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文档简介

第八章1.铝合金案性能分变形铝合金(良好的塑性变形能力)和铸造铝合金(ZL)良好的铸造流动性。 2.变形铝合金分防锈铝合金(LF)、硬铝合金(LY)、超硬铝合金(LC)和锻铝合金(LD)。 主要性能特点:1)防锈铝合金抗腐蚀能力高,塑性好,不能进行时效硬化但可冷变形加工,利用加工硬化提高合金的强度。具有良好的焊接性能。2)硬铝合金具有较好的切削加工性,但耐蚀性较差,尤其不耐海水腐蚀。固溶处理加热范围很窄,其生产工艺比较困难。3)超硬铝合金具有很高的强度和硬度,抗蚀性较差4)锻铝合金中的元素种类多但用量少,具有良好的热塑性和耐蚀性,良好的铸造性能的锻造性能3.铸造硅铝合金变质处理目的:改善铸造工件的细化结晶颗粒而消除铸件内应力,改善铸造工件的强度、延伸率、可切削性、消震性及减磨性,减少铸造工件的气孔的形成. 变质处理使共晶点左移得到亚共晶组织,为细小均匀的共晶体和初生固溶体。铸件耐磨、耐热性提高4.铝合金淬火后可以得到过饱和的固溶体,强度、硬度有所提高,但不多。 铝合金的时效处理:铝合金淬火后的过饱和的固溶体在室温或加热到某一温度放置时,其强度和硬度随时间的延长而增高。5.铜合金按化学成分:黄铜、青铜、白铜(铜镍合金);按生产方法:压力加工产品、铸造产品。 黄铜特点:以锌为主要合金元素的铜锌合金,不含其他合金元素的叫普通黄铜,否则叫特殊黄铜; 青铜特点:以除锌和镍以外的其他元素作为主要合金元素的铜合金,分锡青铜、铅青铜、铝青铜和硅青铜。6.滑动轴承合金在软基体上分布着硬质点或者在硬基体上分布着软质点。此组织承载能力较大,但磨合性差。 常用的轴承合金分铅基、铜基、铝基轴承合金。 第九章1.粉末冶金生产工艺流程为制粉(球磨法、漩涡研磨法、雾化法、气相沉积、液相沉积、电解法、还原法)、压制、烧结等主程序及整形、浸渍、复压复烧等后续过程。 粉末烧结合金经正常烧结后在显微组织中呈现出晶粒和晶界,而原来粉末颗粒的周界完全消失,性能主要包括密度、孔隙度、强度、硬度等。 粉末烧结合金零件主要用于制造齿轮、凸轮、连杆、各种工具等。2.粉末冶金法被应用于机械结构零件(烧结碳钢、烧结合金、烧结轴承合金)、工具零件(烧结硬质合金、烧结高速钢)和耐热零件(难溶及耐热金属材料、耐热合金)。3.非晶态合金制备条件是金属或合金形成非晶态,其内部结构和熔融状态完全一样,原子无规则排列。 恰当选择成分,急冷操作 制备方法主要是液相急冷法、气相沉积法(真空蒸镀法、溅射法)。4.非晶态合金具有金属光泽和韧性(刀具材料、复合材料、弹簧材料)、高硬度高强度、耐蚀性(过滤器、电极、混纺等材料)、高导磁率低磁损(磁屏蔽、磁头、变压器、振子材料)。5.高温合金分铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金。按生产工艺不同分变形高温合金和铸造高温合金。 铁基高温合金热处理为固溶处理或固溶+时效,组织是奥氏体或奥氏体+化合物,主要用来制造工作温度高、抗腐蚀能力要求高的零件。 镍基高温合金热处理方法是固溶处理或固溶+时效处理,经固溶处理的合金组织为单相固溶体,用来制造形状复杂、受力不大、要求有好的抗氧化能力的高温零件。 钴基高温合金具有抗高温腐蚀性和热疲劳性能,使用温度较高,用于飞机燃气涡轮发动机。6.采用易于渗入杂志的高频溶解法、电子束溶解法等方法可得到单晶合金。单晶合金分单晶半导体、单晶磁性材料、单晶耐热合金。