【正文】 等。 7．鑄件在冷卻收縮過程中，因壁厚不均等因素造成鑄件各部分收縮的不一致引起內(nèi)應(yīng)力，這種應(yīng)力稱之為 熱應(yīng)力 ；鑄件收縮受到鑄型、型芯及澆注系統(tǒng)的機械阻礙而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為 機械應(yīng)力 。生產(chǎn)中確定縮孔位臵的常用方法有 畫等溫線法、內(nèi)切圓法 和 計算機模擬凝固法 等。凝固溫度范圍窄的合金，傾向于“逐層凝固”，因此易產(chǎn)生 縮孔 ；而凝固溫度范圍寬的合金，傾向于“糊狀凝固”，因此易產(chǎn)生 縮松 。導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生縮孔和縮松的根本原因是 液態(tài)收縮和凝固收縮 ；導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生應(yīng)力、變形、裂紋的原因是 固態(tài)收縮 。合金的凝固溫度范圍越寬，其流動性越 差 。流動性不好的合金鑄件易產(chǎn)生 澆不足 和 冷隔 、氣孔、夾渣等鑄造缺陷。 Fe??Fe??溫度℃ 時間 1538 ℃ 1394 ℃ 912 ℃ 體心 面心 體心 Fe?? 11所示為部分的鐵碳合金狀態(tài)圖，請在右邊的 Tt圖中畫出含碳量為 %的鐵碳合金的結(jié)晶過程并標(biāo)注出各溫度段的組織。 ？請繪出純鐵的冷卻曲線，并指出同素異晶轉(zhuǎn)變溫度和晶格類型 。 )( 3 4 9 4 0 20M P aSF bb ?????)( 2 1 6 3 0 20M P aSF Ss ?????%%10030 3065%10000 ??????LLL k?%75% )(%100 22200 ??????SSS k?5. 零件的失效形式有哪些？影響失效的基本因素有哪些？ （ 1）斷裂、塑性變形、過量彈性變形、磨損、腐蝕等。 抗拉強度： 213 屈服強度： 132 塑性： 321 圖 11 拉伸曲線 4. 用 20鋼制成 ?10㎜ 、標(biāo)距 30㎜ 的試樣作拉伸試驗，測得屈服時的拉力為 21630N，斷裂前的最大拉力為34940N，拉斷后測得標(biāo)距長度為 65㎜ ，斷裂處直徑為 5㎜ 。 2．畫出低碳鋼的應(yīng)力 應(yīng)變曲線，并簡述拉伸變形的幾個階段。 二、簡答題與應(yīng)用題 ？若某種材料的零件在使用過程中突然發(fā)生斷裂，是由于那些力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的？ (1)常用力學(xué)性能指標(biāo)有 : 強度、塑性、剛度、硬度、沖擊韌性、疲勞強度。 16. GCr GCr15鋼按化學(xué)成分分類，它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金 鋼，主要用來制造 軸承套圈、滾珠、滾柱 。 .碳素鋼可分為 高碳鋼 、 中碳鋼 和低碳鋼 三類；鋼硫、磷雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，鋼可分為 普通鋼 、 優(yōu)質(zhì)鋼 、 高級優(yōu)質(zhì)鋼 和 特級優(yōu)質(zhì)鋼 三類。；亞共晶白口生鐵 wC為 %，室溫平衡組織為 P+Fe3CII+Ld39。 ，珠光體屬于復(fù)相結(jié)構(gòu)，它由 鐵素體 和 滲碳體 按一定比例組成，珠光體用符號 P表示。 ，其 強度 和 硬度 增高，而 塑性 和 韌性 降低。 固溶體 和 金屬化合物 ，其中 固溶體 具有良好的塑性， 金屬化合物 具有高的硬度和脆性。金屬的冷卻速度越快，過冷度越 大 ，獲得的晶粒越 細(xì) 。 α– Fe屬于 體心立方 晶格， γ– Fe屬于 面心立方 晶格， δ– Fe屬于 體心立方 晶格 。 點缺陷（空位或間隙原子） 、 線缺陷（位錯） 和 面缺陷（晶界） 。 作業(yè) 1 工程材料 彈性 變形和 塑性 變形。（ 1） 使用 性能和（ 2） 工藝 性能。（ 1）又包括 力學(xué) 性能、 物理 性能和 化學(xué) 性能等。 一、填空題 屈服強度 和 抗拉強度 ；可測得的塑性指標(biāo)有 延伸率 和 斷面收縮率 。 體心立方晶格 、 面心立方晶格 和 密排六方晶格 三種類型。 過冷度 。 ，可使金屬的強度、硬度 提高 ，塑性、韌性 提高 ；在生產(chǎn)中常用的細(xì)化晶粒的方法有 增大過冷度、 變質(zhì)處理、機械攪拌和振動；壓力加工再結(jié)晶；熱處理。 ，屬于固溶體的有 鐵素體 和 奧氏體 ；其中 鐵素體 是碳在 α– Fe中形成的固溶體。但當(dāng) wC%時，強度隨其含碳量的增加而 降低 。 ，共析鋼 wC為 %，室溫平衡組織為 P；亞共析鋼 wC為 %，室溫平衡組織為 P+F；過共析鋼 wC為%，室溫平衡組織為 P+Fe3C；共晶白口生鐵 wC為 %，室溫平衡組織為 Ld39。；過共晶白口生鐵 wC為 %，室溫平衡組織為 Fe3CI+Ld39。 14. 20CrMnTi鋼按化學(xué)成分分類，它屬于結(jié)構(gòu)鋼中的 合金 鋼，適宜制造 齒輪 等較重要的零件。 15. 40Cr、 40CrMo鋼按化學(xué)成分分類，它們屬于結(jié)構(gòu)鋼中的合金 鋼，適宜制造 主軸、連桿 等零件。 (2) 零件在使用過程中突然發(fā)生斷裂，是由于強度、塑性、沖擊韌性、疲勞強度等力學(xué)性能指標(biāo)不足所造成的。 b k e s ??ooe段：彈性變形 esbk段：塑性變形 s點 :屈服點 b點：最大應(yīng)力點 k點：斷裂點 3．圖 11所示為三種不同材料的拉伸載荷（拉力） 變形量（伸長量）曲線（試樣尺寸相同），試比較這三種材料的抗拉強度、屈服強度和塑性的大小。試計算 σb、 σs、 δ、 ψ的值。 （ 2）設(shè)計因素、材質(zhì)因素、工藝因素和安裝使用不當(dāng)。 （ 1）固態(tài)下隨著溫度的變化，金屬的晶體結(jié)構(gòu)從一種晶格類型轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格類型的過程。 E S Q G C% 1147℃ 1538 ℃ 727℃ P L A 912℃ C 溫度 ℃ T t L L+A A+F F+P A 鋼號 類 別 適用零件舉例 質(zhì)量 含碳量 成分 用途 普 優(yōu) 高優(yōu) 低 中 高 碳素 合金 結(jié)構(gòu) 工具 Q235 沖壓件 15 沖壓件 45 軸類 60Si2Mn 彈簧 T8A 銼刀 9SiCr 鉆頭 W18Cr4V 銑刀 11. 填表回答： 一、填空題 1．液態(tài)金屬的充型能力主要取決于合金的流動性。 2．影響液態(tài)合金流動性的主要因素有 合金的化學(xué)成分 、合金的物理性質(zhì) 、 合金的溫度 、不溶雜質(zhì)和氣體等。 3．任何一種液態(tài)金屬注入鑄型以后，從澆注溫度冷卻至室溫都要經(jīng)歷三個相互聯(lián)系的收縮階段，即 液態(tài)收縮 、凝固收縮 和 固態(tài)收縮 。 金屬材料成形基礎(chǔ)作業(yè)（ 2） 4．鑄件在凝固過程中所造成的體積縮減如得不到液態(tài)金屬的補充，將產(chǎn)生縮孔或縮松。 5．準(zhǔn)確地估計鑄件上縮孔可能產(chǎn)生的位臵是合理安排冒口和冷鐵的主要依據(jù)。 6．順序凝固原則主要適用于 逐層凝固 的合金，其目的是 消除縮孔 ；同時凝固原則主要適用于 糊狀凝固 的合金，其目的是 減小應(yīng)力 。 8．砂型鑄造制造鑄型的過程，可分為手工造型和機器造型。 9．特種鑄造主要包括 熔模鑄造 、 金屬型鑄造 、 壓力鑄造 和離心鑄造 等。 （ 2）影響液態(tài)合金充型能力的因素有 合金的流動性、 澆注條件、鑄型充填條件 。 （ 2）流動性和收縮。 2．什么是合金的鑄造性能？衡量合金鑄造性能的主要指標(biāo)是什么 ？其是如何影響的？ 二、簡答題與應(yīng)用題： 1．什么是液態(tài)合金的充型能力？影響液態(tài)合金充型能力的因素有哪些？ 3．現(xiàn)采用鑄造方法澆注三根直徑分別為 ?10mm、 ?30mm、?60mm的灰口鑄鐵試棒，測得它們的抗拉強度均為 200MPa，問這三根試棒的成分是否相同？牌號是否相同？若不相同，應(yīng)有何區(qū)別？ 1）牌號相同，成分不同。而影響鑄鐵組織和性能的因素是化學(xué)成分和冷卻速度兩個因素。 4．有一測試鑄造應(yīng)力用的應(yīng)力框鑄件，如圖 21所示，凝固冷卻后，用鋼鋸沿 AA線鋸斷 Φ30的粗桿 ，此時斷口間隙的大小會發(fā)生什么變化？為什么？ 1）變大。當(dāng)沿 AA鋸斷后，粗桿給予細(xì)桿的壓力被釋放，細(xì)桿的彈性壓縮變形恢復(fù)伸長，所以斷口間隙會變大。 2）因為碳、硅含量越高，鑄鐵中的石墨片就越粗大，石墨數(shù)量也越多，對基體的破壞就越嚴(yán)重。所以鑄鐵的強度越