金属材料热处理_范文大全

金属材料热处理

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范文一:金属材料及热处理 投稿:史皮皯

目 录

实验一 金属材料的硬度实验 ................................................................................. 1 实验二铁碳合金平衡状态显微组织分析 ....................................................... 5 实验三 钢的热处理...................................................................................................... 8 附表1: .......................................................................................................................... 11 附表2:布氏、洛氏、维氏硬度与强度换算对照表 ....................................... 15

实验一金属材料的硬度实验

一、实验目的

1、了解硬度测定的基本原理及应用范围; 2、测定钢试样的布氏、洛氏硬度值。

二、概述

金属的硬度是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力,硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念,由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同,因而硬度值综合的反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变、抗力塑变强化以及大量形变抗力。金属表面硬度值越高,抵抗塑性变形能力越大,材料产生塑性变形就越困难。另外,硬度与其他机械性能(如强度指标b及塑性指标和)之间有着一定的内在联系,所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件和工具的使用性能及寿命具有决定性意义。

三、布氏硬度实验基本原理

1、实验原理

布氏硬度实验是在布氏试验机上进行。将直径为D的硬化钢球在一定的载荷P下压入金属表面(图1-1),并根据所得压痕d的大小来断定硬度。布氏硬度值是根据作用于钢球上的载荷对所得压痕表面积之比来确定,即

HB

PAB

(Kg/mm2) (1)

式中:P——载荷(Kg)

AB—— 压痕的球面体(球缺)

HB——布氏硬度值

由几何学可知球缺的面积等于:

ABDh (2)

式中:D——钢球直径

h——压痕深度

(a)原理图 (b)h和d的关系

图1-1布氏硬度测定原理

用压痕的直径和表示AB可得:

AB

D(DDd)2

22

(3)

如果把所得的AB值代入公式(1)中,则有: HB

P

Dh

P

D

2

Dd]

2

2

2P

[D

D[DDd]

22

Kg/mm2 (4)

式(4)中只有d是变量,因此只需测出压痕直径,根据已知D和P值即可计算出金属表面的布氏硬度HB的值。在实际实验中,可由测出之压痕直径d直接查表得到HB值。

由于材料有软有硬,所测工件有厚有薄,若只采用一种载荷(如3000kgf)和钢球直径(如10mm)时,则对硬的金属适合,而对软的金属就不适合,会发生整个钢球陷入金属中的现象;若对于厚工件适合,则对于薄件会出现压透的现象,所以在测定不同材料的布氏硬度值时就要求有不同的载荷P和钢球直径D。为了得到统一的、可以相互进行比较的数值,必须使P和D之间维持某一比例关系,以保证所得到的压痕形状的几何相似关系,其必要条件是压入角保持不变。

根据相似原理由图1-1(b)可知d和的关系是:

D2sin

2

d2

或dDsin

2

(5)

将式(5)代入式(4),得:

P

HB2

D

1



(6) 2

PD

2

21sin

2

式(6)说明,当为常值时,为使HB值相同,不论采用何种大小的载荷和钢球直径,只要满足GB231-63规定,

PD

2

也应保持为一定值。因此对同一材料而言,

PD

2

=常数,所得到的HB值也是一样的。根据

比值有30、10和2.5三种,具体实验数据和适用范围参考表1-1。

表1-1 布氏硬度实验规范

2、操作步骤

首先打开电源开关,指示灯亮后,将试件样品放在布氏硬度试验机样品台上,按顺时针方向转动手轮,使丝杠升至试件样品与压头接触,最后至手轮不能转动位置(注意用力不能太大),此时按下绿色按键,试验机马达将会自动开启加载----保持-----卸载。马达停止转动后,按逆时针方向转动手轮,取下试件样品,用带刻度的放大镜测量其压痕直径,根据所得直径值,从附表1中查出HB值。

注意:实验完成后,按照布氏硬度数0.102F/D2和压痕最大直径为10mm查取HB值。

四、洛氏硬度实验的基本原理

1、实验原理

洛氏硬度实验使用顶角120°的金刚石或直径为1/16英寸(1.58mm)的淬火钢球作为压入物,根据压痕塑性变形深度计算材料的硬度。由于所用的压入物和载荷不同求得的硬度分别用HRC,HRB等代表(见表1-2)。

表1-2 试验的载荷和压头的选取表

洛氏硬度值用h来计算,h相当于压头向下轴向移动的距离,一个硬度等于0.002毫米的距离(如图1-2)。因此试验时h 愈大,即表示硬度愈低,反之,则硬度愈高。

图1-2洛氏硬度实验过程

洛氏硬度值用HR表示,并注明所用标尺A、B或C,如HRB,HRC其硬度值可以分别按下公式计算:

当做A或C标尺实验时: HRA或HRC0.2h100当做B标尺实验时:

h0.002

(7)

HRB0.26h130

h

0.002

(8)

式中:h——压痕深度,hh1h0,毫米;

h0——在初载荷作用下,压头压入试件表面的深度,毫米;

h1——在施加总载荷后卸去主载荷,在初载荷作用下,压头压入试件表面的深度,毫米。

2、操作步骤

打开电源开关,使屏幕显示标尺(HRC或HRB)和载荷相符后把试样放在洛氏硬度试验样品台上,按顺时针方向转动手轮,使试件与压头紧触,然后慢慢由左向右继续转动手轮,注意使屏幕上

仪器会自动加载----保持-----卸载,加载完毕后屏幕上显示实际洛氏硬度值,此时记录实验数据,并反方向转动手轮,从样品台上取下试件。

五、显微硬度测量原理

显微硬度是通过光学放大,测出在一定试验力下的金刚石角锥体压头压入被测物后所残留的压痕的对角线长度来求出被测物的硬度。

硬度值计算公式如下:

HV

PA

1.8544Pd

2

(9)

式中:P——载荷(Kg)

A——压痕的面积,mm2 d——压痕对角线长度,mm

HV——布氏硬度值

六、综合以上各项实验报告要求

1、写明实验目的

2、实验原理:简述布氏、洛氏、显微硬度试验机的测量原理。

3、将实验结果填入下列表格中,并将HRB、HRC、HV值换算成HB值。

表1-1 布氏硬度机测量数据

表1-2 洛氏硬度机测量数据

表1-3 显微硬度机测量数据

实验二铁碳合金平衡状态显微组织分析

一、实验目的

1、了解铁碳合金(碳钢和白口铁的显微组织)在平衡状态下的,显微组织; 2、分析碳钢与白口铁的组织和铁碳相图之间的关系。

二、概述

铁碳相图(如图2-1和2-2所示)上的各种合金,通常按其含碳量及组织的不同,分成下列三类:

L—液体、A—奥氏体、FeC—渗碳体、F—铁素体、P—珠光体、Ld—莱氏体。

图2-1 6个典型的铁碳合金在相图上的位置

纯铁(C<0.02%),显微组织为—固溶体晶粒。

钢(0.02~2.11%)——高温组织为均匀的单相奥氏体,727℃有共析转变,低温组织因成分而异,根据低温组织的不同,钢分为三种,即亚共析钢(0.02~0.8%),共析钢(0.8%)和过共析钢(0.8~2.11%)。

白口铁(2.11~6.69%)——特点是液相结晶时,都有共晶反应,共晶反应得到的组织是莱氏共晶(奥氏体+渗碳体),由于奥氏体在727℃时发生的共析反应,故常温莱氏体为:珠光体+渗碳体,此组织是以渗碳体为基体的组织,所以白口铁很脆,不能锻造。白口铁的低温组织因成分而异,根据其低温组织的不同,白口铁分为三种,即亚共白口铁(2.11~4.3%)、共晶白口铁(4.3%)和过共晶白口铁(4.3~6.69%)。

1、亚共析钢:其组织是由先共析铁素体和珠光体组成。随含碳量增加,先共析铁素体逐渐减少,珠光体逐渐增多。由于铁素体是从奥氏体中析出的,因此先共析铁素体分布在珠光体周围,即在原为奥氏体晶体处。在显微镜下我们看到的白色的先共析铁素体包围着墨色的珠光体,当钢中碳含量低时,先共析铁素体很多,成粒状分布,而碳含量高时先共析铁素体成为细网状,当成分接近共析成分时先共析铁素体数量接近于零。

2、共析钢:其组织全部为珠光体,珠光体是铁素体的渗碳体的机械混合物。在显微镜下我们看到的铁素体和渗碳体成片状交替分布着,当放大倍数低时,由于鉴别率低分辨不出片层结构,看到的只是不同程度暗黑色块状组织,每个块是由相同方位的片组成的珠光体集团,由于集团之间的位相不同,受浸蚀程度和对光线的反射能力不同,因此在显微镜下成明暗度不同的块状。

3、过共析钢:是由珠光体和网状渗碳体(二次)所组成,渗碳体是Fe 、C二组元的化合物(FeC)含碳6.69﹪显微镜下白色网状为渗碳体,暗色为光体。随着钢中碳含量增加渗碳体量增加。

4、亚共晶白口铁:在1147~727℃时,由初生奥氏体和莱氏体共晶组成,初生奥氏体的数量将随含碳量的增加而逐渐减少。从1147℃冷却到727℃时初生奥氏体与莱氏体共晶中的奥氏体因析出二次渗碳体而降低奥氏体中的含碳量,至727℃时转变成珠光体,所以亚共晶白铁的室温组织系由珠光体与共晶变态莱氏体所组成。

5、共晶白口铁:全部是莱氏体,莱氏体(共晶体)是在温度为1147℃所产生的,在1147~727℃时为奥氏体与渗碳体的机械混合物,在727℃以下时,其中奥氏体转变为珠光体。

6、过共晶白口铁:由初生(一次)渗碳体与莱氏体共晶所组成,一次渗碳体在随后冷却过程中不再发生相变。故其显微组织在室温时为白亮条状的一次渗碳体和变态莱氏体共晶,其中一次渗碳体量将随着碳含量的增加而增多。

三、实验内容

将表2-1中所列组织放置在显微镜下,观察其合金组织结构。

表2-1 铁碳合金组织

四、实验报告要求

1、写明实验目的。

2、分析各种成分的铁碳合金的组织特征。

3、将已准备好的金相样品在显微镜下进行细致观察研究,并画出所观察到的显微组织图,(画在直线为Ф30mm的圆内)。

4、思考题:分析含碳量和金相组织之间的关系。

)量碳含(图相C3eF-eF2-2图

实验三钢的热处理

一、实验目的

1、不同加热温度对钢性能的影响; 2、了解退火、淬火和回火的应用;

3、熟悉碳钢经淬火、回火后的组织和淬火和回火对碳钢性能的影响。

二、概述

热处理是一种重要的金属加工工艺。它对改善钢材的质量,提高工件使用寿命起着极其重要的作用。例如在机床制造中,百分之六十到七十的零件都要经过热处理。至于模具和滚动轴承等都进行热处理之后才能使用。因此,热处理将在现代化工业中发挥更重要的作用。

退火、正火、淬火和回火是钢的基本热处理工艺。退火和正火可作为钢材的预先处理,也可以是最终热处理,钢材经退火或正火后一般均得到珠光体类组织。但由于冷却速度不同,正火冷却速度大于退火,因此正火所得珠光体比退火为细,其硬度和强度等性能比退火高。

