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热加工工艺基础机械制造基础-Ⅱ
机电工程学院
金工学部
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
机械制造基础Ⅰ--工程材料
Ⅱ--热加工工艺基础Ⅲ--机械加工工艺基础
课程概论
热加工工艺基础铸造
压力加工焊接
课程的性质和任务
《热加工工艺基础》是机械类、近机械类各专业学生必修的一门专
业技术基础课.
本课程的任务是:使学生获得有关热加工工艺和设备、毛坯质量控制、毛坯结构工艺性、毛坯选择等方面
的专业基础知识.
本课程与相关课程的关系
本课程应安排在金工实习及工程材料课程之后进行,即学生应具有材料的机械性能和金属加工工艺方面的基本知识.为后续课程和毕业设计等打好有关毛坯制造工艺方面的基础.
课程的基本教学要求
本课程重点阐述毛坯制造的基础理论知识和常见的生产方法,通过典型零件、典型工艺的分析,力求使理论和实际、原理与工艺密切结合,使学生具有根据零件的材料、结构等特征选择毛坯制造方案的能力.
教材及主要参考书一.教材:
《热加工工艺基础》
主编王志海
出版社武汉工业大学出版社
教材及主要参考书二.参考书:
《金属工艺学》
主编邓文英
出版社高等教育出版社 《金属工艺学》
主编王允禧
出版社高等教育出版社
课程的教学安排
课堂理论授课22学时;
课堂理论讨论及习题课6学时; 实验教学2学时.。
第一篇机械工程材料基础金属材料的力学性能1．机器零件或构件工作时，通常不允许发生塑性变形，所以多以σS作为强度设计的依据。
(判断)2．一般来说，硬度越高，耐磨性越好，强度也越高。
(判断)3．材料的δ值越大，其塑性就越好。
(判断)4．材料承受小能量的多次重复冲击的能力，主要取决于冲击韧度值，而不是决定于强度。
(判断)5．金属材料发生疲劳断裂前有显著的塑性变形，且断裂是突然发生的，因此危险性很大。
(判断)6．锉刀硬度的测定方法常用（）。
(单选)A、HBS硬度测定法B、HBW硬度测定法C、HRB硬度测定法D、HRC硬度测定法7．表示金属材料屈服点的符号是（）。
(单选)A、σeB、σSC、σbD、σ-18．下列可用来作为金属材料塑性好坏的判据的是（）。
(单选)A、σbB、ψC、HBSD、HRC9．HRC硬度测定法中，所用压头是（）。
(单选)A、φ1、588mm钢球B、1200金钢石圆锥C、锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体D、硬质合金球10．下列说法错误的是（）。
(单选)A、金属材料的强度、塑性等可通过拉伸试验来测定B、普通铸铁可以进行压力加工C、布氏硬度实验测定的数据准确、稳定、数据重复性好D、疲劳强度常用来作为受循环交变载荷作用的零件选材、检验的依据铁碳合金1．金属结晶时，冷却速度越快，则晶粒越细。
(判断)2．金属的同素异晶转变过程实质上也是一种结晶过程。
(判断)3．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。
(判断)4．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，其钢的硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。
(判断)5．钢中磷的质量分数增加，其脆性增加(判断)6．凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶。
(判断)7．结晶就是原子从不规则排列（液态）过渡到按一定几何形状做有序排列（固态）的过程。
(判断)8．在其他条件相同时，铸成薄件的晶粒比铸成厚件的晶粒更粗。
(判断)9．在其他条件相同时，浇注时采用振动的铸件晶粒比不采用振动的铸件晶粒更细。
