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1、复习课,材料及成形技术A(1),材料及成形技术B(1),考试时间： 11月14日（周一）14:1516:15 考试地点： EJ303,20162017学年秋季学期 一、“材料与成形技术B(1)”考试通知,二、“材料与成形技术A(1)”考试通知,考试时间： 11月21日（周一）14:1516:15 考试地点： 1001教师号（1-2节）GJ204 1003教师号（3-4节）GJ106 1005教师号（7-8节）GJ104,材料成形（一）复习重点：,1.材料的力学性能和晶体结构 强度、硬度、塑性、韧性 基本概念；主要指标；实验方法；计算公式等。 纯金属的晶体结构和结晶过程 晶向指数、晶面指数； 3
2、种常见晶格的晶格常数、致密度 3种晶格缺陷 结晶过程和细化晶粒的3种办法 合金的晶体结构 固溶体、化合物、机械混合物的性能特征,2. 二元合金相图和杠杆定律: 匀晶、共晶、共析、包晶转变的概念,各类相图 的形态特征 匀晶相图的区域(相组成、组织组成),冷却曲线, 组织转变过程分析 共晶相图的区域(相组成、组织组成),冷却曲线, 组织转变过程分析 用杠杆定律计算相组成物或组织组成物各自所占 的比例 枝晶偏析、比重偏析、扩散退火（均匀化退火）,3. 铁碳合金及Fe-Fe3C相图 平衡相、平衡组织；相图的形态和各区域组织 特征点线： 0.0218%(室温用0)、0.77%、2.11%、 4.3%、6
3、.69%；727、1148 亚共析、共析、过共析、亚共晶、共晶、过共晶 6种铁碳合金的冷却曲线和组织转变过程 亚共析、共析、过共析钢的室温平衡组织及金相 照片特征，会用杠杆定律计算各相的比例。 从材料组织分析含碳量与力学性能的关系： c1%时，随碳量增加，硬度；强度、塑性和韧性,会写包晶、共晶、共析转变式 包晶转变式：L 0.53 + 0.09 0.17 共晶转变式：L 4.3 2.11 + Fe3C ( L4.3 Ld4.3 ) 共析转变式： 0.77 0.0218 + Fe3C ( 0.77 P 0.77 ) 4. 热处理 热处理时的组织与性能的变化分析: 加热时：实现奥氏体化（用相图分析
4、）； 冷却时：过冷奥氏体将实现珠光体或贝氏体或 马氏体转变（用C曲线分析）,A,退火、正火、淬火、回火的加热温度、冷却方 式及主要目的。 防止淬火变形和开裂的三种办法及各自的优缺 点和应用场合。（双液、分级、等温淬火） 起始晶粒度、本质晶粒度；淬透性、淬硬性 对本质粗晶粒钢热处理时，要严格控制加热温 度、加热速度、保温时间（快速加热、短时间保温） 热处理组织（非平衡冷却组织）：S、T、 B 、 M、回火S、回火T、回火M的定义与性能特征； 上B、下B、低碳M、高碳M在显微镜下的形态 特征及性能区别,5. 钢铁材料 钢铁材料的分类、牌号意义及主要用途。 Q235与Q345（以295分界）, 45
5、 , T8与T8A , T10; 20CrMnTi,40Cr,60Si2Mn ,GCr15;38CrMoAl*(渗氮) 9SiCr, W18Cr4V; 2Cr13, 4Cr13,1Cr18Ni9Ti; HT150, HT300; KTH300-06, KTZ500-06; QT800-2, RuT380 石墨化过程及其影响因素，石墨化对铸铁分类 （白、灰、麻）及基体组织（F基、F+P基、P基） 的影响（书中P38图1-47）,碳钢中的有益杂质（锰、硅） 有害杂质（硫-热脆、磷-冷脆、氢-氢脆） 合金元素的主要作用： 固溶强化：P、Si、Mn、Ni、Mo 阻碍A长大（细M）：除Mn、B外 提高淬
