热加工课后习题答案

热处理原理与工艺课后答案1. 热处理的原理是通过对金属材料进行加热和冷却来改变其微观结构和性能的一种工艺。

热处理可以使金属材料达到期望的力学性能，提高材料的硬度、强度和耐腐蚀性能。

2. 热处理的工艺包括加热、保温和冷却三个步骤。

加热过程中，金属材料被加热到高温，使其达到晶体内部的活动化能，使原子间的结构发生改变。

保温是维持金属材料在一定温度下的时间，以使金属内部的结构达到均匀和稳定。

冷却过程中，金属材料被迅速冷却，使其内部结构固定，从而实现所需的性能改变。

3. 热处理的主要目的包括回火、退火、淬火、时效等。

回火是为了去除淬火产生的应力并增加材料的韧性。

退火是为了通过加热和缓慢冷却来改善材料的塑性和延展性。

淬火是通过迅速冷却使材料产生高硬度和高强度。

时效是通过特定的温度和时间来调控金属材料的组织和性能。

4. 不同的金属材料和应用要求需要采用不同的热处理工艺。

例如，碳钢通过回火可以提高韧性，淬火可以提高硬度和强度。

铝合金可以通过时效使其硬度和强度提高。

还有一些特殊的热处理工艺，如表面处理和脱氢处理，可以改善金属材料的表面性能和纯净度。

5. 热处理过程中需要控制温度、时间和冷却速度等参数，以确保得到理想的组织和性能。

温度控制可以使用炉温计或红外测温仪来实现。

时间控制可以通过保温时间和加热速率来控制。

冷却过程中可以采用不同的冷却介质和速率来调控材料的性能。

6. 在热处理过程中，还需要注意材料的选择和预处理。

材料的选择应考虑其化学成分、热处理敏感性和应用要求。

预处理可以包括去除表面污染物、退火去应力、调平等工艺，以减少热处理过程中的变形和应力。

7. 热处理的质量控制可以通过金相显微镜、拉伸试验机、硬度计等测试仪器来进行。

通过观察组织结构、测量机械性能和硬度值，可以评估热处理效果和判断材料的性能是否符合要求。

8. 当进行热处理时，还需要注意安全和环保。

热处理过程中会产生高温和有害气体，需要采取相应的防护和排放措施。

第一章金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。

答：点缺陷：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。

如位错。

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”。

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。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.配位数和致密度可以用来说明哪些问题？答：用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

第1章习题参考答案自测题一、填空题1. 强度、刚度、硬度、塑性、韧性2. σe σs σb3. 屈服点规定残余伸长率为0.2%时的应力值塑性变形4. 断后伸长率断面收缩率断面收缩率5. 应力场强度因子断裂韧度断裂二、判断题1.（×）2.（×）3.（×）4.（×）习题与思考题1.①因为δ5=L1L0L5d0100%=1100%=25% L05d0δ10=L1L0L10d0100%=1100%=25% L010d0所以L1（5）=6.25d0同理L1（10）=12.5d0②长试样的塑性好。

设长试样为A,短试样为B,已知δ所以δ5B=δ10A，因为同一种材料，δ5〉δ10，5B=δ10A<δ5A,则δ5B<δ5A，即长试样的塑性好。

2.合格。

因为σs=FS21100268.79MP >225 MP aa S03.1425σb=Fb34500439.5 MP >372MPaa S03.1425L15d065500100%30%>27% 100%=505d0δ5=S0S15232ψ=100%64%>55% 所以，该15钢合格2S033.（1）洛氏硬度HRC；（2）洛氏硬度HRB；（3）洛氏硬度HRA；（4）布氏硬度HB；（5）维氏硬度HV。

第2章习题解答参考自测题一、填空题1. 体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2. （1）A （2）F （3）Fe3C （4）P （5）Ld （6）Ld'3. F+P 大高低4. 过冷过冷度细好5. 固溶体金属化合物成分、组织、状态、温度6.二、判断题1.（×）2.（√）3.（×）习题与思考题1.根据晶体缺陷的几何形态特征，实际金属晶体中存在有点、线、面缺陷。

