作业1
1、钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？
钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。
S能形成FeS，其熔点为989℃，钢件在大于1000℃的热加工温度时FeS会熔化，所以易产生热脆；
P能形成Fe
3
P，性质硬而脆，在冷加工时产生应力集中，易产生裂纹而形成冷脆。P还具有严重的偏析倾向；但P可提高钢在大气中的抗腐蚀性能。
易削钢中S和P可改善钢的切削加工性能。
2、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？
铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti；
奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu；
能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V；
能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。
3、碳钢的分类及牌号表示方法。
碳钢的分类：
（1）按钢中碳含量可分为低碳钢（w
C ≤0.25%）；中碳钢（0.25%＜w
C
≤0.6%；高
碳钢（w
C
＞0.6%）。
（2）按钢的质量（品质）分为普通碳素钢，优质碳素钢，高级优质碳素钢，特级优质碳素钢。
（3）按钢的用途分为碳素结构钢，优质碳素结构钢，碳素工具钢，一般工程用铸造碳素钢。
（4）按钢冶炼时的脱氧程度分为沸腾钢，镇静钢，半镇静钢，特殊镇静钢。碳钢的牌号表示方法：
（1）普通碳素结构钢
由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z、TZ）等四个部分按顺序组成。
Q195、Q275不分质量等级，脱氧方法符号在镇静钢和特殊镇静钢的牌号中可省略。
（2）优质碳素结构钢
一般用两位数字表示。表示钢中平均碳的质量分数的万倍。若钢中含锰量较高，须将锰元素标出。
沸腾钢在数字后面标“F”（08F、10F、15F），半镇静钢标“b”，镇静钢一般不标符号。
高级优质碳素结构钢在牌号后加符号“A”，特级碳素结构钢加符号“E”。
专用优质碳素结构钢还要在牌号的头部（或尾部）加上代表产品用途的符号. （3）碳素工具钢一般用标志性符号“T”加上碳的质量分数的千倍表示。高级优质碳素工具钢在其数字后面再加上“A”字。
含锰碳素工具钢中锰的质量分数可扩大到0.6%，这时，在牌号的尾部标以Mn。（4）一般工程用铸造碳素钢
用标志性符号“ZG”加上最低屈服点值-最低抗拉强度值表示。
4、指出下列各种钢的类别、符号、数字的含义、主要特点及用途：Q235-AF、Q255-D、4
5、20G、T8、T12A
Q235-AF：普通碳素结构钢，屈服强度为235MPa的A级沸腾钢。
Q235含碳量低，有一定强度，用于农机具中的拉杆、小轴、链等。也用于建筑钢筋、钢板、型钢等；
Q255-D: 屈服强度为255MPa的D级普通碳素结构钢；
Q255钢强度较高，塑性、韧性较好，可用作制造摩擦离合器、刹车钢带等。45：含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
45钢经热处理（淬火+高温回火）后具有良好的综合机械性能，即具有较高的强度和较高的塑性、韧性，用于制作传动轴、发动机连杆、机床齿轮等。
20G：含碳量为0.2%的优质碳素结构钢，锅炉专用钢。
T8：含碳量为0.8%的碳素工具钢。用于制造要求较高韧性、承受冲击负荷的工具，如小型冲头、凿子、锤子等。
T12A：含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。具有高硬度、高耐磨性，但韧性低，用于制造不受冲击的工具如量规、塞规、样板、锉刀、刮刀、精车刀。
5、在铁碳相图中，含有0.77%C的钢称为共析钢，如果在此钢中添加Mn或Cr 元素，含碳量不变，那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢？为什么？
含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。因为几乎所有合金元素都使Fe-C相图中S点左移，S点左移意味着共析碳含量降低。
6、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？
常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe；
强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；
中强碳化物形成元素：Mo、W、Cr；
弱碳化物形成元素：Mn、Fe。
作业2
1、钢在加热转变时，为什么含有强碳化物形成元素的钢奥氏体晶粒不易长大？当强碳化物形成元素以未溶K存在时，起了机械阻止奥氏体晶粒长大的作用；当强碳化物形成元素溶解在A中时，降低了铁的自扩散系数，提高了原子间结合力，同时使界面的表面张力增大。这些综合作用阻止了奥氏体晶粒长大。
2、什么是合金钢的回火脆性？回火脆性产生的原因及解决方法。
钢在200~350℃之间和450~650℃之间回火时，冲击韧性不但没有升高，反而显著下降的现象，称为合金钢的回火脆性。
第一类回火脆性产生的原因：
钢在200~350℃低温回火时，Fe3C薄膜在原奥氏体晶界上或马氏体板条间形成，削弱了晶界强度；
P、S、Bi等杂质元素偏聚于晶界，也降低了晶界的结合强度，与回火后的冷却速度无关。
解决方法：
①尽可能避免在形成低温回火脆性温度范围内回火；
②可选用含有可改善脆性的合金元素Mo、Ti、V、Al等的合金钢或加入Si推迟脆化温度范围。③生产高纯钢，降低P、S等杂质元素含量。
第二类回火脆性产生的原因：
钢在450~650℃回火后缓冷的过程中杂质元素Sb、S、As等偏聚于晶界；
或N、P、O等偏聚于晶界，形成网状或片状化合物，降低了晶界强度而产生的。解决方法：
①尽可能避免在形成高温回火脆性温度范围内回火，如不可避免，可减少回火脆性温度下停留时间或回火后快冷，一般小件用油冷，较大件用水冷；
②但工件尺寸过大时，即使水冷也难防止脆性产生，或因工件形状复杂不允许快速冷却时，可选用含Mo、W的合金钢制造；
③提高冶金质量，尽可能降低钢中有害元素的含量。
3、就Me对F的力学性能、K形成倾向、A晶粒长大倾向、淬透性、回火稳定性和回火脆性等几个方面总结下列元素的作用：Si、Mn、Cr、Mo、W、V、Ni。
4、根据Me在钢中的作用，从淬透性、A晶粒长大倾向、韧性、回火稳定性和回火脆性等几个方面比较下列钢号的性能：40Cr、40CrNi、40CrMn、40CrNiMo。
(1) 淬透性：40Cr<40CrNi<40CrMn<40CrNiMo
(2) 回火稳定性：40Cr<40CrNi<40CrMn<40CrNiMo
(3) A晶粒长大倾向：40CrNiMo<40CrNi<40Cr<40CrMn
(4) 韧性：40Cr<40CrMn<40CrNi<40CrNiMo
(5) 回火脆性：40CrNiMo<40Cr<40CrMn<40CrNi
5、为什么贝氏体型普通低合金钢多采用0.5%Mo和微量B作为基本合金化元素？
（1）B型普通低合金钢中加入Me的作用是保证在较宽的冷却速度范围内获得以B为主的组织。
（2）0.3%以上的Mo能显著推迟P转变，但Mo不能完全抑制先共析F的析出。（3）B元素是偏聚倾向较大的元素，微量的B能偏聚于A晶界，降低C原子在晶界上的偏聚浓度，所以B可以有效地抑制先共析F的析出，并且对B转变推迟较少。
