工程材料与热加工基础课程设计
一轴类零件
1、零件名称：C6132车床主轴
2、零件图：
3、选材
1、技术要求和生产性质
（1）技术要求：在滚动轴承中运转，承受交变弯曲和扭转应力，σb ≥800Mpa，δ≥
9%，α≥0.6MJ/m2，内锥孔和外锥体硬度40～45HRC，其余部位220～250HBS
（2）生产性质：大批生产
2、选材分析
（1）工作条件
车床主轴，带动工件旋转，并能承受一定的载荷。它在滚动轴承中运转，还需要
承受摩擦。因而其工作条件为：
a．传递扭矩，承受拉、压载荷；
b．轴颈承受较大的摩擦；
c．承受一定的冲击载荷。
（2）失效形式
轴被轴承支承的部分成为轴颈。主轴在工作时由于轴颈和轴承的接触会产生摩
擦，导致表面发热、磨损。同时交变载荷长期作用也会是轴疲劳断裂。因此车床
主轴的主要失效形式有：
a.疲劳破坏造成断裂
b. 过度磨损导致失效
（3）综合分析
C6132车床主轴需要承受较大的抗拉强度，具有较大的冲击韧性，对局部锥孔需
要进行另外热处理，其余部位的硬度也有一定要求，而且要大批量生产，选用的
材料应比较常见且较便宜。
（4）选材方案
方案一：
从碳钢中选择。一般车床主轴多用45钢，其价格相对较便宜，在调质处理后力学性能有所改进。45钢在热处理后σb为650～800Mpa，αk≥450J/m2，硬度可达到220～250HBS。而此处要求σb ≥800Mpa，αk≥0.6MJ/m2。45钢硬度能满足要求，但其抗拉强度和冲击韧性太低，不满足要求。
方案二：
从合金钢中选择。选择40Cr这种中碳合金调质钢。它的价格要比普通的45钢高。但性能更好。其力学性能：σb≥1000Mpa，αk≥600 J/m2，调质后硬度达220～250HBS，局部淬硬，表面硬度可达46～55HRC。因此它具有较高的疲劳强度，能抵抗一定程度的变形。同时合金钢中Cr的加入可有效提高淬透性，整体力学性能较好。
结论：
综上所述，应选择40Cr作为C6132车床主轴的材料。
4、零件毛坯生产
车床主轴承受重载，交变载荷，并高速旋转，适合采用锻件。锻造能使材料的力学性能更加良好。锻造毛坯有三个方案：
方案一：
采用自由锻。自由锻成本低，很经济。可是自由锻消耗时间厂，效率比较低，只适用于小批量生产。该车床主轴要求大批量生产，条件不符。
方案二：
采用锤上模锻。与自由锻相比，生产率高，加工余量小，可锻出形状复杂的锻件，而且能节省金属材料，降低生产成本。可是其型槽复杂造价高。
方案三：
采用压力机上模锻。选择平锻机上模锻，适合制造长轴和带孔
零件，生产率比较高。
结论：
由于车床主轴是大批量生产，因此不适合采用自由锻，自由锻劳动强度大而且生产效率低。至于锤上模锻，其锻模模膛复杂，造价高。因此采用平锻机上模锻，生产效率高，且适合长轴的生产。
5、工艺流程
下料→锻造→正火→机械加工→调质→表面局部淬火，低温回火→精车→去应力退火→磨削→人工时效→精磨
由于主轴的大批量生产，工序不宜过于复杂。正火是为了得到合适的硬度，以便于机械加工。调质处理是得到较高的韧性和足够的硬度。较高的硬度能防止轴颈的磨损失效。局部淬火则是为了保证内锥孔和外锥体的硬度。去应力退火和人工时效作用是为了消除内应力，减少零件变形，稳定尺寸。
二轴承座零件
1、零件名称：输送机底座
2、零件图：
绪论 材料的发展： 公元前1200年左右，人类进入了铁器时代，开始使用的是铸铁，以后制钢工业迅速发展，称为18世纪产业革命的重要内容和物质基础。 20世纪中叶以来，科学技术突飞猛进，日新月异，作为“发明之母”和“产业的粮食”的新材料研制更是异常活跃，出现了称之为“高分子时代”、“半导体时代”、“先进陶瓷时代”和“复合材料时代”等种种提法。在当今新技术革命波及整个国际社会的浪潮冲击下，人类进入了一个“材料革命”的新时代。 1.金属材料 金属具有正的电阻温度系数，通常有良好的导电性、导热性、延展性、高的密度和高的光泽。包括纯金属和以金属元素为主的合金。在工程领域有把金属及其合金分为两类：（1）黑色金属，即铁和铁基合金（钢铁及合金钢）；（2）有色金属，黑色金属以外的所有金属及其合金，常见有铝及铝合金，铜及铜合金等。 金属材料一般有良好的综合机械性能（强度、塑性和韧性等），是工程领域应用最广的材料。金属材料是当今工程领域应用最广的材料材料的发展 2.高分子材料 又称聚合物，包括天然高分子材料（木材、棉、麻等）和合成高分子材料（塑料，合成橡胶等）。其主要组分高分子化合物是有许多结构相同的结构单元相互连接而成。 它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性、绝缘性和低密度等优良性能。高分子材料发明虽晚，但异军突起，因其物美价廉，在工程材料中应用越来越广。 3.复合材料 由两种或两种以上材料组成，其性能是它的组成材料所不具备的。复合材料可以有非同寻常的刚度、强度、高温性能和耐蚀性。按基本材料分类，它可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料等。复合材料具有极其优异性能，质轻，强度高，韧性好，可制作运动器材，而在航空航天领域更是无可替代。 第一章金属的主要性能 教学目标: １.了解材料的主要力学性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长 率、断面收缩率、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等力学 性能及其测试原理； ２．强调各种力学性能指标的生产实际意义； ３．了解工程材料的物理性能、化学性能及工艺性能。 第一节强度和塑性 一、拉伸实验与拉伸曲线
一、名词解释： １、固溶强化：固溶体溶入溶质后强度、硬度提高，塑性韧性下降现象。 ２、加工硬化：金属塑性变形后，强度硬度提高的现象。 ２、合金强化：在钢液中有选择地加入合金元素，提高材料强度和硬度 ４、热处理：钢在固态下通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构从而获得所需性能的一种工艺。５、细晶强化：晶粒尺寸通过细化处理，使得金属强度提高的方法。 二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法 三、（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：
