一、填空：
1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。
2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。
3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。
4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。
5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。
6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。
7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。
8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。
9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。
10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。
11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。
12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。
14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。
15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。
17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。
20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。
21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。
二、名词解释：
1.充型能力：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，成为液态合金的充型能力。
2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。
3．金属的可锻性：衡量材料在经受压力加工时获得优质制品难易程度的工艺性能，称为金属的可锻性。
4．焊接：利用加热或加压等手段，借助金属原子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连接起来的一种工艺方法。
5.同素异晶转变：随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异晶转变。
6．起模斜度：为使型芯便于从砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模样时，必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为起模斜度。
7.积屑瘤：在一定范围的切削速度下切削塑性金属时，常发现在刀具前刀面靠近切削刃的部位粘附着一小块很硬的金属，这就是积屑瘤。
8．结晶：金属的结晶就是金属液体转变为晶体的过程，亦即金属原子由无序到有序的排列过程。
9.热处理：就是将钢在固态下，通过加热、保温和冷却，以改变钢的组织，从而获得所需性能的工艺方法。
10.锻造：利用冲击力或压力使金属在抵铁间或锻模中变形，从而获得所需形状和尺寸的锻件，这类工艺方法称为锻造。
三、简答题：
1．铸型分型面的选择原则是什么？
答：（1）应使造型工艺简化。如尽量使分型面平直、数量少，避免不必要的活块和型芯等。（2）应尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱，以保证铸件的精度。（3）为便于造型、下芯、合箱和检验铸件的壁厚，应尽量使型腔及主要型芯位于下箱。
2．影响金属可锻性的因素有哪些？
答：金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。
对于金属本质来说：（1）不同化学成分的金属其可锻性不同；（2）金属内部的组织结构不同，其可锻性有很大差别；
对于加工条件来说：（1）变形温度的影响；（2）变形速度的影响；（3）应力状态的影响；
3．简述焊接接头热影响区的组织和性能？
答：焊接接头热影响区可分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区等。（1）熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，未熔化金属因加热温度过高而成为过热粗晶。强度、塑性和韧性都下降。（2）过热区：由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，故塑性及韧性降低。（3）正火区：加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母材。（4）部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。
4．简述车削的工艺特点及应用？
答：车削的工艺特点：（1）易于保证工件各加工面的位置精度；（2）切削过程比较平稳；（3）适用于有色金属零件的精加工；（4）刀具简单。
车削的应用：可以加工各种回转表面，如内外圆柱面、内外圆锥面、螺纹、沟槽、断面和成形面等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—0.8um。
5．对刀具材料有哪些基本要求？
答：（1）较高的硬度；（2）足够的强度和韧度，以承受切削力、冲击和振动；（3）较好的耐磨性；（4）较高的耐热性；（5）较好的工艺性。
6．板料冲压工艺的特点是什么？
答：（1）可以冲压出形状复杂的零件，且废料较少；（2）产品具有足够高的精度和较低的表面粗糙度值，冲压件的互换性较好；（3）能获得重量轻、材料消耗少、强度和刚度都较高的零件；（4）冲压操作简单，工艺过程便于机械化和自动化，生产效率很高。故零件成本低。
7．切削液的作用是什么？有哪些种类？
答：切削液主要通过冷却和润滑作用来改善切削过程。它一方面吸收并带走大量切削热，起到冷却作用；另一方面它能渗入到刀具与工件和切屑的接触便面，形成润滑膜，有效地减少摩擦。
切削液的种类：（1）水基切削液，如：水溶液、乳化液等；（2）油基切削液，主要成分是矿物油，少数采用动植物油或复合油。
8．简述铣削的工艺特点及应用？
答：铣削的工艺特点：（1）生产率较高；（2）容易产生振动；（3）刀齿散热条件较好。铣削的应用：主要用来加工平面（包括水平面、垂直面和斜面）、沟槽、成形面和切断等。加工精度可达IT8—IT7，表面粗糙度Ra值为1.6—3.2um。
9．简述防止焊接变形和开裂的方法？
答：焊接应力的存在会引起焊件的变形。防止焊接变形的方法：（1）在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构；（2）施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法；（3）正确选择焊接参数和焊接次序，对减少焊接变形也很重要；焊接应力过大的严重后果是使焊件产生裂纹。防止焊接开裂的方法：（1）合理选材；（2）采取措施减小应力；（3）选用合理的焊接工艺和焊接参数（如采用碱性焊条、小能量焊接、预热、合理的焊接次序）。
10.简述钻削的工艺特点及应用？
答：钻削的工艺特点：（1）容易产生“引偏”（2）排屑困难；（3）切削热不易传散；钻削的应用：主要用于粗加工，例如精度和粗糙度要求不高的螺钉孔、油孔和螺纹底孔等。加工精度IT10以下，表面粗糙度Ra值大于12.5um。
11.为保证铸件性能，对铸件结构有哪些要求？
