10-机械工程材料知识综合应用举例
机械工程材料-调质钢
钢中同时加入Cr、Ni两种元素，可获得更好的力 学性能，高的强度、韧性和塑性，同时也有很好 的淬透性，但Cr-Ni钢有回火脆性。
四、典型零件应用举例
内燃机关键零件 曲轴、连杆、连杆螺栓 齿轮、凸轮轴等
1 汽缸体 2 活塞 3 进气阀 4 排气阀 5 连杆 6 曲轴 7 凸轮 8 顶杆 9 齿轮 10 齿轮
（二）调质钢的合金化 合金调质钢中的主加元素有Cr、Ni、Mn、Si等， 它们大都溶入铁素体，使铁素体得到强化，并增 加钢的淬透性。
二、热处理特点
（一）生产工艺路线
下料 锻造 预备热处理 机加工 （调质） （表面局部淬火） 精加工 成品 （二）预备热处理 处理后硬度为180~200HBS，便于机加工。 1、退火 （合金钢）完全退火、不完全退火和等温退火
回火S
1、淬火 加热: 在箱式炉（批量较小）或连续炉（大批量）
中加热到单相奥氏体（830~880 ℃ ）保温。 冷却：碳素钢水冷；合金钢油冷或水淬油冷。
箱 式 电 阻 炉
2、回火
回火是控制其力学性能的关键，一般采用 500~600 ℃ 回火。回火后采用水冷、油冷 （防止第二类回火脆性）或空冷。
表面局部淬火 对许多零件通过调质 处理能满足强韧性要 求，但局部对耐磨性 要求高，满足不了耐 磨性要求。对局部进 行感应淬火。
下料→锻造调质机加工 感应淬火（凸轮）精加工→装配
齿轮
凸轮轴
配气机构的装配动画
感应淬火部位
三、常用调质钢及性能特点
碳素钢 力学性能不高，只适用于尺寸和负荷较小的零件 合金钢 因钢中含有合金元素，提高了其淬透性和 力学性能，故适用于尺寸较大、负荷较重的零件。 ➢ 各种调质钢的性能特点和用途见表6-6（P146 ~ 147）
《机械基础》教案9-10
激情导入观察下列物品，它们都是由什么材料构成？材料是机器的物质基础。
材料种类繁多，在机械工程上常用的材料有：钢铁材料、有色金属和非金属材料。
各种材料的性能不同，用途也不同。
因此为了正确的选择和使用材料，必须掌握和了解材料的分类、牌号、性能、应用范围及热处理等有关基本知识。
钢的种类繁多，有多种分类方法。
根据化学成分，钢可分碳素结构钢指含碳量wc＜0.70%，主要用于制造齿轮、轴等各种机械零件和制作桥梁、建筑等工程结构件用钢。
普通碳素结构钢用于制造各种机械零件和工程结构件。
这类钢一般属于低碳、中碳钢。
优质碳素结构钢用于制造各种刀具、量具和模具。
这类钢一般属于高碳钢。
（4）按脱氧方法分类沸腾钢：不完全脱氧；镇静钢：完全脱氧；半镇静钢：介于沸腾钢和镇静钢之间。
在实际使用中，钢厂在给钢的产品命名时，往往将成分、质量和用途三种分类方法结合起来，如将钢称为优质碳素结构钢、高级优质碳素工具钢等。
（二）碳素结构钢定义：凡用于制造机械零件和各种工程结构件的钢都称为结构钢。
分类：根据质量可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢；1.普通碳素结构钢（1）特点：冶炼容易、价格低廉、性能能满足一般工程结构、日常生活用品和普通机械零件的要求。
（2）用途：主要用于焊接、铆接、栓接构件。
Q235应用最多（3）牌号：普通碳素结构钢的牌号由“Q”（表示屈服点的汉语拼音字首）、一组数据（表示屈服强度，单位MPa）、质量等级符号（质量分A、B、C、D四个等级）和脱氧方法符号（F—沸腾钢、b—半镇静钢、Z—镇静钢、TZ—特殊镇静钢，通常Z、TZ 可省略）四个部分按顺序组成。
例：Q235-A.F，“Q”代表屈服点，数值235表示在一定拉观察这些工具，分析它们的用途及材料组成?定义：碳素工具钢是用于制造刃具、模具、量具以及其他工具的钢。
特点：这类工具钢都要求高硬度和高耐磨性，含碳量都在0.7﹪以上，都是优质的或高级优质高碳钢。
3、牌号：拼音字母“T”加数字表示，其中“T”碳素工具钢，数字表示平均含碳量的千分数，若为高级优质碳钢则在牌号后加“A”。
第一章 工程材料基础知识
δ < 2 ~ 5%
属脆性材科
δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料
δ > 10%
属塑性材料
金属强度与塑性新、旧标准对照表
新标准 GB/T228-2002
性能 断面收缩率
σb
• 硬度测量的应用：硬度测量具有简便、快捷；不破坏试样（非破坏性试验）；硬度能综合反映材料的强度等其他 力学性能；硬度与耐磨性具有直接关系，硬度越高，耐磨性越好。所以硬度测量应用极为广泛，常把硬度标注于 图纸上，作为零件检验、验收的主要依据。
• 测量方法：可采用压入法、加弹法、划痕法等测量方法。生产中常用压入法（有布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏 硬度法等）。
符号 Z
断后伸长率
A
A11.3
屈服强度
－
上屈服强度 下屈服强度
规定残余伸长强度
ReH ReL Rr 例如：Rr0.2
抗拉强度
Rm
2、硬度测量
旧标准 GB/T228-1987
性能 断面收缩率
符号 ψ
断后伸长率
δ5
δ10
屈服点
σs
上屈服点 下屈服点
规定残余伸长应力
σsU σsL σr 例如：σr0.2
抗拉强度
维氏硬度测量原理
• 维氏硬度特点：测量范围大，可测量硬度为 10~1000HV 范围的材料；量压痕小。 • 维氏硬度应用：可测量较薄的材料和渗碳、渗氮等表面硬化层。
*上述各种硬度测量法，相互间没有理论换算关系，故试验结果不能直接进行比较，应查阅硬度换算表进行比较。 * 各种硬度的换算经验公式：硬度在 200~600HBS 时 ：1HRC 相当于 10HBS ；硬度小于 450HBS 时：1HBS 相当于 1HV * 利用布氏硬度压痕直径直接换算出工件的洛氏硬度：根据布氏硬度和洛氏硬度换算表，可归纳出一个计算简单且容
《机械工程材料》教案
《机械工程材料》教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解机械工程材料的基本概念、分类及性能；（2）掌握金属材料的组织结构、性能及应用；（3）熟悉非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等手段，分析机械工程材料的性能及应用；（2）学会运用相关知识，解决实际工程问题。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生的团队合作精神，提高动手能力；（2）培养学生对机械工程材料的兴趣，增强专业认同感。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念、分类及性能；2. 金属材料的组织结构、性能及应用；3. 非金属材料的性能及应用；4. 复合材料的性能及应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）机械工程材料的基本概念、分类及性能；（2）金属材料的组织结构、性能及应用；（3）非金属材料、复合材料的性能及应用。
