金屬工藝學上冊 複習

2022-06-13 05:48:04 字數 4808 閱讀 5947

3、對於具有力學效能要求的零件,為什麼在零件圖上通常僅標註其硬度要求,而極少標註其他力學效能要求?

答:硬度是指除了表面抵抗區域性變形、特別是塑性變形、壓痕、劃痕的能力,反應了金屬材料綜合的效能指標,同時,各種硬度與強度間有一定的換算關係,故在零件圖的技術條件下,通常只標出硬度要求,其他力學效能要求可以按照換算關係獲得。

4.布氏硬度法和洛氏硬度法各有什麼優缺點?下列材料或零件通常採用哪種方法檢查其硬度?

庫存鋼材硬質合金刀頭

鍛件臺虎鉗鉗口

答:①洛氏硬度法測試簡便,缺點是測量費時,且壓痕較大,不適於成品檢驗。

布氏硬度法測試值較穩定,準確度較洛氏法高。;迅速,因壓痕小,不損傷零件,可用於成品檢驗。其缺點是測得的硬度值重複性較差,需在不同部位測量數次。

②硬質合金刀頭,臺虎鉗鉗口用洛氏硬度法檢驗。

庫存鋼材和鍛件用布氏硬度法檢驗。

(2)金屬的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:金屬的晶粒粗細對其力學效能有很大影響。一般來說,同一成分的金屬,晶粒愈細, 其強度、硬度愈高,而且塑性和韌性也愈好。

細化鑄態晶粒的主要途徑是:

(1)提高冷卻速度,以增加晶核的數目。

(2)在金屬澆注之前,向金屬液內加入變質劑(孕育劑)進行變質處理,以增加外來晶核。

此外,還可以採用熱處理或塑性加工方法,使固態金屬晶粒細化。

(4)填表

5鐵碳相圖

acd--- 液相線aecf---固相線 ecf---共晶線

gs---線:奧氏體在冷卻過程中析出鐵素體的開始線

es---:碳在奧氏體中的溶解度曲線 psk---:共析線

1.什麼是退火?什麼是正火?各自的特點和用途

退火是將鋼加熱,保溫,然後隨爐或或埋入灰中使其緩慢冷卻的熱處理工藝。

分為(1)完全退火,(2)球化退火,(3)去應力退火。

正火是將鋼加熱到ac3以上30---50c(亞共析鋼)或accm以上30---50c(過共析鋼),保溫後在空氣中冷卻的熱處理工藝。

正火和完全退火的作用相似,也是將鋼加熱到奧氏體區,使鋼進行重結晶,從而解決鑄鋼件,鍛件的粗大晶粒和組織不均問題。但正火比退火的冷卻速度稍快,形成了索氏體組織。索氏提比珠光體的強度,硬度稍高,但韌性並未下降。

正火主要用於:(1)取代部分完全退火。(2) 用於普通結構件的最終熱處理。(3)用於過共析鋼,以減少或消除二次滲碳體呈網狀析出。

2.亞共析鋼的淬火溫度如何選擇?溫度過高過低的弊端?

答:加熱到ac3以上30~50攝氏度,並保溫!

溫度過低,因未能完全角成奧氏體,致使淬火的組織中除馬氏體外,還殘存少量的鐵素體,使鋼的硬度不足;若加熱溫度過高,因奧氏體晶粒長大,淬火後的馬氏體組織也粗大,增加了鋼的脆性,致使鋼件裂紋和變形的傾向加大.

4.鋼在淬火後為什麼應立即回火?三種回火的用途有何不同?

