金属基复合材料知识讲解

金属基复合材料

1、复合材料的定义和分类是什么？

定义：是由两种或多种不同类型、不同性质、不同相材料，运用适当的方法，将其组合成具有整体结构、性能优异的一类新型材料体系。

分类：按用途可分为：功能复合材料和结构复合材料。结构复合材料占了绝大多数。

按基体材料类型分类可分为：聚合物基复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料（包括陶瓷基复合材料、水泥基复合材料、玻璃基复合材料）按增强材料形态可分为：纤维增强复合材料（包括连续纤维和不连续纤维）、颗粒增强复合材料、片材增强复合材料、层叠式复合材料。

3、金属基复合材料增强体的特性及分类有哪些？

增强物是金属基复合材料的重要组成部分，具有以下特性：1）能明显提高金属基体某种所需特性：高的比强度、比模量、高导热性、耐热性、耐磨性、低热膨胀性等，以便赋予金属基体某种所需的特性和综合性能；2）具有良好的化学稳定性：在金属基复合材料制备和使用过程中其组织结构和性能不发生明显的变化和退化；3）有良好的浸润性：与金属有良好的浸润性，或通过表面处理能与金属良好浸润，基体良好复合和分布均匀。此外，增强物的成本也是应考虑的一个重要因素。分类：纤维类增强体（如：连续长纤维、短纤维）、颗粒类增强体、晶须类增强体、其它增强体(如：金属丝)。

4、金属基复合材料基体的选择原则有哪些？ 1）、金属基复合材料的使用要求；2）、金属基复合材料组成的特点；3）、基体金属与增强物的相容性。

5、金属基复合材料如何设计？

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、增强材料和增强体的微观结构以及增强体的体积分数。一般来说，复合材料及结构设计大体上可分为如下步骤：1）对环境与负载的要求：机械负载、热应力、潮湿环境 2）选择材料：基体材料、增强材料、几何形状 3）成型方法、工艺、过程优化设计 4）复合材料响应：应力场、温度场等、设计变量优化 5）损伤及破坏分析：强度准则、损伤机理、破坏过程

6、金属基复合材料制造中的关键技术问题有哪些？

1）加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应。在加工过程中，为了确保基体的浸润性和流动性，需要采用很高的加工温度（往往接近或高于基体的熔点）。在高温下，基体与增强材料易发生界面反应，有时会发生氧化生成有害的反应产物。这些反应往往会对增强材料造成损害，形成过强结合界面。过强结合界面会使材料产生早期低应力破坏。高温下反应产物通常呈脆性，会成为复合材料整体破坏的裂纹源。因此控制复合材料的加工温度是一项关键技

术。 2）增强材料与基体浸润性差是金属基复合材料制造的又一关键技术，绝大多数的金属基复合材料如：碳/铝、碳/镁、碳化硅/铝、氧化铝/铜等，基体对增强材料浸润性差，有时根本不发生润湿现象。 3）按结构设计需求，使增强材料按所需方向均匀地分布于基体中也是金属基复合材料制造中的关键技术之一。增强材料的种类较多，如短纤维、晶须、颗粒等，也有直径较粗的单丝，直径较细的纤维束等。在尺寸形态、理化性能上也有很大差异，使其均匀地、或按设计强度的需要分布比较困难。

7、金属基复合材料的成形加工技术有哪些? 1）铸造成型，按增强材料和金属液体的混合方式不同可分为搅拌铸造成型、正压铸造成型、铸造成型。2）塑性

成形，包括铝基复合材料的拉伸塑性、金属基复合材料的高温压缩变形、铝基复合材料的轧制塑性、铝基复合材料的挤压塑性、金属基复合材料的蠕变性能、非连续增强金属基复合材料的超塑性（包括组织超塑性、相变超塑性、其他超塑性）。3）连接，具体又可分为：应用于MMCs 的常规连接技术（包括熔融焊接、固相连接、钎焊、胶粘），新型MMCs 连接技术（包括等离子喷涂法、快速红外连接法(RIJ )），机械切削加工（包括5.4.1 SiCw/Al复合材料的切削加工、（Al3Zr+Al2O3）P/ZL101A原位复合材料的切削加工）。

8、金属基复合材料的各种界面结合机制？

1）机械结合：基体与增强物之间纯粹靠机械连接的一种结合形式，由粗糙的增强物表面及基体的收缩产生的摩擦力完成；2）溶解和润湿结合：基体与增强物之间发生润湿，并伴随一定程度的相互溶解而产生的一种结合形式；3）反应结合：基体与增强物之间发生化学反应，在界面上形成化合物而产生的一种结合形式；4）交换反应结合：基体与增强物之间，除发生化学反应在界面上形成化合物外，还有通过扩散发生元素交换的一种结合形式；5）氧化物结合：这种结合实际上是反应结合的一种特殊情况；6）混合结合：这种结合是最重要、最普遍的结合形式之一，因为在实际的复合材料中经常同时存在几种结合形式。9、影响金属基复合材料性能的关键因素?损伤及失效机制？

性能影响因素：基体影响、增强体影响、基体和增强体相容性的影响、工艺的影响、界面的影响。金属基复合材料的损伤与失效通常包括三种形式：增强相的断裂导致的基体塑性失效，增强相和基体之间界面的脱开导致的基体塑性失效，基体内孔洞的成核、长大与汇合导致的基体塑性失效。