下料锻造正火机加工调质机加工（精） 轴颈表面淬火低温回火磨加工 指出：1、主轴应用的材料：45钢 2、正火的目的和大致热处理工艺细化晶粒，消除应力；加热到Ac3＋50℃保温一段时间空冷 3、调质目的和大致热处理工艺强度硬度塑性韧性达到良好配合淬火＋高温回火 4、表面淬火目的提高轴颈表面硬度 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。去除表面淬火热应力，表面M＋A’心部S回 四、选择填空（20分） １．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d） （a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大 （c）无影响（d）上述说法都不全面 ２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。 （a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ） （a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ） （a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ） （a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d） （a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b） （a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性
金属热加工工艺复习（完全体） 一名词解释： 1.金属液态成形：是一种将金属（一般为合金）浇入铸型型腔，冷却凝固后获得零件 或毛坯的成形工艺。 2.铸造：熔炼金属，制造铸型，并将熔融金属在重力、压力、离心力、电磁力等外力 场的作用下充满铸型，凝固后获得一定形状与性能零件和毛坯生产过程。 3.直浇道窝：在直浇道底部设有半圆形或圆锥台形的窝坑，称为直浇道窝。 4.流动性：指熔融金属的流动能力。它是影响熔融金属充型能力的主要因素之一。 5.冷铁：为增加铸件的局部冷却速度，在砂型、砂芯表面或型腔中安放的激冷物。 6.补贴：为增加冒口补缩效果，沿冒口补缩距离，向着冒口方向铸件断面逐渐增厚的 多余金属。 7.浇注位置：浇注状态下铸件在铸型内所处的位置。 8.分型面：是指两半型（一般为上、下）或多个铸型（多箱造型）相互接触配合的表 面。 9.特种铸造：是指有别于砂型铸造工艺的其它铸造工艺。 10.离心铸造：是将金属液浇入旋转的铸型中，在离心力作用下填充铸型而凝固成形的 一种铸造方法。 11.熔模铸造：又称失蜡铸造，用易熔材料（蜡或塑料等）制成精确的可熔性型壳熔模， 并进行蜡模组合，涂以若干层耐火涂料，经干燥、硬化成整体型壳，加热型壳熔失模型，经高温焙烧成耐火型壳，在型壳中浇注铸件的方法。 12.锻造温度：是指开始锻造的温度（始锻温度）和结束锻造的温度（终锻温度）之间 的一段温度区间。 13.始锻温度：锻造温度的上限。 14.终锻温度：锻造温度的下限。 15.锻造成形：锻造成型是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生 塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 16.自由锻：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不 受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自 由锻。 17.胎膜锻：胎模锻是在自由锻设备上使用简单的活动模具（称为胎模）生产锻件的方 法 18.模锻：模型锻造简称为模锻，是将加热到锻造温度的金属坯料放到固定在模锻设备 上的锻模模膛内，使坯料承受冲击功或静压力产生塑性变形而获得锻件的方法。 19.拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深 的空心件)而厚度基本不变的加工方法。 20.分模面：是指锻模上模与下模的分界面 21.分模线：分模面预锻件表面的交线称锻件的分模线。分模线是锻件最基本的结构要 素。 22.芯轴扩孔：是将芯轴穿过空心坯料而放在“马架”上，坯料转过一个角度压下一次， 逐渐将坯料的壁厚压薄、内外径扩大。因此，这种扩孔也称为马架上扩孔。
第一章材料的性能及应用意义 1．使用性能、工艺性能（P．6） 2．力学性能（P．7）3．强度、屈服强度、抗拉强度（P．7）4．刚度，影响因素（P．9）5．塑性（P．11） 6．硬度：概念、优缺点。为什么一般工程图样上常标注材料的硬度，作为零件检验和验收的主要依据？（P．11） 7．硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。（P．11）硬度测试有压入法和刻划法两大类。 8．冲击韧性（P．13）9．疲劳（P．15）10．磨损（P．17）11．工艺性能（P．21） 第二章材料的结构 1．晶体、非晶体（P．26）2．各向异性（P．27）3．典型晶体结构（P．28）4．晶体缺陷：点、线、面（P．30）
第三章材料的凝固与结晶组织 1．凝固、结晶（P．35）2．过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系（P．36）3．结晶过程：形核与长大（P．37）4．变质处理、原因、机理（P．39）5．同素异构转变（P．40）6．合金、相（P．40）7．合金相结构（P．40）8．固溶体、固溶强化：原因（P．41）9．金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P．42）10．匀晶相图、匀晶转变（P．45）11．共晶转变、杠杆定律（P．47）12．共析转变（P．50） 第四章材料的变形断裂与强化机制 1．塑性转变、滑移（P．55）2．细晶强化：原因（P．58）3．冷塑性变形时的组织变化（P．58）4．加工硬化：原因（P．60）5．回复：现象、结果、性能变化（P．61）6．再结晶：现象、结果、性能变化（P．62）7．再结晶温度（P．62）
