《金属工艺学》学习包

1、金属工艺学学习包 目录 课程的任务和学习方法 2 第一章金属材料的性能 1 习题 2 第二章金属与合金的晶体结构与结晶 3 习题 5 第三章铁碳合金 6 习题 7 第四章钢的热处理 8 习题 10 第五章钢铁材料的表面热处理 习题 第六章 常用工程材料 11 习题 13 第七章 铸造成形 14 习题 15 第八章锻压成形 16 习题 17 第九章 焊接与胶结成形 18 习题 21 第十章机械零件材料及毛坯的选择与质量检验 22 习题 24 第十一章金属切削加工的基础知识 25 习题 28 第十二章切削加工方法 29 习题 31 第十三章机械加工工艺过程的基础知识 32 习题 34 第十四章 零

2、件的结构工艺性 35 习题 35 第十五章先进制造技术 习题 习题答案 36 课程的任务和学习方法 一、本课程的特点 1、本课程是一门有关机械零件制造方法及其用材的综合性技术基础课。 2、本课程实践性很强，学生应积极认真地参加生产实习和实践，才能更有效地掌握 本门课程的知识，以便为后续专业课程的学习和今后生产实践打下较好的基础。 二、本课程的任务 1、了解常用工程材料的种类、性能及改性方法，初步掌握其应用范围和选择原则。 2、掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工艺特点，具有选择毛坯及工艺分析的初步 能力。 3、掌握各种主要加工方法的实质、工艺特点、基本原理和设备；了解零件的加工工 艺过程，能制定

3、简单的制造工艺过程。 4、了解零件的结构工艺性。 三、本课程的学习方法 1、每章学习时， 首先阅读自学指导书， 了解本章学习目标中的主要内容， 以及重点、 难点所在，而后阅读教材和自学指导书中本章基本内容的阅读指导。阅读时要注重对基 本概念、基本理论的理解，同时要积极开展理论与实践的结合。 2、每章阅读理解后，要结合复习思考题进行自检，看是否初步掌握基本内容，并要 及时完成习题作业，以求达到较牢固的掌握基本内容。 3、每章学完后，要闭书回忆，循序总结，自测自验。根据记忆和熟练周期，阶段性 安排复习，恢复和唤起所学过的内容，以求达到深入、全面、牢固地掌握所学内容；并 加强实践训练，多干、多看、勤

4、思考、多积累。这样才能够良好地完成本课程的学习任 务。 四、阅读教材选用和删减内容 1、本课程采用中国机械工业教育协会组编，刘会霞主编的金属工艺学教材。 2、教材中带的第五章钢铁材料的表面热处理、第十五章先进制造技术为加宽内容， 为非必读内容，读者可根据需要学习，但不计入规定学时内和考试范围 第 1 章 金属材料的性能 、学习目标 1、清楚金属材料的性能包括哪些内容。 2、掌握金属材料的力学性能各项指标的概念，符号及表示方法，应用条件和范围 3、了解金属材料的物理、化学性能及应用。 二、基本内容 1、金属材料的性能 1）使用性能 包括：力学性能、物理性能、化学性能。 2）工艺性能 包括：铸造性

5、能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能和热处理性能。 2、载荷的概念 1）静载荷：大小不变或变动很慢的载荷。 2）冲击载荷：突然增加或消失的载荷。 3）疲劳载荷：周期性的动载荷。 3、金属材料的力学性能各项指标的概念 符号及表示方法 应用条件和范围 1）强度 概念：金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。 符号表示：屈服强度C s材料产生屈服时的最小应力。单位为 Mpa 抗拉强度c b 材料拉断前所承受的最大应力。单位为 Mpa 应用条件和范围：设计机械零件和选材的主要依据。 2）塑性 概念：金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 符号表示：断后伸长率 S试样拉断后，标距长度的相

6、对伸长率。 断面收缩率书一一试样拉断后，试样截面积的相对收缩率。 应用条件和范围：材料进行压力加工时选材的主要依据。 3）硬度 概念：材料表面局部体积内抵抗另一物体压入时变形的能力。 符号表示：布氏硬度 HB 洛氏硬度 HR 应用条件和范围：布氏硬度主要用于测量灰铸铁、有色金属以及经过退火、正 火和调质的钢材等材料。HBS适于测量硬度值小于450的材料，HBW适于测量硬度值 小于 650 的材料。洛氏硬度计可测定软的金属材料，也可测定硬的金属材料。 HRA 主要用于测量硬质合金、表面淬火钢；HRBfc要用于测量软钢、退火钢、铜合金等； HRC主要用于测量一般淬火钢。 4）冲击韧度 概念：金属材

