金属基复合材料复习大纲(完整版)
金属基复合材料复习大纲
一．内生增强的金属基复材的特点.
答：1.增强体试从金属体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，且界面结合强度高。
2.通过合理选择反应元素（或化合物)的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量。
3.省去了增强体单位合成、处理和加入等工序，因此其工艺简单，成本较低。
4.从液态金属基体中原位形成增强体的工艺，可用铸造方法制备形状复杂、尺寸较大的近净成形构件。
5.在保证材料具有较好的韧性和高温性能的同时，可较大程度地提高材料的强度和弹性模量。
补：外加增强的金属基复材的特点：1.颗粒表面有污染；2.界面结合差；3.润湿性。
二.金属基复材的特点.
答：1.高比强度、高比模量；2.导热、导电性能；3.热膨胀系数小，尺寸稳定性好；4.良好的高温性能；5.耐磨性好；6.良好的疲劳性能和断裂韧度；7.不吸潮，不老化，气密性好。
三.增强体的作用.
答:传递作用承受力，提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能。
四.金属基复材增强体应有的基本特性.
答:1.增强体具有能明显提高金属基体某种所需特性的性能；2.增强体应具有良好的化学稳定性；3.与金属有良好的浸润性。
五.选择增强体的原则.
答：1.力学性能：杨氏模量和塑性强度；2.物理性能：密度和热扩散系数；3.几何特性：形貌和尺寸；4.物理化学相容性；5.成本因素。
六.碳纤维制造的过程.
答：1.拉丝：可用湿法、干法或者熔融状态三种中任意一种方法进行； 2.牵伸：在室温以上，通常是在100~300℃范围内进行，W.Watt 首先发现结晶定向纤维的拉伸效应，而且这效应控制着最终纤维的模量； 3.稳定：通过400℃加热氧化的方法。这显著地降低所有的热失重，并因此保证高度石墨化和取得更好的性能。 4.碳化：在1000~2000℃范围内进行； 5.石墨化：在2000~3000℃范围内进行。
七.先驱体转化法工艺流程图.
答：二氯二甲基硅烷 脱氢 裂解 纺丝 不熔化处理 金属钠 缩合 重排
八.氧化铝纤维的制备.
答：1.淤浆法：以氧化铝粉末为主要原料，同时加入分散剂、流变助剂、烧结助剂，分散于水中，制成可纺浆料，经挤出成纤，再经干燥、烧结得到直径在200μm 左右的氧化铝纤维； 烧成 聚硅烷 聚碳硅烷 聚碳硅烷纤维 不熔化聚碳硅烷纤维 碳化烷纤维
2.溶胶—凝胶法：以铝的醇盐或无机盐为原料，同时加入其他有机酸催化剂，溶于醇/水中，得到混合均匀的溶液，经醇解或水解和聚合反应得到溶胶。浓缩的溶胶达到一定粘度后进行纺丝，得到凝胶纤维，随后进行热处理的氧化铝纤维。有点：制品的均匀度高，纯度高，烧结温度低，抗拉强度高；
3.预聚合法：日本住友化学公司的产品是以Al2O3为主要成分，并含有B2O3、SiO2的多晶纤维。采用预聚合法，先是用烷基铝加水聚合成一种聚铝氧烷聚合物，将其溶解在有机溶剂中，加入硅酸酯或有机硅化合物，使混合物浓缩成粘稠液干法纺丝成先驱纤维。再在600℃空气中裂解成含有氧化铝和氧化硅等组成的无机纤维，最后在1000℃以上烧结，得到微晶聚集态的连续氧化铝纤维，其直径在10μm左右；
4.卜内门法：与溶胶—凝胶法不同的是先驱体不形成均匀溶胶，而是通过加入水溶性有机高分子来控制纺丝粘度，以得到氧化铝纤维；
5.基体纤维浸渍溶液法：采用无机盐溶液浸渍基体纤维，通过烧结除去基体纤维而得到陶瓷纤维。采用溶液一般为水溶液，基体纤维为亲水性良好的粘胶纤维。
九.常用的晶须分散技术.
答：球磨分散、超声分散、sol-gel分散，以及分散介质选择、pH值的调整等。
十.复材的可设计性.
答：复合材料灵活的可设计性和优良的特性使复合材料在不同应用领域竞争中成为特别受欢迎的候选材料。
1.复合材料在弹性模量、线膨胀系数和材料强度等方面具有明显的各向异性性质。人们可以根据不同方向上对刚度和强度等性能的特殊要求来设计复合材料及结构，以满足工程实际中的特殊需要。
2.复合材料具有不同层次上的宏观、细观和微观结构，如复合材料层合板中的纤维及其与基体的界面可视为微观结构，而层合板可视为宏观结构，因此可采用细观力学理论和数值分析手段对其进行设计。
3.复合材料设计涉及多个变量优先及多层次涉及的选择。复合材料设计问题要求确定增强体的几何特征（连续纤维、颗粒等）、基体材料和增强体的微观结构，以及增强体的体积分数。要想通过对上述设计变量进行系统的优化是一件比较复杂的事情。数值优化技术对材料设计问题提供了一种可行的方法。
4.复合材料的性能往往与结构及工艺有很强额依赖关系，因此，在复合材料产品设计的同时必须进行材料结构设计，并选择合适的工艺方法。复合材料的设计，其材料-工艺-设计必须形成一个有机的整体，形成一体化。
5.在对复合材料结构设计的同时也应对其性能进行适当的评价，以判断产品结构是否达到预期的指标。
复合材料的材料-设计-制造-评价一体化技术室21世纪发展的趋势，它可以有点地促进产品结构的高度集成化，并且能保证产品的可靠性。
十一.功能复材调整优值得途径.
答：1.调整复合度；2.调整联接方式；3.调整对称性；4.调整尺度；5.调整周期性。
十二.利用复合效应创造新型功能复合材料的四大效应.
答：1.乘积效应：在复合材料两组分之间产生可用乘积关系表达的协同作用。例如把两种性能可以相互转换的功能材料，热-形变材料（X/Y）与另一种形变-电导材料（Y/Z）复合，其效果是（X/Y）（Y/Z）=X/Z；
2.系统效应
3.诱导效应
4.共轭效应
十三.热膨胀系数的概念及表达式.
答：概念：表征材料受热时线度或体积变化程度。
表达式：线膨胀系数：α＝(?L/?T)/L
体膨胀系数：α＝(?V/?T)/V
十四.提高金属基复材阻尼性能的方法.
答：1.用高阻尼基体金属：选择阻尼性能好的金属作为制备金属基复合材料的基体，如Zn-Al、Mg-Zr等；
2.用高阻尼增强体：纤维的弹性模量通常远大于基体和复合材料的弹性模量，应变能主要集中在纤维上，把片状石墨加入到Al或其他金属基体形成的金属基复合材料中，可大大提高阻尼性能；
3.设计高阻尼界面：金属基复合材料的阻尼性能与其实际界面层的性能有关。根据界面层阻尼理论，一定厚度的强结合界面层本身的阻尼性能对复合材料的阻尼油极大影响；而弱结合界面层，其内部发生的滑移对复合材料的阻尼做出更多贡献。
十五.金属基复材制造方法的分类.
