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主讲：张东民金属切削原理与刀具Principle of Metal Cutting and Cutting Tools第十章刀具合理几何参数的选择10.1前角及前刀面形状的选择10.2后角的选择10.3主偏角、副偏角及刀尖形状的选择10.4刃倾角的选择刀具的几何参数（γo、αo、κr 、κr′、λs ），对切削变形、切削力、切削温度、刀具寿命等有显著的影响。
选择合理的刀具几何参数，对保证加工质量、提高生产率、降低加工成本有重要的意义。
所谓刀具合理几何参数，是指在保证加工质量的前提下，能够满足较高生产率、较低加工成本的刀具几何参数。
由于刀具几何参数和刀具结构改进，刀具耐用度每隔十年提高2倍（CIRP）。
刀具合理前角取决于刀具材料和工件材料1. 刀具材料刀具材料抗弯强度和冲击韧性较高时，应取较大的前角。
如高速钢刀具的前角比硬质合金刀具的前角要大；陶瓷刀具的韧性差，其前角应更小。
2. 工件材料(1) 加工塑性材料时，为减小切削变形，降低切削力和和切削温度，应选较大的前角；加工脆性材料时，为增加刃口强度，应取较小的前角。
(2)工件材料强度低，硬度低，应选较大的前角，反之，应取较小的前角。
(3)用硬质合金刀具切削特硬材料或高强度钢时，应取负前角。
不同工件材料的刀尖受力点（a）塑性材料（b）脆性材料不同刀具前角的刀尖受力情况3. 选择合理前角考虑具体加工条件9粗加工、断续切削时，为提高切削刃的强度，应选用较小的前角。
9精加工时，为使刀具锋利，提高表面加工质量，应选用较大的前角。
9当机床的功率不足或工艺系统的刚度较低时，应取较大的前角。
9对于成形刀具和在数控机床、自动线上不宜频繁更换的刀具，为了保证工作的稳定性和刀具耐用度，应选较小的前角或零度前角。
二、倒棱及其参数选择倒棱主要作用是增强切削刃，减小刀具磨损。
刀刃钝圆增强切削刃方法，减少刀具早期磨损，提高刀具耐用度200%。
前刀面的形式a)平面型b)带倒棱型c)带断屑槽型d)负前角平面型e)双平面型三、带卷屑槽的前刀面形状及其参数选择增大后角，可减小刀具后刀面与已加工表面间的摩擦，减小磨损，还可使切削刃钝圆半径减小，提高刃口锋利程度，改善表面加工质量。
金属材料学复习思考题（2016.05）第一章钢的合金化原理1-1名词解释（1）合金元素；（2）微合金化元素；（3）奥氏体稳定化元素；（4）铁素体稳定化元素；（5）杂质元素；（6）原位析出；（7）异位析出；（8）晶界偏聚（内吸附）；（9）二次硬化；（10）二次淬火；（11）回火脆性；（12）回火稳定性1-2 合金元素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？C相图的S、E点有什么影响？这种影响意味着什么？1-3简述合金元素对Fe-Fe31-4 为何需要提高钢的淬透性？哪些元素能显著提高钢的淬透性？（作业）1-5 能明显提高钢回火稳定性的合金元素有哪些？提高钢的回火稳定性有什么作用？（作业）1-6合金钢中V，Cr，Mo，Mn等所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。
1-7试解释含Mn和碳稍高的钢容易过热，而含Si的钢淬火温度应稍高，且冷作硬化率较高，不利于冷加工变形加工？（作业）1-8 V/Nb/Ti、Mo/W、Cr、Ni、Mn、Si、B等对过冷奥氏体P转变影响的作用机制。
1-9合金元素对马氏体转变有何影响？1-10如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？1-11如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的异同之处？1-12钢有哪些强化机制？如何提高钢的韧性？（作业）1-13 为什么合金化基本原则是“复合加入”？试举两例说明复合加入的作用机理？（作业）1-14 合金元素V在某些情况下能起到降低淬透性的作用，为什么？而对于40Mn2和42Mn2V，后者的淬透性稍大，为什么？（作业）1-15 40Cr、40CrNi、40CrNiMo钢，其油淬临界淬透性直径分别为25~30 mm、40~60mm和60~100mm，试解释淬透性成倍增大的现象。