（4）两者的综合作用可提高钢的B淬透性，获得B组织。
6．微合金化钢中微合金化元素的主要作用是什么？
（1）抑制A形变再结晶
应变诱导析出Nb、V、Ti的碳氮化物，沉淀在晶界、亚晶界和位错上起钉扎作用，有效地阻止A再结晶时晶界和位错的运动，从而抑制A形变再结晶。
Nb偏聚在A晶界，对再结晶晶界起拖曳作用。
（2）阻止加热时A晶粒长大
TiN或Nb（C，N）的弥散分布强烈地抑制高温下的晶粒长大。
（3）形成沉淀相促进沉淀强化作用
沉淀强化相主要是低温下析出的Nb(C,N)和VC。
（4）改变钢的显微组织
7．为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%的Mn？
（1）Mn能强化F，有较强的固溶强化效应，1%Mn可使σs提高33MPa。（2）Mn能降低A1温度，推迟A向P转变的温度范围，并减缓其转变速度，能细化P和F; 降低TK，σs值每升高15MPa可使韧-脆转变温度下降50C。（3）Mn使Fe-Fe3C相图中的S点左移，使基体中P数量增多，使强度↑。因此普通低合金钢中常加入Mn元素。
（4）当Mn含量大于1.8%时，钢的塑韧性将有较大的下降。因此Mn含量一般不大于1.8%。
作业3
1、什么是淬透性？提高淬透性的Me有哪些？
2、为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳？滚动轴承钢中常含有哪些合金元素？它们在滚动轴承钢中起什么作用？为什么钢中含铬量被限制在一定范围之内？为了保证轴承钢有高的硬度和耐磨性，因此含碳量均为高碳。
滚动轴承钢中常用合金元素：Cr、Si、Mn、V、Mo和RE等。
合金元素的作用：
Cr可提高钢的淬透性和降低过热敏感性以及提高钢的抗蚀性。提高回火稳定性。Si、Mn主要提高淬透性，Si还可提高钢的回火稳定性；
V能细化晶粒，可减轻Mn的过热敏感性；
Mo能提高回火稳定性；
RE可改善夹杂物形态、分布及细化晶粒。
当Cr>1.65%以后，则会使残余奥氏体增加，使钢的硬度和尺寸稳定性降低，同时还会增加K的不均匀性，降低钢的韧性。所以一般控制Cr含量在1.65%以下。
3、20Mn2钢渗C后是否适合直接淬火，为什么？
不适合。因为Mn使钢有过热倾向，在渗C时晶粒容易长大。
4、为什么ZGMn13型高Mn耐磨钢在淬火时能得到全部奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？
以上温度加热后得到了单一奥氏体组织，奥氏体中合金度高（高C、高锰钢在A
cm
高Mn），使钢的Ms点低于室温以下。如快冷，K来不及从A中析出，就获得了单一奥氏体组织；
慢冷由于K可从奥氏体中大量析出，使奥氏体的合金度降低，Ms点上升，所以空冷时发生相变，得到了大量的马氏体。
5、在飞机制造厂中，常用18Cr2Ni4WA钢制造发动机变速箱齿轮。为减少淬火后残余应力和齿轮尺寸的变化，控制心部硬度不致过高，以保证获得必需的冲击韧性，采用如下工艺：将渗C后的齿轮加热到850℃左右，保温后淬入200~220℃的第一热浴中，保温10min左右，取出后立刻置于550~570℃的第二热浴中，保持1~2h，取出空冷到室温。问：此时钢表、里的组织是什么？已知：该钢的Ms=310℃，表面渗C后的Ms=80℃左右。
18Cr2Ni4WA钢渗C后在850℃左右保温后在200~220℃热浴中淬火时，心部的Ms较高，转变为低碳M，表层由于Ms点较低，仍然为过冷A组织；在550~570℃高温回火时，心部低碳M分解为回火S，表层过冷A转变为高碳M，并分布着粒状K。
因此，表层组织为高碳M+粒状K；心部组织为回火S。
作业4
1、分析比较T9和9SiCr：
（1）为什么9SiCr钢的加热温度比T9钢高？
（2）直径为Φ30~40mm的9SiCr钢在油中能淬透，相同尺
寸的T9钢能否淬透？为什么？
（3）T9钢制造的刀具刃部受热到200~2500C，其硬度和耐磨性已迅速下降而失效；9SiCr钢制造的刀具，其刃部受热到230~2500C，硬度仍不低于60HRC，耐磨性良好，还可正常工作，为什么？
（4）为什么9SiCr钢适宜制作要求变形小、硬度较高和耐磨性较高的圆板牙等薄刃工具？
（1）Si和Cr都是封闭γ相区的元素，使Acm温度升高；Cr元素形成的合金渗碳体较稳定，淬火加热时要较高的温度才能溶解；因此9SiCr钢的加热温度比T9钢高。
（2）不能淬透。因为9SiCr钢中的Si、Cr提高了钢的淬透性，而T9钢的淬透性较低，所以不能淬透。
（3）由于Si能有效地提高钢的低温回火稳定性，Cr也可提高钢的回火稳定性，9SiCr钢在230~ 2500C回火后，硬度仍然大于60HRC。
（4）9SiCr钢的淬透性较高，回火稳定性较好，K细小、均匀，使用时不容易崩刃；通过分级或等温处理后，变形较小；因此适宜制作要求变形小、硬度较高和耐磨性较高的圆板牙等薄刃工具。
3、高速钢每次回火为什么一定要冷到室温再进行下一次回火？为什么不能用较长时间的一次回火来代替多次回火？
高速钢中合金元素的含量较高，淬火后残余A的合金度高，使Ms点大大降低。残余A稳定性大，在回火加热过程中不分解。在500~600℃保温时也仅从中析出合金碳化物，使残余A合金度有所降低，使Ms点升高，冷到室温时部分残余A 发生M转变。
一次回火后，残余A的量减少到10%左右，但还需要进一步降低残余A的量，并且要消除回火时新产生M引起的内应力，所以高速钢一般需要在560℃左右三次回火。
3、高速钢（W18Cr4V）的A1点温度在8000C左右，为什么常用的淬火温度却高达1260~12900C？
4、高速钢中合金元素有什么作用？
作业5
1、为什么Cr12型冷作模具钢不是不锈钢，而9Cr18为不锈钢？
Cr提高耐蚀性的作用符合n/8定律。按照n/8定律，1/8值的最低Cr含量应为11.7%质量比。因为有一部分Cr要和C形成K，并不存在于固溶体中，所以Cr 含量应提高到13%质量比，且随着C含量的增加，钢中的Cr含量也要相应地增加。
Cr12型冷作模具钢中Cr含量低于13%，不满足n/8定律所需的最低Cr含量，因此不是不锈钢。
2、说明18-8型A不锈钢产生晶界腐蚀的原因及防止办法。
晶间腐蚀产生的原因
（1）由钢中的碳引起的。
在550-800℃范围内停留,在晶界上析出连续网状的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫碳区。
（2）σ相在晶界析出也会造成晶间腐蚀。
（3）N＞0.16%，沿晶界析出Cr2N，增加晶间腐蚀倾向。
（4）在氧化性介质中，奥氏体不锈钢经固溶处理也会发生晶间腐蚀。
消除晶间腐蚀的方法
（1）在敏化温度范围长期加热，通过铬的扩散消除贫铬区。
（2）降低奥氏体不锈钢中的碳含量。C≤0.03%，没有晶间腐蚀发生。
（3）加入强碳化物形成元素Ti和Nb，形成稳定的TiC或NbC。
（4）钢中有10-50%体积的δ铁素体，可改善奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向。
作业6
1、说明下列铸铁牌号的类别、符号和数字的含义、组织特点。
HT150、HT250、KTH350—10、QT450—10、QT700—2
HT150：灰铸铁，HT表示灰铁的汉语拼音的第一个大写字母，150表示抗拉强度为150MPa，基体为F+P，石墨为片状。
HT250：灰铸铁，HT表示灰铁的汉语拼音的第一个大写字母，250表示抗拉强度为250MPa，基体为P，石墨为片状。
KTH350—10：黑心可锻铸铁，KTH表示可锻铸铁黑心的汉语拼音的第一个大写字母，350表示抗拉强度为350MPa，10表示伸长率为10%。基体为F，石墨为团絮状。
QT450—10：F球墨铸铁，QT表示球铁的汉语拼音的第一个大写字母，450表示抗拉强度为450MPa，10表示伸长率为10%。基体为F，石墨为球状。