答：1.固态法：粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、挤压和拉拔法、爆炸焊接法等；
2.液态法：真空压力浸渍法、挤压铸造法、搅拌铸造法、液态金属浸渍法、共喷沉积法、原位反应生成法等；
3.表面复合法：物理气相沉积法、化学气相沉积法、热喷涂法、化学镀法、电镀法及复合镀法等。
十六.制造技术应具备的条件.
答：1.能使增强材料均匀地分布于金数基体中，满足复合材料结构和强度设计要求；
2.能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥，有利于复合材料性能的提高与互补，不能因制造工艺不当而造成材料性能下降；
3.能够充分发挥增强材料对基体金属的增强、增韧效果，可制得具有合适界面结构和特性的复合材料，尽量避免在制造过程中于增强体-金属界面处发生不利的化学反应；
4.设备投资少，工艺简单易行，可操作性强，便于实现批量或规模生产；
5.尽量能制造出接近最终产品的形状、尺寸和结构，减少或避免后加工工序。
十七.金属基复材制造的关键性技术及解决方法.
答：1.在高温下易发生不利的化学反应。解决方法;a.尽量缩短高温加工时间，使增强材料与集体界面反应降至最低程度；b.通过提高工作压力使增强材料与集体浸润速度加快；c.采用扩散粘接法克有效地控制温度并缩短时间。
2.增强材料与集体润湿性差。解决方法：a.加入合金元素，优化基体组分，改善基体对增强材料的润湿性；b.对增强材料进行表面处理，涂覆一层可抑制界面反应的涂层。
3.如何使增强材料按所需方向均匀地分布于基体中。解决方法：a.对增强材料进行适当的表面处理，使其浸渍基体速度加快；b.加入适当的合金元素改善基体的分散性；c.施加适当的压力，使基体分散性增大。
十八.液态制造技术的种类.
答：1.真空压力浸渍技术：工艺流程：预制件预热→将预制件放入模具中→注入液体金属→加压渗入金属→加压保压金属→取出制品
2.挤压铸造技术：:利用压力机将液态金属强行压入增强材料的预制件中，以制造复合材料。
3.液态金属搅拌铸造技术。搅拌工艺方法：漩涡法、Duralcan法、复合铸造法。
4.液态金属浸渍技术。
5.共喷沉积技术
6.原位自生成技术
十九.液态金属搅拌铸造技术过程特点及出现问题.
答：注意事项与措施：1.在金属熔体中添加合金元素合金元素可以降低金属熔体的表面张力；2.颗粒表面处理比较简单有效的方法是将颗粒进行高温热处理，使有害物质在高温下挥发脱除；3.复合过程的情分控制由于液态金属氧化生成的氧化膜阻止金属与颗粒的混合和润湿，吸入的气体又会造成大量气孔，严重影响复合材料的质量，因此要采用真空、惰性气体保护来防止金属熔体的氧化和吸气；4.有效的机械搅拌强烈的搅动可使液态金属以高的剪切速度流过颗粒表面，能有效地改善金属与颗粒之间的润湿性，促进颗粒在液态金属中的均匀分布。通常采取高速旋转的机械搅拌或超声波搅拌来强化搅拌过程。
二十.原位自生成技术的工艺特点.
答：1.增强体是从金属基体中原位形核、长大的热力学稳定相，因此，增强体表面无污染，避免了与基体相容性不良的问题，因而与基体结合良好；
2.通过合理选择反应元素（或化合物）的类型、成分及其反应性，可有效地控制原位生成增强体的种类、大小、分布和数量；
3.可省去单独合成、处理和加入增强体等工序，工艺简单，成本低，易于推广；
4.在保证材料具有良好的韧性和高温性能的同时，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。
二十一.熔体直接反应法.
答：基本原理：将含有增强相颗粒形成元素的固体颗粒或粉末在某一温度下加到熔融的铝合金中，然后搅拌使反应充分进行，从而制备内生颗粒增强的复合材料。
特点：1.该工艺以现有的铝合金熔炼工艺为基础，在熔体中直接形成增强颗粒，并可以直接铸造成各种形状的复合材料铸件，因此工艺简单、周期短，复合材料制备成本低，易于推广；
2.增强颗粒大小和分布易于控制，并且其数量可在较大的范围内调整；
3.同时获得高强度、高韧性的复合材料。
反应式：13Al+3Zr(CO3)→3Al3Zr+3Al2O3+6CO2
二十二.铸造成形的技术问题及解决方法.
答：1.增强颗粒与基体金属熔体的润湿性解决方法：a.增强颗粒表面涂层b.金属集体中加入某些合金元素c.用某些盐对增强颗粒进行预处理d.对增强颗粒进行超声清洗或与热处理。
2.增强颗粒分布均匀性解决方法：调整提高金属熔体的粘度，减小增强颗粒的粒径。
3.增强颗粒与集体金属的界面结构解决方法：选择适当的增强体与金属基体的组合。
4.PRMMCs的凝固过程。
二十三.超塑性变形过程中组织变化有哪些特点.
答：1.晶粒形状与尺寸的变化 2.晶粒的滑动、转动和换位 3.晶粒条纹带 4.位错 5.空洞
二十四.空洞的分类及示意图.
答：一类为产生于三晶粒交界处的楔形空洞或V 形空洞，这类空洞是由于应力集中产生的；另一类为沿晶界，特别是相界产生的近似圆形空洞或椭圆空洞。
二十五.各种常规MMCs 联接技术的特点与比较.
答：
工艺方法 优点 缺点
熔 化 焊 钨极惰性气体保护焊接 在焊接时可使用金属焊丝以减少Al/SiC 复合材料中Al 3C 4的产生，增加Al/SiC 复合材料中增强粒子的润湿性 在Al/SiC 复合材料中会产生
Al 3C 4，当使用金属焊丝时焊
接强度降低
熔化惰性气体保护焊接 在焊接时可使用金属焊丝以减少Al/SiC 复合材料中Al 3C 4的产生，增加Al/SiC 复合材料中增强粒子的润湿性 在Al/SiC 复合材料中会产生
Al 3C 4，当使用金属焊丝时焊
接强度降低
电子束焊 在真空环境中可高速焊接 在Al/SiC 复合材料中会产生
Al 3C 4，焊接需要在真空环境
中进行
激光束焊 不需要真空环境即可高速焊接 在Al/SiC 复合材料中会产生
Al 3C 4，焊接需要有保护气体
电阻焊 可高速焊接 有可能产生增强颗粒偏析，
对焊接工作的几何形状有限
制
固扩散连接
为了提高连接性能可使用中间过量扩散会导致连接性能下
层不发生颗粒与基体间反应降
过渡液相扩散连接为了提高连接性能可使用中间
层，不发生颗粒与基体间反应
有可能形成有害的金属间化
合物；工作效率低，价格昂
贵
摩擦焊接不发生颗粒与基体间反应；在
热处理后可达到很高的连接强
度，适于连接两种不同的材料
需去除毛刺
磁励电弧对焊适于连接管形工件只能焊接限定形状的工件；焊接后需对焊接部位进行处理（内部和外部）
钎焊可用于连接两种不同的材料焊接需要惰性气体保护或真
空环境
胶焊连接加工时所需温度相对较低为获得较高强度需表面预处
理
二十六.刀具的磨损机理分析.