答：（1）应尽量避免铸件起模方向存有外部侧凹，便于起模；（2）尽量使分型面为平面；（3）凸台和筋条结构应便于起模；（4）垂直分型面上的不加工表面最好有结构斜度；（5）尽量不用和少用型芯；（6）应有足够的芯头，以便于型芯的固定、排气和清理；（6）合理设计铸件的壁厚；（7）铸件的壁厚应尽可能均匀；（8）设计铸件壁的联接或转角时，也应尽力避免金属的积聚和内应力的产生；（9）为防止热裂，可在铸件易裂处增设防裂筋；（10）设计铸件的筋、辐时，应尽量使其得以自由收缩，以防产生裂纹。
11．铣削方式有哪些？各有何优、缺点？
答：铣削方式有：周铣法（用圆柱铣刀的圆周力齿加工平面）和端铣法（用端铣刀的端面刀齿加工平面）。
优缺点：（1）端铣的切削过程比周铣时平稳，有利于提高加工质量；（2）端铣可以达到较小的表面粗糙度。（3）端铣时，刀具系统的刚度较好；生产效率高，加工表面质量好。（4）周铣法的适应性广。
13.焊缝布置的工艺原则是什么？
答：（1）焊缝布置应尽量分散；（2）焊缝的位置应可能对称布置；（3）焊缝应尽量避开最大应力断面和应力集中位置；（4）焊缝应尽量避开机械加工表面；（5）焊缝位置应便于焊接操作；
14.焊接接头的形式有哪些？
答：焊接接头形式可分为对接接头、T形接头、角形接头和搭接接头四种。
15.纤维组织是怎样形成的？有何利弊？
答：铸锭在压力加工中产生塑性变形时，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的杂质形状都发生了变形，它们都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状。这种结构叫纤维组织。纤维组织使金属在性能上具有了方向性。金属在平行纤维方向上的塑性和韧性提高，而在垂直纤维方向上塑性和韧性降低。在设计和制造零件时，都应使零件在工作中产生的最大正应力方向与纤维方向重合，最大切应力方向与纤维方向垂直。并使纤维分布与零件的轮廓相符合，尽量使纤维组织不被切断
1. 什么叫液态合金的充型能力？充型能力不足会导致什么缺陷？影响合金充型能力的主要因素是什么？
液态合金充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。充型能力不足会产生：（1）浇不足：使铸件不能获得充分的形状；（2）冷隔：铸件虽获得完整的外形，但因存在未融合的部位，使力学性能严重变坏。影响合金充型能力的主要因素：（1）合金的流动性（2）浇注条件（3）铸型填充条件。
2. 为什么共晶成分的合金充型能力好？浇注温度对合金的充型能力有什么影响？（1）由于合金的流动性愈好，充型能力愈强，而影响合金流动性的因素以化学成分的影响最为显著。共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力小，故流动性最好。所以共晶成分的合金充型能力好。（2）浇注温度对合金充型能力有着决定性影响。浇注温度愈高，合金的粘度下降，且因过热度高，合金在铸型中保持流动的时间长，故充型能力强；反之，充型能力差。但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔、缩松粘砂、析出性气孔、粗晶等缺陷，故在保证充型能力足够的前提下，浇注温度不宜过高。
3. 铸件凝固过程中，断面上一般存在哪几个区域？铸件的凝固方式是根据什么来划分的？（1）铸件凝固过程中，其断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液相区。（2）铸件的“凝固方式”是依据凝固区的宽窄来划分的。
4. 铸件的凝固方式有哪几种？哪一种凝固方式的充型能力最好？为什么？其代表性合金是什么？（1）逐层凝固；糊状凝固；中间凝固（2）逐层凝固的充型能力最好。因为纯金属或共晶成分合金在凝固过程中不存在液、固并存的凝固区，故断面上外层的固体和内层的液体有一条界限（凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不断加厚，液体层不断减少，直达铸件的中心，所以这样的凝固方式充型能力最好。代表合金：铝硅合金。
5. 铸件的收缩经历哪几个阶段？“缩孔”和“缩松”在那个阶段产生？如何防止？“变形”和“裂纹”在哪个阶段产生？如何防止？（1）三个阶段：液态收缩——凝固收缩——固态收缩（2）“缩孔”和“缩松”产生于液态收缩和凝固收缩两个阶段。为了防止“缩孔”和“缩松”，可使铸件实现顺序凝固，所谓顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺措施，使铸件远离冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身的凝固。按照这样的凝固顺序，使铸件各个部位的收缩均能得到补充，而将缩孔转移到冒口之中，冒口是多余部分，可切除。（3）“变形”和“裂纹”产生于固态收缩阶段。为防止铸件产生变形，设计时尽可能使铸件的壁厚均匀、形状对称，铸造工艺上采用同时凝固原则，以便冷却均匀；对于长而易变性的铸件，还可采用“反变形”工艺，即在模样上预先作出相当于铸件变形量的“反变形”以抵消铸件的变形；对于不允许发生变形的重要件必须进行时效处理，从而消除内应力，防止变形。裂纹分热裂和冷裂两种，为防止热裂可采用结晶温度范围窄的合金，减小液、固两相区的绝对收缩量，降低钢铁中硫的含量，采用退让性较好的铸型等方法；为防止冷裂，可使用塑性较好的合金。
6. 灰口铸铁可分为哪几种？灰铸铁具有什么特点？影响石墨化的主要因素是什么？（1）灰口铸铁可分为灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕虫铸铁（2）灰铸铁的抗拉强度低，塑形、韧性差，不能锻造和冲压，焊接性能很差，裂纹倾向较大，但具有优良的减振性，耐磨性好，缺口敏感度小，铸造性能优良，切削加工性好。（3）影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。
7. 可锻铸铁生产具有什么特点？应用场合是什么？为什么？
可锻铸铁具有相当高的塑形和韧性，但并不能真的用于锻造；可锻铸铁的生产过程复杂，退火周期长，能源耗费打，铸体的成本较高。通常用于制造形状复杂、承受冲击载荷的薄壁小件。因为这些小件若用一般铸钢制造困难较大；若改用球墨铸铁，质量又难保证。
8. 球墨铸铁生产具有什么特点？（1）制造球墨铸铁所用的铁液含碳、硅要高，但硫磷含量要低，出炉的铁液温度须高达1450℃以上（2）要进行严格的球化处理和孕育处理。球化剂是稀土镁合金，作用是使石墨呈球状析出；孕育剂是硅含量75%的硅铁，作用是促进石墨化，防止球化元素所造成的白口倾向。（3）铸型工艺上，由于球墨铸铁较灰铸铁易产生缩孔，缩松，皮下气孔和夹渣，因此采用顺序凝固；增加铸型刚度；降低铁液的含硫量和残余镁量以防止皮下气孔；加强挡渣措施以防产生缺陷。（4）多数球铁件铸后要进行热处理，保证力学性能，常用热处理方法是退火和正火。
9. 铸造工艺图上包括哪些内容？
浇注位置，铸型分型面，型芯的数量、形状、尺寸及其固定方法，加工余量，收缩率浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。
10. 铸型分型面的选择原则是什么？（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。
对于具体铸件来说，上述诸原则难以全面满足，有时甚至互相矛盾。因此，必须抓住主要矛盾、全面考虑，至于次要矛盾，则应从工艺措施上设法解决。
11. 铸件工艺参数选择时应注意哪些？为了绘制铸造工艺图，在铸造工艺图方案初步却确定之后，还必须选定铸件的机械加工余量、起模斜度、收缩率、型芯头尺寸等工艺参数。（1）要求的机械加工余量和最小铸孔。余量过大，机械加工费工且浪费金属；余量过小，铸件将达不到加工面的表面特征与尺寸精度要求。铸件上的孔、槽是否铸出，不仅取决于工艺上的可能性，还必须考虑其必要性。（2）起模斜度。为使型砂便于从模样内腔中取出，内壁起模斜度应比外壁大。（3）收缩率。为保证铸件应有尺寸，模样尺寸必须比铸件放大一个该合金的收缩量。（4）型芯头。芯头必须留有一定的斜度α
12. 怎样合理设计铸件的壁厚？（1）铸件应有适合的壁厚，应选择合理的截面形状或采用加强筋，以便采用较薄的结构（2）铸件的壁厚也应防止过薄，应大于所规定的最小壁厚，以防浇不到或冷隔缺陷（3）铸件的内壁散热慢故应比外壁薄些，以防缩孔及裂纹的产生（4）铸件的壁厚应尽可能均匀，以防厚壁处金属聚集，产生缩孔、缩松等缺陷。