淬火和随后回火热处理经常是作为零件的最后的热处理。若制订的热处理工艺不正确,将使产品达不到要求的性能,以致需要重新处理,甚至使工件报废。

1、淬火

所谓淬火就是将钢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上30~50℃,保温后放入各种不同的冷却介质中快速冷却,以获得马氏体组织。碳钢经淬火组织为马氏体和一定数量的残余奥氏体的所组成。

为了正确地进行钢的淬火,必须考虑下列三个重要因素:淬火加热温度、保温时间和冷却速度。 淬火温度(如图3-1所示)的选择随钢种不同而异,但均应得到细小的奥氏体晶粒为原则,以便冷却后获得细小的马氏体。对于亚共析钢,淬火温度为Ac3以上30~50℃,淬火后得到细小马氏体组织。淬火温度过高会增加钢材的氧化和脱碳,且由于奥氏体晶粒的长大,淬火后得到粗大马氏体,工件易变形开裂,机械性能下降。淬火温度过低则得到铁素体加马氏体的混合组织,为不完全淬火,将造成淬火硬度不足。对于过共析钢,淬火温度在Ac1以上30-50℃,淬火后得到渗碳体+马氏体组织。

图3-1碳钢淬火温度范围 图3-2 共析钢C曲线图上估计连续冷却速度的影响

冷却是淬火的关键工序,它直接影响到钢淬火后组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度,以保证获得马氏体组织;在这个前提下有应尽量缓慢冷却,以减小内应力,防止变形和开裂。为此,可根据C曲线图(如图3-2所示),使淬火工件在过冷奥氏体最不稳定的温度范围(650~550℃)进行冷却(即与C曲线的“鼻尖”相切),而在较低温度(300~100℃)时的冷却速度则尽可能小些。

2、回火

回火是淬火后继续进行的一种热处理操作。淬火后得到的马氏体组织,具有高度的强度和硬度,但韧性、塑性增加,而硬度降低。但在某些温度回火时,钢的韧性很低,此现象称为回火脆性。

回火温度(℃)

图3-3钢的硬度随回火温度的变化

低温回火(250℃以下)得到回火马氏体,回火马氏体是马氏体分解得到极细的碳化物和过饱和

-Fe组成。在电子显微镜下观察到暗黑色针状组织,仍有较高的强度和硬度。

中温回火(350-450℃)得到回火屈氏体组织,回火屈氏体是由-Fe与碳化物组成。由于碳化物仍很细小,在光学显微镜下不能分辨呈暗黑组织,它具有较好的弹性。

高温回火(500-650℃)得到回火索氏体组织,由于碳化物集聚并球化,在高倍显微下观察到细状碳化分布在铁素体上它具有较高的综合机械性能。

三、实验内容

1、本次实验采用的钢材T8(或45)钢。 2、本次实验的热处理工艺包括:

(1)T8钢分别在650℃,780℃炉内加热,选择空、油、水三种介质作为冷却剂,并测定其硬度。

(2)选择150℃、400℃、600℃作为回火温度。 (3)观察淬火组织和回火组织。

四、实验组织和步骤

1、将试样放入已加热到两种不同温度的炉内加热(650℃炉中1块,780℃5块)15~30分钟,并制订热处理工艺(加热、保温、冷却)。

2、将加热好的试样分别在不同介质中冷却,取出后用砂轮打去脱碳层,然后用硬度计打硬度值。 3、将淬火后的试样随后在150℃、400℃、600℃进行回火,回火时间为15~30分钟,取出后再次测量试样的回火硬度值。

4、观察已准备好的样品组织。

五、实验报告要求

1、写明实验目的。 2、写明实验原理。

3、将实验结果填入表中:(将测得的硬度值统一换算为HB)

表1 在不同冷却介质中冷却后试样的硬度值

材料:__________ 退火硬度:__________

表2试样在不同温度下回火硬度值

4、将淬火组织和回火组织画在直径为ф30的圆内。 5、思考题:

(1)分析淬火时加热温度、冷却方式对碳钢性能的影响。 (2)画出回火温度与硬度之间的关系曲线图。

附表1:

附表2:布氏、洛氏、维氏硬度与强度换算对照表

范文二:金属材料及热处理 投稿:任驽驾

安徽工业大学成人高等教育 2015年第 二 学期

(金属材料及热处理)课程考试试卷( A )卷

考试时间90分钟,满分 100 分 要求:闭卷 [√ ],开卷[ ];答题纸上答题[ ],卷面上答题[ √] (填入√)

一、 填空题(每空1分,共20分) 1、金属材料与热处理是一门研究金属材料的 、 、 与金属材

料的 间的关系和变化规律的学科。

2、常见的金属晶格类型有 晶格、 晶格和 晶格三种。

3、原子呈无序堆积状态的物体叫 ;原子呈有序、有规则排列的物体叫 。一般固态金属都属于 。

4、金属的整个结晶过程包括 和 两个基本过程组成。

5、断裂前金属材料产生 的能力称为塑性。金属材料的 和 数值越大,表示材料的塑性越好。

6、按化学成分和退火目的的不同,退火可分为: 、 、 、 、 等。 二、判断题(每题2分,共20分)

1、同一材料式样长短不同,测得的伸长率数值相同。 ( )

2、布氏硬度测量法不宜用于测量成品及较薄零件。 ( )

4、弹性变形不能随载荷的去除而消失。 ( )

5、冷形变强化降低了金属的塑性、韧性,因此不能作为强化金属材料的方法。 ( )

6、工业纯铁中碳的质量分数为小于0.0218%。 ( )

7、低温回火的目的是使工件获得高的弹性极、限屈服强度和韧性。 ( )

8、合金元素的有益作用只有通过适当的热处理才能发挥出来。 ( )

9、磷是一种有害杂质,是由于它能使钢的强度和硬度显著降低。 ( )

10、亚共析钢的平衡组织为珠光体。 ( )

三、选择题(每题2分,共20分)

1、错误!未找到引用源。 转变为错误!未找到引用源。-错误!未找到引用源。时的温度为( )℃

A、770 B、912 C、1394

2、洛氏硬度C标尺所用的压头是( )。

A、淬硬钢球 B、金刚石圆锥体 C、硬质合金球

3、用拉伸试验可测定材料的( )性能指标。

A、强度 B、硬度 C、韧性

4、疲劳试验时,试样承受的载荷为( )

A、静载荷 B、冲击载荷 C、交变载荷

3、在常温下,细晶粒金属的力学性能比粗晶粒金属高。 ( )

5、珠光体的含碳量为( )%

A、0.77 B、2.11 C、6.99

6、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以( )温度为界限区分的。

A、结晶 B、 再结晶 C、相变

7、含碳量为1.2%的铁碳合金,在室温下的组织为( )。

A、珠光体 B、珠光体+铁素体 C、珠光体+二次渗碳体

8、铁碳合金相图上的共析线是( )。

A、ACD B、ECF C、PSK

9、VC属于( )化合物。

A、正常价 B、电子 C、间隙

10、生产上通常用来消除枝晶偏析的热处理是(

A、火焰淬火 B、均匀化退火 C、调质处理

四、名词解释(每题5分,共15分)

1、弹性变形

2、共析转变

3、固溶强化

五、简答与计算(1题10分,2题15分,共25分)

1、强化金属材料的方法有哪些?

。 )

2、有一根环形链条,用直径为ϕ10mm的钢条制造,已知该钢条σs =314 MPa,试求此链条能承受的最大载荷?

范文三:金属材料与热处理论文关于金属材料的论文 投稿:阎络绝

讨探的系关艺工理处热与料材属金 �文论的料材属金于关文论理处热与料材属金中艺工理处热了析分观客�据依为据数及象现验实以文本�要摘 。系关的问之等能性、织组料材属金与力应及度温、热预 系关�理处热�料材属金�词键关 号编章文 A码识标献文 lGT号类分图中 20-2210-92)0102(8076-4761 言 引、0 提要需�力潜料材挥发地度限大最为料材属金多许�中产生业工 金些某变改以可艺工理处热定制确正�中作工计设在。能性械机其高机的料材高提会不仅不�件条理处热的理合不而。能性械机的料材属材属金据根在员人计设�此因。能性的有原料材坏破会而反�能性械处热与料材属金析分确准应�时求要艺工的理处热定确织组及分成料 。果效的想理到得能才�程流艺工排安理合�系关的艺工理 织组本基及构结料材属金、1 、铬、镍、锌、铅、铜、铝、铁有属金的用使泛广�中产生业工在 个两含包构结部内的金合和属金。金合的们它是的多更得用但。等锰方列

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火正行进料材坯齿对而。低降度洁光面表的件零工加被使�瘤屑积成着随并。少减性向倾的刀粘成形�裂碎易容屑切�理处火淬全完不�了高提�象现刀粘了少减�渡多裂挤向状带从屑切�高提的度硬坯齿状工加力压或态铸比�金合铝的后化强效时和理处溶固经。能性削切时�理处溶固(理处化强经先是都常通金合铝以所。好能性削切的态削切了善改仅不�织组的匀均、小细粒晶。工加削切再�)效时�效 。备准好做能陛和织组的好良得获证保�)火回十火淬(理处热终最为且而�度精工加械机了高提�能性 系关的度温理处热与量横边切的料材属金 2.2 用作力应切剪在料材是�一之标指能性学力的料材是量模变切 材征表它。值比的变应切与力应切�内围范限极例比形变性弹在�下�理处热过通。强性刚的料材示表则�大量模�力能的变应切抗抵料边切�变改生发也质性理物的身本料材�时同�能性的料材变改以可伸的算计计设与量长伸际实的簧弹了致导而从。化变之随也该应量模材属金与理处热了析分�验实关相合结者笔。差误的定一着在存量长算计计设簧弹行进钢簧弹用选在中产生业工。系关的化变量模边切料出给中料资计设统传按果如。量模簧弹和量模边切的料材到用要�时变簧弹的得测际实和量形变簧弹的算计常通�么那�值取量模边切的的形成绕热是别特�簧弹品成的后工加为因是这。差误的大较有量形合结的间子原由是小大的量模性弹料材于由而。理处热过经需都簧弹

大的量模性弹响影会都素因的力合结间子原响影是凡以所�的定决力影生产力合结的间子原对会都化强变形、度温、织组和分成金合。小变生发量模性弹料材即�化变了生发度温料材后理处热过经以所�响的量模性弹以所。化变的G致导然必化变E�时变不素因他其当�)u�1(2/E�G�式系关下以在存E量模性弹与G量模边切�时同。化�此因。差误的的性天先了生产已就时计设在早线性特的簧弹使化变传照按应不�时算计计设行进簧弹的高较求要线性特对在�为认者笔载、度温作工如�件条役服的簧弹据根应�计设行进值定给的料资统量模变切取选内围范求要度硬和度温火回的应相在要只。定确等等荷过经簧弹虑考不以可�说来簧弹旋螺的高不求要线性特于对而。可即 。化变的量模变切的后理处热 系关的度温理处热与性韧裂断的料材属金 3.2 寸尺同不、量数同不有含都际实料材何任�是点发出的学力裂断 抗抵下用作力外在料材的纹裂有含为解理以可际实性韧裂断。纹裂的位中体晶属金少减要是键关的性韧裂断属金高提。能性的展扩纹裂是化强晶细。度强属金高提而从�降下度密错位的中料材属金使�错界晶使粒晶化细过通是理原其�法方要重种一的错位中体晶属金少减细的织组属金而。性韧强料材高提而从移滑错位碍阻而高增例比占所温的高够足到热加属金形变冷当。得获晶结再后理处热过通要主则化形变的来原替代来粒晶轴等的新生产域区的烈剧最形变在会�后以度