2. 教学难点：（1）金属材料的组织结构与性能的关系；（2）非金属材料、复合材料的性能及应用。
四、教学方法1. 讲授法：讲解机械工程材料的基本概念、分类及性能；2. 实验法：观察、分析金属材料的组织结构、性能；3. 案例分析法：分析非金属材料、复合材料的性能及应用；4. 小组讨论法：探讨金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用。
五、教学过程1. 导入：（1）简要介绍机械工程材料的概念；（2）引导学生思考机械工程材料在工程中的重要性。
2. 讲解：（1）讲解机械工程材料的分类及性能；（2）讲解金属材料的组织结构、性能及应用；（3）讲解非金属材料、复合材料的性能及应用。
3. 实验：（1）安排学生参观实验室，观察金属材料的组织结构；（2）引导学生动手进行实验，分析金属材料的性能。
4. 案例分析：（1）分析非金属材料在工程中的应用案例；（2）分析复合材料在工程中的应用案例。
5. 小组讨论：（1）组织学生分组讨论金属材料、非金属材料、复合材料在实际工程中的应用；（2）引导学生思考如何选择合适的材料解决实际问题。
材料科学：机械工程材料知识点(最新版).doc
材料科学：机械工程材料知识点（最新版） 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
l 绿色制造技术的核心内容有哪些？ 本题答案： 6、名词解释 合金强化 本题答案： 7、填空题 在Fe-Fe3C 相图中，共晶转变温度是（ ），共析转变温度是（ ）。
本题答案： 8、判断题 冷却速度越快，钢的淬透性越高。
本题答案： 9、填空题 45钢正火后渗碳体（ ），调质处理后渗碳体（ ）。
本题答案： 10、问答题 简述弹性变形与塑性变形的区别。
本题答案： 11、填空题 晶体缺陷中的点缺陷除了置换原子还有（ ）和（ ）。
本题答案： 12、单项选择题姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做（）A.晶胞B.晶格C.晶粒D.晶向本题答案：13、问答题列举五种以上塑料的成形方法。
本题答案：14、问答题陶瓷的注浆成形有哪些？本题答案：15、问答题常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？－Fe 、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？本题答案：16、填空题钢的中温回火的温度范围在（），回火后的组织为（）。
本题答案：17、判断题热处理的加热，其目的是使钢件获得表层和心部温度均匀一致。
本题答案：18、单项选择题下列材料中，最适合制造盛放氢氟酸容器的是（）A.1Cr17B.1Cr18Ni9TiC.聚四氟乙烯D.SiO2本题答案：19、问答题为什么铸造生产中，化学成分如具有三低（碳、硅、锰的含量低）一高（硫含量高）特点的铸铁易形成白口？而在同一铸铁中，往往在其表面或薄壁处易形成白口？本题答案：20、问答题塑料的连接方式有哪几种？本题答案：21、问答题什么是复合材料，举例说明复合材料在产品设计中的应用。
《机械工程材料》教案
《机械工程材料》教案一、教学目标1. 了解机械工程材料的基本概念、分类和性能。
2. 掌握金属材料的组织结构、性能及应用。
3. 熟悉非金属材料、复合材料的分类、性能及应用。
4. 能够根据工程需求选择合适的材料。
二、教学内容1. 机械工程材料的基本概念及分类材料的定义、分类及编号金属材料、非金属材料、复合材料的特征及应用2. 金属材料的组织结构与性能金属的晶体结构金属的力学性能、工艺性能及物理性能金属的强化途径3. 常用金属材料及应用碳钢、合金钢、不锈钢的性能及应用常用有色金属及其合金的性能及应用4. 非金属材料塑料、橡胶、陶瓷的性能及应用复合材料的性能及应用5. 材料的选用及工艺路线设计材料选用的原则工艺路线设计的方法及步骤三、教学方法1. 讲授：讲解基本概念、原理、性能及应用。
2. 互动：提问、讨论，巩固知识点。
3. 案例分析：分析实际工程案例，掌握材料选用及工艺路线设计。
4. 实验：观察材料组织结构，验证性能指标。
四、教学资源1. 教材：《机械工程材料》2. 课件：讲解要点、图片、案例分析3. 实验设备：金相显微镜、硬度计等4. 网络资源：相关论文、视频、网站等五、教学评价1. 平时成绩：课堂提问、作业、实验报告2. 考试成绩：期末考试、考查知识掌握程度3. 综合评价：分析案例、设计工艺路线，评价应用能力六、教学重点与难点1. 教学重点：机械工程材料的基本概念、分类和性能金属材料的组织结构、性能及应用非金属材料、复合材料的分类、性能及应用材料选用的原则和方法2. 教学难点：金属材料的组织结构与性能之间的关系非金属材料、复合材料的性能及应用材料选用和工艺路线设计的实践应用七、教学进度安排1. 课时：共计32课时2. 分配：基本概念及分类：4课时金属材料的组织结构与性能：6课时常用金属材料及应用：4课时非金属材料：3课时复合材料：3课时材料的选用及工艺路线设计：6课时实验：3课时机动：2课时八、教学步骤1. 引入：通过实例引入机械工程材料的概念，激发兴趣。
机械工程材料实训报告心得
一、引言作为一名机械工程专业的学生，我有幸参加了机械工程材料实训课程。
通过这次实训，我对机械工程材料有了更加深入的了解，对材料的性质、应用以及加工方法有了更加清晰的认识。
以下是我对这次实训的心得体会。
二、实训内容与过程1. 实训内容本次实训主要包括以下内容：（1）金属材料的性能及分类（2）金属材料的加工工艺（3）非金属材料的应用及特性（4）复合材料的研究与发展（5）材料在机械工程中的应用实例2. 实训过程（1）理论学习：通过课堂讲解、教材阅读、网络搜索等方式，对机械工程材料的基本知识进行学习。
（2）实验操作：在实验室内进行各种实验，如金相显微镜观察、硬度测试、拉伸试验等，以验证理论知识。