13. 铸件壁的联接有什么特点？为什么？（1）铸件壁间转角处一般应具有结构圆角，因为直角连接处的内侧较易产生缩孔、缩松和应力集中。通常使转角处内接圆直径小于相邻壁厚的1.5倍（2）为减小热节和内应力，应避免铸件壁间锐角连接，而改用先直角接头后再转角的结构。当接头间壁厚差别很大时，为减少应力集中，应采用逐步过渡方法，防止壁厚的突变。
14. 塑性变形对金属的组织和性能有什么影响？（1）金属在常温下经过塑形变形后，内部组织将发生变化：晶粒沿最大变形的方向伸长；晶格与晶粒均发生扭曲，产生内应力；晶粒间产生碎晶。（2）金属的力学性能随其内部组织的改变而发生明显变化。变形程度增加时，金属的强度及硬度升高，而塑形和韧性下降。在冷变形时，随着变形程度的增加，金属产生加工硬化现象，即金属材料的所有强度指标（弹性极限、比例极限、屈服点和强度极限）和硬度都有所提高，但塑形和韧性有所下降。
15. 什么叫金属的可锻性？常用什么来衡量？影响金属可锻性的因素有哪些？（1）金属的可锻性是材料在锻造过程中经受塑形变形而不开裂的能力。（2）可锻性的优劣常用金属的塑形和变形抗力来综合衡量。塑形越好，变形抗力越小，则金属的可锻性越好；反之则越差。（3）金属的可锻性取决于金属的本质和加工条件。金属的本质受化学成分和组织的影响。加工条件受变形温度、应变速率和应力状态的影响。
16. 锻造过程中，碳钢的锻造温度范围是如何确定的？若确定不当，会产生什么问题？
锻造温度范围是锻件由始锻温度到终锻温度的温度区间。始锻温度是开始锻造时坯料的温度，终锻温度是坯料经过锻造成形，在停锻时的瞬时温度。碳钢的锻造温度范围的确定是以合金状态图为依据的。始锻温度比AE线低200℃左右，终锻温度为800℃左右。若确定不当，始锻温度过低，金属可锻性急剧变差，使加工难于进行，强行锻造，将导致加工硬化、锻坯破裂报废。
17. 自由锻的工序分为哪几类？基本工序主要有哪些？（1）自由锻工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序三大类。（2）基本工序主要有：镦粗、拔长、冲孔、扭转、错移、切割
18. 模锻模膛与制坯模膛各有什么作用？模锻模膛又分为哪两种？他们的作用和不同点分别是什么？（1）模锻模膛：由于金属在此种模膛中发生整体变形，故作用在锻模上的抗力较大。
制坯模膛：为了制作形状复杂的模锻件，使坯料形状基本接近模锻件形状，使金属能合理分布和很好地充满模锻模膛，预先在制坯模膛内制坯。（2）模锻模膛分为终锻模膛和预锻模膛两种。终锻模膛是模锻时最后成形用模膛，模膛四周的飞边槽，可增加阻力，使金属更好地充满模膛，容纳多余的金属。在不能直接获得冲孔的部位留有连皮。预锻模膛是使锻坯最终成形前获得接近终锻形状的模膛，可改善终锻时金属的流动条件。可减少对终锻模膛的磨损，延长模锻的使用寿命。两者的主要区别是，前者的圆角和斜度较大，没有飞边槽。
19. 绘制模锻锻件图时应考虑哪些内容？确定锻件分模面的原则是什么？（1）绘制模锻锻件图时应考虑余块、机械加工量、锻造公差、分模面、模锻斜度、模锻圆角半径、连皮厚度等。（2）选定分模面的原则是：a.应保证模锻件能从模膛中取出，一般情况，分模面应选在模锻件的最大截面处；b.应使上、下两模沿分模面的模膛轮廓一致，便于调整锻模位置；c.分模面应选在能使模膛深度最浅的位置上；d.选定的分模面应使零件上所增加的余块最少；e.分模面最好是一个平面。
20. 冲压生产的基本工序有哪两类？落料和冲孔时什么是成品，什么是废料？凸凹模间隙对冲裁过程有何影响？怎样确定冲裁模刃口的尺寸？（1）冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大类。（2）利用冲裁取得的一定外形的制件或坯料是落料的成品，将材料以封闭的轮廓分离开来，获得的带孔的制件是冲孔的成品。冲孔中的冲落部分为废料。（3）凹凸模间隙影响冲裁件的断面质量、模具寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。间隙过大，造成冲裁件边缘粗糙，卸料力和推件力小；间隙过小，造成上下裂纹不能很好重合，摩擦力大，模具寿命降低。（4）为保证冲裁件的尺寸要求，并提高磨具的使用寿命，落料时凹模刃口的尺寸应靠近落料件公差范围内的最小尺寸；冲孔时，选取凸模刃口的尺寸靠近孔的公差范围内的最大尺寸。
21. 拉深过程中常产生什么缺陷？原因是什么？弯曲时经常会发生什么现象？如何预防？
（1）拉伸过程中的常见缺陷：拉穿和起皱。拉穿是由于a.凹凸模的两个圆角半径过小，易将板料拉穿； b.凹凸模的间隙过小，摩擦力增大，易拉穿工件和擦伤工件表面，且降低模具寿命；c.拉伸系数越小，拉伸件直径越小，变形程度越大，坯料被拉入凹模越困难，易产生拉穿废品；d.润滑不够，表面磨损和摩擦力过大。起皱现象与坯料的厚度和拉伸系数有关，相对厚度越小或拉伸系数越小，越容易起皱，间隙过大，也容易使拉伸件起皱。（2）弯曲时容易发生金属破裂。板料越厚，内弯曲半径越小，拉应力越大，越容易弯裂。为防止弯裂，最小弯曲半径应为r min=(0.25~1)δ(δ为金属板料的厚度)。材料塑性好，则弯曲半径可小些。弯曲时还应尽可能使弯曲线与板料纤维垂直。
22. 什么叫焊接？直流电弧焊中正接和反接的特点是什么？（1）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式。（2）正接是将工件接到电源的正极，焊条（或电极）接到负极；反接是将工件接到电源的负极，焊条（或电极）接到正极。正接时工件温度相对高一些。
23. 焊接热影响区分为几部分，各具有何组织、性能特点？焊接热影响区可分为熔合区、过热区、正火区和部分相变
区等。（1）熔合区：熔化的金属凝固成铸态组织，为熔化金属因加热温度过高成为过热粗晶。在低碳焊接接头中，熔合区强度、塑形和韧性下降，此处接头断面变化，应力集中。熔合区很大程度上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。塑性韧性降低，对于易淬火硬化钢材，此区脆性更大。（3）正火区：加热金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，力学性能优于母材。（4）部分相变区：珠光体和铁素体发生重结晶，转变成细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒有长大趋势。冷却后晶粒大小不均，因而力学性能比正火区稍差。
24. 如何防止焊接时的变形？当对焊件的变形有较高限定时，在结构设计中采用对称结构或大刚度结构、焊缝对称分布结构都可减小或不出现焊接变形。施焊中，采用反变形措施或刚性夹持方法，都可减小焊件的变形。正确选择焊接参数和焊接次序，对减小焊接变形也很重要。对于焊后变形小但已超过允许值的焊件，可采用机械矫正法或火焰加热矫正法加以消除。
25. 普通电焊条是由什么组成？各具有什么作用？选用电焊条的原则是什么？（1）普通电焊条是由焊芯和药皮（涂料）两部分组成。焊芯起导电和填充焊缝金属的作用，药皮则用于保证焊接顺利进行并使焊缝具有一定的化学成分和力学性能。（2）焊条通常是根据工件化学成分、力学性能、抗裂性、耐腐蚀性以及高温性能等要求，选用相应的焊条种类。a.低碳钢和低合金钢构件，一般要求焊缝金属与母材等强度；b.同一强度等级的酸性焊条或碱性焊条的选定，应依据焊接件的结构形状、钢板厚度、载荷性质和钢材的抗裂性能而定。通常对要求塑性好、冲击韧度搞、抗裂能力强或低温性能好的结构。选用碱性焊条。如果构件受力不复杂、母材质量较好，应选用较经济的酸性焊条；c.低碳钢与低合金钢焊接，可按异种钢接头中强度较低的钢材来选用相应的焊条；d.铸钢件含碳量较高，厚度较大，形状复杂，容易产生焊接裂纹，应选用碱性焊条，并采取适当的工艺措施（如加热）进行焊接；e.不锈钢和耐热钢性能特殊，应选用相应的专用焊条，以保证焊缝的主要化学成分和性能与母材相同。
26. 什么叫金属的焊接性？如何衡量钢材的焊接性？（1）金属材料的焊接性是指在限定的施工条件下，焊接成按规定设计要求的构件，并满足预定服役要求的能力。即金属材料在一定焊接工艺条件下，表现出来的焊接难易程度。（2）可用碳当量法来衡量被焊钢材的焊接性。当w(c)当量<0.4%~0.6%时，钢材塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。当w(c)当量=0.4%~0.6%时，钢材塑性下降，淬硬倾向明显，焊接能力相对较差。当w(c)当量>0.6%时，钢材塑性较低，淬硬倾向很强，焊接性不好。