10、金属基复合材料的应用及发展趋势？制约其应用的关键问题？

金属基复合材料自进入工业应用发展阶段以来，逐步拓宽了应用范围，大体有以下应用：1）在航天领域的应用：连续纤维增强金属基复合材料在航天器上的应用，铝基复合材料在导弹中的应用，铝基复合材料在航天领域的其他应用；2）在汽车工业上的应用：在内燃机方面的应用，在制动系统上的应用；3）在电子封装领域的应用。其发展趋势集中在以下方面：完善非连续增强金属基复合材料体系，重点发展高性能低成本非连续增强金属基复合材料，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，开展非连续增强金属基复合材料热处理技术的研究，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，开展非连续增强金属基复合材料的机械加工研究，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，开展非连续增强金属基复合材料的连接技术研究。

有许多因素与金属基复合材料（MMCs ）的大规模应用相关联，原材料制备方法、二次加工、回收能力、质量控制技术等都制约着MMCs 的应用。从MMCs 在汽车和航空、航天领域中的应用来看，应用成本是主要的制约因素，而增强体的成本高是造成复合材料应用成本居高不下的主要原因。具体关键问题有：增强体的选择问题、生产数量、局部增强手段、二次加工性能、回收能力、质量控制体系。

11、什么是SHS法原位生成技术，举例说明其过程。其基本原理是：将增强相的组分原料与金属粉末混合，压坯成型，在真空或惰性气氛中预热引燃，使组分之间发生放热化学反应，放出的热量、引起未反应的邻近部分继续反应，直至全部完成。反应生成物即为增强相呈弥散分布于基体中，颗粒尺寸可达亚微米级。其典型工艺为：利用合金熔体的高温引燃铸型中的固体SHS系，通过

控制反应物和生成物的位置，在铸件表面形成复合涂层，它可使SHS材料合成与致密化、铸件的成形与表面涂层的制备同时完成。潘复生等人将SHS技术和铸渗工艺相结合，制备了颗粒增强的铁基复合材料涂层。在这种工艺中，SHS 过程使基体产生一定数量的增强颗粒，而随后的熔铸过程则利用高温金属液的流动，对SHS过程中易产生的孔隙进行充填，因此两个过程的综合作用下获得较为致密的复合材料。

12、什么是LSM法原位生成技术，举例说明其过程。

其基本原理是将含有Ti和B的盐类（如KBF4和K2TiF6）混合后，加入到高温的金属熔体中，在高温作用下，所加盐中的Ti和B就会被金属还原出来而在金属熔体中反应形成TiB2增强粒子，扒去不必要的的副产物，浇注冷却后即获得了原位TiB2增强的金属基复合材料。

13、金属基复合材料的界面优化和控制途径有哪些？

1）对增强材料进项表面涂层处理：在增强材料组元上预先涂层以改善增强材料与基体的浸润性，同时涂层还应起到防止发生反应阻挡层的作用；2）选择金属元素：改善基体的合金成分，造成某一元素在界面上富集形成阻挡层来控制界面反应，尽量选择避免易参与界面反应生成脆硬界面相、造成强界面结合的合金元素；3）优化制备工艺和参数，金属基复合材料的界面反应程度主要取决于制备方法和工艺参数，因此优化制备工艺和严格控制工艺参数是优化界面结构和控制界面反应发应的有效途径。

14、汽车、摩托车的刹车盘原来采用铸铁材料，查找相关资料并结合你的思考，分析其工作条件和提出其性能要求，然后指出你选用或设计何种复合材料并说明，最后提出你的制备思路。汽车、摩托车的刹车盘工作在高温、高压

下，摩擦的条件下，磨损非常严重。因此刹车盘应该具有耐磨、耐高温（良好的导热性）、抗疲劳性等性能。综合其工作条件及满足其性能要求，我们可以选用颗粒增强型铝基复合材料。选用的增强体颗粒是SiCP，制备方法为真空压力浸渍法。因为颗粒增强铝，得到的材料具有耐一定的高温，耐磨，导热性好，抗疲劳性好的优点。制备思路：同下图

15、集成电路现在应用广泛，现在集成电路现在越来越来越高，功率越来越大，为保证其可靠性，查找相关资料并结合你的思考，分析其工作条件和提出其性能要求，然后指出你选用和设计何种复合材料并说明理由，最后提出你的制备思路。集成电路长时间高负荷运转，因此本身处于较高温度条件下，因此需要寻找高导热系数的材料作为分装基材，但这种材料还需要同时满足与电路硅片及基绝缘陶瓷基板的热膨胀系数（CTE）相匹配的要求，否则会因热失配形成残余应力损害电路。因此可以选用真空压力浸渍法进行了碳化硅颗粒增强铝封装器件。基体是铝，增强颗粒是碳化硅。这种铝基复合材料导热系数高，并且能与电路硅片和基绝缘陶瓷基板热膨胀系数相匹配，满足集成电路所需要的性能要求。

1.内生增强的金属基复合材料具有如下特点（第5页）：

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，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）省去了增强体单独合成、处理和加入等工序，因此，其工艺简单，成本较低。 4）从液态金属基体汇总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，可较大幅度地提高材料的强度和弹性模量。

2.金属基复合材料特性（第5页）：高比强度，高比模量良好的导电导热性能

热膨胀系数小，尺寸稳定性好良好的高温性能耐磨性能好

良好的疲劳性能和断裂韧度不吸潮，不老化，气密性好

1.增强体的作用（第8页）增强体是金属基复合材料的重要组成部分，它起着提高金属基体的强度、模量、耐热性、耐磨性等性能的作用。

2.选择增强体的主要考虑因素（5个）（原则）（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。

3.制造碳纤维需要经历的5个阶段：（第12页）

(1)拉丝：可用湿法、干法或者熔融状态三种任意一种； (2)牵伸：在室温以上，通常是100～300℃范围内进行； (3)稳定：通过400℃加热氧化的方法； (4)碳化：在1000～2000℃范围内进行； (5)石墨化：在2000～3000℃范围内进行。

