工程材料与成型技术基础
1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大
应力。
2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。
4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留
一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。
5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。
6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断
前的最大承载能力。
7.发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度。
8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材
料软硬程度的指标。
9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。
10.
11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两
种硬度。
12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。
13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称
为疲劳断裂。
14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的
最大应力。
熔点。
16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。
晶面：晶格中各种方位的原子面。
晶胞：构成晶格的最基本几何单元。
17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。
面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。
密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间
隙原子、置换原子、空位。
19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸
很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。
20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很
小的缺陷，如晶界和亚晶界。
21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。
结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。
22.纯结晶是在恒温下进行的。
23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其
差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。
24.同一液态金属，冷却速度愈大，过冷度也愈大。
25.浇注时，向液态金属中加入一些高熔点、溶解度的金属或合金，
当其结构与液态金属的晶体结构相似时使形核率大大提高，获得均匀细小的晶粒。这种方法称为变质处理。
26.液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体，高温状态下的
晶体，在冷却过程中晶格结构法发生改变的现象，称为同素异构转变，又称重结晶。
27.一种金属具有两种或两种以上的晶体结构，称为同素异构性。
28.当溶质原子溶入溶剂晶格，使溶剂晶格发生畸变，导致固溶体
强度、硬度提高，塑性和韧性略有下降的下降，称为固溶强化。
强度、硬度、耐热性和耐磨性明显提高，这一现象称为弥散强化。
30.杠杆定律→大题(P26)。
31.相图分析→大题(P32)。
32.铁碳合金的分类
33.碳钢是指碳的质量分数小于2.11%的铁碳合金。
34.碳钢的分类
35.铸铁是应用广泛的一种铁碳合金，其wc﹥2.11%.
36.按照石墨形貌的不同，这一类铸铁可以分为灰铸铁（片状石墨）、
可锻铸铁（团絮状石墨）、球墨铸铁（球状石墨）和蠕墨铸铁（蠕虫状石墨）四种。
37.钢的热处理是将固态钢采用适当的方式进行加热、保温、和冷
却，以获得所需组织结构与性能的一种工艺。
38.热处理的特点是改变零件内部组织，不改变其形状与尺寸，消
除毛坯缺陷，改善毛坯切削性能，改善零件的力学性能。即改善工
艺性能和力学性能。
39.热处理分为普通热处理（退火、正火、淬火和回火）、表面热
处理（表面淬火、渗碳、渗氮、碳氮共渗）及特殊热处理（形变热处理）。
40.不是所有材料都能进行热处理强化，满足条件：①有固态相变
②经冷加工使组织结构处于热力学不稳定状态③表面能被活性介质
的原子渗入从而改变化学成分。
41.退火作用是为了降低硬度，提高塑性改善切削性能。
42.淬火的作用：获得高硬度的马氏体。
43.奥氏体化：将钢加热至临界点以上使形成奥氏体的金属热处理
过程，珠光体向奥氏体转变。
44.奥氏体化是钢组织转变的基本条件。
45.应用等温转变曲线分析奥氏体化在连续冷却中的转变（P53)
46.球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火，得到在铁素体基
体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。热处理后的组织为珠状珠光体，应用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。目的：降低硬度、改善切削加工性，改善热处理工艺性能，为淬火做组织准备。
47.正火，又称常化，是将工件加热至727到912摄氏度之间以上
40~60min，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。应用于亚共析钢，铁素体和索氏体、亚共析钢，索氏体、过共析钢，索氏体和二次渗碳体。目的：对于低碳钢、低碳低合金钢，细化晶粒，提高硬度，改善切削加工性，对于共析钢，消除二次网状渗碳体，有利于球化退火的进行。48.钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共
析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，再以大于临界冷却速度快速冷却，从而发生马氏体转变的热处理工艺。
淬火钢得到的组织主要是马氏体（或下贝氏体），此外还有少残余奥氏体及未溶的第二相。目的：提高钢的硬度和耐磨性。
49.回火是将淬火钢重新加热到A1以下某一温度，保温，然后冷却
的热处理工艺。
50.低温回火的组织为回火马氏体，它有饱和的α相和与其共格的
ε-Fe2.4C组成，低温回火的目的是保持淬火马氏体的高硬度和高
耐磨性，降低淬火应力和脆性，用于各种高碳钢的道具、量具、冷冲模具、滚动轴承和渗碳工件。
51.中温回火后的组织为回火托氏体，它有尚未发生的再结晶的针
状铁素体和弥散分布的极细小的片状或粒状渗碳体组成，目的是为了获得高的屈强比、高的弹性极限、高的韧性，用于各种弹簧、锻模。
52.高温回火的组织为回火索氏体，它有已再结晶的铁素体和均匀