27. 各种材料的焊接特点。（1）低碳钢：含碳量≤0.25%，塑形好，一般没有淬硬倾向，对焊接过程不敏感，焊接性好。不需采取特殊的工艺措施，焊后也不需进行热处理。厚度大于50mm的低碳钢结构，焊后应进行消除内应力退火，低温环境下，应进行焊前预热。可以用各种焊接方法进行焊接，应用最广泛的是焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊等。（2）中、高碳钢：含碳量为0.25%~0.6%，随着含碳量的增加，淬硬倾向越加明显，焊接性逐渐变差。中碳钢热影响区易产生淬硬组织和冷裂纹，焊缝金属产生热裂纹倾向较大，焊前必须进行预热，多采用焊条电弧焊，焊后进行相应热处理。高碳钢的焊接特点与中碳钢基本相似，但焊接性更差，预热温度更高，工艺措施更严格，高碳钢焊接一般只限于利用焊条电弧焊进行修补工作。（3）可焊接低合金结构钢：热影响区的淬硬倾向增加，产生马氏体组织，硬度增高、塑形和韧性下降。钢材强度级别越高，焊接接头的冷裂纹倾向越大。热裂纹倾向不大。对于强度级别高的低合金碳钢，焊前一般均需预热，焊后还应进行热处理。（4）铸铁：熔合区易产生白口在组织，易产生裂纹，气孔，由于铸铁流动性好，一般只进行平焊，采用气焊、焊条电弧焊进行焊补。（5）铜和铜合金：焊前工件需预热，选用较大电流或火焰，焊接过程中易开裂。可用氩弧焊、气焊、碳弧焊、钎焊等（6）铝和铝合金：氧化铝密度较大，易使焊缝形成夹缝缺陷；铝的导热系数较大，要使用大功率或能量集中的热源；铝的膨胀系数也较大，易产生焊接应力与变形，可能导致裂纹；在熔池凝固中易产生气孔；常需采用垫板进行焊接。常用方法有氩弧焊、气焊、点焊、缝焊和钎焊。
《金属工艺学》复习资料 一、填空： 1.合金的收缩经历了(液态收缩)、(凝固收缩)、(固态收缩)三个阶段。 2.常用的热处理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。 3.铸件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夹砂）、（冷隔）三种。 4.根据石墨的形态，铸铁分为（灰铸铁）、（可锻铸铁）、（球墨铸铁）、（蠕墨铸铁）四种。 5.铸造时，铸件的工艺参数有（机械加工余量）、（起模斜度）、（收缩率）、（型芯头尺寸）。 6.金属压力加工的基本生产方式有（轧制）、（拉拔）、（挤压）、（锻造）、（板料冲压）。 7.焊接电弧由（阴极区）、（弧柱）和（阳极区）三部分组成。 8.焊接热影响区可分为（熔合区）、（过热区）、（正火区）、（部分相变区）。 9.切削运动包括（主运动）和（进给运动）。 10.锻造的方法有（砂型铸造）、（熔模铸造）和（金属型铸造）。 11.车刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（后角）、（刃倾角）。 12.碳素合金的基本相有（铁素体）、（奥氏体）、（渗碳体）。 14.铸件的凝固方式有（逐层凝固）、（糊状凝固）、（中间凝固）三种。 15.铸件缺陷中的孔眼类缺陷是（气孔）、（缩孔）、（缩松）、（夹渣）、（砂眼）、（铁豆）。 17.冲压生产的基本工序有（分离工序）和（变形工序）两大类。 20.切屑的种类有（带状切屑）、（节状切屑）、（崩碎切屑）。 21.车刀的三面两刃是指（前刀面）、（主后刀面）、（副后刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。 二、名词解释： 1.充型能力：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，成为液态合金的充型能力。2．加工硬化：随着变形程度增大，金属的强度和硬度上升而塑性下降的现象称为加工硬化。
技师机械类理论考试专业公共基础知识复习试题技师理论试题 科目编号科目编号 机械基础金属工艺学 1~25 76~100 机械制图金属材料与热处理 26~50 101~125 公差电工 51~75 126~150 注:同一科目的判断题与选择题编号均一致。 判断题 1 ( )凡是四个构件连结成一个平面，即成为平面四杆机构。 2 ( )A型、B型和C型三种型式普通平键的区别主要是端部形状不同。 3 ( )在液压系统中，粗滤油器一般安装在液压泵的吸油管路上;精滤油器一般安装在液压泵的出油管路上。 4 ( )采用变位齿轮相啮合可以配凑中心距。 5 ( )矩形螺纹的自锁条件为:螺纹升角必须小于或等于摩擦角。 6 ( )液压泵的输出功率即为泵的输出流量和其工作压力的乘积. 7 ( )当溢流阀安装在泵的出口处,起到过载保护作用时,其阀芯是常开的. 8 ( )链传动一般不宜用于两轴心连线为铅垂线的场合. 9 ( )带传动是通过带与带轮间的摩擦力来传递运动和动力的. 10 ( )联轴器和离合器在联接和传动作用上是相同的 11 ( )弹性套柱销联轴器可以缓冲、吸振，运用于高速、有振动和经常正反转起动频 繁的场合。 12 ( )当变速器作恒扭矩使用时，应按最低转速时的输出功率选用。 13 ( )摩擦力的方向总是与该物体滑动或滑动趋势的方向相同。
14 ( )润滑油的粘度越大，则内摩擦阻力越小。 15 ( )液压传动系统中，压力的大小取决于液压油流量的大小。 16 ( )滚动螺旋的应用已使磨损和效率问题得到了极大改善。 17 ( )链传动是依靠啮合力传动，所以它们的瞬时传动比很准确。 18 ( )凸 轮机构就是将凸轮的旋转运动转变为从动件的往复直线运动。 19 ( )由于传动带具有弹性且依靠摩擦力来传动，所以工作时存在弹性滑动，不能适用于要求传动比恒定的场合。 20 ( )齿轮齿条传动只能将齿轮的旋转运动通过齿条转变为直线运动。 21 ( )液压传动中，传递动力和运动的工作介质为油液。 22 ( )内燃机中的曲柄滑块机构;牛头刨床中的导杆机构均是平面四杆机构 23 ( )螺旋传动能将螺杆的旋转运动转变为螺母的直线运动。 24 ( )带传动具有过载保护作用，可避免其它零件的损坏。 25 ( )在对心曲柄滑块机构中,若以滑块为主动件,机构具有死点位置. 26 ( )机件的真实大小应以图样上所注的尺寸数值为依据,但与图形的大小及绘图的准确度也有关。 27 ( )机械图样中(包括技术要求和说明)的英寸、角度、弧长等单位，须注明其计 量单位的代号及名称。 28 ( )平面图形在所平行的投影面上的投影反映实长，另两个投影面上的投影积聚成 线段，且平行于投影轴。 29 ( )用曲线板描每一段曲线时，至少应包含前一段曲线的最后一个点，而在本段后 1
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
第一章金属材料基础知识 一、填空题 1．金属材料一般可分为钢铁材料和非铁金属两类。 2. 钢铁材料是铁和碳的合金。 3．钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁；钢和白口铸铁或（生铁）。 4．生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而得的。高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。 5．现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。 6．根据钢液的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 7．机械产品的制造一般分为设计、制造与使用三个阶段。 8．钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。 9．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 10．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。 11．洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用的标尺有A、B和C。 12．