7、料抵抗冲击载荷载荷作用而不破坏的能力。 符号表示：冲击吸收功 Ak。 冲击韧度 ak。 应用条件和范围：冲击韧度值一般只作为选材时的参考，不能作为计算依据。 材料的多次冲击抗力主要取决于塑性；冲击能量地时，主要取决于强度。 5）疲劳强度 概念：金属材料在多次重复交变载荷作用下而不发生断裂的最大应力。 符号表示：疲劳强度S -1 应用条件和范围： 黑色金属循环周次 10的7次方，有色金属和某些高强钢循环 周次 10 的 8 次方。 三、本章重点 金属材料的力学性能各项指标的概念，符号及表示方法，应用条件和范围。 四、习题 一、填空题 1、金属的性能包括（ ）性能和（ ） 性能。 2、材料的工艺性

8、能包括（ ）、（ ）、 （ ） 、 （ ） 和（ ）。 3、填写下列力学性能指标的符号：屈服点（）、洛氏硬度A标尺（）、抗拉强 度（ ）、断后伸长率 （ ） 。 二、判断题 1、塑性变形随载荷的去除而消失。 （ ） 2、 当布氏硬度试验条件相同时，压痕直径愈小，金属的硬度愈低。（ ） 三、选择题 1、做疲劳实验时，试样承受的载荷是（ ） A 静载荷 B 冲击载荷 C 循环载荷 2、金属的 （ ） 愈好，则其锻造性能愈好。 A 强度 B 塑性 C 硬度 四、名词解释 强度 硬度 塑性 冲击韧性 疲劳强度 五、简答题 1、为什么疲劳断裂对机械零件危害最大？如何提高零件的疲劳强度？ 第 2 章 金属

9、与合金的晶体结构与结晶 一、学习目标 1、了解晶格、晶胞、实际金属的多晶体结构、结晶等概念。 2、掌握金属晶体的三种常见晶格类型：面心立方、体心立方和密排六方晶格。 3、掌握实际金属点、线、面缺陷与金属力学性能的关系。 4、掌握纯金属结晶过程，过冷度与晶粒大小对力学性能的影响，细化晶粒的措 施。 5、掌握合金的基本概念，了解固溶体和金属间化合物的概念。 6、了解二元合金相图的建立，了解合金结晶的过程。 二、基本内容 1、金属的晶体结构的基本知识 1）晶格、晶胞的概念： 晶格一：用来描述原子在晶体中排列形式的假想的空间格架。 晶胞：晶格中能代表晶体结构特征的最小组成几何单元。 2）金属晶体结构常

10、见的三种晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六 方晶格。 3）金属的实际晶体结构：实际金属的晶体结构是多晶体结构；实际金属的晶体 结构内部存在晶体缺陷。晶体缺陷包括：点缺陷、线缺陷、面缺陷。点缺陷即空位、 间隙原子和置换原子；线缺陷即位错；面缺陷即晶界和亚晶界。晶体缺陷会使金属 内部晶格发生晶格畸变，产生内应力；金属的性能发生变化，强度、硬度增加。晶 体缺陷是强化金属的手段之一 2、金属的结晶： 1）纯金属的结晶过程。 结晶的概念：凝固时原子在物质内部做有规则排列。 过冷度：金属实际结晶温度低于理论结晶温度的差值。 结晶过程：液态金属结晶是不断生成晶核和晶核不断长大，直至完全结晶成固 态

11、的过程。 2）金属结晶后的晶粒大小。 晶粒大小对金属力学性能的影响：细晶粒金属具有较高的强度和韧性。 细化晶粒的措施：增大形核率，抑制长大速率。常用方法有：增加过冷度；变 质处理；振动等。 3、合金的晶体结构 1）合金的基本概念： 合金：一种金属元素与其它金属元素和非金属元素，经熔炼、烧结或其他方法 结合成具有金属特性的物质。 组元：组成合金的最基本的独立物质。可以是金属、非金属元素或稳定化合物 相：合金中具有同一聚集状态，同一种结构和性质的均匀组成部分。 组织：用肉眼或借助显微镜观察到材料晶粒内部组成相的数量、形态、大小和 分布状态。 2）合金的组织： 固溶体：合金由液态结晶成固态时，一组元

