金工实习热加工答案.docx

第一章  金属材料及钢的热处理
一、常用金属材料
(三)实习报告
1、什么是钢?什么是铁?钢按用途怎样分类?
钢铁是以铁为基体的铁碳合金,%时称为铁,%时称为钢。
钢按用途可分为:结构钢(建筑用钢)、工具钢(例如钳工用的钢锯条)、特殊用途钢(例如轴承)。
2、简述机械零件的形成过程。
其一般过程为:
矿石
炼铁
钢{碳钢、合金钢}
轧钢
下料
锻压成形(毛坯)
热处理(退火、正火)
机加工
铸造
热处理(淬火、回火)
成品零件
3、列表综合Q235、45、ZG40Cr、T10A、20CrMnTi、GCr15、W18Cr4V等钢材的类别、牌号成分、性能、用途。
材料代号
类别
牌号或成分
性能
用途
Q235
普通碳素结构钢
C含量:%
韧性、塑性优良
建筑或对韧性要求较高的零件
45#
优质碳素结构钢
C含量:%
各项性能中等
制造各类常用零件
ZG40Cr
铸钢
C含量:%含铬合金
T10A
优质碳素工具钢
C含量:10‰
硬度很高
适合做工具、刀具、模具
20CrMnTi
结构钢
C含量:%含铬锰钛合金
GCr15
轴承钢
轴承类
W18Cr4V
高速钢
车刀
4、什么叫有色金属?举实例说明铝和铜在机器制造中的用途。
狭义上,有色金属是非铁金属,是铁、锰、铬以外金属的总称;广义上的有色金属还包括有色合金,它是以有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金。
实例:铝—电缆、电器零件、装饰品及日常生活用品;
铜—电线、导电螺钉、储藏器、各种管道。
5、影响金属材料的使用性能有哪些?
性能名称
性能内容
使
用
物理性能
包括密度、熔点、导电性、导热性、磁性等。
性
能
化学性能
金属材料抵抗各种介质的侵蚀能力,如抗腐蚀性能等。
力
学
强度
在外力作用下材料抵抗变形和破坏的能力,分为抗拉强度σb、抗压强度σbb、抗剪强度σr,单位均为MPa。
性
能
硬度
衡量材料软硬程度的指标,较常用的硬度测定方法有布氏硬度(
HBS、HBW)、洛氏硬度(HR)和维氏硬度(HV)。
塑性
在外力作用下材料产生永久变形而不发生破坏的能力。常用指标是伸长率δ(%)和断面收缩率ψ(%),δ和ψ愈大,材料塑性愈好。
冲击韧性
材料抵抗冲击力的能力。常把各种材料受到冲击破坏时消耗能量的数值作为冲击韧性的指标,用αk(J/cm)表示。冲击韧度值主要取决于塑性、硬度,尤其是温度对冲击韧度值的影响具有更重要的意义。
疲劳强度
材料在多次交变载荷作用下,不致引起断裂的最大应力。
工艺性能
包括热处理工艺性能、铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能。
二、热处理理论基础及工艺概述
(三)实习报告
1、什么叫做热处理?其作用是什么?
热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种综合工艺过程。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,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,从而获得最终的实用性能,而这一般不是肉眼所能看到的。
2、什么是退火、正火、淬火、回火方法?各有什么作用?
退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。
为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
3、画出退火、正火、淬火、回火的热处理工艺曲线。
4、什么是渗碳处理?其作用和实现的原理是什么?
表面渗碳处理:将含碳(~%)的钢放到碳势高的环境介质中,通过让活性高的碳原子扩散到钢的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火、回火,使工件的表面层得到碳含量高的合金,而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量低的合金,合金的硬度主要与其碳含量有关,故经渗碳处理和后续热处理可使工件获得外硬内韧的性能。
渗碳处理的作用是:提高