8．热加工、冷加工：区别（P．64）9．金属强化机制：四种（P．68） 第五章铁碳合金相图及应用 1．铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P．72）2．铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P．73）3．铁碳合金分类（P．75）4．共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P．77）5．力学性能变化（P．82） 第六章钢的热处理 1．热处理工艺、三个阶段（P．85）2．相变点、A1、A3、A cm（P．85）3．共析钢奥氏体化过程（P．86）4．影响奥氏体形成的因素（P．87）5．晶粒度、起始晶粒度、实际晶粒度、（P．88）6．连续冷却、等温冷却（P．90）7．过冷奥氏体、过冷奥氏体等温转变曲线（P．90）8．过冷奥氏体等温转变的组织与性能：三大类（P．91）9．珠光体转变：产物、影响因素、片层间距对性能的影响（P．91）10．贝氏体：半扩散型、上下贝氏体形貌特征、性能特点、原因（P．92） 11．马氏体：两类马氏体形貌特征、性能特点、强化原因（为什么成分不变而强度提高）、亚结构、转变特点、残余奥氏体、冷处理（P．93） 12．影响奥氏体等温转变的因素（P．96）
制造工艺详解——铸造 铸造是人类掌握比较早的一种金属热加工工艺，已有约6000年的历史。中国约在公元前1700～前1000年之间已进入青铜铸件的全盛期，工艺上已达到相当高的水平。 一、铸造的定义和分类 铸造的定义：是将液体金属浇铸到与零件形状相适应的铸造空腔中，待其冷却凝固后，获得具有一定形状、尺寸和性能金属零件毛坯的成型方法。 常见的铸造方法有砂型铸造和精密铸造，详细的分类方法如下表所示。 砂型铸造：砂型铸造——在砂型中生产铸件的铸造方法。钢、铁和大多数有色合金铸件都可用砂型铸造方法获得。由于砂型铸造所用的造型材料价廉易得，铸型制造简便，对铸件的单件生产、成批生产和大量生产均能适应，长期以来，一直是铸造生产中的基本工艺。 精密铸造：精密铸造是用精密的造型方法获得精确铸件工艺的总称。它的产品精密、复杂、接近于零件最后形状，可不加工或很少加工就直接使用，是一种近净形成形的先进工艺。 铸造方法分类 二、常用的铸造方法及其优缺点 1. 普通砂型铸造
制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂，硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。 砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分 为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。 砂型铸造用的是最流行和最简单类型的铸件已延用几个世纪.砂型铸造是用来制造大型部件，如灰铸铁，球墨铸铁,不锈钢和其它类型钢材等工序的砂型铸造。其中主要步骤包括绘画，模具，制芯，造型，熔化及浇注，清洁等。 工艺参数的选择 加工余量：所谓加工余量，就是铸件上需要切削加工的表面，应预先留出一定的加工余量，其大小取决于铸造合金的种类、造型方法、铸件大小及加工面在铸型中的位置等诸多因素。 起模斜度：为了使模样便于从铸型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度称为起模斜度。 铸造圆角：为了防止铸件在壁的连接和拐角处产生应力和裂纹，防止铸型的尖角损坏和产生砂眼，在设计铸件时，铸件壁的连接和拐角部分应设计成圆角。 型芯头：为了保证型芯在铸型中的定位、固定和排气，模样和型芯都要设计出型芯头。 收缩余量：由于铸件在浇注后的冷却收缩，制作模样时要加上这部分收缩尺
工程材料及热处理 一、名词解释（20分）8个名词解释 1.过冷度：金属实际结晶温度T和理论结晶温度、Tm之差称为过冷度△T，△T=Tm-T。 2.固溶体：溶质原子溶入金属溶剂中形成的合金相称为固溶体。 3.固溶强化：固溶体的强度、硬度随溶质原子浓度升高而明显增加，而塑、韧性稍有下降，这种现象称为固溶强化。 4.匀晶转变：从液相中结晶出单相的固溶体的结晶过程称匀晶转变。 5.共晶转变：从一个液相中同时结晶出两种不同的固相 6.包晶转变：由一种液相和固相相互作用生成另一种固相的转变过程，称为包晶转变。 7.高温铁素体：碳溶于δ-Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号δ表示。 铁素体：碳溶于α－Fe的间隙固溶体，体心立方晶格，用符号α或F表示。 奥氏体：碳溶于γ-Fe的间隙固溶体，面心立方晶格，用符号γ或 F表示。 8.热脆（红脆）：含有硫化物共晶的钢材进行热压力加工，分布在晶界处的共晶体处于熔融状态，一经轧制或锻打，钢材就会沿晶界开裂。这种现象称为钢的热脆。 冷脆：较高的含磷量，使钢显著提高强度、硬度的同时，剧烈地降低钢的塑、韧性并且还提高了钢的脆性转化温度，使得低温工作的零
件冲击韧性很低，脆性很大，这种现象称为冷脆。 氢脆：氢在钢中含量尽管很少，但溶解于固态钢中时，剧烈地降低钢的塑韧性增大钢的脆性，这种现象称为氢脆。 9.再结晶：将变形金属继续加热到足够高的温度，就会在金属中发生新晶粒的形核和长大，最终无应变的新等轴晶粒全部取代了旧的变形晶粒，这个过程就称为再结晶。 10.马氏体：马氏体转变是指钢从奥氏体状态快速冷却，来不及发生扩散分解而产生的无扩散型的相变，转变产物称为马氏体。 含碳量低于0.2%，板条状马氏体；含碳量高于1.0%，针片状马氏体；含碳量介于0.2%-1.0%之间，马氏体为板条状和针片状的混合组织。 11.退火：钢加热到适当的温度，经过一定时间保温后缓慢冷却，以达到改善组织提高加工性能的一种热处理工艺。 12.正火：将钢加热到3c A或ccm A以上30-50℃，保温一定时间，然后在空气中冷却以获得珠光体类组织的一种热处理工艺。 13.淬火：将钢加热到3c A或1c A以上的一定温度，保温后快速冷却，以获得马氏体组织的一种热处理工艺。 14.回火：将淬火钢加热到临界点1c A以下的某一温度，保温后以适当方式冷却到室温的一种热处理工艺。（低温回火-回火马氏体；中温回火-回火托氏体；高温回火-回火索氏体） 15.回火脆性：淬火钢回火时，其冲击韧性并非随着回火温度的升高而单调地提高，在250-400℃和450-650℃两个温度区间内出现明显下降，这种脆化现象称为钢的回火脆性。
