工程材料及机械制造基础复习(热加工工艺基础) (1)
机械工程材料及热加工工艺试题及答案(DOC)
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。
工程材料及热加工复习重点
第一章材料的性能及应用意义1．使用性能、工艺性能（P．6）2．力学性能（P．7）3．强度、屈服强度、抗拉强度（P．7）4．刚度，影响因素（P．9）5．塑性（P．11）6．硬度：概念、优缺点。
为什么一般工程图样上常标注材料的硬度，作为零件检验和验收的主要依据？（P．11）7．硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。
（P．11）硬度测试有压入法和刻划法两大类。
8．冲击韧性（P．13）9．疲劳（P．15）10．磨损（P．17）11．工艺性能（P．21）第二章材料的结构1．晶体、非晶体（P．26）2．各向异性（P．27）3．典型晶体结构（P．28）4．晶体缺陷：点、线、面（P．30）第三章材料的凝固与结晶组织1．凝固、结晶（P．35）2．过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系（P．36）3．结晶过程：形核与长大（P．37）4．变质处理、原因、机理（P．39）5．同素异构转变（P．40）6．合金、相（P．40）7．合金相结构（P．40）8．固溶体、固溶强化：原因（P．41）9．金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P．42）10．匀晶相图、匀晶转变（P．45）11．共晶转变、杠杆定律（P．47）12．共析转变（P．50）第四章材料的变形断裂与强化机制1．塑性转变、滑移（P．55）2．细晶强化：原因（P．58）3．冷塑性变形时的组织变化（P．58）4．加工硬化：原因（P．60）5．回复：现象、结果、性能变化（P．61）6．再结晶：现象、结果、性能变化（P．62）7．再结晶温度（P．62）8．热加工、冷加工：区别（P．64）9．金属强化机制：四种（P．68）第五章铁碳合金相图及应用1．铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P．72）2．铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P．73）3．铁碳合金分类（P．75）4．共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P．77）5．力学性能变化（P．82）第六章钢的热处理1．热处理工艺、三个阶段（P．85）2．相变点、A1、A3、A cm（P．85）3．共析钢奥氏体化过程（P．86）4．影响奥氏体形成的因素（P．87）5．晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、（P．88）6．连续冷却、等温冷却（P．90）7．过冷奥氏体、过冷奥氏体等温转变曲线（P．90）8．过冷奥氏体等温转变的组织与性能：三大类（P．91）9．珠光体转变：产物、影响因素、片层间距对性能的影响（P．91）10．贝氏体：半扩散型、上下贝氏体形貌特征、性能特点、原因（P．92）11．马氏体：两类马氏体形貌特征、性能特点、强化原因（为什么成分不变而强度提高）、亚结构、转变特点、残余奥氏体、冷处理（P．93）12．影响奥氏体等温转变的因素（P．96）13．退火：完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火、去应力退火、再结晶退火（工艺、目的、组织、应用）（P．99）14．正火：与退火比较（工艺、目的、组织、应用）（P．101）15．淬火：温度选择（碳钢、合金钢）（P．102）16．常用冷却介质（P．102）17．淬火方法、选择合适的淬火工艺（P．103）18．淬透性：概念、特性、影响因素、与冷却速度的关系、与C曲线的关系（P．104）19．淬硬性：概念、碳含量的关系（必须是进入马氏体的碳）（P．106）20．回火：淬火后进行（为什么？或目的）、回火过程（几个阶段）（P．107）21．回火分类与应用：温度、组织、调质处理（P．108）22．淬火缺陷的种类、变形开裂的原因（P．109）23．表面热处理、化学热处理（P．111）24．感应淬火：目的（表面、心部）、选材特点及原因、淬硬层深度与参数的关系、分类、特点（可以提高疲劳强度）（P．111）25．加工工艺路线安排、目的（P．112）26．渗碳：目的（表面、心部）、与感应淬火的区别、选材特点及原因（P．113）27．渗碳剂、渗碳工艺、温度、渗碳后热处理、组织（P．113）28．加工工艺路线安排、目的（P．115）29．渗氮：预备热处理（调质处理，为什么？）、特点（与渗碳比较）（P．116）30．碳氮共渗：温度（中温、低温）（P．117）第七章钢铁材料1．钢中常存杂质元素：硫、磷、热脆、冷脆（P．122）2．合金钢（P．123）3．合金元素对钢的热处理的影响：奥氏体化温度（合金钢、碳钢）、C曲线、回火抗力、二次硬化、回火脆性（P．125）4．钢的分类（P．126）5．普通碳素结构钢：Q195（屈服强度）、铆钉、不热处理（P．