答：磨粒磨损粘接磨损扩散磨损氧化磨损
二十七复合材料界面的定义及作用.
答：一层具有一定厚度（纳米以上）、结构随基体和增强体而异的、与基体有明显差别的新相——界面相（界面层）。它是增强体和基体连接的“纽带”，也是应力及其他信息传递的桥梁。界面是金属基复合材料极为重要的微结构，其结构与性能直接硬性金属基复合材料的性能。
二十八.改善金属集体对增强物润湿性的措施.
答：1.改变增强物的表面状态和结构以加大γSV，即对增强物进行表面处理，包括机械、物理和化学清洗、电化学抛光和涂覆等；2.改变金属基体的化学成分以降低γSL，最有效的方法是向基体中添加合金元素；3.改变温度，通常升高温度能减小液态基体与固态增强物间的润湿角，但温度不能过高；4.改变环境气氛，固体或液体表面吸附的不同气体能改变γSV和γSL；5.提高液相压力，改善其对固体的润湿性。
二十九.界面优化与控制界面反应的途径.
答：纤维增强体的表面涂层处理、金属基体合金化以及制备工艺方法和参数控制。
三十.连续纤维增强MMCs的损伤分析可归纳为.
答：1.界面的性质是决定材料性质的重要因素，界面强度越高，界面脱粘发生得越晚，材料的最终强度越大；若界面强度很大，脱粘不发生，材料的强度由基体的性质决定；
2.界面的临界相对位移值越大，界面的韧性越好，脱粘发生得越晚；
3.不同界面强度对应的计算胞元的失效模式不通过，弱界面失效时，界面完全脱粘，纤维剥落；中等界面失效时，部分界面脱粘；强界面失效时，失效在基体中发生。
三十一.复合材料的强化机制.
答：Orowan强化细晶强化固溶强化位错强化
三十二.长纤维增强金属基复材的失效机制.
答：1.累积失效机制 2.非累积失效机制：a.接力失效机制b.脆性粘性失效机制c.最弱环节机制 3.混合失效机制
三十三.铝基复材重熔再生过程中影响力学性能的因素
答：1.合金元素的选择 2.增强体的选择 3.温度和时间的选择
三十四.金属基复材的回收方法.
答：1.熔融盐处理法 2.电磁分离法 3.化学溶解分离法
三十五.金属基复材的发展趋势.
答：1.完善非连续增强金属基复合材料体系 2.重点发展高性能低成本非连续增强金属基复合材料体系 3.开展非连续增强金属基复合材料制备科学基础和制备工艺方法研究 4.开展非连续增强金属基复合材料热处理技术的研究 5.开展非连续增强金属基复合材料高温塑性变形和高速超塑性研究 6.开展非连续增强金属基复合材料的机械加工研究7.开展非连续增强金属基复合材料在不同环境下的行为研究8.开展非连续增强金属基复合材料的连接技术研究
金属工艺学复习
金属工艺学复习 第一篇金属材料基础知识 ●力学性能（机械性能）：强度与塑性、硬度、韧性、疲劳强度 ●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。 ●固溶体：铁碳合金都是间隙固溶体 铁素体：α铁基，低温，含碳量低，特征是强度、硬度低，塑性、韧性好 奥氏体：γ铁基，较高温，含碳较高，强度及硬度不高，塑性优良，锻造常用●化合物：渗碳体Fe3C : 硬而脆 ●机械混合物：珠光体P：F+Fe3C，0.77C，力学性能好，塑性韧性一般； 莱氏体L：含碳4.3%，渗碳体含量多，硬脆高温莱氏体奥氏体+渗碳体Ld（A+Fe3C）， 727C以上低温莱氏体珠光体+渗碳体Ld’（P +Fe3C），727C以下。 ●热处理：普通热处理：退火、正火、淬火、回火等； 表面热处理：表面淬火、化学热处理（渗碳、氮化等） ●1）退火：将工件加热到高于AC3或AC1温度以上，保温一定时间，随后以足够缓慢的 速度冷却，使钢得到接近平衡组织的热处理工艺。 目的：1调整硬度，便于切削加工。2消除内应力，防止加工中变形。3细化晶粒，为最终热处理作组织准备。 完全退火：加热到AC3以上，得到均一奥氏体组织后再缓冷转变为珠光体组织的过程。 不完全退火：加热到Ac1以上，得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体，再缓冷进行组织转变的过程。 球化退火：将钢加热到Ac1以上20～30℃，保温一段时间，然后缓慢冷却，得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。目的：使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。球化退火主要适用于过共析钢
2）正火：将钢加热到AC3或Accm以上，保温一定时间，在静止的空气中冷却，得到细珠光体类型组织的热处理工艺。 目的：对于低、中碳钢(≤0.6C%)，目的与退火的相同调整硬度利于切削、消除内应力、细化晶粒。1要改善切削性能，调整硬度利于切削、消除内应力、细化晶粒。低碳钢用正火，中碳钢用退火或正火，高碳钢用球化退火。2对于过共析钢，用于消除网状二次渗碳体，为球化退火作组织准备。 3）淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间，以一定的速度冷却，得到马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺。淬火目的是为获得马氏体组织，提高钢的性能。 完全淬火：加热到Ac1以上，进行淬火的过程。 不完全淬火：加热到Ac1以上，得到奥氏体加未溶碳化物或铁素体，再淬火的过程。 4）回火：指将淬火钢重新加热到相变点以下的某温度保温后冷却的工艺。 回火的目的：1减少或消除淬火内应力, 防止变形或开裂。2获得所需要的力学性能。 淬火钢一般硬度高，脆性大，回火可调整硬度、韧性。3稳定尺寸。 ●表面淬火：将钢件表面层加热到临界点以上温度并急速冷却。 表面淬火目的：1使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限；2心部在保持一定的强度、硬度的条件下，具有 足够的塑性和韧性。即表硬里韧，适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。 ●化学热处理：将钢件置于一定介质中加热、保温，使介质中活性原子渗入工作表层，以 改变表层的化学成分组织，具有某些特殊的机械和物化性能。 与表面淬火相比优点：1化学热处理不仅改变钢的表层组织，还改变其化学成分。2化学热处理也是获得表硬里韧性能的方法之一。3根据渗入的元素不同，化学热处理可分为渗碳、氮化、多元共渗、渗其他元素等。 ●调质处理：淬火加高温回火的热处理，改善力学性能。 第二篇铸造 ●充型：液态合金填充铸型的过程。 影响充型能力的主要因素 1)合金的流动性 2)浇注条件：浇注温度、充型压力 3)铸型填充条件：铸型材料、铸型温度、铸型中气体、铸件结构 ●流动性好的合金有利于将杂质气体上浮并排除，还有利于补缩。 ●铸件的凝固方式：铸件凝固过程中，断面上一般存在三个区域，即固相区、凝固区和液 相区，其中对铸件质量影响较大的主要是液相和固相并存的凝固区的宽窄。 1)逐层凝固：纯金属或共晶成分合金凝固过程中不存在液、固并存现象，液固界限清楚 分开，称为逐层凝固 2)糊状凝固：若合金的结晶温度范围很宽，温度分布较平坦(内外温度较小)，整个断面 内均为液固并存，先呈糊状而后固化，称为糊状凝固。 3)中间凝固：介于逐层凝固和糊状凝固之间 ●收缩的三个阶段： 1)液态收缩：浇注温度->凝固开始温度间的收缩； 2)凝固收缩：凝固开始温度->凝固终止温度间的收缩；分为状态改变和温度下降两部分， 是缩松、缩孔的基本原因。 3)固态收缩：固相线温度->室温时的收缩，是铸造应力和变形、裂纹基本原因
金属材料学复习题整理(戴起勋)