�下件条的度温形变和力应的定一在有只。晶结再为称程过个这�粒晶生发致导�别级度密错位部局的高够足到累积会才中程过形变在料材。系关的显明有坏好果效晶结再的属金对度温同不�此因。晶结再态动加机�柱圆小的当适割切线上料坯钢YS在�明证验实下以过通以可在℃0011和℃0001、℃009�℃008�℃007在择选�后工退的)冷空(CAh6×℃086行进再�温室至冷中气空在后然��05形变向渐逐始开粒晶的平扁�时℃007在�为象现验实。貌形粒晶示显质变然突粒晶�始开形变℃009在。主为粒晶的长拉形变以然仍但�现烈剧为最化变能性观宏的钢是�度温右左℃009�此因。大长始开粒变将须必此因�散扩的子原要需都大长与成形的核晶晶结再。段阶的再�时移迁行进能其使�子原活激以足�上之度温定一到热加属金形以可�度温的理处热制控出得以可就们我�么那。行进能才程过晶结 。性韧裂断的料材属金高提 系关的力应理处热与裂开蚀腐力应抗料材属金 4.2 断性脆的生发下用作同共境环蚀腐定特和力应伸拉在料材属金 余残由是力应的裂开蚀腐力应起引分部大。裂开蚀腐力应为称坏破裂出量少有经已粒晶轴等中粒晶的形变℃008。化变状形的粒晶轴等物学化用后光抛磨研�开剖割切线向轴沿样试的后缩压将再�理处火缩压s03温保率速形变的1-01×5以上机验试拟模热型0051-elbeelC晶�上以℃009在。级2lBY到达度粒晶�粒晶轴等为部全乎几�小细得

�时热加在属金。的生产中程过接焊在属金是力应余残。的起引力应拉产随伴时同�能性和织组的部内料材了变改�时理处却冷后热加及以下�弊有也利有响影的料材对力应种这。力应变相和力应热属金了生)间时或(度速却冷及热加的部心和层表�中程过却冷和热加在料材属金。析分行进系关的间纹裂成形与力应余残的中理处热属金对要主面。力应热即�力应生产而均不缩收和胀膨积体料材致导温于由�致一不大面表缩收�部心于低度温层表属金时却冷于由�下用作的力应热在的织组于由中程过理处热在料材面方一另�力应拉受部心使而部心于膨的积体料材随伴会大增的容比因�时变转体氏马向体氏奥即化变组。力应织组生产而致一不大长积体成造�变相后先位部各料材�胀应拉与好恰�力应压受部心�力应拉受层表是果结终最的化变力应织残的中料材是就果结的加叠力应变相和力应热的理处热属金。反相力残定决并量质火淬响影能个一是度速却冷火淬中理处热属金。力应余制抑�快加度速却冷火淬)1�出得以可们我�验实关相过通。素因的内段温高在料材速加须必常通�的目的火淬到达了为。大增果效裂纵组体氏马到得能才度速却冷火淬界临的料材过超之使并�度速却冷的后却冷)2�的目的裂纵制抑到达而力应拉的上面表件工少减能故�值�值力应织组和度速胀膨的变相体氏马低降了为是不要主。的冷缓期力应热的用作力应织组消抵加增能于由做样这�论而力应余残就。织响影性定决至乃要重于赋纹裂火淬对能个一是也�素因要重的力应余

到达而从�度速缩收的属金位部心中面截和差温面截小减量尽于在而 。的目的裂淬制抑终最和值力应小减 论 结、3 十有占中造制件零械机在定制的艺工理处热与能性的料材属金 有�系关的间之者二握把确准应�中用使际实产生在。位地的要重分 。平水造制的件零属金高提地效 献文考参 的理处热及工加削切、计设的件零属金谈浅�艳晓周�武斌王]1[ )4(6002�报学校学科专等高业工天航林桂�系关 )6(8791�理处热属金�理处热及性韧裂断的属金田今高]2[

范文四:金属材料与热处理论文关于金属材料的论文 投稿:吴摫摬

方列排的间空在子原是二其�式方合结的间之子原属金是一其�面方个两含包构结部内的金合和属金。金合的们它是的多更得用但。等锰、铬、镍、锌、铅、铜、铝、铁有属金的用使泛广�中产生业工在 织组本基及构结料材属金、1 。果效的想理到得能才�程流艺工排安理合�系关的艺工理处热与料材属金析分确准应�时求要艺工的理处热定确织组及分成料材属金据根在员人计设�此因。能性的有原料材坏破会而反�能性械机的料材高提会不仅不�件条理处热的理合不而。能性械机的料材属金些某变改以可艺工理处热定制确正�中作工计设在。能性械机其高提要需�力潜料材挥发地度限大最为料材属金多许�中产生业工 言 引、0 20-2210-92)0102(8076-4761号编章文 A码识标献文 lGT号类分图中 系关�理处热�料材属金�词键关 。系关的问之等能性、织组料材属金与力应及度温、热预中艺工理处热了析分观客�据依为据数及象现验实以文本�要摘 讨探的系关艺工理处热与料材属金 �文论的料材属金于关文论理处热与料材属金

形上面倾前在�象现刀粘生产会时低偏度硬柸齿当�中工加削切在料材坯齿。织组相金和围范度硬的定一有应对都能性削切佳最的料材种各。能性削切的件零高提。形变少减和度精工加、能性削切的料材证保而从。态状织组的好良备准理处热及工加削切后以为并�陷缺的生产程过工加热及金冶除消品成半或坯毛的件工焊、锻、铸类各于用应是要主理处热先预。度洁光的度程同不生产而从�同不也度程形变的属金�同不的件条削切和具刀削切、料材工加被于由�中程过削切属金在。处好大很有将量质品产高提对�合配切密�通沟互相能间之艺工理处热与艺-7-7加削切果如�中程流艺工个整的工加料材属金 系关的热预理处热与能性削切的料材属金 1.2 系关的艺工理处热与料材属金、2 。能性械机的料材高提的好更便以�系关的艺工理处热与其析分来能性些某的料材的属金就面下�果效变改能性料材的同不生产会件条理处热的同不。要需的术技程工足满以�能性械机其制控�构结织组其变改而进�列排子原的它变改来艺工理处热用以可�说来金合或属金些某对�此因。艺工种一的能性其变改来构结织组微显的部内或面表料材属金变改过通�却冷中质介的同不在度速同不以又�后间时定一持保中度温此在并�度温的宜适到热加中质介的定一在放件工属金将是程过理处热料材属金。异差现出就能性的属金�同不式方列排子原�系关的切密有况情置配列排的间空在子原和能性的属金。式

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余残由是力应的裂开蚀腐力应起引分部大。裂开蚀腐力应为称坏破裂断性脆的生发下用作同共境环蚀腐定特和力应伸拉在料材属金 系关的力应理处热与裂开蚀腐力应抗料材属金 4.2 。性韧裂断的料材属金高提以可�度温的理处热制控出得以可就们我�么那。行进能才程过晶结再�时移迁行进能其使�子原活激以足�上之度温定一到热加属金形变将须必此因�散扩的子原要需都大长与成形的核晶晶结再。段阶的烈剧为最化变能性观宏的钢是�度温右左℃009�此因。大长始开粒晶�上以℃009在。级2lBY到达度粒晶�粒晶轴等为部全乎几�小细得变然突粒晶�始开形变℃009在。主为粒晶的长拉形变以然仍但�现出量少有经已粒晶轴等中粒晶的形变℃008。化变状形的粒晶轴等向渐逐始开粒晶的平扁�时℃007在�为象现验实。貌形粒晶示显质物学化用后光抛磨研�开剖割切线向轴沿样试的后缩压将再�理处火退的)冷空(CAh6×℃086行进再�温室至冷中气空在后然��05形变缩压s03温保率速形变的1-01×5以上机验试拟模热型0051-elbeelC在℃0011和℃0001、℃009�℃008�℃007在择选�后工加机�柱圆小的当适割切线上料坯钢YS在�明证验实下以过通以可。系关的显明有坏好果效晶结再的属金对度温同不�此因。晶结再态动生发致导�别级度密错位部局的高够足到累积会才中程过形变在料材�下件条的度温形变和力应的定一在有只。晶结再为称程过个这�粒晶

�值力应织组和度速胀膨的变相体氏马低降了为是不要主。的冷缓期后却冷)2�的目的裂纵制抑到达而力应拉的上面表件工少减能故�值力应热的用作力应织组消抵加增能于由做样这�论而力应余残就。织组体氏马到得能才度速却冷火淬界临的料材过超之使并�度速却冷的内段温高在料材速加须必常通�的目的火淬到达了为。大增果效裂纵制抑�快加度速却冷火淬)1�出得以可们我�验实关相过通。素因的响影性定决至乃要重于赋纹裂火淬对能个一是也�素因要重的力应余残定决并量质火淬响影能个一是度速却冷火淬中理处热属金。力应余残的中料材是就果结的加叠力应变相和力应热的理处热属金。反相力应拉与好恰�力应压受部心�力应拉受层表是果结终最的化变力应织组。力应织组生产而致一不大长积体成造�变相后先位部各料材�胀膨的积体料材随伴会大增的容比因�时变转体氏马向体氏奥即化变的织组于由中程过理处热在料材面方一另�力应拉受部心使而部心于大面表缩收�部心于低度温层表属金时却冷于由�下用作的力应热在。力应热即�力应生产而均不缩收和胀膨积体料材致导温于由�致一不)间时或(度速却冷及热加的部心和层表�中程过却冷和热加在料材属金。析分行进系关的间纹裂成形与力应余残的中理处热属金对要主面下�弊有也利有响影的料材对力应种这。力应变相和力应热属金了生产随伴时同�能性和织组的部内料材了变改�时理处却冷后热加及以�时热加在属金。的生产中程过接焊在属金是力应余残。的起引力应拉

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范文五:金属材料及热处理试卷 投稿:刘礛礜

2007—2008学年度第一学期 《金属材料与热处理》试卷(B)

OK

二、填空。(每空1分,共22分)

1、根据载荷作用性质的不同,它们可以分为 、 及

一、名词解释。(每题2分,共20分) 1、载荷:

2、强度:

3、硬度:

4、金属的同素异晶体:

5、合金:

6、金属化合物:

7、热处理:

8、合金钢:

9、铁素体:

10、渗碳体:

等三种。

2、金属在外力作用下的变形可分为、 和 三个连续的阶段。

3、在合金中 ,及性能相同的组成部分称为相。

4、热处理工艺都是由、 和 三个阶段所组成的。

5、当金属液冷却到此线时(1148℃),将发

生 ,从金属液中同时结晶出 和 的 ,即 。

6、固溶体是一种组元的溶入另一组元的 所形成的均匀 。溶入的元素称为 ,而基体元素称为 。

三、选择填空。(填写正确答案的序号,每题1分,共5分)

1、大小不变或变化过程缓慢的载荷是指。 ⑴静载荷 ⑵冲击载荷 ⑶交变载

2、表示布氏硬度值的符号是。

⑴HR ⑵HV ⑶HBS

(HBW)

3、晶胞是一个立方体,原子位于立方体的中心是 。

1

⑴面心立方晶格 ⑵密排六方晶格

⑶体心立方晶格

4、45钢的平均含碳量为。

⑴0.45% ⑵4.5% ⑶45% 5、将钢加热到Ac3 或Accm以上30—50℃保温适当时间,在空气中冷却的工艺方法为 。

⑴淬火 ⑵回火 ⑶正火 ⑷退火

四、判断题(正确的画“√”,错误的画“×”每题1分,共5分)

1、金属弹性变形后其组织和性能不发生变化。 ( )

2、含碳量越高,钢的强度越高。 ( )

3、T8 碳素工具钢的平均含碳量为8%。 ( )

4、硅是钢中的有益元素。 ( )

5、金属晶粒越细,则力学性能越好。 ( )

五、计算题。(8分)

有一个直径d0 = 100mm的碳钢试样,载荷加到45530N时,试样发生缩径现象,然后被拉断,计算这种碳钢的抗拉强度σ

b 。

六、问答题。(每题10分,共40分)

1、晶粒大小对金属的力学性能有何影响?细化晶粒的常用方法有哪几种?

