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金属材料热处理节能新技术及应用论文

金属材料热处理节能新技术及应用论文
金属材料热处理节能新技术及应用论文

金属材料热处理节能新技术及应用

一、绪论

现代的制造技术非常重视制造与环境的和谐统一,制造业的可持续发展要和制造技术、环境科学、人文科学有机融合。先进制造技术才能有效保证产品的竞争能力的,先进的热处理技术是保证机械产品的质量水平的关键。现在我国的热处理的钢铁材料占钢材总量的四成,热处理产生的污染高而且能量耗费大,是机械制造业用电大户。因此,我国的热处理行业的节能潜力有很大的上升空间,增加研究开发金属材料的热处理节能的新技术的力度,对于减少我国能源耗费,保护我国生态环境,促进我国制造业和机械业的热处理的健康、持续发展有很强烈的现实意义。

二、我国金属材料热处理节能新技术和应用

我国热处理能源利用的现实情况是能量耗费巨大,效率不高且能源浪费和污染极为严重。造成能量耗费高的主因是机械设备的运转效率较低、机械设备装炉量不满、机械设备低利用效率、供加热的机械设备相对落后,无功效消耗的能源多等。当前我国的热处理节能新技术及应用主要要通过革新工艺、改进设备实现。

1、化学热处理的薄层渗入技术。化学热处理的薄层渗入技术打破人们认为的,各类化学元素渗入金属表层的深度和性能成正比的错误认识。实践和理论分析,渗层过深不但降低零件韧性且不利于增强产品的综合性能,无端增加成本和污染。为此中国的机械业和制造业使用化学薄层渗入的相关工艺技术,降低渗碳层三成,节约

金属材料与热处理教案

绪论 引入: 材料金属材料 机械行业本课程得重要性 主要内容:金属材料得基本知识(晶格结构及变性) 金属得性能(力学及工艺性能) 金属学基础知识(铁碳相图、组织) 热处理(退火、正火、淬火、回火) 学习方法:三个主线 重要概念 ①掌握 基本理论 ②成分 组织性能用途热处理 ③理论联系实际 引入:内部结构决定金属性能 内部结构? 第一章:金属得结构与结晶 §1-1金属得晶体结构 ★学习目得:了解金属得晶体结构 ★重点:有关金属结构得基本概念:晶面、晶向、晶体、晶格、单晶

体、晶体,金属晶格得三种常见类型. ★难点:金属得晶体缺陷及其对金属性能得影响. 一、晶体与非晶体 1、晶体:原子在空间呈规则排列得固体物质称为“晶体"。(晶体内得原子之所以在空间就是规则排列,主要就是由于各原子之间得相互吸引力与排斥力相平衡得结晶。) 规则几何形状 性能特点: 熔点一定 各向异性 2、非晶体:非晶体得原子则就是无规则、无次序得堆积在一起得(如普通玻璃、松香、树脂等)。 二、金属晶格得类型 1、晶格与晶胞 晶格:把点阵中得结点假象用一序列平行直线连接起来构成空间格子称为晶格. 晶胞:构成晶格得最基本单元 2、晶面与晶向 晶面:点阵中得结点所构成得平面。 晶向:点阵中得结点所组成得直线 由于晶体中原子排列得规律性,可以用晶胞来描述其排列特征。(阵点(结点):把原子(离子或分子)抽象为规则排列于空间得几何点,称为阵点或结点。点阵:阵点(或结点)在空间得排列方式称

晶体。) 晶胞晶面晶向 3、金属晶格得类型就是指金属中原子排列得规律。 7个晶系 14种类型 最常见:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格 (1)、体心立方晶格:(体心立方晶格得晶胞就是由八个原子构成得立方体,并且在立方体得体中心还有一个原子)。 属于这种晶格得金属有:铬Cr、钒V、钨W、钼Mo、及α—铁α-Fe 所含原子数 1/8×8+1=2(个) (2)、面心立方晶格:面心立方晶格得晶胞也就是由八个原子构成得立方体,但在立方体得每个面上还各有一个原子。 属于这种晶格得金属有:Al、Cu、Ni、Pb(γ-Fe)等 所含原子数1/8×8+6×1/2=4(个) (3)、密排六方晶格:由12个原子构成得简单六方晶体,且在上下两个六方面心还各有一个原子,而且简单六方体中心还有3个原子。 属于这种晶格得金属有铍(Be)、Mg、Zn、镉(Cd)等。 所含原子数 1/6×6×2+1/2×2+3=6(个) 三、单晶体与多晶体 金属就是由很多大小、外形与晶格排列方向均不相同得小晶体组成得,