129）6．优质碳素结构钢：20、45、65Mn（含碳量、应用）（P．130）7．低合金高强度钢：Q345、Q420、Mn和V的作用（为什么比Q195强度高）、可不热处理也可以正火等（P．130）8．渗碳钢：20Cr、20CrMnTi、12Cr2Ni4（含碳量、应用）（P．133）9．渗氮钢：38CrMoAl（含碳量、应用）（P．133）10．调质钢：45、40Cr、35CrMo（含碳量、性能特点、应用）、最终热处理、组织）（P．133）11．弹簧钢：70、65Mn、60Si2Mn、50CrV（含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P．138）12．滚动轴承钢：GCr15、预备热处理、最终热处理、冷处理、组织、冷处理、应用（P．139）13．冷冲压钢：08F、08Al（含碳量、性能特点、应用）（P．144）14．刃具钢：成分、合金元素的作用、工艺特点、组织、热硬性（P．144）15．碳素工具钢：T8、T10 （含碳量、工艺特点、组织）（P．145）16．低合金工具钢：9SiCr、CrWMn（含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P．146）17．高速工具钢：1841、6542（含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理、高的淬火温度、多次高温回火、组织）（P．146）18．模具钢：分类（P．149）19．冷作模具钢：T8、T12、Cr12、Cr12MoV（失效形式、含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织、应用）（P．149）20．热作模具钢：5CrMnMo、5NiMo、3Cr2W8V（含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理）（P．151）21．量具钢：冷处理和时效的作用（P．153）22．不锈钢：含碳量为什么要低？含Cr量为什么要高？（P．154）23．马氏体型不锈钢：Cr13型、Cr18型（与40Cr相比，Cr的作用、应用）（P．155）24．奥氏体不锈钢：0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti（含碳量、合金元素的作用、组织）（P．157）25．铸铁：碳的存在形式、石墨化过程及影响因素、组织特点（P．162）26．灰铸铁：石墨形态、性能特点、热处理特点、白口化原因及改善措施（为什么机床床身用灰铸铁制造？为什么热处理对灰铸铁力学性能提高作用不大？）（P．165）27．球墨铸铁：石墨形态、基体组织、性能特点、应用、热处理、工艺目的（为什么球墨铸铁可以代替钢）（P．166）28．可锻铸铁：石墨形态、性能特点（P．169）第八章有色金属材料1．黑色金属、有色金属（P．174）2．铝合金：分类（P．175）3．变形铝合金：分类、热处理工艺、时效的作用、原因、2A11 （P．175）4．铸造铝合金：ZL102 （P．178）5．铜合金：分类、主加元素（P．179）第九章高分子材料1．高分子、单体、聚合、链节（P．187）2．高分子化合物的分类：按用途、按热行为（P．189）3．老化及原因（P．191）4．常用塑料：尼龙等（P．193）第十章陶瓷材料1．陶瓷：概念、三相的作用、结构、力学性能（P．201）2．氧化铝陶瓷：性能、应用（P．204）第十一章复合材料1．复合材料：概念、组成及作用、力学性能（P．209）2．玻璃钢：构成、性能特点、应用（P．214）第十二章功能材料第十三章材料表面技术1．电镀：概念、钝化处理（P．238）2．磷化处理（P．242）第十四章工程材料的选用与发展1．失效：概念、形式、原因（P．252）2．选材基本原则、首要原则（P．254）3．力学性能指标（P．256）4．齿轮：机床齿轮45、40Cr、汽车齿轮20 Cr、20 CrMnTi（加工工艺路线、各热处理目的）（P．269）5．轴：机床主轴45、40Cr（加工工艺路线、各热处理目的）（P．272）6．刀具：车刀、丝锥与板牙（应用）（P．273）7．冷作模具：材料、应用（P．274）8．热作模具：材料、应用（P．275）常用钢种一览表。
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(P. 6) (P. 7) (P. 7) (P. 9) (P. 11)作为零件检验和验收(P. 11) (P. 11)(P. 13)(P. 15)(P. 17)(P. 26)(P.27)第一章材料的性能及应用意义1 .使用性能、工艺性能 2. 力学性能3. 强度、屈服强度、抗拉强度4. 刚度，影响因素5. 塑性6. 硬度：概念、优缺点。
为什么一般工程图样上常标注材料的硬度,的主要依据？7. 硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。
硬度测试有压入法和刻划法两大类。
