整、按时独立完成作业 ❖课堂内不吃东西 ❖关闭通信等能够发出声音的工具
同学们好
2020/5/31
2020/5/31
绪
论
• 什么叫金属工艺学？
是一门研究有关制造金属零件工艺方法 的综合性技术基础课。
• 它主要研究： （1）各种工艺方法本身的规律性及其在机械制
造中的应用和相互联系；
（2） 金属机件的加工工艺过程和结构工艺性； （3）常用金属材料性能对加工工艺的影响等。 • 金属工艺学中涉及到的知识点在机械制造工程
2020/5/31
3. 什么是金属材料
金属材料——以金属元素为主要成分、 原子通过金属键结合而成的一 类固体材料。
金属材料
铁合金：钢、铸铁 非铁合金：铜、铝、钛、镁及其合金
2020/5/31
4. 金属材料的发展历史
公元前6000年：人类发明金属冶炼[1] 公元前4000年：古埃及人掌握炼铜技术[1] 公元前2500年：中国人开始使用铁 公元18世纪末：瓦特(JamesWatt,1736～1819，英国)
2020/5/31
第一章 金属材料的主要性能
• 教学重点：金属材料的力学性能（表达方式
、测定方法、单位量纲、物理意义）
• 教学难点：拉伸曲线（F-Δl或б-ε曲线）特 点；硬度实验过程
金属工艺学复习资料2
《金属工艺学》复习资料{A}一、填空题1.机械设计时常用和两种强度指标。
2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为。
3.屈强比是与之比。
4.一般工程结构用金属是晶体，在各个方向上的性能，这就是实际金属的现象。
5.实际金属存在、和三种缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度（高，低）得多。
6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：和。
固溶体的晶格结构同，其强度硬度比纯金属的。
7.共析钢加热至Ac1时将发生向的转变，其形成过程包括四个阶段。
8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为，后者为。
二、判断改错题（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。
（）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。
（）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。
（）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。
（）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。
（）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。
（）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。
（）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。
三、选择题1.钢在淬火后所得的组织是（）A.淬火马氏体B.回火索氏体C.回火屈氏体D.索氏体2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢，这是因为（）A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（）A.提高B.降低C.不改变D.对小试样堤高，对大试样则降低4.下列钢铁材料中切削性能较好的是（）A.工业纯铁B.45钢C.白口铸铁D.T12A钢5.钢锭中的疏松可以能过下面哪种方法改善（）A.完全退火B.足够变形量的锻轧C.扩散退火D.正火6.正火T8钢与完全退火T8钢相比（）A.前者珠光体更细密，故强度要低些B. 前者珠光体更细密，故强度要高些C.前者珠光体更粗大，故强度要低些D. 前者珠光体更粗大，故强度要高些7.退火亚共析钢，随含碳量的增加（）A.HBS、σb值减小，δ、a K值增加B. HBS、σb值增加，δ、a K值减小C. HBS、σb值增加，δ、a K值增加D. HBS、σb值减小，δ、a K值减小8.碳含量为Wc＝4.3％的铁碳合金具有良好的（）A. 可锻性B. 切削加工性能C. 可焊性D. 铸造性能9.建筑用钢筋宜选用（）A. 高碳钢B.中碳钢C. 低碳钢D.工具钢10.下述退火态钢中强度最高的是（）A.T13钢B.45钢C.65钢D.T8钢四、简答题1.某厂仓库有20钢、45钢、T12钢和白口铸铁，大小和形状都一样，根据所学知识，可用哪些简单方法把它们迅速区分开？请说明理由。
金属工艺学第五版邓文英部分课后习题解答(机械制造基础)31页PPT
铸造：第四章 砂型铸件的结构设计
6.为什么铸件要有结构圆角？图示铸件上哪些圆角不 够合理？应如何修改？ p81
铸造：第四章 砂型铸件的结构设计
7.下图所示的支架件在大批量生产中该如何改进其设 计才能使铸造工艺得以简化？ p81
尽量避免铸件起模方 向存有外部侧凹，以 便于起模。
铸造：第四章 砂型铸件的结构设计
