《第二篇 机械制造基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二篇 机械制造基础（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车机械基础复习资料第二篇机械制造基础第5章金属材料及热处理概论一、金属及合金的主要性能1、金属材料分为黑色金属和有色金属两类。黑色金属包括铸铁和钢。碳的质量分数超过2%的铁碳合金称为铸铁；碳的质量分数小于2%的铁碳合金称为钢。钢铁以外的金属材料称为有色金属材料或非铁金属材料。钢铁是金属材料的主体。2、金属材料的物理性能包括：密度及熔点、导热性、热膨胀性。3、金属材料的化学性能一般包括耐蚀性、抗养化性和化学稳定性。4、金属及合金的机械性能即金属材料的力学性能。力学性能包括强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等。强度是材料最重要、最基本的力学性能指标之一。常用的塑性指标有断后伸长率和断面收缩率。
2、评定材料韧性的力学性能指标是冲击韧度和断裂韧度。工程上一般用金属夏比冲击试验来测定金属材料的冲击韧度值。5、常用测定金属材料硬度的方法有布氏硬度试验和洛氏硬度试验。布氏硬度用HB表示。硬度机压头为淬火负于时用HBS表示，适用于石硬度较低（HB450）的材料；硬度机压头为硬质合金钢球时用HBW表示，适用于硬度较高（450HB650）的材料。洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC三种。6、金属及合金的工艺性能：铸造性、切削加工性、焊接性、可锻性、冲压性、顶锻性、冷弯性、热处理工艺性。衡量铸造性的指标有流动性、收缩性和偏析趋势。低碳钢具有良好的焊接性。7、合金元素对钢性能的影响：强化铁素体、形成合金碳
3、化物、细化晶粒、提高钢的淬透性、提高钢的回火稳定性。二、常用金属材料和非金属材料1、含碳量在0.02%2.11%的铁碳合金称为碳钢，又称碳素钢。2、碳钢中还含有硅、锰、磷、硫4种杂质。其中硅、锰是有益的杂质，磷、硫是有害杂质。3、碳钢的分类：（1）按钢中的含碳量分类：低碳钢（含碳量0.25%）、中碳钢（含碳量在0.25%0.60%）、高碳钢（含碳量0.60%）（2）按钢的质量分类：普通碳素钢（钢中硫的含量0.050%,磷的含量0.045%）、优质碳素钢（钢中硫的含量0.040%）、高级碳素钢（钢中硫的含量0.030%,磷的含量0.035%）。（3）按钢的用途分类：碳素结构钢、碳素工具钢。（4）
4、按冶炼方法和设备的不同分类，平炉钢和转炉钢。（5）按钢液的脱氧程度的不同分类：沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。4、写出下列牌号数字及字母的含义，170HBS10/30000/30、500HBW5/7500、Q235-AF、45、16Mn、10F、T8、T12A、Q390A、HT300、QT400-15、KTH300-06、ZAl99.5、T4、H70（1）170HBS10/30000/30：表示直径为10mm的淬火钢球压头在30000N试验力作用下保持30s，测得的布氏硬度值为170。说明：标注布氏硬度时，符号HBS或HBW之前为硬度值，符号后面用数值按顺序依次表示球体直径、试验力和试验保持时间（1
5、015s不标注），并用斜线分别隔开。（2）500HBW5/7500：表示用直径5mm的硬质合金球在7500N试验力作用下保持1015s，测得的布氏硬度值为500。（3）Q235-AF：屈服点为235Mpa的A级沸腾钢。说明：碳素结构钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母Q、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法符号四个部分按顺序组成。质量等级符号用字母A、B、C、D表示，其中A级的硫磷含量最高，D级的硫磷含量最低。脱氧方法符号用F、b、Z、TZ表示，F是沸腾钢，b是半镇静钢，Z是镇静钢，TZ是特殊镇静钢。Z和TZ符号在钢号组成表示方法中都予以省略。碳素结构钢按屈服点高低分为Q195、Q215、Q235