8. 冲击韧性9. 疲劳10. 磨损11. 工艺性能第二章材料的结构1 -晶体、非晶体 2. 各向异性 3. 典型晶体结构第三章材料的凝固与结晶组织1.凝固、结晶（P. 35）2.过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系（P.36）3.结晶过程：形核与长大（P.37）4.变质处理、原因、机理（P.39）5.同素异构转变（P.40）6.合金、相（P.40）7.合金相结构（P.40）8.固溶体、固溶强化：原因（P.41）9.金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P.42）10.匀晶相图、匀晶转变（P.45）11.共晶转变、杠杆定律（P.47）12.共析转变（P.50）第四章材料的变形断裂与强化机制1.塑性转变、滑移（P.55）2.细晶强化：原因（P.58）3.冷塑性变形时的组织变化（P.58）4.加工硬化：原因（P.60）5.|口I复：现象、结果、性能变化（P.61）6.再结晶：现象、结果、性能变化（P.62）7.再结晶温度（P.62）8.热加工、冷加工：区别（P. 64）9.金属强化机制：四种（P. 68）第五章铁碳合金相图及应用1.铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P.72）2.铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P.73）3.铁碳合金分类（P.75）4.共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P.77）5.力学性能变化（P.82）第六章钢的热处理1.热处理工艺、三个阶段（P.85）2.相变点、A|、A3、Acm （P.85）3.共析钢奥氏体化过程（P.86）4.影响奥氏体形成的因素（P.87）5.晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、（P.88）6.连续冷却、等温冷却（P.90）7.过冷奥氏体、过冷奥氏体等温转变曲线（P.90）8.过冷奥氏体等温转变的组织与性能：三大类（P.91）9.珠光体转变：产物、影响因素、片层间距对性能的影响（P.91）10.贝氏体：半扩散型、上下贝氏体形貌特征、性能特点、原因（P. 92）11 .马氏体：两类马氏体形貌特征、性能特点、强化原因（为什么成分不变而强度提高）、亚结构、转变特点、残余奥氏体、冷处理（P. 93）12.影响奥氏体等温转变的因素（P.13.退火：完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火、去应力退火、再结晶退火（工艺、目的、组织、应用）（P. 99）14.正火：与退火比较（工艺、目的、组织、应用）（P. 101）15.淬火：温度选择（碳钢、合金钢）（P. 102）16.常用冷却介质（P. 102）17.淬火方法、选择合适的淬火工艺（P. 103）18.淬透性：概念、特性、影响因素、与冷却速度的关系、与C曲线的关系（P. 104）19.淬硬性：概念、碳含量的关系（必须是进入马氏体的碳）（P. 106）20.回火：淬火后进行（为什么？或日的）、回火过程（几个阶段）（P. 107）21.回火分类与应用：温度、组织、调质处理（P. 108）22.淬火缺陷的种类、变形开裂的原因（P. 109）23.表面热处理、化学热处理（P. 111）24.感应淬火：目的（表面、心部）、选材特点及原因、淬硬层深度与参数的关系、分类、特点（可以提高疲劳强度）（P. 111）25.加工工艺路线安排、目的（P. 112）26.渗碳：目的（表面、心部）、与感应淬火的区别、选材特点及原因（P. 113）27.渗碳剂、渗碳工艺、温度、渗碳后热处理、组织（P. 113）28.加工工艺路线安排、目的（P. 115）29.渗氮：预备热处理（调质处理，为什么？）、特点（与渗碳比较）（P. 116）第七章钢铁材料1.钢中常存杂质元素：硫、磷、热脆、冷脆（P.122）2.合金钢（P.123）3.合金元素对钢的热处理的影响：奥氏体化温度（合金钢、碳钢）、C曲线、I门I火抗力、二次硬化、回火脆性（P.125）4.钢的分类（P.126）5.普通碳素结构钢：Q195 （屈服强度）、钏钉、不热处理（P.129）6.优质碳素结构钢：20、45、65Mn （含碳量、应用）（P.130）7.低合金高强度钢：Q345、Q420、Mn和V的作用（为什么比Q195强度高）、可不热处理也可以正火等（P.130）8.渗碳钢：20Cr、20CrMnTi、12Cr2Ni4 （含碳量、应用）（P. 133）9.渗氮钢：38CrMoAl（含碳量、应用）（P. 133）10.调质钢：45、40Cr、35CrMo （含碳量、性能特点、应用）、最终热处理、组织）（P. 133）11.弹簧钢：70、65Mn、6（）Si2Mn、50CrV （含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P. 138）12.滚动轴承钢：GCrl5、预备热处理、最终热处理、冷处理、组织、冷处理、应用（P. 139）13.冷冲压钢：08F、08A1 （含碳量、性能特点、应用）（P.144）14.刃具钢：成分、合金元素的作用、工艺特点、组织、热硬性（P. 144）15.碳素工具钢：T8、T10 （含碳量、工艺特点、组织）（P. 145）16.