金屬工藝學作業參***
第一篇第1章
1、什麼是應力？什麼是應變？
答：應力：單位面積上所受的力。
應變：單位長度上的伸長量。
縮頸是如何產生的？縮頸發生在拉伸曲線上哪個線段？如果沒有出現縮頸現象，是否表示該試樣沒發生塑性變形？
答：拉伸試驗中，當載荷增大到b點後，試件上某部分開始變細，這就是「縮頸」，發生在bk階段。如果沒有出現縮頸現象，不表示沒有發生塑性變形，因為當拉力超過s點後，已經發生了塑性變形。
4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什麼優缺點？下列材料或者零件通常採用哪種方法檢查其硬度？
答：布氏硬度法測試的數值比較穩定，準確度較洛氏高，缺點，痕跡較大，不適於測成品比較薄的工件。洛氏硬度測試簡便、迅捷、壓痕小、不損傷零件，可用於成品，厚薄零件都可以用。
特點是數值，重複性差，需在不同部位測量，取平均值。
庫存鋼材——用布氏硬度法測量硬質合金刀口——用洛氏硬度法測量
鍛件——用布氏硬度法測量臺虎鉗鉗口——用洛氏硬度法測量
5、下列各符號所表示的力學效能指標名稱和含義名稱是什麼？
δb—抗拉強度 δs—屈服強度 δ0.2—設有明顯塑性變形現象的金屬材料的屈服點 δ-1—疲勞強度 δ—伸長率 aｋ—衝擊韌性 hrc—洛氏硬度 hbs—淬火剛球為壓頭的布氏硬度 hbw—硬質合金為壓頭的布氏硬度
第2章1.什麼是「過冷現象」？過冷度指什麼？
答：液態合金的實際結晶溫度低於理論結晶溫度的這種現象稱為「過冷」；理論結晶溫度與實際結晶溫度之差稱為「過冷度」。
2．金屬晶粒粗細對其力學效能有什麼影響？細化晶粒的途徑有哪些？
答：金屬晶粒越細，強度，硬度越高，塑性和韌性越好，細化晶粒的主要途徑，在結晶時，提高冷卻速度，或加入變質劑增加結晶晶核，固態時，可採用正火或塑性加工使晶粒破碎達到細化晶粒的目的。
3.什麼是同素異晶轉變？室溫和1100℃時的純鐵晶格有何不同？
答：固態金屬的晶格隨溫度的改變而改變，稱同素異晶轉變。室溫為體心立方晶格，1100℃時為麵心立方晶格。
6.分析在緩慢冷卻的條件下，亞共析鋼和過共析鋼的結晶過程和室溫組織。
答：亞共析鋼的結晶過程：1點以前為液體，1點以後從鋼液中結晶出奧氏體，直到2點全部結晶為奧氏體，到了3點以前不發生組織轉變。
到3點以後，從奧氏體中析出鐵素體，由於鐵素體的含碳量很低，致使剩餘奧氏體中含碳量隨溫度下降，將沿著gs線增加，當溫度降到727℃時，含碳量已達到0.77‰，這時將進行共析反應，剩餘奧氏體將全部轉變成珠光體，而早先析出的鐵素體不再發生變化，室溫組織為鐵素體和珠光體構成。
過共析鋼液態冷卻到3點之前結晶過程與亞共析鋼相同，到3點以後從奧氏體中析出二次滲碳體，由滲碳體的含碳量較高，剩餘奧氏體中的含碳量隨溫度下降將沿es線降低，當溫度降到727℃時，含碳量達到0.77‰，這時，將進行共析反應，剩餘奧氏體轉變成珠光體，溫度繼續下降，組織不再發生變化，室溫組織由滲碳體和珠光體構成。
第三章1．什麼是退火？什麼是正火？它們的特點和用途有何不同？
答：鋼加熱保溫後在爐中或埋在灰中冷卻的熱處理工藝過程稱退火。退火分為完全退火、球化退火和應力退火。
對亞共析鋼而言，採用完全退火，加熱溫在ac3 30-50℃保溫後隨爐或埋在砂中冷卻。主要目的是降低硬度、改善切削加工性，其次是細化晶粒，用於鑄鋼件和鍛件。
對過共析鋼用球化退火，加熱溫度在ac1以上20-50℃，主要目的是使滲碳球化，提高鋼的韌性，降低硬度。對於鑄件、焊接件及鍛件採用去應力退火，主要目的是去應力，防止工件變形。
正火是將亞共析鋼加熱到ac3以上30-50℃，過共析鋼加熱到ac1 30-50℃，保溫後在空氣中冷卻。主要目的是細化晶粒，提高強度而且韌性不下降，用於普通結構件的最終熱處理，對過共析鋼而言，減少或消除網狀的二次滲碳體析出。
3．碳鋼在油中淬火，後果如何？為什麼合金鋼通常不在水中淬火？
答：碳鋼的淬透性較低，油的冷卻速度低，因此鋼在油中淬火不能獲得馬氏體，致使硬度不足。
合金鋼的淬透性高，如果在水中淬火，因水的冷卻速度快，獲得的馬氏體，內應力大，易變形或開裂。
5．鋼銼、汽車大彈簧、車床主軸、發動機缸蓋螺釘的最終熱處理有何不同？
答：鋼銼—低溫回火汽車大彈簧—中溫回火發動機缸蓋螺釘—調質
7．什麼是共析反應？什麼是共晶反應？它們有何異同？
答：共析反應—合金冷卻時，溫度達到727℃，含碳量達到0.77‰時，在恆溫下同時析出鐵素體與滲碳體的機械混合物這種反應叫共析反應，這種機械混合物叫珠光體。
共晶反應—合金冷卻時，溫度達到1148℃，含碳達到4.3‰時，在恆溫下同時析出奧氏體與滲碳體的機械混合物，這種反應叫共晶反應，機械混合物叫萊氏體。
相同點：都是機械混合物，恆溫； 不同點：含碳量不同，反應溫度不同，機械物的性質不同。
第四章1．下列牌號各屬於哪類鋼？試說明牌號中數字和符號的含義。其中哪些牌號鋼的焊接效能好？
答：15、40：優質碳素結構鋼，焊接性好 q215：
碳素結構鋼，q為屈服，屈服強度為215mpa q345：低合金鋼，q為屈服，屈服強度345mpa grwmn、40gr、60si2mn：合金結構鋼，分別平均含碳量為0.