QT700—2：P球墨铸铁，QT表示球铁的汉语拼音的第一个大写字母，700表示抗拉强度为700MPa，2表示伸长率为2%。基体为P，石墨为球状。
2、C、Si、Mn、P、S对铸铁石墨化有什么影响？为什么三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的铸铁易出现白口？
C、Si都是强烈促进石墨化的元素，且随C、Si含量增加，能减少白口倾向，易形成石墨。但C、Si过多，形成的G较粗大，金属基体中F含量增加，会降低铸铁的强度性能。
P是促进石墨化的元素，但作用不如C强烈。
Mn是阻碍石墨化的元素，主要阻碍石墨化的第二阶段，如果含Mn量过多，则会阻碍石墨化的第一阶段，增加Fe3C析出的可能性。
S促进白口铸铁的元素，而且降低铁水的流动性，恶化铸造性能，增加铸件缩松
缺陷。因此，S是一个有害元素，其含量应控制在0.15%以下。
C、Si是强烈促进石墨化的元素，且随C、Si含量增加，能减少白口倾向，易形成石墨。Mn虽然是阻碍石墨化的元素，但Mn能与S结合生成MnS，削弱S的有害作用，而S促进白口铸铁的元素。C、Si含量低不利于石墨化，Mn含量低不能抵消S的有害作用。故三低（C、Si、Mn低）一高（S高）的铸铁易出现白口。
3、铸铁中的碳有几种存在形式？铸铁中的金属基体有哪几种？铸铁中的石墨形态有几种？
铸铁中的C主要有如下三种分布形式：
①溶于铁晶格的间隙中，形成间隙固溶体，如F、A；
②与Fe生成化合物，如Fe3C；
②以游离的石墨形式析出。
铸铁中的金属基体有F、F+P、P三种。
铸铁中的石墨形态有片状、球状、蠕虫状和团絮状四种。
4、灰口铸铁件薄壁处，常出现高硬度层，机加工困难，请说明产生的原因。薄壁处的冷却速度快，有利于形成Fe3C白口组织，Fe3C为硬脆相，因此机加工困难。
作业7
1、铸造铝合金（如Al-Si合金）为何要进行变质处理？
铸造铝合金的成分处于共晶点附近，Al-Si合金的共晶组织中硅晶体呈粗针状或片状，过共晶合金中还有少量呈块状的初生硅，这种共晶组织塑性较低，需要细化组织，一般采用变质处理来改变共晶硅的形态。
2、以Al-Cu合金为例，说明时效硬化的基本过程及影响时效硬化过程的因素。铝合金时效时，随温度的不同和时间的延长，新相的形成和析出经历以下几个阶段，从而使硬度发生变化：
1）形成铜原子富集区：为G.P.区，导致点阵畸变，因而硬度提高。
2）形成Cu原子富集区有序化： Cu原子有序化，形成θ'',它与基体仍然完全
共格，产生的畸变比G.P.更大,并且随θ''的长大，共格畸变区进一步扩大，对位错的阻碍也进一步增加，因此图中硬度进一步上升。
3）形成过渡θ〃相：过渡相θ〃成分接近CuAl2，由完全共格变成部分共格，共格畸变开始减弱，因此图中硬度开始下降。
4）形成稳定θ相：过渡相θ〃完全从基体中脱溶，形成稳定的θ相成分为CuAl2，共格畸变作用完全消失，故图中硬度进一步下降。
3、不同铝合金可通过哪些途径达到强化目的？
铸造铝硅合金可通过变质处理达到强化的目的。能热处理强化的变形铝合金可利用时效强化（固溶处理后时效处理）达到强化目的。
金属表面处理的种类 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。 电泳:溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。利用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。 电泳又名——电着 (著)，泳漆，电沉积。 发黑 钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将钢铁制品表面迅速氧化,使之形成致密的氧化膜保护层，提高钢件的防锈能力。
发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。 在高温下（约550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃）形成的四氧化三铁呈暗黑色，故称发黑处理。在兵器制 造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑处理。 采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程称为“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝”处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化亚铁。 发蓝（发黑）的操作流程： 工件装夹→去油→清洗→酸洗→清洗→氧化→清洗→皂化→热水煮洗→检查。 所谓皂化，是用肥皂水溶液在一定温度下浸泡工件。目的是形成一层硬脂酸铁薄膜，以提高工件的抗腐蚀能力。 金属表面着色 金属表面着色，顾名思义就是给金属表面“涂”上颜色，改变其单一的、冰冷的金属色泽，代之以五颜六色，满足不同行业的不同需求。 给金属着色后一般都增加了防腐能力，有的还增加了抗磨能力。但表面彩色技术主要的应用还在装饰领域，即用来美化生活，美化社会。 抛丸 抛丸的原理是用电动机带动叶轮体旋转(直接带动或用V型皮带传动)，靠 离心力的作用，将直径约在0.2～3.0的弹丸(有铸钢丸、钢丝切丸、不锈钢丸 等不同类型)抛向工件的表面，使工件的表面达到一定的粗糙度，使工件变得 美观，或者改变工件的焊接拉应力为压应力，提高工件的使用寿命。通过提高工件表面的粗糙度，也提高了工件后续喷漆的漆膜附着力。其寓意即为抛丸处理可以为喷漆工艺的前道工序。 喷砂 喷砂是采用压缩空气为动力，以形成高速喷射束将喷料（铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂）高速喷射到需要处理的工件表面，使工件表面的外 表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，使工件
作业一： 第一章 1-2【P7】 (1)在结构上，系统必须具有反馈装置，并按负反馈的原则组成系 统。 (2)由偏差产生控制作用。 (3)控制的目的是力图减小或消除偏差，使被控制量尽量接近期望 值。 1-3【P8】 1-7 优点缺点 开环控制系统结构简单、造价低控制精度低、适应性不强闭环控制系统适应性强、控制精度高结构复杂、稳定性有时难 保证 补充1：自动控制系统有什么基本要求？【P14】 1-8 开( 2-1. （a）
1121 1112211 i o o R i i dt C u R i u i i i R i idt u C ?=?? -=?? +=??+=?? ??L L L L L L L L ① ② ③④ 化简得： 212121 211212121211 ()(1)i o i i o o du du R C R C R C u u dt R C u u dt dt R C R C dt R C R C +++=++++?? 2-1(d)
2-2 (a) 011020()()i i i d x x x f k x x f kx dt dt -+-=+ 化简 01212011()()i i dx dx f f k k x f k x dt dt +++=+ （b ） 处于静止时刻（平衡的时候），质量块m 的重力mg 已经被弹簧跟阻尼器所平 衡掉，所以列方程的时候不应该出现重力mg 。 以质量块m 为研究对象，由牛顿第二定律得： 22()()()d y t dz t m kz t f dt dt =--L L L ① 结合： ()()()z t y t x t =-L L L ② 消去()y t 得：
