机械制造基础复习思考题(2013.6) - 图文

《机械制造基础》复习思考题（2013.6）

第一篇

1. 金属材料的主要力学性能指标有哪些？

答：金属材料的力学性能又称机械性能，是金属材料在作用下所表现出来的性能。零件的受力情况有静载荷、动载荷和交变载荷之分。用于衡量在静载荷作用下的力学性能指标有强度、塑性和硬度等；在动载荷作用下的力学性能指标有冲击韧度等；在交变载荷作用下的力学性能指标有疲劳强度等。

PS：工艺性能——可塑性、可锻性、可焊性、切屑加工性能。

2. 比较布氏硬度和洛氏硬度各有何优缺点？并说明其适用范围。

答：布氏硬度法（HB）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，不适于成品检验。传统布氏硬度计一淬火钢球为压头（HBS），主要用于450HBS以下的灰铸铁、软钢和非铁合金等。新型布氏硬度计以硬质合金合金球为压头（HBW），测试650HBW以下的淬火钢材

洛氏硬度法（HR)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。

3. 金属晶粒的粗细对其力学性能有何影响？

答：金属晶粒的粗细对金属力学性能影响很大，一般说，同一成分的金属晶粒越细，

其强度越高，硬度也越高，塑性韧性也越好。晶核越多，晶粒越细。

4. 什么是同素异晶转变？室温和1100摄氏度时纯铁晶格有何不同？ 答：同素异晶转变—随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象。

室温的纯铁晶格为体心立方晶格，1100摄氏度时纯铁晶格为面心立方晶格。

5. 铁碳合金组织可分为哪几种类型？ 答：固溶体，金属化合物，机械混合物

6. 熟悉固溶体、置换固溶体、间隙固溶体的概念，何谓固溶强化？ 答：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体为固溶体。

溶质原子代替一部分溶剂原子，占据溶剂晶格的某些结点位置时形成置换固溶体。 溶质原子嵌入各结点之间的空隙形成间隙固溶体。

形成固溶体时，溶剂晶格将产生不同程度畸变，畸变使塑性变形阻力增加，表现为固溶 体的强度，硬度增加，这种现象为固溶强化。

7. 熟悉铁碳合金状态图，掌握各特性点以及各区组织名称及组成。

（详见P18~20）

8. 什么是钢的热处理？与其它加工方法相比有何不同？

答：钢的热处理是将钢在固态下，通过加热，保温，冷却以获得预期组织和性能的工

艺，只改变金属材料的组织和性能而不改变形状和尺寸。

9. 掌握退火、正火、淬火和回火的主要概念及其主要作用。

退火：是将钢加热、保温，然后随炉或埋入灰中使其缓慢冷却的热处理工艺。完全退火 主

要用于铸钢件和重要锻件。球化退火主要用于过共析钢。去应力退火主要用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其通过原子扩散及塑形变形消除内应力，防止钢件产生变形。

正火：是将钢加热到Ac3以上30---50C(亚共析钢)或Acm以上30---50C（过共析钢），保温

后在空气中冷却的热处理工艺。

正火和完全退火的作用相似，也是将钢加热到奥氏体区，使钢进行重结晶，从而解决铸钢件，锻件的粗大晶粒和组织不均问题。但正火比退火的冷却速度稍快，形成了索氏体组织。索氏提比珠光体的强度，硬度稍高，但韧性并未下降。

正火主要用于：（1）取代部分完全退火。(2) 用于普通结构件的最终热处理。（3）用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。

淬火：是将钢加热到Ac3以上30---50C，保温后在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组

织的热处理工艺。

表面淬火的目的是使钢件表层获得高硬度和高耐磨性，而心部仍保持原有的良好的韧性，常用于机床主轴、发动机曲轴、齿轮。

回火：是将淬火的钢重新加热到Ac1一下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。

回火的主要目的是消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时也是钢获得所需的力学性能。

10. 回火可分为哪几类？其目的和主要用途分别有哪些？

低温回火。目的是降低淬火钢的内应力和脆性，但基本保持淬火所获得的高硬度和高耐磨性。 中温回火。目的是使钢获得高弹性，保持较高硬度和一定的韧性。 高温回火。淬火并高温回火的复合热处理工艺成为调制处理。它广泛用以承受循环应力的中碳钢重要件。