12、溶解在另一组元中，形成均匀的固 相。占主要地位的元素叫溶剂，被溶解的元素叫溶质。固溶体的晶格类型保持溶剂 的晶格类型。由于溶质原子的融入，容剂晶格发生畸变，使塑性变形阻力增加，导 致金属的强度、硬度提高，塑性、韧性有所下降，这种现象称为固溶强化。 金属间化合物：合金组员间发生相互作用而形成的具有金属特性的新相，它的 晶格类型和性能不同于任一组元。金属间化合物具有高熔点、高硬度、脆性大的特 点，在合金中主要作为强化相，用以提高材料的强度、硬度和耐磨性，但塑性、韧 性有所降低。 机械混合物：两种或两种以上的相按一定质量分数组合成的物质。通过调整固 溶体中容质含量和金属间化合物数量、大小、形态和分布

13、状况，可以改变合金的力 学性能。 3）合金的结晶： 二元合金相图的建立：相图是表示在极其缓慢冷却条件下合金系中各种合金状 态与温度、成分之间的关系的简明图解。它是通过实验方法建立。 二元合金相图的分析：相图横坐标表示二元合金成分分数，纵坐标表示温度； 特性点：纯金属熔点；特性线：液相线、固相线。二元合金结晶过程：液相线以上 温度，合金为液相到达液相线，合金开始结晶液相线、固相线之间，合金 液相、固相共存到达固相线及一下，合金为固相。 三、本章重点 1、金属的晶体结构。 2、合金的晶体结构。 四、习题 一、填空题 1、晶体与非晶体的根本区别在于（ ）。 2、金属晶格常见的基本类型有（ ）、（ ）

14、、（ ）三种。 3、实际金属的晶体缺陷有（ ）、（ ）、（ ）三种。 4、金属的晶粒愈细小，其强度（ ），塑性、韧性（ ）。 二、判断题 1、无论是纯金属，还是合金，其结晶过程都是恒温过程。 （ ） 2、金属结晶的过程是晶核形成和晶核长大的过程。 （ ） 3、一种金属元素与其它金属元素或非金属元素，经熔炼、烧结或其他方法结合 成的物质叫合金。（ ） 三、选择题 1、一般来说，细晶粒金属具有（ ）强度和韧性。 A 较高的 B 较低的 C 中等的 2、实际金属的结晶温度一 般都（ ）理论结晶温度。 A 高于 B 低于 C 等于 四、名词解释 晶体 晶体缺陷 结晶 合金 固溶体 金属间化合物 五、简

15、答题 1、实际金属中存在的晶体缺陷对金属的力学性能有何影响？ 2、为什么希望得到细小晶粒组织？如何细化晶粒？ 第 3 章 铁碳合金 一、学习目标 1、熟悉铁碳合金的基本组织的特点。 2、熟悉铁碳相图中的相、特性点和特性线。 3、熟悉典型铁碳合金结晶过程和组织转变。 4、掌握含碳量对铁碳合金组织转变和力学性能的影响。 二、基本内容 1、铁碳合金基本组织 1）纯铁的同素异构转变： S -Fe : 1394oC以上固态铁，体心立方晶格。 丫 -Fe : 1394oC 912oC固态铁，面心立方晶格，。 a -Fe : 912 o C以下固态铁，体心立方晶格。 2）铁碳合金基本组织： 铁素体：碳溶于a

16、 -Fe中所形成的间隙固溶体，用符号F表示。力学性能：塑性、 韧性较好，强度、硬度低。 奥氏体：碳溶于丫 -Fe中所形成的间隙固溶体，用符号 A表示。力学性能：有良 好塑性，强度、硬度较低。 渗碳体：是铁和碳组成的具有复杂晶格结构的间隙化合物，用符号FC表示。 力学性能：塑性、韧性几乎为零，硬度很高。 珠光体：是铁素体和渗碳体的机械混合物，用符号 P 表示。力学性能：介于铁 素体和渗碳体之间，即综合性能良好。 莱氏体：1148oC 727oC时为奥氏体和渗碳体的机械混合物，用符号Ld表示; 727 o C及以下时为珠光体和渗碳体的机械混合物，用符号Ld表示。力学性能： 与渗碳体相似，即硬度高、

