【正文】 1 《金屬工藝學(xué)》 學(xué)習(xí)包 目 錄 課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 ……………………………………………………………… 2 第一章 金屬材料的性能………………… ………………………………………… 1 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 2 第二章 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶…………………………………………… 3 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 5 第三章 鐵碳合金…………………… ……………………………………………… 6 習(xí)題 ……………………………………………………… ……………………… 7 第四章 鋼的熱處理………………… ……………………………………………… 8 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 10 第五章 鋼鐵材料的表面熱處理… ………………………………………………… 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 第六章 常用工程材料 ……………………………………………………………… 11 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 13 第七章 鑄造成形………… ………………………………………………………… 14 習(xí) 題 ……………………………………………………………………………… 15 第八章 鍛壓成形……… …………………………………………………………… 16 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 17 第九章 焊接與膠結(jié)成形 …………………………………………………………… 18 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 21 第十章 機(jī)械零件材料及毛坯的選擇與質(zhì)量檢驗(yàn) ………………………………… 22 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 24 第十 一章 金屬切削加工的基礎(chǔ)知識(shí)……………………………………………… 25 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 28 第十二章 切削加工方法…………………………………………………………… 29 2 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 31 第十三章 機(jī)械加工工藝過程的基礎(chǔ)知識(shí)………………………………………… 32 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 34 第十四章 零件的結(jié)構(gòu)工藝性………………………………… …………………… 35 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 35 第十五章 先進(jìn)制造技術(shù)…………………………………………………………… 習(xí)題 ……………………………………………………………………………… 習(xí)題答案 ………………………………………………………………………… 36 3 課程的任務(wù)和學(xué)習(xí)方法 一、本課程的特點(diǎn) 本課程是一門有關(guān)機(jī)械零件制造方法及其用材的綜合性技術(shù)基礎(chǔ)課。 本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，學(xué)生應(yīng)積極認(rèn)真地 參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)踐， 才能更有效地掌握本門課程的知識(shí)，以便為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后生產(chǎn)實(shí)踐打下較好的基礎(chǔ)。 二、本課程的任務(wù) 了解常用工程材料的種類、性能及改性方法，初步掌握其應(yīng)用范圍和選擇原則。 掌握主要毛坯成形方法的基本原理和工藝特點(diǎn)，具有選擇毛坯及工藝分析的初步能力。 