500HBW5/750表示用直径为5 mm的压头，压头材质为硬质合金，在750 kgf( 7.355 kN)压力下，保持10～15秒，测得的布氏硬度值为500。 13．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs、洛氏硬度A标尺HRC、断后伸长率δ5或δ10、断面收缩率ψ、对称弯曲疲劳强度σ-1。 14．吸收能量的符号是K，其单位为J。 15．金属疲劳断裂的断口由裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。 16．铁和铜的密度较大，称为重金属；铝的密度较小，则称为轻金属。 17．根据金属材料在磁场中受到磁化程度的不同，金属材料可分为：铁磁性材料和非铁磁性材料。 18．金属的化学性能包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 19．工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。 20．晶体与非晶体的根本区别在于组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列。 21．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排立方晶格三种。
塑性加工金属塑性变形 1.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将冷变形后的金属加热至一定温度后，因原子的活动能力增强，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 1.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 2.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 3.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 4.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 5.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 6.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 7.切削力切削功率的计算：P18 8.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 9.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 10.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 1、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。塑性加工金属塑性变形 1.加工硬化：在冷变形时，随着变形程度的增加，金属材料的所有强度指标和硬度指标都有所提高，但塑性和韧性有所下降的现象。 2.回复：将冷变形后的金属加热至一定温度后，因原子的活动能力增强，使原子恢复到平衡位置，晶体内残余应力大大减小的现象。 3.再结晶：当温度升高到该金属熔点的0.4倍时，金属原子获得更多的热能，使塑性变形后金属被拉长了的晶粒重新生核、结晶，变为与变形前晶格结构相同的新等轴晶粒的过程。4、冷变形：是金属在再结晶温度以下所进行的变形或加工，如钢的冷拉或冷冲压等；热变形：是金属在再结晶温度以上所进行的变形或加工，如钢的热轧、热锻等。 5.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力。6.锻造比：锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形前后的截面比、长度比、或高度比来表示。7.锻造：自由锻与模锻的生产与应用。与自由锻相比，模锻尺寸精度高，机械加工余量小，锻件的显微组织分布更为合理，可进一步提高零件的使用寿命。模锻生产率高，操作简单，容易实现机械化和自动化。但设备投资大，模锻成本高，生产准备周期长，且模锻件的质量受到模锻设备吨位的限制，因而适用于中小型锻件的成批和大量生产。 11.切削运动：包括主运动和进给运动。朱运动使刀具和工件之间产生相对运动，促使道具前刀面接近工件而实现切削。他的速度最高，消耗功率最大。进给运动使刀具与工件之间附加的相对运动，与主运动配合，即可连续地切削，获得具有所需几何特性的已加工表面。 12.切削三要素：切削速度：切削刃上选定点相对于工件主运动的瞬时速度(m/s)；进给量：刀具在紧急运动方向上相对工件的位移量（mm/z）；背吃刀量：在通过切削刃上选定点并垂直于该点主运动方向的切削层尺寸平面中，垂直于进给运动放向测量的切削尺寸（mm）。 13.切削层参数：切削层公称横接面积：切削层在切削尺寸平面里的实际横接面积；切削公称宽度：主切削刃截形上两个极限点间的距离；切削层公称厚度：很截面积与公称宽度之比 14.刀具材料基本要求：较高硬度、足够强度和韧性承受切削力和冲击和震动、较好耐磨性、较高耐热性、较好工艺性。常用材料：碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金及陶瓷材料。5、车刀切削部分组成：前面：道具上切削流过的表面；后面：刀具上与工件上切削中产生的表面相对的表面。切削刃：指刀具前面上拟作切削刃的刃，有主切削刃和副切削刃之分。6、刀具几何角度和作用：主偏角（一般45、60、75、90度）、副偏角（5—15）：影响切削层截面的形状和参数，切削分力的变化并和副偏角一起影响已加工表面的粗糙度、前角（5-15）、后角（8-12）：减少道具后面与工件表面的摩擦，并配合前角改变切削刃的锋利与强度、刃倾角（负5—+5）：影响刀头的强度、切削和排屑方向 15.切削过程：切削塑形金属是，材料受到道具的作用以后，开始产生弹性变形。随着刀具继续切入，金属内部的应力、应变继续加大。当应力达到材料的屈服点时，产生塑形变形。刀具再继续前进，应力进而达到材料的断裂强度，金属材料被挤裂，并沿着刀具的前面流出而成为切屑。 16.切屑种类：带状切屑、节状切屑、崩碎切屑 17.切削力切削功率的计算：P18 18.切屑热的来源：在切屑过程中，由于绝大部分的切削功都转变成热量，所以有大量的热产生，这些热称之为切削热。主要来源：切屑变形所产生的热量；切屑和刀具的前面之间的摩擦所产生的热量；工件与刀具后面之间的摩擦所产生的热量。 19.切屑热的分布：切屑热产生以后，由切屑、工件、刀具及周围的介质传出、各部分传出的比例取决于工件材料、切削速度、刀具材料及刀具几何形状等。车削时的切屑热主要由切屑传出。 20.切屑热对切削的影响：传入切削及介质中的热量越多，对加工越有利；传入刀具的热量虽然不是很多，但由于刀具切削部分体积很小，因此刀具的温度可达到很高。温度升高以后会加速刀具的磨损；传入刀具的热量，可能使工件变形，产生形状和尺寸的误差。 1、铣削的工艺特点：1）生产率较高。2）铣削时容易产生振动。3）刀齿散热条件好。应用：铣削时，主运动是铣刀的回转运动，进给运动是工件的直线运动或曲线运动。铣刀可以用来加工平面、成形面、齿轮、沟槽，还可以进行孔加工，如钻孔、扩孔等。 铣削可分为粗铣、半精铣、精铣。 2、外圆加工方案的分析及其应用： （1）粗车除淬硬钢以外，各种零件的加工都适用。当零件的外圆面要求精度低、表面粗糙度值较大时，只粗车即可。（2）粗车—半精车对于中等精度和粗糙度要求的末淬硬工件的外圆面，均可采用此方案。（3）粗车—半精车—磨（粗磨或半粗磨）此方案最适于加工精度稍高、粗糙度值较小，且淬硬的钢件外圆面，也广泛用于加工未淬硬的钢件或铸件。（4）粗车—半精车—粗磨—精磨此方案的适用范围基本上与（3）相同，只是外圆面要求的精度更高、表面粗糙度值更小，需将磨削分为粗磨和精磨，才能达到要求。（5）粗车—半精车—粗磨—精磨—研磨（或超级光磨或镜面磨削）此方案可达到很高的精度和很小的表面粗糙度值，但不宜用于加工塑性大的有色金属零件。（6）粗车—精车—精细车此方案主要适用于精度要求高的有色金属零件的加工。
广西大学金属工艺学 复习重点
