材料加工和成型工藝學00699複習

2022-05-08 03:57:06 字數 4846 閱讀 1732

1、金屬晶體的常見晶格有哪三種?α-fe、γ-fe各是什麼晶格? 體心、麵心、密排六方 α-fe:體心立方結構 γ-fe:麵心立方結構

2、什麼是固溶強化?造成固溶強化的原因是什麼? 溶質原子使固溶體的強度和硬度公升高的現象稱固溶強化。

固溶強化的原因是晶格畸變。晶格畸變增大位錯運動的阻力,使金屬的滑移變形更加困難,提高了金屬的強度和硬度。

3、實際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷?它們對效能有什麼影響?實際金屬晶體中存在點缺陷(空位、間隙原子、置換原子)、線缺陷(位錯)、面缺陷(晶界、亞晶界)三類晶體缺陷。

點缺陷造成晶格畸變,使材料強度增加。位錯密度增加,材料強度增加。晶界越多,晶粒越細,金屬強度越高,同時塑性越好。

4、fe—c合金中基本相有哪些?基本組織有哪些?基本相:

鐵素體(f)、滲碳體(fe3c)、奧氏體(a)基本組織:鐵素體(f)、滲碳體(fe3c)、奧氏體(a)、珠光體(p)、萊氏體(ld)

5、簡述鋼的硬度、強度、塑性、韌性與含碳量的關係.隨著鋼中含碳量的增加,塑性、韌性下降,硬度增加。當含碳量小於0.

9%時,含碳量增加,鋼的強度增加。而當含碳量大於0.9%時,滲碳體以網狀分布於晶界或以粗大片狀存在,使得強度隨之下降。

6、m有何特徵?它的硬度取決於什麼因素?低碳m有何特徵?

m是碳在α-fe中的過飽和固溶體。它的硬度主要取決於m的含碳量,含碳越高,m的強度、硬度越高。低碳m是板條狀m,它具有良好的塑性和韌性,較高的斷裂韌度和較低的韌脆轉變溫度。

7、進行退火處理的目的是什麼?(1)降低鋼的硬度以便於進行切削加工;(2)消除殘餘應力,以穩定鋼件尺寸,並防止其變形和開裂;(3)使化學成分均勻,細化晶粒,改善組織,提高鋼的力學效能。(4)改善組織,為最終熱處理作好組織準備

8、淬火鋼中的殘餘奧氏體對工件效能有何影響?如何防止? 殘餘奧氏體降低鋼的硬度和耐磨性;工件使用過程中,由於殘餘奧氏體發生轉變,使工件尺寸發生變化,從而降低工件的尺寸精度。

將淬火工件冷卻到室溫後,隨即放到零下溫度的冷卻介質中冷卻,即進行冷處理;回火處理。

9、為什麼亞共析鋼經正火後,可獲得比退火高的強度和硬度。亞共析鋼退火後的組織為大量的f+少量p,而亞共析鋼經正火後的組織是數量較多且細小的珠光體組織。由於珠光體的強度和硬度比鐵素體高,因此亞共析鋼正火後可獲得比退火高的強度和硬度。

10、亞共析鋼、過共析鋼正火加熱溫度範圍是什麼?低碳鋼切削加工前和高碳鋼球化退火前正火的目的是什麼?亞共析鋼正火加熱溫度:

ac3+50~70℃。過共析鋼正火加熱溫度:accm+50~70℃。

低碳鋼切削加工前正火目的:增加珠光體含量,使鋼的硬度提高,便於切削加工。高碳鋼球化退火前正火目的:

消除過共析鋼中的網狀二次滲碳體。

11、亞共析鋼的淬火加熱溫度是什麼?加熱溫度過高或過低會產生哪些問題?加熱溫度為ac3+(30~70)℃ 加熱溫度過高:

a晶粒粗化,使淬火後m組織粗大;且氧化脫碳嚴重。加熱溫度過低:淬火組織中將有f,使淬火硬度下降。

12、共析鋼淬火加熱溫度範圍是什麼?如加熱溫度過高會產生哪些有害影響?應為727 +(30~70)℃。

如加熱溫度過高,有下列危害:(1)、奧氏體晶粒粗化,淬火後m粗大,脆性增大。(2)、氧化、脫碳傾向增大,表面質量降低。

(3)、淬火應力大,工件變形、裂紋傾向增大。

13、過共析鋼淬火加熱溫度範圍是什麼?如加熱溫度過高會產生哪些有害影響?應為ac1 +(30~70)℃。

如加熱溫度過高,超過acm,有下列危害:(1)、fe3c完全溶入奧氏體,使奧氏體含碳量增加,ms降低。淬火後殘餘奧氏體量增加,降低鋼的硬度和耐磨性。

(2)、奧氏體晶粒粗化,淬火後m粗大,脆性增大。 (3)、氧化、脫碳傾向增大,鋼的表面質量降低。 (4)、淬火應力大,增加了工件變形、裂紋的傾向。

14、水作為淬火介質有何優缺點?水作為淬火介質的優點是具有較強的冷卻能力,**低廉。其主要缺點是:

①在需要快冷的650~500℃範圍內(碳鋼過冷奧氏體最不穩定區域),它的冷卻能力低;②在300~200℃需要慢冷時,它的冷卻能力太強,易使零件產生變形,甚至開裂;③水溫對水的冷卻能力影響大。

15、為什麼通常碳鋼在水中淬火,而合金鋼在油中淬火?若合金鋼在水中淬火會怎樣?碳鋼件淬火時難以使馬氏體轉變充分,而水的冷卻能力強,使鋼易於獲得馬氏體。

合金鋼淬透較好,在油中冷卻能獲得馬氏體。合金剛導熱能力差,若在水中淬火,會使工件產生裂紋和變形。

16、淬火鋼進行回火的目的是什麼?得到所需要的組織與效能通過適當回火可改變淬火組織,調整和改善鋼的效能。穩定工件尺寸回火使不穩定的淬火組織轉變為穩定組織。消除或減少淬火內應力

17.為防止和減少焊接變形,焊接時應採取何種工藝措施?焊前預熱; 正確選擇焊接引數、焊接次序;加熱減應區;反變形法; 剛性夾持法。

18、鋼經淬火後為何一定要回火?鋼的效能與回火溫度有何關係?鋼經淬火後回火有如下目的:

(1)獲得工件所需的組織和效能(2)穩定組織,穩定工件尺寸(3)消除、減少淬火應力,隨著回火溫度的提高,鋼的強度指標(σb、σs)和硬度逐漸下降,塑性指標(ψ、δ)與韌性指標逐漸提高。而回火溫度在300~400℃附近,彈性極限出現峰值。

19、什麼是鋼的回火脆性?如何避免?隨著回火溫度的公升高,通常強度、硬度下降,而塑性、韌性提高。

但某些溫度範圍內回火,鋼的韌性不但沒有提高,反而顯著下降,這種脆化現象稱回火脆性。300℃左右回火產生的回火脆性是第一類回火脆性,它是不可逆的。一般不在此溫度範圍內回火。

含有cr、ni、mn等合金元素的合金鋼,在450~650℃回火或經更高溫度回火後緩慢冷卻通過該溫度區間時,產生第二類回火脆性。它是可逆的。防止辦法:

儘量減少鋼中雜質元素含量;加入w或mo等能抑制晶界偏析的元素;對中小件,可通過回火後快冷來抑制回火脆性。

20、為什麼高頻淬火零件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度均高於一般淬火?由於高頻感應加熱速度快、時間短,使得加熱後所獲得的a晶粒細小而均勻,淬火後可在表層獲得極細的馬氏體或隱針馬氏體,因而表面硬度、耐磨性高於一般淬火。一般淬火工件的表面存在殘餘拉應力,而高頻淬火後工件表層存在殘餘壓應力。

殘餘壓應力能抵消在變動載荷作用下產生的拉應力,因此高頻淬火零件的疲勞強度均高於一般淬火。

21、既然提高澆注溫度可以提高液態金屬的充型能力.但為何要防止澆注溫度過高?澆注溫度過高時,一方面鑄件易產生縮孔、縮松、氣孔,鑄件粘砂嚴重;另一方面鑄件的冷卻速度下降,導致晶粒粗大,使鑄件機械效能下降。

22、澆注溫度過高、過低常出現哪些鑄造缺陷?(1)澆注溫度過高:易產生氧化、氣孔、縮孔、晶粒粗大等缺陷。(2)澆注溫度過低:易產生冷隔、澆不足等缺陷。

23、合金的流動性與充型能力有何關係?為什麼共晶成分的金屬流動性比較好? 合金的流動性好,則充型能力就高。

共晶成分合金的是恆溫結晶,結晶是從表層向中心逐層凝固,凝固層表面較光滑,對尚未凝固的金屬的流動阻力小,故流動性好;共晶成分時,熔點低,因而流動性好。

24、簡述鑄造生產中改善合金充型能力的主要措施。(1)適當提高澆注溫度。 (2)保證適當的充型壓力。

(3)使用蓄熱能力弱的造型材料。如砂型。 (4)預熱鑄型。

(5)使鑄型具有良好的透氣性。

25、簡述縮孔產生的原因及防止措施。凝固溫度區間小的合金充滿型腔後,由於逐層凝固,鑄件表層迅速凝固成一硬殼層,而內部液體溫度較高。隨溫度下降,凝固層加厚,內部剩餘液體由於液態收縮和補充凝固層的凝固收縮,體積減小,液面下降,鑄件內部產生空隙,形成縮孔。