17、塑性差。 2、铁碳合金相图 1 ）相图分析： 铁碳合金相图中的相：液相、S铁素体、铁素体、奥氏体和渗碳体。 铁碳合金相图中的特性点： C、 E、 P、 S。 铁碳合金相图中的特性线：ECF线、ES线、PSK线、GS线。 2）典型铁碳合金结晶过程和组织转变： 工业纯铁：含碳量w 0.0218%，室温平衡组织F。 亚共析钢：含碳量 0.0218%0.77%2.11%,室温平衡组织F+FeO。 亚共晶白口铸铁：含碳量2.11%4.3%,室温平衡组织P+ FesCn + Ld 共晶白口铸铁：含碳量 4.3%，室温平衡组织 Ld。 过共晶白口铸铁：含碳量4.3% 100m/min）或低速（v80mn不适

18、宜铰削。 3、镗削加工： 1）镗削加工工艺特点： 加工范围广；能修正底孔轴线；成本较低；生产率较低。 2）镗削加工的应用： 镗床不只用于镗孔，还可以铣平面、铣沟槽、钻孔、扩孔、铰孔、车端面、车 环形槽、车螺纹等。镗床适于加工孔系，不管是粗垂直孔系，还是平行孔系。形状 复杂的大型零件上孔径大、尺寸和位置精度要求高的孔系，应在镗床上加工。 4、铣削加工 1）铣削方式： 铣削方式分为端铣和周铣。端铣是用铣刀端面齿铣削工件表面。周铣是用铣刀 圆周齿铣削工件表面。一般来说，端铣在表面加工质量、精度、生产效率方面由于 周铣，周铣在加工范围方面优于端铣。周铣又分为顺铣和逆铣。顺铣加工表面质量 较好，多用于精

19、加工。逆铣多用于粗加工。 2）铣削的应用： 铣削可以铣平面，铣普通槽、成形槽、螺旋槽，戏成形面。 3）铣削加工工艺特点： 生产率高；加工范围极为广泛；加工质量中等；成本较高。 5、磨削加工 磨削加工方法： 磨外圆：有纵磨法和珩磨法。 磨内圆：通孔、盲孔、阶梯孔都可以磨削。 磨平面：有周磨平面和端磨平面。周磨平面适于精磨，端磨平面适于粗磨。 无心磨削：在大批量生产中，常用于磨削细长轴、轴销和轴套 磨削加工一般属于精加工。 6、齿轮加工： 齿轮加工方法： 成形法：常见的有铣齿和拉齿。铣齿生产率低、加工精度低、加工成本低。 展成法 : 常见的有插齿和滚齿。插齿和滚齿具有加工精度较高、齿面粗糙度较 低

20、、一把刀具可以加工模数和压力角相同而齿数不同的齿轮。插齿可以加工双联齿 轮，生产效率低；滚齿不能加工距离较近的双联齿轮，生产效率较高。 7、各种表面加工方案分析： 平面加工方案：常用的可归纳为铣刨、铣刨磨、车削、拉削。 外圆面加工：常用的可归纳为粗车半精车精车、粗车半精车粗磨精 磨。 孔加工：常用的可归纳为钻孔扩孔铰孔、钻孔镗孔磨孔。 螺纹加工：车螺纹、磨螺纹、铣螺纹、攻螺纹、套螺纹、搓螺纹、滚螺纹。 齿形加工：铣齿、滚齿、剃齿、磨齿、珩齿、研齿。 三、本章重点 1、掌握车、铣、钻、铰、镗、刨、磨、齿轮加工的工艺特点和应用。 2、掌握各种表面的常用加工方案。 四、习题 一、填空题 1、工件在车

21、床上安装经常使用的夹具有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 2、钻削加工使用的钻头按其结构特点和用途可以分为 （ ）、（ ）、（ ）、（ ）等。 3、铣削方式分为周铣和端铣， 周铣是指用（ ）铣削工件表面； 端铣是指用（ ） 铣削工件表面。 4、齿轮齿形成形法加工常用的方法有 （ ）、（ ）；展成法加工常用的方法有 （ ）、 （ ）。 二、判断题 1、铰孔属于精加工，因此铰孔加工能够校正底孔轴线的偏斜。 （ ） 2、铣削加工能铣削平面、直槽、成形面等，但不能铣螺旋槽。 （ ） 3、各类零件上的孔，一般在钻床上加工。 （ ） 三、选择题 1、机架和箱体等大型零件上的孔，多在（ ）加工；轴、

