机械工程材料 第五、六章 工业用钢和铸铁
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第六章金属材料一、填空题(在空白处填上正确的内容)1、合金工具钢的牌号与合金结构钢的区别仅在于用一位数字来表示钢中平均含碳量的________,当含碳量________时,则不予标出。
答案:千分之几、大于或等于1.0%2、影响铸铁石墨化的主要因素是铸铁的________和________。
答案:化学成分、冷却速度3、黄铜是________合金。
答案:铜锌4、调质钢的碳含量为0.25~0.5%,主加元素通常为Cr、________、Si、________,辅加元素的作用分别为:Mo、W、V、Ti、B,热处理原则为________。
答案:Ni、Mn、淬火+高温回火5、在机械制造中常用的特殊性能钢有________钢、耐热钢和________钢。
答案:不锈、耐磨6、铝合金按其成分和工艺特点分为形变铝合金和________。
答案:铸造铝合金7、碳钢的________可以满足一般机械和工具的要求,故在机械制造中应用广泛。
答案:力学性能8、影响铸铁石墨化主要因素是铸铁的________和________。
答案:化学成分、冷却速度9、合金调质钢的含碳量在________之间,合金调质钢的典型热处理工艺是________,处理后获得________组织,使零件具有优良的综合力学性能。
)答案:0.25%~0.5%、调质处理(淬火+高温回火)、回火索氏体(S回10、磷在常温下能溶入铁素体,使钢的强度、硬度增加,但塑形和韧性显著下降,尤其在低温更为严重。
这种在低温时使钢严重变脆的现象叫________。
答案:冷脆11、从不锈钢合金化原理来看,要提高金属的抗蚀能力,一方面要尽量使合金________,另一方面是________。
答案:呈单一的均匀的组织、提高合金的电极电位12、铝合金按其成分和工艺特点分为形变铝合金和________。
答案:铸造铝合金13、铸铁中的碳和硅是________(促进或阻碍)石墨化的元素,锰是________(促进或阻碍)石墨化的元素。
第六章铸铁铸铁是指含碳量大于2.11%的铁碳合金(工业上常用铸铁的含碳量一般在3.0~4.5%范围内),其中含有相当数量的杂质,如硅、锰、硫、磷等,尤其硅的含量比较高,最高可达%左右。
铸铁作为机械制造工业的重要金属材料,广泛应用在汽车、拖拉机、机床、重型机器、冶矿机械的制造过程中。
如制造内燃机、柴油机的气缸壳、曲轴、汽车、拖拉机的轮壳、轴壳,机床的床身、导轨、刀架、卡盘,重型机器的机架、齿轮、箱体、机座,轴承座等。
按铸铁重量的百分数计算,约占钢铁生产的一半左右,占有很大的比重。
铸铁之所以被如此广泛的应用,是与其具有许多优良性能分不开的,而铸铁的优良性能又决定于铸铁的组织,第一节铸铁的组织与性能铸铁实质上是由各种不同形状的石墨分布在钢的基体上所构成的混合组织,因此,随着基体钢的组织不同以及石墨所具有的形态,大小、数量和分布的不同,可以分为许多种类,并具有各自不同的性能。
按基体的组织,常可以分铁素体基体、铁素体加珠光体基体、珠光体基体等;按石墨的形状又可以分为片状、团絮状和球状。
如图6—1所示。
图6-1 铸铁中石墨的形状示意图a)片状 b)团絮状 c)球状石墨是由碳原于按游离状态构成的软松组织,其强度、硬度很低,塑性、韧性几乎为零。
所以,石墨在铸铁中犹如裂纹和空洞,故常把铸铁看作是基体上布满了裂纹和空洞的钢。
石墨常用符号G表示。
由于石墨的存在,割裂了基体——钢,破坏了基体的连续性,削弱了基体的强度和韧性,所以,铸铁与钢相比,机械性能显然比钢差,但是,正由于石墨的存在,给铸铁带来了许多钢所不及的优良性能,如:(1)良好的铸造性能:铸铁由于含碳量比钢高,所以熔点比钢低,熔化浇注方便,铁液流动性好,充填铸型能力强,冷却时收缩率也小,不容易因内应力过大而造成开裂,所以,适合浇注形状复杂的零件或毛坯,铸造性能良好。
(2)良好的减磨性能:铸铁零件在与对偶发生摩擦时,因石墨是松软的固体润滑剂,能起到一定的润滑作用,故减少了铸件和配偶的磨损。