9.试用内接圆方法确定下图所示铸件的热节部位？在 保证尺寸H的前提下如何使铸件的壁厚尽量均匀？
p81
铸造：第四章 砂型铸件的结构设计
10.分析下图中砂箱箱带的两种结构各有何优缺点？ 为什么？ p81 a：结构简单，但交叉 接头处热节较大，易 产生裂纹。 b：交错接头的热节较 小，可缓解内应力， 抗裂性较好，但结构 较复杂。
压力加工：第三章 板料冲压
2 用φ50冲孔模具来生产φ50落料件能否保证冲压件的精度？
为什么？
p138
不能保证冲压件的精度。因为φ50冲孔模具的凸模直 径为50mm，凹模的直径为50+Z mm，而φ50落 料件所要求的凹模直径为50mm，所以此模具生产的落 料件直径大于50mm。
焊接：第一章 电弧焊
压力加工：第二章 锻造
7 图示零件采用锤上模锻制造，加工：第二章 锻造
11 下列制品该选用哪种锻造方法制作？ p127
活搬手（大批量）：锤上模锻 铣床主轴（成批）：曲柄（摩擦）压力机 模锻 大六角螺钉（成批）：摩擦压力机模锻 起重机吊钩（小批）：胎模锻 万吨轮主传动轴（单件）：自由锻
焊接：第四章 焊接结构设计
金属工艺学第五版课后习题详解
件下，通常只标出硬度要求，其他力学性能要求可以按照换
算关系获得。
《机械制造基础》课后练习讲解
5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σ b：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 σ s：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 σ σ
0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 -1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。
和落料件尺寸不同，对于φ50mm冲孔模，其获得的孔径为
φ50mm ，而获得的落料件尺寸要大于φ50mm 。 3、用φ250×1.5mm的坯料能否一次拉深成直径φ50mm的拉深
件，应采取哪些措施才能保证正常生产？
答：该零件的拉伸系数m为0.2，变形程度越大，坯料被拉入 凹模越困难，易产生废品。可以采用多次拉深工艺，每次拉深 后进行退火处理，同时施加润滑，安放压边圈。
发动机缸盖螺钉为渗碳+淬火+低温回火，表层组织为回火马
氏体组织，表面具有较高的硬度和耐磨性，而心部为索氏体 组织，具有较高的综合机械性能，达到“面硬心软”的使用 目的。
《机械制造基础》课后练习讲解 第一篇，第四章，P35页
1、下列牌号钢各属于哪类钢？试说明牌号中数字和符号的 含义，其中哪些牌号钢的焊接性能好？ 15 40 Q195 Q345 CrWMn 40Cr 60Si2Mn 40 ；普通碳素结构钢：
《机械制造基础》课后练习讲解
7、试绘制图示调整座铸件在大批量生产中的铸造工艺图。
用钻孔方式加工内螺纹
立铸
用切削的方式加工出凹槽
《机械制造基础》课后练习讲解 卧铸
《机械制造基础》课后练习讲解 成对卧铸-最优的大批量生产工艺
《机械制造基础》课后练习讲解 第二篇，第四章，P81页
金属实用工艺学第五版权威复习资料绝对权威
《金属工艺学》复习资料一、填空：1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。
2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。
3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。
4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。
5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。
6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。
7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。
8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。
9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。
10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。
11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。
12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。
14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。
15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。
17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。
20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。