金属材料与热处理题库及复习资料

金属材料与热处理(第五版)练习题及答案第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时,过冷度越大,结晶后晶粒越粗。( √) 3、一般情况下,金属的晶粒越细,其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中,各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体,就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 9、钢水浇铸前加入钛、硼、铝等会增加金属结晶核,从而可细化晶粒。( ×) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √)

13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √) 14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织,组织决定其性能,性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多,金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √)

金属材料热处理及其应用

金属材料热处理及其应用(一)---基本常识 金属材料热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。 金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。 公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。随着淬火技术的发展,人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。1850~1880年,对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。 二十世纪以来,金属物理的发展和其它新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。一个显着的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。 金属材料热处理的工艺 热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。 加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

金属材料与热处理含答案

金属材料与热处理含答 案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题:每空1分,满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的,其存在状态可分为气 态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题:每题1分,满分10分。

1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。() 2.玻璃是晶体。() 3.石英是晶体。() 4.食盐是非晶体。() 5.晶体有一定的熔点,性能呈各向异性。() 6.非晶体没有固定熔点。() 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。() 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。() 9.金属结晶时,过冷度的大小与冷却速度有关。() 10.冷却速度越快,过冷度就越小。() 三、选择题:每题2分,满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是() A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有() A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有() A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有() A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以()代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的() A.屈服点 B.抗拉强度 C.弹性极限 D.以上答案都对 7.做疲劳试验时,试样承受的载荷为()。

金属材料与热处理

金属材料与热处理 文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课,实践性较强,必须经过生产实习增强感性认识,再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点;了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识,能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组 织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却(加热)时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表 面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识,为后续相关专业课打下坚实基础。

2、通过本课程的学习,使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。 3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则,在讲授理论时要注重和生产实习相结合,增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识,重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行,采用单独考查方式,平时考核占考核评价成绩30%,期末考试占考核评价成绩40%,实验占考核评价成绩30%,考查采用5级制。 六、课时分配表

金属材料与热处理技术-550101

高等职业教育金属材料与热处理技术专业 教学基本要求 专业名称金属材料与热处理技术 专业代码550101 招生对象 普通高中毕业生 学制与学历 三年制,专科 就业面向 本专业学生毕业后主要在热处理厂、机械制造厂或模具制造厂的热处理车间或表面处理车间;钢铁公司或轧钢厂的热处理车间;热处理设备制造厂;金属材料营销公司;热处理设备营销公司;车间生产管理或工艺管理等单位工作。典型的岗位有: 一、初始岗位 1.机械零件热处理的生产操作岗位 2.热处理车间的热处理工艺编制岗位 3.热处理设备、热工仪表的维护维修岗位 4.热处理厂的热处理产品质量检验岗位 5.发蓝发黑、磷化等金属表面处理生产操作岗位 6.钢铁公司、轧钢厂金属材料力学性能和金相检验等理化分析岗位 7.热处理设备制造厂组装、调试岗位 二、发展岗位 在工作2~3年后并学习相关的知识和技能后,可从事下列岗位: 1.表面处理工艺编制岗位 2.车间工艺技术管理岗位 3.各种金属材料营销岗位 4.热处理设备的营销岗位