低合金工具钢：9SiCr、CrWMn （含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织）（P. 146）17.高速工具钢：1841、6542 （含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理、高的淬火温度、多次高温回火、组织）（P. 146）18.模具钢：分类（P. 149）19.冷作模具钢：T8、T12、Crl2、Crl2MoV （失效形式、含碳量、合金元素的作用、工艺特点、组织、应用）（P. 149）20.热作模具钢：5CrMnMo、5NiMo、3Cr2W8V （含碳量、合金元素的作用、锻造、预备热处理、最终热处理）（P. 151）21.量具钢：冷处理和时效的作用（P. 153）22.不锈钢：含碳量为什么要低？含Cr量为什么要高？（P. 154）23.马氏体型不锈钢：Crl3型、Crl8型（与40Cr相比，Cr的作用、应用）（P. 155）24.奥氏体不锈钢：0Crl8Ni9、lCrl8Ni9Ti （含碳量、合金元素的作用、组织）（P. 157）25.铸铁：碳的存在形式、石墨化过程及影响因素、组织特点（P. 162）26.灰铸铁：石墨形态、性能特点、热处理特点、白口化原因及改善措施（为什么机床床身用灰铸铁制造？为什么热处理对灰铸铁力学性能提高作用不大？）（P. 165）27.球墨铸铁：石墨形态、基体组织、性能特点、应用、热处理、工艺目的（为什么球墨铸铁可以代替钢）（P. 166）28.可锻铸铁：石墨形态、性能特点（P. 169）第八章有色金属材料1.黑色金属、有色金属（P.174）2.铝合金：分类（P.175）3.变形铝合金：分类、热处理工艺、时效的作用、原因、2A11 （P.175）4.铸造铝合金：ZL102 （P.178）5.铜合金：分类、主加元素（P.179）第九章高分子材料1.高分子、单体、聚合、链节（P. 187）2.高分了化合物的分类：按用途、按热行为（P. 189）3.老化及原因（P. 191）第十章陶瓷材料1.陶瓷：概念、三相的作用、结构、力学性能（P. 201）2.氧化铝陶瓷：性能、应用（P. 204）第十一章复合材料1.其合材料：概念、组成及作用、力学性能（P. 209）2.玻璃钢：构成、性能特点、应用（P. 214）第十二章功能材料第十三章材料表面技术1.电镀：概念、钝化处理（P.238）2.磷化处理（P.242）第十四章工程材料的选用与发展1.失效：概念、形式、原因（P.252）2.选材基木原则、首要原则（P.254）3.力学性能指标（P.256）4.齿轮：机床齿轮45、40Cr、汽车齿轮20Cr、2（） CrMnTi （加工工艺路线、各热处理目的）（P. 269）5.轴：机床主轴45、40Cr （加工工艺路线、各热处理目的）（P. 272）6.刀具：车刀、丝锥与板牙（应用）（P. 273）7.冷作模具：材料、应用（P. 274）常用钢种一览表。
机械制造基础课堂习题(第一章 铸造)20120304
《机械制造基础》课堂习题（热加工工艺基础—第一章铸造）一、选择题1、滑动轴承生产时，采用的铸造方法应是（）。
A、溶模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造2、铸件缩孔常产生的部位是（）。
A、冒口B、最后凝固区C、浇口3、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性（）。
A、愈好B、愈差C、愈小D、愈大4、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（）。
A、砂型铸造B、金属型铸造C、离心铸造D、熔模铸造5、在下列合金中，流动性最差的合金是（）。
A、灰铸铁B、铸钢C、铜合金D、铝合金6、铸件的壁或肋的连接应采用（）。
A、锐角连接B、直角连接C、圆角连接D、交叉连接7、在铸铁的熔炼设备中，应用最为广泛的是（）。
A、电弧炉B、冲天炉C、工频炉D、反射炉8、影响铸铁性能最主要的因素是（）。
A、石墨形状B、基体组织C、含碳量D、含硅量9、下列何种金属通常以糊状凝固方式结晶（）。
A、纯金属B、结晶温度范围宽的合金C、共晶合金D、恒温下结晶的合金10、为防止铸件产生内应力，型砂应具有一定的（）。
A、透气性B、耐火性C、强度D、退让性11、在型芯中安置芯骨的主要作用是（）。
A、增加透气性B、激冷C、提高强度D、定位12、造型时，如果型砂的紧实度太高，铸件易产生（）。
A、夹杂B、气孔C、缩孔D、冷隔13、铸件在固态收缩时，因受到铸型、型芯等外力阻碍而产生的应力一般称为（）。
A、固态相变应力B、机械应力C、热应力14、球墨铸铁牌号为QT450-10，其中450代表何意。
（）A、抗弯强度B、抗拉强度C、硬度D、冲击韧性15、如果铸铁在结晶过程中，各阶段石墨化都能充分进行，最后得到的组织为：（）A、P+GB、F+PC、F+GD、G16、下列合金流动性最好的是哪一种。
（）A、共晶合金B、亚共晶合金C、过共晶合金D、结晶温度范围宽的合金17、制造双金属滑动轴承时，内衬轴承合金通常是采用（）铸造方法镶铸在钢制轴瓦上的。
