工程材料及成型基础知识点整理

PPT填空题和简答题1一、填空题1、金属结晶包括形核与长大两个过程。

3、晶粒和晶粒之间的界面称为晶界。

4、在结晶过程中，细化晶粒的措施有提高冷却速度、变质处理、振动。

5、由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

6、常见的金属晶格类型体心立方、面心立方和密排立方。

7、在晶体缺陷中，点缺陷主要有空位、间隙原子、置换原子，线缺陷主要有刃型位错、螺型位错，面缺陷主要有晶界、亚晶界8、金属结晶时，实际结晶温度必须低于理论结晶温度，结晶过冷度主要受冷却速度影响。

9、当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现象称为固溶强化。

10.再结晶退火的前提是冷变形＋足够高的温度，它与重结晶的区别在于无晶体结构转变。

1.奥氏体的晶格类型是面心立方。

2.铁素体的晶格类型是体心立方。

11.亚共析钢的室温组织是 F+P 。

1.钢的淬透性是指钢淬火时所能达到的最高硬度值。

23．渗碳钢渗碳后的热处理包括淬火和低温回火，以保证足够的硬度。

24.在光学显微镜下观察，上贝氏体显微组织特征是羽毛状，下贝氏体显微组织特征呈针状。

5.零件失效的基本类型为_表面损伤、过量变形、断裂。

2.线型无定型高聚物的三种力学状态为玻璃态、高弹态、粘流态。

1、一个钢制零件，带有复杂形状的腔，该零件毛坯常用铸造方法生产。

2、金属的流动性主要决定于合金的成分3、流动性不好的铸件可能产生冷隔和浇不足缺陷。

4、铸造合金充型能力不良易造成冷隔和浇不足等缺陷，12.过共析钢的室温组织是 P+Fe3C 。

13.共晶反应的产物是 Ld1. 20钢齿轮、45钢小轴、T12钢锉的正火的目的分别是：提高硬度，满足切削加工的要求、作为最终热处理，满足小轴的使用要求、消除网状渗碳体。