铸造 1金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。是2铸造到今天为止仍然是毛坯生产的主要方法。是 3铸造生产中，最基本的工艺方法是离心铸造。否 4影响合金的流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。是 5浇注温度过高，容易产生缩孔。是 6为防止热应力，冷铁应放在铸件薄壁处。否 7时效处理是为了消除铸件产生的微小缩松。否 8浇注温度越高，形成的缩孔体积就越大。是 9热应力使铸件薄壁处受压缩。是 10铸造中，手工造型可以做到三箱甚至四箱造型。是 二、单选题 1液态合金的流动性是以（ 1）长度来衡量的． ①. 螺旋形试样②. 塔形试样 ③. 条形试样④. 梯形试样 2响合金的流动性的最显著的因素是（2 ） ①. 浇注温度②. 合金本身的化学成分 ③. 充型压力④. 铸型温度 3机器造型（ 1） ①. 只能用两箱造型②. 只能用三箱造型 ③. 可以用两箱造型，也可以用三箱造型④. 可以多箱造型
4铸件的凝固方式有（ 1） ①. 逐层凝固，糊状凝固，中间凝固②. 逐层凝固，分层凝固，中间凝固③. 糊状凝固，滞留凝固，分层凝固④. 过冷凝固，滞留凝固，过热凝固5缩孔通常是在（4） ①. 铸件的下部②. 铸件的中部 ③. 铸件的表面④. 铸件的上部 6（3 ）不是铸造缺陷 ①. 缩松②. 冷裂 ③. 糊状凝固④. 浇不足 7浇注车床床身时，导轨面应该（1） ①. 放在下面②. 放在上面 ③. 放在侧面④. 可随意放置 8三箱造型比两箱造型更容易（2 ） ①. 产生缩孔和缩松②. 产生错箱和铸件长度尺寸的不精确 ③. 产生浇不足和冷隔④. 产生热应力和变形 9关于铸造，正确的说法是（ 2） ①. 能加工出所有的机械零件②. 能制造出内腔形状复杂的零件 ③. 只能用铁水加工零件④. 砂型铸造可加工出很薄的零件 10关于热应力，正确的说法是（3 ） ①. 铸件浇注温度越高，热应力越大②. 合金的收缩率越小，热应力越大
金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异
第一篇金属材料材料导论 第一章金属材料的主要性能 第一节金属材料的力学性能 力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。 一、强度与塑性 概念：应力；应变 拉伸实验 F（ k· F ?L（mm） ?L e 1.强度： 定义：塑性变形、断裂的能力。 衡量指标：屈服强度、抗拉强度。 （1）屈服点： 定义：发生屈服现象时的应力。 公式：σs＝F s/A o（MPa） （2）抗拉强度： 定义：最大应力值。 公式：σb＝F b/A o 2.塑性： 定义：发生塑性变形，不破坏的能力。 衡量指标：伸长率、断面收缩率。 （1）伸长率： 定义： 公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％ （2）断面收缩率： 定义： 公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％ 总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。
二、硬度 硬度： 定义：抵抗更硬物体压入的能力。 衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。 1.布氏硬度：HB （1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。 （2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。 2.洛氏硬度：HRC用的最多 一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。 （1）应用范围：钢及合金钢。 （2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。 总结：数值越大，硬度越高。 第二章铁碳合金 第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 一、金属的结晶 结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。 实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。一、金属结晶的过冷现象： 金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn 金属工艺学综合练习（一） 1、目前现代制造机械最主要的材料是。 A、金属材料 B、塑料 C、高分子材料 D、有色金属 2、将淬火钢重新加热到A C1以下某个温度，保温后冷却的热处理工艺称为。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 3、钢的分类有按化学成分、用途、质量和脱氧程度等方法来划分，其中优质钢是按分类方法所分类出来的。 A、化学成分 B、用途 C、质量 D、脱氧程度 4、是一种以金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔炼或烧结制成的具有金属特性的材料。 A、碳素钢 B、灰铸铁 C、合金 D、黄铜 5、将钢加热到A C3以上30-50℃（亚共析钢）或A C cm以上30-50℃（过共析钢），保温后在空气中冷却的热处理工艺叫做。 A、退火 B、正火 C、淬火 D、回火 6、金属材料的主要力学性能有：、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。 A、强度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 7、金属材料在力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力我们称之为。 A、强度 B、塑性 C、硬度 D、韧性 8、金属材料在拉断前所能承受的最大应力叫做，以σb表示。 A、抗拉强度 B、疲劳强度 C、强度 D、硬度 9、在铁碳合金状态图中，表示共析线的是。 A、ACD线 B、AECF线 C、ECF线 D、PSK线 10、金属材料的一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。 A、刚度 B、硬度 C、强度 D、塑性 11、提高零件疲劳强度的措施有：、减少应力集中、提高零件的表面质量、喷丸处理、表面热处理、控制材料的内部质量、避免内部气孔及夹杂等。 A、改善零件结构形状 B、增加杂质 C、粗化晶粒 D、加入介质 12、金属材料的物理性能主要有：、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。 A、密度 B、导热性 C、延展性 D、伸长性 13、金属材料的硬度一般是在硬度计上测定的。常用的有布氏硬度法和洛氏硬度法，有时还采用维氏硬度法。布氏硬度法因其压痕面积较大，其硬度值也比较稳定，测试数据重复性也好，准确度较洛氏硬度法高。由于测试过硬的材料可导致钢球变形，布氏硬度法常用于测试HB值小于450的材料，如灰铸铁、非铁合金及较软的钢材。但也因为其压痕较大，故不适用于成品检验。洛氏硬度法压痕小，可用于成品检验，但是它有测得的硬度值重复性差的缺 1、何谓焊接热影响区？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何影响？减小热影响区的办法是什么? 在焊接加热过程中，焊缝两侧处于非熔化态的母材受热作用的而发生金相组织和力学性能变化的区域。低碳钢焊接热影响区分为：熔合区、过热区、正火区和部分相变区。 熔合区即融合线附近焊缝金属到基体金属的过渡部分，温度处在固相线附近与液相线之间，金属处于局部熔化状肪，晶粒十分粗大，化学成分和组织极不均匀，冷却后的组织为过热组织，呈典型的魏氏组织。这段区域很窄 （0.1-1mm）,金相观察实际上很难明显的区分出来，但该区于焊接接头的强度、塑性都有很大影响，往往熔合线附近是裂纹和脆断的发源地。 