1．写出下列力学性能符号所代表的力学性能指标的名称和含义。 σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。 σe是弹性极限，是材料产生完全弹性变形时所承受的最大应力值； σs是屈服强度，是材料产生屈服现象时的最小应力值； σ r 0.2是以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度； σb是抗拉强度，是材料断裂前所能承受的最大应力值； δ是伸长率，试样拉断后标距长度的伸长量与原始标距长度的百分比； ψ是断面收缩率，是试样拉断后，缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比； a k是冲击吸收功，摆锤冲击试验中摆锤冲断试样所消耗的能量称为冲击吸收功； σ-1是材料经受无数次应力循环而不被破坏的最大应力； HRA、HRB、HRC是洛氏硬度由于不同的压头和载荷组成的几种不同的洛氏硬度标尺而产生的三种表示方法； HBS(HBW)是布氏硬度，用淬火钢球做压头测得的硬度用符号HBS表示，用硬质合金做压头测得的硬度用符号HBW表示。 2．低碳钢试样在受到静拉力作用直至拉断时经过怎样的变形过程? 由最初受力时的弹性变形到超过屈服极限的塑性变形到最后超过抗拉强度后的断裂。 3．某金属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。拉伸到产生0.2％塑性变形时作用力(载荷)F0.2=6.5×103N；F b=8．5×103N。拉断后标距长为l l=120mm，断口处最小直径为
d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb、δ、ψ。 σ0.2= F0.2/ s0=(6.5×103)/π×（10/2）2 =82.8MPa σb= F b/ s0=(8.5×103)/π×（10/2）2 =108.28MPa δ=(l l- l0)/ l0×100%=20% ψ=( s0- s1)/ s0=[π×（10/2）2-π×（6.4/2）2]/π×（10/2）2=59.04% 4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。问直径为2.5mm，长12cm 的钢丝在承受450N的拉力作用时产生的弹性变形量(Δl)是多少?若是将钢丝改成同样长度的铝丝，在承受作用力不变、产生的弹性变形量(Δl)也不变的情况下，铝丝的直径应是多少? Δl=F×l/(E×A)=5.3×10-2mm 根据变形量相等，所以E钢×A钢= E铝×A铝 易求得d铝=4.33mm 5．某钢棒需承受14000N的轴向拉力，加上安全系数允许承受的最大应力为140MPa。问钢棒最小直径应是多少?若钢棒长度为60mm、E=210000MPa，则钢棒的弹性变形量(Δl)是多少? σe= F e/ s0, 所以最小直径d,有π（d/2）2= F e/σe d=11.28mm Δl=F×l/(E×A)=0.04mm 6．试比较布氏、洛氏硬度的特点，指出各自最适用的范围。下列几种工件的硬度适宜哪种硬度法测量：淬硬的钢件、灰铸铁毛坯件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度。 布氏硬度： 具有较大的压头和较大的试验力,得到压痕较大，因而能测出试样较大范围的性能。与抗拉强度有着近似的换算关系。测量结果较为准确。对材料表面破坏较大，不适合测量成品。测量过程复杂费事。适合测量灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料，适用于原料及半成品硬度测量。 洛氏硬度： 采用测量压入深度的方式，硬度值可直接读出，操作简单快捷，工作效率高。然而由于金刚石压头的生产及测量机构精度不佳，洛氏硬度的精度不如维氏、布氏。适用于成批量零部件检测，可现场或生产线上对成品检测。 灰铸铁毛坯件适宜用布氏硬来测量；淬硬的钢件、硬质合金刀片、渗氮处理后的钢件表面渗氮层的硬度适宜用洛氏硬度来测量。 7．若工件刚度太低易出现什么问题?若是刚度可以而弹性极限太低易出现什么问题? 工件如果刚度太低则会在受力时较容易产生弹性变形，弹性变形过大。如果刚度可以而弹性极限太低则会在受力时比较容易塑形变形。 8．指出下列硬度值表示方法上的错误。12HRC～15HRC、800HBS、230HBW、550N／mm2HBW、70HRC～75HRC、200N／mm2HBS。 12HRC～15HRC，HRC的表示范围是20~70；
一．名词解释题 间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂的晶格间隙中所形成的固溶体。 再结晶：金属发生重新形核和长大而不改变其晶格类型的结晶过程。 淬透性：钢淬火时获得马氏体的能力。 枝晶偏析：金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象。 时效强化：固溶处理后铝合金的强度和硬度随时间变化而发生显著提高的现象。 同素异构性：同一金属在不同温度下具有不同晶格类型的现象。临界冷却速度：钢淬火时获得完全马氏体的最低冷却速度。 热硬性：指金属材料在高温下保持高硬度的能力。 二次硬化：淬火钢在回火时硬度提高的现象。 共晶转变：指具有一定成分的液态合金,在一定温度下,同时结晶出两种不同的固相的转变。 比重偏析：因初晶相与剩余液相比重不同而造成的成分偏析。 置换固溶体：溶质原子溶入溶质晶格并占据溶质晶格位置所形成的固溶体。 变质处理：在金属浇注前添加变质剂来改变晶粒的形状或大小的处理方法。 晶体的各向异性：晶体在不同方向具有不同性能的现象。 固溶强化：因溶质原子溶入而使固溶体的强度和硬度升高的现象。 形变强化：随着塑性变形程度的增加，金属的强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。 残余奥氏体：指淬火后尚未转变，被迫保留下来的奥氏体。 调质处理：指淬火及高温回火的热处理工艺。 淬硬性：钢淬火时的硬化能力。 过冷奥氏体：将钢奥氏体化后冷却至A1温度之下尚未分解的奥氏体。 本质晶粒度：指奥氏体晶粒的长大倾向。 C曲线：过冷奥氏体的等温冷却转变曲线。 CCT曲线：过冷奥氏体的连续冷却转变曲线。 马氏体：含碳过饱和的α固溶体。 热塑性塑料：加热时软化融融，冷却又变硬，并可反复进行的塑料。 热固性塑料：首次加热时软化并发生交连反应形成网状结构，再加热时不软化的塑料。 回火稳定性：钢在回火时抵抗硬度下降的能力。 可逆回火脆性：又称第二类回火脆性，发生的温度在400～650℃，当重新加热脆性消失后，应迅速冷却，不能在400～650℃区间长时间停留或缓冷，否则会再次发生催化现象。 过冷度：金属的理论结晶温度与实际结晶温度之差。 