机械工程材料及成型工艺期末复习资料Word下载.docx
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10.固溶强化:
由于溶质原子的溶入,引起溶剂晶格发生扭曲和畸变,使合金的强度、硬度上升,塑性韧性下降的现象;
产生固溶强化的原因:
溶质原子使溶剂晶格发生畸变及对位错的钉扎作用,阻碍了位错的运动。
与纯金属相比,固溶体的强度、硬度高,塑性、韧性低,但与金属化合物相比其硬度要低很得多,而塑性韧性要高的多
11.机械化合物不是相,是一个混合物。
12.晶体缺陷类型:
(1)点缺陷:
空位、间隙原子、异类原子
(2)线缺陷:
位错(3)面缺陷:
晶界与亚晶界(要会判断)
13.理想结晶温度和实际结晶温度之差叫过冷度。
过冷是金属结晶的必要条件。
14.金属晶核形成的方式:
自发形核和非自发形核
15.细化晶粒的方法:
(1)增加过冷度ΔT;
2)变质处理;
3)振动与搅拌。
16.有些物质的晶格结构随温度变化而改变的现象,称为同素异构转变
-Feγ-Feα-Fe
体心立方晶格面心立方晶格体心立方晶格
17.细晶强化:
金属内部晶粒越细小,则晶界越多且晶格畸变越大。
从而使金属强度、硬度提高并使变形均匀分布,在许多晶粒上,塑性、韧性也好。
18.单晶体的塑性变形方式:
滑移和孪生
19.滑移的概念:
在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面(滑移面)的一定方向(滑移方向)发生滑动。
滑移的特点:
1)滑移只能在切应力的作用下发生。
产生滑移的最小切应力称为临界切应力2)滑移的实现——借助于位错运动。
3)滑移总是沿着原子排列最紧密的原子面进行4)滑移的结果产生滑移带5)滑移伴随着转动6)晶格位向不变7)滑移的间距是原子间距的整数倍
面心立方晶格:
一般不发生孪生变形;
体心立方晶格:
一般以滑移的方式进行,只有在低温或受到冲击时才发生孪生变形;
密排六方晶格:
以孪生变形为主。
20.加工硬化:
金属在冷变形时,强度、硬度↑,塑性、韧性↓。
产生原因:
塑性变形→位错密度增加,相互缠结(亚晶界),运动阻力加大→变形抗力↑
21.变形金属在加热时组织和性能转变过程:
(1)回复
(2)再结晶(3)晶粒长大
22.金属的冷、热加工是根据再结晶温度来划分的。
23.二元合金相图:
(按相分区)
按组织分区的二元合金相图:
杠杆定律:
(会计算)
例:
求30%Ni合金在1280°
时α相的相对量
根据杠杆定律推论,Qα/QH=a1b1/a1c1=12/48=1/4
答:
所求合金在1280°
时α相的相对质量为1/4
24.铁碳合金相图:
以相分区
25.A转变的四个阶段:
(1)A的形核,
(2)A的长大,(3)残余Fe3C的溶解,(4)A成分均匀化过程
26.A的晶粒度:
A刚形成时的晶粒度为起始晶粒度,所要测定的钢的晶粒度为本质晶粒度,决定钢的性能的晶粒度为钢的实际晶粒度
27.过冷A的等温转变:
28.当冷却速度极大时,A被过冷到Ms以下,此时仅产生γ-Fe向α-Fe的晶格转变,而碳原子由于无法扩散而留在α-Fe中,形成碳在α-Fe中的过饱和溶液,这种组织为M;
马氏体(M)转变特点:
1)无扩散:
Fe和C原子都不进行扩散,M是体心正方的C过饱和的F,固溶强化显著。
2)瞬时性:
M的形成速度很快,温度↓则转变量↑3)不彻底:
M转变总要残留少量A,A中的C%↑则MS、Mf↓,残余A含量↑4)M形成时体积↑,造成很大内应力。
29.退火:
加热、保温后,缓冷(炉冷)→近平衡组织P(+F或Fe3CII)
30.正火:
加热温度Ac3(Accm)+30~50℃,空冷→S(+F或Fe3CII)