A、压力铸造B、熔模铸造C、离心铸造D、砂型铸造18、芯头是型芯的重要组成部分，芯头一般（）形成铸件的形状。
《工程材料及机械制造基础》复习要点
精品文档《工程材料及机械制造基础》复习要点《工程材料》部分第一章：1、掌握强度、硬度、塑性、韧性等静载下的机械性能指标的含义、表达符号、用途。
2、对金属材料的工艺性能（铸造性能、塑性成形性能、焊接性能、切削加工性能、热处理工艺性能）有所了解。
第二章：1、熟悉三种典型的晶格类型，掌握常见金属的晶格类型。
2、熟悉晶格缺陷类型及其对金属性能的影响。
3、掌握结晶的概念、条件、晶粒大小的控制措施。
4、了解同素异构现象。
第三章：1、了解单晶体塑性变形的形式，掌握滑移面、滑移方向、滑移系的概念。
2、掌握冷变形强化（加工硬化）对金属性能的影响及其在实际中应用。
3、熟悉塑性变形后金属加热时的组织变化规律，会分析实例。
（再结晶温度与再结晶退火温度）4、了解冷、热变形的概念。
第四章：（重点）1、合金、组元、固溶体、化合物、相、组织组成物的概精品文档念。
2、熟悉相图建立的方法，会分析简单的二元相图。
第五章：（重点）1、掌握铁碳合金相图的构成：各点、线、区的含义。
2、掌握典型成分的结晶过程及其室温下的组织，并且能利用杠杆定律计算其组成相和组织组成物的相对量3、掌握铁碳合金随成分变化其机械性能的变化规律。
4、掌握常见碳素钢种的分类、成分、牌号及用途。
第六章：（重点）1、掌握热处理的奥氏体化过程，重点掌握钢的冷却过程及转变产物。
2、熟悉四种常见热处理（淬火及回火）的加热、冷却规范；各自目的及用途。
第七章：（重点）1、掌握合金元素在钢中的作用（对相图、热处理工艺、钢的力学性能的影响）。
2、重点掌握合金钢的分类及各类合金钢牌号的编制规则，它们各自的最终热处理方法和用途。
第八章：1、掌握灰口铸铁中石墨化的过程、石墨存在的形态及其对铸铁性能的影响。
2、掌握常用灰口铸铁的种类、牌号、性能特点及用途（HT、精品文档QT、 KT、RUT）。
《材料成型工艺基础》部分铸造、锻压、焊接加工工艺的特点、基本方法。
基本概念：铸造性能（铸造缺陷）、流动性、收缩性、充型能力；塑性成型性能；焊接性、焊接冶金过程、焊接热循环、焊接接头的组成及各部分的组织和性能、电焊条等基础知识。
机械制造基础工程材料及热加工工艺基础绝密
绝对最全！！！！！！！工程材料与热加工拒绝盗版！第1章材料的力学性能一、选择题1．金属材料在静载荷作用下，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2．在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是___C___。
A. HBSB. HRCC. HVD. HBW3．做疲劳试验时，试样承受的载荷为__B_____。
A. 静载荷B. 交变载荷C. 冲击载荷D. 动载荷二、填空题1．金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。
2．金属的性能包括物理性能、化学性能、工艺性能和力学性能。
3．常用测定硬度的方法有压入法、刻划法和回跳法测试法。
4．材料的工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性、热处理性等。
5．零件的疲劳失效过程可分为疲劳裂纹产生、疲劳裂纹扩展、瞬时断裂三个阶段。
三、判断题1．用布氏硬度测试法测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。
( √)2．材料的断裂韧度大于材料的应力场强度因子的，材料的宏观裂纹就会扩展而导致材料的断裂。
( ×)四、概念及思考题1．硬度，硬度的表示方法。
答：（1）硬度：材料在表面局部体积内抵抗变形（特别是塑性变形）、压痕或刻痕的能力；（2）硬度的表示方法：①布氏硬度：HBS(钢头：淬火钢球)或HBW （钢头：硬质合金球）②洛氏硬度：HR ③维氏硬度:HV2．韧性，冲击韧性。
3．疲劳断裂4．提高疲劳强度的途径。
第2章金属的晶体结构与结晶一、名词解释晶体：是指原子（离子、分子）在三维空间有规则地周期性重复排列的物体；晶格：是指原子（离子、分子）在空间无规则排列的物体；晶胞：通常只从晶格中选取一个能完全反应晶格特征的、最小的几何单元来分析晶体中原子的排列规律，这个最小的几何单元成为晶胞；晶粒：多晶体中每个外形不规则的小晶体；晶界：晶粒与晶粒间的界面；共晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相同时结晶出成分一定的两个固相的过程；结晶：原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程。
工程材料与热加工基础1
（二）变形条件
1．变形温度 变形温度低，金属的塑性差、变形抗力大，不但锻压困难， 而且容易开裂。提高金属变形时的温度，可使原子动能增加，原子间的 结合力消弱，使塑性提高，变形抗力减小。 锻造温度范围是指锻件由始锻温度到终锻温度的间隔。锻造温度范围的 确定以合金状态图为依据。 2．变形速度 变形速度指单位时间内的变形程度，变形速度低时，金属 的回复和再结晶能够充分进行，塑性高、变形抗力小；随变形速度的增 大，回复和再结晶不能及时消除冷变形强化，使金属塑性下降，变形抗