分布的细粒状渗碳体组成，失去了原来淬火马氏体的片状或板条状形态，呈现多边形颗粒状，同时渗碳体聚集长大。目的：获得综合力学力学性能，在保持较高强度的同时，具有较好的塑性和韧性，适用于处理传递运动和力的重要零件，如：传动轴、齿轮。
53.淬火后高温回火的热处理称为调质。
54.产生回火脆性：淬火合金钢在某一温度范围内回火时，出现冲
击韧性剧烈下降的现象，称为回火脆性。在350℃附近回火，碳钢的和合金钢都会出现冲击韧性下降，产生脆化现象，这种回火脆性称为第Ⅰ类回火脆性。它与回火的冷却方式无关，且无法消除，因此一般不在250-400℃温度范围内回火。淬火合金钢在450-650℃回火时出现的回火脆性，称为第Ⅱ类回火脆性。它与杂质在奥氏体晶界上的偏析有关，消除第Ⅱ类回火脆性的方法：回火后快速冷却，使杂质来不及在晶界上偏析。（简答题）
55.液态金属充型铸造，获得尺寸精确，轮廓清晰的铸件，取决于
充型能力。在液态金属充型过程中，一般伴随结晶现象，若充型能力不足，在型腔被填满之前形成晶粒将充型的通道堵塞，金属液态迫使停止流动，于是铸件将产生不足或冷隔等缺陷。
56.充型能力取决于金属液本身的流动能力。
57.影响充型能力的因素和原因
58.铸件的凝固方式分为三种类型：逐层凝固方式、体积凝固（糊
状凝固）方式和中间凝固方式。
59.铸件在凝固和冷却过程中，其体积和尺寸减小的现象称为收缩。
收缩是铸件许多缺陷产生的基本原因。
60.金属从浇注温度冷却到室温经过三个收缩阶段：⑴液态收缩：
金属在液体状态时的收缩，其原因是由于气体排出，空穴减少，原子间间距减小。⑵凝固收缩：金属在凝固过程中的收缩，其原因是由于空穴减少，原子间间距减小。液态收缩和凝固收缩又称为体积收缩，是缩孔或缩松形成的基本原因。⑶固态收缩：金属在固态过程中的收缩，其原因在于空穴减少，原子间间距减少。固态收缩还引起铸件外部尺寸的变化，古称尺寸收缩线收缩。线收缩对铸件形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
61.在常用合金中，钢的收缩率最大，灰铸铁收缩率最小。
62.铸件凝固结束后常常在某些部位出现孔洞，大而集中的称为缩
孔，细小而分散的孔洞称为缩松。结晶间隔大的合金，易产生缩松，纯金属共晶成分的合金，易形成集中的缩孔。
63.金属材料经冷塑性变形后，随变形度的增加，其强度、硬度提
高，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。
64.晶体只有在切应力的作用下才会发生塑性变形。
65.金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷变形加工，此时
产生加工硬化。金属在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热变形加工。
66.热变形加工可使金属中的气孔和疏松焊合，并改善夹杂物，碳
化物的形态、大小和分布，提高钢的强度、塑性及冲击韧度。67.热变形时铸锭中的非金属夹杂物沿变形方向被拉长为纤维组织
（热加工流线）。
68.自由锻用于单件、小批量锻件的生产以及大型锻件的产生。
69.自由锻相比模锻具有以下特点：模锻件形状和尺寸精度高，表
面质量好，加工余量小，节省金属材料;生产率高;操作简单，易于实现自动化;模锻设备要求较高，吨位要求大，锻模结构复杂，成本高，生产准备周期较长。
70.模锻适用于中、小型锻件的成批及大量生产。
71.板料冲压是利用冲模在压力机上对材料施加压力，使材料产生
分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的加工方法。板料冲压通常在室温下进行，故又称冷冲压。
72.弯曲件在弯曲变形后，会伴随一些弹性恢复从而造成工件弯曲
角度、弯曲半径与模具的形状、尺寸不一致的现象称为弯曲件的回弹现象。
73.焊接方法：熔化焊、压力焊和钎焊。
74.电阻焊是利用接触电阻热将接头加热到塑性或熔化状态，再通
过电极施加压力，形成原子间结合的焊接方法。
75.钎焊分为两类：硬钎焊和软钎焊。硬钎焊的特点是所用钎料的
熔化温度高于450℃，接头的强度大，用于受力较大、温度较高的场合。所用的钎料多为铜基、银基。钎料熔化温度低于450℃的钎焊是软钎焊。软钎焊常用锡铅钎料，适用于受力不大，工作温度低的场合。
76.焊接残余应力变形产生的原因：结构件在焊接以后2产生变形，
内部易产生残余应力。焊接残余应力会增加结构工作的应力，降低结构的承载能力。焊接时，焊缝被加热，焊缝区应膨胀，但由于焊缝区域周围的金属未被加热和膨胀，所以该部分的金属制约了焊缝区受热的自由膨胀，焊缝产生塑性变形并缩短。焊缝冷却后，焊缝
区域比周围区域短，但是焊缝周围区域并没有缩短，从而阻碍焊缝区域的自由收缩，产生焊接以后工件的变形与应力。
77.低碳钢的焊接：焊接性良好，焊接时没有淬硬、冷裂倾向。
78.铸铁的焊接：铸铁碳含量高，塑性低，焊接性差。铸铁焊接容
易产生裂纹。
79.焊接时，为什么对焊接区进行保护？有哪些保护措施？
答：防止空气进入熔池，减少焊缝金属中的氧、氮含量、氧含量增加，焊缝的强度、硬度、塑性、韧性下降。氮含量增加，会使焊缝中产生气孔。保护措施：⑴造气保护：焊条药皮或焊剂在高温下回产生气体，在焊接区周围形成一层保护气体，隔绝空气，使弧柱和熔池受到保护。如氩弧焊。⑵造渣保护，焊条药皮或焊剂熔化后产生熔渣，在熔池表面形成一层熔渣，与空气隔绝。如埋弧焊。⑶气-渣联合保护，在焊接区周围同时形成保护气体和熔渣，对焊接区进行保护。如焊条电弧焊。⑷渗合金，通过药皮、焊剂或焊条、焊丝向金属池渗合金，添加硅、锰等有益元素，以弥补其烧损，并进行脱氧、脱硫、脱磷，从而保证和调整焊缝的化学成分。
80.热塑性塑料:其分子结构主要为线型或支链线型分子结构，工艺
特点是受热软化、熔融、具有可塑性，冷却后坚硬；再受热又可软化，可重复使用而其基本性能不变；可溶解在一定的溶剂中。成形工艺简便、形式多种多样，生产效率高，可直接注射、挤压、吹塑成型，如聚乙烯、聚丙烯。
81.热固性材料：具有体型分子结构，热固性塑料一次成形后，质
地坚硬、性质稳定，不再溶于溶剂中，受热不变形，不软化，不能回收。成形工艺复杂，大多只能采用模压或层压法，生产效率低，如酚醛塑料、环氧塑料。
82.陶瓷材料具有高强度、高模量、高硬度以及高耐温、耐腐蚀等
优良性能。但特有的脆性、抗热振性能差等缺陷。
83.碳/碳复合材料具有碳和石墨材料特有的优点如低密度，优异热
性能如耐烧蚀性、抗热震性、高导热性和低膨胀系数。同时还具有复合材料的高强度、高弹性模量。
84.纳米材料的特性：量子尺寸效应、表面效应、纳米材料的体积
效应、量子隧道效应。
85.毛坯选择的原则：⑴工艺性原则⑵适应性原则⑶生产条件兼顾
原则⑷经济性原则⑸可持续性发展原则。
制作人：罗爽
绝无雷同翻者必究
. 工程材料与成型技术基础 1.材料强度是指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力。 2.工程上常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 3.弹性模量即引起单位弹性变形所需的应力。 4.载荷超过弹性极限后，若卸载，试样的变形不能全部消失，将保留一部分残余成形，这种不恢复的参与变形，成为塑性变形。 5.产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。 6.抗拉强度是试样保持最大均匀塑性变形的极限应力，即材料被拉断前的最大承载能力。 7.。发生塑性变形而力不增加时的应力称为屈服强度 8.硬度是指金属材料表面抵抗其他硬物体压入的能力，是衡量金属材料软硬程度的指标。 9.硬度是检验材料性能是否合格的基本依据之一。 10.
