机械工程材料与热加工工艺-(1)
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。
热加工工艺基础
热加工工艺基础机械制造基础-Ⅱ
机电工程学院
金工学部
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
热加工工艺基础铸造
压力加工焊接
课程的性质和任务
《热加工工艺基础》是机械类、近机械类各专业学生必修的一门专
业技术基础课.
本课程的任务是:使学生获得有关热加工工艺和设备、毛坯质量控制、毛坯结构工艺性、毛坯选择等方面
的专业基础知识.
本课程与相关课程的关系
本课程应安排在金工实习及工程材料课程之后进行,即学生应具有材料的机械性能和金属加工工艺方面的基本知识.为后续课程和毕业设计等打好有关毛坯制造工艺方面的基础.
课程的基本教学要求
本课程重点阐述毛坯制造的基础理论知识和常见的生产方法,通过典型零件、典型工艺的分析,力求使理论和实际、原理与工艺密切结合,使学生具有根据零件的材料、结构等特征选择毛坯制造方案的能力.
教材及主要参考书一.教材:
《热加工工艺基础》
主编王志海
出版社武汉工业大学出版社
教材及主要参考书二.参考书:
《金属工艺学》
主编邓文英
出版社高等教育出版社 《金属工艺学》
主编王允禧
出版社高等教育出版社
课程的教学安排
课堂理论授课22学时;
课堂理论讨论及习题课6学时; 实验教学2学时.。
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。
《机械工程材料》试题答案
《机械工程材料》试题L调质：对钢材作淬火+高温回火处理，称为调质处理。
2.碳素钢：含碳量W 2.11%的铁碳合金。
3.SPCD:表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带，相当于中国08A1 (13237 )优质碳素结构钢。
二、填空题：10 X2= 2 0分L按腐蚀过程特点，金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
2.常用力学性能判据有强度、韧性、延展性禾口弹性模量。
3.钢中的—魄_元素引起热脆，—磴—元素引起冷脆，—氢—元素引起白点，―氢_元素引起兰脆。
4.铝合金的强化除了热处理强化外，还可以进行—固溶时效.强化。
5.钢在加热过程中产生的过热缺陷可以通过史区热处理来消除。
6.常用的高分子材料有塑料、橡胶和合成名f维。
7.铸造铝合金分为铝铜合金、铝镁合金、铝硅合金和铝锌合金。
8.合金工具钢是指用于制造各种一刃具、1M 和—量且_用钢的总合。
9.材料渗碳的目的是为了得到较高的零件表层硬度与耐磨性。
10. 45钢按用途分类属于―碳素结构钢。
三、判断题：1 0 X2= 2 0分1.( X )钢的淬透性主要取决于冷却速度。
2.( V )实际的金属晶体都呈各向异性。
3.( x )加工硬化、固溶强化均使材料强度、硬度显著提高，塑性、韧性明显降低，故可认为它们有相同的强化机理。
4.( V )金属材料、陶瓷材料和高分子材料的本质区别在于它们的化学键不同。
5.( V )材料的强度、硬度越高，其塑性、韧性越差。
6.( V )调质和正火两种热处理工艺所获得的组织分别为回火索氏体和索氏体，它们的区别在于碳化物的形态差异。
7.(X)铝合金人工时效比自然时效所获得的硬度高，且效率也高，因此多数情况下采用人工时效。
8.( x )硬质合金可用做刀具材料，模具材料和量具材料。
9.( x )在热处理中变形和开裂都是不可避免的。
10.( V )球墨铸铁是铸铁中力学性能最好的。
四、问答题5X9 = 45分1、什么是金属的力学性能？金属的力学性能主要包括哪些方面？材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。