4.溶胶-凝胶法的特点（第18页）优点：

制品的均匀度高，尤其是多组分的制品，其均匀程度可达分子或原子水平；制品纯度高，而且溶剂在处理过程中容易被除去；烧结温度比传统方法低

400~500℃；制备的氧化铝纤维直径小，因而抗拉强度有较大提高；溶胶－凝胶法工艺简单，可设计性强，产品多样化，是一种很有发展前途的制备无机材料的方法。

5.晶须的分散技术有哪些？（第21页）

球磨分散、超声分散、溶胶凝胶(sol –gel)法分散以及分散介质选择、pH值的调整等。

1.分析论述金属基复合材料的可设计性（为什么复合材料具有可设计性）（1）复合材料是由增强体、基体、界面三部分组成。（2）基体和增强体材料是可以选择的，比如增强体的大小、形貌、分布等都会造成所制备复合材料性能的不同。（3）此外，选择不同的制备工艺和成型工艺也会影响复合材料性

能。综上，设计者可以根据外部环境的变化与要求来设计具有不同特性与性能的复合材料。

2.复合材料的设计主要包含哪几部分？（第28页）功能设计、结构设计和工艺设计

3.选择基体的原则（第29页）：金属基复合材料的使用要求金属基复合材料组成的特点基体金属与增强物的相容性

4.功能复合材料调整优值的途径（第38页）：

（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

5.复合效应包括（第39页）：什么是乘积效应乘积效应、系统效应、诱导效应和共扼效应

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。

6.热膨胀系数以及表达公式（第54页）定义：表征材料受热时线度或体积变化程度。表达公式:线膨胀系数：体膨胀系数：

式中，L为材料的线度，T为材料的热力学温度，V为材料的体积。

7.提高或改善金属基复合材料的阻尼性能可以采用的方法（第59页）

（1）用高阻尼基体金属（2）用高阻尼增强物（3）设计高阻尼界面

1.金属基复合材料制备方法分类（第60页）

固态法：固态法是在基体金属处于固态情况下，与增强材料混合组成新的复合材料的方法。其中包括粉末冶金法、热压法、热等静压法、轧制法、挤压和拉拔法、爆炸焊接法等。液态法：液态法是在基体金属处于熔融状态下，与增强材料混合组成新的复合材料的方法。其中包括：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、热喷涂法等。表面复合法：新型制造方法包括：原位自生成法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀和电镀法及复合镀法等。

2.制备技术应具备的条件（60页）

(1) 使增强材料均匀地分布金属基体中，满足复合材料结构和强度要求; (2) 能使复合材料界面效应、混杂效应或复合效应充分发挥; (3) 能够充分发挥增强材料对基体金属的增强、增韧效果; (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) 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.

3.金属基复合材料制造的关键性技术及解决方法（第61页）（与成形对照）

1)加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应; 解决方法：①尽量缩短高温加工时间，使增强材料与基体界面反应降低至最低程度；②通过提高工作压力使增强材料与基体浸润速度加快；③采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。

2)增强材料与基体浸润性差; 解决方法：①加入合金元素，优化基体组分，改善基体对增强材料的浸润性；②对增强材料进行表面处理，涂敷一层可抑制界面反应的涂层。

3)增强材料在基体中的分布。解决方法：①对增强体进行适当的表面处理，使其浸渍基体速度加快; ②加入适当的合金元素改善基体的分散性；③施加适当的压力，使其分散性增大。④施加外场(磁场,超声场等)

4.热压和热等静压技术基本原理（第62页）

热压法和热等静压法亦称扩散粘接法，是加压焊接的一种，因此有时也称扩散焊接法。它是在较长时间的高温及不大的塑性变形作用下依靠接触部位原子间的相互扩散进行的。扩散粘接过程可分为三个阶段：①粘接表面之间的最初接触，由于加热和加压使表面发生变形、移动、表面膜（通常是氧化膜）破坏；②随着时间的进行发生界面扩散和体扩散，使接触面粘接；③由于热扩散结合界面最终消失，粘接过程完成。影响扩散粘接过程的主要参数：温度、压力和一定温度及压力下维持的时间，其中温度和气氛最为重要.

5.液态制造技术的种类（举几例说明）（第65页）（给两三个空让填种类）：真空压力浸渍技术、挤压铸造技术、液态金属搅拌铸造技术、液态金属浸渍技术、共喷沉积技术、热喷涂技术。

6.液态金属搅拌铸造技术的特点、技术问题（第67页）特点：工艺简单，制造成本低廉。

存在问题：一是为了提高增强效果要求加入尺寸细小的颗粒，10～30μm之间的颗粒与金属熔体的润湿性差，不易进入和均匀分散在金属熔体中，易产生团聚；二是强烈的搅拌容易造成金属熔体的氧化和大量吸入空气。因此必须采取有效的措施来改善金属熔体对颗粒的润湿性，防止金属的氧化和吸气等。注意事项及措施：（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）复合过程的气氛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的气孔，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。

7.共喷沉积技术（第71页）

工艺过程：基体金属熔化、液态金属雾化、颗粒加入及与金属雾化流的混合、沉积和凝固等工序。

主要工艺参数有：熔融金属温度，惰性气体压力、流量、速度，颗粒加入速度、沉积底板温度等。

特点：适用面广；生产工艺简单、效率高；冷却速度快；颗粒分布均匀；复合材料中的气孔率较大

8.原位自生成技术（72页），尤其是熔体直接反应法（第80页）（方程式问题、熔体直接反应法的特点、工艺过程、问题）熔体直接反应法：

实例：熔体原位反应合成(Al3Zr+Al2O3)铝基复合材料反应式：

3Zr(CO3)2+13Al(l)→6CO2↑+3Al3Zr+2Al2O3

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，并且可以直接铸造成各种形状的复合材料铸件； (2)增强体颗粒大小和分布易于控制，并且其数量可在较大范围内调整; (3)该工艺可同时获得高强度、高韧性的复合材料。