在这些缺陷处及其附近，晶格均处于畸变状态，使金属的强度、硬度有所提高。

2.(1）钢材加热到1000～1250℃时为单相奥氏体组织，奥氏体强度、硬度不高，塑性、韧性好，变形抗力小，适于热轧、锻造。

第八章锻造1什么叫自由锻?有哪几种基本工序？答：1自由锻是利用冲击力或压力使上下砧快之间的金属材料产生塑性变形得到所需锻件的一种锻造加工方法。

2基本工序：镦粗，拔长拔长：普通拔长：毛坯横截面积减小，长度增加。

芯轴拔长：空心毛坯外径和壁厚减小，长度增加。

芯轴扩孔：空心毛坯壁厚减小，内径和外径增加。

冲孔:在坯料上冲出通孔或不通孔，并且需要多次冲击。

2如何确定分模面的位置?答：1保证模锻件能顺利地从模膛中取出2应尽量使上下模膛在分模面出的轮廓一致，避免错模现象3分模面应选在能使模膛深度最浅的位置上4分模面应使锻件的余料最小，这样可以节省金属材料5应尽量选用平面作分模面，便于模具制造5模锻工艺规程的制订包括哪些内容?答：1绘制锻件图2计算所需坯料的尺寸和质量3选择锻造工序4选择锻造设备5加热炉，热处理6工艺卡片6飞边槽的作用？答：仓部可容纳多余金属；桥部起缓冲作用，可限制金属的流出；造成较大的水平方向阻力，迫使金属向模膛流动，充满模腔。

7，模锻锻件图工艺规程包括哪些内容？答：1：选择合理的分模面；2余量何公差，余量取1~4mm，公差取±（0.3~3）mm；3确定连皮，孔径d≥25mm，且h/d≤2.若孔径过大，采用斜底形状连皮，孔径过小。

则模锻只压出凹坑；4模锻斜度何圆角半径。

内壁半径一般取值比外壁半径大2~25°，外圆角r 取值2~12mm，内圆半径R只比外圆角半径大3~4倍。

8模锻时，金属未充满模腔，是何原因?答：1设备吨位不够；2下料下小了；3加热过程中氧化烧损过多；4件比较复杂，要制坯。

5预锻模膛设计不够合理。

9 自由锻工艺中圆形截面坯料为什么不能由大圆直接拔成小圆，采用哪种方法来进行拔长?答：原因：1工具与金属接触时，首先是一条线，逐渐扩大，接触面增加，由于摩擦增大，温度逐渐降低，变形抗力增加，变成难变形区ABC像一个刚性楔子，继续压缩时，通过AB面，BC面将力传给坯料的其他部位，在中心部分受到合力σR的作用。