6、、Q255、Q275五个不同强度级别的牌号。（4）45：平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。（5）16Mn：平均含碳量为0.16%的优质碳素结构钢，含锰量钢。（6）10F：平均含碳量为0.10%的优质碳素结构钢，沸腾钢。说明：优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示，这两位数字表示该钢的平均含碳量的万分数。较高含锰量钢在牌号后面标出元素符号Mn。（7）T8：平均含碳量为0.08%的优质碳素工具钢。（8）T12A：平均含碳量为1.2%的高级优质碳素工具钢。说明：碳素工具钢简称工具钢，碳素工具钢的牌号以T及后面的阿拉伯数字表示，其数字表示钢中平均含碳量的千分数。若为高级优质碳素工具钢，则在牌号后面标
7、以A（9）HT300：最低抗拉强度为300Mpa的灰铸铁。说明：灰铸铁的牌号由HT及后面的数字表示。数字表示的是最低抗拉强度。（10）QT400-15：QT表示球墨铸铁，400表示最低抗拉强度为400Mpa，15表示最低延伸率为15%。说明：球墨铸铁的牌号由QT，字母后有两组数字，前面一组数字表示该铸铁的最低抗拉强度，后面一组数字表示最低延伸率。（11）KTH300-06：KT表示可锻铸铁，H表示黑心可锻铸铁，300表示最低抗拉强度为300Mpa，06表示最低延伸率为6%。说明：可锻铸铁牌号用KT表示。如果是黑心可锻铸铁，在KT后面用H表示；如果是白心可锻铸铁，在KT后面用B表示；如果是珠光体
8、可锻铸铁，在KT后面用Z表示。（12）ZAl99.5：表示的铸造纯铝。说明：铸造纯铝牌号由Z和铝的化学元素符号及表示铝纯度百分含量的数字组成。（13）T4：工业纯铜的代号。说明：工业纯铜的代号有T1、T2、T3、T4四个牌号，数字越大，纯度越低。（14）H70：表示平均含铜量为70%的普通黄铜。说明：普通黄铜的代号是以H表示，扣面的数字表示平均含铜量。5、热处理的定义及目的。钢的热处理是指将钢在固态下进行不同的加热、保温和冷却，以改变其内部组织，从而获得所需要性能的一种工艺。它是改善钢材加工性能、提高产品质量、降低成本、延长使用寿命、充分发挥材料潜力的重要手段。热处理是改变工件的组织和性能。其
9、目的是为了发送钢的性能，如强度、硬度、塑性、韧性、耐磨性、耐蚀性、加工性能等。6、加热速度、加热温度、保温时间及冷却速度，称为热处理过程的工艺参数。7、钢在奥氏体化后的冷却方式有连续冷却和等温冷却。8、钢的热处理分类：钢的热处理分为普通热处理和表面热处理两大类。普通热处理工艺主要有退火、正火、淬火和回火。表面热处理常用的为表面淬火和化学热处理。(1) 退火：将钢加热到A3（亚共析钢）或A1（过共析钢）以上某一温度范围，保温一定时间，然后缓慢冷却（一般是随炉冷却）的热处理过程，称为退火。退火的目的：调整硬度，便于切削加工。消除残余内应力，附上在后续加工或热处理中发生变形和开裂。细化晶粒，提高力学
10、性能。(2）正火：将钢加热到A3或Acm以上某一温度范围，经保温使之完全奥氏体化后，然后在空气中冷却的热处理工艺，称为正火。 与退火相比，正火的冷却速度较快，所以得到的珠光体组织更细，强度和硬度都有所提高。(3) 淬火：淬火是将钢加热到A3或A1以上某一温度范围，保温，然后在水、盐水或油中急剧冷却的热处理工艺。 淬火的目的一般是为了获得马氏体组织，以提高钢的力学性能。(4) 回火：把淬火后的工件重新加热到A1以下某一温度，保温后再以适当的冷却速度冷却到室温的热处理工艺，称为回火。 回火的目的是为了稳定钢在淬火后的组织，消除因淬火冷却过快而产生的内应力，并稳定其尺寸，调整强度、硬度、提高塑性，使