21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。
二、名词解释：1.充型能力：液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力，成为液态合金的充型能力。
2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。
3．金属的可锻性：衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。
4．焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。
5.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。
金属工艺学第五版答案(3篇)
第1篇第一章绪论一、填空题1. 金属工艺学是研究金属材料的加工、成形和性能的科学。
2. 金属工艺学的研究对象包括金属材料的加工、成形和性能。
3. 金属工艺学的研究内容包括金属材料的制备、加工、成形和性能评价。
二、选择题1. 金属工艺学的研究对象是（）。
A. 金属材料的制备B. 金属材料的加工C. 金属材料的成形D. 以上都是答案：D2. 金属工艺学的研究内容包括（）。
A. 金属材料的制备B. 金属材料的加工C. 金属材料的成形D. 金属材料的性能评价答案：D三、简答题1. 简述金属工艺学的研究内容。
答：金属工艺学的研究内容包括金属材料的制备、加工、成形和性能评价。
具体如下：（1）金属材料的制备：研究金属材料的冶炼、铸造和粉末冶金等制备方法。
（2）金属材料的加工：研究金属材料的切割、变形、热处理等加工方法。
（3）金属材料的成形：研究金属材料的冲压、弯曲、拉伸等成形方法。
（4）金属材料的性能评价：研究金属材料的力学性能、物理性能、化学性能等。
2. 简述金属工艺学的研究意义。
答：金属工艺学的研究意义如下：（1）提高金属材料的加工效率和质量，降低生产成本。
（2）拓宽金属材料的加工领域，满足不同行业的需求。
（3）推动金属工艺技术的发展，提高金属材料的性能和寿命。
（4）促进金属加工行业的科技进步和产业升级。
第二章金属材料的制备一、填空题1. 金属材料的制备主要包括冶炼、铸造和粉末冶金等。
2. 冶炼是将金属从矿石中提取出来的过程。
3. 铸造是将金属熔化后浇注成一定形状的过程。
二、选择题1. 金属材料的制备方法中，属于热加工工艺的是（）。
A. 冶炼B. 铸造C. 粉末冶金D. 以上都是答案：D2. 下列哪种金属材料的制备方法属于热加工工艺（）。
A. 钢铁冶炼B. 铝合金铸造C. 钛合金粉末冶金D. 铜合金挤压答案：B三、简答题1. 简述冶炼的过程。
答：冶炼是将金属从矿石中提取出来的过程，主要包括以下几个步骤：（1）选矿：从矿石中分离出有价值的金属矿物。
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（3）振动
• 对正在结晶的金属施以机械振动、超声 波振动和电磁振动，均可使树枝晶尖端 破碎而增加新的核心，提高形核率，使 晶粒细化。
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二、 纯铁的晶体结构
• 晶体中原子在空间的排列 ，可用晶格来表示 。
• 晶格中一个最基本的几何单元叫晶胞。 • 根据对晶胞的分析，最常见的晶格类型有体心
铁碳合金中的固溶体都是碳溶解到铁的晶格中的间隙固溶体 2020/5/22
1、铁素体（F） Ferrous
• 铁素体是碳溶解在α-Fe中形成的间隙固溶体。
• 由于α-Fe晶粒的间隙小，溶解碳量极微，其最大溶 碳量只有0.0218%（727℃）所以是几乎不含碳的纯 铁。
• 具有良好的塑性和韧性，但强度和硬度却较低。它 在770℃以下具有磁性。
“固溶强化”
• 通过溶入某种溶质元素形成 固溶体而使金属的强度、硬 度升高的现象称为固溶强化 。
• 固溶强化的产生是由于溶质 原子溶入后，引起溶剂金属 的晶格产生畸变，进而位错 运动时受到阻力增大的缘故 。因此固溶强化是材料的一 种主要的强化途径。
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固溶体的性能
当溶质元素的含量极少时，固溶体的性能与 溶剂金属基本相同。 随溶质含量的升高，固溶体的性能将发生明 显改变。其一般情况下，强度、硬度逐渐升 高，而塑性、韧性有所下降，电阻率升高， 导电性逐渐下降等。
态晶体的过程 • 结晶的过程可用（温度—时间
的曲线）冷却曲线来表示。 • 水结晶成冰的实验，可以看出
晶体结晶存在“过冷”现象。 • 过冷度 • 过冷度的大小与冷却速度的关
系
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纯金属的冷却曲线
结晶过程
• 结晶过程：形核+长大
晶核的形成
自发形核（均质形核） 非自发形核（异质形核）
晶核的长大：树枝状长大
2.过冷现象、过冷度、冷却速度与过冷度的关系及 细化晶粒的办法。
3.纯铁的晶体结构。 4.纯铁同素异晶转变。