1、细化晶粒对钢性能的贡献是强化同时韧化；提高钢淬透性的主要作用是使零件整个断面性能趋于一致，能采用比较缓和的方式冷却。 2、滚动轴承钢GCr15的Cr质量分数含量为 1.5% 。滚动轴承钢中碳化物不均匀性主要是指碳化物液析、带状碳化物、网状碳化物。 4、凡是扩大γ区的元素均使Fe-C相图中S、E点向左下方移动，例Ni、Mn 等元素；凡封闭γ区的元素使S、E点向左上方移动，例Cr、Si、Mo 等元素。S点左移意味着共析碳含量减少，E点左移意味着出现莱氏体的碳含量减少。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V、Nb、N 等，这些元素的主要作用是细化组织和相间沉淀析出强化。 8、球铁的力学性能高于灰铁是因为球铁中石墨的断面切割效应、石墨应力集中效应要比灰铁小得多。 1、钢的合金化基本原则是多元适量、复合加入。在钢中细化晶粒作用较大的合金元素有Ti、V、Nb 等，细化晶粒对钢性能的作用是既强化又韧化。 2、在钢中，常见碳化物形成元素有Ti、Nb、V、Mo、W、Cr、（按强弱顺序排列，列举5个以上）。钢中二元碳化物分为两类：rc/rM ≤0.59为简单点阵结构，有MC和M2C 型；rc/rM > 0.59为复杂点阵结构，有M23C6 、M7C3 和M3C 型。 3、选择零件材料的一般原则是使用性能要求、工艺性要求和经济性要求等。汽车变速箱齿轮常用20CrMnTi 钢制造，经渗碳和淬回火热处理。 4、奥氏体不锈钢1Cr18Ni9晶界腐蚀倾向比较大，产生晶界腐蚀的主要原因是晶界析出Cr23C6，导致晶界区贫Cr ，为防止或减轻晶界腐蚀，在合金化方面主要措施有降低碳量、加入Ti、V、Nb强碳化物元素。 5、影响铸铁石墨化的主要因素有碳当量、冷却速度。球墨铸铁在浇注时 要经过孕育处理和球化处理。 6、铁基固溶体的形成有一定规律，影响组元在置换固溶体中溶解情况的因素有：溶剂与溶质原子的点阵结构、原子尺寸因素、电子结构。 7、对耐热钢最基本的性能要求是良好的高温强度和塑性、良好的化学稳定性。常用的抗氧化合金元素是Cr 、Al 、Si 。 1、钢中二元碳化物分为二类：rC / rM < 0.59，为简单点阵结构，有MC和型；rC / rM > 0.59，为复杂点阵结构，有M3C、M7C3 和M23C6 型。两者相比，前者的性能特点是硬度高、熔点高和稳定性好。 3、提高钢淬透性的作用是获得均匀的组织，满足力学性能要求、能采取比较缓慢的冷却方式以减少变形、开裂倾向。 4、高锰耐磨钢（如ZGMn13）经水韧处理后得到奥氏体组织。在高应力磨损条件下，硬度提高而耐磨，其原因是加工硬化及奥氏体中析出K和应力诱发马氏体相变。 5、对热锻模钢的主要性能要求有高热强性、良好的热疲劳抗力、良好的冲击韧性和良好的淬透性及耐磨性。常用钢号有5CrNiMo （写出一个）。 6、QT600-3是球墨铸铁，“600”表示抗拉强度≥600MPa ，“3”表示延伸率≥3% 。 7、在非调质钢中常用微合金化元素有Ti、V 等（写出2个），这些元素的主要作用是细化晶粒组织和弥散沉淀强化。 二、解释题（30分） 1、40Mn2钢淬火加热时，过热敏感性比较大。 在C%较低时，Mn可以细化珠光体。在C%较高时，Mn加强了C促进奥氏体晶粒长大的作
金属工艺学期末总复习题及答案
《金属工艺学》期末总复习题及答案 一、单项选择： 1、测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。 A、布氏硬度计； B、洛氏硬度计； C、维氏硬度计。 2、材料抵抗变形或断裂的能力称为（A）。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 3、奥氏体为（B）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 4、金属的（C）越好，则其锻造性能越好。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 5、铁碳合金相图上ES线，用代号（B）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 6、T10A牌号中，10表示其平均碳的质量分数为（B）。 A、0.10％； B、1.0％； C、10％。 7、在下列三种钢中，（C）钢的弹性最好。 A、T10A； B、20 ； C、65 。 8、过共析钢的淬火加热温度应选择在（A）。 A、Ac1＋10～20℃； B、Accm以上； C、Ac3＋30～50℃。 9、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。 A、08F； B、70； C、45。 10、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9Mn； B、T10A； C、T12 。 11、调质处理就是（C）。
A、淬火＋低温回火； B、淬火＋中温回火； C、淬火＋高温回火。 12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是（C）。 A、加热温度； B、组织变化； C、改变表面化学成分。 13、零件渗碳后，一般需经（A）处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火＋低温回火； B、正火； C、调质。 14、将相应的牌号填入空格内：普通黄铜（A）；特殊黄铜（D）； 锡青铜（B）；硅青铜（C）。 A、H70； B、QSn4-1； C、QSi 3-1； D、HAl 77-2。 15、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（B）。 A、屈服点； B、抗拉强度； C、弹性极限。 16、作疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）。 A、静载荷； B、冲击载荷； C、循环载荷。 17、铁素体为（A）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 18、铁碳合金相图上GS线，用代号（C）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 19、铁碳合金相图上的共析线是（C），共晶线是（A）。 A、ECF线； B、ACD线； C、PSK线。 20、08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（A）。 A、0.08％； B、0.8％； C、8％。 21、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9A ； B、T10 ； C、T12 。 22、将下列合金钢牌号归类：耐磨钢（B）；合金弹簧钢（A）；
金属工艺学课程描述
课程描述课程描述 课程名称：固体物理课程英文名称：Solid State Physics 课程编号：408011030 适用专业：物理学 学时数： 48 学分数：3执笔者：杨新荣 一、历史沿革 《金属工艺学》是我院机械类各专业的专业基础课，核心必修课。我院自1991年开始招收普通中专机电专业学生以来，一直开设该课程,至今已有17年历史。 金属工艺学理论是一门传统的经典理论，是机械类各专业的入门课，后续的很多专业课都要应用本课程引入的基本概念、基本理论、基本方法，课程涉及面广、范围大。我校的《金属工艺学》课程已形成了较为完善的体系结构，理论与实践环节配套，有完善的教学大纲，实训大纲，教学指导书，并且教学主体与教学管理，教学改革与实践等方面形成自己的特色。 一、课程定位 《金属工艺学》作为机械、机电、数控类专业的技术基础课，是连接基础课和专业课的桥梁，在整个教学过程中占据重要的地位，是机电、机制、数控专业的核心必修课。 二、课程目标 根据我校对人才在“实用”方面的办学定位，强调学生解决实际问题的能力，突出应用技能的培养，在课程目标上重点强化焊接、钳工、机械切削加工等实际操作能力的培养。通过本课程的学习，可使学生掌握金属工艺学的基本理论及基本知识，初步具备应用金属工艺学基本知识的能力，初步具备应用所学知识分析和解决实际问题的能力，掌握一定的实践技能，并具有创新意识。 本课程的目标要求如下: 1）学生具有扎实的金工基本理论基础。 2）掌握常用工程材料种类、牌号、性能及用途。对典型的机械零件、刀具和模具等会合理正确地选用工程材料。 3）掌握焊接、铸造、锻造的基本操作技能 4）了解常用金属加工方法的工作原理、特点及应用。 5）根据专业需求掌握金属加工的基础知识、基本技能，锻炼从业品质。 6）通过自主创新的实训项目培养学生的合作协作沟通能力、创新能力和综合运用能力。 7）了解国内外金属加工的发展与趋势 四、课程的重点、难点及解决办法 1、课程的重点 1）材料的成分、结构、组织和性能的关系 2）各种材料的牌号、种类和应用。 3）热处理工艺方法。 4）砂型铸造工艺 5）手工电弧焊 6）锻造的基本方式 7）常见的金属切削工艺 2、课程的难点 1）材料的成分、结构、组织和性能的关系 2）钢常规热处理工艺制定及操作。