工程材料与热处理第5章作业题参考答案
1.奥氏体晶粒大小与哪些因素有关？为什么说奥氏体晶粒大小直接影响冷却后钢的组织和性能？奥氏体晶粒大小是影响使用性能的重要指标，主要有下列因素影响奥氏体晶粒大小。
（1）加热温度和保温时间。
加热温度越高，保温时间越长，奥氏体晶粒越粗大。
（2）加热速度。
加热速度越快，过热度越大，奥氏体的实际形成温度越高，形核率和长大速度的比值增大，则奥氏体的起始晶粒越细小，但快速加热时，保温时间不能过长，否则晶粒反而更加粗大。
（3）钢的化学成分。
在一定含碳量范围内，随着奥氏体中含碳量的增加，碳在奥氏体中的扩散速度及铁的自扩散速度增大，晶粒长大倾向增加，但当含碳量超过一定限度后，碳能以未溶碳化物的形式存在，阻碍奥氏体晶粒长大，使奥氏体晶粒长大倾向减小。
（4）钢的原始组织。
钢的原始组织越细，碳化物弥散速度越大，奥氏体的起始晶粒越细小，相同的加热条件下奥氏体晶粒越细小。
传统多晶金属材料的强度与晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch关系，即σs=σ0+kd-1/2，其中σ0和k是细晶强化常数，σs是屈服强度，d是平均晶粒直径。
显然，晶粒尺寸与强度成反比关系，晶粒越细小，强度越高。
然而常温下金属材料的晶粒是和奥氏体晶粒度相关的，通俗地说常温下的晶粒度遗传了奥氏体晶粒度。
所以奥氏体晶粒度大小对钢冷却后的组织和性能有很大影响。
奥氏体晶粒度越细小，冷却后的组织转变产物的也越细小，其强度也越高，此外塑性，韧性也较好。
2．过冷奥氏体在不同的温度等温转变时，可得到哪些转变产物？试列表比较它们的组织和性能。
3.共析钢过冷奥氏体在不同温度的等温过程中，为什么550℃的孕育期最短，转变速度最快？因为过冷奥氏体的稳定性同时由两个因素控制：一个是旧与新相之间的自由能差ΔG；另一个是原子的扩散系数D。
等温温度越低，过冷度越大，自由能差ΔG也越大，则加快过冷奥氏体的转变速度；但原子扩散系数却随等温温度降低而减小，从而减慢过冷奥氏体的转变速度。
高温时，自由能差ΔG起主导作用；低温时，原子扩散系数起主导作用。
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%。
《工程材料与热加工工艺》课程教学改革浅析
传统 的教学方式主要是 以灌输式为主 ， 老师讲 ， 学生听 ， 课 堂气 氛沉 闷， 教学效果差 。为此 ， 应鼓励学生参 与教 学 ， 培养学 生的 自学和创新能力。 鼓励学生参 与教学可采取课堂讨论和学
生授课两种方式。针对 重点和难 点内容 ， 组织学生对问题进行 讨论 ， 提出各 自不 同的观点和见解 ， 以加深理解掌握 ， 同时活跃 了课堂气氛 ， 激发 了学生 的创新性思维 。对于该课程的一些较
在传统的教学过程中， 多是采用黑板教学 ， 教学方 法过于死 板， 对于一些 抽象 的术语和概念 ， 学生很难 理解 ， 果使学生觉 结
得该课程枯燥乏味 ， 导致丧失学习兴趣 。利用多媒体教学后 ， 很
好地解决 了这个问题 ， 使空洞的 内容真 实化 ， 于学生记忆和掌 便 握。 但多媒体教学也存在不可避免的劣势 ， 这主要表现在多媒体
２ ０年 ６月 ０１
广 西 轻 工 业
第 ６期 （ 总第 １ ９期 ） ３
Ｇ Ａ Ｇ ＩＯ Ｒ Ａ Ｆ Ｉ ＴＩ ＵＴＹ Ｕ Ｎ Ｘ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｇ Ｄ ＳＲ Ｊ ＬＨ Ｎ
教 育研 究
《 工程材料 与热加工工艺》 课程教学改革浅析
徐道 芬 ， 杜春 平
（ 林航 天工 业 高等 专科 学校机 械 工程 系 ， 西 桂林 ５ １ ０ ） 桂 广 ４ ４ ０
学互动 ， 不断提高学生的学习效率 和学 习积极性。
２２ 采用 比较法讲 授 ．