掌握各種主要加工方法的實(shí)質(zhì)、工藝特點(diǎn)、基本原理和設(shè)備；了解零件的加工工藝過程，能制定簡(jiǎn)單的制造工藝過程。 了解零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 三、本課程的學(xué)習(xí)方法 每章學(xué)習(xí)時(shí)，首先閱讀自學(xué)指導(dǎo)書，了解本章學(xué)習(xí)目標(biāo)中的主要內(nèi)容，以 及重點(diǎn)、難點(diǎn)所在，而后閱讀教材和自學(xué)指導(dǎo)書中本章基本內(nèi)容的閱讀指導(dǎo)。閱讀時(shí)要注重對(duì)基本概念、基本理論的理解，同時(shí)要積極開展 理論 與 實(shí)踐 的 結(jié)合 。 每章閱讀理解后，要結(jié)合復(fù)習(xí)思考題進(jìn)行自檢，看是否初步掌握基本內(nèi)容，并要及時(shí)完成習(xí)題作業(yè)，以求達(dá)到較牢固的掌握基本內(nèi)容。 每章學(xué)完后，要閉書回憶，循序總結(jié)，自測(cè)自驗(yàn)。根據(jù)記憶和熟練周期，階段性安排復(fù)習(xí)，恢復(fù)和喚起所學(xué)過的內(nèi)容，以求達(dá)到深入、全面、牢固地掌握所學(xué)內(nèi)容 ；并加強(qiáng) 實(shí)踐訓(xùn)練， 多 干、多看、勤思考、多積累。這樣 才能夠良好地完成本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)。 四、閱讀教材選 用和刪減內(nèi)容 本課程采用 中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編，劉會(huì)霞主編的 《 金屬工藝學(xué) 》教材。 教材中帶的第 五 章 鋼鐵材料的表面熱處理 、第十 五 章 先進(jìn)制造技術(shù) 為加寬內(nèi)容，為非必讀內(nèi)容，讀者可根據(jù)需要學(xué)習(xí)，但不計(jì)入規(guī)定學(xué)時(shí)內(nèi)和考試范圍。 1 第 1 章 金屬材料的性能 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 清楚 金屬材料的性能包括哪些內(nèi)容。 掌握金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念，符號(hào)及表示方法，應(yīng)用條件和范圍 。 了解金屬材料的物理、化學(xué)性能及應(yīng)用。 二、基本內(nèi)容 金屬材料的性能 1）使用性能 包括：力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能。 2）工藝性能 包括：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能和熱處理性能。 載荷的概念 1）靜載荷：大小不變或變動(dòng)很慢的載荷。 2）沖擊載荷 ：突然增加或消失的載荷。 3）疲勞載荷：周期性的動(dòng)載荷。 金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念 符號(hào)及表示方法 應(yīng)用條件和范圍 1）強(qiáng)度 概念：金屬材料在載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。 符號(hào)表示：屈服強(qiáng)度 σ s—— 材料產(chǎn)生屈服時(shí)的最小應(yīng)力。單位為 Mpa。 抗拉強(qiáng)度 σ b—— 材料拉斷前所承受的最大應(yīng)力。單位為 Mpa。 應(yīng)用條件和范圍 ： 設(shè)計(jì)機(jī)械零 件和選 材 的主要依據(jù)。 2）塑性 概念：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力。 符號(hào)表示：斷后伸長(zhǎng)率 δ —— 試樣拉斷后，標(biāo)距長(zhǎng)度的相對(duì)伸長(zhǎng)率。 斷面收縮率 ψ —— 試樣拉斷后，試樣截面積的相對(duì)收縮率。 應(yīng)用條件和范圍： 材料進(jìn)行壓力加工時(shí) 選 材 的主要依據(jù)。 3） 硬度 概念：材料表面局部體積內(nèi)抵抗另一物體壓入時(shí)變形的能力。 符號(hào)表示：布氏硬度 HB 2 洛氏硬度 HR 應(yīng)用條件和范圍：布氏硬度主要用于測(cè)量灰鑄鐵、有色金屬以及經(jīng)過退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼材等材料。 