《金属切削原理与刀具》试题（1） 一、填空题（每题2分，共20分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材料有、、；非金属材料有、等。 2．刀具的几何角度中，常用的角度有、、、、 和六个。 3．切削用量要素包括、、三个。 4．由于工件材料和切削条件的不同，所以切削类型有、、和四种。 5．刀具的磨损有正常磨损的非正常磨损两种。其中正常磨损有、 和三种。 6．工具钢刀具切削温度超过时，金相组织发生变化，硬度明显下降，失去切削能力而使刀具磨损称为。 7．加工脆性材料时，刀具切削力集中在附近，宜取和。 8．刀具切削部分材料的性能，必须具有、、 和。 9．防止积削瘤形成，切削速度可采用或。 10．写出下列材料的常用牌号：碳素工具钢、、；合金工具钢、；高速工具钢、。 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题1分，共20分） 1．钨钴类硬质合金（YG）因其韧性、磨削性能和导热性好，主要用于加工脆性材料，有色金属及非金属。（） 2．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关。 （）3．安装在刀架上的外圆车刀切削刃高于工件中心时，使切削时的前角增大，后角减小。 （） 4．刀具磨钝标准VB表中，高速钢刀具的VB值均大于硬质合金刀具的VB值，所以高速钢刀具是耐磨损的。（）
5．刀具几何参数、刀具材料和刀具结构是研究金属切削刀具的三项基本内容。 （ ） 6．由于硬质合金的抗弯强度较低，冲击韧度差，所取前角应小于高速钢刀具的合理前 角。 （ ） 7．切屑形成过程是金属切削层在刀具作用力的挤压下，沿着与待加工面近似成 45°夹角滑移的过程。 （ ） 8．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。 （ ） 9．切屑在形成过程中往往塑性和韧性提高，脆性降低，使断屑形成了内在的有利条件。 （ ） 10．一般在切削脆性金属材料和切削厚度较小的塑性金属材料时，所发生的磨损往往 在刀具的主后刀面上。 （ ） 11．刀具主切削刃上磨出分屑槽目的是改善切削条件，提高刀具寿命，可以增加切削 用量，提高生产效率。 （ ） 12．进给力f F 是纵向进给方向的力，又称轴向力。 （ ） 13．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦， 失去正常切削能力的现象。 （ ） 14．所谓前刀面磨损就是形成月牙洼的磨损，一般在切削速度较高，切削厚度较大情 况下，加工塑性金属材料时引起的。 （ ） 15．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。 （ ） 16．粗加工磨钝标准是按正常磨损阶段终了时的磨损值来制订的。 ( ) 18．立方氮化硼是一种超硬材料，其硬度略低于人造金刚石，但不能以正常的切削速 度切削淬火等硬度较高的材料。 （ ） 19．加工硬化能提高已加工表面的硬度、强度和耐磨性，在某些零件中可改善使用性 能。 （ ） 20．当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦， 所以后角应取大些。 （ ） 三、选择题（将正确答案填在空格内）（每题2分，共30分）
5.1 （1）)(20)(20)(20)(12)(t r t r t c t c t c +=++ （2）21)10)(2()1(20)(s s s s s C ?+++= = s s s s 4 .0110275.02125.02+++-++- 所以 c(t)=4.0275.0125.0102++----t e e t t c(0)=0;c(∞)=∞; （3）单位斜坡响应，则r(t)=t 所以t t c t c t c 2020)(20)(12)(+=++ ，解微分方程加初始条件 解的： 4.04.02)(102++-+=--t e e t c t t c(0)=2, c(∞)=∞; 5.2 (1)t t e e t x 35.06.06.3)(---= (2)t e t x 2)(-= (3) t w n n n t w n n n n n n n e w b w a e w b w a t x )1(22)1(22221 2)1(1 2)1()(----+----+-+ -+----= ξξωξξωξξξωξξξω(4)t a A t a Aa e a a b t x at ωωωωωωωcos sin )()(2 22222+-++++=- 5.3 (1)y(kT)=)4(16 19 )3(45)2(T t T t T t -+-+-δδδ+…… (2) 由y(-2T)=y(-T)=0;可求得y(0)=0,y(T)=1; 则差分方程可改写为y[kT]-y[(k-1)T]+0.5y[(k-2) T]=0;,k=2,3,4…. 则有0))0()()((5.0))()(()(121=++++----y T y z z Y z T y z Y z z Y 2 11 5.015.01)(---+--=z z z z Y =.....125.025.025.05.015431----++++z z z 则y *(t)=0+)5(25.0)4(25.0)3(5.0)2()(T t T t T t T t T t -+-+-+-+-δδδδδ+… (3)y(kT)=k k k k k T T k T T )1(4 )1(4)1(4)1(4++---- 5.4
红色为重点（2016年考题） 第一章 1-2仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如下图所示。 1-4 题1-4图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水
流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。 1-5图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。 解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc的平方成正比，Uc增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。Uf作为系统的反馈电压与给定电压Ur进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T°C，热电偶的输出电压Uf正好等于给定电压Ur。此时，Ue=Ur-Uf=0，故U1=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使Uc保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T°C由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程,控制的结果是使炉膛温度回升，直至T°C的实际值等于期望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ru（表征炉温的希望值）。系统方框图见下图。