主要用于制造高温受力零件。7.金属超塑性材料:微细晶粒超塑性用于压力加工,相变超塑性用于热处理、焊接。 超塑性压力加工流动性填充性好,需要设备功率小,材料利用率高,成型件表面精度高,但需要一定的成型温度和持续时间,对设备、模具润滑、材料保护等有一定的要求。 超塑性焊接用于Ti-6Al-4v板材做直升机的防火壁、机翼的夹层结构等。 超塑性热处理用于钢材的形变热处理、等温锻造、渗碳、渗氮、渗金属。8.形状记忆合金有记忆特性,塑性好,变形量大,可随温度升降反复动作很多次,耐疲劳性好;应用于智能机械、航空航天、生物医疗等领域。 第十章1.塑料的组成:(起树脂黏结各组分的作用,决定了塑料的类型和基本性能)、填充剂(可以降低塑料的成本,改善塑料的性能)、增塑剂(增加树脂塑性、改善加工性、赋予制品柔韧性)、稳定剂改善聚合物的热稳定性,防止聚合物在加工过程受热降解;抑制或减弱光降解作用,提高材料耐光性,防止聚合物在使用过程中变色老化、物理力学性能恶化)、润滑剂(防止塑料在成型过程中黏在磨具或其它设备上,使塑料制品表面光亮美观)、固化剂(在高聚物分子间产生横跨链,使大分子交联,使高分子链的线性结构转变成体型结构)。2.工程塑料的优点:质量轻,比强度高,韧性好,耐腐蚀,消声,隔热及良好的减摩、耐磨和电性能等特点,原料易得、加工方便、价格低廉、在工农业生产、国防和日常生活的各个领域广泛应用。3.常用工程塑料: 聚酰胺(尼龙PA):强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、成型性好,导热性较差,吸水性高。尼龙610、66、6制造小型零件(齿轮、涡轮),芳香尼龙制作高温下耐磨材料、绝缘材料和宇宙服。 聚碳酸酯(PC)强度高,冲击韧度及抗蠕变性能好,耐热性、耐磨性及尺寸稳定性较高,透明度高,吸水性小。用于垫圈、垫片、套管、电容器等绝缘件,仪表外壳、护罩。 聚甲醛(POM)具有高的刚度和硬度,极佳的耐疲劳性和耐磨性,较小的蠕变性和吸水性,易受强酸侵蚀,熔融加工困难。用于轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮、阀杆、螺母、法兰、泵叶轮、叶片。 ABS塑料:较高强度和冲击韧度,良好的耐磨性和耐热性,加工性好,耐高低温性能差。用于齿轮、轴承、仪表盘壳及容器、管道、飞机舱内装饰板、窗框、隔音板。 聚四氟乙烯(塑料王PTFE)优异的耐化学腐蚀性和耐高低温性能,摩擦因数小,吸水性小,硬度强度低,成本较高。用于减摩密封零件、化工耐蚀零件与热交换器。 聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃PMMA)透光率高,强度韧性较高,耐紫外线、防大气老化,易成型,硬度不高,不耐磨。用于飞机座舱盖、炮塔观察孔盖仪表灯罩及光学镜片、防弹玻璃、汽车风挡。4.普通陶瓷指粘土制品,是由粘土、石英、长石烧结制成的材料。工程陶瓷的原料是人工合成的各种氧化物、氮化物、碳化物等,且粉料粒度更细,内部结构更加细小致密,故各方面性能优于普通陶瓷,有良好的耐热性,较高的抗高温氧化性,较高的高温强度,具有很高硬度、高耐磨性,具有很好的抗酸、碱、盐腐蚀能力,具有很好的绝缘性。5.陶瓷是由金属和非金属元素的无机化合物所构成的多晶固体材料,可以是离子键为主的离子晶体,也可是共价键为主的共价键晶体,多数是二者的混合型。 陶瓷内部三相:晶相(细化晶粒及亚晶的存在提高陶瓷的强度并影响其他性能),玻璃相(作用是将分散的晶相粘结在一起,降低烧结温度,抑制晶体长大以及填充气孔、空隙),气相(导致陶瓷强度和抗电击穿能力降低、透明度变差)。