2、何为金属的热加工?热加工对金属的组织与性 能有何影响?

3、何谓钢?根据含碳量和室温组织的不同,钢分为哪几类?说明它们的含量及室温组织?

4、何为过冷奥氏体?过冷奥氏体在A1 以下,Ms 点以上等温转变的温度不同可得哪些产物(组织)?

2

3

范文六:金属材料与热处理试题1 投稿:龚锭键

金属材料与热处理 试题 1

编辑:石超

一、 填空题(30分,每空1分)

1、根据采用的渗碳剂的不同,将渗碳分为__________、__________和__________三种。

2、普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁及蠕墨铸铁中石墨的形态分别为__________、__________、__________和__________。

3、实际金属晶体的缺陷有__________、__________、__________。

4、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。

5、金属的断裂形式有__________和__________两种。

6、按冶炼浇注时脱氧剂与脱氧程度分,碳钢分为_________、_________、_________和_________。

7、金属元素在钢中形成的碳化物可分为_________、_________两类。

8、常见的金属晶体结构有____________、____________和____________三种。

9、合金常见的相图有__________、__________、__________和具有稳定化合物的二元相图。

10、感应表面淬火的技术条件主要包括__________、__________及__________。

二、 选择题(30分,每题2分)

1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( )

A 铁总是存在加工硬化,而铜没有 B 铜有加工硬化现象,而铁没有

C 铁在固态下有同素异构转变,而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同

2、常用不锈钢有铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和( )

A 铁素体-奥氏体不锈钢 B 马氏体-奥氏体不锈钢

C 莱氏体不锈钢 D 贝氏体不锈钢

3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色?( )

A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁 D灰铸铁

4、用于制造渗碳零件的钢称为( )。

A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢

5、马氏体组织有两种形态( )。

A 板条、树状 B 板条、针状 C 树状、针状 D 索状、树状

6、实际生产中,金属冷却时( )。

A 理论结晶温度总是低于实际结晶温度 B 理论结晶温度总是等于实际结晶温度

C 理论结晶温度总是大于实际结晶温度 D 实际结晶温度和理论结晶温度没有关系

7、零件渗碳后,一般需经过( )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。

A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火

8、C曲线右移使淬火临界冷却速度( ),淬透性( )。

A 减小、增大 B 减小、减小 C 增大、减小 D、增大、增大

9、机械制造中,T10钢常用来制造( )

A 容器 B 刀具 C 轴承 D 齿轮

10、钢经表面淬火后将获得:( )

A 一定深度的马氏体 B全部马氏体 C 下贝氏体 D上贝氏体

11、GCrl5SiMn钢的含铬量是:( )

A 15% B 1.5% C 0. 15% D 0.015%

12、铅在常温下的变形属:( )

A 冷变形 B 弹性变形 C 热变形 D 既有冷变形也有热变形

13、黄铜是以( )为主加元素的铜合金。

A 铅 B 铁 C 锡 D 锌

14、在Fe-Fe3C和图中,奥氏体冷却到ES线时开始析出( )。

A 铁素体 B 珠光体 C 二次渗碳体 D 莱氏体

15、从金属学的观点来看,冷加工和热加工是以( )温度为界限区分的。

A 结晶 B 再结晶 C 相变 D 25℃

三、 名词解释(12分,每题3分)

1、加工硬化

2、结晶

3、稀有金属

4、自然时效

四、 简答题(20分,每题4分)

1、简述奥氏体晶粒对钢在室温下组织和性能的影响。

2、写出下列牌号数字及文字的含意,Q235-F、KTZ450-06、H68、LF5。

例如:HT100:表示灰铸铁,其最低抗拉强度为100MPa。

3、轴承钢应满足哪些性能要求?

4、试述耐磨钢的耐磨原理。

5、简述回火的目的。

五 综述题 (8分)

用20CrMnTi制造汽车变速箱齿轮,要求齿面硬度HRC58-60,中心硬度HRC30-45,试写出加工工艺路线,并说明各热处理的作用目的。

参考答案:

一 填空

1、固体渗碳 液体渗碳 气体渗碳

2、片状 棉絮状 球状 蠕虫状

3、空位 间隙原子 位错

4、不锈钢 耐热钢 耐磨刚

5、脆性断裂 延性断裂

6、沸腾钢 镇静钢 连铸坯 半镇静钢

7、合金渗碳体 特殊碳化物

8、体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格

9、匀晶相图 共晶相图 包晶相图

10、表面硬度 有效淬硬深度 淬硬区的分布

二 选择题

1 C 2 A 3 D 4 C 5 B 6 C 7 A 8 A 9 B 10 A 11 B 12 C 13 D 14 C 15 C

三 名词解释

1、答:金属材料随着冷塑变形程度的增大,强度和硬度逐渐升高,塑性和韧性逐渐降低的现象称为加工硬化或冷作硬化。

2、答:结晶就是原子由不规则排列状态(液态)过渡到规则排列状态(固态)的过程。

3、答:一般是指那些在地壳中含量少、分布稀散、冶炼方法较复杂或研制使用较晚的一大类有色金属。

4、答:自然时效是指经过冷、热加工或热处理的金属材料,于室温下发生性能随时间而变化的现象。

四、 简答题(16分,每题4分)

1、答:奥氏体晶粒细小时,冷却后转变产物的组织也细小,其强度与塑性韧性都较高,冷脆转变温度也较低;反之,粗大的奥氏体晶粒,冷却转变后仍获得粗晶粒组织,使钢的力学性能(特别是冲击韧性)降低,甚至在淬火时发生变形、开裂。

2、答:

Q235-F:表示普通碳素结构钢,其屈服强度为235MPa,F表示是沸腾钢。

KTZ450-06:表示珠光体基体的可锻铸铁,其表示最低抗拉强度为450MPa,最小伸长率为6%。 H68:表示含铜68%的黄铜。

LF5:表示防锈铝,其序数号为5。

3、答:轴承钢应满足以下性能要求:

(1)高的接触疲劳强度和抗压强度;

(2)高的硬度和耐磨性;

(3)高的弹性极限和一定的冲击韧度;

(4)有一定的抗蚀性。

4、答:耐磨钢工作时,如受到强烈的冲击、压力和摩擦,则表面因塑性变形会产生强烈的加工硬化,而使表面硬度提高到500—550HBS,因而获得高的耐磨性,而心部仍保持原来奥氏体所具有的高的塑性与韧性。当旧表面磨损后,新露出的表面又可在冲击与摩擦作用下,获得新的耐磨层。故这种钢具有很高的抗冲击能力与耐磨性,但在一般机器工作条件下,它并不耐磨。

5、答:回火的目的是:

(1)降低零件脆性,消除或降低内应力;

(2)获得所要求的力学性能;

(3)稳定尺寸;

(4)改善加工性。

五 综述题 (8分)

答:

加工工艺路线为:下料®锻造®正火®机械粗加工®渗碳+淬火+低温回火®喷丸®磨齿

正火处理可使同批毛坯具有相同的硬度(便于切削加工),并使组织细化,均匀; 渗碳后表面含碳量提高,保证淬火后得到高的硬度,提高耐磨性和接触疲劳强度; 喷丸处理是提高齿轮表层的压力使表层材料强化,提高抗疲劳能力。

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《金属材料学》习题

第一章 金属材料的性能

1.在设计机械零件时多用哪两种强度指标?为什么?

2.在设计刚度好的零件,应根据何种指标选择材料。采用何种材料为宜?材料的E越大,其塑性越差,这种说法是否正确?为什么?

3.常用的硬度试验方法有几种?其应用范围如何?这些方法测出的硬度值能否进行比较?

4.标锯不相同的伸长率能否进行比较?为什么?

5.反映材料的受冲击载荷的性能指标是什么?不同条件下测得的这种指标能否比较?怎样应用这种性能指标?

6.疲劳破坏是怎样形成的?提高零件疲劳寿命的方法有哪些?为什么表面粗糙和零件尺寸增大能使材料的疲劳强度值减小?

7.断裂韧度是表明材料何种性能的指标?为什么要求在设计零件时考虑这种指标?

第二章 金属的结构与结晶

1.解释下列名词:

晶体,非晶体,金属键;

晶格,晶胞,晶格常数,致密度,配位数;

晶面指数,晶向指数;

晶体的各向异性,同素异构(晶)转变;

点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,位错;

单晶体,多晶体;

过冷度,形核率,成长率,自由能差;

变质处理,变质剂。

2.常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn各属何种晶体结构?

3.已知Cu的原子直径为2.56,求Cu的晶格常数,并计算1mm3Cu中的原子数。

4.在立方晶体结构中,一平面通过y=1/2、z=3并平行于X轴,它的晶面指数是多少?试绘图表示。

5.在面心立方晶格中,哪个晶面和晶向的原子密度最大?

6.为何单晶体具有各向异性,而多晶体在一般情况下不显示出各向异性?

7.过冷度与冷却速度有何关系?它对金属结晶过程有何影响?对铸件晶粒大小有何影响?

8.金属结晶的基本规律试什么?晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响?

9.在铸造生产中,采用哪些措施控制晶粒大小?在生产中如何应用变质处理?举例说明。

10.简述铸钢锭的组织和缺陷。

11.为什么钢锭希望尽量减少柱状晶区?而铜锭、铝锭往往希望扩大柱状晶区?

12.如果其他条件相同,试比较在下列铸造条件下,铸件晶粒的大小:

(1)金属模浇注与沙模浇注;

(2)高温浇注与低温浇注;

(3)铸成薄件与铸成厚件;

(4)浇注时采用震动与不采用震动。

第三章 金属的塑性变形与再结晶

1.解释下列名词:

滑移、滑移系、滑移线、滑移带、孪生;

加工硬化、回复、再结晶;

织构、临界变形度。

2.指出下列名词的主要区别:

(1)弹性变形与塑性变形;

(2)韧性断裂与脆性断裂;

(3)再结晶与二次结晶;

(4)热加工与冷加工;

3.金属的塑性变形有哪几种方式?在什么条件下会发生滑移变形?说明滑移的机理,它与孪生有何区别?