11.布氏硬度最硬，洛氏硬度小于布氏硬度，维氏硬度小于前面两种硬度。 12.冲击韧性：在冲击试验中，试样上单位面积所吸收的能量。 13.当交变载荷的值远远低于其屈服强度是发生断裂，这种现象称为疲劳断裂。 14.疲劳度是指材料在无限多次的交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力。 文档资料Word . 15.原子在空间呈规则排列的固体物质称为晶体，晶体具有固定的熔点。 16.晶格：表示金属内部原子排列规律的抽象的空间格子。 晶面：晶格中各种方位的原子面。 晶胞：构成晶格的最基本几何单元。 17.体心立方晶格:α-Fe 、鉻（Cr）、钼（Mo）、钨（W）。 面心立方晶格：铝（Al）、铜（Cu）、银（Ag）、镍(Ni)、金（Au）。 密排六方晶格：镁（Mg）、锌（Zn）、铍（Be）、镉（Cd）。18.点缺陷是指长、宽、高三个方向上尺寸都很小的缺陷，如：间隙原子、置换原子、空位。 19.线缺陷是指在一个方向上尺寸较大，而在另外两个方向上尺寸很小的缺陷，呈线状分布，其具体形式是各种类型的位错。 20.面缺陷是指在两个方向上尺寸较大，而在另一个方向上尺寸很小的缺陷，如晶界和亚晶界。 21.原子从一种聚集状态转变成另一种规则排列的过程，称为结晶。结晶过程由形成晶核和晶核长大两个阶段组成。 22.纯结晶是在恒温下进行的。 23.实际结晶温度Tn低于理论结晶温度Tm的现象，称为过冷，其差值称为过冷度ΔT,即ΔT=Tm﹣Tn。
第一章 1、按照零件成形的过程中质量m 的变化，可分为哪三种原理?举例说明。 按照零件由原材料或毛坯制造成为零件的过程中质量m的变化，可分为三种原理 △m＜0（材料去除原理）； △m＝0（材料基本不变原理）； △m＞0（材料累加成型原理）。 2、顺铣和逆铣的定义及特点。 顺铣：铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相同的铣削方式. 逆铣；铣刀对工件的作用力在进给方向上的分力与工件进给方向相反的铣削方式。 顺铣时，每个刀的切削厚度都是有小到大逐渐变化的 逆铣时，由于铣刀作用在工件上的水平切削力方向与工件进给运动方向相反，所以工作台丝杆与螺母能始终保持螺纹的一个侧面紧密贴合。而顺铣时则不然，由于水平铣削力的方向与工件进给运动方向一致，当刀齿对工件的作用力较大时，由于工作台丝杆与螺母间间隙的存在,工作台会产生窜动，这样不仅破坏了切削过程的平稳性,影响工件的加工质量，而且严重时会损坏刀具。 逆铣时,由于刀齿与工件间的摩擦较大,因此已加工表面的冷硬现象较严重. 顺铣时的平均切削厚度大，切削变形较小，与逆铣相比较功率消耗要少些。 3、镗削和车削有哪些不同？ 车削使用范围广，易于保证零件表面的位置精度，可用于有色金属的加工、切削平稳、成本低。镗削是加工外形复杂的大型零件、加工范围广、可获得较高的精度和较低的表面粗糙度、效率低,能够保证孔及孔系的位置精度. 4、特种加工在成形工艺方面与切削加工有什么不同？ （1）加工时不受工件的强度和硬度等物理、机械性能的制约，故可加工超硬脆材料和精密微细零件。 （2)加工时主要用电能、化学能、声能、光能、热能等去除多余材料,而不是靠机械能切除多余材料。 （3）加工机理不同于切削加工，不产生宏观切屑，不产生强烈的弹塑性变形，故可获得很低的表面粗糙度，其残余应力、冷作硬化、热影响度等也远比一般金属切削加工小。
材料成型技术基础课程总结 1. 重要观点 1.1 材料成型技术的重要性 材料成型技术是指通过加工、变形等方式将原材料转化为具有特定形状和性能的制品的技术。在现代工业生产中，材料成型技术广泛应用于各个领域，如汽车、航空航天、电子、能源等。材料成型技术的发展直接影响着产品的质量、工艺能力、生产效率和资源利用率等关键指标。因此，掌握材料成型技术的基本原理和方法对于工程实践和科研都具有重要意义。 1.2 材料成型技术的分类和特点 材料成型技术可以分为凝固性成型和非凝固性成型两大类。凝固性成型是指通过材料融化、凝固过程中的相变来实现成型，常见的凝固性成型技术有铸造、注塑、挤压等；非凝固性成型是指通过材料的塑性变形来实现成型，常见的非凝固性成型技术有锻造、轧制、拉伸等。 凝固性成型技术的特点是易于操作、适用性广、能够制造复杂形状的制品；非凝固性成型技术的特点是能够制造高强度、高精度的制品，但操作较为复杂，成本较高。 1.3 材料成型技术的主要过程 材料成型技术的主要过程包括充填、凝固和脱模。充填是指将熔融或可变形材料充分填充到模具中的过程；凝固是指材料从流动状态向固态转变的过程；脱模是指从模具中取出成型制品的过程。 在材料成型过程中，充填过程对最终制品的形状和结构有重要影响。凝固过程决定了制品的组织结构和性能。脱模过程对成品的表面质量和尺寸精度有一定影响。 2. 关键发现 2.1 材料成型过程中的热力学和动力学问题 材料成型过程中的热力学问题包括材料的熔化和凝固过程，以及相变过程中的相平衡和相分离等。这些问题的解决需要考虑材料的热力学性质以及对应的相图信息。 动力学问题包括材料的流动行为、变形行为和相变过程中的传热问题等。了解材料的变形特性、流动特性以及相变过程中的传热机制对材料成型的过程优化和制品性能的提升具有重要影响。
PPT填空题和简答题 1一、填空题 1、金属结晶包括形核与长大两个过程。 3、晶粒和晶粒之间的界面称为晶界。 4、在结晶过程中，细化晶粒的措施有提高冷却速度、变质处理、振动。 5、由于溶质原子的溶入，固溶体发生晶格畸变，变形抗力增大，使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。 6、常见的金属晶格类型体心立方、面心立方和密排立方。 7、在晶体缺陷中，点缺陷主要有空位、间隙原子、置换原子，线缺陷主要有刃型位错、螺型位错，面缺陷主要有晶界、亚晶界 8、金属结晶时，实际结晶温度必须低于理论结晶温度，结晶过冷度主要受冷却速度影响。 9、当金属化合物呈细小颗粒均匀分布在固溶体基体上时，将使合金的强度、硬度及耐磨性明显提高，这一现象称为固溶强化。 冷变形＋足够高的温度，它与重结晶的区别在于无晶体构造转变。 类型是面心立方。 体心立方。 F+P 。 1.钢的淬透性是指钢淬火时所能到达的最高硬度值。 23．渗碳钢渗碳后的热处理包括淬火和低温回火，以保证足够的硬度。 24.在光学显微镜下观察，上贝氏体显微组织特征是羽毛状，下贝氏体显微组织特征呈针状。 _外表损伤、过量变形、断裂。 玻璃态、高弹态、粘流态。 1、一个钢制零件，带有复杂形状的内腔，该零件毛坯常用铸造方法生产。 2、金属的流动性主要决定于合金的成分 3、流动性不好的铸件可能产生冷隔和浇缺乏缺陷。 4、铸造合金充型能力不良易造成冷隔和浇缺乏等缺陷， P+Fe3C 。 Ld 1. 20钢齿轮、45钢小轴、T12钢锉的正火的目的分别是：提高硬度，满足切削加工的要求、作为最终热处理，满足小轴的使用要求、消除网状渗碳体。 2、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T8 钢的σb值最高。 3、在正火态的20钢、45钢、T8钢；、T13钢中，T13钢的HBS值最高。 4、为使钢得到理想的耐磨性，应进展淬火加低温回火。 5、为使钢获得理想的弹性，应进展淬火加中温回火。 6、为保证钢的综合性能，淬火后应进展高温回火。 7.为改善低碳钢的切削性能，常采用的热处理为正火或退火。 8.为改善高碳钢的切削性能，常采用的热处理为退火。 9.轴类等重要零件的最终热处理常为调质。 10.冷冲模等常用的最终热处理为淬火加低温回火。 渗碳、淬火加低温回火。 调质加外表淬火。 13.钢的常规热处理〔四把火〕是指退火、正火、淬火、回火。