在 《 程材料 与热加 工工艺 》 门课程 中 ， 许多 性质 相 工 这 有
１ 课程现 状
我系所开《 工程材料 与热加工工艺》 程总学时为 ３ （ ４ 课 ６含
个学时 的实验 ）学分为 ２ ， 。主要介绍金属学基 础及热处 理 、 常
热加工工艺基础[1]
![热加工工艺基础[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/ab38ffecf01dc281e43af09a.png)
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。
三元锂制备工艺[001]
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三元锂制备工艺三元锂是一种重要的正极材料，广泛用于锂离子电池，具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点。
在锂离子电池的制造过程中，三元锂的制备工艺对电池性能具有重要影响。
本文将详细描述三元锂的制备工艺，并给出一些具体的工艺步骤和注意事项。
2.1 原料准备三元锂的制备原料主要包括氢氧化锂（LiOH）、氧化镍（NiO）、氧化钴（Co3O4）和氧化锰（Mn2O3）等。
这些原料应符合一定的纯度要求，并且需要经过粉碎和混合等处理，以保证后续步骤的反应效果。
2.2 固相反应制备三元锂前驱体在固相反应中，混合好的原料经过高温反应，生成三元锂前驱体。
反应温度和反应时间是影响反应效果的关键因素，需要根据具体的材料特性来确定。
反应结束后，将产物进行冷却和分离处理。
2.3 前驱体的碳酸化处理三元锂前驱体通常是以碳酸锂的形式存在，所以需要进行碳酸化处理。
将前驱体与碳酸氢铵（NH4HCO3）进行反应，生成碳酸锂（Li2CO3）和水蒸气，反应时间和温度的控制对产率和纯度都有重要影响。
2.4 碳酸锂的烧结制备三元锂碳酸锂通过烧结过程被转化为三元锂。
将碳酸锂粉末放入烧结炉内，进行高温烧结，使其发生热分解，并重新结晶成颗粒状的三元锂材料。
烧结过程中的温度和时间需要仔细控制，以保证产物的质量和电化学性能。
2.5 三元锂的后续处理制备好的三元锂需要经过研磨、筛分和包装等后续处理步骤，以适应不同的应用需求。
这些处理步骤可以进一步改善三元锂材料的物理性能和化学性能。
3. 三元锂制备工艺中的注意事项3.1 原料的纯度和稳定性三元锂制备工艺中使用的原料应具有较高的纯度和稳定性，以确保反应的可控性和产物的质量。
原料的质量检查和储存条件都需要严格控制。
3.2 反应条件的优化反应温度和时间是影响三元锂制备工艺的重要因素。
需要通过试验和优化，确定最佳的反应条件，以提高产物的得率和纯度。
3.3 设备的选择和操作三元锂制备工艺中需要使用一些特殊的设备，如高温烧结炉和混合设备等。
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机械工程材料与热加工工艺
-⑴
第一章金属材料的力学性能
1.什么是应力？什么是应变？
2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点？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：
E, 6,6,6.2,二」，、,'一，:k,HRC, HBS,HBW ,HV .
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 淬火
钢球1000
退火钢，
非铁合金25-100
HRC 120°金刚石
圆锥体
1500
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110C°C时纯铁晶格有什么不同?