12min35s的录像（金属的晶体结构、结晶过程、细 化晶粒的方法、同素异晶转变等结晶和固态转变的基本理 论）
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一、金属的结晶
• 什么是金属的结晶？ 液态金属冷却凝固转变为固
面心立方晶体结构
▪原子数 (1/2) × 6 ＋ (1/8) ×8=4 ▪典型金属：-Fe、Cu、Al、Ni、Au、Ag ▪性能特点：塑性极好 20▪20致/5/2密2 度：74％
三、 纯铁同素异晶转变
• 液态铁缓慢冷却到熔点 左右经过第一次结晶后 ，到室温的过程中，晶 格类型将发生改变。这 种随着温度的改变，固 态金属晶格也随之改变 的现象，称为同素异晶 转变。
性能： σb =180～230MPa HB=50～80
δ=30～50%
φ=70～80%
ak=156～196J·cm-2形状。
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2、奥氏体（A） Austenite
• 奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体 。
• γ-Fe的溶碳能力较高，最大为2.11%（1148℃ ）。
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• 相是指在合金中，凡成分相同、晶体结构 相同并有界面与其它部分分开的均匀组成 部分。
• 在显微镜下能观察到的金属和合金的微观 形貌、图象称为组织，合金又可分为不同 的组织。
• 铁碳合金的基本组织可分为固溶体、金属 化合物和机械混合物三种类型。
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一、固溶体
• 某些合金的组元在固态时，具有一定的互相 溶解能力。
• 由于γ-Fe一般存在于727～1394℃之间，所以 奥氏体也只出现在高温区域内。
• 性能： δ=40～50%，具有良好的塑性和低的 变形抗力。是绝大多数钢种在高温进行压力加 工所需的组织。
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显微镜观察，奥氏体呈现外形不规则的颗粒状结 构，但晶界较铁素体平直。这是奥氏体不锈钢在显 微202镜0/5/下22 观察到的单相奥氏体孪晶组织。
第二章 铁碳合金
• 什么是铁碳合金？ 以铁、碳为主要成分的合金。其中铁的含量大于 95%。
• 学习内容 1.纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 2.铁碳合金的基本组织 3.铁碳合金状态图 4.工业用钢
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第一节 纯铁的晶体结构及其同素异晶转变
【重点内容】
1.金属的结晶、结晶过程、晶核的形成，长大规律 及其影响因素。
• γ-Fe 转变为α-Fe 时， 金属的体积将膨胀还是 收缩？
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纯铁的冷却曲线及晶体结构变化
第二节 铁碳合金的基本组织
• 基本概念：合金、组元、相、组织 • 将一种金属元素同一种或几种其它元素结合
在一起所形成的具有金属特性的新物质，称 为合金。 • 组成合金的最基本的、独立的物质称为组元 ，通常是指组成该合金的元素或某些化合物 ，根据合金组元数目的多少，把合金分为二 元合金、三元合金和多元合金。如：铁碳合 金就是由铁和碳二组元组成的二元合金。
立方晶格 、面心立方晶 格、密排六方晶格 。
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纯铁的晶格有体心立方和面心立方两种。
体心立方晶体结构
▪原子数1＋8 ×(1/8)=2 ▪典型金属：-Fe、Cr、Mo、Na、Ba、Nb ▪性能特点：强度很高，塑性较好 ▪致密度：68％（原子占有晶胞体积的百分数）
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纯铁的晶格有体心立方和面心立方两种。
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1）过冷度的影响
• 冷却速度愈大， 过冷度愈大。
• 实线部分，随着 ΔT 的 增 大 ， 形 核率和长大速度 都大，且N的增 加比G增加的快 ，晶粒愈细。
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2）变质处理
• 在液态金属结晶前，特意加入某些合金， 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。
• 溶质原子溶入溶剂晶格中，而仍保持溶剂晶 格类型的金属晶体，称固溶体。
在固溶体中保持其原晶体结构的组元（元素）—溶剂 ，其余的组元（元素）—溶质
• 根据溶质原子在溶剂晶格中所处位置不同， 固溶体可分为间隙固溶体和置换固溶体两类 。 2020/5/22
间隙固溶体和置换固溶体
固溶体
间隙固溶体：溶质原子处于溶剂晶体结构的间隙位置。 置换固溶体：溶质原子置换溶剂在晶格结点上的原子。