（作业）1-16在相同成分的粗晶粒和细晶粒钢中，偏聚元素的偏聚程度有什么不同？（作业）第二章工程结构钢2-1为什么普通低合金钢中基本上都含有不大于1.8%~2.0%的Mn？（作业）2-2试述碳及合金元素在低合金高强度工程结构钢中的作用，为什么考虑采用低碳？提高低合金高强度结构钢强韧性的途径是什么？2-3什么是微合金化钢？微合金化元素在微合金钢中的主要作用有哪些？2-4 V、Nb、Ti这三种微合金元素在低碳（微）合金工程结构钢中，作用有何不同？（作业）2-5针状铁素体钢的合金化、组织和性能特点？2-6低碳贝氏体钢的合金化有何特点？2-7汽车工业用的高强度低合金双相钢，其成分、组织和性能特点是什么？（作业）第三章机械制造结构钢3-1名词解释：1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理3-2 调质钢和非调质钢在成分、生产工艺、组织和性能方面的异同何在？3-3弹簧钢为什么要求较高的冶金质量和表面质量？为什么弹簧钢中碳含量一般在0.5%~0.75%之间？3-4GCr15钢用作滚动轴承钢时，其中的碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？对该钢的基本要求如何？该钢的碳化物不均匀性体现在哪几方面？有何危害，如何这种不均匀性？其预备热处理和最终热处理分别是什么？作用何在？（作业）3-5说明20Mn2钢渗碳后无法直接淬火的原因？高淬透性渗碳钢18Cr2Ni4W的常用热处理工艺（渗碳加淬火回火）有何特点？如何理解？（作业）3-6合金元素对渗碳钢和氮化钢的作用主要体现在哪几方面？Al对氮化钢的作用何在？3-7 钢的切削加工性与材料的组织和硬度之间有什么关系？为获得良好的切削性，中碳钢和高碳钢各自应经过怎样的热处理，得到什么样的金相组织？为什么直径25mm的40CrNiMo钢棒料，经过正火后难以切削？如何经济有效地改善其切削加工性能？3-8 高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？在何种情况下具有高耐磨性能？为什么ZGMn13型高锰钢在淬火时能得到全部的奥氏体组织，而缓冷却得到了大量的马氏体？（作业）3-9为什么说淬透性是评定结构钢性能的重要指标？（作业）3-10 用低淬透性钢制作中、小模数的中、高频感应加热淬火齿轮有什么优点？（作业）3-11 某精密镗床主轴采用38CrMoAl钢制造，某重型齿轮镗床主轴采用20CrMnTi钢制造，某普通车床主轴选用40Cr钢。
第十章 金属的低倍组织缺陷分析一、 原理概述金属的低倍组织缺陷检验也称为宏观检验。
它是用肉眼或不大于十倍的放大镜检查金属表面、断口或宏观组织及其缺陷的方法。
宏观检验在金属铸锭、铸造、锻打、焊接、轧制、热处理等工序中，是一种重要的常用检验方法。
这种检验方法操作简便、迅速，能反映金属宏观区域内组织和缺陷的形态和分布特点情况。
使人们能正确和全面的判断金属材料的质量，以便指导科学生产、合理使用材料。
还能为进一步进行光学金相和电子金相分析作好基础工作。
宏观检验包括低倍组织及缺陷检验(包括酸蚀、硫印、塔形车削以及无损控伤等方法)和断口分析等。
1．较典型的宏观缺陷较典型的宏观缺陷有偏析、疏松、缩孔、气泡、裂纹、低倍夹杂、粗晶环等。
(1) 偏析合金化学成分不均匀的现象叫做偏析。
根据偏析的范围大小和位置的特点，一般可以分为三种。
即晶内偏析和晶间偏析、区域偏析、比重偏析。
晶内偏析和晶间偏析 如固溶体合金浇注后冷凝过程中，由于固相与液相的成分在不断的变化，因此，即使在同一个晶体内，先凝固的部分和后凝固的部分其化学成分是不相同的。
这种晶内化学成分不均匀的现象叫晶内偏析。
这种偏析常以树枝组织的形式出现，故又称为枝间偏析。
这种偏析一般通过均匀退火可以将其消除。
基于同样的原因，在固溶体合金中先后凝固的晶体间成分也不相同，这种晶体间化学成分不均匀现象叫做晶间偏析。
区域偏析 在铸锭结晶过程中，由于外层的柱状晶的成长把低熔点组元、气体及某些偏析元素推向未冷却凝固的中心液相区，在固、液相之间形成与锭型外形相似形状的偏析区。
这种形态的偏析多产生在钢锭结晶过程，由于钢锭模横断面多为方形，所以一般偏析区也是方框形，故常称为方框偏析。
在酸浸试片上呈腐蚀较深的，并由暗点和空隙组成的方形框带。
见图10-1。
这种偏析是一种下偏析，即铸锭的外层是富集高熔点组元，而铸锭心部则富集了低熔点的组元和杂质。
与正偏析相反的是反偏析。
反偏析恰与正偏析相反。