4.说明下列现象产生的原因:

(1)滑移面是原子密度最大的晶面,滑移方向是原子密度最大的方向;

(2)晶界处滑移的阻力最大;

(3)实际测得的晶体滑移所需的临界切应力比理论计算的数值小;

(4)Zn、α-Fe、Cu 的塑性不同。

5.画图说明体心立方、面心立方和密排六方等三种常见晶体结构的滑移面、滑移方向及滑移系。

6.为什么细晶粒钢强度高,塑性、韧性也好?

7.多晶体塑性变形有何特点?在多晶体中方,哪些晶粒最先滑移?

8.金属经冷塑性变形后,组织和性能发生什么变化?

9.分析加工硬化对金属材料的强化作用?

10金属塑性变形造成哪几种残余应力?残余应力对机械零件可能产生哪些利弊?

11.说明回复在工业上的应用。

12.金属的再结晶温度受到哪些因素的影响?再结晶退火前后组织和性能有何变化?

13.金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒,为什么?

14.为什么生产中一般应尽量避免在临界变形度这一范围内加工变形?

15.用冷拔紫铜管通过冷弯的方法制造机器上的输油管,为了避免开裂,弯前应

进行什么热处理?

16.拉制半成品铜丝的过程如图所示。试绘出不同阶段的组织与性能变化示意图,并加以解释。

17.在室温下对铅板进行弯折,愈弯愈硬,而隔一段时间再进行弯折,铅板又像最初一样柔软,这是什么原因?

18.热加工对金属组织和性能有何影响?钢材在热变形加工(如锻造)时,为什么不出现硬化现象?

第四章 铁碳合金

1.何谓金属的同素异构转变?试画出纯铁的结晶冷却曲线和晶体结构变化图。

2.简述纯铁的性能和用途。

3.为什么γ-Fe和α-Fe的比容不同?一块质量一定的铁发生γ

-Fe

α-Fe转变时,其体积如何变化?

4.何谓铁素体(F)、奥氏体(A)、渗碳体(C)、珠光体(P)、莱氏体(Ld)?它们的结构、组织形态、性能等各有何特点?

5.画出Fe-Fe3C相图,指出图中S、C、J、H、E、P、N、G及GS、SE、PQ、PSK各点、线的意义,并标出各相区的相组成物何组织组成物。

6.简述Fe-Fe3C相图中三个基本反应:包晶反应、共晶反应、及共析反应,写出反应式,注出含碳量及温度。

7.何谓碳素钢?何谓白口铁?两者的成分组织和性能有何差别?

8.分析碳量分别为0.20%、0.60%、0.80%、1.0%的铁碳合金从液态缓冷至室温时的结晶过程和室温组织。

9.说明含碳量分别为3.2%、4.3%和4.7%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。

10.指出下列名词的主要区别:

(1)莱氏体和变态莱氏体;

(2)一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体和共析渗碳体;

(3)热脆和冷脆。

11.根据Fe-Fe3C相图,计算:

(1)室温下,含碳0.6%的钢中珠光体和铁素体各占多少?

(2)室温下,含碳1.2%的钢中珠光体和二次渗碳体各占多少?

(3)铁碳合金中,二次渗碳体和三次渗碳体的最大百分含量。

12.某工厂仓库积压了许多碳钢(退火状态),由于钢材混杂,不知道钢的化学成分,现找出其中一根,经金相分析后,发现其组织为珠光体+铁素体,其中铁素体占80%,问此钢材的含碳量大约是多少?

13.对某退火碳素钢进行金相分析,其组织的相组成物为铁素体+渗碳体(粒状),其中渗碳体占18%,问此碳钢的含碳量大约是多少?

14. 对某退火碳素钢进行金相分析,其组织的相组成物为珠光体+渗碳体(网状),其中珠光体占93%,问此碳钢的含碳量大约是多少?

15.根据Fe-Fe3C相图,说明产生下列现象的原因:

(1)含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.5%的钢硬度高;

(2)在室温下,含碳量0.8%的钢的强度比含碳量1.2%的钢高;

(3)变态莱氏体的塑性比珠光体的塑性差;

(4)在1100℃,含碳量0.4%的钢能进行锻造,含碳量4.0%生铁不能锻造;

(5)钢锭在950-1100℃正常温度下轧制,有时会造成锭坯开裂;

(6)一般要把钢材加热到高温(约1000--1250℃)下进行热轧或锻造;

(7)钢铆钉一般用低碳钢制成;

(8)绑扎物件一般用铁丝(镀锌低碳钢丝),而起重机吊重物却用钢丝绳(用60、65、70、75等钢制成);

(9)钳工用锯T8、T10、T12等钢料比锯10、20钢费力,锯条容易磨钝;

(10)钢适宜于通过压力加工成形,而铸铁适宜于通过铸造成形。

16.Fe-Fe3C相图在生产实践中有何指导意义?有何局限性?

17.钢中常存杂质有哪些?对钢的性能有何影响?

18.试述碳钢的分类及牌号的表示方法。

19.低碳钢、中碳钢及高碳钢是如何根据含碳量划分的?分别举例说明它们的用途。

第五章 钢的热处理

1.何谓钢的热处理?钢的热处理操作有哪些基本类型?试说明热处理同其他工艺过程的关系及其在机械制造中的地位和作用。

2.解释下列名词:

(1)奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度、本质晶粒度;

(2)珠光体、屈氏体、贝氏体、马氏体;

(3)奥氏体,过冷奥氏体,残余奥氏体;

(4)退火,正火,淬火,回火,冷处理,时效处理(尺寸稳定处理);

(5)淬火临界冷却温度(Vk),淬透性,淬硬性;

(6)再结晶,重结晶;

(7)调质处理,变质处理。

3.指出共析碳钢加热时奥氏体形成的几个阶段,并说明亚共析碳钢及过共析碳钢的奥氏体形成的主要特点。

4.指出影响奥氏体形成速度和奥氏体实际晶粒度的因素。

5.何谓本质细晶粒钢?本质细晶粒钢的奥氏体晶粒是否一定比本质粗晶粒钢的细?

6.有甲、乙两种钢,同时加热至1150℃,保温两小时,经金相显微组织检查,甲钢的奥氏体晶粒度为3级,乙钢为6级。由此能否得出结论:甲钢是本质粗晶粒钢,而乙钢是本质细晶粒钢。

7.将20钢及60钢加热至860℃,保温时间相同,问哪种钢奥氏体晶粒粗大些?

8.珠光体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

9.贝氏体类型组织有哪几种?它们在形成条件、组织形态和性能方面有何特点?

10.马氏体组织有哪几种基本类型?它们的形成条件、晶粒结构、组织形态、性能有何特点?马氏体的硬度与含碳量关系如何?

11.何谓连续冷却及等温冷却?试绘出奥氏体这两种冷却方式的示意图。

12.说明共析碳钢C曲线中各个区、各条线的物理意义,并指出影响C曲线形状和位置的主要因素。

13.试比较共析碳钢过冷奥氏体等温转变曲线与连续转变曲线的异同点。

14.淬火临界冷却速度Vk的大小受哪些因素影响?它与钢的淬透性有何关系?

15.钢获得马氏体组织的条件是什么?与钢的珠光体相变及贝氏体相变比较,马氏体相变有何特点?

16.将Φ5mm的T8钢加热到760℃并保温足够时间,采用何种冷却工艺可以得到如下组织:

珠光体,屈氏体,上贝氏体,下贝氏体,屈氏体+马氏体,马氏体+少量残余奥氏体;

在C曲线上描出工艺曲线示意图。

17.退火的主要目的是什么?生产上常用的退火操作有哪几种?指出退火操作的应用范围。

18.何谓球化退火?为什么过共析钢必须采用球化退火而不采用完全退火?

19.确定下列钢件的退火方法,并指出退火目的及退火后的组织:

(1)经冷扎后的15钢钢板,要求降低硬度;

(2)ZG35钢的铸造齿轮;

(3)锻造过热的60钢锻坯;

(4)具有片状渗碳体的T12钢坯。

21.为什么工件经淬火后往往会产生变形,有的甚至开裂?减小变形及防止开裂有哪些途径?

22.机械设计中应如何考虑钢的淬透性。

23.为了合理分布淬硬区及防止变形开裂,轴类和齿轮类零件感应加热时应注意哪些问题?

第六章 合金钢

1.为什么比较重要的大截面的结构零件如重型运输机械和矿上机器的轴类,大型发电机转子等都必须用合金钢制造?与碳钢比较,合金钢有何优缺点?

2.合金钢中经常加入的合金元素有哪些?怎样分类?

3.合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Zr、Ni、Si、Al、Co在室温的退火钢中如何分别?它们对钢中基本相有何影响?

4.合金元素Mn、Cr、W、Mo、V、Ti、Zr、Ni对钢的C曲线和Ms点有何影响?将引起钢在热处理、组织和性能方面的什么变化?

5.合金元素对回火转变有何影响?

6.解释下列现象:

(1)在相同含碳量情况下,除了含Ni和Mn的合金钢外,大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高;

(2)在相同含碳量情况下,含碳化物形成元素的合金钢比碳钢具有较高的回火稳定性;

(3)高速钢在热轧或热锻后,在空气中冷却获得马氏体组织。

7.何谓调制钢?为什么调制钢的含碳量均为中碳?合金调制钢中常含哪些合金元素?它们在调制钢中起什么作用?

8.为什么常用弹簧钢在淬火之后一般要进行中温回火?一般在什么温度范围内回火?回火后的硬度大致为多少?弹簧的表面质量对使用寿命有何影响?为了提高弹簧使用寿命应采取什么有效措施?

9.为什么滚动轴承钢的含碳量均为高碳?滚动轴承钢中常含有哪些合金元素?它们在滚动轴承钢中起什么作用?为什么钢中含铬量被限制在一定范围之内?为了使GCr15滚动轴承钢获得高硬度、高耐磨性、高疲劳强度以及足够的韧性应对其材质提出什么要求?GCR15钢制精密零件应如何合理选定热处理工艺?

10.刃具钢一般要求什么性能?T7、T10、T10A、T12A钢号表示什么意思?为什么碳素工具钢只能用于制造刃部受热程度较低的手用工具或低速及小走刀量的机用刃具?

11.何谓热硬性(红硬性)?钢的热硬性与二次硬化有什么关系?W18Cr4V钢的二次硬化现象在哪个回火温度范围产生?

12.为什么量具在保存和使用过程中尺寸会发生变化?采取什么措施可使量具尺寸得到长期稳定?试举例说明。

13.哪些工件或用品要求具有高的抗氧化性?常见的抗氧化性钢有哪几种?其用途如何?合金元素在其中有何作用?

14.与高速钢相比,硬质合金有何特点?

第七章 铸铁

1.白口铸铁、灰口铸铁和钢,这三者的成分、组织和性能有何区别?

2.化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响?

3.试述石墨形态对铸铁性能的影响。

4.为什么一般机器的支架、机床的床身常用灰口铸铁制造?