工程材料及热加工工艺基础试题及答案第二章名词解释强度和刚度；塑形和韧性，屈强比，韧脆转变温度，断裂韧度，疲劳强度，蠕变，应力松弛第三章1、在立方晶系中画出（011）、（-102）晶面和〔211〕、〔10-2〕晶向2、纯金属结晶的形成率是否总是随着过冷度的增加而增大？3、为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区？第四章1、现有A、B两组元，其熔点B（2）其中任一合金K，在结晶过程中由于固相成分沿固相线变化，故结晶出来的固溶体中的含B量始终高于原液相中的含B量；（3）固溶体合金按匀晶相图平衡结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分都不同，所以固溶体的成分是不均匀的。
3、根据Fe-Fe3C相图，计算：（1）45钢在室温时相组成物和组织组成物各是多少？其相相对质量百分数各是多少？（2）T12钢的相组成物和组织组成物各是多少？各占多大比例？（3）铁碳合金中，二次渗碳体的最大百分含量。
第五章1、塑形变形使金属的组织与性能发生哪些变化？2、碳钢在锻造温度范围内变形时，是否会有加工硬化现象？为什么？3、提高材料的塑形变形抗力有哪些方法？第六章1、过冷奥氏体的转变产物有哪几种类型？比较这几种转变类型的异同点？2、共析钢加热到奥氏体后，以各种速度连续冷却，能否得到贝氏体组织，采取什么方法可以获得贝氏体组织？3、淬透性和淬硬性、淬透层深度有什么区别？4、用T10钢制造形状简单的车刀，气工艺路线为锻造→热处理①→机械加工→热处理②→磨加工（1）写出①②热处理工序的名称并指出各热处理工序的作用；（2）指出最终热处理后的显微组织及大致硬度。
5、确定下列钢件的退火方法，并指出退火目的及退火后的组织（1）经冷轧后的15钢钢板，要求降低硬度（2）ZG270—500的铸造齿轮（3）锻造过热的60钢锻坯（4）具有片状渗碳体的T12钢坯第七章1名词解释：回火稳定些，二次硬化，热硬性。
蠕变极限，2解释下列现象（1）在相同碳含量情况下，碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性（2）高速钢在热锻或热轧后，经空冷获得马氏体组织（3）调质钢在回火后需快速冷至室温3分析下列说法是否正确（1）本质细晶钢是指在任何加热条件下均不会粗化的钢（2）20CrMnTi和1Cr18Ni9Ti中的Ti都起细化晶粒作用（3）3Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13（4）钢中合金元素越高，则淬火后钢的硬度值越高（5）由于Cr12MoV钢中含铬量大于11.7%，因而Cr12MoV属于不锈钢。
2021/6/17 undefined工程材料与热加工基础试卷(本卷共分为1大题50小题，作答时间为120分钟，总分100 分，60及格)1、本题共50小题，每小题2分，共100分，在每小题给出的几个选项中，只有一项是符合题目要求的。
(单选题)（）11. 用T10钢制冲模时，其预先热处理工艺为A. 球化退火B. 表面淬火C. 调质D. 正火答案：A（）12. 以下钢中淬透性最好的是哪种钢（）A. Cr12B. GCr15C. T10D. 45答案：A（）13. 反映冷作模具材料的断裂抗力常用指数是（）A. 耐热性B. 塑性C. 韧性D. 抗拉强度答案：D（）14. 用T10钢制冲模时，其最终热处理工艺为（）A. 调质B. 表面淬火C. 球化退火D. 淬火加低温回火答案：D（）15. 重载冷冲模主要失效形式是崩刃、折断，因此应重点保证模具获得（）A. 热稳定性B. 高强韧性C. 高硬度D. 淬硬性答案：B（）16. 含碳3.5%的铁碳合金属于A. 亚共析钢B. 过共析钢C. 亚共晶白口铁D. 过共晶白口铁答案：C（）17. 将钢加热到略高于Ac1(Ac1以上20～30oC)，保温较长时间后随炉冷却，这种热处理称为A. 球火退火B. 完全退火C. 均匀化退火D. 去应力退答案：A（）18. 下列合金中，铬元素含量最少的是（）A. 1r18i9iB. Cr12C. 1r13D. BCr15答案：D（）19. 下列诸材料中淬透性最好的是（）A. 40rB. 20rniC. GCr15D. Q235答案：B（）20. 钢的淬透性主要决定于其（）A. 冷却速度B. 过冷度C. 合金元素含量D. 碳含量答案：C（）21. 下列合金中，属于锤锻模用钢的是（）A. 45B. 5rnoC. CrMnD. T12?答案：B（）22. 