总复习 第一章 金属材料的基本知识 1. 纯金属的晶格类型主要有体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格三种。 2. 根据晶体缺陷的几何特征，可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。 3. 机械工程材料常用的力学性能指标有强度、硬度、塑性、韧性、（疲劳强度）。 4. 同重金属的不同晶体结构改变的现象，叫做同素异构转变。金属的同素异晶转变过程实际上也是一种结晶过程 5. 由于原子排列密度不同，导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能也不同，这种现象称为单晶体的各向异性，单晶体通常有各向异性。 7. 面心立方金属的塑性一般比体心立方金属的好 8. 细化晶粒不仅能提高金属的强度、硬度，也增大了金属的塑性和韧性。一般来说，同一成分的金属，晶粒越细，其硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。 9. 钢的热处理是指在固态下采用适当方式进行加热、保温和冷却，以获得所需组织结构和性能的工艺 10. 钢的普通热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火。 11. 退火是将钢材加热到适当温度，保温一段时间，然后随炉冷却以获得接近平衡态组织的热工艺处理。 12. 钢的质量根据硫和磷的含量来决定。碳钢中常有杂质存在，其中有害的是S和P。 13. 碳含量对钢的组织和性能影响很大。随着碳含量的升高，钢的强度先升后降。 14. 按下列所列牌号填写有关内容
15. 碳在中形成的固溶体称为奥氏体。铁素体是碳溶于中形成的固溶体。 16. 马氏体的硬度主要决定于碳的质量分数。 17. 调质处理就是淬火+高温回火，为了提高45钢的综合力学性能，应进行调质处理。 18. 金属的塑性变形是在切应力作用下，主要通过滑移来进行的；金属中的位错密度越高，则其强度越高，塑性越差。 19. 金属结晶的必要条件是一定的过冷度，金属结晶时晶粒的大小主要决定于其形核率。 20. 用于制造渗碳零件的钢称为渗碳钢，零件渗碳后，一般需要经过淬火+低温回火才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 21. 珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物 22. 冷变形金属在加热时随加热温度的升高，其组织和性能的变化分为3个阶段，即回复、再结晶、晶粒长大。 23. 在实际生产中，常采用加热的方法使金属发生再结晶，从而再次获得良好塑性，这种工艺操作称为再结晶退火。 24. 从金属学的观点来看，冷加工和热加工是以再结晶温度为界限区分的 25. 随着变形量的增加，金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降，这种现象叫做加工硬化。 26. 实验室里开了六个电炉，温度分别为910、840、780、600、400、200，现有材料15钢、45钢、T12钢。 问：若要制作轴，一般选用45钢；进行调质处理（淬火+高温回火）；获得回火索氏体；淬火为了获得马氏体，提高钢的强度、硬度和耐磨性，高温回火是为了去除淬火应力，得到稳定的组织，提高综合力学性能，保持较高强度的同时，具有良好的塑性和韧性。 27. Fe-Fe3C相图ECF、PSK的含义，亚共析钢从液态缓慢冷却到室温时发生的组织转变过程：L、L+A、A、A+F、P+F 第二章 铸造 1. 灰铸铁的组织是钢的基体加片状石墨。它的强度比b比钢低得多，因为石墨的强度极低，可以看作是一些微裂纹，裂纹不仅分割了基体，而且在尖端处产生应力集中，所以灰铸铁的抗拉强度不如钢。 2. 灰铸铁为什么在生产中被大量使用？灰铸铁抗压强度较高，切削加工性良好，优良的减摩性，良好的消振性，低的缺口敏感性，优异的铸造性能。机床床身一般选用铸造。 4. 灰铸铁要进行孕育处理才能获得珠光体组织，强度、硬度、气密性显著提高。HT250后面的三位数字表示其最低抗拉强度值。（P52） 5. 影响金属充型能力的主要因素有：合金的流动性、浇注条件和铸型填充条件。 6. 合金从浇注、凝固直至冷却到室温，其体积或尺寸缩小的现象，称为收缩。 7. 缩孔是集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞。缩松是分散在铸件某区域内的细小缩孔。 8. 液态合金的充型能力指液态合金充满型腔、获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力。 9. 