11、工件获得较好的综合力学性能等。所以，回火总是在淬火后进行的，通常是热处理的最后工序。(5) 调质：淬火加高温回火的热处理称为调质。 调质广泛用于各种重要结构件，如连杆、轴、齿轮等的处理，也可作为某些要求较高的精密零件、量具等的预备热处理。9、低碳钢拉伸时，第一个阶段是弹性变形阶段，特征是会发生弹性变形，第二阶段是屈服阶段，第三是强化阶段，第四阶段是缩颈阶段第6章互换性与技术测量一、形状和位置公差1、互换性按互换程度，可分为完全互换和不完全互换。、2、配合的种类包括间隙配合、过渡配合和过盈配合三种。3、几何要素从不同角度来分类：（1）按结构特征分为轮廓要素和中心要素。（2）按存在状态分为实际要素
12、和理想要素。（3）按所处部位分为被测要素和基准要素。（4）按功能关系分为单一要素和关联要素。4、按照测量方向与基准轴线的相对位置不同，圆跳动公差分为径向圆跳动、端面圆跳动和斜向圆跳动。全跳动分为径向全跳动和端面全跳动。5、粗糙度的评定参数分为轮廓自述平均偏差、微观不平度十点高度、轮廓最大高度。第7章金属制造工艺一、铸造1、金属或合金的铸造性能主查指金属或合金的流动性和收缩性。2、铸铁的流动性最好，铝硅合金的次之，铸钢的最差。3、铸造金属或合金从浇注到冷至室温要经历三个收缩阶段，即液态收缩、凝固收缩和固态收缩。液态收缩和凝固收缩主要表现为铸件体积上的缩减，它们是铸件产生缩孔和缩松的基本原因。固态
13、收缩主要表现为铸件各方面尺寸上的缩小，它是铸件产生应力和裂纹的基本原因。4、常用的砂型有湿型、干型、表面干型和各种化学硬化砂型（自硬砂型）。5、砂型铸造的生产工序主要包括：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂（人工落砂和机械落砂）、清理和检验。车刀的组成二、压力加工1、焊接的方法包括熔化焊、加压焊、钎焊。2、焊接时焊芯的作用：一是导电，产生电弧；二是熔化后作为填充金属，与熔化的母材一起形成焊缝。3、按用途不同，电焊条有结构钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条等，其中结构钢焊条应用最广。4、J422的含义：J表示结构钢焊条，前两位数字42表示焊缝金属的抗拉强度不低于420Mpa，第三位数字表示
14、药皮类型为钛钙型，适用交直流电源。5、焊接碳钢和低合金钢的基本接头形式有对接、搭接、角接和T形接四种。6、电弧焊常采用的基本坡口形式有I形坡口、V形坡口、X形坡口、U形坡口和K形坡口。7、按焊缝在空间位置的不同，可分为平焊、立焊、横焊和仰焊。车刀的主要角度8、焊条电弧焊的焊接参数包括焊条直径、焊接电流和焊接速度。焊接电流主要根据焊条直径选取。9、低碳钢的可焊性好，焊前不需预热。10、氩弧焊是当前工业生产中应用最多的焊铝方法之一。三、切削加工1、切削运动包括主运动和进给运动。 2、切削三要素：切削速度v、进给量f、背吃刀量3、刀具的组成：刀具的角度：前角后角主偏角副偏角刃倾角4、常用刀具材料分为
15、工具钢、硬质合金、陶瓷和超硬材料。5、切削液的作用有冷却、润滑、洗涤和排屑、防锈。6、零件的加工质量主要包括加工精度和表面质量。加工精度用尺寸公差、形状公差和位置公差来表示。表面质量用表面粗糙度来衡量。生产中常用轮廓平均偏差Ra作为评定表面粗糙度的主要参数。7、根据切削变形的特点和切削的外形，切削一般分为崩碎切屑、带状切削、节状切屑。8、塑性材料切削过程的实质是一个挤压过程，重复着弹性变形、塑性变形、挤裂和切离四个阶段。由于脆性材料的塑性趋于零，所以它的切削过程只经历了弹性变形、挤裂和切离三个阶段。9、切削过程中的物理现象包括切削力、切削热和积屑瘤。10、刀具切削部分材料应具备哪些切屑性能？并简述其原因。刀具材料性能的优劣是影响表面加工质量、切削效率、刀具寿命的基本因素。正确选择刀具否决设计和选择刀具的重要内容之一。刀具材料应具备高硬度、高耐磨性、高红硬性和足够的强度及韧性，除此之外，刀具材料还要有良好的工艺性及经济性，常刀具材料分为工具钢、硬质合金、陶瓷及超硬材料。11、简述切削热的产生和传播对切削加工的影响。在切削过程中，切削力使切屑变形、刀具与工件以及刀具与切屑之间的摩擦共同产生了大量的切削热，这些切削热实质上