（3）项目实践：以小组为单位，完成一项与机械工程材料相关的项目，如设计一种新型材料制品。
三、实训心得体会1. 金属材料通过本次实训，我了解到金属材料在机械工程中的应用非常广泛。
不同类型的金属材料具有不同的性能，如强度、硬度、韧性、耐磨性等。
在机械设计中，合理选择金属材料对提高机械性能和延长使用寿命具有重要意义。
同时，我也认识到金属材料加工工艺的重要性，如热处理、表面处理等，这些工艺可以改善材料的性能。
2. 非金属材料非金属材料在机械工程中的应用也日益广泛，如塑料、橡胶、陶瓷等。
这些材料具有轻质、耐腐蚀、耐磨、绝缘等特性，适用于各种特殊环境。
通过实训，我对非金属材料的加工工艺有了初步了解，如注塑、挤出、压延等。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料复合而成的材料，具有优异的综合性能。
在本次实训中，我了解到复合材料的种类、制备方法及其在机械工程中的应用。
复合材料在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有广泛的应用前景。
4. 材料在机械工程中的应用实例实训过程中，我们以实际项目为例，了解了材料在机械工程中的应用。
例如，在设计一种新型材料制品时，我们综合考虑了材料的性能、加工工艺、成本等因素，最终选择了合适的材料。
3机械工程材料基本知识
在此输入书名第×章第3章机械工程材料基本知识机械工程材料基本知识3.1 金属材料的力学性能3.2 钢3.3 铸钢3.4 钢的热处理3.5 铸铁3.6 非铁金属3.7 工程塑料3.8 机械工程材料的选用们日常生活很多用品图3-1自行车所示的运动自行车，齿盘、飞轮和链条、辐条制造，车把、车架和车圈是用铝合制造，车的轮胎用的是非金属材料--橡胶，车座的上非金属材料—工程塑料。
在机械工程上常用的材料有：钢铁材料，非铁金属(如铜、铝及其合金)及非金属材料(如塑料、橡胶等)。
各种材料的性能均有差异，尤其是钢铁材料通过热处理后，其性能变化更大。
实践证明，材料的性能差异主要与它们的化学成分、内部组织结构、工作温度及热处理工艺等有关。
因此，为了进行零部件的设计、制造、维修等，必须掌握和了解工程材料的分类、牌号、成分、性能特点、应用范围及热处理等有关基本知识。
由于目前机械工程材料中应用最广泛的是钢铁材料，故本章重点介绍钢铁材料的基本知识，同时简介非铁金属和非金属材料的基本知识。
金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的性能。
力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性等。
1.强度金属材料在静载荷作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。
2.塑性金属材料在断裂前产生永久变形的能力称为塑性。
3. 硬度材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。
工程上最常用的有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
4.冲击韧度金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为冲击韧度。
钢钢和铸铁是机械工业中广泛应用的金属材料，它们是以铁和碳两种元素为基本组元的复杂合金，统称为铁碳合金。
钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.11％以下，并含有其他元素的材料。
铸铁是碳含量大于2.11％的铁碳合金。
含碳量2.11％通常是钢和铸铁的分界线。
根据钢中所含各种合金元素规定含量界限值，将钢分为非合金钢、低合金钢和合金钢三大类。
机械工程材料基本知识
/ / 第1章机械工程材料基本知识1.1 金属材料的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
1.1.1 强度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。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs表示。
抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。
对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。
1.1.2 塑性塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。
工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。
伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。
断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用 表示。
伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。
良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。
1.1.3 硬度硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。
硬度的测试方法很多，生产中常用的硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏硬度试验方法两种。
（一）布氏硬度试验法布氏硬度试验法是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头，在载荷P的作用下压入被测试金属表面，保持一定时间后卸载，测量金属表面形成的压痕直径d，以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测金属的布氏硬度值。
机械工程材料基础 (2)
* 适当增加硫、磷含量，可提高钢的切削 加工性能；
* 磷可增加钢在大气中的耐腐蚀性能
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
1. 普通碳素结构钢:
Q 235 — A ·F
