重庆科技学院金属工艺学考题复习内容

CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology金属工艺学总复习CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology考试题型•名词解释：5小题，每小题3分，共15分•选择题：10小题，每小题1分，共10分•填空题：共30空左右，每空1分，共30分•改错题：共3题，每小题3分，共9分•问答题：36分左右CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology第一篇金属材料导论•金属材料力学性能指标的含义、表示方法（符号）•强度包括抗拉强度σb、屈服点（或屈服强度）σs。•塑性：定义，表征塑性好坏的指标→伸长率（δ）、断面收缩率（）。•硬度：布（HB）、洛（HR，最常用的为HRC）、维氏硬度(HV)CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology材料的力学性能指标•冲击韧性：冲击韧度（ak）•疲劳强度：σ-1CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology纯铁的晶体结构•常见金属的晶体结构有体心立方(fcc)、面心立方（bcc）、密排六方（hcp）。•常见体心立方的金属，面心立方的金属、密排六方的金属有哪些？•纯铁的晶体结构有体心立方（α-Fe、δ-Fe）面心立方（γ-Fe）。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology实际金属的晶体缺陷•点缺陷，包括空位、间隙原子、置换原子。•线缺陷，主要是位错。•面缺陷，主要有金属晶体表面，晶界、相界、亚晶界等。晶界的定义CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology金属的结晶•结晶速度与过冷度（△T）的关系：△T↑，结晶速度↑，晶粒越细。•金属结晶过程→形核和长大。•晶粒对金属材料力学性能的影响：•晶粒越细，金属材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology纯金属结晶过程中细化晶粒的方法•⑴增大冷却速度，增大过冷度•⑵进行变质处理，增加外来晶核•⑶采用机械、超声波振动、电磁搅拌等。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铁碳合金及二元相图•合金、组元、相的基本概念•铁碳合金基本组成相：F（体心立方）、A（面心立方）、Fe3C。•按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置，固溶体分为间隙固溶体、置换固溶体•铁碳合金基本组织：•固溶体：铁素体（α或F）、奥氏体（γ或A）；•混合物：珠光体（P）、莱氏体（Ld）•化合物：渗碳体（Fe3C）CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology钢的分类•按含碳量高低：低碳钢（wc≤0.25%）、中碳钢（0.25%≤wc≤0.60%）、高碳钢（wc≥0.60%）•工具钢属于高碳钢。常用碳素工具钢：T10A平均含碳量为1%的优质碳素工具钢。•钢中杂质元素：Si、Mn（有益元素），S、P（有害元素）CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology零件选材的一般原则：•满足使用性能要求•满足工艺性能要求•满足经济性要求CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology钢的热处理•钢的热处理：是指在固态将钢加热到一定温度，保温一段时间，而后冷却，以获得所需组织和性能的工艺方法。•钢热处理过程三阶段：加热、保温和冷却。•马氏体：C在α-Fe中过饱和固溶体。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology钢的热处理•钢的普通热处理工艺：退火、正火、淬火、回火。•退火、回火的目的•淬火目的：获得硬度高的马氏体，提高钢的强度和硬度。•调质处理：淬火+高温回火CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology•钢表面热处理的目的：改变工件表面层组织，提高其表面的硬度、耐磨性。•表面淬火的方法有：•感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铸造篇•铸造：是指将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程。•铸造优点：•（1）原材料来源广。•（2）生产成本低。•（3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铸造•合金铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。•合金的充型能力：是指液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。•充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。•液态合金流动性与合金的充型能力的关系。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology合金的流动性•影响合金流动性的因素有哪些？•常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology合金的凝固方式•逐层凝固、糊状凝固、中间凝固方式。•金属凝固方式与铸件质量间的关系•逐层凝固方式——合金的充型能力强，补缩性能强，便于防止缩孔和缩松，铸件质量高。•糊状凝固方式——合金液流动性差，不易补缩，铸件在铸造工程中所产生的缺陷较多，难以获得结晶坚实的铸件，铸件质量差。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铸造合金的收缩•合金收缩的三个阶段：•液态收缩、凝固收缩、固态收缩•铸件产生缩孔、缩松的主要原因：液态收缩、凝固收缩•合金产生应力、变形和开裂的主要原因：固态收缩CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铸件内应力•铸造应力大致可分为热应力和机械应力。•热应力：由于铸件壁厚不均匀或各部分冷却速度不同，致使铸件各部分的收缩不同步而引起的应力。•消除或减小热应力的措施：铸件壁厚均匀，凝固方式采用同时凝固。•机械应力：铸件的固态收缩受铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。•防止机械应力的措施：改善铸型和型芯的退让性CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology石墨在灰口铸铁中存在的形态•灰铸铁：片状•可锻铸铁：团絮状•蠕墨铸铁：蠕虫状•球墨铸铁：球状CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology灰铸铁•灰铸铁常用的孕育剂：含硅75%的硅铁合金•灰铸铁牌号表示法及意义：HTXXX•其中“HT”表示灰铸铁；“XXX”表示其最小抗拉强度值。•应用：机床床身、机床导轨•灰铸铁综合性能最好。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology砂型铸造手工造型的方法•整模造型：适用于铸件最大截面靠一端且为平面的铸件。•分模造型：常用于生产最大截面在中部（或圆形）的铸件。•挖砂造型：主要用于分型面不是平面的单件、小批铸件的生产。•假箱造型：用于成批生产需要挖砂造型的铸件。•活块造型：主要用于生产带有突出部分且难以起模的、单件、小批铸件的生产。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology砂型铸造•造型方法按自动化程度可分手工造型、机器造型。•砂型铸造最基本的工序→造型。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology特种铸造及铸件中的气孔•主要包括熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造等。•熔模铸造的工艺过程。•压型制造→型壳制造→焙烧、浇注等。•析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology铸件结构设计工艺性•1.避免外形侧凹CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology•2.去掉不必要圆角，尽量使分型面为平面CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology3.尽量减少活块的数量CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnologyCollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology4.起模方便、简单CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology5.尽量不用或少用型芯CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology金属压力加工•压力加工：在外力作用下，金属发生塑性变形，从而获得具有一定形状、尺寸、组织和力学性能的工件的生产方法。•塑性变形方式包括滑移和孪生。其中以滑移为主。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology加工硬化（形变强化）•加工硬化（形变强化）：是指金属经过冷变形后，随着形变量增加，强度、硬度提高而塑性降低的现象。•提高金属塑性变形的措施有加热（回复）和塑变（再结晶）。•消除加工硬化采用再结晶退火。CollegeofMetallurgyandMaterials，ChongqingUniversityofScienceandTechnology金属的可锻性•可锻性：衡量金属通过塑性加工获得优质锻件难易程度的工艺性能。•衡量金属可锻性的指标：塑性和变形