金属工艺学复习题及答案
第二部分复习思考题 一、判断题 （）1. 当以很小的刀具前角、很大的进给量和很低的切削速度切削钢等塑性金属时形成的是节状切屑。√ （）2. 粗磨时应选粒度号大的磨粒，精磨时则应选细的磨粒。× （）3. 磨硬材料应选软砂轮，磨软材料应选硬砂轮。√ （）4. 砂轮的组织号越大，磨料所占体积百分比越大。× （）5. 麻花钻起导向作用的是两条螺旋形棱边。√ （）6. 铰孔既能提高孔的尺寸精度和表面粗糙度，也能纠正原有孔的位置误差。×（）7. 无心外圆磨削(纵磨)时，导轮的轴线与砂轮的轴线应平行。× （）8. 粗车L/D=4～10的细长轴类零件时，因工件刚性差，宜用一夹一顶的安装方法。× （）9. 镗床只能加工通孔，而不能加工盲孔。× （）10. 拉削加工只有一个主运动，生产率很高，适于各种批量的生产。× （）11. 粗基准即是粗加工定位基准。× （）12. 钨钛钻类硬质合金刀具适合加工脆性材料。× （）13. 车削锥面时，刀尖移动的轨迹与工件旋转轴线之间的夹角应等于工件锥面的两倍。× （）14. 当加工表面、刀具、切削用量中的切削速渡和进给量都不变时，完成的那一部分工序，称为一个工步。√ （）15. 积屑瘤使刀具的实际前角增大，并使切削轻快省力，所以对精加工有利。×（）16. 砂轮的硬度是指磨粒的硬度。× （）17. 钻孔既适用于单件生产，又适用于大批量生产。√ （）18. 由于拉刀一次行程就能把该工序中的待加工表面加工完毕，故其生产率很高。√ （）19. 精车时，刃倾角应取负值。× （）20. 在切削用量中，对切削温度影响最大的是进给量。× （）21. 车刀主偏角越大，刀尖散热条件越好。× （）22. 刨刀在切入工件时受到较大的冲击，因此刨刀的前角较小，刀尖圆弧较大。√（）23. 精车时，应选较小的背吃刀量、较小的进给量和较低的切削速度。× （）24. 扩孔可以在一定程度上纠正原孔轴线的偏斜。√ （）25. 用中等切削速度切削脆性金属材料容易产生积屑瘤。×
金属工艺学重点知识点
属 工 -艺 学 第 五 版 上 强度：金属材料在里的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。指标：屈服点（b s）、抗拉强度（b b）塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久变形的能力。指标：伸长率（S）、断面收缩率（ 3 硬度：金属材料表面抵抗局部变形，特别是塑性变形压痕、划痕的能力。 1布氏硬度：HBS （淬火钢球）。HBW （硬质合金球） 指标：-2洛氏硬度：HR （金刚石圆锥体、淬火钢球或硬质和金球） 3韦氏硬度 习题： 1什么是应力，什么是应变？ 答：试样单位面积上的拉称为应力，试样单位长度上的伸长量称为应变。 5、下列符号所表示的力学性能指标名称和含义是什么？
答：b b:抗拉强度，材料抵抗断裂的最大应力。 （7 S :屈服强度，塑性材料抵抗塑性变形的最大应力。 6：条件屈服强度，脆性材料抵抗塑性变形的最大应力 7 -1 ：疲劳强度，材料抵抗疲劳断裂的最大应力。 S：延伸率，衡量材料的塑性指标。 a k :冲击韧性，材料单位面积上吸收的冲击功。 HRC洛氏硬度，HBS压头为淬火钢球的布氏硬度。HBW压头为硬质合金球的布氏硬度。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。冷却速度越快，实际结晶温度越低，过冷度越大。纯金属的结晶包括晶核的形成和晶核的长大。 同一成分的金属，晶粒越细气强度、硬度越高，而且塑性和韧性也越好。 原因：晶粒越细，晶界越多，而晶界是一种原子排列向另一种原子排列的过度，晶界上的排列是犬牙交错的，变形是靠位错的变移或位移来实现的，晶界越多，要跃过的障碍越多。 M提高冷却速度，以增加晶核的数目。 J 2在金属浇注之前，向金属液中加入变质剂进行变质处理，以增加外来晶核，还可以采用热处理或塑性加工方法，使固态金属晶粒细化。 3采用机械、超声波振动，电磁搅拌等 合金：两种或两种以上的金属元素，或金属与非金属元素溶合在一起，构成具有金属特性的新物质。组成元素成为组员。 U、固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格而保持溶剂晶格类型的金属晶体。 铁碳合金组织可分为：2、金属化合物：各组员按一定整数比结合而成、并具有金属性质的均匀物质 （渗 < 碳体） 3、机械混合物：结晶过程所形成的两相混合组织。
金属基复合材料界面
华东理工大学2012－2013学年第二学期 《金属基复合材料》课程论文2013.6班级复材101 学号10103638 温乐斐开课学院材料学院任课教师麒成绩
浅谈金属基复合材料界面特点、形成原理及控制方法 摘要 金属基复合材料都要在基体合金熔点附近的高温下制备，在制备过程中纤维、晶须、颗粒等增强体与基体将发生程度不同的相互作用和界面反应，形成各种结构的界面。界面结构和性能对金属基复合材料的性能起着决定性作用。深入研究和掌握界面反应和界面影响性能的规律，有效地控制界面的结构和性能，是获得高性能金属基复合材料的关键。本文简单讨论一下金属基复合材料的界面反应、界面对性能的影响以及控制界面反应和优化界面结构的有效途径等问题。 前言 由高性能纤维、晶须、颗粒与金属组成的金属基复合材料具有高比强度、高比模量、低热膨胀、耐热耐磨、导电导热等优异的综合性能有广阔的应用前景，是一类正在发展的重要高技术新材料。 随着金属基复合材料要求的使用性能和制备技术的发展，界面问题仍然是金属基复合材料研究发展中的重要研究方向。特别是界面精细结构及性质、界面优化设计、界面反应的控制以及界面对性能的影响规律等，尚需结合材料类型、使用性能要求深入研究。金属基复合材料的基体一般是金属、合金和金属间化合物，其既含有不同化学性质的组成元素和不同的相，同时又具有较高的熔化温度。因此，此种复合材料的制备需在接近或超过金属基体熔点的高温下进行。金属基体与增强体在高温复合时易发生不同程度的界面反应；金属基体在冷凝、凝固、热处理过程中还会发生元素偏聚、扩散、固溶、相变等。这些均使金属基复合材料界面区的结构十分复杂，界面区的结构及组成明显不同于基体和增强体，其受到金属基体成分、增强体类型、复合上艺参数等多种因素的影
金属材料学考试题库
第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种 答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素 缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用 答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素 这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 （2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素 （1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅 （2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响 答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度 扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量 所有的元素都降低共析体含量 第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么