工程材料及成型技术复习要点 第二章材料的性能 1、材料静态、动态力学性能有哪些？ 静态力学性能有弹性、刚性、强度、塑性、硬度等； 动态力学性能有冲击韧性、疲劳强度、耐磨性等。 2、材料的工艺性能有哪些？ 工艺性能有铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。 3、钢制成直径为30mm的主轴，在使用过程中发现轴的弹性弯曲变形过大用45钢，试问是否可改用40Cr或通过热处理来减少变形量？为什么？ 答：不可以；因为轴的弹性弯曲变形过大是轴的刚度低即材料的弹性模量过低和轴的抗弯模量低引起的。金属材料的弹性模量E主要取决与基体金属的性质，与合金化、热处理、冷热加工等关系不大（45钢和40Cr弹性模量差异不大）。 4、为什么疲劳裂纹对机械零件存在着很大的潜在危险？ 第三章金属的结构与结晶 1、金属常见的晶体结构有哪些？ 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 2、实际金属的晶体缺陷有哪些？它们对金属的性能有何影响？ 有点缺陷、线缺陷、面缺陷； 点缺陷的存在（使周围原子间的作用失去平衡，原子需要重新调整位置，造成晶格畸变，从而）使材料的强度和硬度提高，塑性和韧性略有降低，金属的电阻率增加，密度也发生变化，此外也会加快金属中的扩散进程。 线缺陷也就是位错，位错的增多，会导致材料的强度显著增加；但是，塑性变形主要位错运动引起的，因此阻碍位错运动是金属强化重要途径。 面缺陷存在，会产生晶界和亚晶界，其原子排列不规则，晶格畸变大，晶界强度和硬度较高、熔点较低、耐腐蚀性较差、扩散系数大、电阻率较大、易产生內吸附、相变时优先形核等。 3、铸锭的缺陷有哪些？
有缩孔和疏松、气孔、偏析。 4、如何控制晶粒大小？ 增大过冷度、变质处理、振动和搅拌。 5、影响扩散的因素有哪些？ 温度、晶体结构、表面及晶体缺陷（外比内快）。 间隙、空位、填隙、换位四种扩散机制 6、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？ 柱状晶区是由外往内顺序结晶的，组织较致密，有明显的各向异性，进行塑性变形时柱状晶区易出现晶间开裂。尤其在柱状晶层的前沿及柱状晶彼此相遇处，当存在低熔点杂质而形成一个明显的脆弱界面时更容易发生开裂。 作业题、什么是理论结晶温度？在理论结晶温度点是否能完全结晶？为什么？ 理论结晶温度是同一物质在液态固态的能量相同平衡下，所对应的温度；理论结晶温度下不能完全结晶，因为没有相变或结晶的驱动力，（因为在结晶时的潜热析出补偿了金属向环境散热引起的温度下降。） 第四章二元合金 杠杆定律只适合两相区； 1、合金的相结构有哪些？它们在晶体结构和性能上有什么不同点？ 固溶体、金属间化合物； 晶体结构上:固溶体晶体结构和溶剂相同，金属间化合物的与组元的不同； 性能上：固溶体塑性好，金属间化合物有较大脆性；在合金中固溶体一般做基体相，金属~作强化相； 固溶体： 1.固溶体的结构与溶剂相同； 2.固溶体的成分可以在一定的范围内变化，结构不变； 3.固溶体一般位于相图的两侧； 4.固溶体的强度和硬度较高，塑性较好，导电性明显降低； 5.在合金中，固溶体一般作为基体相。 化合： 1.金属化学物具有与组元不同的晶体结构； 2.一般符合一定的化合比，可用分子式表示； 3.一般位于相图的中部，因此又称为中间相； 4.可以是离子键，共价键，金属键组合； 5.一般具有高硬度，高熔点及比较大的脆性；
工程材料与成形技术基础 概念定义原理规律小结 材料部分 材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为材料的 材料在外力作用下显现出的塑性变形能力称为材料的 拉伸过程中， 载荷不增加而应变仍在增大的现象称为 称为材料的 屈服点 。 拉伸曲线上D 点的应力b b 称为材料的抗拉强度，它表明了试样被拉断前所能承载的最大应力。 硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力， 它是衡量材料软硬程度的力学性能指标。 况下，材料的硬度越高，其耐磨性就越好。 韧性 是指材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力，它是材料塑性和强度的综合表现。 材料在交变应力作用下发生的断裂现象称为 疲劳断裂 。疲劳断裂可以在低于材料的屈服强度的应力下 发生，断裂前也无明显的塑性变形，而且经常是在没有任何先兆的情况下突然断裂，因此疲劳断裂的 后果是十分严重的。 晶体的结构： 在晶体中，原子（或分子 ）按一定的几何规律作周期性地排列； 晶体表现出各向异性； 具有的凝固点或熔点。 而在非晶体中，原子（或分子）是无规则地堆积在一起。 常见的有 体心立方晶格、 面心立方晶格 和密排六方晶格 。体心立方晶格的致密度比面心立方晶格结构的小。 晶体的缺陷： 1）点缺陷 2）线缺陷 3）面缺陷 1）点缺陷 — 空位和间隙原子 在实际晶体结构中，晶格的某些结点，往往未被原子所占据，这种空着的位置称为空位。同 时又可能在个别空隙处出现多余的原子， 这种不占有正常的晶格位置， 而处在晶格空隙之间的原子称 为间隙原子。 2） 线缺陷 — 位错 晶体中，某处有一列或若干列原子发生有规律的错排现象，称为位错。其特征是在一个方向 上的尺寸很长，而另两个方向的尺寸很短。晶体中位错的数量通常用位错密度表示，位错密度是指单 位体积内，位错线的总长度。 3） 面缺陷 —— 晶界和亚晶界 实际金属材料是多晶体材料， 则在晶体内部存在着大量的晶界和亚晶界。 晶界和亚晶界实际 上是一个原子排列不规则的区域，该处晶体的晶格处于畸变状态，能量高于晶粒内部，在常温下强度 和硬度较高，在高温下则较低，晶界容易被腐蚀等。 概念： 1、凝固：物质由液态转变成固态的过程； 2、结晶：物质由液态转变成固态晶体的过程； 3、理论结晶温度与实际结晶温度之差成为过冷度。 （实际液态金属的结晶总是在有过冷度的条件下才 进行的。） 金属的结晶都要经历晶核的 形成 和晶核的 长大两个过程。 晶粒大小与性能之间的关系：一般情况下，晶粒越小，其强度、塑性、韧度越好。 晶粒大小的控制方法： 1） 提高冷却速度，增加过冷度，增加形核的数量，从而细化晶粒； 2） 针对大体积的液态金属进行变质处理，加入人工晶核 （非自发形核 ）； 3） 采用机械振动、超声波振动、电磁搅拌等，使枝晶破碎。 有些金属 （铁、钛等 ）在固态下， 其晶体结构会随温度变化而变化。 这种固态金属在一定的温度下， 由一种晶体结构转变成另一种晶体结构的过程，称为金属的同素异晶转变。 纯铁的同素异晶转变反应式： 由两种或两种以上的金属、或金属与非金属，经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性 的物质称为合金；合金中具有同一化学成分且结构相同的均匀部分称为 相。 通过溶入溶质元素形成固溶体，使金属材料的变形抗力增大，强度、硬度升高的现象称为 固溶强 化，它是金属材料强化的重要途径之一。 （马氏体型转变、合金化） 金属自液态经冷却转变为固态的过程是原子从排列不规则的液态转变为排列规则的晶态的过程， 称为金属的结晶强度。 塑性。 屈服 。拉伸曲线上与此相对应的点应力 b S ， 般情