22、盘、套类零件中心部 位上的孔，多在（ ）加工；小支架、小箱体上的轴承孔，也可在（ ）加工。 A 车床上 B 铣床上 C 镗床上 2、 逆铣多用于（ ），顺铣多用于（ ）。 A 粗加工 B 精加工 C 光整加工 3、 平板、导轨平面粗加工， 一般采用（ ），轴、套、盘端面粗加工，一般采用 ）。 A 车削类 B 铣刨类 C 磨削类 四、 简答题 1、什么是特种加工？常见的有哪些特种加工？ 2、插齿和滚齿有何不同？ 第 13 章 机械加工工艺过程的基础知识 一、学习目标 1、了解机械加工工艺过程的基本概念。 2、熟悉工件的装夹方式和基准的选择。 3、了解制定机械加工工艺规程的步骤。 4、掌握典型零件

23、加工工艺过程。 二、基本内容 1、基本概念 1）生产过程和工艺过程： 生产过程：制造机器时，将原材料转变为成品的全过程称为生产过程。 工艺过程：在生产过程中，改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等使 其成为成品或半成品的过程称为工艺过程。 2）工艺过程的组成： 有工序、工步、走刀、安装、工位。一个零件完整的工艺过程需要多道工序， 每个工序包括多个工步，每个工步有几次走刀。每个工序中至少有一次安装，也可 以有多次安装。一次安装可以有一个或多个工位。 3）生产纲领与生产类型： 生产纲领：企业在计划期内，应当生产的产品产量和进度计划成为生产纲领。 一般为年生产纲领。 生产类型：分为单件生产、成批

24、生产、大量生产。 2、工件的装夹与定位 1）工件的装夹方式 : 直接找正装夹法、划线找正装夹法、使用专用夹具装夹。 2）工件的定位基准的选择 : 粗基准的选择 : 选择与加工表面相对位置精度要求高的不加工表面作为粗基准； 选择重要表面作为粗基准，合理分配加工余量；粗基准表面应平整光洁，便于工件 定位稳定，加紧可靠；粗基准不能重复使用。 精基准的选择 : 尽可能选择设计基准作为定位基准；尽可能选择统一的定位基 准；两表面之间位置精度要求高时，可互为基准；精加工表面余量小而均匀，可自 为基准。 3、机械加工工艺规程的制定 制定机械加工工艺规程的步骤：零件的工艺分析；毛坯的选择；选择定位基准； 拟定

25、工艺路线；机床与工艺装备的选择；确定工序余量、工序尺寸、切削用量、时 间定额；填写工艺文件。 拟定工艺路线要考虑如下几个问题：加工方法的选择；加工阶段的划分；加工 顺序的安排；热处理及表面处理工序的安排；辅助工序的安排。 加工顺序的安排一般遵循下列原则：基准先行、先主后次、先粗后精、先面后 孔。 4、典型零件加工工艺过程 轴类零件加工工艺过程一般为：毛坯、下料f车端面、钻中心孔f粗车表面f 正火或调质一修研中心孔一半精车、精车表面、车螺纹一铣键槽或花键一淬火、回 火f修研中心孔f粗、精磨表面f检验。 齿轮类零件加工工艺过程一般为：下料f锻造毛坯f正火f粗车齿坯f调质f 精车齿坯f磨端面f划键槽

26、线f插键槽f齿形加工f齿段倒角f齿面高频淬火f磨 内孔f磨齿f检验。 箱体类零件加工工艺过程一般为：铸造毛坯f退火f划线f粗加工平面f粗加 工孔f时效处理f划线f精加工平面f精加工孔f钻小孔、攻螺纹等f检验。 三、本章重点 1、掌握典型零件加工工艺过程。 四、习题 一、填空题 1、精基准的选择原则是（ ）原则、（ ）原则、（ ）原则、（ ）原则。 2、当零件加工精度要求较高时，一般都要经过（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四个加工 阶段。 3、在安排加工顺序时，一般应遵循以下原则： （ ）、（ ）、（ ）、（ ）。 4、机械加工工艺过程可以细分为（ ）、（ ）、（ ）等各个加工层次。 二、判断题