1 什么叫铸件的温度场，何谓凝固方式？铸件有哪三种凝固方式？特点如何？答：铸件的温度场：在凝固和冷却某瞬间，铸件横断面上的温度分布线。

铸件的凝固方式：逐层凝固方式，糊状凝固方式，中间凝固。

逐层凝固：没有凝固区，固相区由表面向中心层层发展的凝固方式。

糊状凝固：凝固区很宽，甚至贯穿整个铸件断面，而表面温度似高于固相点TS以后表层低于TS，才开始结壳形成固相区。

中间凝固：凝固区域较宽，并迅速扩展至铸件工心。

2何谓合金的充型能力及流动性？二者之间有何联系与区别？怎样提高合金的充型能力？答：液态合金充满型腔，获得形状完整，轮廓清晰的铸件的能力称为充型能力。

合金的流动性是指合金本身的流动能力。

合金的流动性影响合金能力的内在因素，它主要与合金本身的性质有关。

充型能力可以认为是考虑铸型及其他工艺因素影响的液态合金的流动性。

为提高合金的充型能力应尽量选用共晶成分合金或结晶温度范围小的合金，应尽量提高金属液的凝固质量，金属液愈纯净所含气体杂质愈少，充型能力愈好。

3什么是顺序凝固原则和同时凝固原则？各适用于什么合金及铸件结构条件？答：顺序凝固原则是采用各种工艺措施，使铸件各部分按规定方向从一部分到另一部分逐渐凝固。

该原则适用于收缩大或壁厚差别较大，易产生缩孔的合金铸件如铸钢高强度灰铸铁等。

同时凝固原则是采用相应工艺措施使铸铁各部分温度均匀，在同一时间内凝固。

该原则适用于收缩小的灰铸铁。

4何谓热应力，机械应力？热应力和机械应力在铸铁中的分布规律各如何？何谓残留应力及临时应力？答：热应力是由于铸件上壁厚不均匀的各部分冷却速度和线收缩量不均匀，相互阻碍收缩而引起的应力。

铸件的固态收缩受到铸型，型芯，浇口，冒口等外因的机械阻碍而产生的应力，称机械应力。

热应力分布规律一般对厚壁或冷却慢的部分产生拉应力，薄或冷却快的部分形成压应力。

机械应力一般都是拉应力。

热应力在铸件冷却至室温后仍残留在铸件内的不同部位，是一种残留应力。

5何谓铸件的结构工艺性？从简化铸造工艺角度应对铸件结构有哪些要求？答：铸件的工艺性即在保证铸件质量的前提下铸造的难易程度。

热加⼯基础总复习题答案第⼀章铸造⼀、名词解释铸造：将热态⾦属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的⽅法。

热应⼒：在凝固冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩⽽引起的应⼒。

收缩：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发⽣的体积缩⼩现象，合⾦的收缩⼀般⽤体收缩率和线收缩率表⽰。

⾦属型铸造：⽤重⼒浇注将熔融⾦属浇⼈⾦属铸型⽽获得铸件的⽅法。

流动性：熔融⾦属的流动能⼒，仅与⾦属本⾝的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关，是熔融⾦属本⾝固有的性质。

⼆、填空题1.常⽤的特种铸造⽅法有（熔模铸造），（⾦属型铸造）、（压⼒铸造），（低压铸造）和（离⼼铸造）。

2.铸件的凝固⽅式是按（凝固区域宽度⼤⼩）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固⽅式。

纯⾦属和共晶成分的合⾦易按（逐层凝固）⽅式凝固。

3.铸造合⾦在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）收缩是铸件产⽣缩孔和缩松的根本原因，⽽（固态收缩）收缩是铸件产⽣变形、裂纹的根本原因。

4.按照⽓体的来源，铸件中的⽓孔分为（侵⼊性⽓孔）、（析出性⽓孔）和（反应性⽓孔）三类。

因铝合⾦液体除⽓效果不好等原因，铝合⾦铸件中常见的“针孔”属于（析出性⽓孔）。

5.铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点⾼，流动性差）和（收缩⼤）。

6.影响合⾦流动性的内因有（液态合⾦的化学成分）外因包括（液态合⾦的导热系数）和（黏度和液态合⾦的温度）。

7，铸造⽣产的优点是（成形⽅便）、（适应性强）和（成本较低）。

缺点是（铸件⼒学性能较低）、（铸件质量不够稳定）和（废品率⾼）。

三、是⾮题（）1.铸造热应⼒最终的结论是薄壁或表层受拉。

（）2.铸件的主要加⼯⾯和重要的⼯作⾯浇注时应朝上。

（）3.冒⼝的作⽤是保证铸件同时冷却。

（）4.铸件上宽⼤的⽔平⾯浇注时应朝下。

（）（）5铸铁的流动性⽐铸钢的好。

（）（）6.含碳4．3％的⽩⼝铸铁的铸造性能不如45钢好。

（）7.铸造⽣产特别适合于制造受⼒较⼤或受⼒复杂零件的⽑坯。

60学时《机械制造基础》热加工部分复习题及答案铸造简答题：1•什么是浇铸位置？浇注位置的选择原则是什么？答:浇铸位置是浇注位置是指浇注时铸件在铸型屮所处的空间位置。