以上100O C-200O C，当加热至1100℃过热区（粗晶粒区）加热温度范围 Ac 3 以上至熔点，奥氏体晶粒急剧长大，尤其在1300℃以上，奥氏体晶粒急剧粗化，焊后空冷条件下呈粗大的魏氏组织，塑性、韧性降低，使接头处易出现裂纹。 正火区（细晶粒区）即相变重结晶区，加热温度范围Ac1- Ac3以上 100O C-200O C区间，约为900-1100℃，全部为奥氏体，空冷后得到均匀细小的铁素体+珠光体组织，相当于热处理中的正火组织，故又称正火区。 部分相变区，即不完全重结晶区，加热温度Ac1- Ac3 区间，约 750-900℃，钢被加热奥氏体+部分铁素体区域，冷却后的组织为细小铁素体+珠光体+部分大块未变化的铁素体，晶粒大小不均匀。 减小热影响区的措施：增加焊接速度、减小焊接电流 2 、产生焊接应力和变形的原因是什么？焊接应力是否一定要消除？消除焊接应力的办法有哪些？ 应力和变形原因：在焊接过程中，由于焊接各部分的温度不同，冷却速度不同，热胀冷缩和塑性变形的程度不同，导致内应力、变形。裂纹的产生。 焊接应力一定要消除，不然零件尺寸不准，很容易损坏。 焊接应力消除方法：焊接前与热处理；焊接中采用小能量焊接或敲击焊缝；焊后采用去应力退火。 3、现有直径500mm的铸铁齿轮和带轮各1件，铸造后出现图示 断裂现象。曾先后用E4303（J422）焊条和钢芯铸铁焊条进行电弧焊冷焊补，但焊后再次断裂，试分析其原因。请问采用什么方法能保证焊后不开裂，并可进行切削加工？ 再次断裂主要是：齿轮受热不均应力过大导致的变形开裂。 方法：先将齿轮加热300度左右，然后进行焊接，焊后进行退火处理，即可消除焊接产生的焊接应力，同时降低硬度利于进行切削加工。 1.如图所示三种工件，其焊缝布置是否合理？若不合理，请加以改正。 金 属 工 艺 学 第 五 版 上 册纲要 强度：金属材料在里作用下，抵抗塑性变形和断裂能力。指标：屈服点（σs）、抗拉强度（σb）。 塑性：金属材料在力作用下产生不可逆永久变形能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（ψ）硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕能力。 1布氏硬度：HBS（淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上拉称为应力，试样单位长度上伸长量称为应变。 5、下列符号所示力学性能指标名称和含义是什么？ 答：σb：抗拉强度，材料抵抗断裂最大应力。 σs：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形最大应力。 σ0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形最大应力 σ-1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂最大应力。 δ：延伸率，衡量材料塑性指标。 αk：冲击韧性，材料单位面积上吸取冲击功。 HRC：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球布氏硬度。HBW：压头为硬质合金球布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。 纯金属结晶涉及晶核形成和晶核长大。 同一成分金属，晶粒越细气强度、硬度越高，并且塑性和韧性也越好。 因素：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列过度，晶界上排列是犬牙交错，变形是靠位错变移或位移来实现，晶界越多，要跃过障碍越多。 1提高冷却速度，以增长晶核数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质解决，以增长外来晶核，还可以采用热解决或塑性加工办法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具备金属特性新物质。构成元素成为成员。 1、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型金属晶体。铁碳合金组织可分为： 2、金属化合物：各成员按一定整数比结合而成、并具备金属性质 均匀物质（渗碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成两相混合组织。 金属材料的基本知识习题 1. 当材料单位面积上所受的应力在什么条件下，只产生微量的塑性变形。在什么条件下，材料将产生明显的塑性变形。 2 在什么条件下，材料将断裂。 3 布氏硬度和洛氏硬度硬度各有什么优缺点? 4下列零件用哪种硬度法测量 1. 硬质合金刀头 2 锻件 5 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？ 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？ 6 写出GPS AEC CFD 的组织 7 碳对钢的力学性能有什么影响 8 比较同一钢件正火和退火后的强度和硬度 9 正火的目的 钢的种类正火主要目的 消除过热组织、细化晶粒、改善切削性 低碳 低合金钢 中碳钢消除组织缺陷、保持硬度、为调质做准备 过共析钢消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做准备 高合金钢淬火作用（空淬） 10出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后的大致硬度 １．４５钢小轴（要求综合力学性能好） ２．６５钢弹簧 ３. Ｔ１２钢锉刀 11 1. 分析在缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程和室温组织 2. 分析在缓慢冷却条件下，T10钢的结晶过程和室温组织 12 说明下列符号的含义： Q235；20； T12； T12A； 40Mn2 ?测定材料的疲劳强度应有一定的应力循环次数，其中钢材以为基数 而有色金属和某些超高强度钢以为基数。 ?金属材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后金属能恢复其原来形 状的性能，被称为。这种随外力消失而消失的变形，叫做。 ?金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能的，被称 为。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做。 ?金属材料的塑性通常用和来表示。 ?常用的硬度指标主要有、等。 1. 选择下列材料的硬度测试方法： 金属工艺学》课程教学大纲 一、理论教学内容 绪论金属工艺学的性质、目的和任务。机器制造过程。机械制造工业在国民经济中的地位和作用。课程教学基本要求与学习方法。 第一部分热加工 （一）金屑材料的基本知识 1．金属材料的力学性能力学性能的概念。力学性能主要指标（强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度）的符号、单位、物理意义与试验方法。 2．金属的晶体结构与结晶纯金属的晶体结构，纯金属的结晶过程。冷却曲线和过冷度。晶粒、晶界、晶格、晶胞、晶面的概念。晶粒大小对金属力学性能的影响。金属的同素异构转变。 3．合金的相结构与相图合金的相结构。二元合金相图的概念。 4．铁碳合金铁碳合金相图中的相、特性点和特性线。典型铁碳合金的组织转变。铁碳合金相图的应用。 5．钢的热处理热处理的基本概念。钢在加热和冷却时的组织转变。钢的退火、正火、淬火、回火的目的、工艺特点及应用。钢的表面淬火和化学热处理。 6．常用钢材含碳量和常存元素对碳钢力学性能的影响。钢的分类、牌号和用途。 （二）铸造1．铸造的实质、特点及应用范围。铸造方法分类。 2．合金铸造性能 充型能力和流动性的概念。充型能力和流动性对铸件质量的影响。影响充型能力和流动性的主要因素，提高充型能力和流动性的主要措施。 收缩的概念。铸造应力、收缩对铸件质量的影响。缩孔、缩松、变形、裂纹等铸造缺陷的形成机理和防止措施。 3．常用合金铸件及其生产灰铸铁件：灰铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。