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金属工艺学复习资料《金属工艺学》复习资料一、填空题1.机械设计时常用抗拉强度（σb ）和屈服强度（σs或σ0.2）两种强度指标。
2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。
3.屈强比是屈服强度与抗拉强度之比。
4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。
5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。
6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类：固溶体和金属化合物。
固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。
7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。
8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。
二、判断改错题（×）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。
（×）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。
（×）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。
（√）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。
（×）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（√）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。
（√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。
（×）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。
（×）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。
金属工艺学复习资料第一章1.使用性能：材料在使用过程中所表现的性能（力学性能，物理性能，化学性能）2.工艺性能：材料在加工过程中表现的性能（铸造，锻压，焊接，热处理，材料性能）3.拉伸过程的4个阶段：I.弹性形变II.屈服III.均匀塑性变形阶段IV.颈缩4.δs:屈服强度δ0.2：条件屈服强度δb:抗拉强度A k：冲击韧性HB:布氏硬度HR:洛氏硬度HV：维式硬度Ψ：收缩率δ：伸长率5.韧脆转变温度：在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象。
6.疲劳极限：材料经过无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最高应力。
用δ-1表示。
第二章1.常见纯金属的晶格类型：体心立方晶格：晶格常数a，原子数2，常见金属α-Fe，δ-Fe。
面心立方晶格：晶格常数a，原子数4，常见金属γ-Fe，Cu，Ag。
密排六方晶格：晶格常数：底面边长a和高c存在c/a=1.633，常见金属Mg，Zn，Be。
2.结晶：物质由液态转化为晶态的过程。
3.过冷度：理论结晶温度和实际结晶温度之差，过冷度大小与冷速有关。
冷速越大，过冷度越大，过冷是结晶的必要条件。
4.结晶的过程：晶核的形成----晶核长大，长成树枝晶。
5.晶粒大小对金属机械性能的影响：常温下，晶粒越细小，晶界面积越大，金属机械性能越好。
强度，硬度高，塑性韧性高。
6.细化晶粒的过程：控制过冷度----变质处理----振动搅拌----热处理7.同素异形体的转变：金属在固态下，随着温度的改变其晶体结构发生变化的现象。
912℃1394℃例：α-Fe------------γ-Fe-------------δ-Fe（体心）（面心）（体心）7.重结晶（二次结晶）：同素异构的转变。