细化铸态金属晶粒的主要途径是：提高冷却速度，向金属液内加入孕育剂进行孕育处理。 10. 在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。 11. 特种铸造是指除砂型铸造以外的铸造方法，特种铸造的方法有：消失模铸造、压力铸造、离心铸造、熔模铸造和金属型铸造。 12. 影响铸铁石墨化的主要因素有铸铁的成分和冷却速度等 13. 金属凝固时，过冷度越大，晶粒越细。 14. 浇注温度越高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动时间长，故充型能力强。 15. 液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性，通常以螺旋形试样长度实验的结果来衡量。 16. 铸型温度越高，减小了金属液的冷却速度，所以得到的金属晶粒越粗。 17. 机器造型的特点通常是采用模板进行两箱造型，机器造型应当尽力避免活块。 18. 铸造时，浇注位置的选择原则应该保证铸件的重要加工面朝下，铸件的大平面应该朝下。 19. 铸件的尺寸越大，误差也越大，所以机械加工的余量应随之增大。 20. 各种铸造方法中，铸件精度和表面质量最高的是压力铸造。 21. 顺序凝固：在铸件厚大部位安放冒口，铸件远离冒口处先凝固，靠近冒口处后凝固，最后冒口本身凝固。一般需用冒口或加冷铁来实现。冷铁的作用是加快冷却。 22. 可锻铸铁中，石墨的存在形式是团絮状。可锻铸铁不可以锻造。 23. 铸件要有合理的壁厚，铸铁件壁厚过厚易出现缩孔缩松粗晶，影响铸件力学性能，太薄则会产生浇不足、冷隔缺陷。 第三章 金属塑性加工 1. 利用金属在外力作用下所产生塑性变形来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料或零件的生产方法，称为金属的压力加工。 2. 可锻性的优劣常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3. 设计落料模时，应先按落料件确定凹模刃口尺寸；设计冲孔模时，先按冲孔件确定凸模刃口尺寸。 4. 金属的可锻性是材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。 5. 板料弯曲时，外载荷去除后，塑性变形保留下来，弹性变形消失，使板料形状和尺寸发生与加载时变形方向相反的变化，从而消去一部分弯曲变形效果的现象，称为回弹。 6. 根据其功用的不同，模膛分为模锻模膛和制胚模膛两种。 终锻模膛的尺寸应比锻件放大一个收缩量。另外，沿模膛四周有飞边槽，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属更好的充满模膛，同时容纳多余的金属。 7. 冲压件的特点：可以冲出形状复杂的零件，且废料少。能获得强度和刚度都较高的零件。冲压操作简单，便于实现机械化和自动化，生产率很高。 8. 板料进行拉深时，通常需要多次拉深。 9. 冲孔是将材料以封闭的轮廓分离开来，获得带孔制件的一种冲压方法。冲孔中冲落部分为废料。落料是利用冲裁获得一定外形的制件或坯料的冲压方法。 10. 重要的轴类锻件为什么在锻造过程中安排有镦粗工序？使组织致密 11. 终锻模膛和预锻模膛的区别是预锻模膛的圆角和斜度较大，没有飞边槽。 12. 自由锻不但适用于单件、小批生产中锻造形状简单的锻件，而且是锻造大型锻件唯一的锻造方法。 13. 在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。 14. 判别金属冷加工和热加工的主要依据是再结晶温度。 15. 自由锻的基本工序主要有镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲等。 16. 绘制锻件图时分模面的选定在使模膛深度最浅的位置上，应使分模面上下的模膛轮廓一致，分模面最好是一个平面。 17. 冲压生产基本工序分为变形工序和分离工序 18. 冲压通常在常温下进行，所以称为冷冲压 19. 板料弯曲时应使纤维方向和弯曲线垂直，否则容易产生破裂。 20. 翻边工艺分为收口（茶壶）和胀型。 21. 翻边件的凸缘高度尺寸较大，而一次翻边实现不了时，应采取什么措施？ 先拉伸、后冲孔、再翻边的工艺。 第四章 焊接 1. 焊接时有两种接线方法，其中正接是将工件接到电源的正极，焊条街道负极；反接是将工件接到电源的负极，焊条接到正极。 2. 焊条是由焊芯和药皮两部分组成。 3. 可用碳当量来估算被焊钢材的焊接性 4. 焊条牌号J422中，数字42表示焊缝金属的抗拉强度大于或等于420MPa 5. 根据焊条的选用原则，低碳钢和低合金钢构件，焊缝金属和母材的强度应该相等。 