沸腾钢
脱氧方法
（B、Z、TZ）
A等级
（D、C、B） 质量等级
235 MPa
屈服强度
P87
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
1.定义:在强烈冲击载荷作用下发生冲击形变硬化的高锰钢。
球磨机
颚式破碎机
挖掘机
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
目的：
掌握常用铸铁的性能特点； 掌握铸铁的牌号； 了解铸铁的应用；
铸铁是指一系列主要由铁、碳
和硅组成的合金总称。
工业常用铸铁；
灰口铸铁 球墨铸铁 可锻铸铁
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
1．白口铸铁
2．麻口铸铁
3．灰口铸铁
（1）灰铸铁 碳主要以片状石墨形式出现的铸铁；
（2）可锻铸铁 碳主要以团絮状石墨形式出现的铸 铁；
（3）球墨铸铁 碳主要以球状石墨形式出现的铸铁 ；
（4）蠕墨铸铁 碳主要以蠕虫状石墨形式出现的铸
曲轴等用高淬透性的零件等 。 38 Cr Mo Al A、40 Cr Mn Mo、 25 Cr2 Ni4 W A等。
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
1.对弹簧钢的性能要求: 高的σe、高的σs/ σb、高的σ-1、良好的韧。
2.对弹簧钢含碳量的要求: 中、高碳。
《第3章 机械工程材料基础》——陈 君梅 2007-3-12
机械工程材料知识综合应用举例
3．某机床主轴（直径约φ40mm），要求有良好的综 合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50~55HRC）。 (1)选择一种比较合适的材料； (2)写出简明加工工艺路线； (3)说明工艺路线中各个热处理环节的目的。 4．某零件用45钢制造，淬火时用水作冷却介质， 淬硬层深度不能满足要求。仓库中有40Cr、50、40 和60Si2Mn四种材料。 （1）选用哪种钢比较合适？ （2）淬火时选用哪种淬火介质比较合适？ （3）回火温度选在什么温度范围内比较合适？
alniwsimosmnvti由pbsn相图可知纯sn的熔点为共晶成分中pb的质量分数为在共晶温度下sn在固溶体中的最大溶解度为共晶点对应的sn的质量分数为教材p52图311a组元的含量为85b组元的含量为15它们所形成的固相为单相合金b组元随机分布在a组元中这种固相称为其中a组元称为b组元称为知b组元属于面心立方若它们能形成无限固溶体则a组元的晶体结构类型属于面心立方不确定
轴类
1．已知某优质碳素钢经完全退火后珠光体的体积分数 为59%。 （1）计算该钢含碳量并给出钢号。 （2）该钢能否制造直径为φ30mm的轴类零件？为什么？ （3）能否制造直径为φ300mm的轴类零件？为什么？
2．蒸汽阀门的阀杆对综合力学性能要求较高，同时要 求具有一定的耐腐蚀性。 （1）在1Cr18Ni9Ti、2Cr13、45和20CrMnTi四种钢中 选择一种合适的材料； （2）画出最终热处理工艺曲线（注明温度范围）。
3. 设A、B组元的熔点分别为1450℃和1080℃，它们在液 态和固态都无限互溶，则这两种组元组成的二元相图叫 作二元 相图；先结晶的固溶体中含 组元多，后结 晶的固溶体中含 组元多，这种成分不均匀现象称 为 ，通过 工艺可以减轻或消除这种现象。
4．有两种含碳量不同的铁碳合金，它们的室温平衡 组织各由两种组织组成，它们都有珠光体组织，珠光 体的质量分数均为90%。回答以下问题。 (1) 分别写出这两种合金的组织名称。 (2) 计算这两种合金的含碳量。 (3) 计算这两种合金室温下α相和Fe3C相的质量分数。
机械工程材料总复习资料
机械工程材料复习第一部分基本知识一、概述⒈目的掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是重点).具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料;具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力.⒉复习方法以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用”之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习.二、材料结构与性能:⒈材料的性能：①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）；②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等.⒉材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构(第二章);纯金属:体心立方（)、面心立方（），各向异性、强度、硬度低;塑性、韧性高实际金属：晶体缺陷(点:间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）→各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低.合金：多组元、固溶体与化合物.力学性能优于纯金属。
单相合金组织：合金在固态下由一个固相组成;纯铁由单相铁素体组成。
多相合金组织：由两个以上固相组成的合金.多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。
⒊材料的组织结构与性能⑴。
结晶组织与性能：F、P、A、Fe3C、Ld；1）平衡结晶组织平衡组织：在平衡凝固下，通过液体内部的扩散、固体内部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒内部的成分均匀,并一直保留到室温。
2）成分、组织对性能的影响①硬度（HBS)：随C﹪↑，硬度呈直线增加， HBS值主要取决于组成相的相对量。
②抗拉强度(）：C﹪＜0。
9%范围内，先增加，C﹪＞0.9～1。
0％后，值显著下降。
