工程材料与成形工艺基础 课件说明 各章思考题及思考题答案

1、工程材料与成形工艺基础 课 件,课件主编：赵海霞 付平 技术支持：张丽敏 主 审：孟庆东 化学工业出版社,工程材料与成形工艺基础,开本：16开 定价：28.00元 2008年9月化学工业出版社出版 编辑联系方式 化学工业出版社 机械电气分社 王清颢（hao） 地址：北京东城区青年湖南街13号 （100011) Tel：010-64519284 Email： ,课件编写说明,为配合由苏德胜等编写的工程材料与成形工艺基础的出版，制作了配套使用的电子课件。内容分三部分，安排如下： 1.分三篇分别用文字、图表、实景及配以必要的动画等多种形式，对各章内容进行形象化的描述； 2各章学习指导； 3试题庫。 参加本课件编写制作的有：赵海霞主编(第一九章；第十七十九章)、付平副主编(第十十六章)、苏德胜(各章学习指导；试题庫)。 另外，张丽敏、滕腾也参加了课件中部分图、表的校正，汇总等工作。 课件由孟庆东教授审阅。在编写过程中得到各位编者所在学校领导、老师的大力支持，参阅、借用了许多同类课件的资料，在此一一表示衷心的感谢。 编者企望电子课件能对采用此教材的师生的教与学有所邦助。但由于编者水平有限，经验不

2、足，加之时间匆忙，恐有许多错漏不不足之处，敬请读者批评指正。 本电子课件可由化学工业出版社网站wwwcipcomcn下载。 联系方式： 电子课件编者 赵海霞 青岛科技大学 机电学院 Tel：13698682478 Email：,目 录,绪论 第一篇 金属材料及热加工成形基础 第一章 金属材料的主要性能 第二章 金属材料的结构 第三章 铁碳合金 第四章 钢的热处理工艺基础 第五章 工业用钢和铸铁 第六章 有色金属 第七章 铸造 第八章 焊接与切割 第九章 金属压力加工,第二篇 金属切削加工基础 第十章 钳工 第十一章 金属机械加工基础 第十二章 车削加工与镗削加工 第十三章 铣、刨、插、拉削加工 第十四章 磨削及光整加工 第十五章 零件材料和毛坯的选择及零件切削另工工艺的制订 第十六章 现代制造技术简介 第三篇 非金属材料和复合材料与成形工艺基础 第十七章 有机非金属材料 第十八章 工程陶瓷材料 第十九章 复合材料 各章学习指导与习题参考解答提示。 试题库,第一章 金属材料的主要性能 第二章 金属材料的结构 第三章 铁碳合金 第四章 钢的热处理工艺基础 第五章 工业用钢和铸铁 第六章 有

3、色金属 第七章 铸造 第八章 焊接 第九章 金属压力加工,第一篇 金属材料及热加工成形基础 第二篇 金属切削加工基础 第三篇 非金属材料和复合材料与成形工艺基础 试题庫,学习指导,一、学习要求 了解金属材料的基本性能,懂得材料的力学性能及其性能指标的物理意义，熟记力学性能指标的符号和单位。 二、学习方法 本章只要解基本内容即可,着重理解力学性能指标及名词、术语的物理意义。 三、重点 本章重点是金属材料力学性能的物理意义,有关材料的物理性能、化学性能和工艺性能只要求做一般了解。 四、本章应注意以下内容 (1)拉伸曲线。 (2)屈服点和抗拉强度,注意两者的区别。 (3)布氏硬度和洛氏硬度,两者的应用范围。 (4)冲击韧性及应用。 (5)疲劳强度及应用。,思考题与习题,1-1.说明下列力学性能指标的名称、单位及其含义：E、S、0.2、-1、aK、HBS、HRC。 答：参見教材P5;7;,8;9。 1-2.试绘出低碳钢的-曲线，指出在曲线上哪点出现颈缩现象?如果拉断后试棒上没有颈缩,是否表示它未发生塑性变形? 答：参見教材P5。 1-3.举例说明在日常生活用品中,哪些是用钢铁制造的?哪些是用有