8.合金：由两种或两种材料以上（其中一种是金属）组成的具有金属特性的材料。
9.相：金属或结晶中凡是化学成分和晶体结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分。
10.固溶强化：由于溶质原子融入溶剂晶格产生晶格畸变而造成材料硬度和强度升高，塑性和韧性没有明显降低。
1.液态合金本身的流动能力，称为合金的流动性2.浇注温度：浇注温度越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光越长故充型能力强，反之充型能力差。
鉴于合金的充型能力随浇注温度的提高呈直线升高，因此对薄壁铸件或流动性较差的合金可适当提高其浇注温度，以防止浇不到或冷隔缺陷，但浇注温度过高，铸件容易产生缩孔，缩松，粘沙，析出性气孔，粗晶等缺陷，故浇注温度不宜过高。
3.充型能力：砂型铸造时，提高直浇道高度，使液态合金压力加大，充型能力可改善。
压力铸造，低压铸造和离心铸造时，因充型压力提高甚多，故充型能力强。
4..合金的收缩经历：液态收缩——从浇注温度到凝结开始温度之间的收缩；凝结收缩——从开始凝结到凝结结束之间的收缩；固态收缩——从凝结结束冷却到室温之间的收缩。
5.缩孔位置：扩散在铸件的上部，或最后凝结部位容积较大的孔洞。
6.判断缩孔产生位置的主意：1.画等温线发 2.画最大内接圆发3.计算机凝结模拟法7.消除缩孔的工艺措施：安放冒口和冷铁实现顺序凝结。
8.任何铸件厚壁或心部受拉应力，薄壁或表层受压应力。
9.对于不允许发生变形的重要件，必须举行时效处理。
天然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其缓慢的发生变形，从而使内应力消除。
人工时效是将铸铁加热到550-650举行去应力退火。
时效处理宜在粗加工之后举行，以便将粗加工所产生的内应力一并消除。
10.高温出炉，低温浇注11.下列铸件宜选用哪类铸造合金，请阐述理由：（1）车床床身：宜选用灰铸铁HT300-350 因为车床需要承受高负载（2）摩托车气缸体：铸造铝合金ZL 因为气缸要求气密性好质量要轻（3）火车轮：铸钢车轮要求耐磨性好（4）压气机曲轴：可锻铸铁或球墨铸铁因为曲轴负荷大，受力复杂（5）气缸套：球墨铸铁或孕育铸铁因为要求高负荷高速工作耐磨（6）自来水管道弯头：黑心可锻铸铁承受冲压震动扭转负荷（7）减速器涡轮：铸造锡青铜用于高负荷和高滑速工作的耐磨件12.造型材料必备性能：1 一定的强度 2 一定得透气性 3较高的耐火性 4 一定的退让性13.提高耐火性和防黏沙：铸铁涂石墨水铅粉等铸钢涂石灰粉铬铁矿粉有色金属涂滑石粉14.解决透气性和退让性措施：给砂型加锯木屑，草木粉，煤粉。
金属工艺学笔记1、钢的含碳量为0.02%~2.11%:①共析钢：0.77%；②亚共析钢：0.02%~0.77%；③过共析钢：0.77%~2.11%；④工业纯铁：＜0.02%⑤铸铁：2.11%~6.69%2、碳钢根据含碳量的多少可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢；根据磷、硫的含量可分为普通碳钢、优质碳钢和高优碳钢。
①低碳钢：≤0.25%；②中碳钢：0.25~0.6%; ③高碳钢：＞0.6％。
①普通碳钢：P≤0.045％；S≤0.055％；②优质碳钢：P≤0.040％；S≤0.040％；③高优碳钢：P≤0.035％；S≤0.030％；3、合金钢根据合金的含量可分为低合金钢、中合金钢和高合金钢；低合金钢的合金含量＜5%；中合金钢的合金含量5%~10%；高合金钢的合金含量＞10%。
4、α铁：912℃以下，体心立方晶格；γ铁：1394~912℃，面心立方晶格；δ铁：1538℃~1394℃，体心立方晶格。
5、热处理⑴退火：加热、保温，缓慢冷却。
目的细化晶粒、降低硬度、消除应力。
①完全退火：加热至Ac3线以上30~50℃，用于亚共析钢，不能用于过共析钢；②球化退火：加热Ac1线以上20~30℃，用于过共析钢；③去应力退火：500~650摄氏度；④均匀化退火。
⑵正火：加热保温、空冷。
目的细化晶粒，消除网状二次渗碳体。
加热温度：Ac3/Accm以上30~50℃.⑶淬火：加热保温，快速冷却，目的获得高硬马氏体（马氏体：碳溶解到α铁中形成过饱和固溶体）；加热温度：Ac3/Ac1以上30~50℃。
淬透性：淬硬层的大小，取决于钢的临界冷却速度，即合金含量；淬硬性：淬火马氏体所能达到的最大硬度。