制备工艺过程(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表面，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。

2.铸造成形的技术问题以及如何解决（第86页）（1）增强颗粒与金属熔体的润湿性解决方法：①增强颗粒表面涂层②金属基体中加入某些合金元

素③用某些盐对增强颗粒进行预处理④对增强颗粒进行超声清洗或预热处

理（2）增强颗粒分布均匀性解决方法：调整提高金属熔体粘度，减小增强颗粒的粒径。通常金属熔体的黏度是通过添加合金元素来提高的，但粘度增大会导致复合材料存在气体及夹杂物不易排出的问题。（3）增强颗粒与基体金属的界面结构解决方法：选择合适的增强颗粒与金属基体组合，是保证界面结合良好的重要途径。（4）PRMMC 的凝固过程研究复合材料凝固过程中颗粒被生长界面推移的距离，对分析颗粒分布的均匀性更为合理。

3.铝基复合材料的挤压塑性（92页）

金属材料知识大全

概述 金属材料就是指金属元素或以金属元素为主构成得具有金属特性得材料得统称.包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物与特种金属材料等.(注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 1、意义 人类文明得发展与社会得进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现得铜器时代、铁器时代,均以金属材料得应用为其时代得显著标志。现代,种类繁多得金属材料已成为人类社会发展得重要物质基础。 2、种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属与特种金属材料。 （１）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上得工业纯铁，含碳2％～4％得铸铁，含碳小于 2％得碳钢，以及各种用途得结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义得黑色金属还包括铬、锰及其合金. (2)有色金属就是指除铁、铬、锰以外得所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属与稀土金属等。有色合金得强度与硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3）特种金属材料包括不同用途得结构金属材料与功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得得非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 3、性能 一般分为工艺性能与使用性能两类.所谓工艺性能就是指机械零件在加工制造过程中,金属材料在所定得冷、热加工条件下表现出来得性能。金属材料工艺性能得好坏，决定了它在制造过程中加工成形得适应能力。由于加工条件不同，要求得工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等. 所谓使用性能就是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来得性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能得好坏，决定了它得使用范围与使用寿命.在机械制造业中，一般机械零件都就是在常温、常压与非常强烈腐蚀性介质中使用得，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷得作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏得性能，称为力学性能(过去也称为机械性能）.金属材料得力学性能就是零件得设计与选材时得主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求得力学性能也将不同。常用得力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力与疲劳极限等。 金属材料特质

金属材料与热处理含答案

金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。

1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（） A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时，试样承受的载荷为（）。

金属材料与热处理教案

绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容：金属材料得基本知识(晶格结构及变性） 金属得性能(力学及工艺性能） 金属学基础知识（铁碳相图、组织） 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法：三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入：内部结构决定金属性能 内部结构？ 第一章:金属得结构与结晶 §1-１金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点：有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点：金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。（晶体内得原子之所以在空间就是规则排列，主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。） 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体：非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等）。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格：把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面：点阵中得结点所构成得平面。 晶向：点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性，可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点）:把原子（离子或分子）抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵：阵点(或结点）在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 1４种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子）。 属于这种晶格得金属有：铬Cr、钒Ｖ、钨Ｗ、钼Ｍｏ、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2（个) (2）、面心立方晶格：面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有：Al、Cu、Ｎi、Pb(γ-Fｅ）等 所含原子数1／８×8+6×1/２=4（个） （3）、密排六方晶格：由1２个原子构成得简单六方晶体，且在上下两个六方面心还各有一个原子，而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍（Be）、Ｍg、Zｎ、镉(Ｃd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1／2×2+3=6(个） 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

金属材料知识大全

概述 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。（注：金属氧化物（如氧化铝）不属于金属材料） 1. 意义 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 2. 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 （1）黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90%以上的工业纯铁，含碳2%- 4% 的铸铁，含碳小于2%的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 （2）有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。 （3）特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有 通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 3. 性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为力学性能（过去也称为机械性能）。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同（例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 金属材料特质 1. 疲劳 许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断

金属材料与热处理(含答案)

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题：每空1分，满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的，其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题：每题1分，满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。（） 2.玻璃是晶体。（） 3.石英是晶体。（） 4.食盐是非晶体。（） 5.晶体有一定的熔点，性能呈各向异性。（） 6.非晶体没有固定熔点。（） 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。（） 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。（） 9.金属结晶时，过冷度的大小与冷却速度有关。（） 10.冷却速度越快，过冷度就越小。（） 三、选择题：每题2分，满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是（） A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有（） A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有（） A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有（） A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以（）代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时，试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的（）

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时，过冷度越大，结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下，金属的晶粒越细，其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中，各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体，就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)

14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织，组织决定其性能，性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多，金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)

金属和金属材料知识点汇总

九年级化学 第八单元金属与金属材料（知识点) 第一课时金属材料 一．金属 １。金属材料 金属材料包括纯金属与它们得合金。 ①人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，1０0多年前才开始 使用铝. ②铁、铝、铜与它们得合金就是人类使用最多得金属材料,世界上年产量最多 得金属就是铁，其次就是铝（铝得密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用) ２.金属得物理性质 金属具有很多共同得物理性质：常温下金属都就是固体（汞除外)，有金属光泽，大多数金属就是电与热得优良导体，有延展性,能够弯曲,密度大,熔点高。 ①金属除具有一些共同得物理性质外,还具有各自得特性，不同种金属得颜 色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ②铁、铝、银、铂、镁等金属呈银白色,铜却呈紫红色，金呈黄色. ③常温下，铁、铝、铜等大多数金属就是固体，但体温计中得汞(俗称水银) 却就是液体。 ３、金属之最 ①地壳中含量最高得金属元素就是铝(其次就是铁)。 ②人体中含量最高得金属元素就是钙。