答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体 决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么举例说明 答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构 例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素 答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素 第四章合金元素和强韧化 1、请简述钢的强化途径和措施 答：固溶强化 细化晶粒强化 位错密度和缺陷密度引起的强化 析出碳化物弥散强化 2、请简述钢的韧化途径和措施 答：细化晶粒 降低有害元素含量 调整合金元素含量
金属工艺学课程教学大纲
金属工艺学课程教学大纲 英文名称：Metallurgical Techn ology 课程编码：01110230 学时：32 学分：2 课程性质：学科基础课课程类别：理论课 先修课程：高等数学、金工实习、机械制图 开课学期：第四学期或第五学期 适用专业：石油工程、工业工程、金属材料工程、无机非金属材料工程 一、课程的性质及任务： 本课程是高等学校本科工业工程专业的学科基础课，主要研究常用机械零件的坯料制造、结构工艺、加工方法和加工工艺。通过本课程的学习使学生具备零件毛坯制造及机械加工工艺知识，为后续相关课程学习、课程设计和毕业设计等提供工艺理论支持。 二、教学目标与要求 本课程学习与金工实习联系密切，通过本课程的学习，根据所加工零件的性能要求，具有选择零件毛坯的制造方法和制定制造结构工艺的初步能力，具有选择零件毛坯的加工方法及制定加工工艺的初步能力。三、课程内容及学习方法： 第一章铸造 ［教学目的与要求］: 通过本章节的讲授，使学习者了解铸造的优缺点及其应用，能够对零件毛坯进行铸造工艺分析。了解合金的铸造性能对铸件质量的影响，掌握缩孔及缩松的预防措施，理解铸造应力和变形的产生及危害，掌握砂型铸造，了解特种铸造的特点及应用。 ［本章主要内容］： 1.1铸造工艺基础 1.2常用合金铸件的生产 1.3砂型铸造 1.4特种铸造 1.5铸件结构设计 ［本章重点］: 1.铸件的凝固与收缩 2.铸造内应力、变形和裂纹 3?铸件质量控制 4?造型方法 5?浇注位置和分型面选择
6.铸件结构设计 ［本章难点］: 1.铸件的凝固与收缩 2.铸造内应力、变形和裂纹 3?浇注位置和分型面选择 第二章金属压力加工 ［教学目的与要求］: 通过本章节的讲授，使学习者能够理解金属塑性变形的实质，理解金属塑性变形对金属组织和性能的影响，了解锻造方法特点及工艺，了解板料冲压的特点及应用。 ［本章主要内容］： 2.1金属的塑性变形 22锻造 2.3板料冲压 2.4特种压力加工方法简介 ［本章重点］： 1?塑性变形对金属组织和性能的影响 2.自由锻和模锻 3?锻造工艺规程制定 4.锻件结构的工艺性 5?板料冲压的分离工序 6?板料冲压的变形工序 ［本章难点］: 1?塑性变形对金属组织和性能的影响 2?锻造工艺规程制定 3?板料冲压分离和变形工序 第三章焊接 ［教学目的与要求］: 通过本章节的讲授，使学习者了解焊接的概念及电弧的结构，理解焊接接头的组织与性能，了解焊接应力与变形，了解电焊条的组成、作用、种类及选用原则，了解常用的焊接方法及特点。［本章主要内容］： 3.1电弧焊 3.2其他常用焊接方法 3.3常用金属材料的焊接 3.4焊接结构设计 ［本章重点］： 1.焊接接头的组织与性能 2.焊接应力与变形
最新《金属工艺学》复习题(1)
《金属工艺学》复习题 一、填空题 第一章钢铁材料及热处理 1. 机械设计时常用和两种强度指标。 2．金属材料的力学性能主要有、、、等。3．工程上常用的硬度值有和。 4．Q235A是钢，其中“A”的含义是，235表示。5．45钢是钢，45表示含碳量为。 6．T8钢是钢，8表示含碳量为。 7．常见的金属晶胞结构有和。 8．铁碳合金在室温时的基本组织有、和三种。9．珠光体是和的机械混合物，其含碳量为。10．奥氏体只在存在，其晶格结构为，最大含碳量可达。11．钢的热处理一般可分为、、三个步骤。12，钢的热处理方法主要有、、、。13．回火可分为、、三种。 14．生产中常用的调质处理是加。 15．钢的表面热处理有和两类。 16． 1Cr18Ni9Ti是钢，其碳的质量分数是。 17．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为。 18．QT600-03为铸铁，其中的“600”的含义是。19．HT200为铸铁，其中的“200”的含义是。 第二章铸造 1．通常把铸造方法分为_________ 和__________ 两类. 2．特种铸造是除______ 以外的其他铸造方法的统称, 如_ __、______、______ 、_______等。 3．制造砂型和芯用的材料，分别称为_____和_______，统称为造型材料。4．为保证铸件质量，造型材料应有足够的________，和一定_____ 、_______、________等性能。 5．用__________和______制造型芯的过程叫造芯。 6．为填充型腔和冒口儿开设于铸型中的系列通道称为浇注系统，通常由_______ 、________ 、_________ 、__________组成。 7．砂型铸造的造型方法分为、两类。 第三章锻压 1．锻压是__ __和___的总称。 2．按锻造的加工方式不同，锻造可分为_______ 、___________ 两类。
金属材料学复习思考题(2009)
金属材料学复习思考题 （2009） 第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素；2）微合金元素；3）奥氏体形成元素；4）铁素体形成元素； 5）原位析出； 6）离位析出 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？ 哪些能在α-Fe中形成无限固溶体？哪些能在γ-Fe 中形成无限固溶体？ 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 5．合金钢中碳化物形成元素（V，Cr，Mo，Mn等）所形成的碳化物基本类型及其相对稳定性。 6．主要合金元素（V，Cr，Ni，Mn，Si，B等）对过冷奥氏体冷却转变影响的作用机制。 7．合金元素对马氏体转变有何影响？ 8．如何利用合金元素来消除或预防第一次、第二次回火脆性？ 9．如何理解二次硬化与二次淬火两个概念的相关性与不同特点。 10．一般地，钢有哪些强化与韧化途径？ 第二章工程结构钢 1．对工程结构钢的基本性能要求是什么？ 2．合金元素在低合金高强度结构钢中的主要作用是什么？为什么考虑采用低C？ 3．什么是微合金钢？微合金化元素在微合金化钢中的主要作用有哪些？试举例说明。 4．低碳贝氏体钢的合金化有何特点？ 第三章机械制造结构钢 1．名词解释 1）液析碳化物；2）网状碳化物；3）水韧处理4）超高强度钢 2．对调质钢、弹簧钢进行成分、热处理、常用组织及主要性能的比较，并熟悉各自主要钢种。 3．液析碳化物和带状碳化物的形成、危害及消除方法。 4．说明易切削钢提高切削性能的合金化原理。 5．马氏体时效钢与低合金超强钢相比，在合金化、热处理、强化机制、主要性能等方面有何不同？6．高锰钢在平衡态、铸态、热处理态、使用态四种状态下各是什么组织？为何具有抗磨特性？ 7．GCr15钢是什么类型的钢？这种钢中碳和铬的含量约为多少？碳和铬的主要作用分别是什么？其预先热处理和最终热处理分别是什么？ 8．氮化钢的合金化有何特点？合金元素有何作用？