措施:(1)使鑄件實現「定向凝固」,按放冒口。 (2)合理使用冷鐵。

26、簡述縮松產生的原因及防止措施。出現在呈糊狀凝固方式的合金中或斷面較大的鑄件中,被樹枝狀晶體分隔開的液體區難以得到補縮所致。措施:

(1)、盡量選用凝固區域小的合金或共晶合金。(2)、增大鑄件的冷卻速度,使鑄件以逐層凝固方式進行凝固。(3)、加大結晶壓力。

27、縮孔與縮松對鑄件質量有何影響?為何縮孔比縮松較容易防止?縮孔和縮松使鑄件的有效承載面積減少,且在孔洞部位易產生應力集中,使鑄件力學效能下降;縮孔和縮松使鑄件的氣密性、物理效能和化學效能下降。

縮孔可以採用順序凝固通過安放冒口,將縮孔轉移到冒口之中,最後將冒口切除,就可以獲得緻密的鑄件。而鑄件產生縮松時,由於發達的樹枝晶布滿了整個截面而使冒口的補縮通道受阻,因此即使採用順序凝固安放冒口也很無法消除。

28、什麼是定向凝固原則?什麼是同時凝固原則?各需採用什麼措施來實現?

上述兩種凝固原則各適用於哪種場合?定向凝固就是在鑄件上可能出現縮孔的厚大部位安放冒口,使鑄件上遠離冒口的部位先凝固然後是靠近冒口的部位凝固,最後才是冒口本身的凝固。同時凝固,就是採取必要的工藝措施,使鑄件各部分冷卻速度盡量一致。

實現定向凝固的措施是:設定冒口;合理使用冷鐵。它廣泛應用於收縮大或壁厚差較大的易產生縮孔的鑄件,如鑄鋼、高強度鑄鐵和可鍛鑄鐵等。

實現同時凝固的措施是:將澆口開在鑄件的薄壁處,在厚壁處可放置冷鐵以加快其冷卻速度。它應用於收縮較小的合金(如碳矽質量分數高的灰鑄鐵)和結晶溫度範圍寬,傾向於糊狀凝固的合金(如錫青銅),同時也適用於氣密性要求不高的鑄件和壁厚均勻的薄壁

29、鑄造應力有哪幾種?形成的原因是什麼?鑄造應力有熱應力和機械應力兩種。

熱應力是鑄件在凝固和冷卻過程中,由於鑄件的壁厚不均勻、各部分冷卻速度不同,以至在同一時期內鑄件各部分收縮不一致而引起的。機械應力是鑄件在冷卻過程中因固態收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的應力。

30、鑄件熱應力分布規律是什麼?如何防止鑄件變形?鑄件薄壁處受壓應力,厚壁處受拉應力。

(1)減小鑄造應力。合理設計鑄件的結構 ,鑄件盡量形狀簡單、對稱、壁厚均勻.採用同時凝固的工藝.

鑄件時效處理。(2)反變形法。

31、試從鑄造效能、機械效能、使用效能等方面分析形狀複雜的車床床身採用普通灰口鑄鐵的原因。普通灰口鑄鐵鑄造效能好,流動性好,適宜鑄造形狀複雜的鑄件。車床床身使用時只承受壓應力,不承受衝擊,普通灰口鑄鐵可以滿足要求。

普通灰口鑄鐵具有較好的減震性、耐磨性,缺口敏感性小,切削加工性好。

32、簡述影響石墨化的主要因素(1)化學成分:碳形成石墨,又促進石墨化。si強烈促進石墨化,s阻礙石墨化,p、mn影響不顯著。

(2)冷卻速度:緩冷時,石墨可順利析出。反之,則易產生白口。

材料加工和成型工藝學00699複習

1 金屬晶體的常見晶格有哪三種?fe fe各是什麼晶格?體心 麵心 密排六方 fe 體心立方結構 fe 麵心立方結構 2 什麼是固溶強化?造成固溶強化的原因是什麼?溶質原子使固溶體的強度和硬度公升高的現象稱固溶強化。固溶強化的原因是晶格畸變。晶格畸變增大位錯運動的阻力,使金屬的滑移變形更加困難,提高...

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