第一章绪论 1、现代制造过程的分类（质量增加、质量不变、质量减少）。 2、那几种机械制造过程属于质量增加（不变、减少）过程。 （1)质量不变的基本过程主要包括加热、熔化、凝固、铸造、锻压（弹性变形、塑性变形、塑性流动）、浇灌、运输等。 （2）质量减少过程材料的4种基本去除方法：切削过程；磨料切割、喷液切割、热力切割与激光切割、化学腐蚀等；超声波加工、电火花加工和电解加工；落料、冲孔、剪切等金属成形过程。 （3）材料经过渗碳、渗氮、氰化处理、气相沉积、喷涂、电镀、刷镀等表面处理及快速原型制造方法属于质量增加过程。 第二章液态金属材料铸造成形技术过程 1、液态金属冲型能力和流动性的定义及其衡量方法 液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态金属充填铸型的能力，简称液态金属的充型能力。 液态金属的充型能力通常用铸件的最小壁厚来表示。 液态金属自身的流动能力称为“流动性”。液态金属流动性用浇注流动性试样的方法来衡量。在生产和科学研究中应用最多的是螺旋形试样。 2、影响液态金属冲型能力的因素（金属性质、铸型性质、浇注条件、铸件结构） （1）金属的流动性：流动性好的液态金属，充型能力强，易于充满薄而复杂的型腔，有利于金属液中气体、杂质的上浮并排除，有利于对铸件凝固时的收缩进行补缩。 流动性不好的液态金属，充型能力弱，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、夹杂、缩孔、热裂等缺陷。 （2）铸型性质：铸型的蓄热系数b(表示铸型从其中的金属液吸取并储存在本身中热量的能力)愈大，铸型的激冷能力就愈强，金属液于其中保持液态的时间就愈短，充型能力下降。（3）浇注条件：浇注温度对液态金属的充型能力有决定性的影响。浇注温度越高，充型能力越好。在一定温度范围内，充型能力随浇注温度的提高而直线上升，超过某界限后，由于吸气，氧化严重，充型能力的提高幅度减小。 液态金属在流动方向上所受压力(充型压头)越大，充型能力就越好。但金属液的静压头过大或充型速度过高时，不仅发生喷射和飞溅现象，使金属氧化和产生”铁豆”缺陷，而且型腔中气体来不及排出，反压力增加，造成“浇不足”或“冷隔”缺陷。 浇注系统结构越复杂，流动阻力越大，液态金属充型能力越低。 （4）铸件结构：衡量铸件结构的因素是铸件的折算厚度R(R＝铸件体积/铸件散热表面积＝V／S)和复杂程度，它们决定着铸型型腔的结构特点。 R大的铸件，则充型能力较高。R越小，则充型能力较弱。 铸件结构复杂，厚薄部分过渡面多，则型腔结构复杂，流动阻力大，充型能力弱。 铸件壁厚相同时，铸型中的垂直壁比水平壁更容易充满。 3、收缩的定义及铸造合金收缩过程（液态、凝固、固态） 铸件在液态、凝固和固态冷却过程中所产生的体积减小现象称为收缩，是液态金属自身的物理性质。
工程材料及成形技术基础复习 1.材料的分类与性能 材料一般可以分为金属材料、非金属材料和复合材料。金属材料具有 良好的导电性、导热性和可塑性等特性。非金属材料包括塑料、陶瓷、纤 维材料等，具有轻质、耐腐蚀等优点。复合材料由两种或多种材料组成， 具有优秀的综合性能。 2.材料的性能测试 材料的性能测试包括力学性能测试、物理性能测试和化学性能测试等。力学性能测试包括拉伸测试、压缩测试、弯曲测试等，可以评估材料的强度、硬度和韧性等性能。物理性能测试包括密度、热膨胀系数等，可以评 估材料的物理特性。化学性能测试可以评估材料的耐腐蚀性、氧化性等。 3.金属材料的性能与应用 金属材料具有较高的强度和导电性能，广泛应用于机械制造、航空航天、电子电器等领域。常见的金属材料包括钢、铝及其合金、铜及其合金等。 4.非金属材料的性能与应用 非金属材料具有轻质、耐腐蚀等特点，广泛应用于建筑、化工、电子 等行业。塑料材料具有良好的绝缘性能和延展性能，用于制造容器、管道 等产品。陶瓷材料具有优秀的机械性能和耐热性能，常用于制造陶瓷器具 和电子元器件等。 5.复合材料的性能与应用
复合材料由两种或多种材料组成，具有优秀的综合性能。常见的复合 材料包括玻璃纤维复合材料、碳纤维复合材料等。玻璃纤维复合材料具有 良好的抗冲击性和耐腐蚀性，常用于船舶制造和建筑材料等。碳纤维复合 材料具有优秀的强度和刚性，常用于航空航天和高端运动器材等。 6.成形技术的基本原理与方法 成形技术是将材料加工成所需形状和尺寸的过程，常见的成形方法包 括挤压、锻造、压力成形、注塑等。挤压是将加热的金属材料通过模具挤 压成所需的形状。锻造是将金属材料加热至一定温度后进行冲击变形。压 力成形是将金属板材等进行挤压和拉伸变形。注塑是将熔化的塑料注入模 具中，冷却后得到所需的形状。 7.焊接与连接技术 焊接是将两个或多个材料通过熔化、热融或加压等方式连接在一起的 方法。常见的焊接方法包括气焊、电弧焊、激光焊等。连接技术是通过螺纹、螺栓、胶粘剂等将两个或多个材料连接在一起。 以上是工程材料及成形技术基础的重点内容，通过对这些内容的学习，可以帮助我们更好地理解和应用工程材料及成形技术，提高工程实践中的 问题解决能力。
期末考试复习 题型：1.单项选择题15小题占15% (基本理论知识的应用) 2.名词解释6个占18% (重要名词) 3.问答题3题占26%（重要知识点） 4.分析题2大题占20-30%（铁碳相图，热处理） 5.作图计算题或计算题占11-21% (铁碳二元相图及杠杆定律))
复习范围 重要名词： 单晶体，多晶体，过冷度，合金，组元，相，合金相图，固溶体，铁素体（F）,奥氏体（A），渗碳体（Fe C），珠光体（P）,莱氏体（Ld），马氏体，淬透性,淬 3 硬性，调质处理、同素异构转变,冷变形强化。 问答题： 1．“趁热打铁”的含义何在？ 2．晶粒大小对金属材料的机械性能有何影响？结晶时哪些因素影响晶粒度的大小？如何影响？采取哪些方法可以细化晶粒？ 3．试述马氏体转变的特点。 4．钢在淬火后为什么一定要进行回火才可使用？按回火温度的高低可将回火分为哪三类？各自的所对应的回火组织是什么？ 5．试比较钢的淬透性与实际工件的淬硬层深度的区别。 6．试述本门课程所介绍的金属材料强化的方法及其含义 7．什么叫金属的可锻性？衡量金属可锻性好坏的指标是哪些？ 8．试论述钢的普通热处理（退火、正火、淬火和回火）的工艺差别和各自的主要目的。 9．什么是液态合金的充型能力？它与合金流动性有何关系？影响液态合金流动性的因素有哪些？ 分析题： 1根据Fe-Fe3C相图，解释下列现象： 1）在室温下，含碳0.8%的碳钢比0.4%碳钢硬度高，比1.2%碳钢强度高？ 2）钢铆钉一般用低碳钢制造。 3）绑扎物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物时都用钢丝绳（用60钢、65钢等制成）。 4）在1000度时，含碳0.4%的钢能进行锻造，而含碳4.0%的铸铁不能进行锻造。5）钳工锯削T8、T10、T12等退火钢料比锯削10钢、20钢费力，且锯条易磨