金属工艺学复习题及答案
一.名词解释 1.强度：金属材料在力的作用下，抵抗塑性形变和断裂的能力。 2.塑性：金属材料在力的作用下产生不可逆永久形变的能力。 3.硬度： 金属材料表面抵抗局部形变，特别是塑性形变，压痕，划痕的能力。4.冲击韧性：金属材料断裂前吸收的形变能量的能力。5.疲劳强度：承受循环应力的零件在工作一段时间后，有时突然发生断裂，而其所承受的应力往往低于该金属材料的屈服点的断裂。6. 同素异构转变：随着温度的改变，固态金属的晶格也随之改变的现象。7.铁素体：碳溶解于X-Fe中形成的固溶体8.奥氏体：碳溶入r-Fe中形成的固溶体。9.珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物。10.莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物为高温莱氏体；高温莱氏体冷却到727C以下时，将转变为珠光体和渗碳体的机械混合物为低温莱氏体。11.退火：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。12.正火：将钢加热到30-50C或Ac cm以上30-50C，保温后在空气中冷却的热处理工艺。13.淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30-50C，保温在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。14.回火：将淬火的钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却到室温的热处理工艺。15.铸造：将液态金属浇注到铸型中，待其冷却凝固，以获得一定形状，尺寸和性能的毛坯或零件的成型方法。16.铸造性能：指金属在铸造成型时获得外形准确，内部健全铸件的能力。 17.铸造工艺图：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。18.铸件的浇注位置：指浇注时铸件在型内所处的 空间位置。19.铸件的分型面：指铸型组元间的结合面。20.压力加工：也叫金属塑性加工，金属在外压力的作用下使其变形而获得的所需零件的方法，其包括锻造，冲压，挤压，轧制，拉拔等21.自由锻：只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上，下砧间直接使坯料变形而获得所需的集合形状及内部质量锻件的方法。22.模锻：利用锻模使坯料形变而获得锻件的锻造方法。23.板料冲压：使板料经分离或成形而获得制件的工艺。24.26.焊接：通过加热或加压(或两者并用),使工件产生原子间结合的一种连接方法。27. 以连续送进的焊丝作为电极进行焊接的焊接方法。29.钎焊：利用熔点比焊件低的钎料作填充金属，加热时钎料熔化而将工件连接起来的焊接方法。 二. 牌号含义说明 1.Q235:钢种厚度小于16mm时的最低屈服点为235Mpa的碳素结构钢。 2.Q215：钢材厚度小于16mm时最低屈服点为215Mpa的碳素钢。 3.20钢：表示平均含碳量为0.20%的优质碳素结构钢。 4.45钢：表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。 5.T10A：表示平均含碳量为1.0%的高级优质碳素工具钢。 6.T8：表示平均含碳量为0.8%的碳素工具钢。 7.40Cr:含碳量0.004%的Cr合金结构钢。 8.9SiCr：含碳量为0.009%的硫镉合金工具钢。 9.HT250:表示直径30MM单铸试棒最低抗拉强度值为250Mpa的普通灰铸铁。10.KTH300-06:抗拉强度为300Mpa伸长率为6的黑心可锻铸铁。11.KTZ450-06: 抗拉强度为450Mpa伸长率为6的灰铸铁。12.QT800-2:抗拉强度为800Mpa 伸长率为2的球墨铸铁。13.J422焊条:抗拉强度为22钛钙型结构钢焊条。14.J507焊条：抗拉强度为50的低氢钠型结构钢焊条。 三.简答题 1.简述液态金属的结晶过程：开始时，也液态中先出现的一些极小晶体，称为晶核。在这些晶核中，有些是依靠原子自发的聚集在一起，按金属晶体有规律排列而成，这些晶核称为自发晶核。金属的冷却速度越快自发晶核越多。另外，液态中有时有些高熔点杂质形成微小的固体质点，其中某些质点也可以起晶核作用，这些晶核称为外来晶核或非自发晶核。在晶核出现后，液态金属的原子就以他为中心，按一定几何形状不断的排列起来形成晶体。晶体沿着个方向发展的速度是不均匀的，通常按照一次晶轴、二次晶轴……呈树枝状长大。在原有晶体长大的同时，在剩余液态中有陆续出现新晶核，这些晶核也同样长大成晶体，就这样液体越来越少。当晶体长大到与相邻的晶体相互抵触时，这个方向的长大便停止了。当晶体都彼此相遇、液态耗尽时结晶过程结束。 2.简述晶粒大小对力学性能的影响：一般来说，同一成分的金属，晶粒越细起强度、硬度越高，而其塑性和韧性也越好。 3.试分析含碳量为0.45%的钢从高温到低温过程中的组织转变，并用铁碳状态图加以说明：液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 4.试分析含碳量为1.0%的钢从高温到低温过程的组织转变，并用铁碳合金状态图加以说明。液态----液态奥氏体----奥氏体----奥氏体+铁素体------珠光体+铁素体。 5.简述退火和正火的目的：完全退火能降低硬度，改善切削加工性；正火将钢进行重结晶，从而解决铸钢件、锻件的粗大晶粒和组织不均问题。 6.简述淬火和回火的目的：淬火时为了获得马氏体组织；回火的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使钢获得所需的力学性能。 7.简要分析铸造生产的特点：1.可制成形状复杂、特别是具有复杂内腔的毛坯。2.适应范围广。3.铸造可以直接利用成本低廉的费机件和切削，设备费用较低。 8.试举出5种特种铸造方法：熔模铸造，消失模铸造，金属型铸造，压力铸造和离心铸造。 9.合金的流动性不良容易在铸件中形成什么缺陷：合金的流动性越不好，充型能力越弱，越不便于浇注出轮廓清晰、薄而复杂的铸件。同时不利于非金属夹杂物和气体的上浮和排出，还不利于对合金冷凝过程所产生的收缩进行补缩。
金属工艺学基本知识概念
金属材料的基本知识习题 1. 当材料单位面积上所受的应力在什么条件下，只产生微量的塑性变形。在什么条件下，材料将产生明显的塑性变形。 2 在什么条件下，材料将断裂。 3 布氏硬度和洛氏硬度硬度各有什么优缺点? 4下列零件用哪种硬度法测量 1. 硬质合金刀头 2 锻件 5 水、油混装在一个瓶子里，是几个相？ 将奶粉加开水冲一杯牛奶又是几个相？ 6 写出GPS AEC CFD 的组织 7 碳对钢的力学性能有什么影响 8 比较同一钢件正火和退火后的强度和硬度 9 正火的目的 钢的种类正火主要目的 消除过热组织、细化晶粒、改善切削性 低碳 低合金钢 中碳钢消除组织缺陷、保持硬度、为调质做准备 过共析钢消除网状二次渗碳体、为球化退火和淬火做准备 高合金钢淬火作用（空淬） 10出下列工件的淬火及回火温度，并说明回火后的大致硬度 １．４５钢小轴（要求综合力学性能好） ２．６５钢弹簧 ３. Ｔ１２钢锉刀 11 1. 分析在缓慢冷却条件下，45钢的结晶过程和室温组织 2. 分析在缓慢冷却条件下，T10钢的结晶过程和室温组织 12 说明下列符号的含义： Q235；20； T12； T12A； 40Mn2 ?测定材料的疲劳强度应有一定的应力循环次数，其中钢材以为基数 而有色金属和某些超高强度钢以为基数。 ?金属材料受外力作用时会产生变形，当外力去掉后金属能恢复其原来形 状的性能，被称为。这种随外力消失而消失的变形，叫做。 ?金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致引起破坏的性能的，被称 为。在外力消失后留下来的这部分不可恢复的变形，叫做。 ?金属材料的塑性通常用和来表示。 ?常用的硬度指标主要有、等。 1. 选择下列材料的硬度测试方法：