5.热处理工艺编制岗位 6.热处理质量检验主管岗位 培养目标与规格 本专业培养德、智、体全面发展,掌握必要的文化基础知识和金属材料与热处理专业知识,具有金属材料和零部件常规热处理工艺编制、生产操作、热处理设备使用与维护、金属材料的选用与检验、热处理质量控制、生产组织管理以及经营销售等职业能力的高技能人才。 一、专业定位 本专业学生毕业后主要从事金属材料与热处理技术相关的生产操作岗位。可进行机械零件的退火、正火、淬火、回火、表面淬火、化学热处理等各种热处理工作,可操作箱式炉、井式炉、盐炉、真空炉、可控气氛炉、中高频感应加热等设备,可进行强度、硬度、塑性、韧性、疲劳等各项金属材料力学性能的检测工作,可进行金相分析、断口分析、失效分析等金属材料检测工作,可从事发蓝发黑、喷砂、抛丸、电镀等金属材料表面处理的工作,获得一定经验后还可从事车间工艺技术管理工作,此外,根据所学专业知识,还可从事与热处理设备、金属材料营销的工作。 二、职业能力 针对企业对热处理人才的要求,热处理人才应该具备的职业能力分析见一览表。 职业能力分析表

(完整版)金属材料与热处理题库

《金属材料与热处理》期末复习题库 一、填空 1.晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。 2.常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。 3.实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。 4.根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同,固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。 5.置换固溶体按照溶解度不同,又分为无限固溶体和有限固溶体。 6.合金相的种类繁多,根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。 7.同非金属相比,金属的主要特征是良好的导电性、导热性,良好的塑性,不透明,有光泽,正的电阻温度系数。 8.晶体与非晶体最根本的区别是原子(分子、离子或原子集团)在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质,而非晶体则不是。 9.金属晶体中最主要的面缺陷是晶界和亚晶界。 10.位错两种基本类型是刃型位错和螺型位错,多余半原子面是刃型位错所特有的。 11.点缺陷有空位、间隙原子和置换原子等三种;属于面缺陷的小角度晶界可以用位错来描述。 12.人类认识材料和使用材料的分为石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代四个历史阶段。 13.金属材料与热处理是研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的课程。 14.金属是由单一元素构成的具有特殊光泽、延展性、导电性、导热性的物质。 15.合金是由一种金属元素与其他金属元素或非金属元素通过熔炼或其他方法合成的具有金属特性的物质。 16.金属材料是金属及其合金的总称。 17.金属材料的基本知识主要介绍金属的晶体结构及变形的相关知识。 18.金属的性能只要介绍金属的力学性能和工艺性能。 19.热处理的工艺包括退火、正火、淬火、回火、表面处理等。 20。物质是由原子和分子构成的。 21.物质的存在状态有气态、液态和固态。 22. 物质的存在状态有气态、液态和固态,固态物质根据其结构可分为晶体和非晶体。 23自然界的绝大多数物质在固态下为晶体。所有金属都是晶体。 24、金属的晶格类型是指金属中原子排列的规律。 25、一个能反映原子排列规律的空间架格,成为晶格。 26、晶格是由许多形状、大小相同的小几何单元重复堆积而成的。 27、能够反映晶体晶格特称的最小几何单元成为晶胞。 28、绝大多数金属属于体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种简单晶格。 29、只由一个晶粒组成的晶体成为单晶体。 30、单晶体的晶格排列方位完全一致。单晶体必须人工制作。 31、多晶体是由很多大小、外形和晶格排列方向均不相同的小晶体组成的。 32、小晶体成为晶粒,晶粒间交界的地方称为晶界。 33、普通金属材料都是多晶体。 34、晶体的缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷。 35、金属的结晶必须在低于其理论结晶温度条件下才能进行。 36、理论结晶温度和实际结晶温度之间存在的温度差成为过冷度。 37、过冷度的大小与冷却速度有关。 38、纯金属的结晶是在恒温下进行的。 39、一种固态金属,在不同温度区间具有不同的晶格类型的性质,称为同素异构性。 40、在固态下,金属随温度的改变由一种晶格转变为另一种晶格的现象,称为金属的同素异构性。 41、纯铁是具有同素异构性的金属。

