上交大版本的机械制造基础的复习资料要点

1、金属材料力学性能复习思考题1、什么是金属材料的使用性能？包括哪些内容？ 答：在正常工作条件下，材料应具备的性能。包括力学性能，物理性能，化学性 能。2、什么是金属材料的工艺性能？包括哪些内容？ 答：材料在加工制造中表现出的性能， 显示了加工制造的难易程度。 包括铸造性， 锻造性，焊接性，切削加工性，热处理性3、拉伸试验可以测定哪些力学性能指标？答：强度和塑性4、五项力学性能指标的定义？测定所用的载荷 （ 静载荷或动载荷 ） ？他们之间的 相互制约关系？答：强度（cb：材料抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度（静载荷）塑性（5）:材料在外力作用下产生永久变形而不被破坏的能力（静载荷）硬度（HB）:材

2、料抵抗硬物压入的能力能力称为硬度（静载荷）冲击韧性（水）:材料抵抗冲击载荷而不断裂的能力称为冲击韧性（动载荷） 疲劳极限（cl）:材料可以经无限次数应力循环仍不发生疲劳断裂的最大应 力，称为疲劳极限（动载荷）材料的c b HB指标高时，往往5 a指标低。5、不同硬度值的适用范围。 答：布氏硬度适用于测铸铁、有色金属、以及退火、正火、调质钢的硬度。洛氏硬度适用于测淬火钢。 维氏硬度适用于测表面淬火钢、表面渗碳钢、表面氮化钢。6、金属材料在承受冲击能量高时与冲击能量低时，材料多次承受冲击抗力主要 决定于什么力学性能指标？答：冲击能量高时，材料多次冲击抗力主要决定于其韧度 冲击能量低时，则主要决定于

3、强度金属晶体结构与结晶复习思考题1 、常见金属晶体结构有哪几种？ 答：体心立方晶格，面心立方晶格，密排六方晶格2、解释下列名词：晶格，晶胞，致密度，晶格常数 答：晶格：描述原子在晶体中排列的空间格子晶胞：组成晶格的基本（最小）单元 致密度：指晶胞中所占有的原子体积与晶胞体积之比 晶格常数：反映晶胞的大小3、实际金属晶体结构有哪几种缺陷？ P6（图1 4、5、6） 答：点缺陷，线缺陷，面缺陷4、金属结晶的基本过程是什么？形核与晶核长大过程5、细化晶粒的方法有哪些？答：提高冷速；变质处理；振动6、什么是同素异构转变？为什么说铁的同素异构转变是铁的一种极重要的特性？ P9（图 1 11）答：固态下，

4、一种元素的晶格结构随温度发生变化的现象 同素异构转变。 正是由于纯铁能发生同素异构转变，生产中才有可能对钢和铸铁进行各种热理, 从而改变其组织与性能。铁碳合金复习思考题1、 理解铁碳合金五个基本组织。P11（表1 3）2、 默绘简化的Fe-Fe3C相图，并标出各相区相的组成物和组织组成物。P11（图1 14）3、理解Fe-Fe3C相图点、线、区含义。P12（表1 4）4、用折线法分析0.4%、0.77%、1.2%铁碳合金从液态缓冷到室温的结晶过程P13（图 1 15）5、Fe-FesC相图对热处理的作用？答：相图是研究铁碳合金成分、温度和组织之间变化规律的工具，是指导热处 理加热的依据。6、说

5、明当钢中含碳量超过0.9%时，强度指标下降的原因。答：当钢中含碳量超过0.9%时，在钢中晶界处出现 Fe3CQ （网状），它割裂了 基体，使强度指标下降。7、指出下列各钢种的类别、大致含碳量、质量及用途举例：Q235 、45， ,T12A ，T13， ZG270-500。答：Q235普通碳素结构钢：制造螺栓；45优质碳素结构钢：制造传动轴 T12A高级优质碳素工具钢：制造锯条；T13优质碳素工具钢：制造锉刀。 ZG270-500铸钢；用于制造轴承座。钢的热处理复习思考题1 、什么叫“起始晶粒度” 、“实际晶粒度”、“本质晶粒度”？本质细晶粒钢的奥 氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细？答：起始晶