钢的硬度主要决定于其化学成分和组织，下列组织中硬度最大的是A. 铁素体B. 珠光体C. 奥氏体D. 渗碳体答案：D（）23. 马氏体的硬度主要决定于其（）A. 冷却速度B. 合金元素含量C. 含量碳D. 过冷度答案：C（）24. 常见的渗碳钢大都属于（）A. 低碳低合金钢B. 中碳中合金钢C. 高碳低合金钢D. 中碳低合金钢答案：A（）25. 下列具有体心立方晶格的金属是A. 锌( Zn )B. 铝( l )C. α-e铁( 912o以下的铁)D. 镍( i )答案：C（）26. 向工件表层同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的化学处理工艺称为（）A. 碳氮共渗B. 渗氮C. 氮碳共渗（软氮化）D. 渗碳答案：C（）27. 牌号为T8的钢属于A. 碳素结构钢B. 碳素工具钢C. 合金工具钢D. 模具答案：B（）28. 以下哪种方法是属于改变表面化学成分的方法（）A. 激光相拟硬化B. 电子束相变硬化C. 离子注入D. 喷丸硬化答案：C（）29. 用T10钢制冲模时，其预先热处理工艺为（）A. 球化退火B. 表面淬火C. 调质D. 正火答案：A（）30. 下列合金中，属于低透性冷作模具钢的是（）A. CR8oV3i(R5)B. T8C. W18r4D. Cr12答案：B（）31. 制作热锻模应该选用（）牌号的钢A. 30B. Cr15C. 12D. 5rno答案：C（）32. 平面状态下4%C的铁碳合金属于A. 过共晶白口铁B. 共晶白口铁C. 亚共晶白口铁D. 共析钢答案：C（）33. 以下钢号那种不属于热锻模用钢（）A. 4CrMnSiMoVB. 8Cr3C. 5CrNiMoD. 5CrMnMo答案：B（）34. T10钢在以下哪种状态下硬度较低，有较好的切削加工性能。
工程材料及热加工工艺基础引言工程材料及热加工工艺是现代工程领域中至关重要的一部分。
了解材料的特性以及如何通过热加工工艺将材料加工成所需的形状和性能是工程师们必备的知识。
本文将介绍工程材料的分类以及常用的热加工工艺，帮助读者对这一重要领域有一个基础的了解。
工程材料的分类工程材料是指用于制造机械、结构件以及其他工程产品的材料。
根据其组成和性能，工程材料可以分为金属材料、聚合物材料和陶瓷材料。
金属材料金属材料是指有着优良导电性和导热性的材料，常见的金属材料包括铁、钢、铝、铜等。
金属材料通常具有良好的可塑性、可焊性和可加工性，使其成为工程中最常用的材料之一。
聚合物材料聚合物材料是一类由多个单体分子通过化学键结合而成的大分子化合物。
常见的聚合物材料包括塑料、橡胶等。
聚合物材料具有较低的密度和良好的绝缘性能，适用于制造轻型结构件和绝缘材料。
陶瓷材料陶瓷材料是一类由非金属元素通过化学键结合而成的材料，具有良好的耐高温、耐腐蚀和绝缘性能。
常见的陶瓷材料包括瓷器、砖瓦等，适用于制造耐火材料和陶瓷制品。
热加工工艺的分类热加工工艺是指通过加热和控制温度来改变材料的形状和性能的过程。
常见的热加工工艺包括锻造、热轧、热处理等。
锻造锻造是通过将金属材料加热至可锻温度，然后在压力的作用下使其发生塑性变形，从而改变材料的形状和性能的过程。
锻造可以分为冷锻和热锻两种方式，适用于制造各种型号和形状的金属零件。
热轧热轧是指将金属坯料加热至较高温度，然后通过辊轧机械将其压延成所需的板材、型材等形状的过程。
热轧可以提高材料的密度和机械性能，适用于制造高强度的金属制品。
热处理热处理是指将材料加热至一定温度，然后在控制的气氛或介质中冷却，以改变材料的组织结构和性能的过程。
常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火等，可以提高材料的硬度、强度和韧性。
结论工程材料的选择和热加工工艺的应用对于确保工程产品的质量和性能至关重要。
通过了解工程材料的分类以及常用的热加工工艺，工程师们可以更好地选择合适的材料，并通过热加工工艺将其加工成所需的形状和性能。