(完整版)金属材料与热处理题库及答案

金属材料与热处理习题及答案 第一章金属的结构与结晶 一、判断题 1、非晶体具有各同性的特点。( √) 2、金属结晶时,过冷度越大,结晶后晶粒越粗。(×) 3、一般情况下,金属的晶粒越细,其力学性能越差。( ×) 4、多晶体中,各晶粒的位向是完全相同的。( ×) 5、单晶体具有各向异性的特点。( √) 6、金属的同素异构转变是在恒温下进行的。( √) 7、组成元素相同而结构不同的各金属晶体,就是同素异构体。( √) 8、同素异构转变也遵循晶核形成与晶核长大的规律。( √) 10、非晶体具有各异性的特点。( ×) 11、晶体的原子是呈有序、有规则排列的物质。( √) 12、非晶体的原子是呈无序、无规则堆积的物质。( √) 13、金属材料与热处理是一门研究金属材料的成分、组织、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。( √)

14、金属是指单一元素构成的具有特殊的光泽延展性导电性导热性的物质。( √) 15、金银铜铁锌铝等都属于金属而不是合金。( √) 16、金属材料是金属及其合金的总称。( √) 17、材料的成分和热处理决定组织,组织决定其性能,性能又决定其用途。( √) 18、金是属于面心立方晶格。( √) 19、银是属于面心立方晶格。( √) 20、铜是属于面心立方晶格。( √) 21、单晶体是只有一个晶粒组成的晶体。( √) 22、晶粒间交接的地方称为晶界。( √) 23、晶界越多,金属材料的性能越好。( √) 24、结晶是指金属从高温液体状态冷却凝固为固体状态的过程。 ( √) 25、纯金属的结晶过程是在恒温下进行的。( √) 26、金属的结晶过程由晶核的产生和长大两个基本过程组成。( √) 27、只有一个晶粒组成的晶体成为单晶体。( √) 28、晶体缺陷有点、线、面缺陷。( √) 29、面缺陷分为晶界和亚晶界两种。( √) 30、纯铁是有许多不规则的晶粒组成。( √) 31、晶体有规则的几何图形。( √) 32、非晶体没有规则的几何图形。( √)

常用金属材料及热处理

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铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢,加热温度为+30~50℃,淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。(2)保温时间的确定淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关,一般可按照经验公式来估算,碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。表1碳钢在箱式电炉中加热时间的确定加热圆柱形工件形状方形板形温度(℃)分钟/每毫米直径70080090010001.51.00.80.4保温时间分钟/每毫米厚度2.21.51.20.6分钟/每毫米厚度321.60.8(3)冷却速度的影响冷却是淬火的关键工序,它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速度,以保证获得马氏体组织;在这个前提下又应尽量缓慢冷却,以减少钢中的内应力,防止变形和开裂。为此,可根据c曲线图(如图2所示),使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定的温度范围(650~550℃)进行快冷(即与c曲线的“鼻尖”相切),而在较低温度(300~100℃)时冷却速度则尽可能小些。为了保证淬火效果,应选用合适的冷却方法(如双液淬火、分级淬火等).不同的冷却介质在不同的温度范围内的冷却速度有所差别。各种冷却介质的特性见表2.表2几种常用淬火介质的冷却能力在下列温度范围内的冷却速度(℃/秒)冷却介质650~550℃18℃的水50℃的水10%nacl 水溶液(18℃)10%naoh水溶液(18℃)10%naoh水溶液(18℃)蒸馏水(50℃)硝酸盐(200℃)菜籽油(50℃)矿务机油(50℃)6001001100120XX0025035020XX50300~

金属材料与热处理(含答案)