填表：
3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写各区相和组织名称。
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A c「(30 -50 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？
&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？ 1.填表
第五章工业用钢
钢号
大致 所属类 大致含性能特用途举 碳量 别 碳 征 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
第八章铸造
1■什么叫铸造？为什么铸造是毛坯生产中的重要方法？试从铸造的特点并结合示例分析之。
2■什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？影响流动性的因素有哪些？
为什么铸钢的充型能力比铸铁差？
3■铸件的凝固方式有几种？缩孔和缩松对铸件质量有什么影响？为何缩孔比缩松容易防止？影响收缩的因素有哪些？
4■试用下图轨道铸件分析热应力的形成原因，并用虚表示出铸件的变形方向：
5■试从石墨的存在分析灰铸铁的力学性能和其性能特征。
6■影响铸铁石墨化的主要因素是什么？为什么铸铁的牌号不用化学成分来表
示？
7■填表比较各种铸铁。
阐述灰铁应用最广的原因: 类列
石墨
形状
制造过程简述
（铁水成分，
炉前处理，热
处理）
力
学
幻性能
特
征
«k
适用
范围灰铸
铁
可锻
铸铁
球磨
铸铁
&下列铸件宜选用哪类铸造合金？请阐述理由。
车床床身，摩托车气缸体，火车轮，压气机曲轴，气缸套，自来水管道弯头,
减速器涡轮。
9■手工造型和机器造型各有哪些优越性？有何不足处？适用条件是什么？手工造型的方法有哪几种？
10 •铸造工艺方案确定的主要内容有哪些？铸件确定浇注位置和分型面的原则有哪
些？
11•从哪几方面来评价铸件结构工艺性的好坏？具体内容是什么
12.什么叫特种铸造？目前使用较为普遍的特种铸造有哪几种？请将砂型铸造与特
种铸造进行比较，各有什么特点？
第九章金属压力加工
1 .什么叫金属压力加工？压力加工包括哪些方面？
2.何谓塑性变形？塑性变形的实质是什么？
3.碳钢在锻造温度范围内变动时，是否会有冷变形强化现象？
4.铅在20 C,钨在1100C时变形，各属哪种变形？为什么?（铅熔点为327 E ,钨
熔点为3380 E）
5纤维组织是怎样形成的？它的存在有何利弊？
6、什么叫金属的可锻性？影响金属可锻性的因素有哪些？
7、如何提高金属的塑性？最常用的措施是什么？
8、什么叫锻造？锻造的方法有哪几种？制订锻造工艺规程的主要内容有哪些？设
计锻造成形零件时，如何.考虑其结构工艺性？
9、如何确定分模面的位置？为什么模锻生产中不能直接锻出通孔？
10、下列制品该选用哪种锻造方法制作？
活扳手（大批量），家用炉钩（单件），铣床主轴（成批），大六角螺钉（成批）,起重机吊钩（小批），万吨轮主传动轴（单件）。
11、板料冲压生产有何特点？应用范围如何？
12、用50mm冲孔模具来生产50mm落料件能否保证落料件的精度？为什
么？
13、用250mm x 1.5 mm的坯料能否一次性拉深成直径为50mm的拉深件？
应采取那些措施才能保证正常生产？
14、材料的回弹现象对冲压生产有何影响？
15、比较落料和拉深所用凸凹模结构及其间隙有什么不同？为什么？
16、压力加工特种工艺有哪些特点？
第十章焊接
1、焊接电弧是怎样的一种现象？电弧中各区的温度多高？用直流电和交流电
焊接效果一样吗？
2、何谓焊接热影响区？低碳钢焊接时热影响区又分为哪些区段？各区段对焊接
接头性能有何影响？减少热影响区的办法是什么？
3、产生焊接应力与应变的原因是什么？在焊接过程中和焊接以后，焊接区纵向
受力是否一样？焊接应力是否一定要消除？消除的办法有哪些？
4.如图所示，拼接大块钢板是否合理？为什么？为减少焊接应力与变形，应该
怎么样改变？其合理的焊接次序是什么？
5.焊接变形有哪些基本形式？焊前，为预防和减小焊接变形有哪些措施？
6.焊条药皮起什么作用？为什么药皮成分中一般都含有锰铁？在其它电弧焊
中，用什么取代药皮的作用？
7■试从焊接安全、生产率、焊接材料、成本和应用等方面对下列焊接方法进行比较：
1）焊条电弧焊；2）气焊；3）埋弧焊；4）氩弧焊；5）二氧化碳气体保护焊。
8.为防止高强度低合金结构钢焊后产生冷裂纹，应采取哪些措施？
9.焊件的选材原则有哪些？如何考虑焊件的结构工艺性？。