③钢的塑性(）、韧性(）：随着C﹪↑，呈非直线形下降.3）硬而脆的化合物对性能的影响：第二相强化:硬而脆的化合物，若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降；若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高；呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化；呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降。
工程材料与机械制造基础讲稿
工程材料与机械制造基础讲稿1. 引言工程材料是指在机械制造和工程领域中所使用的各种材料。
它们具有一些特定的物理和化学性质，能够满足不同工程应用的要求。
机械制造是指通过机械设备和工具对材料进行加工和制造的过程。
机械制造与工程材料密切相关，合理选择和使用工程材料对机械制造具有重要的影响。
2. 常用工程材料2.1 金属材料金属材料是指由金属元素组成的材料。
金属材料具有良好的导电性和热传导性，因此在电子、电器、汽车、航空航天等领域广泛应用。
常见的金属材料包括钢铁、铜、铝等。
不同金属材料具有不同的物理和机械性质，例如钢铁具有高强度和硬度，铝具有较低的密度和良好的耐腐蚀性。
2.2 非金属材料非金属材料是指不包含金属元素的材料。
非金属材料具有一些特殊的性质，例如绝缘性能、高耐热性等。
常见的非金属材料包括塑料、陶瓷和复合材料等。
塑料具有良好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于包装、建筑和电子等行业。
陶瓷具有高强度、高硬度和高耐热性，常用于制作耐磨、耐高温的零部件。
复合材料由多种材料的组合构成，具有优秀的综合性能，例如碳纤维复合材料在航空航天和汽车领域有广泛应用。
3. 工程材料的选择原则3.1 强度和刚度在机械制造中，通常会对材料的强度和刚度有要求。
强度是材料抵抗变形和破坏的能力，刚度是材料抵抗变形的能力。
因此，在选择工程材料时，需要考虑工件所承受的载荷和应力情况，选择具有足够强度和刚度的材料。
3.2 密度和重量对于一些重量敏感的应用，例如汽车和航空器，需要选择密度较低的材料，以减轻整体重量。
同时，还需要考虑材料的强度和刚度，确保结构的安全性。
铝是一种密度较低且强度较高的材料，因此在航空航天领域有广泛应用。
3.3 耐腐蚀性某些工程材料需要具有良好的耐腐蚀性能，以应对恶劣的工作环境。
例如，在化工行业和海洋工程中，常使用具有良好耐腐蚀性的材料，例如不锈钢和镍基合金。
3.4 温度稳定性在一些高温或低温应用中，工程材料需要具有良好的温度稳定性。
工程材料知识点总结
工程材料知识点总结工程材料是指在建筑、土木、机械、电气等工程中使用的各种材料。
它们具有不同的物理和化学性质，用途也各不相同。
下面将从常见的几大类材料中总结一些重要的知识点。
金属材料：金属材料是工程领域最常见的一类材料，其特点是热导率高、导电性好、强度高、塑性好等。
常见的金属材料有钢材、铁材、铝材、铜材等。
其中，钢材是最常用的金属材料之一，其具有高强度、耐腐蚀、可塑性好等特点，适用于各种工程结构。
水泥和混凝土：水泥是一种重要的建筑材料，是混凝土的主要成分。
它由石灰石经过煅烧后，经过研磨形成的粉状物质。
水泥的主要特点是早期强度低，但逐渐增加，可以通过控制水泥的配比来调整混凝土的强度和硬化时间。
混凝土是一种由水泥、砂子、骨料、水等按一定比例混合而成的人工石材，具有很高的耐用性和承重能力，广泛应用于建筑和土木工程中。
玻璃材料：玻璃是一种无定形的非晶态材料，主要由二氧化硅和其他氧化物混合熔融后制成。
它具有透明度高、硬度高、耐腐蚀等特点，广泛应用于窗户、器皿、光学仪器等领域。
在工程中，玻璃材料还可以作为复合材料的增强材料使用，提高材料的机械性能和耐用性。
塑料材料：塑料是一种由合成树脂经加工成型而成的材料，其特点是轻质、耐酸碱、绝缘性好等。
塑料材料具有很高的适用性，应用范围广泛，例如在电子工程、汽车制造等领域中使用到的塑料配件。
复合材料：复合材料是由两种或两种以上成分组成的材料，通过各成分之间的相互作用形成新的性能。
常见的复合材料有纤维复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料等。
纤维复合材料是其中最常见的一种，由纤维和树脂复合而成。
它具有比金属轻、强度高、耐腐蚀等特点，广泛应用于航空、汽车、体育用品等领域。
陶瓷材料：陶瓷材料是一类由无机非金属材料经高温烧结而成的材料，具有很高的硬度、耐磨性和耐荷载性。
由于其良好的绝缘性能，陶瓷材料在电气工程领域有很广泛的应用，例如电子器件、绝缘体等。
木材：木材是自然生长的一种有机材料，具有很好的机械和物理性能，也是一种可再生资源。
机械类应知应会知识点汇总
机械类应知应会知识点汇总机械工程作为一门综合性学科，涉及广泛且复杂。
对于机械工程专业的学生或从事机械相关工作的人来说，掌握一些基本的知识点是非常重要的。
本文将对机械类应知应会的知识点进行汇总，并以简洁美观的方式进行排版，以便读者阅读体验更好。
一、力学基础知识1. 牛顿定律：牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律是力学中最基本的三个定律，它们分别描述了物体的惯性、受力和作用-反作用原理。
2. 动能和势能：动能是物体运动时具有的能量，势能是物体处于某位置或状态时具有的能量。
3. 弹性力学：弹性力学是研究物体在变形过程中的力学性质，包括材料的弹性模量、杨氏模量等。
二、材料科学与工程1. 材料分类：根据结构和成分的不同，材料可分为金属材料、非金属材料和复合材料。
2. 强度学说：材料在受力时会产生应力和应变，强度学说研究材料在应力作用下的变形和破坏。
3. 塑性变形：塑性变形是材料在受力超过其弹性极限时产生的形变，具有不可逆性。
三、机械设计与制造1. 工程制图：机械设计师需要掌握工程制图的基本知识，包括多视图投影、剖视图、尺寸标注等。
2. 机械零件标准件：机械设计需要了解常见的机械零件标准件的规格和尺寸，例如螺栓、螺母、平键等。
3. 简单机构：机械设计中常用的简单机构有齿轮传动、曲柄连杆机构、凸轮机构等，需了解其基本原理和应用。
四、热力学与传热学1. 热力循环：热力循环是描述热力系统能量转化的循环过程，常见的有卡诺循环、斯特林循环等。
2. 热传导：热传导是物质内部能量传递的一种方式，需要了解传热的基本定律和传热系数的计算方法。
3. 热工量测量：热力学系统中的热工量需要通过测量来得到，如温度、压力、功等的测量方法和仪器。
五、流体力学1. 流体静力学：研究流体在静止状态下的力学性质，包括压力、密度、浮力等。