. 四川建筑职业技术学院2004年秋期期末考试 《金属切削原理及刀具》试卷（A 卷） 一、 填空题：在下列各题的空格中填上正确的文字及其有关符号（每题4分，共60分） 1．车削的主运动是______________，钻削的主运动是 ______________；磨削的主运动是______________。 2．标柱刀具静态角度的静态坐标系包括：（1）____________，（2）____________，测量平面有（1）_________，（2）_________，（3）_________，（4）_________。 3．刀具的前角γo 是在_________平面内测量的_________与_________之间的夹角。 4．表示切削变形程度的方法有：（1）___________________________，（2）__________________，（3） __________________。 5．切屑的类型有以下四种：（1）__________________，（2）__________________，（3）__________________，（4）__________________。 6．工件加工表面质量的指标包括：（1）_________________ （2）__________________，（3）__________________。 7．切削热的产生是切削过程中______________________转换而成的，切削温度是__________和__________综合结果。 8．刀具磨损的主要原因有：__________、__________、 __________、__________等。 9．影响刀具磨损的切削量中，影响最大的是__________，影响最小的是__________，所以选择切削用量时应首先选择尽可能大的__________________。 10．切削液的种类有（1）________切削液，其主要作用是_______，（2）________切削液，其主要作用是_______。 11．刀具材料要求具备的性能有：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______、（5）_______、（6）_______等。 12．硬质合金刀具有以下几类：（1）_______、（2）_______、（3）_______、（4）_______。 13．砂轮的性能参数包括：（1）_______、（2）_______、 （3）_______、（4）_______、（5）_______和（6）_______。 14．磨削过程包括三个阶段：（1）_______阶段、（2）_______阶段和（3）_______阶段。 15．圆周铣削的铣削方式有_______铣和_______铣。端面铣的铣削方式有 班级 姓名 学号
含EDTA的重金属废水解决方案 重金属废水主要来自矿山排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、烟草、油漆、颜料等工业生产。废水中的重金属并不是以单一的重金属离子形式存在，而是与一些络合物（如EDTA, DTPA, NTA)结合在一起。EDTA (乙二胺四乙酸)是螯合剂的代表性物质，此外，EDTA对土壤重金属的去除效果明显高于等量的水和阳离子表面活性剂，是目前应用最普遍的重金属污染土壤的修复剂，但这些含EDTA的重金属萃取液将会进入水体.由于 EDTA的强络合性和难生物降解性，在水体中易与碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的络合物，成为重金属离子很好的保护伞，増加了处理含 EDTA的重金属废水的难度。重金属去除剂具有在相对低的pH条件下使金属高度分离、形成的金属螯合物易于脱水和稳定等特点。因此，用重金属去除剂去除废水中溶解性重金属离子是一种有效的方法。 传统的工业处理方法是往废水中添加碱（一般是氢氧化钙、石灰石、生石灰等）提高其PH值，使镍离子、铜离子等重金属离子生成难溶性的氢氧化物沉淀，从而降低废水中重金属离子含量而达到国家规定的排放标准。但是此种方法也存在较大的弊端：1、产生较大两的污泥，密度低，含水率高，污泥处置费用较为昂贵；2、还有些金属氢氧化物沉淀是两性的，在弱酸性或者其他条件下，沉淀会溶解，重金属再次进入废水中；3、有些有机重金属废水含有大量的螯合物、络合剂、配合物等大分子有机物，这些络合剂与重金属螯合形成的物质很稳定，抑制金属氢氧化物沉淀的形成。 河北美星环保科技有限公司研发出第三代重金属去除剂产品，其具有以下特点：1、重金属去除剂能够处理EDTA重金属废水中的重金属离子.在没有EDTA 的条件下， Cd2+ ,Cu2+和Pb2+的去除率达到100%,而Zn2+的除率则比较低。 2、随着c(EDTA)的增加，废水中重金属离子的去除率下降;随着重金属去除剂的增加，废水中重金属离子的去除率上升.在相同重金属去除剂用量条件下，对废水中Cd2+，Cu2+和Pb2+的去除率Zn 高。 3、EDTA能够有效地萃取尾矿砂中的重金属，特别是对Cd和Pb具有很高的萃取率.工程实例进一步表明,重金属去除
. 第一章引论 1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答： 自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。 闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。 闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。 答： 自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。 快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的精度
切屑按形成机理可分为_______,_______,_______,_______. 切削力的大小受被加工材料的_______,_______,_______,_______ 的影响. 切削热的来源有_______,_______. 刀具损坏的形式主要有_______和_______. 刀具的磨损形式有_______,_______,_______. 刀具磨损的原因有_______,_______,_______,_______. 表示切屑变形程度的参数有_______,_______. 目前最常用的测力仪是_______. 剪切面和切削速度方向的夹角叫_______. 刀具前角愈_______,切削时产生的切削力愈_______. 在无积屑瘤的范围内,切削速度愈_______,则切屑变形愈_______. 在无积屑瘤的范围内,切屑层的厚度愈_______,切屑变形愈_______. 积屑瘤的产生使实际前角_______,实际切削厚度_______. 车削外圆时的切削力,为便于测量和应用,可将合力分为三个互相垂直的分力_______,_______,_______. 对于被加工材料,材料的强度愈_______,硬度愈_______,切削力就愈_______. 在刀具的几何参数中,_______对切削力的影响最显著. 主偏角κr对_______力的影响较小,但它对_______力和_______力的影响较大. 刀具材料与被加工材料间的_______ ,影响到摩擦力的变化,直接影响着_______ 的变化. 刀具前,后面上最高温度都不在切削刃上,而是在离______有一定距离的地方. 影响切削温度的主要因素有_______,_______,_______,_______. 切削用量中_______对切削温度的影响最显著,_______次之,______的影响最小. 前角γ0增大,使切屑变形程度_______,产生的切削热_______ ,切削温度_______. 主偏角κr减小,使切屑层公称宽度_______,切削温度_______. 负倒棱及刀尖圆弧半径增大,使切屑变形程度_______,产生的切削热_______. 