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机械制造基础课堂笔记
机械制造基础课堂笔记
机械制造基础
一、单选(30’)
1.钢的淬硬性主要取决于含碳量。
钢的淬透性主要取决于合金元素含量。
2.马氏体的强度和硬度取决于含碳量。
3.铁素体的晶体结构是体心立方,奥氏体的晶体结构是面心立方,马氏体的晶体结构是体心正方。
γ-Fe的晶体结构是面心立方。
4.测量较硬的材料硬度采用洛氏硬度计,测量较软的材料硬度采用布氏硬度计,如测灰口铸铁的硬度用布氏硬度计。
5.过共析钢终端温度通常为Ar1+60℃。
45#钢的淬火加热温度为Ac3+40℃。
6.碳素工具钢的最终热处理是淬火+低温回火。
7.去应力退火的加热温度为Ac1-150℃。
8.对于亚共析钢适宜的淬火温度选择在哪个临界点上?
Ac3
9.工具钢为得到较好的切削加工性能,应进行球化退火处理。
10.灰口铸铁牌号HT150,其中的150代表材料的抗拉强度。
11.铝合金压力容器的焊接通常采用氩弧焊。
12.铁碳合金基本组织中硬度最高的为渗碳体,硬度最低的为铁素体,强度最大的为珠光体。
13.共析钢在室温下的平衡组织组成物是珠光体。
14.过冷奥氏体低温转变的产物是马氏体M。
15.合金流动性最好的是共晶合金(也叫纯金属)。
16.汽车拖拉机上的变速箱齿轮材料为20CrMnTi。
17.钨高速钢W18Cr4V中钨的作用是提高红硬性。
18.从奥氏体中析出来的渗碳体是二次渗碳体Fe3CⅡ。
19.焊接性能和冷冲压性能最好的是15#钢(选含碳量最小的)。
20.溶质原子处于溶剂晶格的间隙位置时,形成间隙固溶体。
21.影响铸铁性能的主要因素是石墨的形状。
22.齿轮加工方法中精度最高的是磨齿。
23.批量生产减速器箱体毛坯采用铸造成形方法。
24.加工大型箱体零件上数量比较多的、孔径比较大的、精度要求较高的孔采用镗孔。
25.刀具前刀面与基面之间的夹角称前角。
26.刃倾角主要影响刀具刀尖的强度和排屑方向。
27.材料保持完全弹性变形所能承受的最大应力为弹性极限。
28.要想获得较高的弹性极限和屈服强度,淬火后通常采用中温回火。
29.大批量焊接汽车油箱,采用缝焊。
30.碳原子固溶在α-Fe中形成的间隙固溶体叫铁素体。
31.加热温度超过始锻温度过多,使晶粒出现氧化及熔化现象称过烧。
金属加热到过高温度或在高温下保持时间过长引起的晶粒粗大的现象叫过热。
32.焊接接头最薄弱的环节是熔合区。
33.焊接时填充金属与基本金属未完全熔合的缺陷是未焊透。
34.铸铁在结晶过程中,如果各阶段石墨化都能充分进行,则最后得到的组织为F+G(铁素体+石墨)。
35.桁架结构件等一般采用手工电弧焊。
36.正火的冷却方式是空冷。
37.机床床身用灰铸铁铸造。
38.在型芯中安置芯骨的主要作用是提高型芯强度。
39.加工细长轴类用中心架作辅助支承。
40.大批量生产发动机曲轴时,毛坯采用锻件或铸件。
41.无心外圆磨床加工方法适合加工小型圆柱体。
42.手工砂型铸造时,型砂的退让性不好会产生内应力等缺陷。
43.手工砂型铸造时,型砂紧实度过高,铸件会产生气孔等缺陷。
44.对于主工在垂直流线方向受力的零件锻造比应选2~2.5。
45.冷变形加工时,型砂再结晶以后,将导致强度降低、塑性提高。
46.CM6132中的32代表主要参数代号(或最大加工直径为320mm)。
47.E4303中的43代表熔敷金属的最小抗拉强度。
二、填空(10’以内)
1.影响石墨化的主要因素是化学成分和冷却速度。
2.液态金属充满型腔、形成轮廓清晰、形状正确的优质铸件的能力叫液态金属的流动性。
3.共析钢在室温下的平衡组织组成物是珠光体。
4.金属加热到过高温度或在高温下保持时间过长引起的晶粒粗大的现象叫过热。
5.熔合区和热影响区中的过热区是焊接中最差部位,其强度最低。
6.马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。
7.得到马氏体的最小冷却速度称为临界冷却速度。
三、判断改错(20’以内,对与错都得解释理由)
(以本人的经验,对于判断改错题,判断后先把题目的主体抄写一遍再写理由)
1.对于较高精度的外圆表面加工(大批量、钢件或铸铁件、不管淬硬件或非淬硬件),采用的加工路线为车—车—磨—磨。
答:
对。
因为磨削容易达到高精度,而且生产效率高,所以采用车—车—磨—磨。
2.铸造时,共晶成分的合金容易产生缩松缺陷。
答:
错。
因为共晶合金在恒温下结晶,其结晶温度小,流动性好,凝固方式为逐层凝固,容易形成缩孔缺陷,而非缩松缺陷。
3.材料的强度与塑性只要化学成分一定,就不变了。
答:
错。
因为材料强度不只是和化学成分有关,还同热处理方法及成形方法有关。
4.过共析钢终锻温度一般在Ar1~Arcm之间。
答:
对。
因它过共析钢在此范围内锻造,可防止二次渗碳体的析出,如果出现二次渗碳体也可以经过锻打被打碎。
5.临界冷却速度越大,材料的淬透性越高,越容易获得马氏体。
答:
错。
因为临界冷却速度越大,就越不容易获得马氏体,所以淬透性越差。
6.手工砂型铸造时,型砂紧实度越高越好。
答:
错。
因为型砂紧实度过高,透气性不好,容易产生气孔,退让性也很差。
7.材料越易产生弹性变形,其刚度越差。
答:
对。
因为刚度是抵抗材料弹性变形的能力,所以材料容易产生弹性,刚度就差。
四、简答题(25’)
1.如图所示,在固态收缩时:
1)会产生什么样的的铸造应力?