31.淬火:
加热到Ac3、Ac1以上,保温,快速冷却→M。
淬火温度选择:
1)亚共析钢Ac3+30~50℃,淬火温度过高则组织易粗大,使组织强度硬度↓,温度过低,A化就会不完全,淬火后会有F,导致淬火硬度不够,强度降低。
2)过共析钢Ac1+30~50℃,→M+Fe3CII+A'
,硬度大。
淬火温度高会获得较粗的M和较多的A’,这不仅降低了钢的硬度、耐磨性和韧性,而且温度过高会增大淬火变形和开裂的倾向。
如果淬火温度低了,碳化物溶入A过少,大部分碳化物保留下来,淬火后容易变形开裂,A化后A含碳量过低,导致淬不上火,导致淬火后M硬度不够,强度降低。
32.回火:
淬火后,加热到Ac1以下,保温,冷却。
33.钢的淬透性:
淬火时得到M的能力,取决于临界冷却速度VK。
淬硬性:
淬火后获得的最高硬度,C%↑→淬硬性↑
34.牌号——如T12A钢,含C量为12/1000=1.2%,A表示高级优质,w(S)≤0.020%,w(P)≤0.030%。
结构钢——如60Si2Mn,w(C)=0.6%,w(Si)=2%,w(Mn)<1.5%。
工具钢、特殊性能钢——如9SiCr,w(C)=0.9%,w(Si)、w(Cr)均<1.5%。
而CrWMn中,w(C)>1.0%。
专用钢——如,滚动轴承钢GCr15,w(C)=1.0%,w(Cr)=1.5%。
高级优质钢——如,20Cr2Ni4A(要知道牌号含义)
35.常用不锈钢F型——如1Cr17,化工设备、食品工业。
M型——如1Cr13用于汽轮机叶片;
3Cr13做手术器具及刀具。
A型——如1Cr18Ni9Ti用于化工、食品、医疗行业。
36.流动性是指熔融金属的流动能力。
合金流动性的好坏,通常以“螺旋形流动性试样”的长度来衡量,将金属液体浇入螺旋形试样铸型中,在相同的浇注条件下,合金的流动性愈好,所浇出的试样愈长。
37.充型能力:
液态合金充满铸型型腔,获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
38.铸件的凝固方式:
逐层凝固方式,糊状凝固方式,中间凝固方式
39.液态收缩和凝固收缩是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。
固态收缩是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。
40.气孔在铸件中的三种形态:
侵入性气孔,析出性气孔,反应性气孔
41.铸造应力有:
热应力,固态相变应力,机械应力,残留应力。
42.分型面的选择:
a)分型面应尽量采用平面分型,避免曲面分型,并应尽量选在最大截面上,以简化模具制造和造型工艺。
b)尽量将铸件全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞边、毛刺等缺陷,保证铸件尺寸的精确。
c)应使铸件的加工面和加工基准面处于同一砂箱中。
43.铸件结构的合理性
(1)铸件应有合理的壁厚
(2)铸件壁厚应力求均匀
(3)铸件壁的联接形式要合理
(4)铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形,铸件在结构设计时,应尽量使其能自由收缩,以减小应力,避免裂纹。
如下图所示的弯曲轮辐和奇数轮辐的设计,可使铸件能较好地自由收缩。
44.铸件结构的工艺性:
1.应使铸件具有最少的分型面
2.应尽量使分型面平直
3.避免外部侧凹
4.改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋条的结构
5.铸件要有结构斜度
45.铸件内腔的设计