4、色金属及合金制造的? 答：如自行车车架、弹簧是用钢制造的；而机床、设备的底座则是用铁制造的。 1-4. 硬度和抗拉强度之间有没有一定的关系?为什么? 答：参見教材P5。 1-5.代表什么指标?这一指标的意义是什么? 答：参見教材P5。 1-6.什么情况下产生疲劳断裂?什么叫疲劳极限? 答：参見教材P5。,学习指导,一、学习要求 掌握金属的晶体结构、金属的结晶过程和纯铁的同素异构转变,为学习铁碳合金打下基础；掌握实际晶体的结构和晶体缺陷。 二、学习方法 学习本章时,只要掌握和理解基本内容即可,着重理解晶体结构、金属的结晶过程及名词、术语的物理意义。有些内容一时不能理解的,可结合后面章节的学习进一步理解。 三、重点和难点 本章重点是金属的晶体结构、金属的结晶过程和纯铁的同素异构转变，实际晶体的结构和晶体缺陷。本章难点是晶体的形核与长大，实际晶体的缺陷。 四、本章应注意以下内容 (1)晶格、晶胞、晶面、晶向及三种常见晶格。 (2)实际晶体的结构和三种晶体缺陷。 (3)金属的结晶过程、过冷度、晶核、晶粒、晶界及晶粒细化方法。 (4)纯铁的同素异构转变。,思考题与习题,2-1.何谓单晶、多晶、晶

5、粒?为什么单晶体呈各向异性,而多晶体不显示各向异性? 答：参見教材P12。 2-2.何谓晶体结构及晶格?金属常见的晶体结构有几种?试绘出三种常用金属的典型晶格。 答：参見教材P12。 2-3.何谓晶面、晶向? 答：参見教材P12。 2-4.何谓同素异构转变(以铁为例说明之 ? 答：参見教材P14。 2-5.晶体和非晶体在性能上有何不同的特点? 答：参見教材P11。 2-6.试从金属的结晶过程,分析影响晶粒粗细的因素。为什么铸铁断口的表层晶粒细小,而心部晶粒粗大? 答：参見教材P5。 2-7. 何谓枝晶偏析？对合金的力学性能有何影响？ 答：参見教材P17。,学习指导,一、学习要求 掌握合金的基本结构、固溶强化和弥散强化的概念；通过铁碳相图的学习,学会利用Fe-Fe3C相图来分析铁碳合金的成分、组织与性能间的关系。 二、学习方法 本章学习时,首先要理解合金的基本结构及相关强化的概念、成分与性能的关系；在此基础上,进一步掌握铁碳合金的基本组织组成物和相组成物的概念、力学性能、组织与性能间的关系及铁碳相图的应用。 三、重点和难点 本章重点是Fe-Fe3C相图的分析,典型合金结晶过程的理解。Fe

6、-Fe3C相图的分析和铁碳合金成分、组织与性能间的关系。难点是Fe-Fe3C相图的分析。 四、本章应注意以下内容 (1)有关合金结构和组织的基本概念。 (2)合金相结构的分类、固溶体与化合物的本质区别和它们的性能特点。 (3)固溶强化和弥散强化的概念和实际意义。 (4)典型合金结晶过程的冷却曲线、冷却过程中的转变及室温下的组织及相。 (5)二元相图与合金性能(力学性能、物理性能及工艺性能)带规律性的一些若系。,(6)铁碳合金系中存在的基本相和组织，以及它们的本质、构造、性质及其形成条件。 (7)绘制Fe-Fe3C相图，准确地标注出Fe-Fe3C相图中重要点的成分及温度坐标,说明图中重要线的意义,能用相组成物和组织组成物标注各相区。 (8)能分析典型成分铁碳合金的结晶过程及相关的冷却曲线及其室温下的平衡组织。 (9)铁碳合金成分、组织结构和性能间的关系。,思考题与习题,3-1.解释下列名词：固溶体、金属化合物、机械混合物、相、平衡相图。 答：参見教材P15。 3-2.何谓置换固溶体?何谓间隙固溶体?何谓金属化合物? 答：参見教材P15。 3-3.细晶强化、冷变形强化及固溶强化的含义是什么

7、?有何实用意义? 答：参見教材P13。 3-4.固溶强化与纯金属结晶有何异同? 答：参見教材P18。 3-5.为什么不能把共晶体称为相? 答：参見教材P16。 3-6.何谓共晶反应?何谓共析反应?两者有何异同? 答：参見教材P18。 3-7.铁碳合金状态图主要用途是什么? 答：参見教材P25。,学习指导,一.学习要求 了解热处理过程的组织转变，掌握热处理各种工艺及应用。 二、学习方法 学习本章前，须掌握铁碳合金及其相图的基本知识，最好对热处理生产有一定的感性认识,在掌握各种冷却转变产物的含义、力学性能的基础上，进一步理解各种热处理工艺及其应用。 三、重点和难点 本章的重点是退火、正火、淬火、回火、表面热处理的工艺特点及选用。难点是对C曲线的理解和各种转变产物概念的掌握，以及各冷却转变产物之间的异同点。 四、本章应注意以下内容 1.钢在加热时的组织转变。 2.舆氏体冷却产物的形态和力学性能。 3.C曲线的分祈与应用。 4.P、S、，T、B上、B下、M等符号的含义。 5.完全退火、球化退火、去应力退火的目的、工艺特点及应用。 6.正火的目的、工艺特点及应用。 7.亚共析钢、过共析钢的加热温

