【正文】 獲得一定厚度的強(qiáng)化層表面》1離子注入的基本原理是什么？試說(shuō)明離子注入的應(yīng)用情況。用于精密儀器、儀表、工具、模具。滲氮的目的：提高工件表面的硬度、耐磨性、耐蝕性和疲勞強(qiáng)度等。（2）60彈簧鋼淬火溫度Ac3以上30~50℃，回火溫度250~500℃，回火后獲得的組織為貝氏體，硬度大致為40~50HRC?；鼗鹚魇象w?；鼗瘃R氏體。為什么要進(jìn)行表面淬火？常用的淬火方法有哪些？各用在什么場(chǎng)合？為使零件表面具有高的硬度和耐磨性。使P中的片狀Fe3C和網(wǎng)狀二次Fe3C球化，轉(zhuǎn)變成球狀Fe3C目的：降低鋼的硬度，改善切削加工性，并減少隨后淬火時(shí)的形變、開(kāi)裂傾向，為淬火作組織準(zhǔn)備。 常用的退火方法：完全退火、等溫退火、球化退火（不完全退火）、均勻化退火（擴(kuò)散退火）、去應(yīng)力退火和再結(jié)晶退火等。進(jìn)行保溫，使奧氏體在等溫下進(jìn)行組織轉(zhuǎn)變。（5）加熱到高溫下（1000~1250℃），鋼為單相奧氏體組織。（5）鋼適宜于通過(guò)壓力成形，而鑄鐵適宜于通過(guò)鑄造成形。并隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加Fe3CⅡ增加，P減少。Ld是奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物，（Ld `）是珠光體與滲碳體的機(jī)械混合物，%，力學(xué)性能與滲碳體接近。1已知A（熔點(diǎn)為600℃）與B（熔點(diǎn)為500℃）在液態(tài)無(wú)限互溶，在固態(tài)300℃時(shí)A溶于B的最大質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%，室溫時(shí)為10%，但B不溶于A；在300℃時(shí)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的液態(tài)合金發(fā)生共晶反應(yīng)，現(xiàn)要求：（1）做出AB合金相圖；（2）分析A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布為20%、45%、80%等合金的結(jié)晶過(guò)程。過(guò)冷度與冷卻速度有何關(guān)系？它對(duì)金屬結(jié)晶過(guò)程有何影響？對(duì)鑄件晶粒大小有何影響？冷卻速度越快過(guò)冷度越大，使晶核生長(zhǎng)速度大于晶粒長(zhǎng)大速度，鑄件晶粒得到細(xì)化。８、 金屬結(jié)晶的基本規(guī)律是什么？金屬結(jié)晶由形核和長(zhǎng)大兩部分組成，并存在過(guò)冷度。原因：固溶體中溶質(zhì)原子的溶入引起晶格畸變，使晶體處于高能狀態(tài)。塑性優(yōu)于體心立方晶格的金屬。金屬腐蝕的方式主要有哪幾種？金屬防腐的方法有哪些？主要有化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)習(xí)題答案作者：日期：《工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)》習(xí)題參考答案第一章 材料的種類與性能（P7）１、 金屬材料的使用性能包括哪些？力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等?！》栏椒ǎ?）改變金屬的化學(xué)成分；2）通過(guò)覆蓋法將金屬同腐蝕介質(zhì)隔離；3）改善腐蝕環(huán)境；4）陰極保護(hù)法。 密排六方晶格：晶格屬于六方棱柱體，在六棱柱晶胞的12個(gè)項(xiàng)角上各有一個(gè)原子，兩個(gè)端面的中心各有一個(gè)原子，晶胞內(nèi)部有三個(gè)原子。