2)判断应力性质?
3)判断变形方向?
答:
1)如图所示铸件,在固态收缩时会产生热应力。
2)厚的地方应力性质为拉应力,薄的地方应力性质为压应力;
3)厚的地方受拉应力,变形将向厚的方向弯曲。
变形方向见图。
2.锻造时,始锻和终锻温度很重要,以A3钢为例:
1)加热温度过高会怎样?
2)低碳钢终锻温度为什么确定在GS线以下?
答:
1)加热温度过高会产生过热或过烧。
2)因为铁素体塑性很好,硬度不高,把终锻确定在GS线以下,可以增加锻造区间,减少加热次数,扩大锻造温度范围,争取更多的操作时间。
3.焊条选用原则是什么?
答:
1)等强度原则。
焊接低碳钢或低合金钢时,焊缝金属与母材应等强度。
2)化学成分相近原则。
焊缝金属与母材的化学成分相近。
3)焊接冲击载荷、交变载荷结构时,选用碱性焊条。
4)经济性原则。
在满足使用性能要求的前提下尽量选用酸性焊条。
4.T10在室温下平衡组织组成成份是什么?
画示意图。
答:
T10在室温下平衡组织组成成份是珠光体+二次渗碳体(P+Fe3CⅡ)。
示意图如下:
5.共析钢在室温下平衡组织组成成份是什么?
画示意图。
答:
共析钢在室温下平衡组织组成成份是珠光体(P)。
示意图如下:
6.用20CrMnTi材料作齿轮。
问:
1)含碳量是多少?
2)合金渗碳钢为什么是低碳钢?
3)合金元素CrMnTi所起的作用是什么?
答:
1)20CrMnTi含碳量为0.2%。
2)保证材料具有良好的冲击韧性。
3)CrMn可提高淬透性,Ti可防过热,提高材料表面硬度、接触疲劳强度和韧性。
7.铸造合金的化学成份为何一般在共晶点附件?
答:
因为共晶点附近的合金结晶温度小,流动性好,凝固方式为逐层凝固,不易产生气孔等缺陷。
五、综合题(20’)
1.制造连杆螺栓一批,库存材料有16Mn、40Cr、T10、20CrMnTi,问:
1)选材并说明理由;
2)确定毛坯成形方法并说明理由;
3)确定生产工艺路线;
4)正火热处理的目的是什么?
5)画出调质处理的工艺曲线。
答:
1)选材为40Cr。
因为40Cr通过一定的热处理后具有良好的综合力学性能,价钱也相对便宜。
2)毛坯成形采用锻造成形方法。
因为经过锻造后具有较好的综合力学性能,改善材料内部组织的流线方向。
3)生产工艺路线:
下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→调质处理→精加工。
4)正火处理的目的是改善切削性能,调整材料硬度便于加工;消除应力;细化晶粒,提高力学性能和加工精度;为最终热处理作组织准备。
5)调质处理的工艺曲线:
2.轴杆类零件,要求较高的综合力学性能,精度要求IT4级,粗糙度值为Ra0.1μm,库存材料为16Mn、40Cr、T8、60Si2Mn。
问:
1)选材并说明理由;
2)确定毛坯成形方法并说明理由;
3)确定生产工艺路线;
4)调质处理后,零件表面和中心位置的显微组织是什么?
5)画出正火处理的工艺曲线。
答:
1)选材为40Cr。
因为40Cr通过一定的热处理后具有良好的综合力学性能,价钱也相对便宜。
2)毛坯成形采用锻造成形方法。
因为经过锻造后具有较好的综合力学性能,改善材料内部组织的流线方向。
3)生产工艺路线:
下料→锻造→正火→粗加工→半精加工→调质处理→精加工→光整加工。
4)调质处理后,零件表面的显微组织为回火索氏体(S回);心部的显微组织如果调质时淬透则同表面一样为回火索氏体,如未淬透则为细的珠光体+回火索氏体。
5)正火处理的工艺曲线:
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