⑷回火：把淬火钢重新加热到Ac1线以下一定温度，保温后冷却。
目的：降低硬脆性，减少变形开裂，提高塑性韧性，稳定尺寸。
①低温回火：150~250℃，用于工具钢；②中温回火：350~500℃，用于高弹性、高强度钢；③高温回火：500~650℃，用于受力构件。
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·∆L（mm）∆L e1.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 o2.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<T o。
过冷度：T o-Tn＝∆T（变量）。
理论结晶温度实际结晶温度O 时间总结：晶粒越小，则材料的力学性能越好。
细化主要途径是：（1）提高过冷度：冷却速度越大，生核速率越大>长大速率。
（2）变质处理（孕育处理）：在液态金属中，加入一些细小的金属粉末（变质剂）（3）机械振动（4）热处理（5）压力加工二、纯金属的晶体结构纯金属的晶格类型：1.体心立方晶格：纯铁（α-Fe）2.面心立方晶格；γ－Fe三、纯铁的同素异晶转变纯铁：α－Fe（912℃）→γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L第二节铁碳合金的基本组织一、固溶体：定义：溶质原子进入溶剂中，依然保持晶格类型的金属晶体。
第一篇金属材料的基本知识第一章金属材料的主要性能1、金属材料的力学性能：强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度等。
2、金属材料拉伸试验可分为五个阶段：①弹性变形阶段，②屈服阶段，③均匀塑性变形阶段（强化阶段），④缩颈，⑤断裂。
3、应力：ζ= 应变：ε=4、强度：金属材料在理的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
5、屈服点：拉伸试样产生屈服是的应力。
6、：没有明显屈服现象的金属材料的屈服点，即该材料试样产生0.2%塑性变形时的应力。
7、抗拉强度：金属材料在拉断前所承受的最大应力。
8、塑性：金属材料在力的作用下，产生不可逆永久变形的能力。
常用的塑性指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
9、伸长率：δ= 断面收缩率：ψ=10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。
硬度直接影响金属材料的耐磨性。
11常用的硬度计：①布氏硬度计(HB) ②洛式硬度计(HR)12布氏硬度法：测试值较稳定，准确度较洛氏法高.缺点是测量费时，且压痕较大，不适用于成品检验。
13洛氏硬度法：测试简便、迅速，因压痕小、不损伤零件，可用于成品检验。
其缺点是测得的硬度值重复性较差，需在不同部位测量数次。
14、韧性：金属材料断裂前吸收的变形能量的能力。
常用指标为：冲击韧度15、冲击值的大小与很多因素有关。
它不仅受式样形状、表面粗糙度及内部组织的影响，还与试验时的环境温度有关。
16、疲劳断裂：承受循环应力的零件在工作一定时间后，有时突然发生断裂，而其所承受的应力往往低于该金属的屈服点，这种断裂称为疲劳断裂。
17、疲劳强度（）：金属材料在某应力值下可经受无数次应力循环仍不发生疲劳断裂，此应力值称为疲劳强度。
第二章铁碳合金1、过冷：实际结晶温度低于理论结晶温度（平衡结晶温度）的现象。
2、过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。
3、液态金属的结晶过程是遵循“晶核不断形成和长大”这个结晶基本规律进行的。
晶核分为自身晶核和外来晶核。
4、同一金属成分，晶粒越细，其强度硬度越高，而且塑性和韧性也愈好。
第一章1. ※强度：指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂破坏的能力。
2. ※测量硬度的方法常见的有：布氏硬度和洛氏硬度。
3. ※布氏硬度测量原理：在规定的载荷F （单位：N ）作用下，把一定直径D的淬火钢球（或硬质合金球）压入试样的表面，保持一定时间t 后卸载，试样上随即出现一个压痕。