二．判断正误并加以改正 1、细化晶粒虽能提高金属的强度，但增大了金属的脆性。（╳）改正：细化晶粒不但能提高金属的强度，也降低了金属的脆性。 2、结构钢的淬透性，随钢中碳含量的增大而增大。（╳） 改正：结构钢的淬硬性，随钢中碳含量的增大而增大。 3、普通低合金结构钢不能通过热化处理进行强化。（√） 4、置换固溶体必是无限固溶体。（╳） 改正：置换固溶体有可能是无限固溶体。 5、单晶体必有各向异性。（√） 6、普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的。（╳） 改正：普通钢和优质钢是按钢中有害杂质硫、磷的含量来划分的。 7、过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒。（╳） 改正：过热钢经正火后能显著细化晶粒。 8、奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（╳） 改正：奥氏体耐热钢不是奥氏体不锈钢。 9、马氏体的晶体结构和铁素体的相同。（√） 10、面心立方金属的塑性比体心立方金属的好。（√） 11、铁素体是置换固溶体。（╳） 改正：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体体。 12、晶界是金属晶体的常见缺陷。（√） 13、渗碳体是钢中常见的固溶体相。（╳） 改正：渗碳体是钢中常见的金属化合物相。 14、金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行。（√） 15、金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象。（√） 16、比重偏析不能通过热处理来消除。 17、上贝氏体的韧性比下贝氏体好。（╳） 改正：上贝氏体的韧性比下贝氏体差。 18、对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网。（╳） 改正：对过共析钢工件进行正火可消除渗碳体网。 19、对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度。（√） 20、淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk。（╳） 改正：淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须大于Vk。 21、氮化件的变形远比渗碳件的小。（√） 22、工件渗碳后直接淬火其开裂倾向比一次淬火的要小。（√） 23、高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性。（╳） 改正：高锰钢只有在受到强烈的冲击和压力的条件下才能表现出良好的耐磨性。 24、无限固溶体必是置换固溶体。（√） 25、金属的晶粒越细小，其强度越高，但韧性变差。（╳） 改正：一般地说，在室温下，金属的晶粒越细小，其强度和韧性越高。 26、所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度。（√） 27、钢进行分级淬火的目的是为了得到下贝氏体组织。（╳）改正：钢进行分级淬火的目的是为了减小淬火应力，防止工件变形和开裂。 28、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是为了提高其强度。
(P. 6) (P. 7) (P. 7) (P. 9) (P. 11) 作为零件检验和验收 (P. 11) (P. 11) (P. 13) (P. 15) (P. 17) (P. 26) (P. 27) 第一章材料的性能及应用意义 1 .使用性能、工艺性能 2. 力学性能 3. 强度、屈服强度、抗拉强度 4. 刚度，影响因素 5. 塑性 6. 硬度：概念、优缺点。为什么一般工程图样上常标注材料的硬度, 的主要依据？ 7. 硬度测试方法有哪几种？布氏、洛氏、维氏硬度的具体选择方法。 硬度测试有压入法和刻划法两大类。 8. 冲击韧性 9. 疲劳 10. 磨损 11. 工艺性能 第二章材料的结构 1 -晶体、非晶体 2. 各向异性 3. 典型晶体结构
第三章材料的凝固与结晶组织 1.凝固、结晶（P. 35） 2.过冷、过冷度、过冷度与结晶速度的关系 （P.36） 3.结晶过程：形核与长大 （P.37） 4.变质处理、原因、机理（P. 39） 5.同素异构转变（P. 40） 6.合金、相（P. 40） 7.合金相结构（P. 40） 8.固溶体、固溶强化：原因（P. 41） 9.金属化合物：与固溶体相比有哪些性能特点（P. 42） 10.匀晶相图、匀晶转变（P. 45） 11.共晶转变、杠杆定律（P. 47） 12.共析转变（P. 50） 第四章材料的变形断裂与强化机制
1.塑性转变、滑移（P. 55） 2.细晶强化：原因（P. 58） 3.冷塑性变形时的组织变化（P. 58） 4.加工硬化：原因（P. 60） 5.|口I复：现象、结果、性能变化（P. 61） 6.再结晶：现象、结果、性能变化（P. 62） 7.再结晶温度（P. 62） 8.热加工、冷加工：区别（P. 64） 9.金属强化机制：四种（P. 68） 第五章铁碳合金相图及应用 1.铁素体、奥氏体、渗碳体：特性（P. 72） 2.铁碳合金相图：关键点、线的温度与成分（P. 73） 3.铁碳合金分类（P. 75） 4.共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳含量和室温组织（P. 77） 5.力学性能变化（P.
班级（学生填写） ： 姓名： 学号： 命题： 审题： 审批： ----------------------------------------------- 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------------- （答题不能超出密封线）
