金属材料加工知识集锦

1 金属材料疲劳强度，以及影响疲劳强度的因素

答：疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，金属材料不可能作无限多次交变载荷实验。一般性规定，钢在经受10e7非铁（有色）金属材料经受10e8交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。因素：材料，载荷种类，零件表面状态，工作温度

2鉄碳合金状态图以及加热和冷却时的组织转变

答：自己看王爱珍版工程材料及成形技术P35

3 什么是断裂韧性断裂韧性的的测量方法以及影响因素

答：指材料阻止宏观裂纹失稳扩展能力的度量，也是材料抵抗脆性破坏的韧性参数。测量方法：看材料断裂韧性好不好的实验是冲击试验，现在基本都是V型缺口的，U型缺口已经很少用了。不同温度下材料的断裂韧性测量方法，一个是不同温度下的V型缺口冲击试验，还有一个就是落锤试验。影响因素：它和裂纹本身的大小、形状及外加应力大小无关。是材料固有的特性，只与材料本身、热处理及加工工艺有关。是应力强度因子的临界值。常用断裂前物体吸收的能量或外界对物体所作的功表示。

4 金属塑性变形的成形机理，以及回复和再结晶

答：单晶体金屑的塑性变形有“滑移”与“孪晶”等不同方式。所谓滑移即晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面发生相对的滑动。单晶体及其滑移变形形式。当施加的切应力较小时，单晶体只发生弹性变形，若这时将应力去除，由于原于间的引力作用，晶体则恢复原状。当增大切应力，使晶体的变形程度超过弹性变形阶段时，晶体的一部分相对另一部分则产生滑移而造成永久变形。晶体的滑移常沿着原子密度最大的晶面和晶向发生．这些品面或晶向称为滑移面或滑移方向。在切应力作用下，晶体有时还可以另一种形式发生塑性变形。即晶体的一部分相对另一部分，沿着一定晶面(孪晶面)产生一定角度的切变，这种变形形式叫做“孪晶”。经过孪晶变形后，在孪晶面两侧的晶体形成镜面对称。

多晶体金属中每个晶粒的塑性变形形式与单晶体金属相似。但由于多晶体金属中每个晶粒所处的位向不同，滑移的先后次序不同。处1：软位向(滑移面和滑移方向与外力成45确)的晶粒先产生滑移．滑移时受到邻近位向不同品粒的阻碍，在晶界附近造成位错堆积。当外力增大致使应力集中达到一定程度时，软位向晶粒发生转动，滑移停止，并将形变传递到另·批晶粒中．然后次软位向晶粒开始发生滑移。以此类推，直到全部晶粒都发生滑移为止。不同位向晶粒将依次产生滑移，构成多晶体金属复杂的塑件变形。

当加热温度较低时，因原子扩散能力尚小，只能引起金属内部某些空位、位错等缺陷作微量的迁移，使缺陷数量减少，品格畸变减轻，残余内应力部分消失，此阶段称为“回复”。

当变形金屈加热到较高温度时，原子具有更大的扩散能力．这时组织中破碎拉长的晶粒会通过形核与长大的方式形成新的等轴晶粒，这些等抽晶粒完全代替碎晶后，即完成了再结晶。

5 什么是金属的超塑性，超塑性变形的含义

答：金属和合金具有超常的均匀变形能力，其伸长率可以达到百分之几百、甚至百分之几千。凡金属在适当的温度下（大约相当于金属熔点温度的一半）变得像软糖一样柔软，而应变速度10毫米秒时产生本身长度三倍以上的延伸率，均属于超塑性。超塑性指某些金属在特定的条件下拉伸时获得极高的延伸率和优异的均匀变行能力，其极限延伸率可达百分之200--500，甚至高达1000--2000。

超塑性变形的一般特点;1、大伸长率；2、无缩颈；3、低流动应力；4、易成形。

6 实现超塑性的条件

答：实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率，这时合金本身还要

具有极为细小的等轴晶粒（直径五微米以下），这种超塑性称为超细晶粒超塑性。金

属材料在常规条件下没有超塑性，要获得超塑性应具备以下条件：1、变行应在0.5--0.65T 熔温度范围内进行2、应变速率较小，通常控制在：0.01--0.0001每秒范围内。3、材料应具有细微的等轴晶粒的两种组织，晶粒直径必须小于10um（超细晶粒），且在塑性变形过

程中不显著长大！

细晶超塑性

是指在一定的恒温下，在应变速率和晶粒度都满足要求的条件下所呈现的细晶超塑性。又称为结构超塑性或恒温超塑性。

相变超塑性

是指在一定外力作用下，使金属或合金在相变温度附近反复加热和冷却，经过一定的循环次数后获得很大的伸长率。又称为动态超塑性。

7 按照磨损机理分，磨损方式主要有那些

答：通常,按照磨损机理和磨损系统中材料与磨料、材料与材料之间的作用方式划分,磨损的主要类型可分为磨料磨损、粘着磨损、冲蚀磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等类型。

8 提高对粘着磨损和磨粒磨损的耐磨性，各应该采取什么措施

答：改善粘着磨损耐磨性的途径：首先要注意摩擦副配对材料的选择，其基本原则是配对材料的粘着倾向应比较小，选用互溶性小的材料配对，选用表面易形成化合物的材料配对，金属与非金属材料配对等；采用表面化学热处理改变材料表面状态；控制摩擦滑动速度和接触压应力

改善磨粒磨损耐磨性的途径：对于以切削作用为主要机理的磨粒磨损应增加材料硬度；根据机件服役条件，合理选择耐磨材料；采用渗碳、碳氮共渗等化学热处理，提高表面硬度，有效地提高磨粒磨损耐磨性。

9. 快速凝固的特点：

（1）、物理性能组织细化、成分均匀、偏析减少不仅提高了合金元素的使用效率，还避免了一些会减低合金性能的有害相的产生，消除了微裂纹产生的隐患，因而改善了合金的强度、延性和韧性；固溶度的增大、过饱和固溶体的形成，不仅起到了很好的固溶强化的作用，也为第二相的析出、弥散强化提供了条件，位错、层错密度的提高还产生了位错强化的作用。此外，快速凝固过程形成的一些亚稳相也能起到很好的强化和韧化作用。

（2）、物理性能快速凝固组织的微观组织结构特点还使它们具有一些常规铸态组织所没有的特殊的物理性能。

方法：

急冷法：通过增大散热强度，使液态金属以极快的速度降温，可实现快速凝固。深过冷法：深过冷法是指在尽可能消除异质晶核的前提下，使液态金属保持在液相线以下数百

度，而后突然形核并获得快速凝固组织的一种工艺方法。

10. 焊接的分类，方法，特点，应用？

根据工艺特点可分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。

熔化焊可以应用于各种焊接结构。

压力焊中的电阻对焊适用于焊接断面简单、直径小及强度要求不高的工件。点焊主要用于焊接薄板结构。缝焊用来焊接要求密封性好的薄壁容器。摩擦焊广泛应用于实心圆形工件、棒料及管子的对接。

钎焊适用于异种金属或合金、金属与非金属的连接。