1.应使铸件尽可能不用或少用型芯
2.铸件的内腔设计应使型芯安放稳固、排气容易、清砂方便。
3.对于因芯头不足而难于固定型芯的铸件,在不影响使用功能的前提下,可设计出适当大小和数量的工艺孔,用以增加芯头的数量,稳固型芯。
如下图b所示。
4.铸件结构设计中应避免封闭空腔。
46.锻造比:
拔长时的变形程度来衡量:
(Y为锻造比,F0为拔长前坯料的横截面积,F为拔长后坯料的横截面积)
47.自由锻件的结构工艺性
自由锻件不要有锥体
几何体的交接处不应形成空间曲线
自由锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形截面或空间曲线形表面
自由锻件横截面若有急剧变化或形状较复杂时,应设计成有几个简单件构成的组合体,再焊接或机械连接方法连接。
48.板料冲压是指利用冲模使板料产生分离或变形,从而获得制件的加工方法;
板料冲压的基本工序分为分离工序和成形工序。
成形工序分为拉深和弯曲两个过程。
49.落料及冲孔(统称冲裁)
50.凹凸模刃口尺寸的确定:
落料—以凹模刃口尺寸作为基准,根据间隙的大小确定凸模尺寸。
(凹模尺寸等于零件的尺寸);
冲孔—以凸模为基准,有间隙确定凹模的尺寸,即凸模尺寸同零件尺寸。
考虑磨损:
落料凹模尺寸靠近零件公差范围内的最小尺寸,冲孔凸模尺寸靠近零件公差范围内的最大尺寸.(要会计算)、
51.在气体介质中产生的强烈而持久的放电现象称为焊接电弧。
焊接电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。
(a)正接(b)反接;
焊条的组成:
焊芯和药皮
焊芯的作用:
作电极传导电流,产生电弧作填充金属(调整成分)。
药皮的作用:
稳弧、保护、脱氧、渗合金及改善焊接工艺性(引弧容易燃烧稳定)。
52.焊接接头包括焊缝金属、熔合区和热影响区。
焊缝的组织和性能:
铸态组织,性能可以达到要求。
熔合区的组织和性能成分不均匀,组织粗大,机械性能很低。
热影响区的组织和性能:
过热区(1100℃)组织粗大,机械性能很低,正火区(Ac3~1100℃)晶粒细小,机械性能高,部分相变区(Ac1~Ac3)晶粒不均匀,机械性能低。
可见,熔合区、过热区是接头中性能最差的薄弱的部位,会严重影响焊接接头的质量。
53.热影响区对焊接接头性能的影响及影响热影响区的因素
(1)熔合区和过热区的性能最差,产生裂缝和局部破坏的倾向也大,热影响区宽度增加会使焊缝金属的冷却速度减慢,晶粒变粗,并使焊接变形增大。
因此热影响区越小越好。
(2)热影响区的宽度主要取决于焊接方法和焊接规范。
采用同样的焊接方法,选用过大的焊接规范和减慢焊接速度,都会使热影响区变宽。
54.在焊接过程中,对焊件进行局部的不均匀加热和冷却,是产生焊接应力和变形的根本原因
55.预防和减小焊接应力及焊接变形的措施
合理设计焊接结构,焊前预热,反变形法,刚性固定法,选择合理的焊接顺序,锤击焊缝法,焊后热处理,机械或火焰矫正法。
56.手工电弧焊的操作过程:
(1)电弧在焊条与被焊件之间燃烧,电弧热使工件和焊条同时熔化成熔池;
(2)电弧使焊条的药皮熔化或燃烧,产生熔渣和气体,对熔化金属和熔池起保护作用;
(3)当电弧向前移动时,熔池冷却凝固而新的熔池不断产生,形成连续的焊缝。
57.电阻焊分为:
点焊、缝焊、对焊
点焊过程:
加压,通电,断电,去除压力
缝焊:
与点焊相同,只是采用滚轮做电极,边焊边滚。
58.钎焊是利用低熔点的钎料作填充金属,加热熔化后渗入固态焊件间的间隙内,将焊件连接起来的焊接方法。
钎焊分类:
软钎焊,硬钎焊
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