立即回火的主要目的是消除火內應力,以降低鋼的脆性,防止產生裂紋,同時也使鋼獲得所需的力學效能。

低溫回火·目的是降低淬火鋼的內應力和脆性,但基本保持淬火所獲得高硬度和高耐磨性。

中溫回火·目的是使鋼獲得高彈性,較高硬度和一定的韌性。

高溫回火·淬火並高溫回火的復合熱處理工藝稱為調質處理。調製處理使鋼的韌性顯著提高,因此調質處理的鋼獲得強度及韌性都較好的力學效能。

①.15、40是優質碳素結構鋼,其中15是低碳鋼,40是中碳鋼,15、40表示剛中平均含碳量為萬分之15和萬分之40;q195是碳素結構鋼、q345是低合金高強鋼,q表示屈服點,195、345表示鋼厚度小於16mm時最低屈服點;crwmn是合金工具鋼,40cr、60si2mn是合金結構鋼,40、60表示含碳量的萬分數,crwmn、40cr、60si2mn元素符號及其後數字表示所含合金元素及其平均含量的百分數。

⑤現擬製造如下產品,請選出適用的鋼號

答:六角螺釘:q215,q235。

車床主軸:45,40cr,40mnvb。鉗工的鏨子:

t10,t8。液化石油氣罐:16mn,q295-q420。

活扳手:9crsi,t8。臉盆:

q195,q215。自行車彈簧:60si2mn。

門窗合頁:q215,20鋼。

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?不同化學成分的合金為何流動性不同?為什麼鑄鋼的充型能力比鑄鐵差?

答:液態合金充滿鑄型型腔,獲得形狀完整,輪廓清晰鑄件的能力,稱為液態合金的充型能力。合金的流動性愈好,充型能力愈強,愈便於澆鑄出輪廓清晰,簿而複雜的鑄件。

鑄鋼和鑄鐵的化學成分不同,凝固方式不同,具有共晶成分的鑄鐵在結晶時逐層凝固,已結晶的固體內表面較光滑,對金屬液的流動阻力小,故流動性好,充型能力強;而鑄鋼在結晶時為糊狀凝固或中間凝固,初生的樹枝狀晶體阻礙了金屬溶液的流動,故流動性差,充型能力差,所以鑄鋼的充型能力比鑄鐵差。

5、縮孔和縮松對鑄件質量有何影響?為何縮孔比縮松較容易防止?

答:縮孔和縮松使鑄件的力學效能下降,縮松還可使鑄件因滲漏而報廢。 縮孔集中在鑄件上部或者最後凝固的部位,而縮松

卻分布於鑄件整個截面。所以,縮孔比縮松較易防止.

6、區分以下名詞:

縮孔:呈倒錐形,內腔粗糙,位於鑄件上部中心處。

縮松:呈小圓柱形,內腔光滑,位於鑄件中心截面處或分布於整個截面。

澆不足:沒有獲得形狀完整的鑄件。

冷隔:獲得了形狀完整的鑄件,但鑄件最後凝固處有凝固線。

出氣口:位於型芯的中心部位,使型芯中的氣體逸出。

冒口:位於上砂箱,使金屬在澆注時型腔中的氣體逸出。

定向凝固:在鑄件厚大部位,安放澆口和冒口,使鑄件遠離冒口處先凝固,爾後是靠近冒

口部位凝固,最後才是冒口本身凝固。

逐層凝固:純金屬或共晶成分的合金在凝固過程中不存在固、液並存區,當溫度下降時固體層不斷加厚,液體層不斷減少,直至鑄件的中心,這種凝固方式稱逐層凝固。

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:影響鑄鐵石墨化的主要因素是:(1)化學成分;(2)冷卻速度。

鑄鐵的化學成分接近共晶成分,但碳在鑄鐵中的存在形式不同,使鑄鐵的力學效能也不

相同。在選擇鑄鐵材料時需考慮的是鑄鐵材料的力學效能。所以,鑄鐵的牌號用力學性

能來表示,而不用化學成分表示。

9、下列鑄件宜選用哪類鑄造合金?請闡述理由。

答:車床床身:灰鑄鐵,主要是由於減震、鑄造效能優良等。

電單車汽缸體:鋁合金或灰鑄鐵,形狀複雜,材料鑄造效能好。

火車輪:鑄鋼,具有較高的韌性及耐磨效能。

壓氣機曲軸:球墨鑄鐵或鑄鋼,具有較高的韌性要求。

汽缸套:蠕墨鑄鐵,具有優良的熱效能。

自來水管道彎頭:鋁合金或可鍛鑄鐵,耐蝕性良好,成型方便。

減速器渦輪:銅合金,具有優良的減摩性及耐蝕性能。

3.什麼是鑄造工藝圖?它包括哪些內容?他在鑄件生產的準備階段起著哪些重要作用?