40‰、0.6‰。
4．倉庫中混存三種相同規格的20鋼、45鋼和t10鋼，請提出一種最為簡便的區分方法。
答：用打樣沖眼的方法就能很方便的區分出，觀察樣眼的大小，樣衝眼大的是20鋼、最小的是t10鋼，中間的為45鋼。
6.下列產品該選用哪些鋼號？宜採用哪種熱處理？
答：汽車板簧—60、65、60si2mn鋼或65mn；淬火、中溫回火
檯鉗鉗口—t8；淬火、低溫回火
拖拉機履帶板—2gmn13；淬火、低溫回火
自行車軸擋—20cr；淬火、低溫回火
8．分析含碳量對鐵碳合金組織和效能的影響。
（1）對力學效能的影響：
隨含碳量的增加，鋼的強度、硬度增加，塑性、韌性降低，但是當含碳量超過0.90‰時，鋼的強度反而降低。
（2）對工藝效能的影響：隨含碳的增加，鋼的熱加性（焊接）和冷衝壓效能降低。
（3）對組織的影響：隨含碳量的增加，鋼中鐵素體逐漸減少，珠光體、滲碳體的出現與增加，直至萊氏體的出現，這是影響力學效能變化的根本原因。
第一篇鑄造
2．什麼是液態合金的充型能力？它與合金的流動性有何關係？不同成分的合金為何流動性不同？
答：（1）能夠獲得形狀準確、輪廓清晰，減少澆不足和冷隔缺陷的這種能力叫充型能力。
（2）合金的流動性愈高，充型能力也愈好。
（3）共晶成分的合金，是逐層凝固，表面光滑對液態合金的流動性無影響，所以充型能力強；其它成分的合金是糊狀凝固或中間凝固，是樹枝狀結晶，表面粗糙，對液態合金的流動性有阻礙作用，所以充型能力較低。
3．某定型生產的薄鑄鐵件，投產以來質量基本穩定，但近一段時間澆不到和冷隔缺陷突然增加，試分析其可能的原因。
答：是定型產品，說明澆注工藝是成熟的，不存在鑄件結構（壁厚）澆注溫度低、鑄型材料等問題，導致澆不足和冷隔的主要原因是合金的流動性問題。而影響合金流動性的主要因素是合金的成分，所以應從鑄鐵件材料的合金成分上考慮，是否合金成分發生了改變，共晶成分太少了，才影響澆不足和冷隔缺陷的出現。
可以進行化驗找到原因，也可以適當提高澆注溫度來驗證。
4．既然提高澆注溫度可改善充型能力，那麼為什麼又要防止澆注溫度過高？
答：溫度過高，合金的收縮量大，易產生縮孔與縮松，同時溫度過高，凝固從於高溫時間很長，晶粒長大嚴重，力學效能下降，因此，澆注溫度不能過高。
6．什麼是順序凝固？什麼是同時凝固？各需採取什麼措施來實現？上述兩種凝固原則適用場合有何不同？
答：順序凝固：為了防止或消除縮孔和縮松，在鑄件的厚大截面部分安裝冒口或冷鐵的工藝方法叫順序凝固，用於結晶範圍較窄或共晶成分。
同時凝固：為了防止和消除拉應力，在逐漸的厚大截面部分安裝冷鐵的工藝方法叫同時凝固，主要用於灰鑄鐵，鑄青銅等。
8．試用下面異形梁鑄鋼件分析其熱應力的形成原因，並用虛線表示逐漸的變形方向。
答：異形鑄鋼件梁，因上面部分較厚，下面部分較薄，固態收縮時，上面部分先冷，所受的是拉應力，下面部分受的壓應力。受拉應力部分要產生壓縮變形，受壓應力部分要產生拉伸復形，才能消除應力，這一壓、一拉的結果使鑄鋼件向上彎曲變形。
第二章2．影響鑄鐵石墨化的主要因素是什麼？為什麼鑄鐵的牌號不用化學成分來表示？
答：影響石墨化的主要因素是化學成分和冷卻速度，最主要元素是碳和矽。碳是形成石墨化的主要元素，也是促進元素；矽是促進石墨化的元素。
金屬材料基本知識
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金屬材料與熱處理的基本知識
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金屬材料及熱處理基本知識
n 概述 金屬材料是製造裝置最常用的材料，因此了解和掌握金屬材料效能是十分必要的，通常所指的金屬材料效能是指金屬材料的使用效能和工藝效能。如力學效能 強度 硬度 塑性 韌性等 物理效能 密度 熔點 導熱性 熱膨脹性等 化學效能 耐腐蝕性 熱穩定性等 等使用效能和冷 熱加工 鑄造 焊接 熱處理 壓力加...