人工热电偶法可用来测量_______温度. 工件的强度和硬度_______,产生的切削热_______,切削温度_______. 工件材料的导热系数愈_______,通过切屑和工件传出的热量愈_______,切削温度下降愈_______. 切削速度愈_______,刀具磨损对切削温度的影响就愈_______. 切削液对_______切削温度,_______刀具磨损,_______表面质量有显著的效果. 当刀具和工件材料给定时,对刀具磨损起主导作用的是_______. 刀具磨损后,使工件加工精度_______,表面粗糙度_______,并导致切削力和切削温度_______. 刀具磨损到一.定限度就不能使用,这个磨损限度就称为刀具的_______. _______是指刀具与工件材料接触到原子间距离时所产生的结合现象. 刀具的磨损过程分为三个阶段_______,_______,_______. 刀具耐用度是指所经过的总切削时间. 刀具寿命是表示一把刀从投入切削起,到报废为止的总的_______. 耐热性愈_______的刀具材料,切削速度对刀具耐用度的影响愈_______. 切削用量中_______对刀具耐用度影响最大,_______次之,_______最小. 刀具后面磨损_______,摩擦力_______,切削力_______. 切屑与前面整个接触区的正应力以_______最大. 答案 带状切屑节状切屑粒状切屑崩粒切屑 物理机械性质加工硬化能力化学成分热处理状态 切屑变形功刀具前后面的摩擦力 磨损破损 前面磨损后面磨损前后面同时磨损或边界磨损 硬质点磨损粘结磨损扩散磨损化学磨损 剪切角切屑厚度压缩比 电阻式测力仪 剪切角 大(小) 小(大) 高小
金属表面处理工艺有哪些_常见金属表面处理方法有哪些 金属表面在各种热处理、机械加工、运输的过程中，不可避免地会产生腐蚀、随着油污和杂质等，产生氧化现象，这就需要进行表面处理。 金属表面处理有很多种，按照其特性的不同可分为溶剂清洗、机械处理和化学处理三大类。根据不同氧化程度的金属表面，应采用不同的处理方式。如对于较薄的氧化层可采用溶剂清洗、机械处理和化学处理，或者直接采用化学处理，对于严重氧化的金属表面，由于氧化层较厚，如果直接采用溶剂清洗和化学处理，不但处理不彻底，还会浪费大量的清洗剂和化学剂，最好先采用机械处理。 溶剂清洗是对使用溶剂对金属表面进行清洗的一种处理方法，该方法可以有效去除工件表面的油污、杂质和氧化层，使工件表面获得清洁。经溶剂清洗后的金属表面具有高度活性，更容易受到灰尘、湿气的污染，所以处理后的工件还要进行喷涂、喷涂等表面处理，提高工件的抗腐蚀能力。 金属的表面处理有哪些？ 不锈钢：电镀、抛光、拉丝、电泳、PVD、蚀刻、彩色钝化 铝合金：阳极氧化、电镀、蚀刻 镁合金：电镀、钝化皮膜 钛合金：电镀、阳极氧化 锌合金：电镀、钝化 铸铝：电镀、阳极氧化 钢铁：钝化、磷化 电镀 镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性质或尺寸。电镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属)、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑性、耐热性、和表面美观。 电泳 电泳是电泳涂料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极,并与阴极表面所产生之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。 电泳表面处理工艺的特点： 电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌 镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在主要采用的方法是热镀锌。 电镀与电泳的区别 电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。
1切削加工的定义是使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定[]、[]和[]的零件。 形状，精度，表面质量 2切削加工：使用切削工具从毛坯上切除多余的材料，从而获得具有一定形状、精度和表面质量的零件。 3实现切削过程必须具备的三个条件是刀具与工件之间具有[]、刀具具有一定的[]、刀具材料具备[]。相对运动，几何形状，切削性能 4简述实现切削加工必备的三个条件。答：1）刀具与工件之间的相对运动；2）刀具具有一定的空间几何形状；3）满足切削需要的刀具材料性能。 5切削运动包括[]和[]主运动，进给运动 6简述主运动和进给运动的特征。答：主运动特点：速度最高、消耗功率最大、回转或直线运动、连续或
15标注角度：标注角度是图纸上标注的角度是刃磨角度是静态角度。 16标注参考系是用来定义刀具[]角度的参考系，以刀具结构为基础，建立在刀具假定[]和假定[]基础上；工作参考系是用来定义刀具[]角度的参考系，建立在刀具[]安装位置和[]切削运动基础上。 标注，安装位置，切削运动，工作，实际，实际 17车刀标注参考系的假定条件是进给运动只考虑[]，不考虑大小(即不考虑合成切削运动)、刀刃上选定 点与[]等高刀杆与工件轴线[]。方向，工件中心，垂直 18简述车刀标注参考系的假定条件 答：进给运动只考虑方向，不考虑大小（即不考虑合成切削运动）；刀刃上选定点与工件中心等高； 刀杆垂直工件轴线。 19在图中标出基面、切削平面、正交平面、法平面、背平面和假定工作平面。 20正交平面参考系中的六个独立角度是[]、[]、[]、[]、[]、[]。λs ，γo ，κr ，αo ，κr'，αo' 21正交平面参考系中常用的三个派生角度是[]、[]、[]。βo （楔角），ψr （余偏角），εr （刀尖角） S 向
螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数 一、螯合剂与螯合物 具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键，该化合物称为络合物，如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂，形成的络合物称为螯合物。螯合剂中至少含有一对孤电子对，而金属离子必须有空的价电子轨道，孤电子对填充入金属离子空轨道，电子对属2个原子共享，形成配位键，中心金属离子空轨道杂化。不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。 1.类型 1.1无机类螯合剂 聚磷酸盐螯合剂： 主要是三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主，含磷酸基空间配位基团。 特点：高温下会发生水解而分解，使螯合能力减弱或丧失。而且其螯合能力受pH值影响较大，一般只适合在碱性条件下作螯合剂。 1.2有机类螯合剂 形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。1.21羧酸型 （1）氨基羧酸类：含羧基和胺（氨基）配位基团， 如乙二胺四乙酸(EDTA)，氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA)，二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）及其盐等。如：EDTA的4个酸和2个胺（—NRR′）的部分都可作为配体的齿，两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。 特点：络合能力强，络合稳定常数大，耐碱性好，但分散力弱且不易被生物降解。（2）羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团 这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。 特点：可生物降解，在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子，因而络合能力很弱，不适宜在酸性介质中应用。 （3）羟氨基羧酸类 这类酸用作螯合剂的典型代表是羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸
第一章 习题答案 1-1 根据题1-1图所示的电动机速度控制系统工作原理图 (1) 将a ，b 与c ，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。 解 （1）负反馈连接方式为：d a ?，c b ?； （2）系统方框图如图解1-1 所示。 1-2 题1-2图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 题1-2图 仓库大门自动开闭控制系统 解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如图解1-2所示。
1-3 题1-3图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量和给定量，画出系统方框图。 题1-3图 炉温自动控制系统原理图 解 加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压c u 的平方成正比，c u 增高，炉温就上升，c u 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流 电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压f u 。f u 作为系统的反馈电压与给定 电压r u 进行比较，得出偏差电压e u ，经电压放大器、功率放大器放大成a u 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C ，热电偶的输出电压f u 正好等于给定电压r u 。此时，0=-=f r e u u u ，故01==a u u ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使c u 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下的控制过程： 控制的结果是使炉膛温度回升，直至T °C 的实际值等于期望值为止。 ?→T C ?→↑→↑→↑→↑→↑→↓→↓T u u u u u c a e f θ1C ↑ 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压r u （表征炉温的希望值）。系统方框图见图解1-3。
一、名词解释 1、过渡表面：工件上由切削刃正切削着的表面，处在待加工表面与已加工表面之间； 2、待加工表面：工件上即将被切除的表面，也称加工表面或切削表面。 3、进给量：主运动的一个循环或单位时间内刀具和工件沿进给运动方向的相对位移量； 4、自由切削：只有一个切削刃参加切削的情况；宽刃刨刀刨削工件就属于自由切削； 5、非自由切削:由非直线切削刃或多条直线切削刃同时参加切削的情况；车外圆、铣键槽属于非自由切削。 二、填空题 1、刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为（磨钝标准）。 2、刀具由刃磨后开始切削，一直到磨损量达到刀具（磨钝标准）所经历的总的切削时间称为（刀具耐用度）。 3、前角γo是（前刀面）与（基面）之间的夹角；后角αo是（后刀面）与（切削平面）之间的夹角。 4、高速钢是一种加入了较多的钨、（钼）、（铬）、（钒）等合金元素的高合金工具钢。 5、一般情况下，当前角增大时，剪切角随之增大，变形（减小），当摩擦角增大时，剪切角随之减小，变形（增大）。 6、目前应用较广而且比较成熟又简单可靠的测量切削温度的方法，是（自然热电偶法）和（人工热电偶法），也常有用半人工热电偶法的。 7、通常刀具磨损的形态有（前刀面磨损）、后刀面磨损和（边界磨损）。 8、在一定切削条件下，对工件材料进行切削加工的难易程度，称为（工件材料切削加工性）。 9、所谓切削用量是指（切削速度）、（进给量）和（背吃刀量）。 10、主偏角是指主切削刃的投影与（进给方向）的夹角。副偏角是指副切削刃的投影与（进给方向）的夹角。楔角是（前刀面）与（后刀面）的夹角。 11、硬质合金是由难熔金属碳化物WC、（TiC）、TaC、（NbC）等和金属粘结剂经（粉末冶金）方法制成的。 12、切削热的来源就是（切屑变形功）和（前、后刀面的摩擦功）。 13、工件材料的强度越高，切削力就（越大），切削温度（越高），刀具磨损加剧。 14、钢的锰含量在11%-14%时，称为（高锰钢），它全部都是（奥氏体组织）时，可获得较好的使用性能。 15、加工塑性材料时，应选择（较大）的前角；加工脆性材料时，应选择（较小）的前角。 16、砂轮的特性主要由（磨料）、粒度、（结合剂）、硬度、组织及形状尺寸等因素所决定。 17、非水溶性切削液主要是切削油，它主要起到（润滑）作用，水溶性切削液具有良好的（冷却）作用，清洗作用也很好。 三、简答题 1、试分析加工不锈钢、奥氏体耐热钢、淬硬钢、高锰钢、钛合金时刀具材料的选择。 答：YW类硬质合金：主要用于加工高锰钢、不锈钢等难加工材料； 奥氏体耐热钢：细晶粒硬质合金； 淬硬钢：由于切削力很大，切削与前刀面接触长度很短，切削力集中在切削附近， 易造成崩刀，宜采用韧性较好的YG合； 钛合金：可选用YG类合金。 2、加工钢料等塑性材料和加工铸铁等脆性材料时，前刀面和后刀面的哪一方面切削温高？ 答：加工钢料塑性材料时：前刀面的切削温度高； 加工铸铁脆性材料时：后刀面的切削温度高。 3、通常刀具磨损的原因主要有哪些？它们的磨损形式是什么？ 答：刀具磨损的原因：硬质点磨损、粘结磨损、扩散磨损、化学磨损； 刀具磨损的形态：前刀面磨损、后刀面磨损、边界磨损。
三种常见的处理方法的比较 一、石灰中和法 1.1基本原理 石灰中和反应法是在含重金属离子废水中投加消石灰C a( O H ) : , 使它和水中的重金属离子反应生成离子溶度积很小的重金属氢氧化物。通过投药量控制水中P H 值在一定范围内, 使水中重金属氢氧化物的离子浓度积大于其离子溶度积而析出重金属氢氧化物沉淀, 达到去除重金属离子, 净化废水的目的。 将废水收集到废水均化调节池,通过耐腐蚀自吸泵将混合后的废水送至一次中和槽,并且在管路上投加硫酸亚铁溶液作为砷的共沉剂(添加量为Fe/As=10),同时投加石灰乳进行充分搅拌反应,搅拌反应时间为30 min,石灰乳投加量由pH 计自动控制,使一次中和槽出口溶液pH值为7.0;为了使二价铁氧化成三价铁,产生絮凝作用,在一次中和槽后设置氧化槽,进行曝气氧化,经氧化后的废水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由pH计自动控制,使二次中和槽出口溶pH值为9～11;在二次中和槽废水出口处投加3号凝聚剂(投加浓度为10 mg/L),处理废水自流至浓密机,进行絮凝、沉淀;上清液自流至澄清池,传统的石灰中和处理重金属废水流程如下： 石灰一段中和及氢氧化钠二段中和时，各种重金属去除率随pH不同而沉淀效果不同，不同的金属的溶度积随PH不同而不同。