《金属材料与热处理》期末考试试卷(含答案) 班级数控班姓名学号分数 一、填空题:每空1分,满分30分。 1.金属材料与热处理是一门研究金属材料的、、热处理与金属材料性能之间的关系和变化规律的学科。 2.本课程的主要内容包括金属材料的、金属的、金属学基础知识和热处理的基本知识。 3.金属材料的基本知识主要介绍金属的及的相关知识。 4.金属的性能主要介绍金属的和。 5.金属学基础知识讲述了铁碳合金的和。 6.热处理的基本知识包括热处理的和。 7.物质是由原子和分子构成的,其存在状态可分为气态、、。 8.固态物质根据其结构特点不同可分为和。 9.常见的三种金属晶格类型有、、密排六方晶格。 10.常见的晶体缺陷有点缺陷、、。 11.常见的点缺陷有间隙原子、、。 12.常见的面缺陷有金属晶体中的、。 13.晶粒的大小与和有关。 14.机械零件在使用中常见的损坏形式有变形、及。 15.因摩擦而使零件尺寸、和发生变化的现象称为磨损。 二、判断题:每题1分,满分10分。 1.金属性能的差异是由其内部结构决定的。() 2.玻璃是晶体。() 3.石英是晶体。() 4.食盐是非晶体。() 5.晶体有一定的熔点,性能呈各向异性。() 6.非晶体没有固定熔点。() 7.一般取晶胞来研究金属的晶体结构。() 8.晶体缺陷在金属的塑性变形及热处理过程中起着重要作用。() 9.金属结晶时,过冷度的大小与冷却速度有关。() 10.冷却速度越快,过冷度就越小。() 三、选择题:每题2分,满分20分。 1.下列材料中不属于晶体的是() A.石英 B.食盐 C.玻璃 D.水晶 2.机械零件常见的损坏形式有() A.变形 B.断裂 C.磨损 D.以上答案都对 3.常见的载荷形式有() A.静载荷 B.冲击载荷 C.交变载荷 D.以上答案都对 4.拉伸试样的形状有() A.圆形 B.矩形 C.六方 D.以上答案都对 5.通常以()代表材料的强度指标。 A.抗拉强度 B.抗剪强度 C.抗扭强度 D.抗弯强度 6.拉伸试验时,试样拉断前所能承受的最大应力称为材料的()

《金属学与热处理》试题库

《金属学与热处理》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火,正火,淬火,回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。(20分)

2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制(20分) 3、为什么奥氏体不锈钢(18-8型不锈钢)在450℃~850℃保温时会产生晶间腐蚀?如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀? 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近? 5、什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能? 6、根据溶质原子在点阵中的位置,举例说明固溶体相可分为几类?固溶体在材料中有何意义? 7、固溶体合金非平衡凝固时,有时会形成微观偏析,有时会形成宏观偏析,原因何在? 8、应变硬化在生产中有何意义?作为一种强化方法,它有什么局限性? 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么? 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的?如何消除? 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点? 14、临界晶核的物理意义是什么?形成临界晶核的充分条件是什么? 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行?若不在γ-Fe相区进行会有什么结果? 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材,再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同,请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板,如果要求保持较高强度,应进行何种热处理?若需要继续冷轧变薄时,又应进行何种热处理? 19、位错密度有哪几种表征方式? 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征?(12分) 23、加工硬化的原因?(6分) 24、柏氏矢量的意义?(6分) 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象?(8分) 26、已知916℃时,γ-Fe的点阵常数0.365nm,(011)晶面间距是多少?(5分) 27、画示意图说明包晶反应种类,写出转变反应式?(4分) 28、影响成分过冷的因素是什么?(9分) 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么?(9分) 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系,并解释原因。(6分)

金属材料与热处理第六版习题册答案

金属材料与热处理习题册答案 绪论 一、填空题 1、成分、组织、热处理、性能之间。 2、石器时代、青铜器时代、铁器时代、钢铁时代、 人工合成材料时代。3、成分、热处理、性能、性能。 二、选择题: 1、A 2、B 3、C 三、简答题 1、掌握金属材料与热处理的相关知识对机械加工有什么现实意义? 答:机械工人所使用的工具、刀夹、量具以及加工的零件大都是金属材料,所以了解金属材料与热处理后相关知识,对我们工作中正确合理地使用这些工具,根据材料特点正确合理地选择和刃磨刀具几何参数;选择适当的切削用量;正确选择改善零件工艺必能的方法都具有非常的现实意义。 2、如何学好《金属材料与热热处理》这门课程? 答:在学习过程中,只要认真掌握重要的概念和基本理论,按照材料的成分和热处理决定组织,组织决定其性能,性能又决定其用途这一内在关系进行学习和记忆;注意理论联系实际,认真完成作业和实验等教学环节,是完全可以学好这门课程的。 第一章金属的结构和结晶 1-1金属的晶体结构 一、填空题 1、非晶体晶体晶体 2、体心立方面心立方密排立方体心立方面心立方密排立方 3、晶体缺陷点缺陷面缺陷 二、判断题 1、√ 2、√ 3、× 4、√ 三、选择题 1、A 2、C 3、C 四、名词解释 1、晶格与晶胞:P5 答:将原子简化为一个质点,再用假想的线将它们连接起来,这样就形成了一个能反映原子排列规律的空间格架,称为晶格;晶胞是能够完整地反映晶体晶格特征的最小几何单元。 3、单晶体与多晶体 答:只由一个晶粒组成称为单晶格,多晶格是由很多大小,外形和晶格排列方向均不相同的小晶格组成的。 五、简答题书P6 □ 1-2纯金属的结晶 一、填空题