6.陶瓷材料优越性: 力学性能:由于陶瓷材料的化学键为共价键和离子键及其混合键,而且键合能量很高,所以他的弹性模量和硬度都很高; 热性能:受其结构和组成影响,陶瓷的热膨胀系数和导热性一般都低于金属,且抗振性较差; 电性能:陶瓷中无自由移动电子,具有很高的电阻率; 化学性能:陶瓷的组织结构稳定,具有抗氧化和良好的抗腐蚀能力。7.常用结构工程陶瓷 氧化铝陶瓷:强度硬度高,耐高温,碳化硅,氮化硼8.复合材料是由两种或两种以上性能不同的物质经人工复合制成的一种多相固体材料,既保留塬组分材料的特性,又有原单一组份材料所无法获得或更优异的特性。 优点:可改善或克服组成材料的弱点,充分发挥他们的优点;可按照构件的结构和受力要求,给出预定的、充分合理的配套性能,进行材料的最佳设计;可创造单一材料不易具备的性能或功能。10.复合材料性能特点:比强度和比刚度高,抗疲劳性能好,减振能力强,高温性能好,断裂安全性高。11.什么是玻璃钢?主要用于哪些领域? 答:是一类采用玻璃纤维增强,以酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂等热固性树脂及聚酰胺、聚丙烯等热塑性树脂为基体的聚合物或复合材料。它的突出特点是密度低、比强度高,因此主要用于轻质高强材料的航空航天工业上,如飞机的雷达罩 机舱门 燃料箱 行李架和地板;另外还用于现代汽车工业中,如汽车车身 保险杠 车门 挡泥板 灯罩;它还具有良好的耐腐蚀性,因此在石油化工工业中得到广泛应用,如储罐 容器 管道 洗涤器 冷却塔;也用于体育用品,如快艇 帆船等;还具有透光 隔热 隔音和防腐等性能,还可作为轻质建筑材料。 第十一章1常用表面技术有哪些工艺方法?(1)表面涂覆(2)表面合金化(3)表面组织转变2; 常用的电镀层金属和合金有哪些种类及特点? 答:根据镀层材料的种类,电镀分单金属电镀、合金电镀、符合电镀、非金属材料电镀。 一 单金属电镀; 1,镀锌 特点:成本低、抗腐蚀性好、美观;但硬度低,对人体有害,不宜在食品工业中使用。 2,镀铜 当镀铜层有孔隙、缺陷或损伤时,在腐蚀介质的作用下,基体金属成为阳极受到腐蚀比未镀铜时腐蚀更快。 3. 镀铬 特点:有很高的硬度和优良的耐磨度,较低的摩擦因数,耐热性好、反光能力强。镀铬层厚度在0.25微米时是微孔性的,厚度超过0.5微米时出现网状微裂纹,厚度超过20微米时对基体才有机械保护作用。 4. 镀镍 特点:只有镀层完整无缺时镍层才能对铁基体起到机械保护作用;厚的镍镀层具有良好的耐磨性,可作为耐磨镀层。 二 合金电镀; 1.镀铜锡合金(青铜) 低锡青铜抛光性好、硬度较低、耐蚀性较好,但在空气中易氧化变色;高锡青铜抛光后具有良好的反光性、在大气中不易氧化变色,在弱酸、碱液中很稳定,还具有良好的钎焊和导电性,但镀层较脆,有细小裂纹和孔隙,不适合在恶劣条件下使用,产品不能经受变形。 2.镀铜锌合金 具有良好的装饰效果,还可以进行化学着色。 3.镀镍铁合金 硬度、平整性和韧性好,易于镀铬,有利于零件镀后形变加工,且成本较低。 4.镀镍钴合金 具有白色金属光泽、良好的化学稳定性和耐磨性;钴含量越高镀层磁性越大 三 复合电镀 这种镀层可具有更高的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性及自润滑性等特点。与一般金属基复合材料的制备技术相比,具有无需高温加热、简便、成本低等优点,可以直接在零件表面得到所需表面层。 