2、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中， T8 钢的σb值最高。

3、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中， T13钢的HBS值最高。

4、为使钢得到理想的耐磨性，应进行淬火加低温回火。

5、为使钢获得理想的弹性，应进行淬火加中温回火。

6、为保证钢的综合性能，淬火后应进行高温回火。

7.为改善低碳钢的切削性能，常采用的热处理为正火或退火。

8.为改善高碳钢的切削性能，常采用的热处理为退火。

9.轴类等重要零件的最终热处理常为调质。

10.冷冲模等常用的最终热处理为淬火加低温回火。

11.汽车变速齿轮等常用的最终热处理为渗碳、淬火加低温回火。

12.机床变速齿轮等常用的最终热处理为调质加表面淬火。

13.钢的常规热处理（四把火）是指退火、正火、淬火、回火。

14.影响奥氏体晶粒长大的因素有加热温度和碳含量。

15.马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，其力学性能的主要特点是具有高的硬度强度。

21.钢的淬硬性是指钢在淬火时获得淬硬层深度的能力，5、缩松主要出现在最后凝固部位。

6、一般灰铸铁的碳当量处在共晶点附近，究其原因是流动性好，收缩小。

7、影响合金充型性的因素是成分和浇注条件。

8、定向凝则主要适用于液态收缩大的合金，其目的是防止缩孔。

9、同时凝则主要适用于固态收缩大的合金，其目的是减少残余应力。

10、铸铁中缩孔和缩松是在液态收缩和凝固收缩两个阶段形成。

11、防止铸件变形的方法有：设计时应使壁厚均匀，工艺上采用同时凝则。

12、粗大厚实的铸件冷却到室温时，铸件的表层呈压应力，心部呈拉应力。

2、浇注位置的选择，主要保证铸件的质量；而分型面的选择主要考虑简化操作。

3、铸件上质量要求高的面，在浇铸时应该尽量使其处于铸型的下面或侧面4、制定铸造工艺时，一般从保证质量发，确定浇铸位置；从简化操作出发确定分型面。

1、钢锭经适当锻造后，力学性能大为改善，这是由于锻造后使晶粒细化，且使组织致密。

2、实际晶体的点缺陷表现为空位和间隙原子。

3、金属塑性变形后强度增加，塑性下降的现象称为冷变形强化。

4、锻造前金属加热的目的是提高塑性、降低变形抗力。

5、锻造流线的存在，使得材料的力学性能具有方向性，因此设计和制造零件时，应使零件工作时最大的正应力方向与流线方向一致，最大剪应力方向与流线方向垂直。

6、合金材料的锻造性常采用材料的变形抗力(σs ) 和塑性两个指标来衡量。

7.锻造流线的明显程度与变形量有关，锻造流线使锻件的力学性能出现各向异性。

1、锻造高度小、截面积大的工件一般采用镦粗工序，而锻造长而截面积小的工件如轴时常采用拔长工序。

2.模膛根据其功能不同可分为制坯模膛和模锻模膛。

3.在绘制工件锻件图时，除了考虑锻件的余量以外，还要考虑锻件的公差及余块。

1、拉深时，为防止起皱及拉穿应控制压边力及拉深系数2、拉深时通常用拉伸系数控制变形程度，此值越小，变形程度越大。

3.冲孔工序中，凸模刃口尺寸取决于孔的尺寸，落料模凹模刃口尺寸取决于落料件的尺寸。

4.弯曲变形程度受最小弯半径的限制，一般塑性好的材料最小弯半径可以小些；变形方向与流线方向平行时，最小弯半径可以小些。

5.拉深时通常用拉深系数来控制变形程度，此值越小，变形程度越大。

1、焊接接头中熔合区和过热区对焊接接头质量影响最大。

2、焊接电弧中阳极区产生的热量最多，而弧柱区温度最高。

3、消除焊接应力的有效方法是焊后进行去应力退火处理。

消除焊接热影响区粗晶的有效方法是焊后进行退火或正火。

4、在生产中减少焊接应力和变形的有效方法是焊前预热焊后缓冷(或去应力退火)5、评价钢焊接性常用碳当量公式估算，45钢、20钢及T8钢中以20钢焊接性最好。

6、估计碳钢焊接性的主要依据是碳当量。

另外，工件厚度也有一定的影响，厚度越大，焊接性越差。

7.按焊接过程特点，焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

1、埋弧焊适于批量焊接、平直焊缝及大环形焊缝。

2.按焊条药皮性质可分为酸性焊条和碱性焊条。

3.CO2气体保护焊适用于碳钢和普通低合金钢焊接。

4.焊接碳钢和低合金结构钢时应选用结构钢焊条，焊接耐热钢和不锈钢等特殊性能钢时，为保证接头的特殊性能，应使焊缝和焊件具有相同或相近的成分。

二、简答题1.金属晶体的常见晶格有哪几种？体心立方、面心立方、密排立方2.固溶体有几种类型?铁素体属何种固溶体？固溶体：有间隙固溶体和置换固溶体两类，铁素体属于间隙固溶体。

3.什么是细晶强化？给出三种细化晶粒的措施。

通过细化晶粒来提高材料力学性能的方法称为细晶强化。

细化措施：1）变质处理；2）提高冷却速度3）振荡6.为什么过冷度越大，结晶后得到的金属晶粒越细小?过冷度越大，形核越迅速，晶粒越多，自然就越细小1.试用多晶体塑性变形的过程说明细晶强化的机理。