以压痕表面积S 上单位面积所承受载荷的大小，作为所测金属的布氏硬度值。
用符号HBS （或HBW ）表示。
4. ※布氏硬度一般是先测得压痕直径，根据直径查表确定材料的布氏硬度值，值越大材料越硬。
5. ※布氏硬度的表示方法：数值1（硬度值）+HBS （HBW ）+数值2（球体直径mm ）+/+数值3（试验载荷kgf ）+/+数值4（载荷保持时间）。
若仅为10~15s 时，可不标注； 150HBS10/1000/30, 用直径为10mm 的钢球，在1000kgf （9807N ）的载荷作用下，保持30s 时测得的布氏硬度值为150； 6. ※特点与应用：测量准确，重复性强；但因压痕较大，有损表面，且工件过硬时，压头易变形，故不宜测量成品零件、薄片材料及高硬度的材料。
通常用于测定退火、正火、调质处理（淬火加高温回火）后的钢件，以及铸铁和有色金属等材料的硬度。
7. ※洛氏硬度试验是用一定的载荷将顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为1．588mm 的淬火钢球压入被测试样表面，根据压痕的深度确定它的硬度值。
洛氏硬度值可以从洛氏硬度计的刻度盘上直接读出。
8. ※洛氏硬度表示方法：数值（硬度值）+HR+标尺符号（不同标尺的洛氏硬度）。
常用的有A ，B ，C 三种标尺，HRC 应用最广泛。
50HRC------用C 标尺（用120°金刚石圆锥体作压头，载荷为1500N ）测定的洛氏硬度值为50。
9. ※洛氏硬度测量压痕的深度。
压痕越深，材料越软。
10. ※洛氏硬度的特点与应用：操作简便、迅速，压痕较小，且测试硬度范围广，可测成品件或较薄的工件，以及从很软到很硬的材料；但因压痕较小，当材料内部组织不均匀时，则测量值波动较大，不够精确，故在实际操作中，应在不同部位测量数次，然后取其平均值。
金属工艺学各章知识点第7章铸造成形二、基本内容1、铸造成形工艺基础1）合金的流动性和充型能力：流动性好的合金，充型能力强，易获得形状完整、尺寸准确、轮廓清晰、壁薄和形状复杂的铸件。
灰铸铁流动性最好，硅黄铜、铝硅合金次之，铸钢最差。
2）合金的收缩：液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的主要原因，固态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的的主要原因。
1、铸造成形方法1）砂型铸造：各种手工造型方法的特点和应用，见书中表7-1。
铸件常见的缺陷的特征及产生原因，见书中表7-22）特种铸造：熔模铸造的工艺过程：制母模→压型→制蜡模→制壳→焙烧→浇注→清理。
熔模铸造的特点：铸件的尺寸精度及表面质量高，减少切削、节约材料，适于铸熔点高、难切削加工材料。
3、铸件结构工艺性1）砂型铸造对铸件结构设计的要求：减少和简化分型面；外形力求简单对称；有结构斜度；有利于节省型芯及型芯的定位、固定、排气和清理。
2）合金铸造性能对铸件结构设计的要求：铸件壁厚要合理、壁厚应均匀、有铸造圆角和过渡连接、尽量避免过大平面。
四、习题一、填空题1、合金的铸造性能主要是指（）、（）、（）、（）。
2、合金的收缩过程分为（）、（）、（）三个阶段。
3、铸件产生缩孔和缩松的主要原因是（）收缩和（）收缩。
4、铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因是（）收缩。
二、判断题1、机器造型不能进行三箱造型。
（）2、铸造造型时，模样的尺寸和铸件的尺寸一样大。
（）三、选择题1、下列铸造合金中，铸造性能最好的是（），铸造性能最差的是（）。
A 铸钢B 铸铁C 铸铜2、下列铸件大批量生产时，采用什么方法铸造为宜？车床床身（）、汽轮机叶片（）、铸铁水管（）。
A 砂型铸造B 熔模铸造C 离心铸造四、简答题1、砂型铸造工艺对铸件结构设计有哪些要求？2、合金铸造性能对铸件结构设计有哪些要求？3、下图中砂型铸造铸件结构工艺性不好，说明原因，画出正确图形。
第8章锻压成形二、基本内容1、锻压成形基础知识1）塑性变形对金属性能的影响：随着变形程度的增加，强度和硬度提高而塑性和韧性下降的现象称为冷变形强化。
一、填空：1.合金的收縮經歷了(液態收縮)、(凝固收縮)、(固態收縮)三個階段。
2.常用的熱處理方法有（退火）、（正火）、（淬火）、（回火）。