6、粒度：是指加热时各种原始组织刚刚转变为奥氏体时的晶粒度。 实际晶粒度：指某一加热温度所对应的晶粒度。 本质晶粒度；表示钢的奥氏体晶粒长大倾向性。2、钢在热处理时加热后保温的目的是什么？ 答：获得成分均匀的、晶粒细小的奥氏体，为后续热处理做好组织准备。3、理解共析钢等温转变C曲线的线、区含义。P16（图1 20）4、什么是过冷奥氏体（Ag）、残余奥氏体（Ar）、索氏体（S）、托氏体（T）、贝 氏体（B）和马氏体（M ）。5、理解Ag等温转变产物特点、形成条件、及力学性能 P17（表1 5） 答：（Ag）：奥氏体过冷至Ai线以下暂时还没有转变的奥氏体。（Ar）:在室温下残留未转变的奥氏体。（S）:

7、 P（细片状）So（T）: P（极细片状）T o（B）:碳在a Fe中的饱和固溶体称为Bo（M ）：碳在a Fe中的过饱和固溶体称为 M o&理解Ag连续冷却转变产物特点、形成条件。 V1炉冷；V2空冷；V3风冷;V4油冷；V5水冷；Vk临界冷却速度Vs vK图3-19 奥氏捧含磁誌对残余奥氐体罐诃影响7(HJ64 JOD.2 Q*4 U+6 HhH I Ji 1 ,Z 1.1 1.6 l.H 2-C C/MS50 C）O时间IgT图$-19 连续冷却与C曲线7、知道当含碳量C>0.5%的钢淬火后开始有Ar的原因图&怖奥氐悴書碳kt那埒氐体转徨掘度的第响看懂亚（过）共析钢

8、的C曲线，在不同的冷却下获取什么组织。掌握它们的应用 手画亚（过）共析钢Ag的等温转变C曲线。8、钢获得马氏体组织的条件是什么？马氏体相变有何特点？ 答：实际冷却速度必须大于 Vk 冷却，才能获得马氏体组织。特点：M为非扩散性转变M是体心正方晶格M显微组织是针状M硬度 高转变温度停止了， Ag 向 M 转变也就停止了。9、将© 5mm的T8钢加热至760C，并保温足够时间，问采用什么样的冷却工 艺科得到如下组织？P、S、T、B下、T+M、M+ Ar。在C曲线上描绘出工艺曲线示意图。 答：炉冷得P;空冷得S;风冷得T;等温淬火得B下；油冷得T+M水冷得M+A。10、淬火临界冷却速度 V

9、k 受哪些主要因素影响？它与钢的淬透性有何关系？答：Vk受含碳量，合金元素，加热温度和保温时间影响。Vk越小钢的淬透性越好。11、 Ar 的存在对钢件质量有何影响？用什么方法减少或消除Ar？答：降低零件的硬度和耐磨性；组织不稳定，会影响零件的尺寸与形状变化。可采用冷处理和低温回火的方法，减少或消除 Ar。12、退火的主要目的是什么？常用退火方法有哪几种？（完退、球退、等退、去 退）答:降低工件硬度、消除内应力、均匀成分、细化晶粒、改善组织，为后续工 序作准备。完全退火，等温退火，球化退火和去应力退火13、正火对不同含碳量钢的主要目的是什么？答： 20：调整硬度，防止粘刀，改善切削加工性能。T1

10、0：打断网状FesG，为球化退火做好组织准备。45 ：提高力学性能 （ 前提是要求不高的结构件 ）14、看懂P18（图1 22）的含义，理解（表1 6）常用热处理工艺的退火与正火内 容，掌握它们的应用。15、当T12钢中有严重的Fe3Cu（网状）时，应该怎样热处理？ 答：正火球退。16、当C<0.4%的钢采用正火，当0.4% < C <0.77%的钢采用完全退火。17、一批45钢试样（尺寸© 15X 10mm ），因其组织。晶粒大小不均匀，需采用退火处理，拟采用下列退火工艺：分别缓慢加热至700C、840C、1100C，保温足够时间， 随炉冷却至室温。 问上述 3

11、种加热温度， 冷却后各得到什么组织？ 若要得到大小均匀的细小晶粒，应选哪一种温度？答：（1） F+P晶粒大小不均匀（2） F+P晶粒大小均匀 F+P晶粒粗大。应选840E炉冷为宜。18、淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢加热温度范围是多少？答：淬火的目的是得到马氏体组织，随后与不同回火温度相配合，以获得所需 要的使用性能。 亚共析钢：Aa+3050°C;过共析钢：Ao+3050°C19、看懂P18（图1-23）的含义，理解（表1 6）常用热处理工艺的淬火与回火内容， 掌握它们的应用。20、什么叫淬透性？什么叫淬硬性？影响淬透性、淬硬性的因素是什么？ 答：淬透性 一一钢在淬