５、 簡(jiǎn)述聚合物大分子鏈的結(jié)構(gòu)與形態(tài)。９、 如果其他條件相同，試比較在下列鑄造條件下，鑄件晶粒的大小。冷卻速度小時(shí)，實(shí)際結(jié)晶溫度與平衡溫度趨于一致。1為什么鑄造合金常選用接近共晶點(diǎn)的合金？為什么要進(jìn)行壓力加工的合金常選用單相固溶體成分的合金？近共晶點(diǎn)的合金熔點(diǎn)低，結(jié)晶范圍小，鑄造性能好。1碳鋼與鑄鐵兩者的成分、組織和性能有何差別？并說(shuō)明原因。由于F、P、Fe3CⅡ，的力學(xué)性能上的差異，隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加鐵碳合金的強(qiáng)度和硬度增加，而塑性和韌性下降。（1）鋼隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加鐵素體減少，而滲碳體增加。其塑性好，變形抗力小利于壓力成形；而鋼的流動(dòng)性差，在冷卻的過(guò)程中收縮率大，鑄造性能比鑄鐵差。轉(zhuǎn)變完后再冷卻至室溫。完全退火與不完全退火在加熱規(guī)范、組織轉(zhuǎn)變和運(yùn)用上有何不同？為什么亞共析鋼一般不采用不完全退火，共析鋼不采用完全退火？完全退火：將鋼加熱至Ac3以上30℃—50℃，保溫一定時(shí)間，緩慢冷卻的工藝。正火與退火的主要區(qū)別是什么？如何選用？正火的冷卻速度比退火稍快，過(guò)冷度稍大。分為感應(yīng)加熱淬火和火焰淬火。高硬耐磨。較好的綜合機(jī)械性能。（3）T12銼刀淬火溫度Ac1以上30~50℃，回火溫度150~250℃，回火后獲得的組織為馬氏體，硬度大致為62~65HRC。常用于在交變應(yīng)力下工作的各種結(jié)構(gòu)件。 磷化處理目的是：使金屬表面的吸附性、耐蝕性及減摩性得到改善。基本原理：將工件放入離子注入機(jī)中，在幾十至幾百千伏的電壓下，把所需元素的離子注入到工件表面。這些合金元素對(duì)鋼的力學(xué)性能的作用：1）固溶強(qiáng)化鐵素體；2）第二相強(qiáng)化；3）細(xì)晶強(qiáng)化。什么是合金滲碳鋼和合金彈簧鋼？常用的鋼種有哪些？合金滲碳鋼：～%，熱處理方式滲碳后淬火加低溫回火，常用鋼種20Cr、20CrMnSi。指出下列合金鋼的類別、用途和各合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及主要作用。1試述灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵的主要用途？并說(shuō)明為什么石墨的差異會(huì)帶來(lái)性能上的差異？灰鑄鐵因石墨的存在，如同在鋼的機(jī)體上分布有無(wú)數(shù)的孔洞，石墨的形態(tài)、數(shù)量、大小和分布，決定其性能，石墨片越多越粗大，分布越集中，影響越大；1三塊形狀和顏色完全相同的鐵碳合金，分別為15鋼、60鋼和白口鑄鐵，用什么簡(jiǎn)便方法可迅速區(qū)分它們？用劃痕法比較它們的硬度，硬度從低到高分別為15鋼、60鋼和白口鑄鐵。1如何使鑄鐵中的石墨的形態(tài)成團(tuán)絮狀形式存在？可鍛鑄鐵是否可鍛？用碳、硅含量較低的鐵液澆注成白口鐵鑄件 ，再經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的高溫退火形成。 變形鋁合金包括哪幾類鋁合金？用LY1作鉚釘應(yīng)在何狀態(tài)下進(jìn)行鉚接？在何時(shí)得到強(qiáng)化？變形鋁合金包括：防繡鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛鋁合金。鈦合金分為幾類？鈦合金的性能特點(diǎn)與應(yīng)用是什么？鈦合金分為：α型鈦合金、β型鈦合金、α＋β型鈦合金。材料：（1）酚醛樹(shù)脂；（2）尼龍（3）聚氯乙烯；（4）聚甲基丙烯酸甲脂。