金属材料学复习大纲word精品
金属材料学复习大纲 题型：1、名词解释3分X 10；2、填空1分X 10；3、简答题35分；4、论述题25分（期末70% +平时30%） 一、钢的合金化 1. 合金元素主要以三种形式存在钢中：溶于铁中，形成固溶体；与碳化合，形成碳化物；形成金属间化合物。 2. 扩大丫相区的元素（奥氏体稳定化元素；使铁碳相图中S点下降）：Mn、Ni、Co、C N、Cu等； 缩小丫相区元素（铁素体稳定化元素；使S点上升）：Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、Nb、Zr。 3. 碳化物形成元素：Zr、Ti、Nb、V、W、Mo、Cr、Mn等（按碳化物的稳定性程度由强到弱排列）非碳化物形成元素：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。都溶于铁素体和奥氏体中。 4. 几乎所有的合金元素都使S点和E点左移，强碳化物形成元素的作用强烈。例如：4Cr13含碳量为0.4%左右，但已是属于过共析钢。这是因为Cr元素使共析S点向左移动，当Cr含量达到一定程度时，S点已左移到小于0.4%C,所以4Cr13是属于过共析钢。 5?细化晶粒合金元素：即强碳化物形成元素（见上），防止第二类回火脆性（450-650 C）元素：W、Mo 6?第一类回火脆性：合金在200-350 C范围内回火时发生的脆性，不可逆回火脆性。第二类回火脆性：合金在 450-650 C范围内回火后，缓冷时出现的脆性，是可逆回火脆性。（调质钢、高速钢中出现第二类回火脆性） 7. 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性，推迟珠光体类型组织的转变，使C曲线右移，即提高钢的淬 透性。 8. 提高回火稳定性合金元素：V、S、Mo、W、Ni、Co等。回火稳定性:淬火钢回火时，抵抗强度、硬度下降的能力。 9. 除Co、Al外，多数合金元素都使Ms和Mf点下降，使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时， 进行冷处理（冷至Mf点以下）,转变为马氏体；或进行多次回火，残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升，在回火后冷却过程中转变为马氏体或贝氏体（二次淬火）。 10?二次硬化：Mo、W、V含量较高的合金钢回火时，硬度不是随回火温度升高单调降低，到某一温度（约400C ）后开始增大，并在更高温度（一般为550 C左右）达到峰值。 产生二次硬化原因：（1）当回火温度低于450 C时，钢中析出渗碳体，降低了马氏体中含碳量，硬度降低。在450 C以上渗碳体溶解，钢中开始沉淀出弥散稳定的难熔碳化物Mo2C、W2C、VC等，使硬度升高，称为沉淀硬化。（2）回火时冷却过程中残余奥氏体转变为马氏体的二次淬火也导致硬度升高。 11.提高强度，要设法增大位错运动的阻力。金属中的强化机制主要有：固溶强化、位错强化、细晶强化、第 二相（沉淀和弥散）强化。 二、碳钢 1. ①碳钢成分：Fe+C+S、Mn、P、S;②低碳钢w（C）< 0.25%，中碳钢0.25%
金属材料学复习资料
金属材料学复习资料 一．名词解释 1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。(常用M 来表示) 2、微合金元素:有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如 B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4、铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。 5、原位转变（析出）: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。 6、离位转变（析出）:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 7、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解，而是在冷却时部分转化成马氏体，使钢的硬度提高。 8、二次硬化：在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后，在500~600℃范围内回火，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的硬度和强度提高 9、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。 10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析，在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。 11、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。 12、水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。 13、超高强度钢：用回火M和下B作为其使用组织，经过热处理后一般讲，抗拉强度在大于1400MPa，（或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢均称为超高强度钢。 14、晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区 成为微阳极而发生的腐蚀。 15、应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现低于强度极限的脆性开裂现象。 16、n/8规律：加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr 的含量达到1/8，2/8，3/8，......原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。 17、阳极极化：自流电通过阳极时,阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象。 18、蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。 19、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（δε）。 20、持久寿命：它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。 21、碳当量：一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P）+ 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低, Mn 的作用又较小C.E = C + 0.3 Si ） 22、共晶度：铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C量接近共晶点C%的程度。（共晶点实际C量= 4.3 - 0.3Si） 23、孕育处理：指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，