HBS 適于測(cè)量硬度 值小于 450 的材料， HBW 適于測(cè)量硬度值小于 650 的材料。洛氏硬度計(jì)可測(cè)定軟的金屬材料，也可測(cè)定硬的金屬材料。HRA 主要用于測(cè)量硬質(zhì)合金、表面淬火鋼； HRB 主要用于測(cè)量軟鋼、退火鋼、銅合金等； HRC 主要用于測(cè)量一般淬火鋼。 4）沖擊韌度 概念：金屬材料抵抗沖擊載荷載荷作用而不破壞的能力。 符號(hào)表示：沖擊吸收功 Ak。 沖擊韌度 ak。 應(yīng)用條件和范圍：沖擊韌度值一般只作為選 材時(shí)的 參考，不能作為計(jì)算依據(jù)。材料 的多次沖擊抗力主要取決于塑性；沖擊能量地時(shí)，主要取決于強(qiáng)度 。 5）疲勞強(qiáng)度 概念：金屬 材料在 多次重復(fù)交變 載荷作用下而不 發(fā)生 斷裂的 最大應(yīng) 力。 符號(hào)表示： 疲勞強(qiáng)度 δ 1 應(yīng)用條件和范圍： 黑色金屬循環(huán)周 次 10 的 7 次方，有色金屬和某些高強(qiáng)鋼循環(huán)周次 10 的 8 次方。 三、 本章重點(diǎn) 金屬材料的力學(xué)性能各項(xiàng)指標(biāo)的概念，符號(hào)及表示方法，應(yīng)用條件和范圍。 四、習(xí)題 一、填空題 金屬的性能包括（ ）性能和 ( )性能。 材料的工藝性能包括（ ）、（ ）、 ( )、 ( )和（ ）。 填寫下列力學(xué)性能指標(biāo)的符號(hào)：屈服點(diǎn)（ ）、洛氏硬度 A 標(biāo)尺（ ）、抗拉強(qiáng)度（ ）、斷后伸長(zhǎng)率 ( )。 二、判斷題 塑性變形隨 載荷的去除而消失。（ ） 當(dāng)布氏硬度試驗(yàn)條件相同時(shí)， 壓痕直徑愈小，金屬的硬度愈低。（ ） 三、選擇題 做疲勞實(shí)驗(yàn)時(shí)，試樣承受的載荷是（ ） 3 A 靜載荷 B 沖擊載荷 C 循環(huán)載荷 金屬的 ( )愈好，則其鍛造性能愈好。 A 強(qiáng)度 B 塑性 C 硬度 四、名詞解釋 強(qiáng)度 硬度 塑性 沖擊韌性 疲勞強(qiáng)度 五 、簡(jiǎn)答題 為 什么疲勞斷裂對(duì)機(jī)械零件危害最大？如何提高零件的疲勞強(qiáng)度？ 第 2 章 金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)與結(jié)晶 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 了 解晶格、晶胞、實(shí)際金屬的多晶體結(jié)構(gòu)、結(jié)晶等概念。 掌握金屬晶體的三種常見晶格類型：面心立方、體心立方和密排 六 方晶 格 。 掌握實(shí)際金屬點(diǎn)、線、面缺陷與金屬 力學(xué) 性能的關(guān)系。 掌握純金屬結(jié)晶過程，過冷度與晶粒大小對(duì) 力學(xué) 性能的影響，細(xì)化晶粒的措 施 。 掌握 合金的基本概念，了解固溶體和金屬間化合物的概念 。 了解二元合金相圖的建立，了解合金結(jié)晶的過程 。 二、基本內(nèi)容 金屬的 晶體結(jié)構(gòu) 的基本知識(shí) 1）晶格、晶胞的概念： 晶格一：用來描述原子在晶體中排列形式的假想的空間格架。 晶胞：晶格中能代表晶體結(jié)構(gòu)特征的最小組成幾何單元。 2） 金屬晶體結(jié)構(gòu)常見的 三種晶格類型： 體心立方 晶格、 面心立方 晶格 和密排 六方晶 格 。 3） 金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu) ： 實(shí)際金屬的 晶體結(jié)構(gòu) 是 多晶體結(jié)構(gòu) ； 實(shí)際金屬的晶體結(jié)構(gòu) 內(nèi)部存在晶體缺陷。晶體缺陷包括： 點(diǎn) 缺陷 、線 缺陷 、面缺陷 。 點(diǎn) 缺陷即空位、間隙原子和置換原子； 線 缺陷即位錯(cuò)； 面缺陷 即晶界和亞晶界。晶體缺陷會(huì)使金屬內(nèi)部晶格發(fā)生晶格畸變， 產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；金屬的性能發(fā)生變化，強(qiáng)度、硬度增加。晶 4 體缺陷是強(qiáng)化金屬的手段之一 金屬的結(jié)晶 ： 1） 純金屬 的結(jié)晶過程。 結(jié)晶的概念 ：凝固時(shí)原子在物質(zhì)內(nèi)部做有規(guī)則排列。 過冷度 ：金屬實(shí)際結(jié)晶溫度低于理論結(jié)晶溫度的差值。 結(jié)晶過程：液態(tài)金屬結(jié)晶是不斷生成晶核和晶核