金属材料与热处理

金属材料的性能(材料的性能一般分为使用性能和工艺性能两大类,使用性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能)(选择题) 1.力学性能:强度(屈服强度、抗拉强度)、塑性、弹性与刚度、硬度(布氏 硬度,洛氏硬度,维氏硬度)、冲击韧性、疲劳强度 2.物理性能:密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 3.化学性能:耐蚀性、抗氧化性 常见金属的晶格类型—— 1.体心立方晶体具有这种晶格的金属有钨(W),钼(M),铬(Cr),钒(V), α-铁(α-Fe)等 2.面心立方晶格具有这种晶格的金属有金(Au),银(Ag),铝(Al),铜(Cu),镍 (Ni),γ-铁(γ-Fe)等 3.密排六方晶格具有这种晶格的金属有镁(Mg),锌(Zn),铍(Be),α- 钛(α-Ti) 根据晶体缺陷的几何特点,可分为 1.点缺陷点缺陷是指在晶体中长,宽,高尺寸都很小的一种缺陷,常见的有 晶格空位和间隙原子 2.线缺陷线缺陷是指在晶体中呈线状分布(在一维方向上的尺寸很大,而别 的方向则很小)原子排列不均衡的晶体缺陷,主要指各种类型的位错 3.面缺陷面缺陷是指在二维方向上吃醋很大,在第三个方向上的尺寸很小, 呈面状分布的缺陷 位错:位错是指晶格中一列或若干列原子发生了某种有规律的错排现象。 铁素体:铁素体是碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体,为体心立方晶格,用符号F(或α)表示 简化后的Fe-Fe3C相图,画图啊亲,三个学期的铁碳相图啊有木有,都是泪啊有木有!!!书P9 共析钢由珠光体向奥氏体的转变包括以下四个阶段:奥氏体形核,奥氏体晶核长大,剩余渗碳体溶解和奥氏体成分均匀化 影响奥氏体晶粒长大的因素: 1.加热温度和保温时间加热温度愈高,保温时间愈长,奥氏体晶粒愈粗大

金属材料与热处理课后习题答案

第1章金属的结构与结晶 一、填空: 1、原子呈无序堆积状态的物体叫,原子呈有序、有规则排列的物体称为。一般固态金属都属于。 2、在晶体中由一系列原子组成的平面,称为。通过两个或两个以上原子中心的直线,可代表晶格空间排列的的直线,称为。 3、常见的金属晶格类型有、和三种。铬属于晶格,铜属于晶格,锌属于晶格。 4、金属晶体结构的缺陷主要有、、、、、和 等。晶体缺陷的存在都会造成,使增大,从而使金属的提高。 5、金属的结晶是指由原子排列的转变为原子排列的过程。 6、纯金属的冷却曲线是用法测定的。冷却曲线的纵坐标表示,横坐标表示。 7、与之差称为过冷度。过冷度的大小与有关, 越快,金属的实际结晶温度越,过冷度也就越大。 8、金属的结晶过程是由和两个基本过程组成的。 9、细化晶粒的根本途径是控制结晶时的及。 10、金属在下,随温度的改变,由转变为的现象称为