浇注位置的选择原则：（1）铸件的重要加T面应处于型腔底血或位于侧面。

（2）铸件的大平血应朝下。

（3）面积较大的薄壁部分应置于铸型下部或垂頁.、倾斜位置。

（4）对于容易产生缩孔的铸件，应将厚大放在分型面附近的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直接安放冒口，使这实现白下而上定向凝固。

2. 简述定向凝固和逐层凝同的含义？区别是什么？答：逐层凝同是指铸件随看温度的下降，固体层不断加厚、液体层不断减少，直达铸件的屮心。

定向凝固也称为顺序凝固，是指通过设置冒口、安放冷铁等等工艺措施，在铸件上建立一个从远离冒口的部分到冒口Z间逐渐递增梯度，从而实现由远离冒口处向冒口方向顺序的凝固。

区别：逐层凝固是铸件凝固的一种方式。

定向凝固是一种T艺措施。

3. 简述白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁和可锻铸铁C存在形式？答：（1）白口铸铁C全部以渗碳体形式存在；（2）灰口铸铁C全部或大部分以片状石墨形式存在；（3）球墨铸铁C大部或全部以球状石墨形式存在；（4）可锻铸铁C大部或全部以团絮状石墨形式存在。

4. 铸件的选择原则是什么？答：（1）为便于起模，分型应尽量选在铸件的战大截面处，并力求采用平育面。

（2）应尽量分型面的数目最少，以简化造型工艺。

（3）尽量使铸件全部或大部置于同一砂箱内，并使铸件的重要加工面、工作面、加工基准面及主要型芯位于下型内。

（4）铸件的非加工面上，尽量避免有披缝。

5. 铸造工艺参数包括哪些？答：（1）收缩率（2）加T余量（3）最小铸出孔（4）起模斜度（5）铸造圆角（6）型芯头6. 铸件外形设计有哪些内容？答：（1）避免外部侧凹结构（2）凸台、肋板的设计（3）应使分型面尽量平肓（4）铸件要有结构斜度7. 合理设计铸件内腔要注意哪些问题？答：（1）尽量避免或减少型芯（2）型芯要便于固定、排气和清理（3）应避免封闭内腔8. 铸件壁的连接方式的合理性要求有哪些？答：（1）铸件壁Z间的连接应有结构圆角（2）连接外应力求平缓过渡（3）连接处避免集屮交叉的锐角（4）避免大的水平面（5）避免铸件收缩受阻压力加工简答题：1. 何谓纤维组织？有何特点？选择零件坯料时，应怎样考虑纤维纽•织的形成和分布？答：铸锭在压力加工屮产生槊性变形时，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化，它们将沿着变形方向被拉找，呈纤维形状，这种结构称为纤维组织。

第三章材料的力学行为习题参考答案一、解释下列名词1、加工硬化2、回复3、再结晶4、热加工5、冷加工答：1、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。

2、回复：加热温度较低时，变形金属中的一些点缺陷和位错，在某些晶内发生迁移变化的过程。

3、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”。

4、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。

5、冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。

二、填空题1、塑性变形的方式主要有滑移和孪生，而大多数情况下是滑移。

2、滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面及晶向发生。

3、在体心立方晶格中, 原子密度最大的晶面是{110}，有 6 个，原子密度最大的晶向是<111>，有2个；在面心立方晶格中, 原子密度最大的晶面是{111}，有 4 个，原子密度最大的晶向是<111>，有3个。

两者比较，具有面心立方晶格的金属塑性较好，其原因是滑移系和滑移方向多。

4、多晶体金属的塑性变形由于受到晶界和晶粒位向的影响，与单晶体金属相比，塑性变形抗力增大。

5、金属在塑性变形时,随变形量的增加，变形抗力迅速增大，即强度、硬度升高，塑性、韧性下降，产生所谓加工硬化现象。

这种现象可通过再结晶加以消除。

6、变形金属在加热时，会发生回复、再结晶和晶粒长大三个阶段的变化。

7、冷绕成形的钢质弹簧，成形后应进行回复退火，温度约为250～300℃。

8、回复退火也称去应力退火。

9、冷拉拔钢丝, 如变形量大, 拉拔工序间应穿插再结晶退火，目的是消除加工硬化。

10、热加工与冷加工的划分应以再结晶温度为界线。

在再结晶温度以下的塑性变形称为冷加工；在再结晶温度以上的塑性变形称为热加工。

三、简答题1、产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？答：⑴随着变形的增加，晶粒逐渐被拉长，直至破碎，这样使各晶粒都破碎成细碎的亚晶粒，变形愈大，晶粒破碎的程度愈大，这样使位错密度显著增加；同时细碎的亚晶粒也随着晶粒的拉长而被拉长。