1．轴杆类锻件 包括各种圆形截面实心轴，如传动轴、轧辊、立柱、 拉杆等，还有矩形方形、工字形截面的杆件如摇杆、杠杆、推杆、连杆 等，锻造轴杆件的基本工序是拔长，但对于截面尺寸相差大的铸件，为 满足锻造比的要求，则需采取镦粗一拔长工序。
2．空心类锻件 包括各种圆环、齿圈、轴承环和各种圆筒、缸体、 空心轴等，锻造空心件的基本工序有镦粗、冲孔、马杠扩孔、芯棒拔长
避免锥形、楔形结构
三、自由锻零件结构工艺性 3、应避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交；
避免圆柱面与圆柱面、圆柱面与棱柱面相交
三、自由锻零件结构工艺性 4、零件上不允许有加强筋；
三、自由锻零件结构工艺性 5、对横截面尺寸相差很大或形状复杂的零件，应尽可能分别对其进 行锻造，然后用螺纹连接。
如下图：螺纹连接
如下图所示：
2. 模锻模膛 2. 模锻模膛 模锻模膛又可分为预锻膛和终锻模膛。 （1）预锻模膛 为了改善终锻时金属的流动条件，避免产生充填不满和折 迭，使锻坯最终成形前获得接近终锻形状的模膛，它可提高终锻模膛的寿
命。其结构比终锻模膛高度大、宽度小、无飞边槽，模锻斜度和圆角大。
机械制造基础习题集(热加工工艺基础习题与答案)20211030 (1)
机械制造基础习题集(热加工工艺基础习题与答案)20211030 (1) 机械制造基础习题集（热加工工艺基础）专业班级：______________学生姓名：______________成绩：______________一、选择题1、阶梯轴在直径相差不大时，应采用的毛坯是（D ）。
A、铸件B、焊接件C、锻件D、型材2、卡车驾驶室的外壳应选用（ C ）。
A、锻件和型材B、铸件和冲压件C、焊接件和冲压件D、型材和焊接件3、滑动轴承生产时，采用的铸造方法应是（ D ）。
A、溶模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造4、铸件缩孔常产生的部位是（ B ）。
A、冒口B、最后凝固区C、浇口5、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是（ D ）。
A、铜合金B、铝合金C、可锻铸件D、低碳钢6、板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向（ C ）。
A、垂直B、斜交C、一致7、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性（ A ）。
A、愈好B、愈差C、愈小D、愈大8、为下列批量生产的零件选择毛坯：小轿车的偏心轴应选（ A ）。
A、锻件B、铸件C、焊接件D、冲压件E、型材9、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（ A ）。
A、砂型铸造B、金属型铸造C、离心铸造D、熔模铸造10、缝焊接头型式一般多采用（ A ）。
A、对接B、角接C、T字接D、搭接11、在下列合金中，流动性最差的合金是（ B ）。
A、灰铸铁B、铸钢C、铜合金D、铝合金12、铸件的壁或肋的连接应采用（ C ）。
A、锐角连接B、直角连接C、圆角连接D、交叉连接13、下列冲压基本工序中，属于变形工序的是（ A ）。
A、拉深B、落料C、冲孔D、切口14、对铝合金最合适的焊接方法是（C ）。
A、电阻焊B、电渣焊C、氩弧焊D、手工电弧焊15、在铸铁的熔炼设备中，应用最为广泛的是（ B ）。
A、电弧炉B、冲天炉C、工频炉D、反射炉16、影响铸铁性能最主要的因素是（ A ）。
热加工工艺基础[1]
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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。
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工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ）——热加工工艺基础铸造1．1 铸造工艺基础(1)液态金属的充型能力液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力。
充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。
充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。
影响液态金属充型能力的因素是：1)合金的流动性液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。
流动性的好坏用螺旋线长度来表示。
螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。
共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。
2)浇注条件①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。