③目前世界上年产量最高得金属就是铁。 ④导电，导热性最好得金属就是银（较好得有铜、金、铝）. ⑤密度最大得金属锇（密度较大得金属有金、铅）。 ⑥密度最小得金属就是锂（密度较小得金属有铝、镁等)。 ⑦熔点最高得得金属就是钨，熔点最低得金属就是汞.为什么?（熔点较低得金 属就是锡） ⑧硬度最大得金属就是铬,（硬度较小得金属有铅Pｂ）。 4.影响物质用途得因素 讨论: ①为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？——铅硬度小，铅有毒。 ②银得导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制，原因就是银得价格昂贵, 资源稀少。 ③为什么灯泡里得灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡得话，可能会出现什么情 况?(钨得熔点高,锡得熔点低，用锡做灯丝会熔化.） ④为什么有得铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？(铬得硬度大，不 生锈,金虽然美观但价格高。） ⑤在制造保险丝时，则要选用熔点较低得金属。(为什么？） ⑥在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工得金属。(为什么？） 结论：物质得性质在很大程度上决定了物质得用途，但这不就是唯一得决定因素，在考虑物质得用途时，还需要考虑价格、资源、就是否美观、使用就是否便利以及废料就是否易于回收与对环境得影响等多种因素。 二、合金

金属和金属材料知识点梳理及经典练习(超详细)经典

金属和金属材料知识点梳理及经典练习(超详细)经典 一、金属和金属材料选择题 1．取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法错误的是( ) A．固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色 B．固体中有Cu和Ag时,滤液一定呈无色 C．固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3 D．固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg (NO3)2 【答案】B 【解析】镁比铜活泼，铜比银活泼。取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。A、固体中只有Ag时，镁质量不足，没有与硝酸铜反应，滤液一定呈蓝色，硝酸铜溶液呈蓝色，故A正确；B、固体中有Cu和Ag时，滤液不一定呈无色，只有镁质量充足时，滤液一定呈无色，故B错误；C、固体中一定有 Ag，滤液中可能有AgNO3，如果镁质量比较少时，滤液中有AgNO3是完全有可能的，故C正 确；D、固体中可能有Cu，滤液中一定有Mg (NO3)2，这是由镁的质量决定的，故D正确。点睛∶物质发生化学反应后生成物的成分组成要成分考虑到反应物的质量以及是否过量，不足或恰好完全反应。 2．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是（） A．向一定量的稀硫酸中加入锌粒 B．向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸 C．向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液

D．加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A、向一定量的稀硫酸中加入锌粒，氢气的质量应不断增大至一定值，反应速率不断变缓，选项A不正确； B、向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，pH值应由大逐渐变小，选项B不正确； C、向一定量的CuSO4溶液中加NaOH溶液，沉淀质量不断增大至一定值，选项C正确； D、加热一定质量的KClO3和MnO2混合物制O2，反应完成后容器中有催化剂MnO2剩余，选项D不正确； 故选C。 3．化学趣味小组在学习了金属的化学性质后，对金属R的活动性进行探究发现：将金属R 放入稀盐酸中，观察到有气泡产生（该反应的化学方程式可表示为： R+2HCl2=RCl2+H2↑），将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是（） A．R+MgSO4=RSO4+Mg B．R+CuSO4=RSO4+Cu C．R+H2SO4=RSO4+H2↑D．2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R 【答案】A 【解析】 将金属R放入稀盐酸中，观察到有气泡产生，说明R能与稀盐酸反应，即活动性R＞H；由R+2HCl2=RCl2+H2↑可知，R在化合物中显+2价；将R放入ZnSO4溶液中无任何变化，说明Zn的金属活动性比R强，即Zn＞R。A、由于金属活动性Mg＞Zn＞R，所以R不能与MgSO4反应，错误；B、由于金属活动性R＞H＞Cu，所以R能与CuSO4反应，化学方程式R+CuSO4=RSO4+Cu，正确；C、金属活动性R＞H， R能与H2SO4反应，化学方程式R+H2SO4=RSO4+H2↑，正确；D、由于金属活动性Al＞Zn＞R，所以Al能与RSO4反应，化学方程式2A1+3RSO4=Al2（SO4）3+3R，正确。故选A。 点睛：掌握金属活动性应用“反应则活泼、不能反应则不活泼”是正确解答此类题的关键。 4．下列物质中，可由金属和盐酸反应制得的是（） A．AgCl B．CuCl2C．FeCl3D．AlCl3 【答案】D 【解析】

金属热处理基础知识大全

金属热处理基础知识大全 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。 1．金属组织 金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的增高而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。 合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。 相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。 固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。 固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。 化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。 机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。 铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。 渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。 珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%） 莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。 为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。 随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。 1850～1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

上压辊轴

《金属工艺及机制基础》三级项目报告 《金属工艺及机制基础》三级项目报告 上压辊轴 班级：2014级机自2班 小组成员：周子业、吴建辉、梁孟德、王林林、韩思琦指导教师：邹芹、于辉 提交时间：2016年6月24号