铸铁的石墨化。孕育处理。 灰铸铁件的生产特点。球墨铸铁件：球墨铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。球墨铸铁件的生产工艺和铸造工艺特点。 可锻铸铁件：可锻铸铁的分类、牌号、组织和性能特点及应用。可锻铸铁件的制造过程和铸造工艺特点。 蠕墨铸铁件和合金铸铁件。铸铁的熔炼：冲天炉的工作原理。铁水温度和化学成分的控制。铸钢件、铜合金铸件和铝合金铸件生产。 4．砂型铸造及铸造工艺规程设计铸造工艺规程设计的意义、内容及步骤。常见手工造型方法的选择。机器造型和造型生产线。铸件结构的铸造工艺性分析。铸造工艺图的制定：浇注位置和分型面的选择；铸造工艺参数（加工余量、起模斜度、铸造收缩率、铸造圆角等）的确定；型芯设计。铸造工艺图实例。 5．特种铸造熔模铸造、金属型铸造、低压铸造、压力铸造和离心铸造等特种铸造方法的工艺过程、特点及应用。 （三）锻压1．锻压的实质、特点和应用。锻压方法分类。 2金属的塑性变形金属塑性变形的实质。单晶体与多晶体的塑性变形。塑性变形对金属组织和力学性能的影响。冷变形与热变形的概念。锻造比与锻造流线。金属锻造性能的概念。 3．自由锻自由锻的特点和应用。坯料的加热和锻造温度范围。自由锻工艺规程的制定：绘制锻件图；确定变形工序；计算坯料的质量和尺寸；选定锻造设备等。 绪论及金属材料的基本知识 1．P11第5题指出下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么。 2．金属材料工艺性能按工艺方法的不同分为哪几类，各自衡量指标是什么？ 答：铸造性；可锻性；焊接性和切削加工性 3．金属材料的成形方法有哪几种? 答：铸造成型，锻造成型，焊接成型和切削加工成型 第二篇铸造 1.简述铸造的特点。 答：1，可生产形状任意复杂的制件，特别是内腔形状复杂的制件；2，适应性强，合金种类不受限制，生产批量不受限制，铸件大小几乎不受限制；3，成本低，材料来源广，废品可重熔，铸件加工余量小，设备投资抵。 2.什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有什么关系？不同成分的合金为何流 动性不同？ 答：液态合金充满铸型型腔获得形状准确轮廓清晰铸件的能力。 合金的流动性越好其充型能力越强。 共晶成分合金的结晶是在恒温下进行的，此时，液态合金从表层逐层向中心凝固，由于已结晶的固体层内表面比较光滑，对金属液的流动阻力下，故流动性好；除金属外，其他成分合金是在一定的温度范围内逐步凝固的，此时，结晶在一定宽度的凝固区内同时进行，由于初生的树枝状晶体使固体层内表面粗糙，所以合金的流动性差，合金的成分越远离共晶点，结晶温度范围越宽，流动性越差。（P48(2)） 3.影响液态合金的充型能力的因素有哪些？ 答：1，合金的流动性，流动性越好充型能力越强；2，浇注条件，浇注温度越高充型能力越强，充型压力增大，充型能力增强；3，铸型填充条件（铸型材料，铸型温度，铸型中的气体，铸型结构）。 4.影响液体合金流动性的因素有哪些？ 答：温度，压力和合金成分 5.铸件的凝固方式有哪几种？合金收缩分为哪几个阶段？影响收缩的因素有哪些？ 答：1，逐层凝固，糊状凝固，中间凝固；2，液态收缩，凝固收缩，固态收缩；3，铸件的化学成分、浇注温度、铸件结构和铸型条件。 6.什么是缩松和缩孔，两者有何不同，为何缩孔比缩松较容易防止？ 答：缩松：分散在铸件某区域内的细小缩孔；缩孔：集中在铸件上部或最后凝固部位容积较大的孔洞；液态合金填满铸型型腔后，当缩松和缩孔的容积相同时，缩松的分布面积比缩孔大得多。 7.影响缩松和缩孔的因素有哪些？ 答：液态合金的凝固方式；液态合金的成分； 8.什么是顺序凝固原则？什么是同时凝固原则？各需采用什么措施来实现？各自适用场 合有何不同？ 答：顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安放冒口等工艺，使铸件远里冒口的部位先凝固，然后是靠近冒口部位凝固，最后才是冒口本身凝固。同时凝固就是铸件内厚壁和薄壁处同时凝固。 9.名词解释： 冒口：储存补缩用金属夜的空腔； 热节：是指铁水在凝固过程中，铸件内比周围金属凝固缓慢的节点或局部区域。也可以说是最后冷却凝固的地方。 金属工艺学第五版上册纲要b）。σ强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（s）、抗拉强度（σψ）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（δ）、断面收缩率（硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW（硬质合金球） 指标：2洛氏硬度：HR（金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？ ：抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。bσ答： s：屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。σ 0.2：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力σ -1：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。σδ：延伸率，衡量材料的塑性指标。 k：冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。α HBW：压头为硬质合金球的布氏硬度。：洛氏硬度，HBS：压头为淬火钢球的布氏硬度。HRC过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。1提高冷却速度，以增加晶核的数目。 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 结构钢 结构钢按用途可分为工程用钢和机器用钢两大类。工程用钢主要是用于各种工程结构，包括碳素结构钢和低合金高强度结构钢，这类钢冶炼简便、成本低、用量大，一般不进行热处理，而机器用钢大多采用优质碳素结构钢和合金结构钢，它们一般都经过热处理后使用。 （）碳素结构钢 .牌号 碳素结构钢含碳量低（）,硫、磷含量较高。这类钢通常在热轧空冷状态下使用，其塑性高，可焊性好，使用状态下的组织为铁素体加珠光体。 .使用状态和热处理 一般不经热处理，而在钢厂供应状态（轧制状态）下直接使用 .用途 钢结构件、焊接和扳金机械结构件。 （）优质碳素结构钢 .牌号 （）低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量的合金元素发展起来的，原称为普通低合金钢。 .牌号 .性能特点强度高于碳素结构钢，可降低结构自重、节约钢材； 具有足够的塑性、韧性及良好的焊接性能； 具有良好的耐蚀性和低的冷脆转变温度。 .成份特点 低碳：含碳量≤ 低和金：主加元素为锰 .热处理特点 在热轧状态下使用，组织为铁素体加珠光体。 .典型钢种及用途 是应用最广、用量最大的低合金高强度结构钢，广泛用于石油化工设备、船舶、桥梁、车辆等大型钢结构中。 （）渗碳钢 .成分：含碳量％的合金钢，主要加入能提高淬透性的、、等元素； .性能特点：经热处理后表硬里韧、耐磨性及抗疲劳性好； .渗碳件一般的工艺路线： .用途 应用很广，主要用于制造渗碳零件，如变速齿轮、内燃机凸轮轴等各种表面耐磨件。 .常用的渗碳钢 低淬透性渗碳钢：、等，心部强度低，尺寸和载荷小的齿轮和滑块； 中淬透性渗碳钢：、等，心部强度较高，用于制造中等强度的耐磨零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、齿轮轴等； 高淬透性渗碳钢：、等，淬透性很高。用来制造承受重载荷和强烈磨损的重要零件，如飞机、坦克中的曲轴及重要齿轮等。 以渗碳钢制造汽车变速齿轮为例： 下料毛坯锻造正火加工齿形局部镀铜渗碳(℃)预冷淬火(℃)低温回火(℃)喷丸磨齿 （）调质钢 在调质处理后使用的钢种，主要用于制造受力复杂的汽车、拖拉机、机床及其他各种重要金属工艺学试题库
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