机械制造基础习题集(热加工工艺基础习题与答案)20211030 (1) 机械制造基础习题集（热加工工艺基础）专业班级：______________学生姓名：______________成绩：______________一、选择题1、阶梯轴在直径相差不大时，应采用的毛坯是（D ）。

A、铸件B、焊接件C、锻件D、型材2、卡车驾驶室的外壳应选用（ C ）。

A、锻件和型材B、铸件和冲压件C、焊接件和冲压件D、型材和焊接件3、滑动轴承生产时，采用的铸造方法应是（ D ）。

A、溶模铸造B、压力铸造C、金属型铸造D、离心铸造4、铸件缩孔常产生的部位是（ B ）。

A、冒口B、最后凝固区C、浇口5、采用一般的工艺方法，下列金属材料中，焊接性能较好的是（ D ）。

A、铜合金B、铝合金C、可锻铸件D、低碳钢6、板料在冲压弯曲时，弯曲圆弧的弯曲方向应与板料的纤维方向（ C ）。

A、垂直B、斜交C、一致7、合金液体的浇注温度越高，合金的流动性（ A ）。

A、愈好B、愈差C、愈小D、愈大8、为下列批量生产的零件选择毛坯：小轿车的偏心轴应选（ A ）。

A、锻件B、铸件C、焊接件D、冲压件E、型材9、在铸造生产的各种方法中，最基本的方法是（ A ）。

A、砂型铸造B、金属型铸造C、离心铸造D、熔模铸造10、缝焊接头型式一般多采用（ A ）。

A、对接B、角接C、T字接D、搭接11、在下列合金中，流动性最差的合金是（ B ）。

A、灰铸铁B、铸钢C、铜合金D、铝合金12、铸件的壁或肋的连接应采用（ C ）。

A、锐角连接B、直角连接C、圆角连接D、交叉连接13、下列冲压基本工序中，属于变形工序的是（ A ）。

A、拉深B、落料C、冲孔D、切口14、对铝合金最合适的焊接方法是（C ）。

A、电阻焊B、电渣焊C、氩弧焊D、手工电弧焊15、在铸铁的熔炼设备中，应用最为广泛的是（ B ）。

A、电弧炉B、冲天炉C、工频炉D、反射炉16、影响铸铁性能最主要的因素是（ A ）。

材料工程及热工艺课后习题答案第二章2、金属具有哪些特性？请用金属键结合的特点予以说明。

答案要点：特性：好的导电、导热性能，好的塑性；强度、硬度有高有低，熔点有高有低，但机械行业常用那些好的综合力学性能（强度、硬度、塑性、韧性）、好的工艺性能的材料；金属键：由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。

在金属晶格中, 自由电子作穿梭运动，它不专属于某个金属原子而为整个金属晶体所共有。

在外电场作用卞, 自由电子定向运动，产生电流，即导电。

这种结构，很容易温度变化时，金属原子与电子的振动很容易一个接一个传递，即导热。

当金属晶体受外力作用而变形时，尽管原子发生了位移，但自由电子的连接作用并没变，金属没有被破坏，故金属晶体有较好的塑性、韧性。

因为金属键的结合强度有高有低，故金属的强度、硬度、熔点有高有低。

6、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对力学性能有何影响？答案要点：存在着点缺陷（空位、间隙原子、置换原子），线缺陷（位错），面缺陷（晶界、亚晶界）。