答:鑄造工藝圖是在零件圖上用各種工藝符號及引數表示出鑄造工藝方案的圖形。其中

包括:澆注位置,鑄型分型面,型芯的數量、形狀、尺寸及其固定方法,加工餘量,收

縮率,澆注系統,起模斜度,冒口和冷鐵的尺寸和布置等。鑄造工藝圖是指導模樣設計、

生產裝置、鑄型製造和鑄造檢驗的基本工藝檔案。依據鑄造工藝圖,結合所選定的造型

方法,便可繪製出模樣圖及合型圖。

1、 何謂塑性變形?塑性變形的實質是什麼?

答:當外力增大到使金屬的內應力超過該金屬的屈服點之後,既使外力停止作用,金屬的變

形仍不消失,這種變形稱為塑性變形。 金屬塑性變形的實質是晶體內部產生滑移的結果。

4、 纖維組織是怎樣形成的?它的存在有何利弊?

答:鑄錠在塑性變形時,晶粒和沿晶界分布的雜質的形狀沿變形方向被拉長,呈纖維狀,這種結構稱纖維組織。 纖維組織的存在使金屬在效能上具有了方向性,沿纖維方向塑性和韌性提高;垂直纖維方向塑性和韌性降低。

纖維組織的穩定性很高,故在製造零件時,應使纖維沿輪廓方向分布。

5、 如何提高金屬的塑性?最常用的措施是什麼?

答:金屬的塑性和金屬的本質、加工條件有關。為提高金屬的塑性,常採用的措施有

1選用純金屬和低碳鋼 2 使金屬組織為固溶體 3提高金屬塑性變形溫度 4提高塑性變形的速度 5使金屬在三向受壓條下變形。其中最常用的措施是提高金屬塑性變形的溫度。

2、 重要的軸類鍛件為什麼在鍛造過程中安排有鐓粗工序?

答:其目的是為了擊碎粗大的魚骨狀炭化物組織,同時細化晶粒。

1、板料沖壓生產有何特點?應用範圍如何?

答:板料沖壓生產的特點:(1)可衝出形狀複雜的零件,且廢料較少 2)沖壓件的精度高,粗糙度值低,互換性好; 3)沖壓件重量輕,材耗少,強度高,剛度高; 4)操作工藝簡單,生產率高。

應用範圍:主要應用於高塑性的板料金屬,如低碳鋼、低合金鋼及有色金屬。

1、焊接電弧是怎樣的一種現象?電弧中各區的溫度多高?用直流和交流電焊接效果一樣嗎?

答:焊接電弧是在電極與工件之間的氣體介質中長時間的放電現象,即在區域性氣體介質中有大量電子流通過的導電現象,用鋼焊條焊接鋼材時,陽極區溫度為 2600k,陰極區溫度為 2400k,弧柱區溫度為 6000~8000k。用直流和交流電焊接效果不一樣

2、何謂焊接熱影響區?低碳鋼焊接時熱影響區分為哪些區段?各區段對焊接接頭效能有何影響?減小熱影響區的辦法是什麼?

答:焊接熱影響區是指焊縫兩側金屬因焊接熱作用而發生組織和效能變化的區域。 低碳鋼焊接時熱影響區分為:熔合區、過熱區、正火區和部分相變區。

熔合區:強度、塑性和韌性下降,引起應力集中,易導致焊縫裂紋產生。

過熱區:晶粒粗大,塑性、韌性下降。

正火區:金屬發生重結晶,強度、塑性、韌性提高,且優於母材。

部分相變區:晶粒大小不一,力學效能比正火區稍差。

減小熱影響區的措施:(1)增加焊接速度 ; (2)減少焊接電流。

3、產生焊接應力與變形的原因是什麼?在焊接過程中和焊接以後,焊縫區縱向受力是否一樣?焊接應力是否一定要消除?消除的方法有哪些?

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