目录 一、上压辊轴分析 (2) 1.1零件名称——上压辊轴 (2) 1.2零件简图： (2) 1.3零件技术要求 (2) 1.4零件分析 (2) 二、毛坯生产工艺方案的分析 (4) 2.1毛坯选择原则： (4) 2.2毛坯制造方案： (5) 三、铸造阶段 (6) 3.1工艺分析 (6) 3.2选择造型方法 (6) 3.3确定浇注位置和选择分型面 (6) 3.4确定加工余量 (7) 3.5确定起模斜度 (8) 3.6确定收缩率 (9) 3.7铸造圆角 (9) 四、锻造阶段 (10) 4.1绘制锻件图 (10) 4.2锻造方案 (10) 4.3计算坯料质量及尺寸 (10) 4.4选定锻造设备 (11) 4.5确定锻造温度范围 (11) 上压辊轴自由锻工艺卡 (12) 五、机械加工工艺方案的分析 (13) 5.1零件机械加工工艺的分析和加工方法： (13) 5.2确定定位基准 (14) 5.3热处理工序安排 (14) 5.4 工艺过程的拟定： (14) 5.5 各个工序机床、加工余量、夹具、刀具的选用 (15) 上压辊轴机械加工工艺卡 (16) 六、成员贡献及感想 (21) 参考文献： (22)

一、上压辊轴分析 1.1零件名称——上压辊轴 1.2零件简图： 图1 1.3零件技术要求 1.调质硬度HB220-250 2.未注倒角1X45度 3.K03-50 K06-15各1件 1.4零件分析 上压辊轴是典型的轴类零件，属于中小型轴类零件，主要的平面为台阶面、外圆面、端面、键槽、孔、内螺纹。该零件没有越程槽、件数为1属于单件生产，外圆面主要要求公差等级IT6~IT7 其余 12.5 3 45 A A C C ?40+0.018 +0.002 25 ?40-0.025-0.05 A ?50 40 2 ?40+0.018+0.002 B ?42±0.012 55 43 30 256 ??0 A -B ??0 A -B C D 0.8 0.8 1.6 1.6 6.3 6.3R 1 R 1 R 1 B B 370-0.2 20 25 A -A 旋转C -C M 12 ?13 6.3 6.3 120 -0.043 ?0 C 350-0.2 6.3 6.3 120 -0.043 ?0D 60° 3.2 借(通)用件登记旧底图总号底图总号签字日 期 日期 档案员K 03-50 标记设计处数分区更改文件号签名年、月、日 阶段标记重量比例共 张 第 张 标准化批准 审核工艺 燕山大学机械厂上压辊轴 K 03-50 45 1:12010.5.24数量三部、六部各一 B -B 旋转 1.调质硬度H B 220-250 2.未注倒角1345° 3.K 03-50K 06-15各1件 技术要求

金属材料知识点总结

钢的合金化概论 1、钢中常存的杂质有哪些？硫、磷对钢的性能有哪些影响？ 钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。 S易产生热脆；P易产生冷脆。 2、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为几种，请举例说明。 合金元素对纯铁γ相区的影响可分为四种： （1）开启γ相区(无限扩大γ相区)，如Mn、Ni、Co （2）扩展γ相区(有限扩大γ相区)，如C、N、Cu、Zn、Au （3）封闭γ相区(无限扩大α相区)，如Cr、V，W、Mo、Ti、Si、Al、P、Be （4）缩小γ相区(但不能使γ相区封闭)，如B、Nb、Zr 3、在铁碳相图中，含有0.77%C的钢称为共析钢，如果在此钢中添加Mn或Cr元素，含碳量不变，那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢？为什么？含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。因为几乎所有合金元素都使Fe-C 相图中S点左移，S点左移意味着共析碳含量降低。 4、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？ 铁素体形成元素： V、Cr、W、Mo、Ti； 奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu； 能在α-Fe中形成无限固溶体的元素：Cr、V； 能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素：Mn、Co、Ni。 5、合金元素对钢的共析温度有哪些影响？合金元素对钢的共析体含碳量有何影响？ 扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降；缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。 几乎所有合金元素都使S点碳含量降低；尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。6、常见的碳化物形成元素有哪些？哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素？ 常见的碳化物形成元素有：Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe； 强碳化物形成元素：Ti、Zr、Nb、V；

燕山大学金属工艺及机制基础三级项目

《金属工艺及机制基础》三级项目报告 内容：下压辊轴的加工工艺制定 班级： 2013级机械设计制造及其自动化12班 小组成员：张中杰董超奇渠飞顾怀超黄波 指导教师：邹芹朱玉英 提交时间： 2015.6.18 I

一、课程任务及要求 指导思想是力求在提高产品质量、降低生产成本和提高生产效率的前提下，使工艺方案尽量简化，课程任务及要求如下： 1.仔细理解题意，明确设计任务 2.对零件制造的总体方案进行论证和选定，其中包括： (1)毛坯制造方案的可行性分析及比较， (2)主要表面机械加工方案的分析及选择。 3.毛坯生产工艺方案的分析，其中包括： (1)工艺性综合分析， (2)生产方法的确定， (3)工艺参数的确定及其他工艺问题的分析， (4)工艺图的绘制。 4.机械加工工艺方案的分析，其中包括： (1)零件机械加工工艺的分析， (2)工艺基准的选定， (3)工艺过程的拟定， (4)工艺文件的编制， (5)各个工序机床、加工余量、夹具、刀具的选用， (6)绘制机械加工过程中所需的工艺图 5.完成全部工艺编制工作。 6.编写一份完整的工艺制定说明书，并列出参考文献。

二、工艺说明书内容 1.第一部分：设计目录 2.第二部分：工艺说明书及附件或附图 3.第三部分：成员贡献及感想 4.第四部分：参考文献 三、工艺制定可选择方案(见下图)

目录 一、毛坯生产工艺方案的分析： (1) 1.铸造选择 (1) 2.锻造选择 (1) 二、主要表面机械加工方案的分析及选择 (1) 三、毛坯生产工艺方案 (2) 1.铸造工艺设计 (2) 2.锻造工艺设计 (5) 四、切削工艺设计方案 (11) 1.车削加工轴...........................错误！未定义书签。 2.轴上键槽的铣削 (14) 3.填写冷加工工艺卡片 (16) Ⅰ铸造后切削加工工艺卡片 (16) Ⅱ锻造后切削加工工艺卡片 (18) Ⅲ下料机械切削加工工艺卡片 (21) 五、成员分工及感想........................错误！未定义书签。 六、参考文献 (25)