5.有一壁厚为15—30mm的零件,要求抗弯强度350MN/m2,应选用何种牌号灰口铸铁制造为宜?

6.生产中出现下列不正常现象,应采取什么有效措施予以防止或改善?

(1)灰口铸铁磨床床身铸造以后就进行切削,在切削加工后发生不允许的变形;

(2)灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织,造成切削加工困难。

7.为什么可锻化退火前要求铸铁的原始组织全部为白口组织?可采取什么措施加以保证?与灰口铸铁比较,可锻铸铁有何优缺点?可锻铸铁可否锻造?

8.与灰口铸铁、可锻铸铁相比,为什么球墨铸铁的机械性能较高?高强度球墨铸铁如何获得?举例说明目前有哪些工件已成功地用球墨铸铁代替钢或可锻铸铁制造。

9.举例说明热处理在灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁等铸件生产中的实际应用 及效果。

10.下列工件宜选择何种特殊铸铁制造?

(1)磨床导轨;

(2)1000--1100℃加热炉底板;

(3)硝酸盛贮器。

第八章 有色金属及其合金

1.不同铝合金可通过哪些途径达到强化目的?

2.何谓硅铝明?它属于哪一类铝合金?为什么铝硅明具有良好的铸造性能?在变质处理前后其组织及性能有何变化?这类铝合金主要用在何处?

3.黄铜属于什么合金?简单黄铜与复杂黄铜的牌号如何表示?试举例说明。为什么含锌量较多的黄铜,经冷加工后不适宜于在潮湿的大气、海水及在含有氨的情况下使用?用什么方法改善其抗蚀性?

4.锡青铜属于什么合金?为什么工业用锡青铜的含锡量大多不超过14%?

5.轴瓦材料必须具有什么特性?对轴承合金的组织有什么要求?何谓“巴比特合金”或“巴氏合金”?巴氏合金有哪几类?举例说明常用巴氏合金的成分、性能及用途。

第九章 机械零件选材及其工艺路线分析

1.在选材时应考虑哪些原则?

2.在图纸上如何标注热处理技术条件?试举例说明。

3.钢的切削加工性与其化学成分、金相组织以及硬度之间有何关系?如何改善钢的切削加工性?试举例说明。

4.举例说明工件的结构形状对淬火变形、开裂倾向有何影响。

5.齿轮在下列情况下,宜选用何种材料制造?

(1)当齿轮尺寸较大(d分>400—600mm),而轮坯形状较复杂,不宜锻造时;

(2)能够在缺乏润滑油条件下工作的低速、无冲击的齿轮;

(3)在缺少磨齿机或内齿轮难以磨齿的情况下;

《金属材料学》习题

(4)当齿轮承受较大的载荷,要求坚硬的齿面和强韧的齿心。 11

范文八:金属材料及热处理习题 投稿:蒋兩兪

第1章 钢的热处理

一、填空题

1.热处理根据目的和工序位置不同可分为和

2.热处理工艺过程由和

3.珠光体根据层片的厚薄可细分为和。

4.珠光体转变是典型的 相变,其转变温度越低,组织越 细 ,强度、硬度越 高 。

5.贝氏体分和两种。

6.感应加热表面淬火,按电流频率的不同,可分为

、 中频 和 低频 三种。而且感应加热电流频率越高,淬硬层越 厚 。

7.钢的回火脆性分为和是 。

8.化学热处理是有和

9.根据渗碳时介质的物理状态不同,渗碳方法可分为渗碳、 渗碳三种。

10.除外,其它的合金元素溶入奥氏体中均使C曲线向移动,即使钢的临界冷却速度,淬透性 。

11.淬火钢在回火时的组织转变大致包括 ,

12.碳钢马氏体形态主要有强韧性较好。

13、当钢中发生奥氏体向马氏体转变时,原奥氏体中碳含量越高,则Ms点越,转变后的残余奥氏体量就越 。

二、选择题

1.过冷奥氏体是

A.Ms B.Mf C.A1

2.过共析钢的淬火加热温度应该选择在,亚共析钢则应该选择在

A.Ac1+30~50C B.Accm 以上 C.Ac3+30~50C

3.调质处理就是

A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火 C.淬火+高温回火

4.化学热处理与其他热处理方法的基本区别是。

A.加热温度 B.组织变化 C.改变表面化学成分

5.马氏体的硬度主要取决于马氏体的( )

A.组织形态 B.合金成分 C.含碳量

6.直径为10mm的40钢其整体淬火温度大约为( )

A.750℃ B.850℃ C.920℃

7.钢在具体的热处理或热加工条件下实际获得的奥氏体晶粒大小称为( )

A.起始晶粒度 B.实际晶粒度 C.理论晶粒度 D.本质晶粒度

8.钢渗碳的温度通常是( )。

A.600~650℃ B.700~750℃ C.800~850℃ D.900~950℃

9.贝氏体转变属于( )。

A扩散型相变 B.无扩散型相变 C.半扩散型相变 D.其它

10.20钢锻件改善切削加工性应采用( )。

A.完全退火 B. 球化退火 C. 去应力退火 D. 正火

1 

三、判断题

1.本质细晶钢是指在任何加热条件下均不会粗化的钢。( )

2.钢中碳的质量分数越高,其淬火加热温度越高。( )

3.高碳钢中用正火代替退火,以改善其可加工性。( )

4.过冷奥氏体发生马氏体转变时,若将温度降到Mf点以下则可全部转变。( )

5.45钢在水和油中冷却时,其相应临界淬透直径D0水和D0油的关系是D0水

6.感应加热表面淬火工件表面硬度比一般淬火高,并可提高疲劳强度。( )

7.为使表面获得高硬度和耐磨性,钢渗氮后还需进行淬火加低温回火处理。( )

8.分级淬火方法只适合较小尺寸工件的淬火。( )

9.含铬锰的合金钢在低温区回火时若出现脆性增大现象可采用回火后快冷来消除。( )

10.奥氏体的实际晶粒度一般比起始晶粒度大。( )

11.同一钢材在相同加热条件下总是水淬比油淬的淬透性好。( )

12.硬度相同时,回火屈氏体和回火索氏体比屈氏体和索氏体具有较高的强度、塑性和韧性。( )

四、简答题

1.简述共析钢过冷奥氏体在A1~Mf温度之间不同温度等温时的转变产物及性能。

2.今有经退火后的45号钢,在700C、760C、840C加热,保

温一段时间后水冷,所得到的组织各是什么?

3.共析碳钢加热到奥氏体后,以各种速度连续冷却,能否得到贝氏

体组织,采取什么办法才能获得贝氏体组织?

4.马氏体转变有哪些特点?

5.钢的淬透性是指什么?分析“某钢件加热条件相同时,小件的淬

透性比大件的好”这句话正确与否。

6.某碳钢的冷却曲线如图所示,试分析按图中1~5冷却方式冷却

后的转变产物以及ⅰ和ⅱ时的组织。

五、综合题

1.将ф5mm的T8钢加热到760℃并保温足够的时间,问采用什么热处理方法可以得到下列组织:珠光体,索氏体,下贝氏体,屈氏体+马氏体,马氏体+少量残余奥氏体。

2.某型号柴油机的凸轮轴,要求凸轮表面有高的硬度(HRC>50),而心部具有良好的韧性(Ak>40J),原采用45钢调质处理再在凸轮表面进行高频淬火,最后低温回火,现因工厂库存的45钢已用完,只剩15钢,拟用15钢代替.试说明:

(1)原45钢各热处理工序的作用;

(2)改用15钢后,应按原热处理工序进行能否满足性能要求,为什么?

(3)改用15钢后,为达到所要求的性能,在心部强度足够的前提下采用何种热处理工艺?

3.确定下列钢件的退火方法:

(1)经冷轧后的15钢钢板,要求降低硬度;( )

(2)ZG270-500钢的铸造齿轮; ( )

(3)铸造过热的60钢锻坯; ( )

(4)改善T12钢的切削加工性能; ( )

(5)20钢焊接后。 ( )

第2章 工业用钢

一、填空题

1.钢中所含有害杂质元素主要是

2.T12A钢按用途分类属于钢,按碳的质量分数分类属于

钢,按质量分 2

类属于 钢。

3.45钢按用途分类属于钢,按质量分类属于 钢。

4.60Si2Mn是行 处理。

5.高速钢刀具在切削温度高达600C时,仍能保持 和 。

6.ZGMn13-3制造坦克履带板需经过处理,目的是为得到

二、选择题

1.08F牌号中,08表示其平均碳的质量分数为

A.0.08% B.0.8% C.8%

2.在下列三种钢中,钢的弹性最好,

A.T10 B.20 C.65

3.选择制造下列零件的材料:冷冲压件。

A.08F B.70 C.45

4.选择制造下列工具所用的材料:木工工具,锉刀

A.T9A B.T10 C.T12

5.合金渗碳钢渗碳后必须进行后才能使用。

A.淬火加低温回火 B.淬火加中温回火 C.淬火加高温回火

6.将下列合金钢牌号归类。

耐磨钢;合金弹簧钢;不锈钢 。

A.60Si2MnA B.ZGMn13-1 C.Cr12MoV D.2Cr13

7.为下列零件正确选材:

机床主轴;汽车、拖拉机变速齿轮轴承 ;贮酸槽 ;坦克履带 。

A.1Cr18Ni9 B.GCr15 C.40Cr D.20CrMnTi E.60Si2MnA F.ZGMn13-3

8.为下列工具正确选材:

高精度丝锥;热锻模;冷冲模;医用手术刀片 ;麻花钻头 。

A.Cr12MoVA B.CrWMn C.7Cr17 D.W18Cr4V E.5CrNiMo

三、判断题

1.T10钢中碳的质量分数是10%。( )

2.碳素工具钢都是优质或高级优质钢。( )

3.碳素工具钢中碳的质量分数一般都大于0.7%。( )

4.工程用铸钢可用于铸造生产形状复杂而力学性能要求较高的零件。( )

5.用Q345钢制造的自行车车架,比用Q235钢制造的轻。( )

6.3Cr2W8V钢一般用来制造冷作模具。( )

7.GCr15钢是滚动轴承钢,其Cr的质量分数是15%。( )

8.由于Cr12MoV钢中铬含量大于11.7%,因而Cr12MoV钢属于不锈钢。( )

9.Cr12MoV钢在锻造后空冷即可。( )

10.1Cr18Ni9Ti钢不仅可作不锈钢,还可用作耐热钢制造内燃机排气阀。( )

11.3Cr13钢的耐蚀性不如1Cr13钢。( )

四、简答题

1.与非合金钢相比,合金钢有哪些优点?

2.说明在一般情况下非合金钢用水淬火,而合金钢用油淬火的道理?

3 

3.高速钢有何性能特点?回火后为什么硬度会增加?

4.什么是热硬性?T9钢和9SiCr钢制造的刃具,若要保证刃部在230~250℃受热条件下工作硬度仍不低于60HRC,应选哪一种钢?为什么?

5.耐磨钢常用牌号有哪些?它们为什么具有良好的耐磨性和韧性?

6.提高金属抗腐蚀能力有哪些措施?

7.与铬不锈钢比较,奥氏体型不锈钢有何特性?为提高其抗蚀性能可采取什么热处理?