氮化物陶瓷：硼化物陶瓷：硬度高，較高的耐化學(xué)侵蝕能力。1比較玻璃鋼、碳纖維增強(qiáng)塑料、硼纖維增強(qiáng)塑料、碳化纖維增強(qiáng)塑料和Kevlar纖維增強(qiáng)塑料的性能特點(diǎn)，舉例說(shuō)明它們的用途。塑性材料考慮屈服強(qiáng)度，脆性材料考慮抗拉強(qiáng)度。鍛造后正火，機(jī)加工后進(jìn)行滲碳+高頻淬火+低溫回火，以提高表面硬和耐磨性。（2）在下列材料中選擇何種材料較為合適？低溫合金高強(qiáng)度鋼：奧氏體不銹鋼：變形鋁合金；黃銅；鈦合金；工程塑料。２、 既然提高澆注溫度能提高合金的充型能力，為何又要防止?jié)沧囟忍撸?因澆注溫度太高，合金液體在鑄腔中液態(tài)收縮與凝固收縮的量大，易產(chǎn)生縮孔與縮松。生產(chǎn)上經(jīng)常采用哪些方法來(lái)確定縮孔的位置？合理的安置冒口和冷鐵的位置，使鑄件按預(yù)定方向順序凝固。厚部、心部受拉應(yīng)力。在固態(tài)收縮過(guò)程中，由于下部溫度下降得快，上部與下部收縮不均勻，所以產(chǎn)生熱應(yīng)力。1金屬型鑄造、壓力鑄造、反壓鑄造和擠壓鑄造有何不同？金屬型鑄造：依靠合金液重力將熔融金屬澆入金屬鑄型而獲得鑄件的方法。如果鑄件的壁厚小于規(guī)定的最小壁厚，鑄件將可能出現(xiàn)澆不到等缺陷，而成為廢品。第八章 壓力加工（151）１、 常用的金屬壓力加工方法有哪些？各有何特點(diǎn)？（1） 軋制：使金屬坯料通過(guò)一對(duì)回轉(zhuǎn)軋輥間的空隙產(chǎn)生變形。冷卷成形是為了保持冷拉簧絲的特點(diǎn)。何謂金屬的可鍛性？影響可鍛性的因素有哪些？金屬的可鍛性(鍛造性能):是衡量材料壓力加工難易程度的工藝性能。自由鍛特點(diǎn)：鍛造時(shí)，金屬能夠沿上、下砧塊向沒(méi)有受到鍛造工具工作表面限制的各方向流動(dòng)。模鍛的特點(diǎn)：（１）鍛件質(zhì)量較好，力學(xué)性能較高。1下列零件應(yīng)選用何種鍛造方法制坯？（1）活扳手（大批量）：模鍛（2）大六角螺釘（成批）；模鍛（3）銑床主軸（成批）；自由鍛（4）起重機(jī)吊鉤（單件）。落料、沖孔、折彎1超塑成型與普通塑性成型有何區(qū)別？常用的超塑成型方法有哪些？超塑成型是利用材料在特定的條件下所表現(xiàn)出的異常高的伸長(zhǎng)率（超過(guò)100%）的能力來(lái)成形的，它比普通塑性成型所需載荷低得多，能成型出普通塑性成型不能成形的高質(zhì)量、高精度的薄壁、薄腹板、高筋件和其他復(fù)雜件。第九章 焊接（177）什么是焊接電??？它由哪幾個(gè)區(qū)域組成？各區(qū)產(chǎn)生的熱量和溫度如何？什么是正接和反接？焊接電?。河珊附与娫垂┙o的，具有一定電壓的兩電極間或電極與焊件間，在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的強(qiáng)烈而持久的放電現(xiàn)象。在其他電弧焊工藝中，有類似材料和作用，如釬焊中的釬劑。部分組織發(fā)生相變的區(qū)域。產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的原因是什么？焊接應(yīng)力是否一定要消除？如何消除，可采取哪些措施來(lái)消除？焊接過(guò)程中，對(duì)焊件進(jìn)行不均勻加熱和冷卻，是產(chǎn)生焊接應(yīng)力和變形的根本原因。不熔化極氬弧焊易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化焊接，但通過(guò)的電極的電流不易過(guò)大，常用于焊接厚度小于6mm的薄板。電渣焊有何特點(diǎn)？適用于什么場(chǎng)合？可一次焊接較大厚度的工件，生產(chǎn)率高，焊縫金屬較純凈，焊時(shí)不開(kāi)坡口，節(jié)省鋼材和焊接材料，但焊接接頭晶粒粗大。