3.鑄件的表面缺陷主要有（粘砂）、（夾砂）、（冷隔）三種。
4.根據石墨的形態，鑄鐵分為（灰鑄鐵）、（可鍛鑄鐵）、（球墨鑄鐵）、（蠕墨鑄鐵）四種。
5.鑄造時，鑄件的工藝參數有（機械加工餘量）、（起模斜度）、（收縮率）、（型芯頭尺寸）。
6.金屬壓力加工的基本生產方式有（軋製）、（拉拔）、（擠壓）、（鍛造）、（板料衝壓）。
7.焊接電弧由（陰極區）、（弧柱）和（陽極區）三部分組成。
8.焊接熱影響區可分為（熔合區）、（過熱區）、（正火區）、（部分相變區）。
9.切削運動包括（主運動）和（進給運動）。
10.鍛造的方法有（砂型鑄造）、（熔模鑄造）和（金屬型鑄造）。
11.車刀的主要角度有（主偏角）、（副偏角）、（前角）、（後角）、（刃傾角）。
12.碳素合金的基本相有（鐵素體）、（奧氏體）、（滲碳體）。
14.鑄件的凝固方式有（逐層凝固）、（糊狀凝固）、（中間凝固）三種。
15.鑄件缺陷中的孔眼類缺陷是（氣孔）、（縮孔）、（縮松）、（夾渣）、（砂眼）、（鐵豆）。
17.衝壓生產的基本工序有（分離工序）和（變形工序）兩大類。
20.切屑的種類有（帶狀切屑）、（節狀切屑）、（崩碎切屑）。
21.車刀的三面兩刃是指（前刀面）、（主後刀面）、（副後刀面）、（主切削刃）、（副切削刃）。
二、名詞解釋：1.充型能力：液態合金充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰鑄件的能力，成為液態合金的充型能力。
2．加工硬化：隨著變形程度增大，金屬的強度和硬度上升而塑性下降的現象稱為加工硬化。
3．金屬的可鍛性：衡量材料在經受壓力加工時獲得優質製品難易程度的工藝性能，稱為金屬的可鍛性。
4．焊接：利用加熱或加壓等手段，借助金屬原子的結合與擴散作用，使分離的金屬材料牢固地連接起來的一種工藝方法。
5.同素異晶轉變：隨著溫度的改變，固態金屬晶格也隨之改變的現象，稱為同素異晶轉變。
一、名词解释：1.充型能力-------金属液充满铸型型腔，获得形状准确、轮廓清晰铸件的能力2.缩孔------------在铸件最后凝固的部位形成容积较大而且集中的孔洞3.缩松----------在铸件凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔4.顺序（定向）凝固-----------采用各种工艺措施，是铸件从远离冒口的部分到冒口之间建立逐渐递增的温度梯度，从而实现由远离冒口的部分向冒口的方向顺序地凝固5.同时凝固---------采取一些工艺措施，使铸件各部分温差很小，几乎同时进行凝固6.冒口---------铸型内供储存铸件补缩用熔融金属，并有排气、集渣作用的空腔。
7.起模斜度--------为使模样容易地从铸型中取出或型芯自芯盒中脱出，所设计的平行于起模方向在模样或芯盒壁上的斜度8.纤维组织--------钢锭在加工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将沿着变形方向被拉长，呈纤维形状，金属再结晶后也不会改变，仍然保持下来，使金属组织具有一定的方向性9.可锻性------衡量材料通过塑性加工获得优质零件难易程度的工艺性能10.冲孔-------是指利用冲头在工件上冲出通孔或盲孔的工序11.拉深--------将一定形状的平板毛坯通过拉深模冲压成各种形状的开口空心件的冲压工序12.落料------是将分离的部分作为成品，周边是废料13.超塑性------指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常底的流变抗力、异常高的流变性能的现象14.复合冲模--------在一个模具上只有一个工位，在一次冲压行程上同时完成多道冲压工序的冲模15.连续冲模-------在一个模具上有多个工位，在一次冲压行程上同时完成多道冲压工序的冲模16.模锻斜度---------为了便于从模膛中取出锻件，模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度17.内斜度-------锻件内壁的斜度，用β表示18.外斜度-------锻件外壁的斜度，用α表示19.等离子弧------对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，从而使能量更加集中，弧柱中气体充分电离，这样的电弧称为等离子弧。