点缺陷引起晶格畸变，强度、硬度升高，塑性、韧性下降。

线缺陷很少时引起各项力学性能均下降，当位错密度达一定值后，随位错密度升高，强度、硬度升高，塑性、韧性下降，机械制造用材中位错密度基本均大于这一值。

面缺陷的影响力：晶界越多（即晶粒越细），四种机能均升高。

7、晶体的各向异性是如何产生的？为何实际晶体一般都显示不出各向异性？答案要点：因为理想晶体中原子作规则排列，不同方向的晶面与晶向的原子密度不同，导致不同方向的原子面的面间距、原子列的列间距不同，即不同方向的原子间的作用力不同，也就体现出各向异性。

实际晶体常为多晶体，各种晶面、晶向沿各个方向的分布机率均等，所以各向同性。

第三章1、从滑移的角度阐述为什么面心立方金属比体心立方和密排六方金属的塑性好？答案要点：塑性变形的实质是滑移面上的位错沿滑移方向滑移造成的，而滑移面是晶体中的密排面，滑移方向是密排方向。

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、20CrMnTi３．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（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火五、填空题(20分)1、马氏体是碳在a-相中的过饱和固溶体，其形态主要有板条马氏体、片状马氏体。

第一章铸造一、名词解释铸造：将热态金属浇注到与零件的形状相适应的铸型型腔中冷却后获得铸件的方法。

热应力：在凝固冷却过程中，不同部位由于不均衡的收缩而引起的应力。

收缩：铸件在液态、凝固态和固态的冷却过程中所发生的体积缩小现象，合金的收缩一般用体收缩率和线收缩率表示。

金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇人金属铸型而获得铸件的方法。

流动性：熔融金属的流动能力，仅与金属本身的化学成分、温度、杂质含量及物理性质有关，是熔融金属本身固有的性质。

二、填空题1.常用的特种铸造方法有（熔模铸造），（金属型铸造）、（压力铸造），（低压铸造）和（离心铸造）。

2.铸件的凝固方式是按（凝固区域宽度大小）来划分的，有（逐层凝固）、（中间凝固）和（糊状凝固）三种凝固方式。

纯金属和共晶成分的合金易按（逐层凝固）方式凝固。

3.铸造合金在凝固过程中的收缩分三个阶段，其中（液态收缩和凝固收缩）收缩是铸件产生缩孔和缩松的根本原因，而（固态收缩）收缩是铸件产生变形、裂纹的根本原因。

4.按照气体的来源，铸件中的气孔分为（侵入性气孔）、（析出性气孔）和（反应性气孔）三类。

因铝合金液体除气效果不好等原因，铝合金铸件中常见的“针孔”属于（析出性气孔）。

5.铸钢铸造性能差的原因主要是（熔点高，流动性差）和（收缩大）。

6.影响合金流动性的因有（液态合金的化学成分）外因包括（液态合金的导热系数）和（黏度和液态合金的温度）。

7，铸造生产的优点是（成形方便）、（适应性强）和（成本较低）。

缺点是（铸件力学性能较低）、（铸件质量不够稳定）和（废品率高）。

三、综合分析题1.何谓合金的充型能力？影响充型能力的主要因素有哪些？P3答：液态合金充满型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，称为液态合金的充型能力。

影响充型能力的主要因素为：(1)合金的流动性；(2)铸型的充型条件；(3)浇注条件；(4)铸件结构等。

2.合金的充型能力不好时，易产生哪些缺陷？设计铸件时应如何考虑充型能力？答：合金的充型能力不好时(1)在浇注过程中铸件部易存在气体和非金属夹杂物；（2)容易造成铸件尺寸不精确，轮廓不清晰；(3)流动性不好，金属液得不到及时补充，易产生缩孔和缩松缺陷。

工程材料与热加工（一）习题答案第9章5篇第一篇：工程材料与热加工(一)习题答案第9章第9章习题解答参考自测题一、名词解释1.余块：为了简化锻件形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金属，称为余块，如键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、盲孔、台阶等难以用自由锻方法锻出的结构，必须暂时添加一部分金属以简化锻件的形状。

