电大机械制造基础形成性考核册作业
1、常用的工程材料可以用教材第一页的表格表示，请完成工程材料的分类表：答：
1答案
1、人们在描述金属材料力学性能重要指标时，经常使用如下术语，请填写其使用的符号和
(a)
强度：金属材料在外载荷的作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有屈服强拉强度(T bo(b)(c)
塑性：金属材料在外载荷作用下产生断裂前所能承受最大塑性变形的能力。强度：是指金属材料抵抗比它更硬的物体压入其表面的能力。硬度有布氏硬度硬度HR
(d)(e)
冲击韧性：金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力。
疲劳强度：金属材料经受无数次交变载荷作用而不引起断裂的最大应力值。
内涵：度(TS和抗
HBS和洛氏
2、参照教材图1 —2填写材料拉伸曲线中的相应特征值点的符号，并描述相应的含义。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)
横坐标表示：试件的变形量△纵坐标表示：载荷S点：屈服点b点：颈缩点k点：拉断点
屈服点以后出现的规律：试样的伸长率又随载荷的增加而增大，此时试样已产性变形，材料的抗拉强度明显增加。
4、HR是零件设计中常用的表示材料硬度指标。请回答下表中表示的有效范围和应用范围
硬度符号有效值范围主要应用范围
HRAHRBHRC
HR和HB有什么差别？答：两种都是测试硬度的标准，
区别在于测量方法不同。
两种硬度标准根本性区别在于：布
70 ?8525 ?10020 ?67
硬质合金、表面淬火、渗碳有色金属、退火、正火等
淬火钢、调质钢等
:
生较大的塑
F
L
氏和洛氏测量的对象不同。布氏测量低硬度的材料，洛氏测量高硬度的材料。
6、参照教材1-7图补充如下Fe-Fe3C相图缺少的内容(标注相应的数据和材料相符号
考每个线条和线条包容区域内金属相符号的特点
)，思
(a. ) . AC线为：合金的液相线(b. ) . (c. ) . (d. ) . (e. ) . (f. ) .
Acm线为：碳在奥氏体中的溶解限度线
AC3线为：奥氏体中开始析出铁素体或铁素体全部溶入奥氏体的转变线A表示：奥氏体相F表示：铁素体相P表示：珠光体相
(g. ) . Ld表示：液相(h. ) .
FaC表示：渗碳体相
(i.). 含碳0.77 %为：都是奥氏体(j.).
导致过共析钢中材料脆性很高的主要原因是：
若加热到略高于
AC1温度时,
珠光体完全转变成奥氏体，并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小，且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度，则二次渗
碳体不断溶入奥氏体，致使奥氏体晶粒不断长大，其碳浓度不断升高，会导增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。
7、假定有含碳量为
80%勺材料从液态逐渐缓慢冷却，请说明其随温度下降的组织变化。
致淬火变形倾向
答：液相，液相和一次渗碳体，一次渗碳体和莱氏体，一次渗碳体和低温莱氏体
8、AC3和Acm是重要指标线，在这个温度以下会稳定得逞室温组织。在高温度附近的冷却
速度决定了材料的晶粒大小。因此，为细化晶粒的退火热处理的工艺设计是需要查阅相常要高出50° C）。请同学补充完成下面的回答：
图的（通
回答：当温度下降到达体，……
发生共晶反应。此时液相
AC线时，出现凝固，成为L （液体）和A,经过EF线以后完全固
LC（4.30 % C），奥氏体AE （2.11 % C）。渗碳体（6.69 %
C）三相共存。冷凝时反应的结果形成了奥氏体与渗碳体的机械混合物，通称为莱氏体9、
钢的热处理主要包括淬火、退火、回火、调质处理和渗碳。它们的主要特点是按照热
工艺过程安排特点考虑的。
请藐视它们的特点：
淬
处理温度、冷却速度、热处理目的或用途、火：指将钢件加热到
Ac3或Ac1 （钢的下临界点温度）以上某一温度，保持一定的时间，然后以适
当的冷却速度，获得马氏体（或贝氏体）组织的热处理工艺。常见的淬火工艺有盐级淬火，贝氏体等温淬火，表面淬火和局部淬火等。淬火的目的：使钢件高工件的硬度，强度和耐磨性，为后道热处理作好组织准备等。度，保持一定的时间，
浴淬火，马氏体分
获得所需的马氏体组织，提
退火：指金属材料加热到适当的温然后缓慢冷却的热处理工艺。
常见低金属材
的退火工艺有：再结晶退火，去应力退火，球化退火，完全退火等。退火的目的：主要是降料的硬度，
提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残余应力，
提高组织和成分
的均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。回火：指钢件经淬硬后，再加热到处理工艺。常见的回火工艺有：
以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热低温回火，中温回火，高温回火和多次回火等。
使钢件具有高的硬度和耐磨性外，
回火的目的：并具有所需要的
主要是消除钢件在淬火时所产生的应力，塑性和韧性等。
调质：指将钢材或钢件进行淬火及高温回火的复合热处理工艺。钢。它一般是指中碳结构钢和中碳合金结构钢。
使用于调质处理的钢称调质
渗碳：渗碳是将工件置于渗碳介质中，加热到单相奥氏体状态，保温一段时间，使碳原子渗层，提高表层含碳量，从而增加表面的硬度及耐磨性。
入工件表
渗碳工件材料一般为低碳钢。
渗碳工艺常用的有气体渗碳和固体渗碳。渗碳后，仍需对工件进行淬火和低温回火处理。10、请回答.077 %碳钢和1. %碳钢的细化晶粒温度。
例如：一批碳钢试样组织晶粒大小不均匀，
需采用退火处理。应采用的工艺设计应该是
:
缓慢加热至500?650 C,保温足够时间，随炉冷却至室温。
问：为什么要保温足够的时间，为什么要缓慢冷却答：因为晶粒组织转变需要一定的时间，
?