27、1、一批先钻孔后扩孔的工件，先将该批工件钻孔，再将该批工件扩孔，在同一 台钻床上进行，可视为一道工序。 （ ） 2、工件的装夹就是把工件进行安装和夹紧。 （ ） 3、工件用一个平面定位时， 可以限制三个自由度， 用两个互相垂直平面定位时， 可以限制五个自由度。 （ ） 三、选择题 1、退火工序应安排在（ ）进行，淬火工序应安排在（ ）进行，调质工序应安 排在（ ）进行。 A 粗加工之前 B 半精加工之前 C 精加工之前 2、一般单件小批生产应选用（ ），成批生产应选用（ ），大批大量生产应选用 （ ）。 A 通用机床和通用工艺装备 B 通用机床和专用工艺装备 C 专用机床和专 用工艺装备 四、

28、名词解释 生产过程 工艺过程 生产纲领 五、简答题制定工艺规程的步骤是什么 1、制定工艺规程的步骤是什么？ 2、拟定工艺路线需要考虑哪几方面问题？ 第 14 章 零件结构工艺性 一、学习目标 1、掌握零件结构的切削加工工艺性。 2、掌握零件结构的装配工艺性。 二、基本内容 1、零件结构的切削加工工艺性 零件结构的切削加工工艺性原则： 1）零件结构要素必须符合标准规定。 2）在满足使用性能条件下，选取经济精度。 3）应保证定位准确，加紧可靠，便于加工，便于测量。 4）有位置精度要求的表面，最好再一次装夹中加工。 5）零件应具有足够的刚性，能承受切削力和夹紧力。 6）加工表面形状应尽量简单，尽可能

29、布置在同一平面或同一轴线上。 7）零件结构与高效率机床和先进工艺方法相适应。 2、零件结构的装配工艺性： 零件结构的装配工艺性原则： 1）机器结构应能划分成几个独立装配单元， 便于简化装配过程和缩短装配周期 2）尽量减少装配过程中的修配劳动量和机械加工劳动量。 3）应便于装配和拆卸。 4）应考虑零件起吊、安装、运输方便。 三、本章重点 1、零件结构的切削加工工艺性。 2、零件结构的装配工艺性。 四、习题 一、简答题 1、下图中工件切削加工结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。 习 题 答 案 第一章 一、填空题 1、使用 工艺 2、铸造锻造 焊接 切削加工 热处理 3、c s HRA 二、判

30、断题 (T b 1、 x2、x 三、选择题 1、 C 2 、 B 四、名词解释 V 强度金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形或断裂的能力。 硬度材料表面局部体积内抵抗另一物体压入时变形的能力。 塑性金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 疲劳强度材料经无数次交变载荷作用而不发生断裂的最大应力。 五、简答题 1、为什么疲劳断裂对机械零件危害最大？如何提高零件的疲劳强度？ 答：在交变载荷作用下，零件所受应力远低于屈服点，但在长期使用中往往会突然 发生断裂，对零件造成最大危害。金属产生疲劳和材料内部缺陷、表面质量、残余 应立及能引起应力集中的因

31、素有关。为了提高零件的疲劳强度，应改善结构设计， 避免应力集中；提高工艺水平，减少内部缺陷；降低表面粗糙度和强化表面，提高 表面质量。 第二章 一、填空题 1、原子是否有序排列 2、 体心立方 面心立方 密排六方 3、 点缺陷 线缺陷 面缺陷 4、 愈高 愈好 、判断题 1、 x2 、V 3 、x 三、选择题 1、A2 、B 四、名词解释 晶体固态下原子在物质内部作有规则的排列的结构。 晶体缺陷在金属晶体中， 由于其他因素影响使原子排列在局部受到破坏的形态。 结晶物质由液态转变为固态的过程是原子有序排列的凝固过程。 合金一种金属元素与其他金属元素或非金属元素，经熔炼、烧结或其他方法结 合成具有