2.拉深：拉深是指变形区在一拉一压的应力状态作用下,使板料（或浅的空心坯）成形为空心件（或深的空心件）而厚度基本不变的加工方法。

3.可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形而不开裂的能力叫金属的可锻性。

金属的可锻性可用塑性和塑性变形抗力来综合衡量。

塑性越高，变形抗力越小，金属的可锻性就越好。

4.锻造比：锻造生产中代表金属变形大小的一个参数，一般用锻造过程中的典型工序的变形程度来表示：AH0A0L如镦粗工序，锻造比为：y= = ；拔长锻造比：y= = A0HAL0式中：A0、A为锻前、锻后工件的截面积，H0、L0、H、L 为锻前、锻后工件的高(或长)度。

二、填空题1.塑性大小变形抗力塑性变形抗力 2.增加下降降低 3.锥体凸台圆柱相贯 4.最小弯曲半径 5.塑性 6.好于 7.好三、判断题1.（×）2.（√）3.（√）习题与思考题一、简答题1.钢的锻造温度范围是指锻件由始锻温度至终锻温度的范围。

始锻温度过高,容易产生过热和过烧缺陷,一般控制在固相线以下200℃左右。

终锻温度应能保证坯料有足够的塑性和停锻后能获得细小的晶粒。

终锻温度过高时,再结晶后的细小晶粒会继续长大；终锻温度过低时,不能保证钢的再结晶过程充分进行,使锻件产生冷变形强化和残余应力,有时因塑性太差而产生锻造裂纹。

2.自由锻是指用简单的通用性工具,或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力，使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。

自由锻基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。

拔长是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。

机械工程材料及热加工工艺试题及答案一、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名称机床床身汽车后桥齿轮候选材料T10A,KTZ450-06,HT20040Cr,20CrMnTi,60Si2Mn选用材料HT20020CrMnTi热处理方法时效渗碳＋淬火＋低温回火最终组织P＋F＋G片表面Cm＋M＋A’心部F＋MCm＋M＋A’Cm＋M＋A’T回Cm＋M＋A’F＋Pa+SnSbAS回＋G球滚动轴承GCr15,Cr12,QT600-2GCr15球化退火＋淬火＋低温回火锉刀9SiCr,T12,W18Cr4VT12球化退火＋淬火＋低温回火汽车板簧钻头桥梁滑动轴承耐酸容器发动机曲轴45,60Si2Mn,T10W18Cr4V，65Mn,201Cr13,16Mn,Q195H70,ZSnSb11Cu6,T860Si2MnW18Cr4V16Mn,ZSnSb1 1Cu6淬火＋中温回火淬火＋低温回火不热处理不热处理固溶处理等温淬火＋高温回火Q235,1Cr18Ni9Ti,ZGMn131Cr18Ni9TiQT600-3,45,ZL101QT600-3三、（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。

第一章金属材料的力学性能1.1由拉伸试验可以得出哪些力学性能指标？答案：1.强度指标：弹性极限，弹性模量；屈服强度（条件屈服强度）；抗拉强度。

2.塑性指标：（1）断后伸长率；（2）断面收缩率1.2 常用的硬度测试方法有哪些？机械制造常用的硬度测试方法是什么？答案：1.常用硬度测试方法：压力法、划痕法、弹跳法。

2.机械制造常用硬度测试方法：压力法中的布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

1.3常见的工艺性能有哪些？答案：常见的工艺性能：1.热加工：铸造性能（流动性、收缩性）；锻压性能（可锻性、变形抗力）；焊接性能（可焊性）；热处理性能（淬透性、淬硬性）。

2.冷加工：机械加工（切削加工）性能。

1.4 材料的综合性能通常是指什么？答案：强度、硬度、塑性和韧性都较好，也称为强韧性好。

第二章金属与合金的结构与结晶2.1 什么是过冷度？过冷度与冷速有何关系？过冷度与金属结晶后的晶粒大小有何关系？答案：理论结晶温度与实际结晶温度的差值；冷速越大，过冷度越大；过冷度越大，晶粒越小。