12、火时获得淬硬层深度的能力。与 Vk有关淬硬性 一一钢在淬火时的硬化能力。与含 C量有关影响淬透性因素：含碳量和合金元素（Vk ）。影响淬硬性因素：含碳量。21、 指出下列工件的淬火加热温度范围及回火温度范围，并说明其回火后获得的 组织：答：（1） 45钢小轴：（要求综合力学性能高）；Aq+3050° 500650°C; S回（2）60 弹簧钢：AC3+3050°C; 250500°C; T 回（3）T12锉刀：Ag+3050° 150250°C; M回22、 回火的目的是什么？常用的回火有哪几种？指出各种回火得到的组织、性能 及应用范

13、围。答：回火类型回火温度回火组织性能应用举例低温回火T12150 250°M回硬度咼耐磨锉刀、锯条中温回火65250500°CT回T oe、as使弹性好弹簧高温回火45500650°CS回T综合力学性能高曲轴23、 指出下列组织的主要区别：S与S回，M与M回。答：S中的FaC呈细片状（正火获得），而S回中的FaC呈细粒状（调质获得）M 中有内应力和脆性，同时有 Ar。而M回中均无前者缺陷。24、表面热处理有哪几种？答：表面淬火：火焰表面淬火和高频表面淬火化学热处理：渗碳和氮化25、 表面淬火的目的是什么？常用表面淬火方法有哪几种？P18 （表1 6）答：目的：使零

14、件表面获得高硬度和高耐磨性， 而心部仍保持原来良好的韧性和 塑性。方法有：火焰表面淬火和高频表面淬火。26、 常用化学热处理有哪几种？（补充内容）答：渗碳，氮化。27、渗碳的目的是什么？常用渗碳的方法是什么？答：目的：提高工件表面的含碳量，经淬火从而提高工件表面的硬度使其耐磨， 同时保持心部的良好韧性。方法：气体渗碳、真空离子渗碳28、氮化的主要目的是什么、说明氮化主要特点及应用举例。 哪些钢采用氮化处 理为宜？答：目的：提高钢的表面硬度、耐磨性、疲劳强度，耐腐蚀。主要特点：工件氮化后可获得很高得硬度，无需再进行淬火处理；工件氮化处理 后无变形；耐腐蚀。（渗氮前应进行调质处理）应用举例：制造高

15、速运转的精密主轴氮化钢：38 Cr,MoAI合金钢复习思考题P3（表1-1）钢号材料名称含碳量工艺与使用状态 热处理热处理组织用途T13优质碳素工具钢1.3% 球化退火 淬火+低回 球状P M回+ Fe3C+ Ar （少量）锉刀T12A高级优质碳素工具钢1.2% 球化退火 淬火+低回 球状P M回+ Fe3C+ Ar （少量）锯条16Mn低合金结构钢0.16%正火S + F汽车大梁20CrM nTi合金渗碳钢0.2%正火渗碳+淬火+低回S + FM回+合金碳化物汽车变速 齿轮40Cr合金调质钢0.4% 完退 调质 S+F S回汽车连杆 螺栓40CrM nMo合金调质钢0.4%表面局部淬火+低回

16、表M回+心S回重载何轴38CrMoAI氮化钢0.38%完退调质表面氮化 P+F S回+氮化物精密主轴60Si2M n合金弹簧钢0.6%淬火+中回T回汽车减震 板簧GCr15滚动轴承钢0.95%1.15% 球化退火 淬火+冷处理+低回 球状P M回+合金碳化物滚动轴承9SiCr低合金刃具钢0.8%1.5% 球化退火 淬火+低回 球状P M回+合金碳化物+Ar（少量）丝锥CrWM n量具钢淬火+冷处理+低回M回+合金碳化物量具W18Cr4V高速钢0.7%0.8% 等温退火 淬火+三次高回P M回+合金碳化物+Ar （少量）铳刀 钻头5CrMnMo热作模具钢0.5% 完全退火 淬火+咼回 F+P S回热锻模Cr12MoV冷作模具钢球化退火 淬火+低回 F+ Fe3C M回+合金碳化物+Ar （少量）冷冲模1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢0.1%固溶处理单相A耐酸容器4Cr10Si2Mo耐热钢0.4%淬火+高回M回+合金碳化物汽车进、排气门ZGMn13耐磨钢1.1%水韧处理单相A坦克履带铸铁P3（表 1-1）、有色金属（补充内容）复习思考题其它材料材料名称含碳里工艺名称热处理热处理组织用途HT200灰口铸铁2.5 3.6%C时效处理表面 淬火+低回F+G片M回+G片汽车变速箱QT600-3球墨铸铁3.