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.bσ B.A k C.HRC4.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.ReL B.RsC.RmD.1-σ10.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：ReL≥340MPa，Rm≥540MPa，A≥19%，Z≥45%。
验收时取样制成d0=10mm L=100mm的短试样进行拉伸试验，测得F eL =31.4KN，Fm=41.7KN，L1=62mm，d1=7.3mm。
请判断这批钢材是否合格。
屈服强度ReL=4FeL/πd2抗拉强度Rm=4Fm/πd2断后伸长率A=（L―L1）/L断面收缩率Z=(S―S1)/S=(d2-d12)/d2二章、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。
9.实际生产中，金属冷却速度越快，过冷度越大，实际结晶温度越低。
（考证真题）10.金属铸锭的组织通常有3个晶区组成，即表面细小晶粒组织、中间柱状晶粒组织和中心部的等轴晶区。
11.金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度的现象称为过冷现象，其温差称之为过冷度。
12.影响结晶时晶粒大小的因素有形核率P及长大率G 。
13.在晶体缺陷中属于点缺陷的有AD，属于面缺陷的有CE。
A.间隙原子B.刃型位错C.晶界D.空位E.亚晶界14.金属在结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度越低，则A。
A.过冷度越大晶粒越细B. 过冷度越大晶粒越粗C.过冷度越小晶粒越细D.过冷度越小晶粒越粗三、判断1.晶体缺陷都能引起晶格畸变。
（对）2.一般说，晶粒越细小，金属材料的力学性能越好。
（对）3.同一金属结晶时，过冷度为一恒定值。
（错）合金的晶体结构与结晶一、概念合金；组元；合金系；相；固溶体；金属化合物；固溶强化；匀晶相图二、填空、选择·合金的基本相有固溶体与金属化合物两种。
·固溶体的晶体结构是与溶剂晶格相同。
·大多数情况下，溶质在溶剂中的溶解度随着温度降低而降低。
·根据固溶体中溶质原子在溶剂晶格中所占据的位置不同，可分为置换固溶体、间隙固溶体。
（考证真题）·固溶体的晶体结构A。
A.与溶剂相同B.与溶质相同C.与溶剂和溶质都不同·金属化合物的性能特点是 B 。
A.熔点高、硬度低B. 熔点高、硬度高 C熔点低、硬度高·发生共晶转变时，二元合金的温度 C。
（考证真题）A.升高B.降低C.不变D.不能确定·在恒温条件下，从液态合金中同时结晶出两种晶体的转变为B 转变。
（考证）A.共析反应B.共晶反应C.包晶反应D.包析反应·在恒温条件下，由一个固相中同时析出两个不同固相的转变为（ B ）转变。
（考证）A.共晶转变 B .共析转变 C.再结晶转变 D.包晶转变·液态合金在平衡状态下冷却时，结晶终止的温度线叫 B 。
（考证真题）A.液相线B.固相线C.共晶线D.共析线·一个合金在室温时的组织为α+（α+β）+βⅡ，那么它的组成相为 B 。
A.4个B.3个C.2个D.1个三、简答·什么是固溶强化？产生固溶强化的原因是什么？因形成固溶体致使合金强硬度升高的现象叫做固溶强化。
原因：由于溶质原子的溶入，固溶体的晶格会发生畸变，变形抗力增大，使合金的强度、硬度升高。
·合金的冷却曲线与纯金属的冷却曲线有什么不同？合金的冷却曲线与纯金属的冷却曲线不同的是合金的结晶过程是在一个温度范围内进行的。
·什么是共晶转变？发生共晶转变时存在几个相？（考证真题）合金由一个液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称为共晶转变。
三个：一个液相两个固相三章、铁碳合金相图一、填空、选择1·固态下铁在低于912℃时具有 体心立方 晶格，在912～1394℃时具有 面心立方 晶格，在1394℃以上又为 体心立方 晶格。
（考证真题）2·铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、 莱氏体 、 珠光体 、渗碳体。
3·碳溶入Fe -γ中形成的固溶体叫 奥氏体 ，其符号是 A 。
4·碳溶入Fe -α中形成的固溶体 铁素体 ，其性能是 强硬度低，塑韧性好 。