班级（学生填写）： 姓名： 学号： ------------------------------------------------ 密 ---------------------------- 封 --------------------------- 线 ------------------------------------------------ （答题不能超出密封线） 9. 碳钢的塑性和强度都随着含碳量的增加而降低。 ( ) 10. 感应加热表面淬火一般只改变钢件表面层的组织，而不改变心部组织。( ) 三、选择题：(每题1分，共10分) 1. 钢中加入除Co 之外的其它合金元素一般均能使其C 曲线右移，从而（ ） A 、增大VK B 、增加淬透性 C 、减小其淬透性 D 、增大其淬硬性 2. 高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（ ） A 、强度硬度下降，塑性韧性提高 B 、强度硬度提高，塑性韧性下降 C 、强度韧性提高，塑性韧性下降 D 、强度韧性下降，塑性硬度提高 3. 常见的齿轮材料20CrMnTi 的最终热处理工艺应该是（ ） A 、调质 B 、淬火+低温回火 C 、渗碳 D 、渗碳后淬火+低温回火 4. 某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（ ） A 、时效强化 B 、固溶强化 C 、形变强化 D 、热处理强化 5. 下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（ ） A 、Q235 B 、45 C 、60Si2Mn D 、T12 6. 下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（ ） A 、铝基轴承合金 B 、铅基轴承合金 C 、铜基轴承合金 D 、锌基轴承合金 7. 下列钢经淬火后硬度最低的是（ ） A 、Q235 B 、40Cr C 、GCr15 D 、45钢 8. 高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（ ） A 、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B 、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C 、使马氏体分解，提高其韧性 D 、消除应力，减少工件变形 9. 过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（ ） A 、完全退火 B 、等温退火 C 、球化退火 D 、正火 10. 钢的淬透性主要决定于其（ ）
陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指晶格空位、间隙原子、置换原子等。 线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。如刃型位错、螺型位型。 面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。如晶界和亚晶界。 亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶 粒。 亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。 刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线。如果相对滑移的结果 上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把 刀的刃口，故称“刃型位错”。 晶体：原子、离子或分子在三维空间呈规律性排列。 单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为 单晶体。 多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。 自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的 结晶核心。 非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。 变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核 率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。 变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。 加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、 韧性迅速下降的现象。
复：为了消除金属的加工硬化现象，将变形金属加热到某一温度，以使其组织和性能发生变化。在加热温度较低时，原子的活动能力不大，这时金 属的晶粒大小和形状没有明显的变化，只是在晶内发生点缺陷的消失以 及位错的迁移等变化，因此，这时金属的强度、硬度和塑性等机械性能 变化不大，而只是使内应力及电阻率等性能显著降低。此阶段为回复阶 段。 再结晶：被加热到较高的温度时，原子也具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化。从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒。和变形前的晶粒形状相 似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。 热加工：将金属加热到再结晶温度以上一定温度进行压力加工。 冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。 合金：通过熔炼，烧结或其它方法，将一种金属元素同一种或几种其它元素结合在一起所形成的具有金属特性的新物质，称为合金。 组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元。 相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。 相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。 固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。 属间化合物：合金的组元间发生相互作用形成的一种具有金属性质的新相，称为金属间化合物。它的晶体结构不同于任一组元，用分子式来表示其组 成。 机械混合物：合金的组织由不同的相以不同的比例机械的混合在一起， 称机械混合物。 枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶 粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。 比重偏析：比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引起的。如果先共晶相