32、金属特性的物质。 固溶体合金由液态结晶成固态时，一组元溶解在另一组元中，形成一种保持占 主要地位元素的晶格类型的物质。 金属间化合物合金组员间发生相互作用而形成具有金属特性，晶格类型完全不 同于任一组元的物质。 五、简答题 1、实际金属中存在的晶体缺陷对金属的力学性能有何影响？ 答：实际金属中存在的晶体缺陷中的点缺陷使晶格发生畸变， 使金属内产生内应力， 晶体性能发生变化，强度、硬度增加；线缺陷表现为位错密度增加，使强度得到提 高；面缺陷指晶界和亚晶界原子无规则排列，能量较高，常温下有较高的强度和硬 度。 2、为什么希望得到细小晶粒组织？如何细化晶粒？ 答：金属结晶后晶粒大小对金属的力学性能有

33、重大影响，一般来说细晶粒金属具有 较高的强度和韧性，所以希望得到细小晶粒。凡能促进形核率，抑制长大速率，均 能细化晶粒。常用以下方法：增大过冷度；变质处理；都能增加形核率。此外，震 动、搅拌等使枝晶破碎，也可增加形核数量，达到细化晶粒。 第三章 一、填空题 1、F A Fe3C P 2、工业纯铁钢 白口铸铁 3、含碳 0.0218%0.77%含碳 0.77% 含碳 0.77%2.11% 二、判断题 1、 x 2、“3、“ 三、选择题 1、 A 2、 B 3、 A 四、名词解释 同素异构转变 金属在固态下晶格类型随温度或压力变化的特性。 铁素体一一碳溶于a -Fe中所形成的间隙固溶体。 奥氏体碳

34、溶于丫 - Fe中所形成的间隙固溶体。 渗碳体铁和碳组成的具有复杂斜方晶格结构的间隙化合物。 五、简答题 1、简述含碳量对钢的组织和力学性能影响。 答：随着钢中含碳量的增加，铁素体不断减少，渗碳体不断增加，由于形成条件不 同，渗碳体形态和分布有所变化。由于铁素体不断减少，渗碳体不断增加，钢的硬 度、强度增加， 而塑性和韧性下降。 但当含碳量大于 0.9%以后，强度开始明显下降 第四章 一、填空题 1、退火 正火 淬火 回火 2、加热 保温 冷却 3、单液 双液 马氏体分级贝氏体等温 4、低温 中温 高温 5、感应加热 火焰加热 二、判断题 1、x 2 、x 3、“4、“5、“ 三、选择题 四、

35、名词解释 1、A 、A5 、A B C 6 、C 热处理将钢在固态下进行加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所 需要性能的一种工艺方法。 淬硬性钢在理想条件下淬火硬化所能达到的最高硬度。 淬透性在规定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。 化学热处理是将工件至于一定温度的活性介质中，将一种或几种元素渗入它的 表层，与改变其表层化学成分、组织、性能的热处理工艺。 五、简答题 1、退火的目的是什么？ 答：细化组织，降低硬度，提高塑性，消除偏析，消除残余应力，组织均匀化。 2、工件淬火后为什么要及时回火？ 答：工件淬火后通常获得马氏体组织，这种组织不稳定，存在很大内应力，会引起 工件发生

36、变形甚至开裂，通过回火可以消除应力，稳定尺寸，获得需要的性能。所 以，淬火后必须及时回火。 3、什么是表面淬火？其目的是什么？ 答：仅对工件表面进行淬火的工艺，称为表面淬火。其目的是使表层获得马氏体组 织，提高硬度和耐磨性，而心部仍保持原来组织和性能。 4、渗碳的目的是什么？为什么渗碳后一定要淬火和低温回火？ 答：渗碳的目的是提高工件表层的含碳量。渗碳后只有经过淬火和低温回火，工件 的表面才能够获得稳定的马氏体组织， 以达到提高硬度、 耐磨性和疲劳强度的目的 第六章 一、填空题 1、硅锰 硫 磷 2、结构钢 工具钢 特殊性能港 3、含碳量w 0.25% 含碳量0.25%0.60%含碳量0.60

37、% 4、结构钢 工具钢 5、灰铸铁 球墨铸铁 蠕墨铸铁 可锻铸铁 二、判断题 1、 V 2 、V 3、x 三、选择题 1、 C A B 2 、 A C B 3 、 B C A 4 、 A B C 5、 C A B 6 、 C B A 四、简答题 1、比较普通钢和灰铸铁在性能上的区别以及承载用途特点 答：普通钢具有力学性能好，锻压性能、焊接性能好的特点。灰铸铁力学性能差， 但铸造性能好，切削加工性能好，耐磨性与消震性好。普通钢可以承受复杂载荷， 用于各种结构件。灰铸铁适于承受静压载荷，一般用于机座、箱体、支架和壳体等 构件。 第七章 一、填空题 1、流动性 收缩性 偏析 吸气性 2、液态收缩 凝