2. 流体动力学：研究流体在运动状态下的力学性质，涉及流体的流速、流量和能量转换等。
3. 流体阻力：流体在运动过程中会受到阻力的作用，需了解阻力的计算方法和流体阻力特性。
机械制造基础常用工程材料
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2.合金钢
1）合金钢的分类
• 按合金元素总的含量可分为
– 低合金钢(Me＜5％) – 中合金钢(Me＝5%～10%) – 高合金钢(Me＞10％)
另外，按钢中主要合金元素种类不同，又可分为锰钢、铬钢、硼 钢、铬镍钢、铬锰钢等。
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②合金渗碳钢
合金渗碳钢主要用来制造工作中承受较强烈的冲击作用和磨损条件
下的渗碳零件。制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮、汽车 后桥齿轮和内燃机里的凸轮轴、活塞销等。
合金渗碳钢经渗碳、淬火和低温回火后表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有较 高的强度和足够韧性的零件。
其牌号用“ZG”代表铸钢二字汉语拼音首位字母，后面第一组数字为 屈服强度(单位N/mm2)，第二组数字为抗拉强度(单位N/mm2)。
例如ZG200-400， 表示屈服强度σs(或σ0.2≥200N/mm2 ) ， 抗拉强度σb≥400N/mm2的铸造碳钢件。
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(3）碳素结构钢的用途
•40CrNiMoA、40CrMnMo、25Cr2Ni4WA，这类钢油淬临界淬透直径
为60～100mm，调质后强度最高，韧性也很好，可用作大截面、承受更大 载荷的重要调质件。如汽轮机主轴、叶轮等。
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④合金弹簧钢
合金弹簧钢的碳的质量分数一般为c＝0.5％～0.7％，碳的质量分数
•20Cr、20Mn2，这类钢淬透性低，只适于制造承受载荷不大的小型耐磨零件，
如活塞销、凸轮轴、滑块等。
•20CrMnTi、20SiMnVB等，这类钢淬透性好，力学性能较高，可用来制
中职机械基础导学案-工程材料-10
编制审核时间年月日编号 NO.010章节名称第四章工程材料第七节材料选择及运用学习目标1.掌握零件的失效形式及原因。
2.掌握选材的原则、方法和步骤。
3.了解典型零件选材举例。
学习重点难点学习重点掌握选材的原则、方法和步骤。
学习难点在实际生产生活能够正解的选择材料。
知识链接材料的选择与应用是机械设计与制造工作中重要的基础环节，自始至终地影响整个设计过程。
选材的核心问题是在技术和经济合理的前提下，保证材料的使用性能与零件（产品）的设计功能相适应。
掌握各类工程材料的特性、正确选用材料是对机械设计与制造工程人员的基本要求。
自主学习一、零件的失效是指：。
二、零件失效形式有：、、。
对结构材料的失效而言，前三种是最主要的；其中断裂失效（尤其是脆性断裂）因其危险性而易受重视、且研究最多，疲劳断裂最普遍，是断裂失效的主要方式。
对于功能材料，物理性能降级是其主要失效形式，但也存在断裂与腐蚀、磨损等问题。
三、选材的原则、方法和步骤。
1.选材的一般原则基本原则是在保证材料满足的前提下，再考虑材料的和材料的。
（1）满足使用性能是指材料能保证零件正常工作所必须具备的性能。
选材时，首要任务是正确地分析零件的和主要的，准确地判断零件所要求的。
（2）兼顾材料的（3）充分考虑2.选材的方法根据零件的工作条件，找出其，作为选材的主要依据。
以性能为主要依据。
以为主要依据。
以为主要依据。
3.选材的步骤（1）分析零件的工作条件及失效形式，确定。
（2）对同类零件的用材情况进行调查研究，可从其等方面分析选材是否合理，以此作为选材参考。
（3）从零件性能要求中找出，通过力学计算或试验等方法，确定零件应具有的力学性能指标或理化性能指标。
四、了解典型零件选材举例（1）机床齿轮一般可选中碳钢制造，为了提高淬透性，也可选用中碳合金钢应用场合：传递动力、改变运动的速度和方向，转速中等，载荷不大，工作平稳无强烈冲击。
（2）汽车齿轮一般用合金渗碳钢制造。
应用场合：。
《机械工程材料学》综合实验教学网络化设计及应用
3科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N2008N O .09SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N科教平台1《机械工程材料学》课程特点《机械工程材料学》是机械类冷加工各专业的一门重要技术基础课,主要包括金属学、热处理、金属材料、失效分析与选材以及非金属工程材料等。
以培养学生具有合理选用金属材料、正确制定热处理工艺方法、妥善安排工艺路线的初步能力,了解非金属材料及其在机械工程方面的应用为主要目标。
本课程的重点是金属材料的结构、成分、热处理、组织和性能之间的关系。
而综合实验就成为必不可少的一个重要环节。
综合实验的内容包括根据所给实际零件性能要求选择合适的材料、制定正确的热处理工艺规范、进行热处理操作并检测热处理后的硬度、制备金相试样、观察并分析组织形态,完成实验报告。
目的就是为了锻炼学生的实际动手能力,增强对知识的直观性把握。
本课程涉及到大量的金相组织,例如铁碳合金的平衡组织、非平衡组织、铸铁的组织、有色金属的组织等,要在有限的课堂学习和综合实验过程中掌握大量的金相组织特征并理解组织和性能之间的关系比较困难,这就需要利用实验的网络化教学延长自我学习时间,扩充金相组织图片的信息量,拓宽机械工程材料的知识面。
2网络化实验教学的设计思想根据该课程量大面广的特点,利用现代多媒体技术,通过网络化极大的提高实验教学效率,在有限的实验时间里让学生学习更多的实验知识。
该网络化实验教学的设计思想体现以下几个方面:人机对话,实现教师与学生互动;实现二人以上的分组讨论;资源共享,一个学生所调的视场可供全班观察;利用多媒体课件事现虚拟教学;实现实物采集,利用多媒体观察实物样品。
3网络化实验教学应用3.1实验教学前网络化应用对于实验室教师,在《机械工程材料学》综合实验实施前,设计实验课程的多媒体课件和电子实验报告,课件内容要反映出课程的重点及课程与实际应用的连接点,电子实验报告要体现实验操作水平以及理论知识的掌握程度。