机械工程材料与热加工工艺 -⑴ 第一章金属材料的力学性能 1.什么是应力？什么是应变？ 2.缩颈现象在力一拉伸图上哪一点？如果没有出现缩颈现象，是否表示该试样 没发生塑性变形？ 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？ 4.布氏和洛氏硬度各有什么优缺点？下列情况采用哪种硬度法来检查其硬度： 库存钢材，硬质合金刀头，锻件，台虎钳钳口。 5.下列符号所代表的力学性能指标的名称和含义是什么： E, 6,6,6.2,二」，、,'一，:k,HRC, HBS,HBW ,HV . 洛氏硬度的测试规范 标尺压头 总载荷 / N 适用测 试材料 有效值 HRA 1200金刚石 圆锥体 600 硬质合 金，表面 淬火钢 70-85
HRB?1.588mm 淬火 钢球1000 退火钢， 非铁合金25-100 HRC 120°金刚石 圆锥体 1500 般淬 火钢件 20-67第二章金属及合金的结构与结晶 1.名词解释：金属键，晶体，晶格，配位数，致密度，单晶体，多晶体，晶体 缺陷，相，固溶体，金属化合物，相图。 2.简述金属的结晶过程。 3.金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响。 4.典型金属铸锭组织有哪几部分组成？影响金属铸锭组织的因素有哪些？
第三章铁碳合金相图 1.什么是同素异构转变？室温和110C°C时纯铁晶格有什么不同? 填表： 3■试绘简化的铁碳合金状态图中钢的部分，标出各特性点的符号，填写各区相和组织名称。 4.分析在缓慢冷却条件下，45钢和T10钢的结晶过程和室温组织。 5.含碳量对碳钢组织与性能有哪些影响？ 第四章钢的热处理 1.什么叫热处理？常用热处理的方法大致分为哪几类？ 2.简述钢在加热时奥氏体的形成过程，影响奥氏体晶粒长大的因素有哪些？ 3.简述过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能？影响过冷奥氏体转变的因素 有哪些？ 4.在连续冷却转变中如何应用过冷奥氏体等温转变？ 5.什么叫退火？什么叫正火？两者的特点和用途有什么不同？ 6.亚共析钢的淬火为何是A c「(30 -50 C) ?过高或过低有什么弊端? 7.什么叫钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？ &碳钢在油中淬火的后果如何？为什么合金钢可以在油中淬火？ 9.钢在淬火后为什么要回火？三种类型回火的用途有什么不同？汽车发动机
1.置换固溶体中，被置换的溶剂原子哪里去了 答：溶质把溶剂原子置换后，溶剂原子重新加入晶体排列中，处于晶格的格点位置。 2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在举例说明之。 答：间隙固溶体是溶质原子进入溶剂晶格的间隙中而形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提高金属的强度和硬度，起到固溶强化的作用。如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体心立方，碳的溶入使铁素体F强度高于纯铁。 间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原子半径较小的非金属元素（以X表示）与过渡族金属元素（以M表示）结合，且半径比r X/r M＞时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物硬而脆，塑性差。 3.现有A、B两元素组成如图所示的二元匀晶相图，试分析以下几种说法是否正确为什么 （1）形成二元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原子大小一定相等。 （2）K合金结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B 量总是高于原液相中含B量. （3）固溶体合金按匀晶相图进行结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。 答：（1）错：Cu-Ni合金形成匀晶相图，但两者的原子大小相差不大。 （2）对：在同一温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量高于另一点。 (3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原子的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。 4.共析部分的Mg-Cu相图如图所示：
工程材料与热加工技术复习题.1doc
工程材料与热加工复习要点 ●钢的生产过程 了解炼铁、炼钢的基本过程，掌握生铁中主要有哪些常存元素，其中有害元素主要有哪些。 铁矿石＋焦碳＋熔剂－高温燃烧→（还原反映）铁碳合金（生铁） 生铁－高温→（氧化）铁碳合金（钢） 钢－→（脱氧）—镇静钢、半镇静钢、沸腾钢钢通过压力加工制成各种型钢。 ●钢材品种 钢板：薄板δ≤4㎜，厚板δ≥4㎜ 型钢：圆钢、方钢、扁钢、工字钢、角钢等钢管：有缝钢管无缝钢管 钢丝：<6㎜小型圆钢 第一章材料的力学性能 掌握σb、σs、δ、ψ、HBS、HRC、Akv、σ-1，等性能指标的含义、测试原理及应用。 ●材料的力学性能（定义） 1.强度（定义） 2.塑性（定义） 3.硬度：布氏硬度HBS（适用于450HBS以下） 适用钢材 洛氏硬度HRC（适用于20～67HRC）