5·珠光体是铁素体和渗碳体的复合相，其含碳量为0.77 %。
6·奥氏体和渗碳体组成的共晶产物称为莱氏体，其碳的质量分数为 4.3% ，当温度低于727℃转变为珠光体和渗碳体，此时称为低温莱氏体。
7·碳在奥氏体中的溶解度随温度变化而变化，在1148℃时碳的质量分数可达2.11 %，在727℃时碳的质量分数可达0.77 %。
8·碳的质量分数为0.77%的铁碳合金称为共析钢，当加热后冷却到S点（727℃）时会发生共析转变，从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体的混合物，称为珠光体。
9·亚共析钢的碳的质量分数为0.0218~0.77%，其室温下的平衡组织为铁素体和珠光体。
10·过共析钢的碳的质量分数为0.77~2.11%，其室温下的平衡组织为珠光体和渗碳体。
11·铁碳合金相图最右端在碳的质量分数为6.69%处，也就是渗碳体的成分位置。
12·根据铁碳合金相图，常常把奥氏体的最大碳的质量分数 2.11%作为钢和铸铁的分界线。
13·在铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体，从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体，从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。
14·铁碳合金基本组织中属于基本相的有（ ABE）。
A.铁素体B.奥氏体C.珠光体D.莱氏体E.渗碳体15·研究铁碳合金相图时，图中最大的碳的质量分数为 D 。
A.0.77%B.2.11%C.4.3%D.6.69%16·发生共晶转变的碳的质量分数范围是 C 。
A.0.77%～4.3%B. 2.11%～4.3%C. 2.11%～6.69%D.4.3%～6.69%17·铁碳合金共晶转变的产物是C。
A.奥氏体B.珠光体C.莱氏体D.渗碳体w<0.77%的铁碳合金冷却至A3线时，将从奥氏体中析出A。
18·cA.铁素体B.珠光体C.莱氏体D.渗碳体w>4.3%的铸铁称为D。
19·cA.共晶白口铸铁B.共析白口铸铁C.亚共晶白口铸铁D.过共晶白口铸铁20·在铁碳合金相图中，ACD线是 A 。
A.液相线B.固相线C.共析线D.共晶线21·在铁碳合金相图中，S点是C。
A.纯铁的熔点B.共晶点C.共析点D.纯铁同素异构转变点22·钢的碳的质量分数一般在 B 。
A.0.77%以下B.2.11% 以下C.4.3%以下D.6.69%以下23.共析钢在奥氏体的连续冷却转变物中，不可能出现的组织是（ C ）A. PB. SC. BD. M24. 下列组织中塑性最好的是（ C ）。
A.莱氏体B.马氏体C.铁素体D.渗碳体二、判断1·在任何情况下，铁及其合金都是体心立方晶格。
（错）2·金属化合物的性能是硬而脆，莱氏体的性能也是硬而脆，故莱氏体属于金属化合。
（错）3·钢中碳的质量分数越高，其强度和硬度就越高。
（错）4·铁碳合金室温下的组成相有铁素体、奥氏体和渗碳体三个。
（错）5.共析转变是在恒温下进行的。
（对）三、简答题1·绘出简化铁碳合金相图，标出各点的符号、温度、成分，填出各相区的组织组成物，写出共析转变式。
包晶转变式：LB +δH=AJ共晶转变式：LC =AE+Fe3C共析转变式：AS =FP+Fe3C2·随含碳量的增加，钢室温下其组织和性能有何变化？渗碳体的含量上升，塑韧性下降，硬度上升，强度在W=0.9%时最高。
C非合金钢一、填空、选择1·非合金钢按用途可分为非合金结构钢和非合金工具钢两类。
2·T10A钢按含碳量分类属于高碳钢，按冶炼质量分类属于优质钢，按用途分类属于碳素工具钢。
3·T20钢按含碳量分类属于高碳钢，按冶炼质量分类属于普通钢，按用途分类属于碳素工具钢。
4·Q235钢按用途质量分类属于碳素结构钢，按冶炼分类属于普通质量钢。
5·45表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢钢。
6·T12A表示平均含碳量为 1.2%、特殊质量的碳素工具钢钢。
7·Q235表示屈服强度为235 MPa的碳素结构钢。