6、透性（C曲线右移）：除Co外 Ms、Mf下降（残余A增多）：除Co、Al外 消除第二类回火脆性（450650）：W、Mo,6.强化金属材料的方法 细晶强化（同时提高强、硬、塑、韧） 如孕育铸铁的强度高于普通灰口铸铁 固溶强化（强、硬提高，塑、韧略下降） 如铁素体的强度高于纯铁 弥散强化（强、硬提高，塑、韧下降） 又称为第二相强化 如珠光体的强度高于铁素体 形变强化（强、硬提高，塑、韧下降） 如冷拉钢丝的强度高于退火态钢丝,7.典型零件的选材与热处理方案 预备热处理: 目的: 改善切削加工性能, 消除铸、锻、焊等 毛坯制造过程中产生的热应力 方法:完全退火, 球化退火, 正火,最终热处理,目的:
7、 调整零件的最终性能, 以满足使用要求 方法: 淬火+高温回火, 淬火+中温回火, 淬火+低温回火, 表面淬火+低温回火, 表面渗碳+淬火+低温回火, 表面渗氮,1.建筑用钢(钢窗、钢门、钢筋) Q235;不热处理,(轴、齿轮),(小销、轴、螺钉),不重要的零件 Q235, 20, 25等; 不热处理或正火,重要的受力或传动零件45、40Cr等; 淬火+高温回火,2.机械零件,典型实例:,弹性元件60、65、60Si2Mn等; 淬火+中温回火,(弹簧、弹性垫圈),(导柱、导套),心韧面硬的零件20、25、20CrMnTi; 表面渗碳+淬火+低温回火,耐腐蚀,容器、管道等1Cr18Ni9Ti,螺
8、栓、叶片、齿轮等2Cr13,不热处理,调质,3.工具,锯条等手工低速刀具T10、T12等, 淬火+低温回火 手术刀、西餐刀等医用和食品加工刀具4Cr13, 淬+低回,手锤、扳手等韧性工具T7、T8等, 淬火+中温回火,4.机床底座、床身等箱体壳体件HT200、HT350等 (重型机床用高牌号);铸后去应力退火 5.弯头、三通、阀门等薄壁耐蚀件KTH300-06等, 铸后石墨化退火 6.曲轴等形状复杂的重载件QT600-3、ZG200- 400等,正火或淬火+高温回火,例1：对一根长2米直径20mm的实心T12钢圆棒不均匀加热，各段温度如图所示，假设各段冷却介质如表所示，请在各 段中填入相应的组
9、织，并分析其力学性能。,A B C D,P+Fe3CII,P+Fe3CII,P+Fe3CII,粗P+Fe3CII,炉冷,P+Fe3CII,P+Fe3CII,S+T+Fe3CII,粗P+Fe3CII,空冷,P+Fe3CII,P+Fe3CII,T+M+Fe3CII+A残,粗T+粗M+Fe3CII+A残,油冷,P+Fe3CII,P+Fe3CII,Fe3CII+ M+A残,粗M+A残,水冷,D,C,B,A,1000 750 700 500 ,粗(S+T),分析思路:,1.加热到温后的组织(用相图分析) 1000 -粗大A; 750 -A+Fe3CII 700 -P+Fe3CII ; 500 -P+Fe
10、3CII,500 ,700 ,750 ,1000 ,T12,2.不同冷却后的组织(用CCT图分析),水冷: M+A残,油冷: Fe3CII + T+M+A残,空冷: Fe3CII +S+ T,炉冷,炉冷: Fe3CII +P,A 转 变,水冷,油冷,空冷,非A组织保留,例2、请分别计算铁碳合金中二次渗碳体、三次渗 碳体的最大百分含量。 提示: 二次渗碳体是A中(脱溶)析出的, 即A2.11 A0.77 +Fe3CII,0.77,2.11,6.69,Fe3CII,A,Fe3CII =,2.11-0.77,6.69-0.77,100% = 22.64%,三次渗碳体是F中(脱溶)析出的, 即F0.0