维氏硬度HV 4·冲击韧性： 5·疲劳强度： ●金属材料的物理性能 包括：密度、熔点、热膨胀性、导热性、耐磨性●金属材料的工艺性能 包括：铸造性、锻造性、焊接性及切削加工性能 第二章金属的晶体结构与结晶 重要术语：晶体、晶格、晶胞、结晶、过冷度、同素异构转变、合金、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、固溶强化、金属化合物、相。 2、掌握常见金属的晶格类型、实际晶体中的缺陷及其对金属性能的影响、二元合金状态图的建立方法和Pb一Sn二元合金状态图的结晶过程分析。 第三章铁碳合金 重要术语：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、、工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁、碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸造碳钢。 ●掌握简化的Fe ——Fe3C状态图，能填出铁碳状态图各区域的组织，标出 特性点和特性线的符号，能对不同成分的铁碳合金结晶过程进行分析。掌握 20、45、60、15M n、65M n、T8、Tl0、Tl2等各钢号的分类，使用组织 状态及用途。 ●铁碳合金状态图 ●铁碳和金的基本组织有：
一章、力学性能 一、填空： 1.材料的硬度分为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度，其符号分别是HBW 、HR和 HV。 2.金属抗拉强度的符号是Rm ，塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率。 3.大小、方向或大小和方向都随时发生周期性变化的载荷称为交变载荷。（考证真题） 二、选择： 1.500HBW5/750表示直径为 5 mm的硬质合金压头、在750 Kgf 载荷作用下、保持1~15 S测的硬度值为 500。（考证真题） 2.拉伸试验可测定材料的AC。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.韧性 3.下列力学性能中，C适于成品零件的检验，可不破坏试样。 A. b σ B.A k C.HRC 4.疲劳实验时，试样承受的载荷为 B 。（考证真题） A.静载荷 B.交变载荷 C.冲击载荷 D.动载荷 5.常用塑性的判断依据是 A 。（考证真题） A.断后伸长率和断面收缩率 B.塑性和韧性 C.断面收缩率和塑性 D.断后伸长率和塑性 6.适于测试硬质合金、表面淬火钢及薄片金属硬度的方法是C。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 7.不适于成品与表面薄片层硬度测量的方法是A。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都不宜 8.用金刚石圆锥体作为压头可以用来测试B。（考证真题） A.布氏硬度 B.洛氏硬度 C.维氏硬度 D.以上都可以 9.表示金属抗拉强度的符号是C。 A.R eL B.R s C.R m D. 1- σ
10.金属在静载荷作用下，抵抗变形和破坏的能力称为C。 A.塑性 B.硬度 C.强度 D.弹性 三、判断 1.塑性变形能随载荷的去除而消失。（错） 2.所有金属在拉伸实验时都会出现屈服现象。（错） 3.一般情况下，硬度高的材料耐磨性好。（对） 4.硬度测试时，压痕越大（深）,材料硬度越高。（错） 5.材料在受力时，抵抗弹性变形的能力成为刚度。（对） 四、计算 某厂购入一批40钢，按标准规定其力学性能指标为：R eL ≥340MPa，Rm≥540MPa，A ≥19%，Z≥45%。验收时取样制成d 0=10mm L =100mm的短试样进行拉伸试验，测得 F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L 1 =62mm，d 1 =7.3mm。请判断这批钢材是否合格。 屈服强度R eL =4F eL /πd 2 抗拉强度Rm=4Fm/πd 2 断后伸长率A=（L ―L 1 ）/L 断面收缩率Z=(S ―S 1 )/S =(d 2-d 1 2)/d 2 二章、金属的晶体结构与结晶 一、解释 晶体：晶格：晶胞： 二、填空、选择、 1.金属常见的晶格有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种类型。 2.晶体的内部晶格位相完全一致的晶体称为单晶体。外形成多面体的小晶体称为 晶粒；晶粒与晶粒间的界面称为晶界；由许多晶粒组成的晶体称为多晶体。 3.实际属的金晶体缺陷有点缺陷、线缺陷与面缺陷三类。（考证真题） 4.单位体积中包含位错线的总长度称为位错密度。（考证真题） 5.金属结晶过程是一个晶核形成和长大的过程。 6.金属晶粒越细，其力学性能越好。 7.常温下晶粒尺寸越大，金属的变形抗力越差。（考证真题） 8.细化晶粒的办法有提高过冷度、调质处理、附加振动三种。
工程材料及机械制造基础复习（Ⅱ） ——热加工工艺基础 铸造 1．1 铸造工艺基础 (1)液态金属的充型能力 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。 充型能力好，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰的铸件，有利于排气和排渣，有利于补缩。 充型能力不好，铸件易产生浇不足、冷隔、气孔、渣孔等缺陷。 影响液态金属充型能力的因素是： 1)合金的流动性 液态金属的充型能力主要取决于合金的流动性，即合金本身的流动能力。流动性的好坏用螺旋线长度来表示。螺旋线长度越长，流动性越好；反之，则流动性越差。 共晶成分的合金流动性最好，离共晶成分越远，流动性越差。 2)浇注条件 ①浇注温度：浇注温度越高，则充型能力越好。因为浇注温度高，金属液的黏度低，同时，因金属液含热量多，能保持液态的时间长，由于过热的金属液传给铸型的热量多，在结晶温度区间的降温速度缓慢。但在实际生产中，常用“高温出炉，低温浇注”的原则，因为浇注温度越高，金属收缩量增加，吸气增多，氧化也严重，铸件容易产生缩孔、缩松、粘砂、气孔等缺陷。 ②充型压头。 ③浇注系统的结构。 3)铸型填充条件：包括铸型材料、铸型温度和铸型中的气体等。 (2)合金的收缩 1)基本概念 铸件在冷却、凝固过程中，其体积和尺寸减少的现象叫做收缩。铸造合金从浇注温度冷到室温的收缩过程包括液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个互相联系的阶段。 总收缩；液态收缩+凝固收缩+固态收缩 ∨↓ 体积变化尺寸变化 ↓↓ 产生缩孔、缩松的基本原因产生应力、变形、裂纹的基本原因 影响收缩的因素是： ①化学成分：凡是促进石墨化的元素增加，收缩减少，否则收缩率增大。 ②浇注温度：T浇↑→过热度↑→液态收缩↑→总收缩↑。