同一PH所以对重金属的沉淀效果不一样，而废水中的重金属通常不只一种，根据重金属的含量在进水时把配合调到某金属在较低ph溶度积最高时对应的PH。加石灰乳进行中和反应，沉淀废水中的大部分金属。上清液进入下一个调节池，进入调节PH ，进入二次中和反应池，除去剩余的重金属离子。 1.2 石灰中和沉淀的优缺点 采用石灰石作为中和剂有很强的适应性,还具有废水处理工艺流程短、设备简单石灰就地可取,价格低廉,废水处理费用很低,渣含水量较低并易于脱水等优点，但是,石灰中和处理废水后,生成的重金属氢氧化物———矾花,比重小,在强搅拌或输送时又易碎成小颗粒,所以它的沉降速度慢。往往会在沉降分离过程中随水流外溢,又使处理后的废水浊度升高,含重金属离子仍然超标。要求废水不含络合剂如C N 一、N H 。等, 否则水中的重金属离子就会和络合剂发生络合反应, 生成以重金属离子为中心离子以络合剂为配位体的复杂而又稳定的络离子, 使废水处理变得复杂和困难。已沉降的矾花中和渣泥的含水率极高(达99%以上),其过滤脱水性能又很差,加上组成复杂、含重金属品位又低,这给综合回收利用与处置带来了困难,甚至造成二次污染。此外，渣量大，不利于有价金属的回收，也易造成二次污染II。用石灰水处理的重金属废水。由于不同重金属与OH的结合在同一PH下不同,同一金属在不同PH下的溶度积不同。所以，用传统的石灰法处理重金属含量较多的复杂的废水，显然不行，首先某些重金属不能达标排放，其次，处理废水中含钙比较多。在冶炼厂，很难循环使用。 二、硫化沉淀法
金属表面处理种类简介电镀镀层金属或其他不溶性材料做阳极，待镀的工件做阴极，镀层金属的阳离子在待镀工件表面被还原形 成镀层。为排除其它阳离子的干扰，且使镀层均匀、牢固，需用含镀层金属阳离子的溶液做电镀液，以保持镀层金属阳离子的浓度不变。电镀的目的是在基材上镀上金属镀层，改变基材表面性 质或尺寸。电、增加硬度、防止磨耗、提高导电性、润滑镀能增强金属的抗腐蚀性(镀层金属多采用耐腐蚀的金属) 性、耐热性、和表面美观。电泳并与阴极表面所产生, 电泳是电泳涂 料在阴阳两极，施加于电压作用下，带电荷涂料离子移动到阴极之碱性作用形成不溶解物，沉积于工件表面。电泳表面处理工艺的特点：电泳漆膜具有涂层丰满、均匀、平整、光滑的优点，电泳漆膜的硬度、附着力、耐腐、冲击性能、渗透性能明显优于其它涂装工艺。电泳工艺优于其他涂装工艺。 镀锌镀锌是指在金属、合金或者其它材料的表面镀一层锌以起美观、防锈等作用的表面处理技术。现在 热镀锌。主要采用的方法是 电镀与电泳的区别电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动的现象。溶液中带电粒子（离子）在电场中移动 的现象。利电泳: 用带电粒子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术。著()， 泳漆，电沉积。电泳又名——电着 发黑使之形成致密的氧, 钢制件的表面发黑处理，也有被称之为发蓝的。其原理是将 钢铁制品表面迅速氧化化膜保护层，提高钢件的防锈能力。 发黑处理现在常用的方法有传统的碱性加温发黑和出现较晚的常温发黑两种。但常温 发黑工艺对于低碳钢的效果不太好。A3钢用碱性发黑好一些。 ）形成的550℃）氧化成的四氧化三铁呈天蓝色，故称发蓝处理。在低温下（约3 50℃在高 温下（约。在兵器制造中，常用的是发蓝处理；在工业生产中，常用的是发黑发黑处理四氧化三铁呈暗黑色，故称处理。采用碱性氧化法或酸性氧化法；使金属表面形成一层氧化膜，以防止金属表面被腐蚀，此处理过程 处理后所形成的氧化膜，其外层主要是四氧化三铁，内层为氧化”“发蓝”。黑色金属表面经“发蓝称为亚铁。发蓝（发黑）的操作流程：。→检查皂化→清洗→氧化→清洗→→热水煮洗酸
第一章 绪论 1-1 试比较开环控制系统和闭环控制系统的优缺点. 解答：1开环系统 (1) 优点:结构简单，成本低，工作稳定。用于系统输入信号及扰动作用能预先知道时，可得到满意的效果。 (2) 缺点：不能自动调节被控量的偏差。因此系统元器件参数变化，外来未知扰动存在时，控制精度差。 2 闭环系统 ⑴优点：不管由于干扰或由于系统本身结构参数变化所引起的被控量 偏离给定值，都会产生控制作用去清除此偏差，所以控制精度较高。它是一种按偏差调节的控制系统。在实际中应用广泛。 ⑵缺点：主要缺点是被控量可能出现波动，严重时系统无法工作。 1-2 什么叫反馈？为什么闭环控制系统常采用负反馈？试举例说 明之。 解答：将系统输出信号引回输入端并对系统产生控制作用的控制方式叫反馈。 闭环控制系统常采用负反馈。由1-1中的描述的闭环系统的优点所证明。例如，一个温度控制系统通过热电阻（或热电偶）检测出当前炉子的温度，再与温度值相比较，去控制加热系统，以达到设定值。 1-3 试判断下列微分方程所描述的系统属于何种类型（线性，非 线性，定常，时变）？ （1）22 ()()() 234()56()d y t dy t du t y t u t dt dt dt ++=+ （2）()2()y t u t =+ （3）()()2()4()dy t du t t y t u t dt dt +=+ （4）() 2()()sin dy t y t u t t dt ω+= （5）22 ()() ()2()3()d y t dy t y t y t u t dt dt ++= （6）2() ()2() dy t y t u t dt +=
金属切削原理与刀具》试题(1) 一、填空题(每题2分,共20分) 1.刀具材料得种类很多,常用得金属材料有、、;非金属材料有、 等。 2.刀具得几何角度中,常用得角度有、、、、 与六个。 3.切削用量要素包括、、三个。 4.由于工件材料与切削条件得不同,所以切削类型有、、与四种。 5.刀具得磨损有正常磨损得非正常磨损两种。其中正常磨损有、 与三种。 6.工具钢刀具切削温度超过时,金相组织发生变化,硬度明显下降,失去切削能力而使刀具磨 损称为。 7.加工脆性材料时,刀具切削力集中在附近,宜取与。 8.刀具切削部分材料得性能,必须具有、、 与。 9.防止积削瘤形成,切削速度可采用或。 10.写出下列材料得常用牌号:碳素工具钢、、;合金工具钢、;高速工具 钢、。 二、判断题:(在题末括号内作记号:“√”表示对,“×”表示错)(每题1分,共20分) ( ) 2.刀具寿命得长短、切削效率得高低与刀具材料切削性能得优劣有关。( ) 3.安装在刀架上得外圆车刀切削刃高于工件中心时,使切削时得前角增大,后角减小。 ( ) 4.刀具磨钝标准VB表中,高速钢刀具得VB值均大于硬质合金刀具得VB值,所以高速钢刀具就是耐磨 损得。 ( ) 5.刀具几何参数、刀具材料与刀具结构就是研究金属切削刀具得三项基本内容。( ) 6.由于硬质合金得抗弯强度较低,冲击韧度差,所取前角应小于高速钢刀具得合理前角。 ( ) 7.切屑形成过程就是金属切削层在刀具作用力得挤压下,沿着与待加工面近似成 45°夹角滑移得过程。 ( ) 8.积屑瘤得产生在精加工时要设法避免,但对粗加工有一定得好处。 ( ) 9.切屑在形成过程中往往塑性与韧性提高,脆性降低,使断屑形成了内在得有利条件。 ( ) 10.一般在切削脆性金属材料与切削厚度较小得塑性金属材料时,所发生得磨损往往在刀具得主后刀 面上。 ( ) 11.刀具主切削刃上磨出分屑槽目得就是改善切削条件,提高刀具寿命,可以增加切削用量,提高生产 效率。 ( ) 12. ( ) 13.刀具得磨钝出现在切削过程中,就是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦,失去正常切 削能力得现象。 ( ) 14.所谓前刀面磨损就就是形成月牙洼得磨损,一般在切削速度较高,切削厚度较大情况下,加工塑性 金属材料时引起得。 ( ) 15.刀具材料得硬度越高,强度与韧性越低。 ( )