机械工程师面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识与原理1. 题目：请简述机械能的守恒定律及其在机械设计中的应用。
解析：机械能的守恒定律指出，在闭合系统中，机械能的总量保持不变。
在机械设计中，这一原理可以帮助我们分析和优化机械系统的能量转换和损失，提高机械效率。
2. 题目：什么是齿轮传动？简述齿轮传动的优点和缺点。
解析：齿轮传动是一种常用的机械传动方式，通过齿轮的啮合实现动力和运动的传递。
齿轮传动的优点包括传动精度高、传动比稳定、结构紧凑等；缺点包括制造成本较高、维护难度较大等。
3. 题目：请解释什么是机械振动，并简述振动对机械系统的影响。
解析：机械振动是指机械系统在受到外部或内部干扰时，产生的周期性运动。
振动对机械系统的影响包括：影响机械精度、降低机械寿命、增加能耗等。
4. 题目：什么是摩擦？请简述摩擦的类型及其对机械系统的影响。
解析：摩擦是指两个物体接触时，由于表面粗糙度、相互作用力等因素产生的阻力。
摩擦的类型包括静摩擦、滑动摩擦、滚动摩擦等。
摩擦对机械系统的影响包括：增加能耗、降低机械效率、影响机械精度等。
5. 题目：什么是机械设计的基本原则？请举例说明。
解析：机械设计的基本原则包括：可靠性、经济性、安全性、环保性等。
例如，在设计齿轮减速器时，应保证其可靠性，确保在规定的使用条件下正常工作。
二、机械设计与应用6. 题目：请简述机械设计的步骤。
解析：机械设计的步骤包括：需求分析、方案设计、结构设计、计算与校核、加工与装配、试验与改进等。
7. 题目：请解释什么是机构运动简图，并举例说明。
解析：机构运动简图是表示机构运动关系的图形，可以直观地展示机构的运动特性。
例如，齿轮机构运动简图可以表示齿轮的啮合关系、转动速度等。
8. 题目：请简述机械设计中常见的机构类型及其特点。
解析：机械设计中常见的机构类型包括：连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、槽轮机构等。
它们的特点如下：（1）连杆机构：结构简单、运动灵活、易于实现复杂运动。
（2）齿轮机构：传动精度高、传动比稳定、结构紧凑。
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二、分析比较CrWMn合金工具钢与T10碳素工具钢 1．CrWMn钢的淬火加热温度与T10钢相比哪个高？ 为什么？ 2．直径均为φ30mm的T10钢和CrWMn钢，加热透烧后 均在油中冷却，获得的淬硬层深度相同吗？为什么？
3．为什么用T10钢制造的刀具以致于失效；而CrWMn钢 制造的刀具刃部在230~250℃条件下工作，硬度仍不低 于60HRC，且耐磨性能良好，尚可维持正常工作？ 4．若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具， 应采用何种热处理工艺（包括预先热处理和最终热处 理）？试分析各热处理工艺的作用及其所得组织。
2．拟用T10A钢制造形状简单的冲头，回答以下问题。 （1）写出其简明生产工艺路线。 （2）画出各热处理工艺曲线图（注明温度、冷却介质） （3）写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围
3．有两种含碳量不同的铁碳合金，它们的室温平衡 组织各由两种组织组成，它们都有珠光体组织，珠光 体的质量分数均为90%。回答以下问题。 (1) 分别写出这两种合金的组织名称。 (2) 计算这两种合金的含碳量。 (3) 计算这两种合金室温下α相和Fe3C相的质量分数。
8. 设A、B组元的熔点分别为1450℃和1080℃，它们在液 态和固态都无限互溶，则这两种组元组成的二元相图叫 作二元 相图；先结晶的固溶体中含 组元多，后结 晶的固溶体中含 组元多，这种成分不均匀现象称 为 ，通过 工艺可以减轻或消除这种现象。
9. 为了降低钢的硬度便于机加工可采用 工艺； 为使零件获得高的强度、硬度和耐磨性可采用 工艺； 为了提高零件局部的硬度和耐磨性可以采用 工艺； 为了提高淬火零件的塑性和韧性可以采用 工艺。 （低温回火、时效、表面淬火、高温回火、淬火、正火、 退火） 10. 对于汽车、拖拉机变速箱中的传动齿轮一般可选用 钢经过 处理后使用； 而对承受载荷较小，但对尺寸精度要求非常高的齿 轮可以选用 钢经过 处理后使用； 对于承受载荷 不大、对精度要求也不是太高的机床 变速箱中的齿轮可选用 钢经过 处理后使用。 （可供选择的材料为45、40Cr、20Cr、20CrMnTi、 38CrMoAl、3Cr2W8V、20Cr2Ni4WA）
3. 碳溶入α-Fe形成的固溶体属于 间隙 固溶体； Cr溶入α-Fe形成的固溶体属于 置换 固溶体； Cu与Ni可以形成 无限 固溶体。
4. 由Pb-Sn相图可知，纯Sn的熔点为 ℃，共晶成分中 Pb的质量分数为 ％，在共晶温度下Sn在α固溶体中的 最大溶解度为 ％，共晶点对应的Sn的质量分数为 ％ （教材P52图3-11） 5. 一个直径为20mm的轴，要求σb＞700Mpa且综合力 学性能较好。从经济角度考虑，同时又能满足性能要求， 选用（只选一种） （20、T10、 45、 3Cr2W8V、 40Cr、9SiCr、W6Mo5Cr4V2）钢，淬火温度选用 ℃， 采用 作为淬火介质，回火温度选用 ℃。
8．拟用9SiCr钢制造形状简单的冲头，回答以下问题： （1）写出其简明生产工艺路线。 （2）画出各热处理工艺曲线图（注明温度、冷却介质） （3）写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围。
认真细心读懂题意，反复琢磨关键词语。 冷静回顾知识要点，有的放矢分析考题。 考试期间注意时间，答题遵循先易后难。 若想考出优良成绩，重在理解基本概念。 平时刻苦考前复习，即使缺失也不遗憾。
21．说明高碳钢常用的预先热处理工艺； 画出工艺曲线并进行简要分析； 说明预先热处理的目的 。
22．某机床主轴（直径约φ40mm），要求有良好的 综合力学性能，轴颈部分要求耐磨（50~55HRC）。 (1)选择一种比较合适的材料； (2)写出简明加工工艺路线； (3)说明工艺路线中各个热处理环节的目的。
6. 加工壁厚为10mm的轴承套圈，选用 （只选一种） （20、 W18Cr4V、 CrWMn、 45、 9Mn2V、40Cr、 GCr15SiMn、GCr15）钢比较好，淬火温度选用 ℃， 采用 作为淬火介质，回火温度选用 ℃较合适。