材料成型技术基础 第二章铸造 一、铸造的定义、优点、缺点： 铸造指熔融金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法。 优点：铸造的工艺适应性强，铸件的结构形状和尺寸几乎不受限制；工业上常用的合金几乎都能铸造；铸造原材料来源广泛，价格低廉，设备投资少；铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯，尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件。 缺点：铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素，易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷，且往往组织疏松，晶粒粗大。 二、充型能力的定义、影响它的三个因素： 金属液的充型能力指金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力。 影响因素：①金属的流动性；②铸型条件；③浇注条件。 三、影响流动性的因素；纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动性最好；影响充型能力的 铸型的三个条件；浇注温度和压力对充型能力是如何影响的： 影响流动性的因素： ①合金成分：纯金属和共晶成分的合金，结晶过程呈逐层凝固方式，流动性好；非共晶成分的合金，呈中间凝固方式，流动性较差；凝固温度范围过大，铸件断面呈糊状凝固方式，流动性最差。结晶温度范围越窄，合金流动性越好。 ②合金的质量热容、密度和热导率：合金质量热容和密度越大、热导率越小，流动性越好。 影响充型能力的铸型的三个条件： ①铸型的蓄热系数：铸型从其中金属液吸收并储存热量的能力。蓄热系数越大，金属液保持液态时间短，充型能力越低。（在型腔喷涂涂料，减小蓄热系数） ②铸型温度：铸型温度越高，有利于提高充型能力。 ③铸型中的气体：铸型的发气量过大且排气能力不足，就会使型腔中气压增大，阻碍充型。 浇注温度和压力对充型能力的影响： ①浇注温度：提高浇注温度，延长保持液态的时间，从而提高流动性。温度不能过高，否则金属液吸气增多，氧化严重，增大了缩孔、气孔、粘砂等缺陷倾向。 ②充型压力（流动方向上的压力）：充型压力越大，流动性越好。但充型压力不宜过大，以免金属飞溅，加剧氧化，气体来不及排出产生气孔、浇不到等缺陷。 四、铸造时液态和凝固收缩易产生缩孔和缩松；固态收缩易产生应力、变形和裂纹： 液态收缩（金属在液态时，由于温度降低而发生的体积收缩）和凝固收缩（熔
一、二元相图的建立 合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析，相图是用来表达合金系中各金在缓冷条件下结晶过程的简明图解，又称状态图或平衡图。 合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的一系列不同成分的合金。 组元是指组成合金的最简朴、最基本、可以独立存在的物质。 多数情况下组元是指组成合金的元素。但对于既不发生分解、又不发生任何反映的合物也可看作组元, 如Fe-C合金中的Fe3C。 相图由两条线构成，上面是液相线，下面是固相线。相图被两条线分为三个相区，液相线以上为液相区L ，固相线以下为α固溶体区，两条线之间为两相共存的两相区（L+ α）。
(3) 枝晶偏析 合金的结晶只有在缓慢冷却条件下才干得到成分均匀的固溶体。但实际冷速较快，结晶时固相中的原子来不及扩散，使先结晶出的枝晶轴具有较多的高熔点元素(如Cu-Ni合金中的Ni), 后结晶的枝晶间具有较多的低熔点元素，如Cu-Ni合金中的Cu)。
在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的现象称作枝晶偏析。与冷速有关并且与液固相线的间距有关。冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。 生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长时间保温，以使原子充足扩散、成分均匀，消除枝晶偏析，这种热解决工艺称作扩散退火。 2、二元共晶相图 当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶，并发生共晶反映时所构成的相图称作共晶相图。以Pb-Sn 相图为例进行分析。
(1) 相图分析 ①相：相图中有L、α、β三种相，α是溶质Sn在Pb中的固溶体，β是溶质Pb在Sn 中的固溶体。 ②相区：相图中有三个单相区：L、α、β；三个两相区：L+α、L+β、α+ β。
工程材料与成形技术基础 一、工程材料的定义和分类 1.1 工程材料的定义 工程材料是指在各种工程项目中使用的各种物质，包括金属、非金属、有机材料等。 1.2 工程材料的分类 工程材料可以根据其组成、用途、特性等不同方面进行分类。常见的工程材料分类包括： 1. 金属材料 2. 粘土材料 3. 混凝土材料 4. 高分子材料 5. 玻璃材料 6. 陶瓷材料 7. 复合材料 二、工程材料的性能与选用 2.1 力学性能 工程材料的力学性能包括强度、刚度、韧性、硬度等指标，这些指标对于工程结构的安全性和可靠性至关重要。 2.2 耐久性 工程材料的耐久性是指其在不同环境下长期使用的能力，包括耐热性、耐寒性、耐腐蚀性等。 2.3 加工性能 工程材料的加工性能包括可塑性、可焊性、可锻性等指标，这些指标影响着工程材料的成形过程和成形性能。
三、工程材料的成形技术 3.1 塑性成形技术 塑性成形技术是指通过对工程材料的塑性变形来实现其形状的改变，常见的塑性成形技术包括挤压、拉伸、冲压、滚压等。 3.2 焊接技术 焊接技术是将两个或多个工程材料通过加热或加压的方式连接在一起，常见的焊接技术包括电弧焊、气体焊、激光焊等。 3.3 铸造技术 铸造技术是将熔化的工程材料倒入铸型中，通过凝固形成所需的形状，常见的铸造技术包括砂型铸造、压力铸造、熔模铸造等。 3.4 热处理技术 热处理技术是通过对工程材料的加热或冷却处理来改变其组织和性能，常见的热处理技术包括淬火、回火、退火等。 四、工程材料与成形技术的应用 4.1 汽车制造 工程材料与成形技术在汽车制造中起着重要作用，如汽车车身的制造和焊接、发动机零件的铸造等。 4.2 建筑工程 工程材料与成形技术在建筑工程中广泛应用，如混凝土构件的浇筑、钢结构的焊接、玻璃幕墙的制作等。