五、综合题

1、现有几个钢种:40Cr、5CrNiMo、65Mn、Cr12MoV、Q345

问:(1)要制造冲孔落料模,应选用何种钢材?

(2)锻造后能否直接空冷,为什么?

(3)简单说明最终热处理工艺及获得的组织。

2、W18Cr4V制造盘形齿轮铣刀工艺路线如下:

下料锻造①机械加工②+③喷砂磨加工成品

问:(1)该钢含碳量范围及各合金元素的主要作用;

(2)其锻造目的,有何特点?

(3)①为何种热处理工序,其目的及所得组织?

(4)分析②和③所采用的热处理工艺(画出工艺曲线),最终组织及大致硬度。

3.20CrMnTi制造某汽车变速齿轮工艺路线如下:

下料锻造①加工齿形②③+④喷丸磨齿(精加工)

问:(1)①、②、③及④各为何种热处理方法;

(2)各热处理的工艺及目的;

(3)最终热处理后表层组织及大致硬度。

4、现有几种材料,牌号如下:

5CrMnMo 40CrNi 20CrMnTi 7A09 CrWMn 60Si2Mn 4Cr13

ZGMn13 W18Cr4V HT200 QBe2 H70

请从上选出相应用途的材料:

汽车板簧 ( ) 床身、机座( )

连杆 ( ) 压力容器 ( )

坦克履带板 ( ) 手术刀 ( )

小型热锻模 ( ) 锉刀 ( )

弹壳 ( ) 飞机大梁 ( )

第3章 铸铁

一、填空题

1.生产球墨铸铁需进行和处理。

2.铸铁的碳当量越,石墨化过程越易进行。

二、选择题

1.为提高灰铸铁的表面硬度和耐磨性,采用

A.电接触加热表面淬火 B.等温淬火 C.渗碳后淬火加低温回火

2.下列哪种铸铁的减震性最好。( )

A. 灰口铸铁 B.可锻铸铁 C.球墨铸铁 D.白口铸铁

3.为下列零件正确选材:

机床床身;柴油机曲轴;排气管

A.RuT300 B.QT700-2 C.KTH350-10 D.HT300

二、判断题

Q390 T12 4

1.热处理可以改变灰铸铁的基体组织,但不能改变石墨的形状、大小和分布情况。( )

2.可锻铸铁比灰铸铁的塑性好,因此,可以进行锻压加工。( )

3.可锻铸铁一般只适用于薄壁小型铸件。( )

4.铸铁不应考虑用于焊接件。( )

三、简答题

1.什么是铸铁?它与钢相比有什么优点?

2.影响铸铁石墨化的因素有哪些?

3.用金属模浇铸灰口铸铁件时,发现表层及薄壁处硬度很高,难以切削加工,说明其原因及消除办法。

4.下列牌号各表示什么铸铁?牌号中的数字表示什么意义?

①HT250 ②QT700-2 ③KTH330-08 ④KTZ450-06 ⑤RuT420

第4章 有色金属

一、填空题

1.钛也有882C以下为 晶格,称为 钛;882C以上 为 晶格,称为 钛。

2.铸造铝合金中应用最广泛的是系合金,其铸造性能

3.H80是80代表。

4.α型钛合金中主要加入的合金元素是。

二、选择题

1.3A21按工艺特点分,是的铝合金。

A.铸造 B.变形 C.能强化 D.不能强化

2.某一材料的牌号为T3,它是。

A.碳的质量分数为4%的碳素工具钢 B.3号工业纯铜 C.3号纯铁

3.某一材料牌号为QTi3.5,它是。

A.钛青铜 B.球墨铸铁 C.钛合金

4.将相应牌号填入空格内:

普通黄铜,锡青铜。

A.H70 B.QSn4-3 C.QSi3-1 D.HA177-2

三、判断题

1.特殊黄铜是不含锌元素的黄铜。( )

2.变形铝合金都不能热处理强化。( )

3.H80属双相黄铜。( )

4.β钛合金可通过淬火时效处理强化,其高低温强度均高于α钛合金。( )

5.ZL102具有优良的铸造性能、抗蚀性,并可通过时效提高其强度。( )

四、简答题

1.铝合金热处理强化的原理与钢热处理强化原理有何不同?

2.何谓简单硅铝明?为什么它具有良好铸造性能?在变质处理前后其组织及性能有何变化?

3.Al—Si系,Al—Cu系,Al—Mg系三种铸造铝合金在性能上各有哪些优缺点?

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范文九:金属材料热处理技术的运用 投稿:严聽聾

工程管理

金属材料热处理技术的运用

戴京训1 孟凡成1 刘 妍2

1.首都航天机械公司,北京 丰台 100076

2.航天特种材料及工艺技术研究所,北京 丰台 100074

摘要:金属材料具有良好的化学性质和物理性质,且自然界之中蕴藏丰富,已经成为现代社会中应用最为广泛的材料。热处理技术的应用可以有效的改善金属材料的工艺性能,提升产品的质量。本文在对我国金属材料热处理技术发展现状分析的基础上,提出了几种常用的金属材料热处理技术,分析了具体处理方式,希望本文的论述可以对金属材料热处理技术的发展带来一定的启发。

关键词:金属材料;热处理技术;应用 中图分类号:TG156;TK018 文献标识码:A 文章编号:1671-5810(2015)56-0057-01

金属材料作为工农业生产中最为重要的材料,每年的生产量与使用量都十分巨大。金属材料的生产工艺较为复杂,在实际的生产过程之中一般都需要经过采矿、冶炼、轧制等工艺,热处理技术是金属材料生产之中经常用到的技术之一。但是,由于我国工业体系相对落后,在应用热处理技术的过程之中仍然存在较多的问题,很容易造成资源浪费,工艺处理不到位等现象的出现。如何将热处理技术有效的应用到金属材料的生产与加工过程之中受到人们的广泛关注。基于此,笔者结合自身的工作经验对金属材料热处理中的集中典型技术进行了分析与论述,希望以此来推进金属材料热处理技术的进步与发展。

1 国内金属材料热处理发展现状

热处理技术是机械制造业的基础,是强化金属材料、发挥其潜力的重要工艺措施,是保证和提高机械产品质量和寿命的关键因素。通过适当地热处理,能最大限度地发挥材料潜力,保证产品所要求的力学性能、工艺性能。目前我国机械工业的热处理厂、点共约10500个,从业总数近15万人,加热设备约11万台,年热处理钢件700t,铸件热处理300t,年产值50亿元,年耗电85亿kW²h,热处理生产技术水平和产品质量有了较大提高,为我国机械工业的发展提供了有力的支持。但和国外先进热处理技术相比,我国热处理技术仍存在不小差距。

2 金属材料热处理节能技术的具体应用 2.1 真空热处理技术

真空热处理技术是在金属材料热处理技术发展成熟时产生的,主要是在真空的环境下,对金属材料进行热处理,在处理完成后再进行高压气淬工作。真空热处理技术最大的特点是金属材料加工时间短,能源资源利用率高。依靠目前的科技技术,虽然无法达到绝对的真空状态,但只要在低于10PAa的环境下,金属材料热处理节能技术就有明显的效果,同时在这种环境下的金属材料表面处理技术并不会破坏金属本身的性能,避免出现变形、气孔等现象,也会有十分高的清洁度。根据调查显示,使用真空热处理节能技术的金属材料热处理企业都取得了显著的效果。

2.2 激光热处理技术

激光热处理技术主要是采用激光加热进行金属材料热处理的方法。金属材料表面经过激光加热后,会加强硬度,更加耐磨,抗腐蚀,还可以增加使用寿命。激光热处理技术与其他热处理技术相比有很多优势,不会破坏金属内部结构,仅对表面进行合理处理,并改善金属材料性能,极少变形。这是因为激光的功率高,处理具备很高的精度,因此,十分适合放在材料处理的最后环节中使用。激光热处理适用范围很广泛,解决了许多热处理技术难以解决的问题,受到了高度重视。

2.3 化学热处理薄层渗入技术

热处理有利于保障材料的性能,我国的化学热处理薄层渗入技术是目前应用最广泛的。化学热处理薄层渗入技术在技术上实现的突破,在传统的观念中,人们认为只依靠化学元素的表面渗入是无法改变金属材料性能的,但化学热处理58 2015年56期

薄层渗入技术却达到了这个效果。大部分的热处理技术由于所需的加热时间较长,会消耗大量的电能,同时也会对环境造成污染。化学热处理薄层渗入技术是一项节能技术,在同等条件下,能够比其他热处理技术节省33%的电能。由于我国使用自行车的人数众多,钢球的用量也因此增加,利用化学热处理薄层渗入技术就能有效地提高钢球的生产效率,同时也减小了甲醇和煤油的消耗,在延长钢球使用寿命的同时,又节省了生产成本。

2.4 振动时效处理技术

振动时效处理技术的应用主要是为了能够使加工的金属器件更加的稳定,无论是在外形上还是使用寿命上进行进一步的巩固,防止在使用过程中发生变形或是开裂的现象。在传统的工艺当中,采用的方法就是利用热处理炉进行低温的长时间加热,这样做虽然能够起到稳定性能的作用,但是所需的时间比较长,耗费的成本比较高,对资源以及生产效率来说都是非常不利的。振动时效处理技术的运用是在传统工艺的基础上进行了全新的改变,主要是利用了不同频率的谐波达到共振来实现的,由计算机控制,这样的时效加工过程能够极大的节省时间,并且周期比较短可以节省大量的电能,最终的加工效果也是比较好的。

2.5 CAD热处理技术

金属材料热处理产业是一个庞大密集的产业,它的发展影响着整个金属材料加工业的发展。因此,对金属材料热处理的优化有着较大的投入重心。在金属材料热处理节能新技术的运用中CAD技术占有较大比例。所谓的CAD热处理技术则是通过计算机的模拟技术,将整个金属材料热处理的过程投映于计算机程序中去,通过计算机进行分析、估算和研究。该技术的实施环节主要包括喷洒冷却物,还有包括使用正确的淬火剂和掌握正确的淬火技术。从而使得其加快了渗碳的流程,将废弃的排放降到最低,从而达到节能环保的目的。使整个金属材料热处理过程符合现代化工业生产标准。与此之外,在运用CAD技术的过程中加入三位温度场计算的方法,最大化利用余热,这也使得能耗大大的降低。

3 结束语:

总而言之,金属材料热处理技术在金属材料的生产之中应用十分广泛,其工艺较为复杂,在实际的应用过程之中应该结合实际的工艺需求,在此基础上选择对应的热处理技术,并严格按照技术的要求与步骤进行热处理,只有这样才能保证金属材料的质量,提升产品的竞争力。

参考文献

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范文十:如何讲好金属材料及热处理 投稿:洪寈寉

如何讲好《金属材料与热处理》课程

添加日期:2011年01月03日 来源:互联网 作者:admin 点击数:72 【字体:大 中 小】

摘要在《金属材料与热处理》这门课程的教学过程中, 教师只有认真备课、精心设计第一堂课, 灵活运用教学方法, 适当安排实验、实习教学, 留心观察学生的反应, 运用多媒体手段扩充教学容量, 突出本课程的实用性, 吸引学生的注意力, 与生产实际密切结合,激发学生的学习兴趣, 才能获得好的教学效果。 关键词金属材料 灵活教学 多媒体学习兴趣