7. A组元的含量为85％，B组元的含量为15％，它们所形 成的固相为单相合金，B组元随机分布在A组元中，这种 固相称为 ，其中A组元称为 ，B组元称为 。已 知B组元属于面心立方，若它们能形成无限固溶体，则A 组元的晶体结构类型属于 （体心立方、密排六方、 面心立方、不确定）。
11. 如果用20CrMnTi钢制造齿轮，其一般的简明加工路 线是 。 当最终热处理全部完成后，其表层组织由表及里为 + + ，具有高的 疲劳强度、 疲劳强度和 高的 性，而心部在淬透的情况下为 组织， 具有良好的 力学性能。 如果齿面的曲率半径增大或承受的接触应力增大， 齿面的硬化层深度应该相应 （减小，增加），这是 通过 （延长，缩短）渗碳时间实现的。低温回火后 通过 处理可以进一步提高齿轮的弯曲疲劳强度。 12. 简述渗碳、渗氮和碳氮共渗三种化学热处理方法对零 件对的表面硬度、耐磨性、热处理变形、疲劳强度、渗 层深度等五个方面的异同。
机械工程材料基础知识综合应用举例
一、简答题 1.金属材料在固态下一般具有的特性是:
良好的导电、导热性；不透明，有金属光泽; 较高的强度、良好的塑性；有正的电阻 温度系数。
2.下列元素中: Al、Ni、W、Si、Mo、S、Mn、V、Ti
属于弱碳化物形成的元素是: 属于强碳化物形成的元素是: 属于非碳化物形成的元素是: Mn W、Mo、V、Ti Al、 Ni 、 Si
5．铁丝易折弯，铸铁易破裂，为什么？
6．为什么钢铆钉用低碳钢（ωc=0.25%)制作？
7．为什么绑扎物体一般用铁丝（镀锌低碳钢丝）， 而起重机钢丝绳却用60钢（ωc=0.60%)制成？
四、问答思考题 1． A、B合金相图属于共晶相图，A组元的熔点为 330℃，B组元的熔点为200℃，共晶转变温度为160℃， 共晶合金中B的质量分数为60%，B在α（以A为溶剂的 固溶体）中的最大溶解度为10%，A在β（以B为溶剂的 固溶体）中的最大溶解度为5%，室温下两组元互不相 溶（溶解度为0）。画出相图，将题中给出的3个温度和 3个成分点以及各区域的相组成标在相图上。
6．拟用GCr15钢制造一种小型拔丝模，回答以下问题： （1）写出其简明生产工艺路线。 （2）画出各热处理工艺曲线图（注明温度、冷却介质） （3）写出各热处理工序后得到的组织名称及硬度范围。
7．已知A、B二元合金相图属于匀晶相图，A组元的 熔点为500℃，B组元的熔点为300℃，400℃时液相L中 B的质量分数为60%，固相α中B的质量分数为40%。 (1) 画出该合金相图示意并标注各区域的相组成物。 (2) 计算wB=50%的合金在400℃时液相和固相的质量 分数。
13．已知某优质碳素钢经完全退火后珠光体的体积分数 为59%。 （1）计算该钢含碳量并给出钢号。 （2）该钢能否制造直径为φ30mm的轴类零件？为什么？ （3）能否制造直径为φ300mm的轴类零件？为什么？
14．蒸汽阀门的阀杆对综合力学性能要求较高，同时要 求具有一定的耐腐蚀性。 （1）在1Cr18Ni9Ti、2Cr13、45和20CrMnTi四种钢中 选择一种合适的材料； （2）画出最终热处理工艺曲线（注明温度范围）。
17．针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问 题。 （1）分析主要失效形式和对性能的主要要求； （2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一 种合适的材料并写出简明加工路线。
18．一个直径为φ60mm的轴，要求抗拉强度大于 900MPa且综合力学性能较好，目前仓库中有25、40Cr、 GCr15、9SiCr四种材料可供选用。问： （1）选哪种材料最合适（简要说明理由）； （2）画出最终热处理工艺曲线（要求给出温度范围）， 为什么要选用这种工艺？
三、根据Fe－Fe3C相图，说明产生下列现象的原因。 1．完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％ 的钢硬度高。 2．钳工用手工锯锯T10、T12钢料时比锯10、20钢 料费力，锯条容易磨钝。 3．在室温下，含碳量为0.8％的钢其强度比含碳量 为1.2％的钢高。
4．含碳量为0.45％的钢加热到1200℃开始锻造，冷 却到800℃停止锻造。
19．一种零件需要切削加工，批量很大，要求材料具有 良好加工性能，抗拉强度大于450MPa，延伸率大于 30%，其他性能没有要求。回答： （1）选择一种最合适的材料； （2）写出简明加工路线； （3）所选材料与45钢相比有哪些优点。 20．某零件用45钢制造，淬火时用水作冷却介质，要 求淬硬层深度为8mm，实际得到的淬硬层深度为 3mm。仓库中有40CrMn、50、40和5CrMnMo四种 材料。 （1）选用哪种钢比较合适？ （2）淬火时选用哪种淬火介质比较合适？ （3）回火温度选在什么温度范围内比较合适？
15．某尺寸较大的轴承套圈试生产时选用GCr15，淬 火后心部总出现较多的屈氏体组织不能满足要求。 （1）分析出现屈氏体的原因； （2）改用哪种钢比较合适？ （3）画出预先热处理和最终热处理工艺曲线。 16．某零件用45钢制造，淬火时用水作冷却介质， 淬硬层深度不能满足要求。仓库中有40Cr、50、40 和60Si2Mn四种材料。 （1）选用哪种钢比较合适？ （2）淬火时选用哪种淬火介质比较合适？ （3）回火温度选在什么温度范围内比较合适？
4．针对传递动力用的齿轮，回答以下问题。 （1）分析其一般受力情况和对材料性能的主要要求。 （2）模数m=5的齿轮，要求表面硬度为60~63HRC， 心部硬度为40~43HRC，渗碳层深度为1.0~1.3mm。选 用哪种钢比较合适，写出简明加工工艺路线并说明各个 热处理的目的。
5．某型号柴油机的凸轮轴，要求凸轮表面有高的硬度 （>50HRC），而心部具有良好的韧性（Ak>40J），原 采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火，最后低 温回火，现因工厂库存的45钢已用完，只剩15钢，拟用 15钢代替。回答下列问题： （1）说明原45钢调质和高频淬火的目的及其热处理后 得到的组织。 （2）改用15钢后，仍按原热处理工序进行能否满足性 能要求？为什么？ （3）改用15钢后，为达到所要求的性能，应采用何种 热处理工艺？分析所选工艺能满足所要求的性能的原因