word格式-可编辑-感谢下载支持 1、金属三种晶格类型：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。 2、晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷。位错属于线缺陷。 3、材料抵抗外物压入其表面的能力称为硬度。HRC表示洛氏硬度，HB表示布氏硬度，HV维氏硬度 4、金属塑性加工性能用塑性和变形抗力衡量。 5、铸造应力分为：热应力和机械应力。其中热应力属于残余应力。 6、单相固溶体压力加工性能好，共晶合金铸造加工性能好。 7、金属经过冷塑性变形后强度提高，塑性降低的现象称为形变强化。 8、铸造性能是指：流动性和收缩性。 9、板料冲压成形基本工序：分离工序和成形工序两大类。 10、工艺选择四条基本原则：①使用性能足够原则②工艺性能良好原则③经济性能合理原则④材料、成形工艺、零件结构 相适应原则。 11、HT200是灰铸铁材料，其中200表示：最低抗拉强度为200MPa。 12、确定钢淬火加热温度的基本依据是：Fe-3C相图。 13、为保证铸造质量，顺序凝固适合于：缩孔倾向大的铸造合金。 14、锤上锻模时，锻件最终成型是在终锻模膛中完成的，切边后才符合要求。 15、材料45钢、T12、20钢、20Gr.中，焊接性能最好的是20钢（含碳量越高，焊接性能越差） 16、机床床身用灰铸铁铸造成型 17、固溶体分为：置换固溶体和间隙固溶体 18、金属件化合物：正常价化合物、电子化合物、间隙化合物。 19、塑性衡量：伸长率和断面收缩率。 20、晶粒大小：①常温下晶粒越小，金属的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。 ②晶粒大小与形核率和长大速度有关③影响因素：过冷度和难溶杂质④细化晶粒：增大过冷度，变质处理。机械搅拌 21、单相固溶体合金塑性好，变形抗力好，变形均匀，不易开裂，加工性能好 22、单相固溶体塑性变形形式：滑移和孪生 23、退火：目的：1,、降低硬度，改善切削加工性2、消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与开裂倾向3、细化晶粒，调 整组织，消除组织缺陷。 完全退火：适用于亚共析钢，锻件及焊接件。加热到Ac3以上使奥氏体化，作用：使加热过程中造成的粗大不均匀组织均匀细化，降低硬度，提高塑性，改善加工性能，消除内应力。等温退火：作用同上。大大缩短退火时间球化退火：Ac1以上10-30℃。适应于共析钢和过共析钢。作用：使网状二次渗碳体和珠光体中的片状二次渗碳体球化，降低材料硬度，改善切削加工性，减小最终淬火变形和开裂。 扩散退火：适用于大型铸、锻件。目的：消除其化学成分的偏析和组织的不均匀性。。。。。。。。后一般进行完全退火或正火 去应力退火：消除毛坯和零件残余应力，稳定工件尺寸及形状，减小零件切削加工和使用过程中的变形和裂纹倾向。正火：将钢加热到Ac3(亚共析钢)Ac1（共析和过共析钢）以上30-50℃目的：1、对普通碳素钢，低合金钢可作为最终热处理2、对低碳素钢，调整硬度，改善切削加工性。3对共析钢，过共析钢，消除网状二次渗碳体，为球化退火做好组织上的准备。得到的是索氏体 淬火：将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上30-50℃，经过保温后在冷却介质中迅速冷却的热处理工艺。提高钢的力学性能，得到马氏体和贝氏体组织。介质：水，盐水，油淬火冷却方法：单介质淬火法，双介质淬火法，马氏体分级淬火法，贝氏体等温淬火法，冷处理。 24、回火：目的：1、消除或降低内应力，降低脆性，防止开裂和变形。2、稳定组织，稳定尺寸和形状，保证零件精度 和性能3、调整零件强度，硬度，获得所需韧性和塑性。
材料成型技术基础知识点总结第一章铸造 1.铸造：将液态金属在重力或外力作用下充填到型腔中，待其凝固冷却后，获得所需形状和尺寸的毛坯或零件的方法。 2.充型：溶化合金填充铸型的过程。 3.充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸符合要求的优质铸件的能力。 4.充型能力的影响因素：金属液本身的流动能力（合金流动性） 浇注条件：浇注温度、充型压力 铸型条件：铸型蓄热能力、铸型温度、铸型中的气体、铸件结构 流动性是熔融金属的流动能力，是液态金属固有的属性。 5.影响合金流动性的因素： （1）合金种类：与合金的熔点、导热率、合金液的粘度等物理性能有关。 （2）化学成份：纯金属和共晶成分的合金流动性最好； （3）杂质与含气量：杂质增加粘度，流动性下降；含气量少，流动性好。 6.金属的凝固方式： ①逐层凝固方式
②体积凝固方式或称“糊状凝固方式”。 ③中间凝固方式 7.收缩：液态合金在凝固和冷却过程中，体积和尺寸减小的现象称为合金的收缩。收缩能使铸件产生缩孔、缩松、裂纹、变形和内应力等缺陷。 8.合金的收缩可分为三个阶段：液态收缩、凝固收缩和固态收缩。 液态收缩和凝固收缩，通常以体积收缩率表示。液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔、缩松缺陷的基本原因。 合金的固态收缩，通常用线收缩率来表示。固态收缩是铸件发生内应力、裂纹和变形等缺陷的主要缘故原由。 9.影响收缩的因素 （１）化学身分：碳素钢随含碳量增长，凝固收缩增长，而固态收缩略减。 （２）浇注温度：浇注温度愈高，过热度愈大，合金的液态收缩增长。 （３）铸件结构：铸型中的铸件冷却时，因外形和尺寸不同，各部分的冷却速率不同，结果对铸件收缩发生阻碍。 （4）铸型和型芯对铸件的收缩也产生机械阻力
材料成形技术基础知识点总结 滑移系：晶体中一个滑移面及该面上的一个华滑移方向的组合。 纤维组织：金属经冷加工变形后，晶粒形状发生改变，其变化趋势大致与金属的宏观变形一致，若变形程度很大，则晶粒呈现一片纤维状的条纹。 拉深：当凸模下降与坯料接触，坯料首先弯曲，于凸模圆角接触的材料发生胀形形变，凸模继续下降，法兰部分坯料在切向压应力，径向拉应力的作用下沿凹模圆角向直壁流动，形成筒部，进行拉深变形。 自发形核：在单一的液相中，通过自身的结构起伏形成新相核心的过程。非自发形核：在不均匀的液体中，依靠外来杂质和容器壁面提供衬底而进行形核的过程。 焊接热循环：在焊接热源的作用下，焊件上的某一点温度随时间变化的过程。 焊接残余应力：由于焊接过程中的不均匀加热等因素而导致的焊接结构中存在残余应力。 温度场：加热和冷却过程中某一瞬间温度分布。 材料成型过程中的三种流：材料流，能量流，信息流。 液态金属在凝固和冷却到室温时发生：液态，凝固，固态三种收缩。 减小及消除焊接残余应力的措施有：热处理，温差拉伸，拉力载荷，爆炸冲击，振动法等。 液态金属结构：液态金属有许多近程有序的原子集团组成，原子集团内部原子规则排列，其结构与原固体相似；有大的能量起伏，激烈的热运动和大量的空穴；所有原子集团和空穴时聚时散，时小时大，始终处于瞬息万变的状态。 形核剂应具备哪些条件：失配度小，粗糙度大，分散性好，高温稳定性好。 加工硬化：金属经冷塑性变形后，随着变形程度的增加，金属的强度硬度增加，而塑性韧性降低，这种现象叫。其成因与位错的交互作用有关，随着塑性变形的进行，位错密度不断增加，位错反应和相互交割加剧，结果产生固定割阶，位错缠结等障碍，以致形成胞装亚结构，使位错难以越过这些障碍而被限制在一定范围内运动，这样，要使金属继续变形就需要不断增加外力才能克服位错间强大的交互作用力。 滑移变形时通常把滑移因子u为0.5或接近0.5的取向称为软取向，把u为0或接近0 的取向称为硬取向。 焊丝熔滴过度类型：自由过度，短路过度，混合过渡。其中自由过度分为滴状过渡和喷射过渡。 奥氏体不锈钢焊接主要问题是：热裂纹，脆化，晶间腐蚀和应力腐蚀。 成分过冷的形成原因k＜1为例：固液界面前沿液相溶质将形成一个溶质富集的过界层（k小于1的合金），这种溶质富集将导致液相凝固温度T发生改变，与界面前沿实际温度Ta相比，产生差异，此差异将可能引起过冷。 