常用于受力較大及工作溫度較高的結(jié)構(gòu)件的焊接。熱焊法可防止工件產(chǎn)生馬氏體、白口鐵組織和裂紋，焊補(bǔ)質(zhì)量好焊補(bǔ)處可進(jìn)行機(jī)械加工。復(fù)合材料焊接方法有：1手工電弧焊接頭的基本形式有哪幾種？有何特點(diǎn)？焊接較厚板材時(shí)為什么有開(kāi)坡口？手工電弧焊接頭的基本形式有：對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭。（c）焊縫1不合理，應(yīng)最后焊接。適用于熱塑性塑料的管、板、棒以及絲、網(wǎng)、薄膜的生產(chǎn)。等靜壓成形：利用液體或橡膠等在各個(gè)方向傳遞壓力相等的原理對(duì)坯體進(jìn)行壓制（分為干式和濕式）。零件的使用要求包括：包括力學(xué)性能、工作溫度、工作介質(zhì)及其它特殊性能。而箱體類零件一般受力不大，且形狀復(fù)雜，鑄造能滿足其要求，且鑄造成本較低。（5）鐘表用小模數(shù)傳動(dòng)齒輪，φ15mm，批量10萬(wàn)件；38CrMoAlA，扎制。1毛坯件常用的無(wú)損探傷方法有哪些？試述其工作原理及適用性。4）超聲波檢測(cè)：超聲波具有被固體傳輸和被內(nèi)表面存在處反射的性能。第12章　現(xiàn)代成形技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)什么是快速成形技術(shù)？分層/堆積成形，通過(guò)逐層堆積材料而形成三維實(shí)體。什么是半固態(tài)成形技術(shù)？常用的半固態(tài)成形技術(shù)有哪些？半固態(tài)成形技術(shù)：在金屬的凝固過(guò)程中，用一定的工藝方法改變初生固相的形核和長(zhǎng)大過(guò)程，得到一種液態(tài)金屬母液中均勻地懸浮著一定初生固相的固液混合漿料，利用這種混合漿料直接進(jìn)行加工成形，或先將固液混合漿料完全凝固成坯料，根據(jù)需要將坯料切分，再將切分的坯料重新加熱至固液兩相區(qū)，用這種半坯料進(jìn)行成形加工。生產(chǎn)的鋁合金鑄件力學(xué)性能較擠壓鑄件高。2）鉗工：包括劃線、鏨削、鋸割、銼削、刮削、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋、機(jī)械裝配和設(shè)備維修等。車削外圓時(shí)，工件轉(zhuǎn)速n=360r/min，vc=150m/min，測(cè)得此時(shí)電動(dòng)機(jī)功率Pc=3kw，設(shè)機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)效率η=，試求工件直徑dw、主切削力Fz。k`τ=10176。α0=10176。切削熱的影響：使工件產(chǎn)生熱變形，影響工件的精度。τ。銑平面時(shí)，為什么端銑比周銑優(yōu)越？ 用端銑刀談削時(shí)，同時(shí)參加切削的刀齒數(shù)較多。由于刀齒的刃口不能磨得絕對(duì)鋒利，所以刀刃在開(kāi)始時(shí)不能立刻切人工件，而是擠壓加工表面，在其上滑行一段很小的距離后，才能切人工件。 綜上所述，順銑有利于提高刀具耐用度和工件夾持的穩(wěn)固性，從而可以提高工件的加工質(zhì)量。特點(diǎn)：（1）鏜床是加工機(jī)座、箱體和機(jī)架等外形復(fù)雜的大型零件的主要設(shè)備；（2）加工范圍廣泛；（3）能獲得較高的加工精度和較小的表面粗糙度值；（4）生產(chǎn)率低。1試述特種加工的分類方法，以及電火花加工、電解加工、超聲加工、激光加工的特點(diǎn)和運(yùn)用范圍。試舉例說(shuō)明零件必須設(shè)置退刀槽的結(jié)構(gòu)。銑削牙嵌式離合器時(shí)，為什么銑四齒不如銑五齒省工，試?yán)L圖進(jìn)行分析。