8、度区间。 8.淬生介质及淬火方法。 9.低温回火、中温回火、高温回火的加热湿度、回火后的组织及硬度、三种回火的目的及适用范围。 10.表面热处理的概念。,思考题与习题,4-1.什么是热处理？热处理的目的是什么? 答：参見教材P27。 4-2.马氏体与贝氏体转变有哪些异同点? 答：参見教材P31。 4-3.试述影响C曲线形状和位置的主要因素。 答：参見教材P30。 4-4.马氏体的硬度主要取决于什么?说明马氏体具有高硬度的原因。 答：参見教材P31-32。 4-5.珠光体、贝氏体和马氏体的组织和性能有什么区别? 答：参見教材P30-32。 4-6.什么是残余奥氏体?它会引起什么问题? 答：参見教材P27。 4-7.什么是退火热处理?常用的退火分为哪几种?各有何特点? 答：参見教材P27。,4-8.什么叫球化退火?球化退火的目的是什么?主要用于什么钢? 答：参見教材P27。 4-9.什么是正火热处理?目的是什么?用于什么场合? 答：参見教材P27。 4-10.什么是淬火?淬火对冷却速度有何要求? 答：参見教材P27。 4-11.什么叫淬透性和淬硬性?它们各自的影响因素有哪些? 答：参見教材

9、P33。 4-12.什么是回火?回火工艺的分类、目的、组织与应用是什么? 答：参見教材P27。 4-13. 什么叫调质处理?调质处理获得什么组织? 答：参見教材P34。 4-14. 什么叫表面热处理?常用的表面热处理有哪些? 答：参見教材P34。 4-15.什么叫火焰加热表面淬火?目的是什么?有哪些特点?用于什么场合? 答：参見教材P34。 4-16.什么叫化学热处理?常用的化学热处理的种类有哪些? 答：参見教材P35。 4-17.什么是渗碳处理?目的是什么? 答：参見教材P35-36。 4-18.目前热处理新工艺有哪些? 答：参見教材P37。,学习指导,一、学习要求 掌握工业用钢和铸铁的基本内容，初步学会工业用钢和铸铁的选用及其相关热处理工艺。 二、学习方法 学习本章时,首先要弄清楚工业用钢和铸铁的分类体系,然后按照钢的牌号、成分估算、热处理方法及其热处理后的最终组织、用途等方面,自己逐一检查每一类材料是否真正掌握，必要时,可及时复习前面各章的相关内容。特殊钢和合金铸铁只要作一般了解 三、重点和难点 本章的重点是工业用钢和铸铁的常用牌号、主要成分的估算、热处理方法及其热处理后的最终组织、应用等内容。本章的难点是合金元素的作用、热处理工艺和材料的选用。 四、本章应注意以下内容 1.了解碳钢与合金钢的特点，熟悉工业用钢的分类和编号方法。基本能由钢号推断出它属于哪一类钢种，大概化学成分和主要用途。 2.了解合金元素在钢中的作用。 3.熟悉常用工业用钢(重点是结构钢中的渗碳钢和调质钢，工具钢中的高速钢)的工作条件、性能特点、化学成分、常规热处理、典型钢种及其主要用途。,4.特殊性能钢的基本知识。 5.铸铁石墨化的基本过程。 6.铸铁的成分特点、石墨形态对性能的影响。 7.灰铸铁的石墨形态、基本组织、常用牌号及其含义、热处理及应用。 8.可锻铸铁的石墨形态、常用牌号及意义。 9.球墨铸铁的牌号含义及应用。 10.蠕墨铸铁的牌号台义及应用。 11.合金铸铁的基本扣识。,思考题与习题,5-1.在普通碳钢中,除了铁和碳外,一般还有哪些元素? 答：参見教材P41。 5-2.在钢中加入合金元素有哪些作用?铬

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