38、固收缩 固态收缩 3、液态收缩 凝固收缩 4、固态收缩 二、判断题 1、2 2 、x 三、选择题 1、B A2 、A B C 四、简答题 1、砂型铸造工艺对铸件结构设计有哪些要求？ 答：砂型铸造时，对铸件结构设计应考虑以下因素：减少和简化分型面；铸件外形 力求简单； 铸件应有一定结构斜度； 铸件结构要有利于节省型芯及便于型芯的定位、 固定、排气和清理。 2、合金铸造性能对铸件结构设计有哪些要求？ 答：合金铸造性能对铸件结构设计要求有：铸件壁厚要合理；铸件壁厚应均匀；铸 件的连接要有圆角和过渡；铸件应尽量避免有过大的平面。 3、下图中砂型铸造铸件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。 答：图中

39、铸件结构不便于型芯的定位和固定。改正后如下图。 第八章 一、填空题 1、 较高的 较高的 2、 基本工序 辅助工序 修正工序 3、 锤上 胎 压力机上 4、 分离 变形 二、 判断题 1、 x 2、x3、x 三、 选择题 1、B A2、B C 四、名词解释 热变形金属在再结晶温度以上进行的塑性变形 冷变形金属在再结晶温度以下进行的塑性变形。 五、简答题 1、什么叫冷变形强化？ 答：金属在塑性变形中，随着变形程度的增加，强度和硬度提高而塑性和韧性下降 的现象称为冷变形强化。 2、以圆钢为坯料，自由锻制带孔圆环形、圆筒形锻件，其锻造工序有何异同？ 答：带孔圆环形锻件的锻造工序是：镦粗、冲孔、马杠扩

40、孔、定径。圆筒形锻件的 锻造工序是：镦粗、冲孔、芯棒拔厂、滚圆。其区别是：圆环形锻件需扩孔、定径； 圆筒形锻件需拔厂、滚圆。 3、下图中自由锻锻件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。 答：自由锻锻件结构应避免锥面。把圆锥面改为圆柱面，如下图： 第九章 一、填空题 1、原子 2、熔焊压焊 钎焊 3、熔合区正火区 4、重要一般 二、判断题 1、 x 2、“3、“ 三、选择题 1、 A B 2 、 B C 3 、B A C 四、名词解释 碳当量其他合金元素折合成碳的影响来估算被焊材料的焊接性，换算后的总合 称为碳当量。 五、简答题 1、焊芯的作用是什么？其化学成分有何特点？ 答：焊芯在焊接过程中

41、，即是导电的电极，本身又融化作为填充金属，与熔化的母 才共同形成焊缝金属。其化学成分特点是，与母才化学成分相同或相近，但硫、磷 等杂质的含量分数很低。 2、焊条药皮有哪些作用？ 答：焊条药皮的主要作用是在焊接过程中造气、造渣、起保护作用，防止空气进入 焊缝，防止焊缝高温金属不被空气氧化；脱氧、脱硫、脱硫和渗合金等；并具有稳 弧、脱渣等作用，以保证焊条有良好的工艺性能，形成美观的焊缝。 3、下图中手工电弧焊焊件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。 答：焊接空间狭小，不利于焊条操作。改进后如下图。 第十章 一、 填空题 1、 过量变形 断裂 表面损伤 裂纹 2、 铸件 锻件 焊接件冲压件型材 3、 点缺陷 线缺陷 面缺陷 4、 愈高 愈好 二、 判断题 1、 V 2 、V 三、 选择题 1、C A B 2 、A B C 四、简答题 1、简述汽车齿轮的选材与工艺路线。 答：汽车齿轮在工作中承受重载荷和大冲击，各方面性能要求较高，因此选用低合 金钢20CRMnTi其加工工艺路线为：下料一锻造一正火一切削加工一渗碳（孔防渗）、 淬火、低温回火f喷丸f校正花键孔f精磨齿。 2、简述C616机床主轴的选材与工艺路线。 答：该主轴