金属材料及成型工艺

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1、钢　　号类别（按用途归类）最终热处理方法主要性能特点用途举例20CrMnTi合金渗碳钢渗碳＋淬火＋低温回火表面硬耐磨，心部韧性好汽车齿轮60Si2Mn合金弹簧钢淬火+中温回火高的弹性极限汽车板簧40Cr合金调质钢调质良好综合力学性能机床主轴GCr15滾动轴承钢淬火＋低温回火高硬度、高耐磨性滾动轴承元件0Cr19Ni9不锈钢高温固溶处理品优良的耐蚀性和好的塑性贮槽T12碳素工具钢淬火＋低温回火硬度高、耐磨性高，韧性差锉刀16Mn低合金高强度钢一般不用高强度、良好塑性和焊接性桥梁、船舶45优质碳素结构钢材调质良好综合力学性能轴承传动齿轮轴承选用20CrMnTi。该钢含碳量低，

2、经渗碳后，可提高表面含碳量，经最终热处理后表面可达硬度要求，而心韧性很好。 2)加工工艺路线:下料→锻造→正火→粗加工、半精加工→渗碳＋淬火＋低温回火→精加工每步热处理的作用:(1)正火能调整硬度便于机加工，为淬火作准备;(2)渗碳能提高表面含碳量;(3)淬火能使表层获得高碳马氏体和碳化物，从而达到硬度58～63HRC，心部获得低碳马氏体，具有高的强韧性;(4)低温回火能消除洋火应力、提高抗冲能力，防止产生磨削裂纹。四、名词解释1）分型面：砂箱之间能够互相分开的表面。或两半铸型相互接触的表面。2）拔模斜度：为了使模样(或型芯)易于从砂型(或芯盒)中取出，凡垂直于分型面的立

3、壁，制造模样时必须留出一定的倾斜度，此倾斜度称为拔模斜度。3）碳当量：将钢中的合金元素(包括碳)的含量按其对焊接性影响程度换算成碳的影响，其总和称为碳当量。4）锻造纤维组织：在冷变形过程中，晶粒沿变形方向拉长而形成的组织通常称为纤维组织。热锻后的金属组织具有一定的方向性，通常称之为锻造流线，又叫纤维组织。5）充型能力：液态合金充满型腔，形成轮廓清晰、形状和尺寸的能力。6）流动性：液态合金的流动能力。7）缩孔；缩孔是集中在铸件上部或最后凝固部位，容积较大的孔洞。8）焊接性能；焊接后焊缝金属力学性能好坏，焊接工艺性好坏称为焊接性能。9）锻造性能；用来衡量压力加工工艺性好坏的主

4、要工艺性能指标。10）酸性焊条；药皮中含有大量酸性氧化物(SiO2、MnO2等)的焊条酸性焊条。11）缩松：缩松是分散在铸件某些区域内的细小缩孔。12）收缩率：收缩率分体收缩率和线收缩率。体收缩是指单位体积的收缩量、线收缩率是指单位长度上的收缩量。13）结构斜度：开设在非加工表面上的斜度。14）锻造比：用锻造比(Y)来表示变形程度。拔长时，Y=A0/A；镦粗时：Y=H0/H。15）模锻斜度：为了使锻件易于从模膛中取出，锻件上与分模面垂直的部分需带一定斜度。16）碱性焊条：药皮中含大量碱性氧化物(如CaO等)和萤石(CaF2)的焊条叫做碱性焊条。五、简答题1）简述铸造中常用

5、的手工造型方法有哪些?常用的手工造型方法有整模两箱造型、挖砂造型、假箱造型、分模造型、三箱造型、活块模造型及刮板造型等。2）简述手工电弧焊焊条药皮的主要作用？焊条药皮在焊接过程中被熔化，最后凝固成一层焊渣壳覆盖在焊缝表面，其主要作用是：（1）稳定电弧；（2）防止周围空气对焊缝金属的有害作用，从而保证焊缝具有较高的质量；（3）调节焊缝金属的合金成分，补充高温烧损的合金元素。3）简述切削用量三要素及其定义？（1）切削速度νc：切削刃选定点相对于工件的主运动的瞬时速度，单位m/s。（2）进给量f：刀具在进给运动方向上相对于工件的位移量，可用刀具或工件每转或每行程的位移量来表述和

6、度量。（3）背吃刀量αp：在通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量mm。4）常见的焊接缺陷有哪些？焊缝外形、尺寸不符合要求，咬边、未焊透、夹渣、气孔和裂缝。5）简述离心铸造的优缺点？优点：1）铸件在离心力作用下结晶凝固，所以组织致密。无缩孔、气孔、渣眼等缺陷，机械性能良好；2）铸造空心旋转体铸件不需要型芯，也不需要浇注系统；3）可以铸造流动性差的金属。缺点：1）对某些合金，铸造时易出现比重偏析；2）铸件内孔尺寸精度不高，表面质量较低，增加了内孔的切削加工余量。6）简述刀具材料应具有的基本性能？1）高的硬度，以便切入工件；2）足够的强度和韧性，以便承受切削力和切

7、削时的冲击；3）高的耐磨性，以抵抗磨损，提高刀具寿命；4）高的热硬性，以便高温下保持高的硬度和耐磨性；此外，刀具材料还应具有良好的工艺性能，好的导热性、抗粘结性，以及好的热处理性能。7）为什么铸件要有结构圆角?铸件壁之间的连接应有结构圆角。直角转弯处易形成冲砂、砂眼等缺陷，同时也容易在尖锐的棱角部分形成结晶薄弱区。此外，直角处还因热量积聚较多(热节)容易形成缩孔、缩松。8）电焊条的组织成分及其作用是什么？焊条是由焊芯和药皮两部分组成。焊芯作用：作为电极传导电流，熔化后成为填充金属，与熔化母材共同组成焊缝金属，通过焊芯可以调整焊