因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。
但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。
②充型压头。
③浇注系统的结构。
3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。
(2)合金的收缩1)基本概念铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。
铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。
总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩∨↓体积变化尺寸变化↓↓产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因影响收缩的因素是：①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。
②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。
③铸件结构与铸型条件。
2)缩孔、缩松的形成与防止3)铸造内应力的产生及防止铸造内应力按产生原因的不同可分热应力和收缩应力两种。
热应力是由于铸件各部分冷却速度不同，以致在同一时间内铸件各部分收缩不一致，在铸件内部产生了互相制约的内应力，铸件的厚大部分(或心部)受拉应力，薄的部分(或外部)受压应力。
收缩应力是铸件固态收缩时，受到机械阻碍而形成的内应力。
铸造内应力的防止措施有：①设计上：力求铸件壁厚均匀。
②在工艺上：改善型(芯)砂的退让性；进行时效处理（包括人工时效和自然时效两种）。
4)铸件的变形及防止由于铸造内应力的存在，铸件将会变形以缓解和消除这种内应力，变形方向是：厚的部分向内凹，薄的部分向外凸。
防止变形的措施有：①尽量减少铸件内应力；②使铸件结构对称；③采用反变形法；④设拉筋。
5)铸件的裂纹及防止当铸件内应力超过金属强度极限时，铸件便会产生裂纹，裂纹包括热裂和冷裂两种。
1．2 铸造工艺图的绘制(1)浇注位置的选择①铸件上的重要加工面应朝下或呈侧立面；②铸件上的大平面应朝下，以免产生夹砂缺陷；③大面积的薄壁部分应垂直或倾斜浇注，以免产生浇不足或冷隔缺陷；④收缩率较大的合金应使之自下而上地进行顺序凝固，便于补缩。
(2)分型面的选择分型面是指上半铸型和下半铸型的分界面，其选择原则是：1)应便于起模，使造型工艺简化①尽量使分型面平直且数量少；②尽量避免不必要的活块或挖砂造型；③应使型芯的数量少。
2)应尽量使铸件全部或大部分置于同一砂箱中(以免产生错箱缺陷)，且最好位于下箱（以便检验铸件壁厚及下芯)。
(3)工艺参数的确定1)机械加工余量在铸件上为切削加工的方便而加大的尺寸称为机械加工余量。
铸件的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。
2)起模(拔模)斜度凡垂直于分型面的加工表面都应设置拔模斜度，以便起模。
3)收缩率由于铸件在冷却、凝固时都要产生收缩，为保证铸件的有效尺寸，模样和芯盒的制造尺寸应比铸件放大一个收缩量。
4)芯头：其作用是为了保证型芯在铸型中的定位、固定和通气。
※(4)浇注系统1)对浇注系统的要求a．使金属液平稳、连续、均匀地流人铸型，避免对砂型和型芯的冲击。
b．防止熔渣、砂粒或其他杂质进入铸型。
c．调节铸件各部分温度分布，控制冷却和凝固顺序，避免缩孔、缩松及裂纹的产生。
2)浇注系统的组成及作用a．浇口杯：承受金属液的冲击和分离熔渣，避免金属液对砂型的直接冲击。
b．直浇道：利用它的高度所产生的静压力，可以控制金属液流人铸型的速度和提高充型能力。
c．横浇道：主要起挡渣作用。
d．内浇道：它是把金属液直接引入铸型的通道。
利用它的位置、大小和数量可以控制金属液流人铸型的速度和方向，以及调整铸件各部分的温度分布。
1．3铸铁件生产(1)铸铁种类(2)石墨对铸铁性能的影响①力学性能差:由于石墨减少了基体的有效承载面积；在片状石墨的尖角处造成了应力集中。
②工艺性能：铸造性能好：铸件产生缺陷的可能性小。
切削加工性好：切削加工时呈崩碎切屑。
可锻性差：属脆性材料。
可焊性差；焊接时产生裂纹的倾向大。
焊接区常出现白口组织。
③特殊性能：减振性好：石墨对机械振动起缓冲作用，阻止了振动能量的传播。
耐磨性好：灰铸铁摩擦面上形成了大量显微凹坑，能起储存润滑油作用使摩擦副内容易保持油膜的连续性；同时石墨本身也是良好的润滑剂。
缺口敏感性低：由于石墨已使灰铸铁基体上形成了大量缺口，因此外来缺口对灰铸铁的疲劳强度影响甚傲。
(3)常用铸铁一览表注：铸铁的热处理只能改变其基体组织，而不能改变石墨的形态、大小及分布。
灰铁的热处理有去应力退火和软化退火。
球铁的热处理包括退火(获得铁素体基体)、正火(高温正火获得珠光体基体，低温正火获得珠光体+铁素体基体)、调质(获得回火索氏体基体)和等温淬火(获得下贝氏体基体)。
(4)影响石墨化的因素1)化学成分碳、硅是强烈促进石墨化的元素。