同素异构转变。 二、判断: 1、金属材料的力学性能差异是由其内部组织结构所决定的。() 2、非晶体具有各向同性的特点。() 3、体心立方晶格的原子位于立方体的八个顶角及立方体六个平面的中心。() 4、金属的实际结晶温度均低于理论结晶温度。() 5、金属结晶时过冷度越大,结晶后晶粒越粗。() 6、一般说,晶粒越细小,金属材料的力学性能越好。() 7、多晶体中各晶粒的位向是完全相同的。() 8、单晶体具有各向异性的特点。() 9、在任何情况下,铁及其合金都是体心立方晶格。() 10、同素异构转变过程也遵循晶核形成与晶核长大的规律。() 11、金属发生同素异构转变时要放出热量,转变是在恒温下进行的。() 三、选择 1、α—Fe是具有()晶格的铁。 A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 2、纯铁在1450℃时为()晶格,在1000℃时为()晶格,在600℃时为 ()晶格。A、体心立方 B、面心立方 C、密排六方 3、纯铁在700℃时称为(),在1000℃时称为(),在1500℃时称为()。

金属材料与热处理

《金属材料与热处理》教学大纲 一、课程的性质和任务 本课程是一门专业技术基础课,实践性较强,必须经过生产实习增强感性认识,再通过理论学习才能理解和掌握常见金属材料性能、组织、结构和热处理方法的特点;了解非金属材料的基本知识。为学后续的专业课打下坚实的基础。 二、课程教学目标 1、掌握机械工程材料的基本知识,能够正确选择材料。 2、掌握常见的金属热处理的方法、特点及应用范围 3、了解非金属材料基础知识。 三、教学内容和要求 1、金属材料基础知识 常见金属材料及其性能、金属的结构及结晶、合金的结构和组织、铁碳合金相图、碳钢及合金钢、铸铁、有色金属。 2、热处理基础知识 钢在冷却(加热)时的转变过程、钢的普通热处理工艺、钢的表面热处理工艺、钢的化学热处理工艺。 3、非金属材料 非金属材料的种类、特点、性能及应用。 四、《工程材料》课程的主要要求 1、常用金属材料及热处理工艺的基础知识,为后续相关专业课打下坚实基础。 2、通过本课程的学习,使学生能根据合理的选择材料和热处理方法。

3、在教学过程中贯彻理论联系实际的原则,在讲授理论时要注重和生产实习相结合,增强学生对理论知识的理解。 4、本课程建议安排在学生学完机械制图及计算机制图、工程力学、机械设计基础、金工实习课程之后讲授。 五、《金属材料与热处理》课程质量标准与考核方式 课程质量标准是培养学生掌握金属材料及热处理原理和非金属的基础知识,重点培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。成绩考核方式按照天津石油职业技术学院课程成绩考核评价管理制度执行,采用单独考查方式,平时考核占考核评价成绩30%,期末考试占考核评价成绩40%,实验占考核评价成绩30%,考查采用5级制。 六、课时分配表

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理 一、填空题(30分,每空1分) 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高,钢的__强度__和硬度下降,而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。

10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂,通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同,铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中,_青铜_是以锌为主加合金元素,_白铜_是以镍为主加合金元素。 14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_,属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。 二、选择题(30分,每题2分) 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是( C ) A 铁总是存在加工硬化,而铜没有 B 铜有加工硬化现象,而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变,而铜没有 D 铁和铜的再结晶温度不同 2、Fe α-是具有( A )晶格的铁。

金属材料与热处理工艺

金属材料与热处理工艺关系的探讨 函数站株洲331函授站 专业机电一体化 班级 姓名朱雪峰 指导教师 二○一一年三月

目录 1、前言………………………………………………………………… 2、金属材料结构及基本组织…………………………………………. 3、金属材料的切削性能与热处理预热的关系……………………… 3.1金属材料的切削性能与热处理预热的关系………………………. 3.2金属材料的切边横量与热处理温度的关系……………………… 3.3金属材料的断裂韧性与热处理温度的关系……………………… 3.4 金属材料抗应力腐蚀开裂与热处理应力的关系………………… 4、零件材料结构及特点分析…………………………… 4.1零件的材料特点…………………………………………. 4.2零件的结构特点………………………………………… 5、轴承盖真空热处理工艺路线……………………………… 6、产品质量与《经济法》的关系…………………………… 7、结论……………………………………………………………… 8、主要参考文献…………………………………………………

