机械工程材料与成型技术

机械工程材料与成型技术工程材料：金属材料有机高分子材料陶瓷材料复合材料。过冷现象：实际结晶过程只有在理论结晶温度以下才能进行的现象。过冷度：实际结晶温度Tn与理论结晶温度To之间的温度差。退火：是将钢加热到Ac3以上的一定温度，或Ac1以下某一温度，保温一定时间，然后随炉温冷却，或将工件埋入石灰等冷却能力弱的介质中缓慢冷却到600ºC以下，在空气中冷却至室温的热处理工艺。正火：是把钢件加热到Ac3以上的一定温度，经适当保温，使钢全部奥氏体化后再空气中冷却，得到较细珠光体组织的热处理工艺。淬火：是将工件加热到Ac3或Ac1点以上某一温度保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。回火：将淬火零件重新加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后冷却到室温的工艺。（8分)细化铸态金属晶粒措施：1)增大金属的过冷度2)变质处理3）振动4）电磁搅拌铸铁的性能特点：1）优良的铸造能力2）良好的切削加工性3)较好的耐磨性和减震性4）较低的缺口敏感性浇注位置的确定：1）主见的重要加工面应朝下2）铸件的大平面应朝下3）将面积较大的薄壁部分至于铸型下部或使其处于垂直或倾斜位置4）对容易产生的缩孔的铸件，使厚的部分放在铸型分型面附近的上部或侧面，以便在铸件厚壁处直接安置冒口，使之实现自下而上的定向凝固。分型的选择：1）简化工艺原则2）方便操作原则3）保证精度原则砂型铸造工艺对铸件结构的要求：1）铸件具有最少的分型面且分型面尽量平直；避免铸件外形侧凹凸台和筋条结构应便于起模；铸件应有合适的结构斜度；2）空腔：尽量不用或少用型芯；便于型芯固定，排气和清理。（12分）合金铸造性能对铸件结构的要求：1）铸件的壁厚应合理均匀2）壁的转角处应有结构圆角；应避免壁的交叉和锐角连接；壁厚与薄壁间的连接应铸件过渡；3）筋的分置受力尺寸应合理4）铸件结构应能自由收缩和采用对称结构有利于减小应力和防止变形5）铸件结构应符合合金的凝固原则和合理增设补缩通道结构有利于防止缩孔和缩松6）铸件结构应尽量避免过大水平面。自由锻件结构工艺：1）锻件下应避免锥面和斜面结构2）锻件上应尽量避免加强筋凸台工字形截面或空间曲面3）锻件结构应避免截面尺寸的急剧变化。(10分)分模面的选择原则：1）确保锻件容易从模膛中取出2)按选定的分模面制成锻模面后，应使上下两模面的模膛轮廓一致3）把分模面选在能使模膛深度为最浅的位置4）选定的分模面应使零件上所加的敷料为最少5）是分模面为一平面，便于加工制造。模锻件的结构工艺性：1)必须具有一个合理的分模面2）尺寸精度高，表面粗糙度较低，零件上只有与其他机件配合的表面才需进行机械加工，其余表面均可设计为非加工表面3）零件外形应力要求简单平直和对称4）尽量避免深孔结构和多孔结构5）可采用煅——焊组合工艺，以减少敷料。(12分)预防和减少焊接应力与变形的措施：1）焊前预热，焊后缓冷2）采用合理的焊接顺序和方面3）合理地选择焊接方法和焊接工艺参数4）反变形法5）采用刚性固定发6）焊后及时消除应力。（考）焊缝的布置：1)焊缝布置应便于焊缝操作2）焊缝应尽量分散布置3）焊缝的位置应尽可能对称布置4）尽量减小焊缝数量5）焊缝尽可能避免焊缝应力和应力集中的位置6）焊缝应尽量远离机械加工表面机械零件的失效形式：1）变形失效2）断裂失效3）腐蚀失效4）磨损失效（8分）机械零件材料的选择：1）使用性能原则2）工艺性能原则3）经济性原则4）可持续发展原则机械零件成型方法的选择：1）工艺适应原则2）经济性原则3）环保性原则铸铁的性能特点：1、优良的铸造性能；2、良好的切削加工性；3、较好的耐磨性和减震性；4、较低的缺口敏感性。金属晶粒细化的方法：1、增大金属的过冷度；2、变质处理；3、振动；4、电磁搅拌。铸造方法砂型铸造：(手工造型和机器造型)。特种铸造;（熔模铸造、消失模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造）晶体的各向异性:在晶体中，不同晶面和晶向上的原子排列的密度不同，它们之间的结合力大小也不一样，使得金属晶体在不同方向上的性能不同，这种性质称为晶体的各向异性。固溶体：固溶体是溶质原子溶入固态溶剂中形成的一种成分和性能均匀吗，且结构与溶剂组元结构相同的固相。金属化合物：金属化合物是金属与金属元素之间或金属与类金属（以及部分非金属）元素之间的化合物。固溶强化：通过加入溶质元素形成固溶体，使金属强度和硬度升高的现象。晶体结构：晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三位周期性的规则排列为其最基本的结构特征。在晶体中，原子（离子或分子）规则排列的方式称为晶体结构。调质处理：淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械性能。加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降。焊接热影响区：热影响区是指焊缝两侧因焊接热作用虽没有溶化但却发生组织和性能变化的区域。热影响区的组织特点答：热影响区可分为过热区、正火区和部分相变区1、过热区：由于奥氏体晶粒急剧长大，形成过热组织，塑性和韧性降低。过热区是热影响区中力学性能最差的部位。2、正火区：加热时金属发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。冷却后得到均匀而细小的铁素体和珠光体组织，其力学性能优于母体。3、部分相变区：珠光体和部分铁素体发生重结晶，转变为细小的奥氏体晶粒。部分铁素体不发生相变，但其晶粒又长大的趋势。冷却后晶粒大小不均，因此力学性能比正火区稍差。