6. 在焊接接头的工艺设计中，焊缝的位置要对称分布。 7. 焊接方法中，加热时工件不熔化的是钎焊。 8. 在焊接接头形式中，对接接头受力比较均匀，是最常用的接头形式，重要的手里焊缝应尽量采用。 9. 焊接性：金属材料在一定的焊接工艺条件下，表现出来的焊接难易程度。 10. 焊接热影响区：指焊缝两侧金属因焊接热作用而发生金相组织和力学性能变化的区域。 11. 焊接裂纹存在于焊缝或热影响区的熔合区中，而且往往是内裂纹，危害极大。 12. 焊接时，正接时工件的温度要比反接时工件的温度高一些。 13. 低碳钢焊接时热影响区分为哪些区段，各区段对焊接接头性能有哪些影响？ （1） 熔合区：形成铸态组织，产生过热粗晶，强度、塑性和韧性都下降。决定焊接接头的性能。 （2） 过热区：奥氏体晶粒粗大，形成过热组织，塑性及韧性降低。 （3） 正火区：发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒，力学性能优于母材。 （4） 部分相变区：力学性能比正火区稍差。 14. 防止和减少焊接变形的措施：先矫、一防、二减、三补救。 选用塑性好的材料，确定正确的焊接次序；焊前预热；采用小能量的焊接方法或者锤击焊缝；焊后去应力退火；反变形措施；机械矫正法等等。 15. 焊条药皮的作用：提高电弧燃烧的稳定性；防止空气对熔化金属的有害作用；对熔池的脱氧和加入合金的元素，可以保证焊缝金属的化学成分和力学性能。 16. 焊接结构所用的金属材料绝大多数是钢材，一般用碳当量来估算钢材的焊接性能。 17. 设计焊接结构时，为了减少焊接缝数量和简化焊接工艺，应尽可能多地采用工字钢、槽钢和钢管等成型钢材。 18. 减少热影响区的办法：pgd-476在保证焊接质量的条件下，增加焊接速度或者减少焊接电流都能减小焊接热影响区 19. 电弧焊分为手工电弧焊和埋弧焊，cao20 手工电弧焊的优点是:可在室内、室外、高空、和各种方位经行，设备简单、容易维护、焊钳小、使用灵便，适用于焊接高强度钢、铸钢、铸铁和非铁金属; 埋弧焊的优点是:生产率高、焊接质 量高且稳定、节省金属材料、改善了劳动条件。 20. | 体心立方晶格：强度、塑性好 面心立方晶格： 塑性很好 密排六方晶格： 强度是金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 塑性是金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。 金属材料断裂前吸收的变形能量的力称为韧性。 测量硬度的两种方法：布氏硬度HB、洛氏硬度HR 布氏硬度：以压痕单位球面积上所承受载荷的大小作为硬度值（准确度高） 洛氏硬度：以压痕的深度来确定硬度值（可以用于成品检验） 晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。 单晶体内部晶格方位完全一致。 晶体结构缺陷主要包括哪些？ 空位、间歇原子、置换原子。 结构变化：晶格畸变（如空位引起晶格收缩，间歇原子引起晶格膨胀，置换原子可引起收缩或膨胀） 性能变化：物理性能（如电阻率增大，密度减小）、力学性能（屈服强度提高） 电火花打点计时器影响晶粒粗细的因素有很多，但主要取决于晶核的数目。晶核越多，晶核长大的余地越小，长成的经历越细。 细化铸态金属晶粒的主要途径是：提高冷却速度，以增加晶核的数目。 在金属浇注之前加入孕育剂进行变质处理 热加工或者塑性加工的方法。 钢的热处理只改变金属材料的组织和性能，而不以改变形状和尺寸为目的。 分为普通热处理和表面热处理（表面淬火和化学热处理）两种。 化学热处理：将钢件置于适合的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗入钢件表层，以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。 热处理的三要素：渗碳、渗氮、碳氮共渗 淬火：是将刚加热到Ac3 或Ac1 以上 30~50°C，保温后在淬火介质中快速冷却，已获得 马氏体组织的热处理工艺 退火的目的使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力，防止钢件产生变形 退火、正火的异同点及应用： 同：将刚加热到奥氏体区，使刚进行重结晶，从而解决铸钢件、铸件的粗大晶粒和组织不均的问题。 异：正火比退火的冷却速度稍快，形成索氏体组织。 退火应用：完全退火用于铸钢件和重要锻件，改善切削加工性；去应力退火用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其通过原子扩散及塑性变形消除内应力。 