第一章前言 工业生产中,许多金属材料为最大限度地发挥材料潜力,需要提高其机械性能。在设计工作中,正确制定热处理工艺可以改变某些金属材料的机械性能。而不合理的热处理条件,不仅不会提高材料的机械性能,反而会破坏材料原有的性能。因此,设计人员在根据金属材料成分及组织确定热处理的工艺要求时,应准确分析金属材料与热处理工艺的关系,合理安排工艺流程,才能得到理想的效果。 第二章金属材料结构及基本组织 在工业生产中,广泛使用的金属有铁、铝、铜、铅、锌、镍、铬、锰等。但用得更多的是它们的合金。金属和合金的内部结构包含两个方面:其一是金属原子之间的结合方式;其二是原子在空间的排列方式。金属的性能和原子在空间的排列配置情况有密切的关系,原子排列方式不同,金属的性能就出现差异。金属材料热处理过程是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度在不同的介质中冷却,通过改变金属材料表面或内部的显微组织结构来改变其性能的一种工艺。因此,对某些金属或合金来说,可以用热处理工艺来改变它的原子排列,进而改变其组织结构,控制其机械性能,以满足工程技术的需要。不同的热处理条件

金属材料与热处理试题及答案

金属材料与热处理试题 及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】

金属材料与热处理 一、填空题(30分,每空1分) 1、常见的金属晶体类型有_体心立方_晶格、__面心立方__晶格和密排六方晶格三种。 2、金属的整个结晶过程包括形核_____、___长大_______两个基本过程组成。 3、根据溶质原子在溶剂晶格中所处的位置不同,固溶体分为_间隙固溶体_与_置换固溶体_两种。 4、工程中常用的特殊性能钢有_不锈钢__、_耐热钢_、耐磨钢。 5、常用的常规热处理方法有___回火___、正火和淬火、__退火__。 6、随着回火加热温度的升高,钢的__强度__和硬度下降,而_塑性___和韧性提高。 7、根据工作条件不同,磨具钢又可分为_冷作模具钢_、__热作模具钢__和塑料磨具用钢等。 8、合金按照用途可分为_合金渗碳体_、_特殊碳化物_和特殊性能钢三类。 9、合金常见的相图有__匀晶相图__、_共晶相图__、包晶相图和具有稳定化合物的二元相图。 10、硬质合金是指将一种或多种难熔金属_碳化物__和金属粘结剂,通过_粉末冶金__工艺生产的一类合金材料。 11、铸铁的力学挺能主要取决于_基体的组织_的组织和石墨的基体、形态、_数量_以及分布状态。 12、根据铸铁在结晶过程中的石墨化程度不同,铸铁可分为_灰口铸铁__、_白口铸铁_和麻口铸铁三类。 13、常用铜合金中,_青铜_是以锌为主加合金元素,_白铜_是以镍为主加合金元素。

14、铁碳合金的基本组织中属于固溶体的有_铁素体_和_奥氏体_,属于金属化合物的有_渗碳体_,属于混合物的有_珠光体_和莱氏体。 二、选择题(30分,每题2分) 1、铜只有通过冷加工并经随后加热才能使晶粒细化,而铁则不需冷加工,只需加热到一定温度即使晶粒细化,其原因是(C ) A 铁总是存在加工硬化,而铜没有 B 铜有加工硬化现象,而铁没有 C 铁在固态下有同素异构转变,而铜没有? D 铁和铜的再结晶温度不同 α-是具有( A )晶格的铁。 2、Fe A 体心立方 B 面心立方 C密排六方 D 无规则几何形状 3、以下哪种铸铁的断口呈灰黑色(D ) A 马口铁 B 白口铸铁 C 麻口铸铁 D灰铸铁 4、用于制造渗碳零件的钢称为(C )。 A 结构钢 B 合金钢 C 渗碳钢 D 工具钢 5、合金发生固溶强化的主要原因( C )。 A晶格类型发生了变化 B 晶粒细化 C 晶格发生畸形 D 晶界面积发生变化 6、调质处理就是( A )的热处理。 A 淬火+高温火 B 淬火+中温回火 C 淬火+低温回火 D 淬火+低温退火 7、零件渗碳后,一般需经过(A )才能达到表面硬度高而且耐磨的目的。 A 淬火+低温回火 B 正火 C 调质 D 淬火+高温回火

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