11、218 F0.0008 +Fe3CIII,0,0.0218,6.69,Fe3CIII,F,Fe3CIII =,0.0218 - 0,6.69- 0,100% = 0.33%,例3、某工厂要制造的产品，可供选择的材料 有(a)(e)五种，请用连线表示你的选择： 锻压机床的机身 (a) HT200 坦克车的履带板 (b) HT350 柴油发动机的曲轴 (c) ZGMn13 织布机齿轮(低速低载) (d) QT600-02 三通、弯头等管接头 (e) KTZ550-04,例4、现有若干个直径为10毫米的T8钢试样，要分 别获得下列的组织，应选用何种热处理方法? 请画出此钢的TTT图，并在TTT图中画
12、出各自 的冷却曲线。 （1）S+T； (绿线) （2）全部B下； (紫线) （3）M+Ar； (3条红线都行) （4）T+M+Ar； (淡兰线) （5）T+B上+B下+M+Ar。 (黄线),时间,温度,作业（五）解答,（1）汽车齿轮： 20CrMnTi，合金渗碳钢； C%=0.2%, Cr1.5%, Mn1.5%, Ti1.5%； 渗碳淬火低温回火；最终组织为回火M。,（2）连杆： 40Cr，合金调质钢；C%=0.4%, Cr1.5%； 调质（淬火高温回火）；最终组织为回火S,（3）弹簧： 65Mn，弹簧钢； C%=0.65%, Mn1.5%； 淬火中温回火；最终组织为回火T。,（4）冷冲压模
13、具： Cr12MoV，冷作模具钢； C%1%, Cr=12%, Mo1.5%, V1.5%； 淬火低温回火； 最终组织为回火M+粒状碳化物+A残。,（5）滚动轴承： GCr15Mo，滚动轴承钢； C%1%左右, Cr=1.5%, Mo1.5%； 球化退火（预备热处理）淬火低温回火； 最终组织为回火M+粒状碳化物+A残。,（6）车刀： W18Cr4V，高速钢； C%1%, W%=18%, Cr%=4%, V%1.5%； 1280淬火560三次回火； 最终组织为回火M粒状碳化物+A残。,（7）锉刀： T10，碳素工具钢；C%1%； 淬火低温回火；组织为回火M碳化物+A残。,（8）热锻模具： 5Cr
14、MnMo，热变形模具钢； C%=0.5%, Cr1.5%, Mn1.5%, Mo1.5%； 淬火中温回火；最终组织为回火T。,（9）手术刀： 4Cr13，不锈钢；C%=0.4%, Cr=13%； 淬火低温回火；最终组织为回火M。,（10）机床床身： HT300，孕育灰口铸铁； b300Mpa（30mm直径的试样）； 去应力退火； 最终组织为珠光体基体+细片状石墨,模拟试卷答案：一、改错题（在错误处的文句下方划线，并写出正确的文句只划线不改错无分；每题1分，共10分。） 1、材料的抗拉强度是指材料达到允许变形程度前的最大应力。 （ 断裂 ） 2、当外力超过塑性材料的弹性极限后，材料将产生屈服变形
15、，该弹性极限也是材料的屈服极限。 （ 不 ） 3、HRA是测定硬质合金、淬火钢、表面淬火层的洛氏硬度测试方法。（ 渗碳 ） 4、低应力脆断是材料在低温下发生脆性所引起的。（ 冷脆 ） 5、结晶时成核速率愈小，生长速率愈小，则结晶后合金的力学性能愈好（ 大） 6、置换固溶体中溶质原子和溶剂原子半径相差愈小则溶解度愈小。（ 大 ） 7、球化退火为得到在铁素体基体上均匀分布的球状渗碳体，故其冷却速度比完全退火慢，占用炉子时间长。 （ 短 ） 8、水淬后， 过 共析钢得到的是板状马氏体组织。 （ 亚 ） 9、利用合金元素产生细晶粒钢，既减少晶界的面积，又提高晶界的强度，可提高钢的抗高温蠕变性能。 （ 粗 ） 10、包晶反应是一个液态析出另外一个固态的反应。 （ 液相和一个固相 ）,模拟试卷答案,二、填空题：(每空1分，共10分) 现