0 引言

《金属材料与热处理》是研究金属材料的性能与其成分、组织结构之间的变化规律以及改变金属材料性能的途径和各种常用金属材料的课程。其主要内容有金属学理论基础知识及常用金属材料。学生在学习本课程时,往往感到概念多、内容繁杂、理论太抽象,很难系统地理解和掌握。笔者结合在教学过程中的一些体会来谈谈如何讲授这门课可取得最佳效果。

1 了解学生学习《金属材料与热处理》的特点

良好的第一节课对于激发学生的学习兴趣是非常重要的,它可以使学生形成了本课程的第一印象。如果学生在第一课面临很多的专业词汇,例如原油工艺、热处理、相图、塑料材料,可能使学生对课程内容产生恐惧,从而失去了对课程的学习兴趣。

由于上面的原因,所以笔者设计的第一节课主要是为了激发学生的学习兴趣,其中主要包括三个内容。首先是讲故事,就是古代的侠客手中的宝剑是怎么做的?这是一个艰苦的过程,首先要在各种高大的山脉中寻求数以千计的铁矿石,最后将刀入水快速冷却(这一幕在小说和电视剧中是常见的)。等讲完了之后,就让学生自己总结出之间的过程,最后一步就是详细介绍了我国在西汉是已经被广泛采用的“水与火提取”、“水淬韩锋”的技术记录。结论是热处理是一种处理方法,是改变金属材料力学性能的有效途径。显示一个“削铁如泥”古刀剑,这是可以用削铁如泥的菜刀来代替宝剑。用菜刀凶猛的切割铁杖(软的)这时可以砍出黑暗的3~5毫米的口子而菜刀无损坏。这时抓住时机向学生提问:为什么这菜刀与铁杖都是金属,但是没有破坏菜刀呢?这样就可以得出结论,虽然两者都是金属,但是双方的组成、加工、性能是不一样的。通过这样做一个热处理的对比实验,就可以加深对热处理的作用。

这个实验可以分为两个步骤:(1)实验拿了一块普通的钢板,分成三个相等大

小的块A、B和C 。请几个学生用锉锉削这三块板材, 并判定这三块钢板的锉削难度。(2)将A、B两块钢铁加热到一个国家的发光发红,然后将A迅速落入水中,将B号钢在露天冷却。重复这个步骤,与之相比进行硬度测试。然后可以得出结论:在冷水中冷却的硬度高,C 钢的硬度最低、最小。完成这个实验,引导学生回忆实验过程中加热和冷却的不同方法对A、B、C钢板硬度产生的影响,请学生总结,并形成鲜明的对比结论。通过实验、实习、学生的好奇心和兴奋可以被吸引出来,而在这个过程的热量和记忆的神奇效果也会增加学生对这门课程的学习兴趣,引导学生广泛的参考教学资料进行学习。

了解学生的特点,准备好课前准备对教学过程来说是个关键。老师在课堂教学前要认真备课,并需要有详细的步骤核对教学过程的各个环节的宏观把握,准备试验和现场教学设备及其它材料来防止由于准备不足造成的混乱。要仔细阅读教材,熟悉每一个教学细节,根据要求从整个教学大纲的角度认真的掌握每一章的知识,同时也要了解一些各种各样的书籍和相关的专业知识。以此来充实教学内容,但不要把知识讲授的太难太深。也可以积累一些案例教学的内容,以丰富并活跃课堂气氛。要引导学生成为自主学习的学生,我们应该用不同的方式理解学生的学习能力和知识结构以及学习基础等特点。在教学中不能仅仅局限在固定在教学、案例教学方法和现场教学等,只要能引起学生学习兴趣的方法都是好的方法。只有通过浓厚的兴趣和好奇心,来吸引学生的注意力,才能真正地向学生传授知识。

实际的教学中,教学方法应根据课程的内容和学生的实际情况来定,同时在教学实际中还要根据实际情况进行及时地调整。要大致拟定授课过程的时间安排,并灵活使用课堂教学的时间。教学中要联系好设备、教具和场地等方面,也可以先演练一遍来确保教学的效果,一定要在实验中采取安全保护措施,按照安全要求对学生进行安全教育,确保学生的安全。由于《金属材料与热处理》课程的实用性强, 因此讲课的时候要注重实践教学的作用,授课中应注重体现课程内容与生产、生活的实际联系, 重点讲解识别成分、选材、热处理等实用性内容,让学生了解工人更关注的是实际的工艺方法。

由于《金属材料与热处理》课程的实用性强,所以它不只是纯粹的理论课, 还应该有实践性, 课堂的教学也离不开实验、实习。在实验实习方面,单纯依靠教材是不够的。笔者由此增加了以下实验、实习内容:一是钢的火花鉴别;二是钢的拉伸及冲击试验; 再就是榔头的热处理工艺设计及加工实习的铁丝与铝丝的疲劳试验。这些内容不仅具有实践性,而且还可以激发学生的学习兴趣。在实际的理论教学中,要多举一些应用的实例,适当穿插一些与课程知识相关的案例来说明课本的知识点,并引起学生的学习兴趣。譬如在讲到金属物理性质中热胀冷缩的性

能时, 教师可以通过铁轨上伸缩缝的用途加以说明。这些实际的案例和例子对于活跃课堂气氛, 吸引学生注意力具有很好的作用, 并且在实际的教学中会产生良好的教学效果。

2 挖掘《金属材料与热处理》的内在内容

在《金属材料与热处理》课程中,不仅要分析学生的学习特点来加强课堂和实验教学,更应该挖掘新旧知识间的联系, 为学生通往新知识领域搭建一座桥梁。《金属材料与热处理》课程有全新的知识体系, 这可能会给学生一种神秘感,增加学生的学习难度。而现实的情况是文化课与专业课有着千丝万缕的密切内在联系, 重视这一联系可以对新学科的学习起到重要作用。譬如在介绍《金属材料与热处理》中“金属材料的机械性能”的内容时, 可以重新提出学生在初中时曾经做过“力的测量”的实验,为什么加在弹簧秤上的力不能超过弹簧的测量范围呢?这个问题对学生来说有一定的难度。在这种情况下, 教师应该引导学生这个问题的答案可以从“金属的机械性能”一节中找到。这样就使新旧知识很好地联系到了一起, 从而提高了学生的学习积极性, 使之产生了进一步学习的兴趣。通过提升学生的学习兴趣,使学生找到新旧知识的结合点,使学生变被动学习为主动学习, 这样就可以提高学生学习的积极性,引导学生学习新的知识。

在教学中积极引导学生寻求新旧知识的结合点不仅符合学生的认知规律, 同时也有利于学生记忆。可以培养学生自主学习新知识的自学能力。在教学中要注意观察学生对于教师教授知识时候的反应, 配合学生的学习规律来提高学生学习的成效。学生在课堂学习知识的时候会产生一些情绪变化,如果教师发现学生未能跟上教师的思路, 可在不中断授课的情况下判明原因, 及时改变教学方式,以此来提高学生学习的积极性,提高学习效率。如果发现学生听到教室外的吵闹声而东张西望, 可以提几个问题, 由于需要进行思考,学生们会自动地安静下来,等学生安静了再继续上课。如果学生对教学内容感到茫然不知所措, 教师还可以变换教学方式来使学生更容易接受知识。在授课过程中教师应该留心学生在课堂上的反应, 及时调整教学方式、方法需要教师有意识、有目的地不断探索, 不断实践, 不断提高。虽然这是很困难的,但只要掌握了学生学习的规律额,掌握以下吸引学生注意力的方法技巧,其实在实践教学中也不难达到。

随着现代计算机网络技术的发展,运用多媒体手段扩充教学容量成为一种新的教学方法。多媒体教学具有信息容量大、形象直观和容易接受的特点。教师可根据教学内容制作课件, 配上文字、图片等内容。对部分受条件限制不能完成的过程

演示, 可以通过模型演示等方法来克服,这样既可以生动形象地把过程展示给学生,又可以弥补设备缺失的不足。在多媒体教学中,可以适当调整部分教学内容, 突出实用知识,以此缩减部分教学内容,减轻学生的学习负担,使学生更有利于学习有用的知识。如微观结构、钢的加热及冷却的转变原理、二元合金相图等, 对于在未来工作中不太可能用得上的知识, 可适当减少一些课时。这样由浅入深地向学生传授知识, 可以使学生更容易接受知识。

为此,我们在教学过程中有意识地给学生创造使用图表、各种表格、手册的条件,以培养和加强学生查阅和应用资料的能力。在讲课中,我们结合教材中的曲线、图像、表格或附录中的内容来表达和分析,培养学生的兴趣,尽可能让学生自己查并进行运算,这样不仅可以培养学生的分析能力,同时也要求他们对所选材料的热处理加热温度、冷却方式及所能达到的性能等进行查表、比较,锻炼学生的实际动手操作能力。通过上述的查阅训练,可使学生对教材上的一些图像、表格、曲线,日常时候用的钢材的热处理规范及其性能等数据能较熟练地翻阅和应用,从而有效地提高学生的动手能力。

当然,作为一门实用性较强的专业学科,《金属材料与热处理》还要求教学要与生产实际密切结合。在讲课的实际过程中,要注意本门课程内容与各专业的联。譬如冷塑性变形理论与钳工、铆工联系紧密,金属材料知识与机械制造各专业均有密切联系。但在实际应用中,又要注意分析他们的不同之处:焊工侧重普通碳素钢,车工钳工侧重优质碳素钢,钳工工具多为碳素工具钢、低合金结构钢等。总之对不同专业的学生教课的侧重点要不同。再就是要找到每个理论、材料和工艺在生产实际中的落脚点。我们都知道,由于它是一门实用型学科,金属材料与热处理的每个理论都与生产实际密切相关,每种材料也都有特定的应用范围,课堂讲课中要注意体现出来这点并通过生产中的实例加以说明。还有就是对于生产实际的问题,不仅要从理论上进行全面的分析还要结合实际积极的找到解决实际问题的方法。例如钳工在锉削铸铁件时硬度过高,难以锉削,要能从石墨化的理论上找到硬度过高的原因是白口所致,故可采用石墨化退火,消除白口降低硬度以便于切削加工。

3 结语

作为电子机械类学生必修的技术基础课, 《金属材料与热处理》也是这类学生的专业入门课。但是由于在实践教学生、中的器材限制,以及该课程的实用性等专业特点和所处的教学位置, 造成了其学习难度较大。在实际的学习过程中,学生们普遍反应难以全面掌握课程的内容, 并产生了学习上的畏难情绪, 甚至于有的学生学习不得其法而仅仅去生吞活剥, 死记硬背书本知识,造成了理论与实践应用的脱节。因此, 在这门课的讲授过程中,我们教师必须深入研究教材内容,

探讨教学实践的方法, 以此来促进教学目的的实现。总而言之, 笔者在教学过程中, 根据课程与学生的特点, 认真备课, 灵活调整教学方法, 吸引学生的注意力, 激发学生的学习兴趣, 取得了较好的教学效果,基本上达到了本课程的教学目标。

参考文献

本文出自:www.biyenet.com 计算机毕业设计 计算机硕士论文网 欢迎转载

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