11. 按照化学成分的不同，可将钢分为哪三大类？它们的适用场合有何不同？按

脱氧程度分可分为哪几种？

1、碳素钢。常用于制造锻工、钳工工具和小型模具，且零件不宜过大和复杂。

2、低合金钢。广泛用于制造桥梁、汽车、铁道、船舶、锅炉、高压容器、油缸、钢筋、矿用设备等。

3、合金钢。合金钢主要用于刀具、量具、模具等，适合制造形状复杂、尺寸较大、切削速度较高或是工作温度较高的工具和模具。

按脱氧程度的不同可分为镇静钢，半镇静钢，沸腾钢。特殊镇静钢。

12. 钢中的杂质有哪些？对钢的性能各有何影响？

硅锰磷硫。

磷和硫是钢中的有害杂质。磷可使钢的塑性韧性下降，特别是在低温时脆性急剧增加。硫在钢的晶界处低熔点的共晶体，致使含硫较高的钢在高温下进行热加工时容易产生裂纹。 硅和锰可提高钢的强度和硬度。锰还能与硫形成MnS，从而抵消硫的部分有害作用。

第二篇

1. 什么是液态合金的充型能力？它与合金的流动性有何关系？

答：（1）液态合金充满铸型型腔，获得形状准确，轮廓清晰铸件的能力，称为液态合金的充型能力。（2）合金的流动性愈好，充型能力愈强，愈便于浇注出轮廓清晰，薄而复杂的铸件。

2. 铸件缩孔、缩松形成的原因是什么？防止的措施有哪些？

答：（1）液态合金在冷凝过程中，液态收缩与凝固收缩所缩减的容积得不到补足，在铸件凝固的部位形成一些孔洞，按照孔洞的大小和分布可分为缩孔和缩松。（2）采用顺序凝固能有效防止缩孔，所谓顺序凝固就是在铸件上可能出现缩孔的厚大部位通过安防冒口等工艺措施，使工件远离冒口的部位先凝固；然后是靠近冒口部位凝固；最后才是冒口本身的凝固。

按照这样的凝固顺序，先凝固部位的收缩，由后凝固部位的金属液来补充；后凝固部位的收缩，由冒口中的金属液来补充，从而使铸件各个部位的收缩均能得到补充，而将缩孔转移的冒口中。

3. 铸钢流动性差的主要原因是什么？

答：铸钢是在一定温度范围内逐步凝固的，此时，结晶在一定宽度的凝固区内同时进行，由于初生的树枝状晶体使固体层内表面粗糙，对金属液的流动性阻力大，所以流动性差。

4. 什么是时效处理？时效处理可分为哪几种？其主要作用是什么？

答：将金属工件置于室温或较高温度下保持适当时间，以提高金属强度的金属热处理工艺。

时效处理有自然时效和人工时效。自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，使其缓慢地发生变形，从而使内应力消除。人工时效是将铸件加热到550~650摄氏度进行去应力退火。时效处理宜在粗加工之后进行，以便将粗加工所产生的内应力一并消除。

5. 常用的铸铁种类有哪几种？了解其性能特征。

答:常用的铸铁有灰铸铁，可锻铸铁，球墨铸铁，蠕墨铸铁等。灰铸铁的抗拉强度低，塑性，韧性差，是脆性材料；其优越性能有，良好的减振性，耐磨性好，缺口敏感性小，铸造性能优良，切削加工性好。可锻铸铁的抗拉强度高，有相当高的塑性与韧性，可锻铸铁由此得名，但并不能真的用于锻造。球墨铸铁的强度与韧性远远超过灰铸铁，并可与钢媲美。球墨铸铁可通过退火，正火，高频淬火，等温淬火等热处理使基体形成不同组织，如铁素体，珠光体等，从而进一步改善其性能。此外，球墨铸铁还兼有接近灰铸铁的优良铸造性能。蠕墨铸铁的力学性能介于基体相同的灰铸铁和球墨铸铁之间，强度和韧性低于球墨铸铁，抗拉强度优于灰铸铁，并且有一定的塑性和韧性。

6. 什么是铸造工艺图？它应包含哪些内容？

答：铸造工艺图是在零件图上用各种工艺符号及参数表示出铸造工艺方案的图形。铸造工艺图是指导模样设计，生产准备，和铸件检验的基本工艺文件。其中包括：浇注位置，铸型分型面，型芯的数量，形状，尺寸及固定方法，加工余量，收缩率，浇注系统，起模斜度，冒口和冷铁的尺寸和布置等。

7. 简述砂型铸造浇注位置选择原则和分型面选择原则。

答：浇注位置——指金属浇注时铸件所处的空间位置 分型面——指砂箱间的接触表面 一 浇注位置选择原则 1铸件重要的加工面应朝下 2 铸件的大平面应朝下