《金属材料与热处理》教学大纲.doc

《金属材料与热处理》教学大纲 一、说明 1、课程的性质和内容 金属材料与热处理是一门技术基础课。其主要内容包括：金属的性能、金属学基础知识、钢的热处理、常用金属材料及非金属材料的牌号等。 2、课程的任务和要求 本课程的任务是使学生掌握金属材料与热处理的基本知识，为学习专业理 论，掌握专业技能打好基础。通过本课程的学习，学生应达到下列基本要求: （1）了解金属学的基本知识。 （2）掌握常用金属材料的牌号、性能及用途。 （3）了解金属材料的组织结构与性能之间的关系。 （4）了解热处理的一般原理及其工艺。 （5）了解热处理工艺在实际生产中的应用。 3、教学中应注意的问题 （1）认真贯彻理论联系实际的原则，注重学生素质的全面提高。 （2）在组织教学时，应根据所学工种，结合实际生产，选择不同的学习内容，有“*”的为选学内容。 （3）加强实验和参观，增强感性认识和动手能力。 （4）有条件的可辅以电化教学，是教学直观而生动。 二、教学要求、内容、建议及学时分配。（总学时80课时，开课时间为：高 一上期） 绪论总学时1 教学要求 1、明确学习本课程的目的。 2、了解本课程的基本内容。 教学内容

1、学习金属材料与热处理的目的。 2、金属材料与热处理的基木内容。 3、金属材料与热处理的发展史。 4、金属材料在工农业生产中的应用。 教学建议 1、结合实际生产授课，以激发学生学习本课程的兴趣。 2、展望金属材料与热处理的发展前景。 第一章金属的结构与结晶总学时2 教学要求 1、了解金属的晶体结构。 2、掌握纯金属的结晶过程。 3、掌握纯铁的同素异构转变。 教学内容 §1-1金属的晶体结构 一、晶体与非晶体 二、晶体结构的概念 三、金属晶格的类型 § 1-2纯金属的结晶 一、纯金属的冷却曲线及过冷度 二、纯金属的结晶过程 三、晶粒大小对金属力学性能的影响 四、金属晶体缺陷 § 1-3金属的同素异构转变 教学建议 1、晶体结构较抽象，可使用模型配合讲课。 2、讲透同素异构转变与结晶过程之间的异同点。

金属材料性能知识大汇总(超全)

金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。

2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映

金属材料及热处理知识(整理版)

硬度 金属抵抗更硬物体压入表面的能力，称为硬度。硬度是反映金属材料局部塑性变形的抵抗能力。根据试验方法和测量围的不同，硬度可分为布氏、洛氏、维氏等几种。 1、布氏硬度（HB）布氏硬度是用淬火硬化后的钢球（直径有：2.5、5、10毫米三种）作为压印器，以一定的压力P压入被测金属材料表面，这时在被测金属材料表面留下压坑。 根据压坑面积的大小，可用下式计算出布氏硬度值，用符号HB表示为 HB=P/F（公斤/毫米2） 式中P——钢球所加的负荷（公斤）； F——压坑面积（毫米2）。 布氏硬度是用单位压坑面积所受负荷的大小来表示的。一般硬度值都不需要经过计算，在生产中用放大镜测出压坑直径，再根据压印器钢球直径D和压力负荷P直接查表，便可得出HB的值。布氏硬度在标注时不写单位，如HB=212。 测量不同金属材料时所用的压印器和负荷等标准，也可以查表。用布氏硬度法测得的硬度值准确，因为压坑大，不会由于表面不平或组织不均匀而引起误差。但压坑太大有损表面，所以布氏硬度一般不宜作成品检验，只适合测量硬度不高的原材料，如毛坯、铸件、锻件、有色金属及合金等。 2、洛氏硬度（HR）洛氏硬度法是用金刚石做的呈120°的圆锥体，或直径为1.58毫米的淬火钢球，作为压印器，在一定的负荷下压入金属表面，根据压坑的深浅来测量金属材料的硬度，（根据压坑深度）可把硬度数值从表盘上直接读出来。 根据测量硬度围不同，洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC三种。它们的适用围与压印器、负荷的选定可根据下表查出， 洛氏硬度的选用标准 洛氏硬度没有单位，测量方法简单，压坑小，不影响零件表面质量，测量硬度围广，但不如布氏硬度精确度高。HRA适宜测量高硬度材料；HRB适宜测量有色金属及硬度低的材料；HRC适宜测量淬火、回火后的金属材料。 3、维氏硬度（HV）维氏硬度试验的原理与布氏硬度法相似，只不过它的压印器是136°的四棱锥金刚石，以一定的负荷压入平整的试样表面，然后测出四棱锥压坑的对角线长度d，算出压坑面积F，用单位面积所受负荷的大小来表示维氏硬度值，即 HV= P/F（公斤/厘米2） 维氏硬度测量精确、硬度测量围大，尤其能很好地测量薄试样的硬度。维氏硬度所加载荷较小时，又称为显微硬度（用HM表示），可测量试样表面各种组成相的硬度。 各种硬度值相互对照。它们是通过不同硬度测量法，测同一硬度金属材料时得到的不同硬度指标值。如HB=351，相当于HRC=38，HV=361。硬度是检验毛坯、成品等性能的重要指标。一般刃具的硬度要求HRC=60～63，结构零件的硬度要求HRC=25～40，弹簧或弹性零件的硬度要求HRC=40～48，切削加工零件的硬度要求HRC=20～36。 钢的硬度与其含碳量有关，随着钢中的含碳量的不断增加，硬度也不断增高。

金属工艺下压辊轴三级项目

《金属工艺及机制基础》三级项目报告 班级：车辆一班 小组成员：xxxxxxxxxxxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxxxxxxxxxxx 提交时间：2016年6月28日星期二 . ..