多晶体滑移阻力大，故强度比单晶体高，且晶粒越细，强度越高，硬度越大。

另一方面，因晶粒越细，变形被分散到更多的晶粒进行，每个晶粒的变形也较均匀，所以塑性、韧性也较好。

2.在一定围，为什么冷变形度越大，再结晶后得到的金属晶粒越细小?过冷度对铸件晶粒大小影响是通过冷却速度实现的。

因为过冷度的大小与冷却速度密切相关，冷却速度越快，实际结晶温度就越低，过冷度就越大；反之冷却速度越慢，过冷度就越小，实际结晶温度就更接近理论结晶温度。

当冷却速度大时，铸件的晶粒较细；当冷却速度较慢时，铸件晶粒容易长大，表现为粗大的柱状晶。

由此可知，过冷度大，晶粒就细小；过冷度小，晶粒就粗大。

但是，过冷度过于大的话，有可能激冷来不及凝固成晶体，形成非晶体。

3.导线常用冷拔铜丝为材料，试分析冷拔的目的和冷拔后的处理。

冷拔的目的：冷变形强化；冷拔后的处理：去应力退火。

4.简述金属材料强化的基本机理？固溶强化：即形成固溶体而强化，也就是合金化。

细晶强化：晶粒细小，晶界增多，阻止位错滑移。

加工硬化：增加位错和亚结构细化。

弥散强化：第二相强化，成弥散分布。

沉淀硬化：析出第二相强化。

5.何谓冷变形强化？有何利弊？金属进行塑性变形时金属的强度和硬度升高而其塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化。

利弊：材料的强度、硬度增加，但进一步变形困难。

1、纤维组织对材料的性能有何影响，举例说明在零件成形中如何利用这一特性。

纤维组织存在各向异性。

如齿轮毛坯的镦粗、轧制齿轮，重要轴类零件毛坯的拔长等。

2.室温下Fe-C合金中基本相有哪些？基本组织有哪些？基本相有：铁素体、渗碳体。

基本组织有：铁素体、渗碳体、珠光体、莱氏体。

3.根据铁碳合金相图分析说明制造汽车外壳多用低碳钢（C<0.2%），制造机器零件（如机床主轴）多用中碳钢，制造工具（如锉刀）多用高碳钢，而C>1.3%的铁碳合金工业上很少应用的原因低碳钢组织以F为主，塑性好。

中碳钢组织以P为主，终合性能好。

高碳钢组织为P+渗碳体，硬度高。

C>1.3%时，渗碳体成网严重，性能变变脆。

4. 为什么T12钢比T8钢硬度高，但强度低？T12组织中渗碳体含量比T8高，故硬度高；但渗碳体成网，强度低。

1. 现有形状相同的三块平衡态铁碳合金，分别为20，T12，HT200请设法将它们区分开。

首先敲击，声音低沉的是HT200，然后剩下两个对划，有划痕的是20。

1. 根据铁碳合金退火后室温下的显微组织，说明T8钢比40钢的强度、硬度高，但塑性、韧性差的原因。

T8钢组织为P，Fe3C比40钢多，且分布合理，σ、HB高，但δ、ak低2. 何谓调质处理？淬火后高温回火的热处理方法为调质处理3.简要说明钢为什么能通过热处理改变其性能？钢铁材料能够进行热处理的依据是纯铁具有同素异构现象4.试从工艺、组织形貌和性能等方面简述索氏体与回火索氏体有何不同？工艺：索氏体正火，回火索氏体调质。

组织形貌：索氏体中碳化物为片状，回火索氏体中碳化物为粒状。

性能：回火索氏体的塑性和韧性优于索氏体。

5.试从工艺、组织形貌和性能等方面简述托氏体与回火托氏体的区别。

工艺：托氏体风冷，回火托氏体调质淬火+中温回火。

组织形貌：托氏体中碳化物为片状，回火托氏体中碳化物为粒状。

性能：回火托氏体的塑性和韧性优于托氏体。

6.为什麽渗氮处理和表面淬火前应进行调质处理，而渗碳前不进行调质处理？渗氮处理和表面淬火后心部组织不变，而渗碳后心部组织发生了改变。

8.淬火的目的是什么？淬火方法有几种？淬火的目的是获得M或B下组织，从而获得较高的强度和硬度。

淬火方法有：单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火。

9.试述C%对钢C曲线的影响。

亚共析钢随C%增加，C曲线左移；过共析钢随C%增加，C曲线右移。

10.回火工艺的分类、目的、组织与应用。

回火工艺分为：低温回火、中温回火、高温回火。

目的：淬火+低温回火为获得高硬度和耐磨性，组织为M回+Cm+A残。

淬火+中温回火为获得高硬度弹性和韧性，组织为T回。

淬火+高温回火为获得良好的综合性能，组织为S回。

1、试述灰铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁主要区别。

主要区别在石墨形貌，灰铸铁中石墨为片状、可锻铸铁中石墨为团絮状及球墨铸铁中石墨为球状。