2.2 晶粒大小对金属的力学性能有何关系？简述在凝固过程阶段晶粒细化的途径。

答案：晶粒细小（细晶强化），强度、硬度高的同时，塑性、韧性也好；细化晶粒的途径：（1）提高冷速，增加过冷度；（2）变质处理（孕育处理），引入外来晶核；（3）搅拌、震动（物理方式、机械方式）。

2.3 什么是固溶体？什么是固溶强化？答案：溶质溶入溶剂，保持溶剂晶格类型的固态合金相；固溶强化：溶质溶入溶剂，产生晶格畸变，强度硬度升高。

2.4 什么是金属化合物？什么是弥散强化？答案：溶质溶入溶剂，形成不同于溶质和溶剂晶格的新的晶格类型的固态合金相；弥散强化：金属化合物颗粒（圆、小、均）规整、尺寸小，均匀分布在合金的基体上，强度、硬度升高。

2.5 金属材料常用的强化方法是什么？答案：细晶强化、固溶强化、弥散强化、时效强化、加工硬化（冷变形强化）。

2.6 金属晶体的缺陷有几类？分别是什么？位错与硬度和强度有何关系？一般机械零件强化是提高位错密度还是降低位错密度？为什么？答案：1.三类；2.点缺陷（间隙、空位和置换原子）、线缺陷（位错：刃型位错和螺型位错）和面缺陷（晶界和亚晶界）；3.位错密度有一临界值，小于此临界值，位错密度越小硬度和强度越高；大于此临界值，位错密度越大硬度和强度越高；4.提高位错密度；通常条件下，提高位错密度实现容易，成本低。

热加工课后答案1. 焊接结构与铆接、铸造、锻造结构相比有哪些优点? (1构造合理,应力集中系数小, 接头连接效率高,对接接头可达 100%,而铆接很难达到 70%。

(2简化结构,减轻自重。

(3密封性好。

(4板厚限制小。

(5设计上简单,灵活。

(6制造周期短,成本低,经济效益好。

(7可焊接不同的金属材料。

2、常用焊接方法(列出 5种 ,简述手工电弧焊的原理和用途。

手工电弧焊、电渣焊、气体保护焊、埋弧焊、等离子焊;原理:利用电弧热量熔化焊条和母材,形成焊缝的一种焊接方法。

用途:应用范围广,可焊接各种位置 .3、简述焊接接头的组成和力学性能。

1焊接接头力学性能不均匀 ;2焊接接头工作应力分布不均匀,存在应力集中。

3由于焊接的不均匀加热, 引起焊接残余应力及变型。

4由于焊缝与构件组成整体,所以与铆接或胀接相比,焊接接头具有较大的刚性。

4、焊接变形和应力产生的根本原因是什么、如何控制焊接变形?答焊接时焊接接头局部区域的加热和冷却时很不均匀的而局部区域内的各部分金属又处于从液态——塑性状态——弹性状态的不同状态并随热源状态的变化而变化这就是根本原因控制 1 焊缝在结构中合理布置对称于中性轴 2减少焊缝数量和尺寸 3 尽量用型钢冲压件代替板材拼焊 4 对于结构对称的一月数最少的原则焊接 5合理选择焊接方法和规范和焊接次序 6 刚性固定和热调整法5、从设计上考虑为了减小焊接应力应采取哪些措施?答尽量减少焊缝数量在保证结构的强度的前提下尽量减少焊缝的长度和截面尺寸 2 焊缝应避免过分集中焊缝间应保证足够的距离要尽可能避免交叉以免出现三向复杂应力 3焊缝不要布置在高应力区及断面突变的地方以避免应力集中。

6、焊接结构中常用的焊接接头有哪些基本形式各有哪些特点 ?答 1对接接头对接接头是各种焊接结构中采用最多‘也是最完善的一种接头方式受力好强度大节省金属是它的特点 2 T形(+字接头特点能承受各种方向的力和力矩 3 角接接头特点与 T 形接头一样单面焊接的角接接头承受反向弯矩的能力极低除了钢板很薄或不重要的结构外一般都应该开坡口两边焊否者不能保证质量4 达接接头特点达接接头的应力分布不均由于达接接头使构建的形状发上较大的变化所以应力集中比对接复杂得多。