手工电弧焊原理：利用焊条与焊件之间产生的电弧将焊条和焊件局部加热融化，焊芯端部溶化后的熔滴和融化的母材融合在一起形成熔池。焊条药皮溶化后形成熔渣并放出气体，在气渣的的联合保护下，有效地排除了周围空气的有害影响，得到优质焊缝。特点：简便灵活，适应性强，设备简单，易于移动，费用低。 高径比H0/D0：≥3，坯料容易发生失稳弯曲；2＜X＜3时容易形成双鼓形；0.5＜X＜2时坯料变形较均匀；≤0.5时两难变形区相遇，变形抗力急增，墩粗过程那个难以进行。 热轧钢正火钢焊接性要点：①抗热裂性比较好②有一定的冷冽倾向，且随强度级别的升高而增大③沉淀强化的钢种有产生再热裂纹的倾向，在消除应力热处理时，应注意避免在600度左右保温④热轧钢在制造厚大件时，有层状撕裂的危险⑤这类钢不存在热影响区软化的问题，但有过热区脆化的问题。热轧钢含碳量越高脆化程度越严重。正火钢随焊接热输入的增大或钢中含钛量的增加，催化程度严重。 等轴晶：具有晶界面积大，杂质和缺陷分布分散，晶粒分布没有位向的特点，故其性能均匀稳定，没有方向性。能克服等轴树枝晶分枝发达、显微缩松多的特点，可进一步提高综合力学性能。
工程材料与成型技术基础复习材料提炼机械工业出版社庞国星 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
第一章工程材料的分类与性能1、硬度布氏硬度（HBW表示）符号前硬度值，符号后依次压头直径、载荷大小及载荷保持时间（10~15s不标注） 1）钢、镍基合金、钛合金 2）铸铁 3）铜和铜合金 4）轻金属及其合金 5）铅、锡。洛氏硬度硬度值+标尺类型HRA：碳化物、硬质合金等HRB：非铁金属，退火、正火钢等HRC：淬火钢、调质钢HRD：薄钢板、中等厚度表面硬化零件维氏硬度硬度值+载荷大小和保持时间H V 2、断裂韧度主要取决于材料的成分组织和结果。Y-与裂纹形状、加载方式及式样尺寸有关的量，一般Y=1~2；____-外加拉应力Mpa，α-裂纹长度的一半。 3、工艺性能：金属材料的工艺性能是指适应某种加工的能力。按照工艺方法不同，分为铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。 第二章金属与合金的晶体结构和二元合金相图1、三种典型的金属晶体结构 1）体心立方晶格（1+8*1/8）2个，原子致密度68%，α-Fe、Cr、W、Mo、V等。 2）面心立方晶格 （8*1/8+6*1/2）4个，原子致密度74%，y-Fe、Cu、Al、Ag、Au、Pb、Ni等。 3）密排立方晶格6个，原子致密度74%，Mg、Zn、Be、Gd等。一般金属材料都是多晶体：许多晶体组成的晶体成为多晶体。各向异性是指晶体在不同方向上所表现出来的性能不相同的现象。晶体加工缺陷：1）点缺陷-空位和间隙原子 2）线缺陷-位错：晶体中某一列或若干列原子发生有规律的错排现象。3）面缺陷-晶界和亚晶界
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材料成型技术基础 第二章铸造 一、铸造的定义、优点、缺点: 铸造指熔融金属、制造铸型并将熔融金属浇入铸型凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能的金属零件或毛坯的成型方法. 优点：铸造的工艺适应性强，铸件的结构形状和尺寸几乎不受限制;工业上常用的合金几乎都能铸造；铸造原材料来源广泛，价格低廉，设备投资少;铸造适于制造形状复杂、特别是内腔形状复杂的零件或毛坯，尤其是要求承压、抗振或耐磨的零件. 缺点：铸件的质量取决于成形工艺、铸型材料、合金的熔炼与浇注等诸多因素，易出现浇不到、缩孔、气孔、裂纹等缺陷，且往往组织疏松,晶粒粗大。 二、充型能力的定义、影响它的三个因素: 金属液的充型能力指金属液充满铸型型腔，获得轮廓清晰、形状准确的铸件的能力. 影响因素：①金属的流动性；②铸型条件；③浇注条件。 三、影响流动性的因素;纯金属和共晶成分合金呈逐层凝固流动性最好；影响充型能力的铸型的三个条件；浇注温度和压力对充型能力是如何影响的： 影响流动性的因素： ①合金成分:纯金属和共晶成分的合金,结晶过程呈逐层凝固方式，流动性好;非共晶成分的合金,呈中间凝固方式,流动性较差；凝固温度范围过大，铸件断面呈糊状凝固方式，流动性最差。结晶温度范围越窄，合金流动性越好。 ②合金的质量热容、密度和热导率:合金质量热容和密度越大、热导率越小，流动性越好.
材料成形技术基础第一章 1-1 一、铸造的实质、特点与应用 铸造：将熔融的液体浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中，冷却后获得逐渐的工艺方法。 1、铸造的实质 利用了液体的流动形成。 2、铸造的特点 A适应性大（铸件重量、合金种类、零件形状都不受限制）； B成本低 C工序多，质量不稳定，废品率高 D力学性能较同样材料的锻件差。力学性能差的原因是：铸造毛胚的晶粒粗大，组织疏松，成分不均匀 3、铸造的应用 铸造毛胚主要用于受力较小，形状复杂（尤其是腔内复杂）或简单、重量较大的零件毛胚。 二、铸造工艺基础 1、铸件的凝固 （1）铸造合金的结晶结晶过程是由液态到固态晶体的转变过程。它由晶核的形成和长大两部分组成。通常情况下，铸件的结晶有如下特点： A以非均质形核为主 B以枝状晶方式生长为主。 结晶过程中，晶核数目的多少是影响晶粒度大小的重要因素，因此可通过增加晶核数目来细化晶粒。晶体生长方式决定了最终的晶体形貌，不同晶体生长方式可得到枝状晶、柱状晶、等轴晶或混合组织等。（2）铸件的凝固方式 逐渐的凝固方式有三种类型：A逐层凝固 B糊状凝固 C中间凝固 2、合金的铸造性能 （1）流动性合金的流动性即为液态合金的充型能力，是合金本身的性能。它反映了液态金属的充型能力，但液态金属的充型能力除与流动性有关，还与外界条件如铸型性质、浇注条件和铸件结构等因素有关，是各种因素的综合反映。 生产上改善合金的充型能力可以从一下各方面着手： A选择靠近共晶成分的趋于逐层凝固的合金，它们的流动性好； B 提高浇注温度，延长金属流动时间； C 提高充填能力 D 设置出气冒口，减少型内气体，降低金属液流动时阻力。 （2）收缩性 A 缩孔、缩松形成与铸件的液态收缩和凝固收缩的过程中。对于逐层凝固的合金由于固液两相共存区很小甚至没有，液固界面泾渭分明，已凝固区域的收缩就能顺利得到相邻液相的补充，如果最后凝固出的金属得不到液态金属的补充，就会在该处形成一个集中的缩孔。适当控制凝固顺序，让铸件按远离冒口部分最先凝固，然后朝冒口方向凝固，最后才是冒口本身的凝固（即顺序凝固方式），就把缩孔转移到最后凝固的部位——冒口中去，而去除冒口后的铸件则是所要的致密铸件。 具有宽结晶温度范围，趋于糊状凝固的合金，由于液固两相共存区很宽甚至布满整个断面，发达的枝状晶彼此相互交错而把尚未结晶的金属液分割成许多小而分散的封闭区域，当该区域内的金属液凝固时，收缩得不到外来金属液的补偿，而形成了分散的小缩孔，即缩松。这类合金即采用顺序凝固加冒口的措施也无法彻底消除缩松缺陷。因此，对于气密性要求不高，而要求内应力小的场合可采用同时凝固措施来满足要求。 B 铸件内应力主要是由于铸件在固态下的收缩受阻而英气的。这些阻碍包括机械阻碍和热阻碍。