正火应用：取代部分完全退火 用于普通结构件的最终热处理 用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状结构析出。 固溶体属于单相组织，基本性能同溶剂。 塑性变形阻力增强，强度、硬度提升，固溶强化。 低碳钢的拉伸曲线： 实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷。理论结晶温度与实际结晶温度之差为过冷度。冷却速度越大，过冷度越大。 铸造分为砂型铸造和特种铸造。 灰铸铁属于脆性材料，所以不能锻造和冲压。 灰铸铁的性能：优良的减震性 耐磨性好 缺口敏感性小 铸造性能优良，切削加工性好。 合金铸造性能：合金的流动性 合金液态的凝固和收缩性 金属充型能力：合金充满铸型，获得尺寸正确，轮廓清晰的铸件能力。 充型能力差会导致形状不完整、轮廓不清晰、产生缺陷、浇不足、冷隔。 合金：两种或两种以上金属元素或非金属元素融合在一起，构成具有金属特性的物质。 铸造合金的收缩的三个阶段：液态收缩、凝固收缩、固态收缩。 铸造合金的收缩性？有哪些因素影响？ android游戏引擎铸件凝固时，体积的收缩程度，叫铸件合金的收缩性。 影响铸件的因素有合金的成分、浇注的温度、铸件的结构和铸型。 常用特种铸造的特点： 熔模：铸件的精度高、表面光洁 金属型：便于机械化和自动化生产，提高生产率；由于结晶组织致密，铸件的力学性能显著提高 压力：铸件的精度及表面质量较其他铸造方法均高，不经机械加工即可使用；可压铸形状复杂的薄壁件，或直接铸出小孔、螺纹、齿轮等；铸件的强度和硬度高；生产效率高；便于采用镶铸。 离心：省工、省料，降低铸件成本，铸件尺寸精度高，表面粗糙度低，接近熔模铸造水平；工艺过程简易，以实现自动化、自动化生产，设备投资较小，占地面积小；为铸件设计提供充分的自由度；铸件清理简单，机械加工量小；适应性强。 熔模铸造的主要生产过程： 熔模铸造可分为蜡模铸造、型壳制造、焙烧浇注三个过程。 熔模铸造最适于高熔点合金精密铸件的成批、大量生产，主要用于形状复 杂、难以切削加工的小零件。目前熔模铸造已在汽车、拖拉机、机床、刀具、汽轮机、仪表、航空、兵器等制造业得到了广泛的应用，成为少、无屑加工最重要的工艺方法。 手工造型:采用各种模型及型芯，通过两箱造型等方法制出外廓及内腔形状复杂的铸件。 特点:操作灵活，大小铸件 均可适应。 机器造型:采用机器来造型，将紧砂和起模等主要工序实现了机械化。 特点: 可大大提高劳动生产率，改善劳动条件，铸件尺寸精确、表面光洁，加工余量小 铸造分型面就是指铸造组元间的接合面。 分型面的选择原则: (1 )应尽量使分型面平直、数量少。(2 )应避免不必要的型 芯和活块，以简化造型工艺。(3 )应尽量使铸件全部或大部分置于下箱 疏水二氧化硅金属的可锻性通常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 冲压是使板料经分离或成形而获得制件的工艺统称。 精密冲裁是纯剪切过程，普通冲裁非纯剪切过程。 自由锻造：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使用坯料变形而获得所需几何形状及内部质量锻件的方法。由于坯料在两砧之间变形，沿变形方向可自由流动，故而成为自由锻。 自由锻件的设计原则：满足使用性能、具有良好的工艺性。 板料冲压可单次、可连续。 焊接时通过加热或加压（或两者并用），使工件产生原子间结合的一种连接方法。 焊接电弧是在具有一定电压的两电极间或电极与工件之间的气体介质中，产生的强烈而持久的放电现象。 薄壁工件通常采用反接法，因为阴极温度低。 焊芯：导电、产生电弧、填充焊缝 药皮：提高电弧燃烧的稳定性，防止空气对熔化金属的有害作用，对熔池的脱氧和加入合金元素，可以保证金属的化学成分和力学性能。 焊缝融合化：熔焊时，被融化的母材部分在焊缝金属中所占的比例。 焊缝的工艺设计原则：焊缝布置尽量分散、焊缝的位置应尽可能对称分布、焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中的位子、焊缝应尽量避开机械加工表面、焊缝位置应便于焊接操作。 硬钎焊：钎料熔点450摄氏度以上，接头强度200MPa以上 软钎焊：钎料熔点450摄氏度以下，接头强度一般不超过70MPa 焊接变形的基本形式： 纵向和横向收缩变形 角变形 弯曲变形 扭曲变形 波浪变形 为消除热影响区的影响，一般采用焊后正火处理，使焊缝和焊接热影响区的组织转变为均匀的细晶结构，以改善焊接接头的性能。 | |||||||||||||||||||||
失效 | 断裂 | 塑性变形 | 磨损 |
性能 | b. k | s. | HB HRC |
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