目录 一、零件分析 (2) 1、零件名称 (2) 2、Caxa图 (2) 3、三维图 (2) 二、铸造工艺设计 (2) 1、工艺分析 (2) 2、选择造型方法 (2) 3、选择浇注位置和分型面 (2) 4、确定加工余量 (2) 5、确定起模斜度 (2) 6、确定线收缩率 (2) 7、确定浇注系统 (2) 8、最终加工工艺图 (2) 三、锻造工艺设计 (2) 1、锻压概述 (2) 2、零件的工艺分析 (2) 3、毛坯形状的具体工艺参数及加工工艺流程 (2) 1)考虑锻件敷料、锻件余量、锻件公差，绘制锻件图 . 2 2)毛坯质量及尺寸的计算 (2) 3)选定锻造设备 (2) . ..

4、加工温度 (2) 5、具体加工流程 (2) 四、后期处理 (2) 1、步骤具体道具及机床 (2) 1)铣键槽 (2) 2)磨削加工 (2) 3)螺纹孔加工 (2) 五、工艺比较 (2) 六、成员感想 (2) 七、评分表 (2) 八、参考文献 (2) . ..

一、零件分析 1、零件名称 下压辊轴 2、Caxa图 . ..

3、三维图 二、铸造工艺设计 1、工艺分析 该零件属于轴类件，且为细长阶梯下压辊轴，由于水平放置会使铸件轴的同直径处上下质量不一样，故选择竖直浇筑 2、选择造型方法 零件材料45钢，小批量生产且结构简单，故选择手工沙箱造型。 . ..

金属材料与热处理

金属材料的性能（材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类，使用性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能）（选择题） 1.力学性能：强度（屈服强度、抗拉强度）、塑性、弹性与刚度、硬度（布氏 硬度，洛氏硬度，维氏硬度）、冲击韧性、疲劳强度 2.物理性能：密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 3.化学性能：耐蚀性、抗氧化性 常见金属的晶格类型—— 1.体心立方晶体具有这种晶格的金属有钨（W），钼（M），铬（Cr），钒（V）， α-铁（α-Fe）等 2.面心立方晶格具有这种晶格的金属有金(Au),银(Ag),铝（Al）,铜（Cu）,镍 （Ni）,γ-铁（γ-Fe）等 3.密排六方晶格具有这种晶格的金属有镁（Mg），锌（Zn），铍（Be），α- 钛（α-Ti） 根据晶体缺陷的几何特点，可分为 1.点缺陷点缺陷是指在晶体中长，宽，高尺寸都很小的一种缺陷，常见的有 晶格空位和间隙原子 2.线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布（在一维方向上的尺寸很大，而别 的方向则很小）原子排列不均衡的晶体缺陷，主要指各种类型的位错 3.面缺陷面缺陷是指在二维方向上吃醋很大，在第三个方向上的尺寸很小， 呈面状分布的缺陷 位错：位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。 铁素体：铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号F（或α）表示 简化后的Fe-Fe3C相图，画图啊亲，三个学期的铁碳相图啊有木有，都是泪啊有木有！！！书P9 共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段：奥氏体形核，奥氏体晶核长大，剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化 影响奥氏体晶粒长大的因素： 1.加热温度和保温时间加热温度愈高，保温时间愈长，奥氏体晶粒愈粗大

(完整版)金属和金属材料知识点汇总

九年级化学 第八单元金属和金属材料（知识点） 第一课时金属材料 一．金属 1．金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。 ①人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，100多年前才开始 使用铝。 ②铁、铝、铜和它们的合金是人类使用最多的金属材料，世界上年产量最多 的金属是铁，其次是铝（铝的密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用）2．金属的物理性质 金属具有很多共同的物理性质：常温下金属都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数金属是电和热的优良导体，有延展性，能够弯曲，密度大，熔点高。 ①金属除具有一些共同的物理性质外，还具有各自的特性，不同种金属的颜 色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ②铁、铝、银、铂、镁等金属呈银白色，铜却呈紫红色，金呈黄色。 ③常温下，铁、铝、铜等大多数金属是固体，但体温计中的汞（俗称水银） 却是液体。 3 . 金属之最 ①地壳中含量最高的金属元素是铝（其次是铁）。 ②人体中含量最高的金属元素是钙。 ③目前世界上年产量最高的金属是铁。

④导电，导热性最好的金属是银（较好的有铜、金、铝）。 ⑤密度最大的金属锇（密度较大的金属有金、铅）。 ⑥密度最小的金属是锂（密度较小的金属有铝、镁等）。 ⑦熔点最高的的金属是钨，熔点最低的金属是汞。为什么？（熔点较低的金属 是锡） ⑧硬度最大的金属是铬，（硬度较小的金属有铅Pb）。 4．影响物质用途的因素 讨论： ①为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？——铅硬度小，铅有毒。 ②银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制，原因是银的价格昂贵， 资源稀少。 ③为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡的话，可能会出现什么情 况？（钨的熔点高，锡的熔点低，用锡做灯丝会熔化。） ④为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样？（铬的硬度大，不 生锈，金虽然美观但价格高。） ⑤在制造保险丝时，则要选用熔点较低的金属。（为什么?） ⑥在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工的金属。（为什么？） 结论：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 二. 合金 1.合金：合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而形成的具有金属特性