,
还须
因此当金属工件表面达到要求的加热温度时
在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全。11、现有40Cr钢制造的机床主轴，心部要求良好的强韧性
硬而耐磨（54?58HRC，试问：（1）（2）（3）
应进行哪种预处理和最终热处理？热处理后获得什么组织？
热处理工序在加工工艺路线中位置如何安排？
（200?300HBS,轴颈处要求
答：（1）正火（调质）——预处理、高频淬火和回火——最终热处理
（2）（3）
奥氏体
正火一一机加工一一高频淬火一一回火
（牌号、
12、铸铁是制造机器零件毛坯的主要黑色金属材料之一，请说明铸铁的基本特征。
石墨形态、铸造性能、成本等）答：1）灰铸铁：牌号
HT,石墨形态是片状，铸造性能优良，成本最低的铸铁。
QT,石墨形态是球状，铸造性能近似于灰铸铁。RuT,石墨形态是蠕虫状，铸造性能好。KT,石墨形态是团絮状，不能锻造。
2）球墨铸铁：牌号3）蠕墨铸铁：牌号4）可锻铸铁：牌号13、
为了获得优质的铸件毛坯，在结构工艺性方面需要注意哪些原则？
2）铸件的壁厚应尽量均匀
3）铸件的结构不仅有利于保证铸件的
质量，
答：1）铸件的壁厚应合理
而且应尽可能使铸造工艺简化，以稳定产品质量和提高生产率。14、
按照碳含量将碳钢分为低、
中、高碳钢，参考教材中图
3-2归纳碳钢的力学性能随
含碳量的变化规律。答：含碳量越高15、
，工件硬度增加，柔韧性变小，脆性变大，越难加工。
请查阅资料描述下列化学元素对材料的力学
合金钢分为合金结构钢和合金调质钢，
性能产生影响的特点。
Mn提高钢韧性、强度、硬度和淬性，改善钢的热加工性能。Cr：显著提高强度、性。
Si :显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。
Mo使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能
高温下受到应力，发生变形，称蠕变
力（长期在
硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
铬又能提高钢的抗氧化性和耐
腐蚀
）。结构钢中加入钼，能提高机械
性能。还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
B:钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。V:钒是钢的优良脱氧剂。
钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提咼强度和韧性。钒与碳
形成的碳
化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
W钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨
性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
16、在毛坯冲压成形中，过大的变形量将产生毛坯缺陷甚至导致报废，因此需要增加热处理
工序，请描述工艺设计的基本原则，
答：板料冲压是利用冲模板料产生分离或变形，从而获得毛坯或零件的压力加工方法。当板料厚度超过8?10mm时才采用热冲压。冲压生产的基本工序有分离工序和变形工序两大17、
电焊条由哪些部分组成
类。
？其作用是什么？
焊芯主要有传导电流、
产生电弧、作为焊缝填充金属等作用。
产生熔渣覆盖熔池
答：电焊条由焊芯和药皮组成。
药皮主要作用是提高电弧燃烧的稳定性，形成保护气氛使熔池隔绝空气，
表面起机械保护作用，并有脱氧与添加合金元素的作用。18、
选择零件毛坯的两个基本原则是什么？
答：1）适用性原则2）经济性原则
电大机械制造基础形成性考核册作业
1. 什么是基准制？为什么要规定基准制？在哪些情况下采用基轴制？轴组成配合的一种制度。
2答案
答：基准制是指同一限制的孔和
以两个相配合的零件中的一个零件为基准件，并选定标准公差带，而改变另一个零件置，从而形成各种配合的一种制度。
一般情况下优先才用基孔制，加工时可以减少刀具、量具的数量，制通常用于下列情况：1）所用配合的公差等级要求不高。一基本尺寸的各个部分需要装上不同配合的零件。2.
答：配合是指基本尺寸相同的，
什么叫配合？配合的特征由什么来表示
相互结合的孔、轴公差带之间的关系。
的公差带位
比较经济实惠。基轴
3）在同
2）活塞销和孔要求过渡配合。
？
配合的特征由配合的
种类来表示，即1）间隙配合2）过盈配合3）过渡配合3. 形位公差特征共有几项？其名称和符号是什么？答：形位公差国家标准分为
14种。其名称及符号如教材
P93页的表6 —1
用查表法确定，并画出公
4.
下列各配合的孔、轴的极限偏差、计算极限间隙量（或过盈量）差带图。
孔的极限偏差
① 20H8/f7
+0.033
0
轴的极限偏差-0.020
-0.041
极限间隙（过盈）74
20
公差带图
电大机械制造基础形成性考核册作业答案