四 非金属电镀 非金属表面电镀上金属镀层3 与常见的电镀技术相比,电刷度有什么特点? (1)无电镀槽,设备简单,不受零件尺寸的限制; (2)电镀工艺简化,如:不需要包扎绝缘等; (3)镀层种类多:均匀、不均匀镀层等; (4)沉积速度快,是有槽电镀的1015倍,由此而得名。节约能源与工时。 (5)镀后一般不要加工,镀层厚度可控制4?热喷涂的方法有哪些?各有何特点? 答:喷涂方发根据热源酚类有5种。a:气体燃烧热源;b:气体放电热源;c:电热热源;d:爆炸热源;e:激光热源。热喷涂不受零件尺寸及场地的限制,既可以大面积的喷涂,也可以局部的喷涂,喷涂是可以使基体控制在较低的温度,所以集体变形小,组织和性能变化小。喷涂层得厚度可以控制。5?简述热喷涂材料的种类及特点? 答:热喷涂材料有金属及其合金,陶瓷,塑料,尼龙以及其他的复合材料。特点:喷涂是可以使基体保持在较低的温度,基体组织变形小。喷涂层厚度可以控制6.各种物理气相沉淀的原理特点应用:一 真空蒸镀 原理 真空蒸镀是在真空条件下,将镀料加热并蒸发,使大量的原子、分子气化并离开液体镀料或离开固体镀料表面(升华)。气态的原子、分子在真空中经过很少的碰撞迁移到基体。镀料原子、分子沉积在基体表面形成薄膜。特点:设备简单可靠,价格便宜,工艺容易掌握,可以进行大规模生产,镀膜致密度低,与基体结合差。应用:表面功能性装饰性涂层。二 溅射镀膜 原理是充氩(Ar)气的真空条件下,使氩气进行辉光放电,这时氩(Ar)原子电离成氩离子(Ar+),氩离子在电场力的作用下,加速轰击以镀料制作的阴极靶材,靶材会被溅射出来而沉积到工件表面。特点:镀膜致密,与基体结合紧密,基体材料和镀膜材料均可是金属或非金属,可以得到高熔点材料镀膜。应用:工具、模具的耐磨强化膜。三 离子镀膜 原理是在真空条件下,采用某种等离子体电离技术,使镀料原子部分电离成离子,同时产生许多高能量的中性原子,在被镀基体上加负偏压。这样在深度负偏压的作用下,离子沉积于基体表面形成薄膜。特点采用某种方法使中性粒子电离成离子和电子,在基体上必须施加负偏压,从而使离子对基体产生轰击,适当降低负偏压后,使离子进而沉积于基体成膜。应用:可以获得表面强化的耐磨镀层,致密且化学性质稳定的耐蚀镀层,固体润滑镀层,各种色泽的装饰镀层以及特殊功能镀层。7.激光熔覆原理特点应用:原理:利用高能激光束辐照,通过迅速熔化扩散和凝固,在基体表面上熔覆一层特殊物理化学或力学性质的材料。特点:熔覆层晶粒细小,结构致密,熔覆层稀释率低,激光熔覆热影响区小,工件变形小,成品率高,易实现自动化生产,镀层质量稳定,易实现不规则零件加工。 第十二章1零件的常见失效形式有哪些?传动轴与齿轮常见的失效形式有哪些?答:失效形式有过量变形(过量的弹性变形和过量的塑性变形)、断裂(韧性断裂、低应力脆性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂和应力腐蚀断裂)和表面损伤(磨损、接触疲劳和腐蚀)。轴类的失效有疲劳断裂、过量变形、过度磨损、腐蚀等;齿轮的失效形式有齿轮折断、表面疲劳剥落、齿面磨损、齿面塑性变形;弹簧的失效有疲劳断裂、弹性丧失;滚动轴承的失效形式有磨损、疲劳断裂2零件选材的一般原则是:包括使用性能选材原则、工艺性能选材原则、经济性能选材原则和零件的选材方法。首先是零件的使用性能选材原则:(1)分析零件的工作条件,确定零件

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