電火花加工特點(diǎn)：（1）可加工任何高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導(dǎo)電材料；（2）加工時(shí)無(wú)明顯的機(jī)械力；( 3)脈沖參數(shù)可調(diào)；( 4)生產(chǎn)效率低；( 5)部分能量消耗在工具電極上，導(dǎo)致電極損耗，影響成形精度。在鏜床上鏜孔有工件固定，刀具旋轉(zhuǎn)并做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；刀具旋 轉(zhuǎn)，工件做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩種。而在一般銑床上，由于沒(méi)有消除間隙的裝置，還是多采用逆銑。反之，在順銑時(shí)，每齒的切削厚度是由最大變到零，因而就沒(méi)有逆銑時(shí)的這種缺點(diǎn)。從刀齒的工作條件看，端銑的刀齒剛剛切入時(shí)．切削厚度不等于零，有利于減輕刀尖與加工表面的強(qiáng)烈摩擦，可以提高刀具的耐用度。（1）寫出主運(yùn)動(dòng)鏈；（2）確定主軸V轉(zhuǎn)速的級(jí)數(shù)；（3）計(jì)算主軸最大轉(zhuǎn)速。如何評(píng)價(jià)材料切削加工性能的好壞？改善材料切削加工性的途徑有哪些？評(píng)價(jià)材料切削加工性能好壞的指標(biāo)：在一定刀具耐用度下的切削速度vr和相對(duì)加工性Kr。k`τ=2176。；（2）端面車刀：γa=15176。因?yàn)楦咚黉摽蛇M(jìn)行冷熱加工成形，刃磨性能好，熱處理變形小，適于制作形狀復(fù)雜的刀具。 發(fā)展方向：與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化系統(tǒng)論、控制論及人工智能、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成等高新技術(shù)及理論相融合，向精密化、柔性化、智能化方向發(fā)展。1簡(jiǎn)述現(xiàn)代成形技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。:生產(chǎn)中常用什么方法制備半固態(tài)金屬？電磁攪拌和機(jī)械攪拌簡(jiǎn)述觸變壓鑄的生產(chǎn)過(guò)程。相同點(diǎn)：在快速成形技術(shù)中哪一種使鑄件適時(shí)生產(chǎn)成為可能？激光選擇燒結(jié)成形技術(shù)。適用于零件內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)。在裂紋等表面缺陷處存在殘留色液，刷懸浮白堊粉顯示出裂紋形貌。與合金流動(dòng)性有關(guān)的有：冷隔和澆不到。而帶輪和飛輪受力不大，成本較低的鑄件完全可滿足要求。２）承受的應(yīng)力和沖擊不大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。熱壓成形：利用蠟類材料熱熔冷固的特點(diǎn)，把粉料與熔化的蠟料黏合劑迅速攪合成具有流動(dòng)性的料獎(jiǎng)，在熱壓鑄機(jī)中用壓縮空氣把熱熔料獎(jiǎng)注入金屬模具中，冷卻凝固成形。適用于熱塑性塑料或流動(dòng)性大的熱固性塑料。圖a不合理之處在于兩板厚度相差太大，焊接接頭處焊接應(yīng)力很大。角接接頭和T形接頭受力情況復(fù)雜，但接頭呈一定角度時(shí)必須采用。冷焊法操作方便，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)率高，但焊補(bǔ)質(zhì)量不如熱焊補(bǔ)，焊接處切削加工性較差。自行車車架（鋼）、自行車車圈（鋼）、鋼窗、焊縫鋼管選用手工電弧焊；鋁合金自行車車架、不銹鋼儲(chǔ)罐選用等離子弧焊；家用液化氣罐主焊縫、鍋