碳、硅质量分数过低，铸铁易产生白口；碳、硅质量分数高，则析出的石墨数量多且粗大，基体中铁素体质量分数增高，力学性能降低。
铸铁组织图(铸件壁厚50mm，砂型铸造)硫是强烈阻碍石墨化的元素，它的存在使铸件的白口倾向增大，并易产生热脆性。
锰也是阻碍石墨化的元素，但它与硫可形成MnS，从而降低硫的有害作用。
2)冷却连度铸件的冷却速度主要取决于铸型散热条件与壁厚。
1．4铸钢件生产(1)牌号及性能最低抗拉强度，MPa最低屈服点数字，MPa铸钢不仅强度高，并有优良的塑性和韧性，因此适用于制造形状复杂、强度和韧性要求都高的零件。
(2)生产特点铸钢的熔炼一般采用电弧炉和感应电炉等。
钢的浇注温度高、流动性差，钢水易氧化和吸气，体收缩率大。
因此铸造性能差，容易产生浇不足、气孔、缩孔、缩松、热裂、粘砂等缺陷。
为防止上述缺陷的产生，必须在工艺上采取相应的措施。
1．5铸件结构设计(1)铸件外形设计①铸件外形要便于造型应尽量避免在铸件外形上沿起模方向的外凸和内凹部分。
②尽量使分型面少而简单。
③凡垂直于分型面的不加工表面，最好具有结构斜度，请注意与拔模斜度的区别。
(2)铸件的内腔设计①应尽量不用或少用型芯。
②应使铸型中的型芯定位准确、安放稳固、捧气通畅、清理方便。
(3)铸件壁的设计①铸件的壁厚应适当：铸件壁不宜过厚，否则金属液聚集会引起晶粒粗大，且容易产生缩孔、缩松等缺陷。
若壁太薄，则易产生冷隔、浇不足、变形和裂纹等缺陷，如此必须限制一个最小壁厚。
②铸件的壁厚应尽可能均匀，否则在厚壁处因金属聚集易产生缩孔、缩松等缺陷，还因冷速不同而产生热应力，致使薄壁和厚壁的连接处产生裂纹。
③铸件壁的连接。
a．铸件的垂直壁或转弯处应有结构圆角。
b．应避免交叉和锐角连接。
c．厚壁与薄壁间的连接要逐步过渡。
(4)其他：①避免受阻收缩；②应尽量避免过大的水平面。
※1．6 特种铸造压力加工2．1金属的塑性变形单晶体的塑性变形方式有滑移和孪晶两种。
滑移是指晶体在外力作用下，其一部分相对另一部分沿一定的晶面(滑移面)滑动。
其特点是：①只有在剪应力的作用下才能进行；②滑移后晶体各部分的位向依然一致；③滑移距离是原子间距的整数倍；④由于实际晶体存在位错，所以晶体的滑移实质是沿滑移面的位错运动。
多晶体的塑性变形包括晶粒内部的变形与晶粒之间的变形两部分。
晶内变形仍以滑移与孪晶两种基本方式进行，晶间变形包括晶粒之间的微量相互位移与转动。
多晶体塑性变形的特点是：变形的不均匀性，变形抗力比单晶体大，形成纤维组织与各向异性。
金属在冷态下塑性变形后其强度和硬度提高、塑性降低的现象称为加工硬化。
加工硬化可作为一种强化金属的手段，但它会使塑性下降，给进一步进行压力加工带来困难。
要消除加工硬化，必须对冷态下塑性变形的金属加热。
随着加热温度的升高，可分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段：再结晶温度T再=0．4T熔金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷态塑性变形，又称冷加工。
其优点是尺寸、形状精度高；表面质量好；金属强度。
硬度提高；劳动条件好。
但它的变形抗力大，变形程度小，金属内部残余应力大。
要想继续进行冷加工，必须进行中间再结晶退火。
金属在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热态塑性变形，又称热加工。
它对组织结构和性能影响是：消除铸态金属的某些缺陷以提高机械性能；形成纤维组织。
纤维组织导致金属材料的力学性能呈现各向异性。
沿纤维方向(纵向)较垂直于纤维方向(横向)具有较高的强度、塑性和冲击韧性。
因此在设计零件时，应使流线与零件上所受最大正应力方向一致，与零件上所受剪应力或冲击力方向相垂直，且与零件外形相符合，不被切断。
金属的锻造性是指锻造金属材料的难易程度，其衡量指标为塑性和变形抗力。
影响锻造性的因素是：1)金属的本质：包括化学成分和组织结构。
2)变形条件①变形温度：提高变形温度可有效地提高金属的可锻性。
②变形速度：低速、高速(大于临界速度)都可使锻造性提高。
③应力状态：三个方向中压应力的数目越多，则金属的塑性越好；拉应力的数目越多，则金属的塑性越差。
同号应力状态下的变形抗力大于异号应力状态下的变形抗力。
2．2 自由锻设备锻锤{空气锤：适于加工小型锻件；蒸气—空气锤：吨位大，适于加工中小型锻件（＜1500kg)。
产生冲击力使金属变形，吨位用落下部分质量表示水压机：产生静压力使金属变形，吨位较大，可用来锻造大型锻件工序基本工序：包括拔长、镦粗、冲孔、扩孔、错移、弯曲、扭转和切割等8种辅助工序精整工序自由锻的工艺规程包括以下步骤：①绘制自由锻件图；考虑加工余量、敷料和锻件公差即可绘制锻件图；②计算坯料的质量和尺寸；③安排锻造工序；④选择锻造设备；⑤确定锻造温度范围；⑥填写锻造工艺卡。
自由锻的结构工艺性重点是判断结构的合理性。
其原则是：①避免锥面及斜面等；②避免非平面交接结构；③避免加强肋及表面凸台等结构；④对于横截面尺寸变化较大、形状复杂的锻件，可分成几部分分别锻出，然后再机械连接或焊接成整体。
2．3 模锻(重点掌握锤上模锻)锤上模锻所用的设备主要是蒸汽·空气锤，它与自由锻锤区别是：锤头与导轨之间的间隙比自由锻锤的小，且机架直接与砧座连接。